JP7011714B2 - Light emitting element drive device - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子駆動装置に関する。 The present invention relates to a light emitting element driving device.
従来、LED(発光ダイオード)に代表される発光素子を駆動する発光素子駆動装置が種々に提案されている。発光素子の一例であるLEDを駆動する従来の発光素子駆動装置の外部においては、LEDを複数直列接続して構成したLEDアレイの低電位側端(カソード)に対してコイルとスイッチング素子が順に直列に接続され、LEDアレイの両端間にコンデンサが並列接続され、コンデンサとコイルとの接続構成の両端間に還流用のダイオードが接続される。 Conventionally, various light emitting element driving devices for driving a light emitting element represented by an LED (light emitting diode) have been proposed. Outside of a conventional light emitting element driving device that drives an LED, which is an example of a light emitting element, a coil and a switching element are sequentially connected to a low potential side end (cathode) of an LED array configured by connecting a plurality of LEDs in series. A diode is connected in parallel between both ends of the LED array, and a diode for reflux is connected between both ends of the connection configuration of the capacitor and the coil.
上記スイッチング素子がオンオフ制御されることで、LEDアレイに流れるLED電流が制御される。スイッチング素子がオンとされると、上記コイルに流れる電流が増加し、スイッチング素子がオフとされると、上記コイルおよび上記ダイオードに流れる電流は減少する。上記コンデンサは、コイルに流れる電流を平均化してLED電流とする。 By controlling the switching element on and off, the LED current flowing through the LED array is controlled. When the switching element is turned on, the current flowing through the coil increases, and when the switching element is turned off, the current flowing through the coil and the diode decreases. The capacitor averages the current flowing through the coil to obtain the LED current.
なお、このような従来の発光素子駆動装置の一例は、特許文献1に開示されている。 An example of such a conventional light emitting element driving device is disclosed in Patent Document 1.
上記従来の発光素子駆動装置では、スイッチング素子がオンの状態からオフになるときにコイルに流れる電流(コイル電流)は増加から減少へ転じる。しかしながら、例えば発光素子駆動装置の出力端子とスイッチング素子の制御端子との間に接続される外付けの抵抗部品等による上記制御端子に印加される制御電圧のオフレベルへの切替えの遅れ等に起因して、コイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングが遅延する虞があった。この場合、その遅延分、コイル電流の増加が継続され、コイル電流を平均化したLED電流の値が所望値よりも高くなり、精度としての問題が生じる。 In the conventional light emitting element driving device, the current flowing through the coil (coil current) changes from an increase to a decrease when the switching element is turned off from the on state. However, for example, due to a delay in switching the control voltage applied to the control terminal to the off level due to an external resistance component connected between the output terminal of the light emitting element drive device and the control terminal of the switching element. Therefore, there is a risk that the turn-back timing at which the coil current changes from an increase to a decrease may be delayed. In this case, the coil current continues to increase by the delay, and the value of the LED current obtained by averaging the coil current becomes higher than the desired value, which causes a problem in accuracy.
上記問題点に鑑み、本発明は、発光素子に流れる電流の精度を向上させることができる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a light emitting element driving device capable of improving the accuracy of the current flowing through the light emitting element.
上記目的を達成するために本発明は、少なくとも一つの発光素子からなり、一端に入力電圧が印加される発光部と、
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記コイルを流れるコイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延に基づいて前記駆動信号を調整することで前記コイル電流を補正するコイル電流補正部を有する構成としている。In order to achieve the above object, the present invention comprises at least one light emitting element, and a light emitting unit to which an input voltage is applied to one end thereof.
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
Equipped with
The drive control unit has a coil current correction unit that corrects the coil current by adjusting the drive signal based on the delay of the turn-back timing at which the coil current flowing through the coil changes from an increase to a decrease.
また、本発明の別態様は、少なくとも一つの発光素子からなり、一端に入力電圧が印加される発光部と、
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
選択入力信号が入力される第2外部端子と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記選択入力信号に応じてQRモード(quasi-resonant:擬似共振方式)と、CCMモード(continuous current mode:電流連続方式)と、を切替えて動作する構成としている。Further, another aspect of the present invention is a light emitting unit composed of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end.
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
The second external terminal to which the selection input signal is input, and
Equipped with
The drive control unit is configured to operate by switching between a QR mode (quasi-resonant: pseudo-resonant method) and a CCM mode (continuous current mode: continuous current mode) according to the selection input signal.
本発明の発光素子駆動装置によれば、発光素子に流れる電流の精度を向上させることができる。 According to the light emitting element driving device of the present invention, the accuracy of the current flowing through the light emitting element can be improved.
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.発光素子駆動装置の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る発光素子駆動装置の全体構成を示す回路図である。図1に示す発光素子駆動装置1は、複数のLEDを直列接続して構成されるLEDアレイ50を駆動する装置である。すなわち、発光素子駆動装置1は、駆動対象の発光素子の一例としてのLEDを駆動する装置である。ただし、駆動対象の発光素子は、LEDに限らなくてもよい。<1. Overall configuration of light emitting element drive device>
FIG. 1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a light emitting element driving device according to an embodiment of the present invention. The light emitting element driving device 1 shown in FIG. 1 is a device for driving an LED array 50 configured by connecting a plurality of LEDs in series. That is, the light emitting element driving device 1 is a device that drives an LED as an example of a light emitting element to be driven. However, the light emitting element to be driven does not have to be limited to the LED.
また、本実施形態に係る発光素子駆動装置1は、QRモード(quasi-resonant:擬似共振方式)と、CCMモード(continuous current mode:電流連続方式)と、を切替えて動作することが可能となっている。すなわち、上記両モードを1つのICに搭載している。上記両モードの詳細については、後述する。 Further, the light emitting element driving device 1 according to the present embodiment can be operated by switching between a QR mode (quasi-resonant: pseudo-resonant method) and a CCM mode (continuous current mode: continuous current mode). ing. That is, both of the above modes are mounted on one IC. Details of both modes will be described later.
発光素子駆動装置1は、図1に示すように、内部電圧生成部11と、IC電源UVLO部12と、UVLO部13と、内部電圧UVLO部14と、ローパスフィルタ15と、アンプ16と、ODP(Over Duty Protection)部17と、比較用電圧生成部18と、コンパレータ19と、エラーアンプ20と、コンパレータ21と、発振器22と、異常検出部23と、コントロールロジック部24と、を含む各構成部を集積化して構成される半導体ICである。
As shown in FIG. 1, the light emitting element drive device 1 includes an internal
なお、コンパレータ19と、エラーアンプ20と、コンパレータ21と、発振器22と、コントロールロジック部24と、ドライバDr1と、コンパレータCP2と、から駆動制御部の一例が構成される。駆動制御部は、OUT端子から出力するゲート出力信号Gout(駆動信号)を生成する。
An example of a drive control unit is composed of a
さらに、発光素子駆動装置1は、外部との電気的接続を確立するための外部端子として、VCC端子、ULVO端子、SEL端子、REG90端子、QRCOMP端子、PWM端子、DUTYON端子、ADIM端子、RT端子、FAILB端子、ZT端子、OUT端子、CS端子、FB端子、DGND端子、およびGND端子を有する。 Further, the light emitting element drive device 1 has a VCS terminal, an ULVO terminal, a SEL terminal, a REG90 terminal, a QRCOMP terminal, a PWM terminal, a DUTYON terminal, an ADIM terminal, and an RT terminal as external terminals for establishing an electrical connection with the outside. , FAILB terminal, ZT terminal, OUT terminal, CS terminal, FB terminal, DGND terminal, and GND terminal.
発光素子駆動装置1の外部には、それぞれ外付け部品として、分圧抵抗R1,R2と、ダイオードD1と、コンデンサC1と、コイルL1と、LEDアレイ50と、コンデンサC2と、分圧抵抗R11,R12と、スイッチング素子M1と、ゲート抵抗Rgと、電流検出抵抗Rsと、帰還コンデンサCfbと、コンデンサC11と、抵抗R21と、が配置される。 External components such as voltage dividing resistors R1 and R2, diodes D1, capacitors C1, coils L1, LED array 50, capacitors C2, and voltage dividing resistors R11, are external to the light emitting element drive device 1, respectively. R12, a switching element M1, a gate resistor Rg, a current detection resistor Rs, a feedback capacitor Cfb, a capacitor C11, and a resistor R21 are arranged.
LEDアレイ50は、複数のLEDを直列接続して構成される発光部である。ただし、その他にも、例えば、LEDを直並列に接続してLEDアレイを構成してもよいし、LEDアレイの代わりに単一のLEDであってもよい。 The LED array 50 is a light emitting unit configured by connecting a plurality of LEDs in series. However, in addition, for example, LEDs may be connected in series and parallel to form an LED array, or a single LED may be used instead of the LED array.
LEDアレイ50の高電位側端(アノード)には、入力電圧Vinが印加される。LEDアレイ50の低電位側端(カソード)には、コイルL1の一端が接続される。コイルL1の他端には、還流用のダイオードD1のアノードが接続される。ダイオードD1のカソードには、LEDアレイ50の高電位側端が接続される。LEDアレイ50の両端間には、コンデンサC1が並列接続される。コンデンサC1は、コイルL1に流れる電流であるコイル電流Icoilを平均化して、LEDアレイ50に流れる電流であるLED電流ILEDとする。 An input voltage Vin is applied to the high potential side end (anode) of the LED array 50. One end of the coil L1 is connected to the low potential side end (cathode) of the LED array 50. The anode of the freewheeling diode D1 is connected to the other end of the coil L1. The high potential side end of the LED array 50 is connected to the cathode of the diode D1. A capacitor C1 is connected in parallel between both ends of the LED array 50. The capacitor C1 averages the coil current Icon, which is the current flowing through the coil L1, to obtain the LED current ILED, which is the current flowing through the LED array 50.
コイルL1の他端には、一例としてnチャネルMOSFETで構成されるスイッチング素子M1のドレインが接続される。スイッチング素子M1のソースには、電流検出抵抗Rsを介してグランド電位の印加端が接続される。 As an example, a drain of a switching element M1 composed of an n-channel MOSFET is connected to the other end of the coil L1. An application end of the ground potential is connected to the source of the switching element M1 via a current detection resistor Rs.
