JP7117388B2 - Ｌｅｄ駆動装置、照明装置、および車載用表示装置 - Google Patents

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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動装置に関する。
従来、消費電力が小さく寿命の長いＬＥＤ（発光ダイオード）が様々な用途に用いられる。ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置の従来例は、特許文献１に開示されている。
特許文献１のＬＥＤ駆動装置は、入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、ＬＥＤに流れる出力電流を生成する定電流ドライバと、を有し、複数系統のＬＥＤを駆動する。
ＤＣ／ＤＣコントローラは、複数系統のＬＥＤのカソード電圧のうち最低電圧と基準電圧とを比較するエラーアンプと、当該エラーアンプの出力とスロープ信号とを比較して内部ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭコンパレータと、を有する。
定電流ドライバは、ＰＷＭ端子に入力される外部ＰＷＭ信号に基づいてオンオフされる。これにより、ＰＷＭ調光制御が行われる。定電流ドライバがオンの期間において、エラーアンプおよびＰＷＭコンパレータにより上記カソード電圧の最低電圧が基準電圧と一致するように出力段におけるスイッチング素子がスイッチングパルスによりＰＷＭ駆動される。これにより、複数系統のＬＥＤの各順方向電圧のうちの最大電圧に上記基準電圧を加えた電圧値に出力電圧（ＬＥＤのアノード電圧）が制御される。
特開２０１３－２１１１７号公報
しかしながら、ＰＷＭ調光制御のオンデューティが非常に低い場合に、定電流ドライバがオンとなる期間が短くなり、スイッチングパルスのパルス数が不足し、定電流ドライバのオン期間ごとに出力電圧が低下する現象が生じる。これにより、ＬＥＤに流れる電流が不安定となり、ＬＥＤを正常に点灯できない虞があった。すなわち、ＰＷＭ調光制御のオンデューティの対応範囲が狭くなり、調光率を高くできないという問題があった。
特に昨今、例えば車載用の表示装置では、環境光の明るさの変化が大きく、ＬＥＤの調光率を高くすることが要望されている。
上記状況に鑑み、本発明は、ＰＷＭ調光の調光率を高めることが可能となるＬＥＤ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るＬＥＤ駆動装置は、
入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
を有し、
前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
を有し、
前記所定パルス数は、可変設定される構成としている（第１の構成）。

また、上記第１の構成において、前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間と同時に前記出力電流をオンとし、
前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オン期間から前記ＬＥＤ電流オフ期間へ切替わった直後に前記追加スイッチングパルスを追加する構成としてもよい（第２の構成）。

また、上記第１の構成において、前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間と同時に前記出力電流をオンとし、
前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オフ期間から前記ＬＥＤ電流オン期間へ切替わる直前に前記追加スイッチングパルスを追加する構成としてもよい（第３の構成）。

また、上記第１の構成において、前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オン期間から前記ＬＥＤ電流オフ期間へ切替わった直後に前記追加スイッチングパルスを追加し、
前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間の開始から前記追加スイッチングパルスに相当する期間だけ遅れて前記出力電流をオンとする構成としてもよい（第４の構成）。

また、上記第１から第４のいずれかの構成において、前記ＬＥＤ駆動装置は、第１所定電圧を第１分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能な第１外部端子を有し、
前記所定パルス数は、前記第１外部端子に印加される電圧に応じて可変設定される構成としてもよい（第５の構成）。

また、上記第５の構成において、前記入力電圧に基づいて内部電圧を生成する内部電圧生成部を有し、前記第１所定電圧は、前記内部電圧である構成としてもよい（第６の構成）。

また、上記第１から第６のいずれかの構成において、前記追加スイッチングパルスのデューティは、直前の前記ＬＥＤ電流オン期間における最後の前記スイッチングパルスのデューティである構成としてもよい（第７の構成）。

また、上記第１から第７のいずれかの構成において、前記パルス付加制御部は、ＰＷＭ調光オンデューティの下限から上限までの全ての範囲において前記パルス付加制御を行う構成としてもよい（第８の構成）。

また、上記第１から第８のいずれかの構成において、前記電流ドライバが、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値以上である場合は前記出力電流を常時オンとするＤＣ調光を行い、前記設定ＬＥＤ電流比率が前記ＬＥＤ電流比率閾値を下回る場合は前記ＰＷＭ調光を行うように、前記電流ドライバに指令する調光制御部を有する構成としてもよい（第９の構成）。

また、上記第９の構成において、前記ＬＥＤ電流比率閾値は、可変設定される構成としてもよい（第１０の構成）。

また、上記第１０の構成において、第２所定電圧を第２分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能である第２外部端子を有し、
前記ＬＥＤ電流比率閾値は、前記第２外部端子に印加される電圧に応じて可変設定される構成としてもよい（第１１の構成）。