UVLO(Under Voltage Lock Out)端子には、入力電圧Vinを分圧抵抗R1,R2で分圧した後の電圧が印加される。UVLO部13は、UVLO端子に印加された電圧が所定電圧を下回ると、コントロールロジック部24にスイッチング素子M1をオフに維持してスイッチングを停止させる。すなわち、UVLO端子は、アプリケーション電源のUVLO用の端子である。
A voltage after dividing the input voltage Vin by the voltage dividing resistors R1 and R2 is applied to the UVLO (Under Voltage Lock Out) terminal. When the voltage applied to the UVLO terminal falls below a predetermined voltage, the
VCC端子には、電源電圧Vccが印加される。すなわち、VCC端子は、IC用の電源端子である。IC電源UVLO部12は、電源電圧Vccが所定電圧を下回ると、コントロールロジック部24にICをシャットダウンさせる。
A power supply voltage Vcc is applied to the VCS terminal. That is, the VCS terminal is a power supply terminal for an IC. The IC power
内部電圧生成部11は、電源電圧Vccに基づいて内部電圧Vregを生成する。生成された内部電圧Vregは、REG90端子から外部へ出力可能である。REG90端子は、9.0Vの出力端子である。ただし、ここでの出力電圧値は一例である。REG90端子には、外付けのコンデンサC11が接続される。コンデンサC11は、セラミックコンデンサであることが好ましい。
The internal
内部電圧UVLO部14は、内部電圧Vregが所定電圧を下回ると、コントロールロジック部24にICをシャットダウンさせる。
The internal
コントロールロジック部24は、ドライバDr1を用いてOUT端子から外部へゲート出力信号Goutを出力する。ゲート出力信号Goutは、HighとLowからなるパルス信号である。OUT端子は、外付け部品であるゲート抵抗Rgを介してスイッチング素子M1のゲート(制御端子)に接続される。ゲート出力信号Goutはゲート抵抗Rgを介してゲート信号Gtとしてスイッチング素子M1のゲートに印加される。ゲート出力信号Goutによりスイッチング素子M1をオンオフさせる。
The
PWM端子には、外部よりパルス状のPWM調光信号が入力される。ODP部17は、DUTYON端子を介して外部より入力されるオンオフ設定信号に応じて、PWMオン時間制限機能を機能させるか否かを切替える。例えば、オンオフ設定信号がLowの場合に、PWM調光信号のオン時間が制限され、オンオフ設定信号がHighの場合に、PWMオン時間制限機能がオフとされる。
A pulsed PWM dimming signal is input to the PWM terminal from the outside. The
コントロールロジック部24は、ODP部17から出力されるPWM調光信号がHighの期間はOUT端子からオンオフ用のゲート出力信号Goutを出力させ、Lowの期間はゲート出力信号GoutをLowに維持させる。これにより、PWM調光信号のオンデューティを調整することでLEDアレイ50の調光を行うことができる。
The
SEL端子は、発光素子駆動装置1をQRモードで動作させるか、CCMモードで動作させるかを選択するための選択入力信号を入力される端子である。SEL端子は、IC内部においてプルダウン抵抗Rpによってプルダウンされる。SEL端子とプルダウン抵抗Rpとの接続ノードは、コンパレータCP1の非反転入力端に接続される。コンパレータCP1の反転入力端には、所定の参照電圧が印加される。選択入力信号がHighまたはLowに応じて、コンパレータCP1からHighまたはLowの選択信号SEL_sigが出力される。 The SEL terminal is a terminal to which a selection input signal for selecting whether to operate the light emitting element driving device 1 in the QR mode or the CCM mode is input. The SEL terminal is pulled down by the pull-down resistor Rp inside the IC. The connection node between the SEL terminal and the pull-down resistor Rp is connected to the non-inverting input end of the comparator CP1. A predetermined reference voltage is applied to the inverting input end of the comparator CP1. Depending on whether the selection input signal is High or Low, the selection signal SEL_sig of High or Low is output from the comparator CP1.
コントロールロジック部24は、入力される選択信号SEL_sigのレベルに応じて、QRモードまたはCCMモードを選択する。例えば、選択入力信号がHighの場合にQRモードが選択され、Lowの場合にCCMモードが選択される。
The
CS端子およびコンパレータ19は、QRモード時の電流検出に用いられる。CS端子は、スイッチング素子M1と電流検出抵抗Rsとの接続ノードに接続される。コンパレータ19の非反転入力端には、コイル電流Icoilが電流検出抵抗Rsによって電流・電圧変換された後の電流検出信号Vcsが端子CSを介して入力される。
The CS terminal and the
コンパレータ19の反転入力端には、比較用電圧生成部18から出力される電流検出閾値電圧Vcsqrが入力される。コンパレータ19は、電流検出信号Vcsと電流検出閾値電圧Vcsqrとの比較結果をコントロールロジック部24に出力する。
The current detection threshold voltage Vcsqr output from the comparison
ここで、ADIM端子は、外部よりアナログ調光信号(アナログ電圧信号)を入力させるための外部端子である。比較用電圧生成部18は、選択信号SEL_sigによりQRモードが選択されている場合、アナログ調光信号に第1ゲイン倍率だけ乗算した電流検出閾値電圧Vcsqrを出力する。アナログ調光信号を調整することでQRモードにおけるLEDアレイ50の調光を行うことができる。
Here, the ADIM terminal is an external terminal for inputting an analog dimming signal (analog voltage signal) from the outside. When the QR mode is selected by the selection signal SEL_sig, the comparison
CS端子およびエラーアンプ20は、CCMモード時の電流帰還制御に用いられる。エラーアンプ20の反転入力端には、CS端子を介して電流検出信号Vcsが入力される。エラーアンプ20の非反転入力端には、比較用電圧生成部18から出力される参照電圧としての電流帰還電圧Vcsccmが入力される。エラーアンプ20の出力端には、FB端子が接続される。FB端子には、外付けのコンデンサCfbが接続される。
The CS terminal and the
比較用電圧生成部18は、選択信号SEL_sigによりCCMモードが選択されている場合、アナログ調光信号に第2ゲイン倍率だけ乗算した電流帰還電圧Vcsccmを出力する。アナログ調光信号を調整することでCCMモードにおけるLEDアレイ50の調光を行うことができる。
When the CCM mode is selected by the selection signal SEL_sig, the comparison
なお、比較用電圧生成部18による動作のより詳細については、後述する。
Further details of the operation by the comparative
エラーアンプ20の出力端は、コンパレータ21の非反転入力端に接続される。コンパレータ21の反転入力端には、発振器22から出力される発振信号が入力される。当該発振信号は、例えばのこぎり状波形である。コンパレータ21は、エラーアンプ20の出力と発振信号との比較結果としてPWM信号Spwmをコントロールロジック部24に出力する。
The output end of the
なお、CCMモード時においてはPWM制御の周波数は固定となるが、この周波数はRT端子に接続された外付けの抵抗R21によって設定される。 In the CCM mode, the PWM control frequency is fixed, but this frequency is set by the external resistance R21 connected to the RT terminal.
また、ZT端子は、QRモード時におけるコイル電流Icoilのゼロクロスを検出するための端子であり、分圧抵抗R11,R12の接続ノードに接続される。ZT端子には、コンパレータCP2の反転入力端が接続される。コンパレータCP2の非反転入力端には、所定の参照電圧が印加される。コンパレータCP2は、上記ゼロクロスの検出信号をコントロールロジック部24に出力する。なお、コンパレータCP3もZT端子に接続されるが、コンパレータCP3はQRモード時におけるLED電流ILEDの補正制御に用いられ、その詳細については後述する。
Further, the ZT terminal is a terminal for detecting the zero cross of the coil current Icon in the QR mode, and is connected to the connection node of the voltage dividing resistors R11 and R12. The inverted input end of the comparator CP2 is connected to the ZT terminal. A predetermined reference voltage is applied to the non-inverting input end of the comparator CP2. The comparator CP2 outputs the zero cross detection signal to the
アンプ16は、選択信号SEL_sigによりQRモードが選択されている場合、ローパスフィルタ15からの出力を増幅して出力を行う。コントロールロジック部24は、PWM調光信号がHighの場合に、OUT端子のゲート出力信号Goutをローパスフィルタ15へ出力する。これにより、ローパスフィルタ15は、ゲート出力信号Goutを平滑化して出力する。すなわち、QRCOMP端子は、選択信号SEL_sigによりQRモードが選択されている場合、且つ、PWM調光信号がHighの場合に、ゲート出力信号Goutのオンデューティに比例したDC電圧を外部へ出力する。QRCOMP端子から出力されたDC電圧は、ADIM端子に入力されるアナログ調光信号の生成に用いられ、QRモード時のLED電流のリニアリティを補正する。
When the QR mode is selected by the selection signal SEL_sig, the
また、コントロールロジック部24は、異常を検出した場合、異常検出部23を用いてFAILB端子から外部へ異常状態を示す異常信号を出力する。なお、異常信号は、異常状態か正常状態に応じて異なるレベルとなる。
Further, when an abnormality is detected, the
また、GND端子は、ICのグランドをとるための端子である。DGND端子は、ICのデジタルグランドをとるための端子である。 The GND terminal is a terminal for taking the ground of the IC. The DGND terminal is a terminal for taking the digital ground of the IC.
<2.QRモードとCCMモード>
次に、QRモードとCCMモードにおける各動作について説明する。SEL端子に入力される選択入力信号によりQRモードが選択されると、その旨を示す選択信号SEL_sigによってコントロールロジック部24は、QRモードでの動作制御を行う。<2. QR mode and CCM mode>
Next, each operation in the QR mode and the CCM mode will be described. When the QR mode is selected by the selection input signal input to the SEL terminal, the
コントロールロジック部24は、まずOUT端子からHighのゲート出力信号Goutを出力させ、スイッチング素子M1をオンさせる。すると、コイル電流Icoilがオンとなったスイッチング素子M1および電流検出抵抗Rsを流れ始めて増加してゆく。このとき、電流検出抵抗Rsにより検出された電流検出信号Vcsが増加する。そして、電流検出信号Vcsが電流検出閾値電圧Vcsqr以上となると、コンパレータ19の出力がHighに立ち上がり、コントロールロジック部24は、ゲート出力信号GoutをLowへ立ち下げる。
First, the
これにより、スイッチング素子M1はオフとされ、スイッチング素子M1のドレイン電圧Vrdが上昇し、コイル電流IcoilはダイオードD1を介して流れ始めて減少してゆく。このとき、ZT端子に印加されるZT電圧Vztは、ドレイン電圧Vdrの上昇に伴って上昇し、その後、徐々に低下する。そして、コイル電流Icoilがゼロになったタイミングでドレイン電圧Vdrが急激に低下し、ZT電圧Vztも急激に低下する。そして、ZT電圧Vztが所定の参照電圧以下となると、コンパレータCP2の出力がHighに立ち上がる。これにより、コイル電流Icoilのゼロクロスが検出される。すると、コントロールロジック部24は、ゲート出力信号GoutをHighに立ち上げ、再びスイッチング素子M1をオンさせる。
As a result, the switching element M1 is turned off, the drain voltage Vrd of the switching element M1 rises, and the coil current Icon starts to flow through the diode D1 and decreases. At this time, the ZT voltage Vzt applied to the ZT terminal increases with the increase of the drain voltage Vdr, and then gradually decreases. Then, the drain voltage Vdr drops sharply at the timing when the coil current Icon becomes zero, and the ZT voltage Vzt also drops sharply. Then, when the ZT voltage Vzt becomes equal to or lower than the predetermined reference voltage, the output of the comparator CP2 rises to High. As a result, the zero cross of the coil current Icoil is detected. Then, the
このようなQRモードでのコイル電流IcoilおよびLED電流ILEDの波形の一例を図2に示す。コイル電流Icoilはゼロから増加した後、所定電流値で減少に転じ、ゼロに達すると再び増加する。図2で領域A1に示すように、QRモードではスイッチング素子M1のターンオン時にスイッチング素子M1に電流が流れないソフトスイッチングが行われるため、発熱(損失)およびノイズの発生が抑制される。ただし、コイル電流Icoilの振幅が大きくなるので、コイル電流Icoilを平均化したLED電流ILEDのリップルは大きくなる。 FIG. 2 shows an example of the waveforms of the coil current Icoil and the LED current ILED in such a QR mode. The coil current Icon increases from zero, then starts to decrease at a predetermined current value, and increases again when it reaches zero. As shown in the region A1 in FIG. 2, in the QR mode, soft switching is performed in which no current flows through the switching element M1 when the switching element M1 is turned on, so that heat generation (loss) and generation of noise are suppressed. However, since the amplitude of the coil current Icoil becomes large, the ripple of the LED current ILED obtained by averaging the coil current Icoil becomes large.
一方、選択入力信号によりCCMモードが選択された場合、コントロールロジック部24は、CCMモードの動作制御を行う。ここでは、エラーアンプ20およびコンパレータ21が有効となり、コンパレータ21から出力されるPWM信号Spwmに応じてコントロールロジック部24は、HighとLowからなるゲート出力信号Goutを出力させ、スイッチング素子M1をオンオフ制御する。すなわち、電流検出信号Vcsの平均値が電流帰還電圧Vcsccmと一致するようにPWM信号Spwmのオンデューティが調整される電流帰還制御が行われる。これにより、コイル電流Icoilの平均値が所望値と一致するように制御される。
On the other hand, when the CCM mode is selected by the selection input signal, the
このようなCCMモードでのコイル電流IcoilおよびLED電流ILEDの波形の一例を図3に示す。PWM信号Spwmに応じてスイッチング素子M1がオンオフされ、コイル電流Icoilは増加・減少を繰り返す。コイル電流Icoilは、常に流れる状態で制御される。スイッチング素子M1のスイッチング周期は、固定となる。このとき、コイル電流Icoilの振幅は小さいので、LED電流ILEDのリップルは小さくなる。ただし、図3に領域A2で示すように、スイッチング素子M1のターンオン時にスイッチング素子M1に電流が流れるハードスイッチングが行われるため、発熱(損失)およびノイズの発生の点では不利となる。 FIG. 3 shows an example of the waveforms of the coil current Icoil and the LED current ILED in such a CCM mode. The switching element M1 is turned on and off according to the PWM signal Spwm, and the coil current Icon repeatedly increases and decreases. The coil current Icon is controlled so as to always flow. The switching cycle of the switching element M1 is fixed. At this time, since the amplitude of the coil current Icoil is small, the ripple of the LED current ILED is small. However, as shown in the region A2 in FIG. 3, hard switching is performed in which a current flows through the switching element M1 when the switching element M1 is turned on, which is disadvantageous in terms of heat generation (loss) and noise generation.
このように、本実施形態の発光素子駆動装置1では、1つのICで選択入力信号によってQRモードおよびCCMモードを選択可能となるので、設計の自由度が向上する。なお、両モードのうち一方のモードが動作中に、他方のモードの動作へ切替えることも可能である。これにより、例えば、LEDの輝度を低輝度から高輝度へ切替えるときに、QRモードからLED電流のリップルが小さいCCMモードへ切替えることができる。 As described above, in the light emitting element driving device 1 of the present embodiment, the QR mode and the CCM mode can be selected by the selection input signal with one IC, so that the degree of freedom in design is improved. It is also possible to switch to the operation of the other mode while one of the two modes is operating. Thereby, for example, when switching the brightness of the LED from low brightness to high brightness, it is possible to switch from the QR mode to the CCM mode in which the ripple of the LED current is small.
<3.電流検出閾値電圧Vcsqrおよび電流帰還電圧Vcsccmの設定>
ここで、比較用電圧生成部18による電流検出閾値電圧Vcsqrおよび電流帰還電圧Vcsccmの設定について詳述する。<3. Current detection threshold voltage Vcsqr and current feedback voltage Vcsccm settings>
Here, the setting of the current detection threshold voltage Vcsqr and the current feedback voltage Vcsccm by the comparative
QRモードの選択時、電流検出閾値電圧Vcsqrは基本的に下記(1)式で設定される。
Vcsqr = Vadim × G1 ・・・(1)
ただし、Vadimはアナログ調光信号、G1は第1ゲイン倍率When the QR mode is selected, the current detection threshold voltage Vcsqr is basically set by the following equation (1).
Vcsqr = Vadim x G1 ... (1)
However, Vadim is an analog dimming signal, and G1 is the first gain magnification.
CCMモードの選択時、電流帰還電圧Vcsccmは基本的に下記(2)式で設定される。
Vcsccm = Vadim × G2 ・・・(2)
ただし、Vadimはアナログ調光信号、G2は第2ゲイン倍率When the CCM mode is selected, the current feedback voltage Vcsccm is basically set by the following equation (2).
Vcsccm = Vadim x G2 ... (2)
However, Vadim is an analog dimming signal, and G2 is the second gain magnification.
そして、第1ゲイン倍率G1は、第2ゲイン倍率G2の2倍に設定される(例えば、G1=0.7、G2=0.35)。これにより、同じアナログ調光信号Vadimの設定値で、両方のモードにおいてLED電流ILEDの電流値を同様のものとさせることができる。 Then, the first gain magnification G1 is set to twice the second gain magnification G2 (for example, G1 = 0.7, G2 = 0.35). Thereby, with the same analog dimming signal Vadim setting value, the current value of the LED current ILED can be made to be the same in both modes.
さらに詳細には本実施形態では、DUTYON端子に入力されるオンオフ設定信号の設定によるODP部17の機能のオンオフに応じて、電流検出閾値電圧Vcsqrおよび電流帰還電圧Vcsccmが以下のように設定される。
More specifically, in the present embodiment, the current detection threshold voltage Vcsqr and the current feedback voltage Vcsccm are set as follows according to the on / off of the function of the
※QRモード選択時、且つODP部17の機能オンの場合
Vcsqr = Vadim × G1 (Vadim≦Vclp1) ・・・(11)
Vcsqr = Vclp1 × G1 (Vadim>Vclp1) ・・・(12)
※QRモード選択時、且つODP部17の機能オフの場合
Vcsqr = Vadim × G1 (Vadim≦Vclp2) ・・・(13)
Vcsqr = Vclp2 × G1 (Vadim>Vclp2) ・・・(14)* When the QR mode is selected and the function of the
Vcsqr = Vclp1 x G1 (Vdim> Vclp1) ... (12)
* When the QR mode is selected and the function of the
Vcsqr = Vclp2 x G1 (Vdim> Vclp2) ... (14)
※CCMモード選択時、且つODP部17の機能オンの場合
Vcsccm = Vadim × G2 (Vadim≦Vclp1) ・・・(15)
Vcsccm = Vclp1 × G2 (Vadim>Vclp1) ・・・(16)
※CCMモード選択時、且つODP部17の機能オフの場合
Vcsccm = Vadim × G2 (Vadim≦Vclp2) ・・・(17)
Vcsccm = Vclp2 × G2 (Vadim>Vclp2) ・・・(18)* When CCM mode is selected and the function of
Vcsccm = Vclp1 x G2 (Vdim> Vclp1) ... (16)
* When CCM mode is selected and the function of
Vcsccm = Vclp2 x G2 (Vdim> Vclp2) ... (18)
ただし、Vclp1およびVclp2は、アナログ調光信号Vadimのクランプ電圧であり、Vclp1>Vclp2である。 However, Vclp1 and Vclp2 are clamp voltages of the analog dimming signal Vadim, and Vclp1> Vclp2.
すなわち、クランプ電圧Vclp1およびVclp2によって電流検出閾値電圧Vcsqrおよび電流帰還電圧Vcsccmを制限することができる。また、ODP部17の機能オンの場合に使用するVclp1が機能オフの場合に使用するVclp2よりも高いのは、機能オンの場合はPWM調光信号のオン時間が制限されるので、電流検出閾値電圧Vcsqrおよび電流帰還電圧Vcsccmの制限を緩めても問題ないからである。
That is, the current detection threshold voltage Vcsqr and the current feedback voltage Vcsccm can be limited by the clamp voltages Vclp1 and Vclp2. Further, the reason why Vclp1 used when the function of the
<4.QRモード時のLED電流補正>
本実施形態の発光素子駆動装置1では、QRモード時においてLED電流ILED(コイル電流Icoil)を補正して高精度化する機能を有しており、ここでは、本機能について図4に示すタイミングチャートを用いて説明する。<4. LED current correction in QR mode>
The light emitting element drive device 1 of the present embodiment has a function of correcting the LED current ILED (coil current Icon) in the QR mode to improve the accuracy. Here, the timing chart shown in FIG. 4 for this function. Will be described using.
スイッチング素子M1のオンにより、図4に示すタイミングt0でコイル電流Icoilがゼロから増加し始め、電流検出信号Vcsも上昇し始める。その後、タイミングt1で電流検出信号Vcsが電流検出閾値電圧Vcsqrに達すると、コンパレータ19の出力信号CS_DETがHighに立ち上がる。
When the switching element M1 is turned on, the coil current Icon starts to increase from zero at the timing t0 shown in FIG. 4, and the current detection signal Vcs also starts to increase. After that, when the current detection signal Vcs reaches the current detection threshold voltage Vcsqr at the timing t1, the output signal CS_DET of the
その後の遅れたタイミングt2で、コントロールロジック部24により出力されるゲート出力信号GoutはLowに立ち下がる。ここで、外付け部品のゲート抵抗Rgおよび不図示のゲート容量の存在によって、ゲート信号Gtが或る傾きをもってタイミングt3まで低下する。
At the later timing t2, the gate output signal Gout output by the
タイミングt3でスイッチング素子M1のターンオフによってドレイン電圧Vdrが上昇し始め、タイミングt4でドレイン電圧VdrはLED電圧VLEDに達する。このタイミングt4にて、コイル電流Icoilは増加から減少へ転じる。すなわち、内部回路によるタイミングt1からt2までの遅延、外付け部品等によるタイミングt2からt3までの遅延、およびドレイン電圧Vdrの立ち上がりによるタイミングt3からt4までの遅延の累積として、コイル電流Icoilが増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延が遅延時間DTqrだけ生じてしまう。これにより、遅延時間DTqrの期間だけコイル電流Icoilの増加が維持される。従って、コイル電流Icoilを平均化したLED電流ILEDが高めにずれて、電流精度に問題が生じる。 At the timing t3, the drain voltage Vdr begins to rise due to the turn-off of the switching element M1, and at the timing t4, the drain voltage Vdr reaches the LED voltage VLED. At this timing t4, the coil current Icoil changes from an increase to a decrease. That is, the coil current Icon increases as the accumulation of the delay from timing t1 to t2 due to the internal circuit, the delay from timing t2 to t3 due to external components, and the delay from timing t3 to t4 due to the rise of the drain voltage Vdr. The delay of the turnaround timing that turns to decrease occurs by the delay time DTqr. As a result, the increase in the coil current Icoil is maintained only for the period of the delay time DTqr. Therefore, the LED current ILED obtained by averaging the coil current Icol shifts to a higher value, which causes a problem in current accuracy.