また、上記第１１の構成において、前記入力電圧に基づいて内部電圧を生成する内部電圧生成部を有し、前記第２所定電圧は、前記内部電圧である構成としてもよい（第１２の構成）。

また、上記第９から第１２のいずれかの構成において、第３外部端子を有し、
前記設定ＬＥＤ電流比率は、前記第３外部端子に入力される前記ＰＷＭ調光信号のデューティに応じて設定される構成としてもよい（第１３の構成）。

また、上記第１から第１３のいずれかの構成において、前記ＬＥＤは、複数の系統のＬＥＤを有し、
前記系統ごとに前記ＬＥＤ電流オン期間の開始タイミングから前記出力電流をオンとするタイミングまでの遅延時間が増え、
前記パルス付加制御部は、前記複数の系統における前記出力電流をオンからオフへ切替える最後のタイミングにおいて、前記追加スイッチングパルスを追加する構成としてもよい（第１４の構成）。

また、封止体を有するＩＣパッケージである上記第６の構成のＬＥＤ駆動装置であって、
前記電流ドライバが、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値以上である場合は前記出力電流を常時オンとするＤＣ調光を行い、前記設定ＬＥＤ電流比率が前記ＬＥＤ電流比率閾値を下回る場合は前記ＰＷＭ調光を行うように、前記電流ドライバに指令する調光制御部と、
第３所定電圧を第３分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能である第４外部端子と、
前記内部電圧が出力される第５外部端子と、を有し、
前記ＬＥＤ電流比率閾値は、前記第４外部端子に印加される電圧に応じて可変設定され、
前記第３所定電圧は、前記内部電圧であり、
前記封止体における前記第５外部端子が配置される一辺と同じ辺に、前記第１外部端子および前記第４外部端子は配置されるＬＥＤ駆動装置としてもよい（第１５の構成）。

また、チップを有する上記第１から第１５のいずれかの構成のＬＥＤ駆動装置であって、
前記チップは、第１方向に延びる２辺と、前記第１方向に直交する第２方向に延びる２辺と、からなる矩形状を有し、
前記チップは、前記第２方向一方側端部において、所定領域を有し、
前記電流ドライバに含まれるドライバアンプが配置されて前記チップの前記第２方向に延びる中心線に対して対称に形成される第１領域と、前記電流ドライバに含まれるトランジスタが配置されて前記中心線に対して対称に前記第１領域より前記第１方向外側に形成される第２領域と、を有する組が、前記所定領域において、前記第２方向に複数配列されるＬＥＤ駆動装置としてもよい（第１６の構成）。

また、上記第１６の構成において、前記複数配列される組は、前記ＬＥＤの全系統に対応する構成としてもよい（第１７の構成）。

また、上記第１６または第１７の構成において、前記複数配列される組のうち、前記第２方向他方側の端に位置する前記組に含まれる前記第２領域の各々に第１グランド端子が配置され、
前記複数配列される組のうち、前記第２方向一方側の端に位置する前記組に含まれる前記第１領域に挟まれる位置に第２グランド端子が配置される構成としてもよい（第１８の構成）。

また、上記第１６から第１８のいずれかの構成において、前記所定領域の中央に、過熱保護回路が配置される構成としてもよい（第１９の構成）。

また、上記第１６から第１８のいずれかの構成において、前記チップは、ロジック部が配置されて前記所定領域の前記第２方向他方側に位置する第３領域を有し、
前記所定領域と前記第３領域との間に、過熱保護回路が配置される構成としてもよい（第２０の構成）。