そこで、本実施形態では、ZT端子に発生するZT電圧Vztを用いて制御を行う。図4に示すように、タイミングt3からのドレイン電圧Vdrの上昇に伴って、ZT電圧Vztも上昇し、タイミングt4でZT電圧Vztは所定の閾値電圧ZTH1に達する。閾値電圧ZTH1は、コンパレータCP3の参照電圧として設定され、タイミングt4にてコンパレータCP3の出力はHighに立ち上がる。従って、本実施形態では、コントロールロジック部24は、コンパレータ19の出力信号CS_DETが立ち上がるタイミングt1からカウントを開始し、コンパレータCP3の出力がHighとなるタイミングt4までカウントすることで、遅延時間DTqrを検出する。
Therefore, in the present embodiment, control is performed using the ZT voltage Vzt generated in the ZT terminal. As shown in FIG. 4, as the drain voltage Vdr increases from the timing t3, the ZT voltage Vzt also increases, and the ZT voltage Vzt reaches a predetermined threshold voltage ZTH1 at the timing t4. The threshold voltage ZTH1 is set as a reference voltage of the comparator CP3, and the output of the comparator CP3 rises to High at the timing t4. Therefore, in the present embodiment, the
そして、コントロールロジック部24は、遅延時間DTqrに応じてアナログ調光信号Adimを調整する。これにより、電流検出閾値電圧Vcsqrが調整されて、コイル電流IcoilひいてはLED電流ILEDを補正することができる。なお、上記のようにアナログ調光信号Adimへフィードバックする方法の他、コントロールロジック部24は、ゲート出力信号Goutのオンデューティを調整してもよい。すなわち、コントロールロジック部24は、コイル電流補正部の一例に相当する。
Then, the
このようにして、本実施形態では、QRモード時におけるコイル電流Icoilの折り返しタイミングの遅延を検出し、LED電流ILEDの精度向上を図ることができる。特に、QRモード時のゼロクロス検出に用いるZT端子のZT電圧Vztを流用して遅延時間DTqrの検出を行うことができる。 In this way, in the present embodiment, it is possible to detect the delay of the folding back timing of the coil current Icoil in the QR mode and improve the accuracy of the LED current ILED. In particular, the delay time DTqr can be detected by diverting the ZT voltage Vzt of the ZT terminal used for zero cross detection in the QR mode.
なお、図4に示すようにコイル電流Icoilが減少してゼロに達したタイミングt5にて、ドレイン電圧Vdrは急激に低下し、それに伴ってZT電圧Vztも低下する。ZT電圧Vztが閾値電圧ZTH2に達するタイミングt6にて、コンパレータCP2の出力はHighに立ち上がって、コイル電流Icoilのゼロクロスが検出される。すなわち、コンパレータCP2の参照電圧として閾値電圧ZTH2が設定される。 As shown in FIG. 4, at the timing t5 when the coil current Icoil decreases and reaches zero, the drain voltage Vdr drops sharply, and the ZT voltage Vzt also drops accordingly. At the timing t6 when the ZT voltage Vzt reaches the threshold voltage ZTH2, the output of the comparator CP2 rises to High, and the zero cross of the coil current Icon is detected. That is, the threshold voltage ZTH2 is set as the reference voltage of the comparator CP2.
ZTH2はゼロに近い値に設定され、ZTH1はZTH2よりも高くZTH2と電圧レベルが異なるので、本実施形態では、コンパレータCP2とコンパレータCP3の両方を備える構成としている。このように、ZTH1との比較用にコンパレータCP3を設けることで、遅延時間DTqrを精度良く検出できる。ただし、ゼロクロス検出用のコンパレータCP2を遅延時間DTqr検出用に兼用することも可能である。その場合、部品点数の削減が可能となる。 Since ZTH2 is set to a value close to zero and ZTH1 is higher than ZTH2 and has a different voltage level from ZTH2, in the present embodiment, both the comparator CP2 and the comparator CP3 are provided. As described above, by providing the comparator CP3 for comparison with ZTH1, the delay time DTqr can be detected with high accuracy. However, it is also possible to use the comparator CP2 for zero cross detection also for the delay time DTqr detection. In that case, the number of parts can be reduced.
<5.CCMモード時のLED電流補正>
また、本実施形態の発光素子駆動装置では、CCMモード時においてLED電流ILED(コイル電流Icoil)を補正して高精度化する機能を搭載することも可能であり、ここでは、本機能について説明する。<5. LED current correction in CCM mode>
Further, the light emitting element drive device of the present embodiment can be equipped with a function of correcting the LED current ILED (coil current Icon) in the CCM mode to improve the accuracy. Here, this function will be described. ..
図5は、図1に示した発光素子駆動装置1においてCCMモード時における電流帰還制御に関する構成のみを抽出した図である。なお、図5で示すスイッチング制御部1Aは、コンパレータ21、発振器22、コントロールロジック部24、およびドライバDr1を含んだ機能部であり、エラーアンプ20からの出力に基づいてゲート出力信号GoutをOUT端子から出力する。図5に示した構成では、CCMモード時にLED電流を補正する機能を搭載していない状態である。
FIG. 5 is a diagram in which only the configuration related to the current feedback control in the CCM mode in the light emitting element driving device 1 shown in FIG. 1 is extracted. The switching
図5の構成ではスイッチング制御部1Aは、電流検出信号Vcsの平均値が電流帰還電圧Vcsccmに一致するようにゲート出力信号Goutのオンデューティを調整する。
In the configuration of FIG. 5, the switching
図7は、図5(図1)に示す構成におけるCCMモード時の各種信号波形の一例を示すタイミングチャートである。図7に示すタイミングt10でゲート出力信号GoutはHighであり、スイッチング素子M1のターンオンによってコイル電流Icoilが増加を開始し、電流検出信号Vcsは0Vから急峻に立ち上がり、その後上昇する。 FIG. 7 is a timing chart showing an example of various signal waveforms in the CCM mode in the configuration shown in FIG. 5 (FIG. 1). At the timing t10 shown in FIG. 7, the gate output signal Gout is High, the coil current Icon starts to increase due to the turn-on of the switching element M1, the current detection signal Vcs rises sharply from 0V, and then rises.
オンデューティの調整によりゲート出力信号Goutがタイミングt11でLowへ切替えられる。外付けのゲート抵抗Rgおよび不図示のゲート容量の存在によって、遅れたタイミングt12にてゲート信号GtはLowへ切替わる。 By adjusting the on-duty, the gate output signal Gout is switched to Low at the timing t11. Due to the presence of the external gate resistance Rg and the gate capacitance (not shown), the gate signal Gt is switched to Low at the delayed timing t12.
スイッチング素子M1のターンオフにより、タイミングt12からドレイン電圧Vdrが上昇し、タイミングt13にてドレイン電圧VdrがLED電圧VLEDに達する。このタイミングt13にてコイル電流Icoilは、増加から減少へ転じる。 Due to the turn-off of the switching element M1, the drain voltage Vdr rises from the timing t12, and the drain voltage Vdr reaches the LED voltage VLED at the timing t13. At this timing t13, the coil current Icoil changes from an increase to a decrease.
図5に示す構成では、エラーアンプ20は、ゲート出力信号GoutがHighとなる期間のみ電流検出信号Vcsをモニタする。これにより、図7に示すように、電流検出信号Vcsの平均値が電流帰還電圧Vcsccmに一致するようゲート出力信号Goutのオンデューティが調整される。しかしながら、タイミングt11~t13までの遅延時間DTccmの発生により、その遅延時間DTccmの期間だけコイル電流Icoilが増加を継続し、コイル電流Icoilの平均値が所望値Iccmよりも高めにずれてしまう。従って、LED電流ILEDの精度に問題が生じる。すなわち、IC(発光素子駆動装置)としては正確に制御できているつもりでも、実際にはLED電流ILEDにずれが生じる。
In the configuration shown in FIG. 5, the
そこで、図5に示した構成を図6に示すような構成とすることで、LED電流ILEDの補正制御が可能となる。図6に示す発光素子駆動装置100は、図5(図1)に示す発光素子駆動装置1の構成を一部改変したものとなる。 Therefore, by making the configuration shown in FIG. 5 the configuration shown in FIG. 6, the correction control of the LED current ILED becomes possible. The light emitting element driving device 100 shown in FIG. 6 is a partially modified configuration of the light emitting element driving device 1 shown in FIG. 5 (FIG. 1).
図6に示す発光素子駆動装置100では、図5の構成との相違点として、CS端子とエラーアンプ20の反転入力端との間にサンプルホールド部100Aを挿入する。また、図6の構成では、ZT端子のZT電圧Vztも使用する。エラーアンプ20は、サンプルホールド部100Aから出力されるサンプリング出力Vsmpをモニタする。なお、サンプルホールド部100Aと、エラーアンプ20と、スイッチング制御部1Aと、から駆動制御部またはコイル電流補正部の一例が構成される。
In the light emitting element driving device 100 shown in FIG. 6, the
図8は、図6に示す構成におけるCCMモード時の各種信号波形の一例を示すタイミングチャートである。図8で示すタイミングt10~t11のゲート出力信号GoutがHighとなる期間では、サンプルホールド部100Aは、電流検出信号Vcsをそのままサンプリング出力Vsmpとして出力する。
FIG. 8 is a timing chart showing an example of various signal waveforms in the CCM mode in the configuration shown in FIG. During the period when the gate output signals Gout at the timings t10 to t11 shown in FIG. 8 are High, the
そして、タイミングt11でゲート出力信号GoutがLowへ切替わると、サンプルホールド部100Aは、そのタイミングでのサンプリング出力Vsmpを維持するホールド動作を行う。タイミングt11の後のタイミングt12で、ドレイン電圧Vdrが上昇を開始するが、それに伴ってZT端子のZT電圧Vztも上昇する。そして、ドレイン電圧VdrがLED電圧VLEDに達するタイミングt13にてZT電圧Vztが閾値電圧Zthに達する。エラーアンプ20は、ゲート出力信号GoutがHighに切替わってからZT電圧Vztが閾値電圧Zthに達するまでの期間のみサンプリング出力Vsmpをモニタする。
Then, when the gate output signal Gout is switched to Low at the timing t11, the
図6に示す構成では、サンプリング出力Vsmpの平均値が電流帰還電圧Vcsccmに一致するようゲート出力信号Goutのオンデューティが調整されるが、図8に示すように、遅延時間DTccmに相当する期間だけサンプルホールド部100Aによってホールドされたサンプリング出力Vsmpが付加されてモニタされるため、サンプリング出力Vsmpの平均値は高めに補正される。これにより、図8に矢印にて示すように、サンプリング出力Vsmpおよびコイル電流Icoilが低めに補正される。従って、LED電流ILEDが所望値に近づくように補正され、電流精度を向上できる。
In the configuration shown in FIG. 6, the on-duty of the gate output signal Gout is adjusted so that the average value of the sampling output Vsmp matches the current feedback voltage Vcsccm, but as shown in FIG. 8, only the period corresponding to the delay time DTccm. Since the sampling output Vsmp held by the
また、別の方法として、先述したQRモードにおける方法と同様の方法をCCMモードに適用することもできる。すなわち、コントロールロジック部24は、図8に示すゲート出力信号GoutがHighからLowに切替わるタイミングt11からカウントを開始し、ZT電圧Vztが閾値電圧Zthに達するタイミングt13までカウントすることで、遅延時間DTccmを検出する。この場合、図1の構成において、ZT電圧Vztを閾値電圧Zthと比較するコンパレータを設ければよい。そして、コントロールロジック部24は、検出された遅延時間DTccmに応じてアナログ調光信号Adimを調整する。これにより、電流帰還電圧Vcsccmが調整されて、コイル電流IcoilひいてはLED電流ILEDを補正することができる。なお、上記のようにアナログ調光信号Adimへフィードバックする方法の他、コントロールロジック部24は、ゲート出力信号Goutのオンデューティを調整してもよい。
Further, as another method, the same method as the method in the QR mode described above can be applied to the CCM mode. That is, the
なお、CCMモード時にQRモード時と同様にコンパレータを用いて制御を行う変形実施形態も可能であり、その場合は、エラーアンプ20およびFB端子は不要である。このような変形実施形態の第1例としては、ゲート出力信号GoutをLowからHighへ切替えてスイッチング素子M1をオンさせるタイミングからコントロールロジック部24が時間計測を開始する。そして、コントロールロジック部24は、基準電圧と電流検出信号Vsとが入力されるコンパレータの出力を監視し、電流検出信号Vsが基準電圧以上となったタイミングで時間計測を終了し、そのタイミングから上記時間計測の開始から終了までの計測時間と等しい時間だけ経過したタイミングでゲート出力信号GoutをHighからLowへ切替える。これにより、コイル電流Icoilの平均値を基準電圧で規定される所望電流値に制御することができる。
It should be noted that a modified embodiment in which control is performed using a comparator in the CCM mode as in the QR mode is also possible, and in that case, the
また、変形実施形態の第2例としては、コントロールロジック部24は、スイッチング素子M1をターンオンしたときの電流検出信号Vsと基準電圧との差を検出し、検出された差を基準電圧に加えて決定される電圧をQRモード時と同様の電流検出閾値電圧として、コンパレータの出力を監視してゲート出力信号GoutをHighからLowへ切替えるタイミングを決定する。これにより、コイル電流Icoilの平均値を基準電圧で規定される所望電流値に制御することができる。
Further, as a second example of the modified embodiment, the
そして、上記第1、第2例に係る変形実施形態の場合に、上述したようにコントロールロジック部24が遅延時間DTccmを検出し、検出された遅延時間Dtccmに応じて基準電圧またはオン時間を調整すれば、コイル電流Icoilを補正することができる。
Then, in the case of the modified embodiment according to the first and second examples, the
<6.ICパッケージのピン配置>
図9は、本実施形態に係る発光素子駆動装置1(または100)をICパッケージ製品として上面から視た図である。図9では、各外部端子の配置(ピン配置)が示されている。図9に示すICパッケージは、SOP(Small Outline Package)として構成される。各外部端子であるリードフレームは、ボンディングワイヤ(Auワイヤ等)によってLSIチップの電極と接続され、LSIチップとリードフレームは封止材(エポキシ樹脂等)により封止される。<6. IC package pin layout>
FIG. 9 is a top view of the light emitting element driving device 1 (or 100) according to the present embodiment as an IC package product. In FIG. 9, the arrangement (pin arrangement) of each external terminal is shown. The IC package shown in FIG. 9 is configured as an SOP (Small Outline Package). The lead frame, which is each external terminal, is connected to the electrode of the LSI chip by a bonding wire (Au wire or the like), and the LSI chip and the lead frame are sealed by a sealing material (epoxy resin or the like).
図9に示すように、ICパッケージは上面から視て長方形の封止材を有する。当該封止材は、一方の長辺である第1辺と、第1辺と対向して平行な長辺である第2辺と、を有する。第1辺に沿って、VCC端子、UVLO端子、SEL端子、PWM端子、QRCOMP端子、ADIM端子、FAILB端子、およびDUTYON端子が順に配列される。また、第2辺に沿って、REG90端子、CS端子、OUT端子、GND端子、DGND端子、FB端子、ZT端子、およびRT端子が順に配列される。 As shown in FIG. 9, the IC package has a rectangular encapsulant when viewed from above. The encapsulant has a first side which is one long side and a second side which is a long side parallel to the first side. Along the first side, a VCS terminal, a UVLO terminal, a SEL terminal, a PWM terminal, a QRCOMP terminal, an ADIM terminal, a FAILB terminal, and a DUTYON terminal are arranged in this order. Further, the REG90 terminal, the CS terminal, the OUT terminal, the GND terminal, the DGND terminal, the FB terminal, the ZT terminal, and the RT terminal are arranged in order along the second side.
入力電源系のVCC端子およびUVLO端子、並びに、不図示のマイコンとの入出力関係であるSEL端子、PWM端子、QRCOMP端子、ADIM端子、FAILB端子、およびDUTYON端子を、ICパッケージをPCB(基板)に実装する際の配線を考慮し、同一の長辺側にまとめて配置している。 The VCC terminal and UVLO terminal of the input power supply system, the SEL terminal, PWM terminal, QRCOMP terminal, ADIM terminal, FAILB terminal, and DUTYON terminal, which are input / output relationships with a microcomputer (not shown), and the IC package are PCB (board). Considering the wiring when mounting in, they are arranged together on the same long side.
また、FB端子は、DGND端子とZT端子との間に配置している。FB端子に仮に高電圧が印加されると、CCRモード時においてPWM制御のオンデューティが非常に大きくなり、LED電流が過電流となる虞がある。しかしながら、FB端子が仮に隣接するDGND端子、またはZT端子とショートしても、DGND端子およびZT端子は低電圧が印加される端子であり、FB端子に低電圧が印加されるので問題はない。 Further, the FB terminal is arranged between the DGND terminal and the ZT terminal. If a high voltage is applied to the FB terminal, the on-duty of PWM control becomes very large in the CCR mode, and the LED current may become overcurrent. However, even if the FB terminal is short-circuited with the adjacent DGND terminal or ZT terminal, there is no problem because the DGND terminal and the ZT terminal are terminals to which a low voltage is applied and a low voltage is applied to the FB terminal.
<7.チップにおける配置構成>
図10は、本実施形態に係る発光素子駆動装置1に備えられるチップ101における電極パッドの配置および図1に示される各構成部が配置される各領域の配置を示す平面図である。<7. Arrangement configuration on the chip>
FIG. 10 is a plan view showing the arrangement of electrode pads in the
なお、図10において、X軸方向と、X軸方向に直交するY軸方向とを示しており、X軸方向はさらに具体的にはX1方向とX2方向で示し、Y軸方向はさらに具体的にはY1方向とY2方向で示している。X2方向とY2方向とは、互いに近づく方向となる。 In FIG. 10, the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction are shown, the X-axis direction is more specifically shown in the X1 direction and the X2 direction, and the Y-axis direction is more concrete. Is shown in the Y1 direction and the Y2 direction. The X2 direction and the Y2 direction are directions that approach each other.
図10に示すチップ101は、外形として矩形状を有する。当該矩形状は、X2方向側でY軸方向に延びる第1辺S1と、Y2方向側でX軸方向に延びる第2辺S2と、X1方向側でY軸方向に延びる第3辺S3と、Y1方向側でX軸方向に延びる第4辺S4と、を有する。
The
チップ101は、電極パッドとして、2つのVCCパッド、UVLOパッド、SELパッド、PWMパッド、QRCOMPパッド、ADIMパッド、FAILBパッド、DUTYONパッド、RTパッド、ZTパッド、FBパッド、DGNDパッド、2つのGNDパッド、2つのOUTパッド、CSパッド、2つのREG90パッドを有する。これらの各パッドは、図9に示すICパッケージの各端子に対応して設けられる。
The
第1辺S1に沿っては、CSパッド、第1REG90パッド、第2REG90パッド、第1VCCパッド、第2VCCパッド、UVLOパッドがこの順番にY2方向に配置される。第2辺S2に沿っては、SELパッド、PWMパッド、QRCOMPパッド、ADIMパッド、FAILBパッドがこの順番にX1方向に配置される。第3辺S3に沿っては、DUTYONパッド、RTパッド、ZTパッドがこの順番にY1方向に配置される。第4辺S4に沿っては、FBパッド、DGNDパッド、第1GNDパッド、第2GNDパッド、第1OUTパッド、第2OUTパッドがこの順番にX2方向に配置される。 Along the first side S1, the CS pad, the first REG90 pad, the second REG90 pad, the first VCS pad, the second VCS pad, and the UVLO pad are arranged in this order in the Y2 direction. Along the second side S2, the SEL pad, the PWM pad, the QRCOM pad, the ADIM pad, and the FAILB pad are arranged in this order in the X1 direction. Along the third side S3, the DUTYON pad, the RT pad, and the ZT pad are arranged in this order in the Y1 direction. Along the fourth side S4, the FB pad, the DGND pad, the first GND pad, the second GND pad, the first OUT pad, and the second OUT pad are arranged in this order in the X2 direction.
チップ101は、図1に示される各構成部を配置される領域として、A領域~M領域を有する。
The
A領域、B領域、C領域は、X1方向視でこの順番にY2方向に配置される。A領域は、Y2方向視で第1OUTパッドおよび第2OUTパッドとX軸方向に重なるとともに、X1方向視でCSパッドとY軸方向に重なる。B領域は、Y2方向視でA領域とX軸方向に重なるとともに、X1方向視で第1REG90パッドおよび第2REG90パッドとY軸方向に重なる。B領域は、X1方向視で第1VCCパッドとはY軸方向に重ならない。 The A region, the B region, and the C region are arranged in the Y2 direction in this order in the X1 direction view. The A region overlaps the first OUT pad and the second OUT pad in the X-axis direction in the Y2 direction, and overlaps the CS pad in the Y-axis direction in the X1 direction. The B region overlaps the A region in the X-axis direction in the Y2 direction view, and overlaps the first REG90 pad and the second REG90 pad in the Y-axis direction in the X1 direction view. The B region does not overlap with the first VCS pad in the Y-axis direction in the X1 direction.