また、本発明の一態様は、上記いずれかの構成のＬＥＤ駆動装置と、前記出力段と、前記ＬＥＤと、を有する、照明装置である。

また、本発明の一態様は、上記照明装置を有する車載用表示装置である。
本発明のＬＥＤ駆動装置によれば、ＰＷＭ調光の調光率を高めることが可能となる。
本発明の一実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示した回路構成図である。 パルス付加制御に対する比較例としてのタイミングチャートである。 パルス付加制御の一例を示すタイミングチャートである。 比較例に係るＰＷＭ調光オンデューティと出力電流との関係の一例を示すグラフである。 パルス付加制御を行った場合のＰＷＭ調光オンデューティと出力電流との関係の一例を示すグラフである。 パルス付加制御時の詳細な波形例を示すタイミングチャートである。 パルス付加制御時の詳細な波形例を示すタイミングチャートである。 追加スイッチングパルスのパルス数を設定するための構成例を示す図である。 抵抗値の組み合わせと設定パルス数との関係の一例を示すテーブルである。 第１変形例に係るパルス付加制御時の波形例を示すタイミングチャートである。 第２変形例に係るパルス付加制御時の波形例を示すタイミングチャートである。 第１変形例に係るＬＥＤ駆動装置の構成の一部を示す図である。 ＬＥＤ電流比率閾値を５０％とした場合の調光切替えを示すグラフである。 ＬＥＤ電流比率閾値を２５％とした場合の調光切替えを示すグラフである。 ＬＥＤ電流比率閾値を１００％とした場合の調光切替えを示すグラフである。 ＬＥＤ電流とＬＥＤ光度との関係の一例を示すグラフである。 ＬＥＤ電流と色度との関係の一例を示すグラフである。 第２変形例に係るＬＥＤ駆動装置の構成の一部を示す図である。 ＬＥＤ電流オンオフタイミングの遅延制御の一例を示すタイミングチャートである。 第２変形例に係るＬＥＤ駆動装置のパッケージ上面図である。 チップにおける電極パッドの配置および各回路ブロックが配置される各領域の配置を示す平面図である。 バックライト装置の構成例を示す図である。 車載ディスプレイの一例を示す図である。
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。なお、以下に記載する具体的な信号値や温度値等は、一例である。
＜１．ＬＥＤ駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ駆動装置３０の構成を示した回路構成図である。図１に示すＬＥＤ駆動装置３０は、複数系統（本実施例では６系統）のＬＥＤアレイ４１～４６を駆動する。ＬＥＤ駆動装置３０は、内部電圧生成部１と、電流検出部２と、チャージポンプ３と、発振部４と、スロープ生成部５と、スペクトラム拡散部６と、ＰＷＭコンパレータ７と、制御ロジック部８と、上側ドライバ９と、トランジスタ１０と、下側ドライバ１１と、シュミットトリガ１２と、ソフトスタート部１３と、出力ディスチャージ部１４と、エラーアンプ１５と、セレクタ１６と、保護回路部１７と、定電流ドライバ１８と、ＬＥＤ電流設定部１９と、基準電圧源２０と、シュミットトリガ２１と、を集積化して有する半導体装置である。
また、ＬＥＤ駆動装置３０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、ＶＲＥＧ端子、ＣＳＨ端子、ＳＤ端子、ＣＰＰ端子、ＣＰＭ端子、ＣＰ端子、ＢＯＯＴ端子、ＯＵＴＨ端子、ＳＷ端子、ＯＵＴＬ端子、ＣＳＬ端子、ＶＤＩＳＣ端子、ＬＥＤ１端子～ＬＥＤ６端子、ＰＧＮＤ端子、ＯＶＰ端子、ＬＧＮＤ端子、ＧＮＤ端子、ＩＳＥＴ端子、ＰＷＭ端子、ＳＨＴ端子、ＦＡＩＬ１端子、ＦＡＩＬ２端子、ＣＯＭＰ端子、ＰＬＳＥＴ端子、ＳＹＮＣ端子、ＲＴ端子、および、ＥＮ端子を有する。
ＬＥＤ駆動装置３０の外部には、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧ＶｏｕｔをＤＣ／ＤＣ変換により生成してＬＥＤアレイ４１～４６に供給するための出力段３５が配置される。出力段３５は、コンデンサＣｖｃｃと、抵抗Ｒｓｈと、スイッチング素子Ｎ１と、ダイオードＤ１と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ２と、スイッチング素子Ｎ２と、出力コンデンサＣｏと、コンデンサＣｂｔと、を有する。スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２がＬＥＤ駆動装置３０により駆動制御されることにより、出力段３５はＬＥＤ駆動装置３０により制御される。出力段３５とＬＥＤ駆動装置３０とにより、ＤＣ／ＤＣコンバータが形成される。なお、本実施形態では、特にＤＣ／ＤＣコンバータとして、昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータが構成される。