第1VCCパッドおよび第2VCCパッドは、トップメタル配線を介して、B領域に配置される内部電圧生成部11の入力端に接続される。内部電圧生成部11は、パワートランジスタを含む。内部電圧生成部11の出力端は、トップメタル配線を介して、A領域に配置されるドライバDr1の電源入力端に接続される。ドライバDr1は、パワートランジスタを含む。これにより、第1VCCパッドおよび第2VCCパッドに印加される電源電圧Vccに基づき内部電圧生成部11により生成された内部電圧Vregは、ドライバDr1の電源電圧として供給される。ドライバDr1の出力端は、第1OUTパッドおよび第2OUTパッドに接続される。
The first VCC pad and the second VCS pad are connected to the input end of the internal
A領域は、Y2方向視で第1GNDパッドおよび第2GNDパッドとX軸方向に重ならない。ドライバDr1のグランド端は、第1GNDパッドおよび第2GNDパッドと接続される。 The A region does not overlap with the first GND pad and the second GND pad in the X-axis direction in the Y2 direction view. The ground end of the driver Dr1 is connected to the first GND pad and the second GND pad.
このように、第1、第2REG90パッドおよび第1、第2VCCパッドは、B領域の近くに配置され、A領域は、第1、第2OUTパッドおよび第1、第2GNDパッドの近くに配置される。 In this way, the 1st and 2nd REG90 pads and the 1st and 2nd VCS pads are arranged near the B region, and the A region is arranged near the 1st and 2nd OUT pads and the 1st and 2nd GND pads. ..
C領域は、X1方向視で第1VCCパッドとY軸方向に重ならず、X1方向視で第2VCCパッドおよびUVLOパッドとY軸方向に重なる。C領域は、Y2方向視でB領域とX軸方向に重なる。これにより、C領域は、UVLOパッドの近くに配置される。UVLO部13は、C領域に配置される。
The C region does not overlap with the first VCS pad in the Y-axis direction in the X1 direction view, but overlaps with the second VCS pad and the UVLO pad in the Y-axis direction in the X1 direction view. The C region overlaps the B region in the X-axis direction in the Y2 direction. Thereby, the C region is arranged near the UVLO pad. The
C領域~H領域は、Y1方向視でこの順番にX1方向に配置される。D領域は、Y1方向視でSELパッドよりX1方向側へずれており、SELパッドとX軸方向に重ならない。また、D領域は、X2方向視でC領域とY軸方向に重なる。これにより、D領域は、SELパッドの近くに配置される。コンパレータCP1は、D領域に配置される。 The C region to the H region are arranged in the X1 direction in this order in the Y1 direction view. The D region is displaced from the SEL pad toward the X1 direction in the Y1 direction, and does not overlap with the SEL pad in the X-axis direction. Further, the D region overlaps with the C region in the Y-axis direction in the X2 direction view. As a result, the D region is arranged near the SEL pad. The comparator CP1 is arranged in the D region.
E領域は、Y1方向視でPWMパッドおよびQRCOMPパッドとX軸方向に重なる。E領域は、X2方向視でC領域とY軸方向に重なるがD領域とY軸方向に重ならない。ODP部17は、E領域に配置される。X2方向視でのPWMパッドとE領域との間のY軸方向の距離は、Y1方向視でのDUTYONパッドとE領域との間のX軸方向の距離よりも短い。これは、PWMパッドに印加されるPWM調光信号に比べて、DUTYONパッドに印加されるオンオフ設定信号はHighレベルまたはLowレベルで一定であり、DUTYONパッドに印加される信号へのノイズの許容度は大きいからである。
The E region overlaps with the PWM pad and the QRCOMP pad in the X-axis direction in the Y1 direction. The E region overlaps the C region in the Y-axis direction in the X2 direction, but does not overlap the D region in the Y-axis direction. The
F領域は、Y1方向視でQRCOMPパッドからX1方向側へずれており、QRCOMPパッドとX軸方向に重ならず、ADIMパッドとX軸方向に重なる。F領域は、X2方向視でD領域およびE領域とY軸方向に重なる。アンプ16は、F領域に配置される。F領域は、QRCOMPパッドの近くに配置される。
The F region is displaced from the QRCOM pad toward the X1 direction in the Y1 direction, and does not overlap with the QRCOM pad in the X-axis direction, but overlaps with the ADIM pad in the X-axis direction. The F region overlaps the D region and the E region in the Y-axis direction in the X2 direction view. The
G領域は、Y1方向視でADIMパッドとX軸方向に重なり、X2方向視でF領域とY軸方向に重なる。比較用電圧生成部18は、G領域に配置される。G領域は、ADIMパッドの近くに配置される。ADIMパッドにはアナログ電圧であるアナログ調光信号が印加されるので、ノイズを抑制し、調光への影響を抑制している。
The G region overlaps the ADIM pad in the X-axis direction in the Y1 direction, and overlaps the F region in the Y-axis direction in the X2 direction. The comparative
H領域は、Y1方向視でFAILBパッドとX軸方向に重なり、X2方向視でG領域とY軸方向に重なる。異常検出部23は、H領域に配置される。H領域は、FAILBパッドの近くに配置される。
The H region overlaps the FAILB pad in the X-axis direction in the Y1 direction, and overlaps the G region in the Y-axis direction in the X2 direction. The
G,H領域からなる組、I領域、J領域は、X2方向視でこの順番にY1方向に配置される。I領域は、X2方向視でDUTYONパッドからY1方向側へずれており、DUTYONパッドとY軸方向に重ならず、RTパッドとY軸方向に重なる。発振器22は、I領域に配置される。I領域は、RTパッドの近くに配置される。
The set consisting of the G and H regions, the I region, and the J region are arranged in the Y1 direction in this order in the X2 direction view. The I region is displaced from the DUTYON pad in the Y1 direction in the X2 direction, does not overlap with the DUTYON pad in the Y-axis direction, and overlaps with the RT pad in the Y-axis direction. The
J領域は、X2方向視でRTパッドからY1方向側へずれており、RTパッドとY軸方向に重ならず、ZTパッドとY軸方向に重なる。コンパレータCP2,CP3は、J領域に配置される。J領域は、ZTパッドの近くに配置される。 The J region is displaced from the RT pad toward the Y1 direction in the X2 direction, and does not overlap with the RT pad in the Y-axis direction, but overlaps with the ZT pad in the Y-axis direction. The comparators CP2 and CP3 are arranged in the J region. The J region is arranged near the ZT pad.
J領域、K領域、L領域、A領域は、Y2方向視でこの順番にX2方向に配置される。K領域は、Y2方向視でFBパッドからX2方向側へずれており、FBパッドとX軸方向に重ならず、DGNDパッドとX軸方向に重なる。K領域は、X2方向視でJ領域とY軸方向に重なる。エラーアンプ20は、K領域に配置される。K領域は、FBパッドの近くに配置される。
The J region, the K region, the L region, and the A region are arranged in the X2 direction in this order in the Y2 direction view. The K region is displaced from the FB pad in the X2 direction in the Y2 direction, does not overlap with the FB pad in the X-axis direction, and overlaps with the DGND pad in the X-axis direction. The K region overlaps with the J region in the Y-axis direction in the X2 direction. The
L領域は、Y2方向視で第1、第2GNDパッドとX軸方向に重なる。L領域は、X2方向視でK領域とY軸方向に重なる。コンパレータ19は、L領域に配置される。
The L region overlaps with the first and second GND pads in the Y2 direction in the X-axis direction. The L region overlaps the K region in the Y-axis direction in the X2 direction. The
A領域~L領域によって外側を囲まれるチップ101の中央部にM領域が配置される。コントロールロジック部24は、M領域に配置される。
The M region is arranged in the central portion of the
<8.液晶表示装置(LCD)への適用>
以上説明した実施形態に係る発光素子駆動装置を適用する対象の一例として、液晶表示装置(電子機器の一例)について説明する。液晶表示装置の構成例を図11に示す。なお、図11に示す構成は所謂エッジライト方式のものであり、これに限らず直下方式の構成でもよい。<8. Application to liquid crystal display (LCD)>
A liquid crystal display device (an example of an electronic device) will be described as an example of a target to which the light emitting element driving device according to the above-described embodiment is applied. FIG. 11 shows a configuration example of the liquid crystal display device. The configuration shown in FIG. 11 is a so-called edge light system, and is not limited to this, and a direct system may be used.
図11に示す液晶表示装置Xは、バックライト81と、液晶パネル82と、を備えている。バックライト81は、液晶パネル82を背面から照明する照明装置(発光装置の一例)である。バックライト81は、LED光源部811、導光板812、反射板813、および光学シート類814を有している。
The liquid crystal display device X shown in FIG. 11 includes a
LED光源部811はLEDと、LEDを実装する基板を含んでおり、当該LEDを駆動する発光素子駆動装置として先述した実施形態のものを適用できる。LED光源部811から出射された光は、導光板812の側面から内部に入光される。例えばアクリル板で構成される導光板812は、内部に入光された光を全反射させながら内部全体に導き、光学シート類814が配される側の面から面状の光として出射させる。反射板813は、導光板812から漏れ出た光を反射させて導光板812の内部へ戻す。光学シート類814は、拡散シートやレンズシート等からなり、液晶パネル82に照明する光の輝度均一化や輝度向上等を目的とする。
The LED
<9.その他>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。<9. Others>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments can be changed in various ways within the scope of the gist of the present invention.
例えば、本発明では、発光素子駆動装置は、QRモードとCCMモードのうち一方のみを備えていてもよい。特に、コイル電流Icoilの振幅が比較的小さくなるCCMモードのみを備える発光素子駆動装置の場合は、コイル電流Icoilを平均化するコンデンサC1を必ずしも設けなくてもよい。なお、QRモードとCCMモードの両方のモードを備える場合でも、コンデンサC1を設けない構成は採用されうる。 For example, in the present invention, the light emitting element driving device may include only one of the QR mode and the CCM mode. In particular, in the case of a light emitting element driving device having only a CCM mode in which the amplitude of the coil current Icon is relatively small, it is not always necessary to provide the capacitor C1 for averaging the coil current Icon. Even when both the QR mode and the CCM mode are provided, the configuration without the capacitor C1 can be adopted.
本発明は、例えば、LEDを駆動する発光素子駆動装置に利用することができる。 The present invention can be used, for example, in a light emitting element driving device that drives an LED.
1 発光素子駆動装置
11 内部電圧生成部
12 IC電源UVLO部
13 UVLO部
14 内部電圧UVLO部
15 ローパスフィルタ
16 アンプ
17 ODP(Over Duty Protection)部
18 比較用電圧生成部
19 コンパレータ
20 エラーアンプ
21 コンパレータ
22 発振器
23 異常検出部
24 コントロールロジック部
50 LEDアレイ
CP1~CP3 コンパレータ
Dr1 ドライバ
R1,R2 分圧抵抗
D1 ダイオード
C1 コンデンサ
L1 コイル
C2 コンデンサ
R11,R12 分圧抵抗
M1 スイッチング素子
Rs 電流検出抵抗
Rg ゲート抵抗
Cfb コンデンサ
100 発光素子駆動装置
100A サンプルホールド部
1A スイッチング制御部
101 チップ1 Light emitting
Claims (22)
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記コイルを流れるコイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延に基づいて前記駆動信号を調整することで前記コイル電流を補正するコイル電流補正部を有し、
前記外部構成は、
前記スイッチング素子の第2端子に一端が接続される電流検出抵抗と、
前記コイルの他端に一端が接続される第1コンデンサと、
前記第1コンデンサの他端に接続される分圧抵抗と、
をさらに含み、
当該発光素子駆動装置は、
前記第2端子と前記電流検出抵抗との接続ノードに接続される第2外部端子と、
前記分圧抵抗の接続ノードが接続される第3外部端子と、
をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記第2外部端子に生じる電流検出信号と電流検出閾値電圧とを比較する第1コンパレータと、
前記第3外部端子に生じるZT電圧が入力され、前記コイル電流のゼロクロス検出に用いられる第2コンパレータと、
を有し、
前記コイル電流補正部は、前記電流検出信号が上昇して前記電流検出閾値電圧に達したことが前記第1コンパレータによって検出されてから、前記ZT電圧が上昇して所定のZT閾値電圧に達したことが検出されるまでの時間を前記折り返しタイミングの遅延時間として検出する、発光素子駆動装置。 A light emitting part consisting of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end,
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
Equipped with
The drive control unit has a coil current correction unit that corrects the coil current by adjusting the drive signal based on the delay of the turn-back timing at which the coil current flowing through the coil changes from an increase to a decrease .
The external configuration is
A current detection resistor whose one end is connected to the second terminal of the switching element,
The first capacitor, one end of which is connected to the other end of the coil,
The voltage dividing resistor connected to the other end of the first capacitor,
Including
The light emitting element drive device is
A second external terminal connected to a connection node between the second terminal and the current detection resistor,
The third external terminal to which the connection node of the voltage dividing resistor is connected,
Further prepare
The drive control unit
A first comparator that compares the current detection signal generated in the second external terminal with the current detection threshold voltage, and
The ZT voltage generated in the third external terminal is input, and the second comparator used for zero-cross detection of the coil current and
Have,
In the coil current correction unit, after the first comparator detects that the current detection signal has increased and reached the current detection threshold voltage, the ZT voltage has increased and reached a predetermined ZT threshold voltage. A light emitting element driving device that detects the time until it is detected as the delay time of the return timing .
前記コイル電流補正部は、前記遅延時間に基づいて前記アナログ調光信号を調整する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発光素子駆動装置。 The current detection threshold voltage is generated based on an analog dimming signal.
The light emitting element driving device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the coil current correction unit adjusts the analog dimming signal based on the delay time.
オンオフ設定信号が入力される第5外部端子と、
前記オンオフ設定信号に応じ前記PWM調光信号のデューティを制限する機能のオンオフを切替えるODP(Over Duty Protection)部と、
アナログ調光信号が入力される第6外部端子と、
前記アナログ調光信号に基づいて前記電流検出閾値電圧を生成する比較用電圧生成部と、
をさらに備え、
前記比較用電圧生成部は、下記式に基づいて前記電流検出閾値電圧を生成する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発光素子駆動装置。
前記ODP部の機能オンの場合
Vcsqr = Vadim × G1 (Vadim≦Vclp1)
Vcsqr = Vclp1 × G1 (Vadim>Vclp1)
前記ODP部の機能オフの場合
Vcsqr = Vadim × G1 (Vadim≦Vclp2)
Vcsqr = Vclp2 × G1 (Vadim>Vclp2)
Vclp1>Vclp2
ただし、Vcsqr:前記電流検出閾値電圧、Vadim:前記アナログ調光信号、G1:第1ゲイン倍率、Vclp1:第1クランプ電圧、Vclp2:第2クランプ電圧 The 4th external terminal to which the PWM dimming signal is input and
The 5th external terminal to which the on / off setting signal is input, and
An ODP (Over Duty Protection) unit that switches on / off the function of limiting the duty of the PWM dimming signal according to the on / off setting signal, and
The 6th external terminal to which the analog dimming signal is input, and
A comparative voltage generator that generates the current detection threshold voltage based on the analog dimming signal, and
Further prepare
The light emitting element driving device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the comparative voltage generation unit generates the current detection threshold voltage based on the following equation.
When the function of the ODP part is on Vcsqr = Vdim × G1 (Vdim ≦ Vclp1)
Vcsqr = Vclp1 x G1 (Vdim> Vclp1)
When the function of the ODP part is off Vcsqr = Vdim × G1 (Vdim ≦ Vclp2)
Vcsqr = Vclp2 x G1 (Vdim> Vclp2)
Vclp1> Vclp2
However, Vcsqr: the current detection threshold voltage, Vadim: the analog dimming signal, G1: first gain magnification, Vclp1: first clamp voltage, Vclp2: second clamp voltage.
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記コイルを流れるコイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延に基づいて前記駆動信号を調整することで前記コイル電流を補正するコイル電流補正部を有し、
前記外部構成は、
前記スイッチング素子の第2端子に一端が接続される電流検出抵抗と、
前記コイルの他端に一端が接続される第2コンデンサと、
前記第2コンデンサの他端に接続される分圧抵抗と、
をさらに含み、
当該発光素子駆動装置は、
前記第2端子と前記電流検出抵抗との接続ノードに接続される第7外部端子と、
前記分圧抵抗の接続ノードが接続される第8外部端子と、
第3コンデンサが接続される第9外部端子と、
をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記第7外部端子に生じる電流検出信号が入力されるサンプルホールド部と、
前記サンプルホールド部の出力と電流帰還電圧とが入力される入力端および前記第9外部端子が接続される出力端を有するエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力と発振信号とが入力される第4コンパレータと、
を有し、
前記コイル電流補正部は、
前記駆動信号がオンレベルからオフレベルへ切替わったときにホールドして出力する前記サンプルホールド部と、
前記第8外部端子に生じるZT電圧が上昇して所定のZT閾値電圧に達したタイミングまで前記サンプルホールド部の出力をモニタする前記エラーアンプと、
を有する、発光素子駆動装置。 A light emitting part consisting of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end,
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
Equipped with
The drive control unit has a coil current correction unit that corrects the coil current by adjusting the drive signal based on the delay of the turn-back timing at which the coil current flowing through the coil changes from an increase to a decrease .
The external configuration is
A current detection resistor whose one end is connected to the second terminal of the switching element,
A second capacitor, one end of which is connected to the other end of the coil,
The voltage dividing resistor connected to the other end of the second capacitor,
Including
The light emitting element drive device is
A seventh external terminal connected to a connection node between the second terminal and the current detection resistor,
The eighth external terminal to which the connection node of the voltage dividing resistor is connected,
The 9th external terminal to which the 3rd capacitor is connected and
Further prepare
The drive control unit
A sample hold unit to which a current detection signal generated at the 7th external terminal is input, and
An error amplifier having an input end to which the output of the sample hold unit and the current feedback voltage are input and an output end to which the ninth external terminal is connected.
The fourth comparator to which the output of the error amplifier and the oscillation signal are input, and
Have,
The coil current correction unit is
The sample hold unit that holds and outputs when the drive signal is switched from on-level to off-level, and
The error amplifier that monitors the output of the sample hold unit until the timing when the ZT voltage generated in the eighth external terminal rises and reaches a predetermined ZT threshold voltage, and the error amplifier.
A light emitting element driving device.
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記コイルを流れるコイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延に基づいて前記駆動信号を調整することで前記コイル電流を補正するコイル電流補正部を有し、
前記外部構成は、
前記スイッチング素子の第2端子に一端が接続される電流検出抵抗と、
前記コイルの他端に一端が接続される第2コンデンサと、
前記第2コンデンサの他端に接続される分圧抵抗と、
をさらに含み、
当該発光素子駆動装置は、
前記第2端子と前記電流検出抵抗との接続ノードに接続される第7外部端子と、
前記分圧抵抗の接続ノードが接続される第8外部端子と、
をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記第7外部端子の電圧と、基準電圧とに基づいて前記コイル電流の平均値を所望値とすべく前記駆動信号を生成し、
前記コイル電流補正部は、
前記駆動信号がオンレベルからオフレベルへ切替わってから前記第8外部端子に生じるZT電圧が上昇して所定のZT閾値電圧に達するまでの時間を前記折り返しタイミングの遅延時間として検出する検出部と、
前記遅延時間に基づいて前記基準電圧、または前記駆動信号のオン時間を調整する調整部と、
を有する、発光素子駆動装置。 A light emitting part consisting of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end,
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
Equipped with
The drive control unit has a coil current correction unit that corrects the coil current by adjusting the drive signal based on the delay of the turn-back timing at which the coil current flowing through the coil changes from an increase to a decrease .
The external configuration is
A current detection resistor whose one end is connected to the second terminal of the switching element,
A second capacitor, one end of which is connected to the other end of the coil,
The voltage dividing resistor connected to the other end of the second capacitor,
Including
The light emitting element drive device is
A seventh external terminal connected to a connection node between the second terminal and the current detection resistor,
The eighth external terminal to which the connection node of the voltage dividing resistor is connected,
Further prepare
The drive control unit
The drive signal is generated so that the average value of the coil current is a desired value based on the voltage of the 7th external terminal and the reference voltage.
The coil current correction unit is
With a detector that detects the time from when the drive signal is switched from the on level to the off level until the ZT voltage generated in the eighth external terminal rises and reaches a predetermined ZT threshold voltage as the delay time of the turnaround timing. ,
An adjusting unit that adjusts the reference voltage or the on-time of the drive signal based on the delay time.
A light emitting element driving device.
前記駆動制御部は、
前記第7外部端子の電圧と、前記基準電圧である電流帰還電圧とが入力される入力端および前記第9外部端子が接続される出力端を有するエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力と発振信号とが入力される第4コンパレータと、
を有する、請求項8に記載の発光素子駆動装置。 The external configuration further comprises a ninth external terminal to which a third capacitor is connected.
The drive control unit
An error amplifier having an input end to which the voltage of the 7th external terminal and the current feedback voltage which is the reference voltage is input and an output end to which the 9th external terminal is connected.
The fourth comparator to which the output of the error amplifier and the oscillation signal are input, and
The light emitting element driving device according to claim 8 .
オンオフ設定信号が入力される第11外部端子と、
前記オンオフ設定信号に応じ前記PWM調光信号のデューティを制限する機能のオンオフを切替えるODP(Over Duty Protection)部と、
アナログ調光信号が入力される第12外部端子と、
前記アナログ調光信号に基づいて前記電流帰還電圧を生成する比較用電圧生成部と、
をさらに備え、
前記比較用電圧生成部は、下記式に基づいて前記電流帰還電圧を生成する、請求項7または請求項9に記載の発光素子駆動装置。
前記ODP部の機能オンの場合
Vcsccm = Vadim × G2 (Vadim≦Vclp1)
Vcsccm = Vclp1 × G2 (Vadim>Vclp1)
前記ODP部の機能オフの場合
Vcsccm = Vadim × G2 (Vadim≦Vclp2)
Vcsccm = Vclp2 × G2 (Vadim>Vclp2)
Vclp1>Vclp2
ただし、Vcsccm:前記電流帰還電圧、Vadim:前記アナログ調光信号、G2:第2ゲイン倍率、Vclp1:第1クランプ電圧、Vclp2:第2クランプ電圧 The 10th external terminal to which the PWM dimming signal is input and
The 11th external terminal to which the on / off setting signal is input, and
An ODP (Over Duty Protection) unit that switches on / off the function of limiting the duty of the PWM dimming signal according to the on / off setting signal, and
The 12th external terminal to which the analog dimming signal is input, and
A comparative voltage generator that generates the current feedback voltage based on the analog dimming signal,
Further prepare
The light emitting element driving device according to claim 7 or 9 , wherein the comparative voltage generation unit generates the current feedback voltage based on the following equation.
When the function of the ODP part is on Vcsccm = Vadim × G2 (Vdim ≤ Vclp1)
Vcsccm = Vclp1 x G2 (Vdim> Vclp1)
When the function of the ODP part is off Vcsccm = Vadim × G2 (Vdim ≤ Vclp2)
Vcsccm = Vclp2 x G2 (Vdim> Vclp2)
Vclp1> Vclp2
However, Vcsccm: the current feedback voltage, Vadim: the analog dimming signal, G2: the second gain magnification, Vclp1: the first clamp voltage, Vclp2: the second clamp voltage.
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記コイルを流れるコイル電流が増加から減少へ転じる折り返しタイミングの遅延に基づいて前記駆動信号を調整することで前記コイル電流を補正するコイル電流補正部を有し、
選択入力信号が入力される第13外部端子をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記選択入力信号に応じてQRモード(quasi-resonant:擬似共振方式)と、CCMモード(continuous current mode:電流連続方式)と、を切替えて動作する、発光素子駆動装置。 A light emitting part consisting of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end,
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
Equipped with
The drive control unit has a coil current correction unit that corrects the coil current by adjusting the drive signal based on the delay of the turn-back timing at which the coil current flowing through the coil changes from an increase to a decrease .
Further equipped with a thirteenth external terminal to which a selection input signal is input,
The drive control unit is a light emitting element drive device that operates by switching between a QR mode (quasi-resonant: pseudo-resonant method) and a CCM mode (continuous current mode: continuous current mode) according to the selection input signal .
前記駆動制御部は、
前記電流検出抵抗によって生じる電流検出信号が入力され、前記QRモード時に使用される第7コンパレータと、
前記電流検出信号が入力され、出力端に第4コンデンサが接続される前記CCMモード時に使用されるエラーアンプと、
を有し、
当該発光素子駆動装置は、
アナログ調光信号が入力される第14外部端子と、
前記アナログ調光信号に第1ゲイン倍率を乗算して前記第7コンパレータに入力される電流検出閾値電圧を生成するとともに、前記アナログ調光信号に第2ゲイン倍率を乗算して前記エラーアンプに入力される電流帰還電圧を生成する比較用電圧生成部と、
をさらに備え、
前記第1ゲイン倍率は、前記第2ゲイン倍率の2倍である、請求項13に記載の発光素子駆動装置。 The external configuration further includes a current detection resistor one end connected to the second terminal of the switching element.
The drive control unit
A seventh comparator to which a current detection signal generated by the current detection resistor is input and used in the QR mode, and
The error amplifier used in the CCM mode to which the current detection signal is input and the fourth capacitor is connected to the output end,
Have,
The light emitting element drive device is
The 14th external terminal to which an analog dimming signal is input, and
The analog dimming signal is multiplied by the first gain multiplier to generate the current detection threshold voltage input to the seventh comparator, and the analog dimming signal is multiplied by the second gain multiplier and input to the error amplifier. A comparative voltage generator that generates the current feedback voltage
Further prepare
The light emitting element driving device according to claim 13 , wherein the first gain magnification is twice the second gain magnification.
前記第13外部端子と前記プルダウン抵抗との接続ノードに接続される入力端を有する第8コンパレータと、
をさらに備える、請求項13または請求項14に記載の発光素子駆動装置。 A pull-down resistor connected to the 13th external terminal and
An eighth comparator having an input end connected to a connection node between the thirteenth external terminal and the pull-down resistor, and the like.
13. The light emitting element driving device according to claim 13 or 14 .
前記外部構成は、
前記スイッチング素子の第2端子に一端が接続される電流検出抵抗と、
前記コイルの他端に一端が接続される第5コンデンサと、
前記第5コンデンサの他端に接続される分圧抵抗と、
をさらに含み、
前記ICパッケージは、
第1辺と、前記第1辺と対向する第2辺とを有する封止材と、
前記第13外部端子としてのSEL端子と、
ICのデジタルグランドをとるためのDGND端子と、
前記CCMモードに用いられるエラーアンプの出力端に接続されて、外部の第6コンデンサを接続可能なFB端子と、
前記QRモードに用いられ、前記分圧抵抗の接続ノードに接続可能なZT端子と、
を有し、
前記第1辺に沿って、前記SEL端子が配置され、
前記第2辺に沿って、前記DGND端子、前記FB端子、および前記ZT端子が配置される、発光素子駆動装置。 The light emitting element driving device according to claim 13 , which is an IC package.
The external configuration is
A current detection resistor whose one end is connected to the second terminal of the switching element,
A fifth capacitor, one end of which is connected to the other end of the coil,
The voltage dividing resistor connected to the other end of the fifth capacitor,
Including
The IC package is
A sealing material having a first side and a second side facing the first side,
The SEL terminal as the thirteenth external terminal and
The DGND terminal for taking the digital ground of the IC,
An FB terminal that is connected to the output end of the error amplifier used in the CCM mode and can be connected to an external sixth capacitor.
A ZT terminal that is used in the QR mode and can be connected to the connection node of the voltage dividing resistor.
Have,
The SEL terminal is arranged along the first side.
A light emitting element driving device in which the DGND terminal, the FB terminal, and the ZT terminal are arranged along the second side.
前記IC用の電源端子であるVCC端子と、
前記入力電圧のUVLO用のUVLO端子と、
を有し、
前記VCC端子と前記UVLO端子は、前記第1辺に沿って配置される、請求項16または請求項17に記載の発光素子駆動装置。 The IC package is
The VCS terminal, which is the power supply terminal for the IC,
The UVLO terminal for UVLO of the input voltage and
Have,
The light emitting element driving device according to claim 16 or 17 , wherein the VCS terminal and the UVLO terminal are arranged along the first side.
前記発光部の他端に一端が接続されるコイルと、
前記コイルの他端と前記発光部の一端との間に接続されるダイオードと、
前記コイルの他端に接続される第1端子を有するスイッチング素子と、
を含む外部構成における前記発光部を駆動する発光素子駆動装置であって、
前記スイッチング素子の制御端子と接続される第1外部端子と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動信号を生成して前記第1外部端子から出力する駆動制御部と、
選択入力信号が入力される第2外部端子と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記選択入力信号に応じてQRモード(quasi-resonant:擬似共振方式)と、CCMモード(continuous current mode:電流連続方式)と、を切替えて動作し、
前記外部構成は、前記スイッチング素子の第2端子に一端が接続される電流検出抵抗をさらに含み、
前記駆動制御部は、
前記電流検出抵抗によって生じる電流検出信号が入力され、前記QRモード時に使用される第1コンパレータと、
前記電流検出信号が入力され、出力端に第1コンデンサが接続される前記CCMモード時に使用されるエラーアンプと、
を有し、
当該発光素子駆動装置は、
アナログ調光信号が入力される第3外部端子と、
前記アナログ調光信号に第1ゲイン倍率を乗算して前記第1コンパレータに入力される電流検出閾値電圧を生成するとともに、前記アナログ調光信号に第2ゲイン倍率を乗算して前記エラーアンプに入力される電流帰還電圧を生成する比較用電圧生成部と、
をさらに備え、
前記第1ゲイン倍率は、前記第2ゲイン倍率の2倍である、発光素子駆動装置。 A light emitting part consisting of at least one light emitting element to which an input voltage is applied to one end,
A coil whose one end is connected to the other end of the light emitting portion,
A diode connected between the other end of the coil and one end of the light emitting portion,
A switching element having a first terminal connected to the other end of the coil,
A light emitting element driving device for driving the light emitting unit in an external configuration including the above.
A first external terminal connected to the control terminal of the switching element,
A drive control unit that generates a drive signal that drives the switching element on and off and outputs it from the first external terminal.
The second external terminal to which the selection input signal is input, and
Equipped with
The drive control unit operates by switching between a QR mode (quasi-resonant: pseudo-resonant method) and a CCM mode (continuous current mode: continuous current mode) according to the selection input signal.
The external configuration further includes a current detection resistor one end connected to the second terminal of the switching element.
The drive control unit
A first comparator to which a current detection signal generated by the current detection resistor is input and used in the QR mode, and
The error amplifier used in the CCM mode to which the current detection signal is input and the first capacitor is connected to the output end,
Have,
The light emitting element drive device is
The third external terminal to which the analog dimming signal is input, and
The analog dimming signal is multiplied by the first gain magnification to generate the current detection threshold voltage input to the first comparator, and the analog dimming signal is multiplied by the second gain magnification and input to the error amplifier. A comparative voltage generator that generates the current feedback voltage
Further prepare
The light emitting element driving device , wherein the first gain magnification is twice the second gain magnification .
前記第2外部端子と前記プルダウン抵抗との接続ノードに接続される入力端を有する第2コンパレータと、
をさらに備える、請求項19に記載の発光素子駆動装置。 A pull-down resistor connected to the second external terminal and
A second comparator having an input end connected to a connection node between the second external terminal and the pull-down resistor, and
19. The light emitting element driving device according to claim 19 .
前記発光素子駆動装置によって駆動される発光部と、
を有する発光装置。 The light emitting element driving device according to any one of claims 1 to 20 and the light emitting element driving device.
The light emitting unit driven by the light emitting element driving device and
A light emitting device having.
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