入力電圧Ｖｉｎの印加端は、コンデンサＣｖｃｃの一端に接続される。コンデンサＣｖｃｃの他端は、接地端に接続される。入力電圧Ｖｉｎの印加端は抵抗Ｒｓｈの一端に接続される。抵抗Ｒｓｈの他端は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるトランジスタＭ１のソースに接続される。トランジスタＭ１のドレインは、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチング素子Ｎ１のドレインに接続される。スイッチング素子Ｎ１のソースは、ダイオードＤ１のカソードに接続される。ダイオードＤ１のアノードは、接地端に接続される。スイッチング素子Ｎ１のゲートは、ＯＵＴＨ端子に接続される。
スイッチング素子Ｎ１とダイオードＤ１とが接続されるノードには、インダクタＬ１の一端が接続される。インダクタＬ１の他端は、ダイオードＤ２のアノードとともにｎチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチング素子Ｎ２のドレインに接続される。スイッチング素子Ｎ２のソースは、抵抗Ｒｓｌを介して接地端に接続される。スイッチング素子Ｎ２のゲートは、ＯＵＴＬ端子に接続される。ダイオードＤ２のカソードは、出力コンデンサＣｏの一端に接続される。出力コンデンサＣｏの他端は、接地端に接続される。出力コンデンサＣｏの一端に出力電圧Ｖｏｕｔが生成される。
スイッチング素子Ｎ１とダイオードＤ１とが接続されるノードには、ＳＷ端子とともにブートストラップ用のコンデンサＣｂｔの一端が接続される。コンデンサＣｂｔの他端は、ＢＯＯＴ端子に接続される。
なお、スイッチング素子Ｎ１とスイッチング素子Ｎ２のうち少なくとも一方をＬＥＤ駆動装置に含めるようにしてもよい。
出力電圧Ｖｏｕｔが発生する出力コンデンサＣｏの一端には、ＬＥＤアレイ４１～４６の各アノードが接続される。ＬＥＤアレイ４１～４６は、それぞれ直列に接続された複数のＬＥＤから構成される。ＬＥＤアレイ４１～４６の各カソードは、それぞれＬＥＤ１端子～ＬＥＤ６端子に接続される。
なお、ＬＥＤアレイ４１～４６は、それぞれ直列接続に限らず、例えば直並列に接続されたＬＥＤから構成されてもよいし、１つのみのＬＥＤから構成されてもよい。また、駆動可能なＬＥＤアレイの個数も６つに限らず、例えば４つ等でもよい。また、１系統のＬＥＤアレイのみを駆動可能としてもよい。
次に、ＬＥＤ駆動装置３０の内部構成に関して説明する。
内部電圧生成部１は、ＥＮ端子がＨｉｇｈのときに、ＶＣＣ端子に印加される入力電圧Ｖｉｎから内部電圧Ｖｒｅｇ（例えば５Ｖ）を生成してＶＲＥＧ端子から出力する。内部電圧Ｖｒｅｇは、ＬＥＤ駆動装置３０に含まれる内部回路の電源電圧として使用される。ＶＲＥＧ端子には、コンデンサＣｖｇが接続される。
電流検出部２には、ＣＳＨ端子、ＣＳＬ端子、および、ＳＤ端子が接続される。
チャージポンプ３には、ＣＰＰ端子、ＣＰＭ端子、および、ＣＰ端子が接続される。ＣＰＰ端子とＣＰＭ端子との間には、チャージポンプ用のコンデンサＣｃｐ１が接続される。チャージポンプ３の出力用端子であるＣＰ端子には、コンデンサＣｃｐ２が接続される。チャージポンプ３は、入力された内部電圧Ｖｒｅｇを昇圧してＣＰ端子から出力する。
発振部４は、ＳＹＮＣ端子への入力信号、または、ＲＴ端子の端子電圧に応じて、所定のクロック信号を生成し、これをスロープ生成部５に出力する。
スロープ生成部５は、発振部４から入力されるクロック信号に基づいて、スロープ信号（三角波信号）Ｖｓｌｐを生成し、これをＰＷＭコンパレータ７に出力する。また、電流検出部２は、スイッチング素子Ｎ２に流れる電流を抵抗Ｒｓｌにより変換したＣＳＬ端子電圧に応じて、スロープ信号Ｖｓｌｐにオフセットを与える機能を有する。
ＲＴ端子に接続される抵抗Ｒｒｔの抵抗値を調整することにより、発振部４の内部キャパシタに対する充放電電流が決定され、スロープ信号の発振周波数（延いては昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータの発振周波数ＦＯＳＣ）を設定することができる。ＬＥＤ駆動装置３０は、昇降圧ＤＣ／Ｄコンバータを外部同期させるためのクロック入力を受け付けるＳＹＮＣ端子を備えている。ＬＥＤ駆動装置３０では、ＲＴ端子またはＳＹＮＣ端子を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータの発振周波数を任意にかつ高精度に可変制御することが可能である。例えば、車載用表示装置のバックライト制御手段として、ＬＥＤ駆動装置３０を用いる場合、ラジオ受信周波数の切替制御に合わせてＳＹＮＣ端子から外部同期発振周波数を適宜設定してやれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの発振周波数がラジオノイズの周波数帯に重なることを回避することができるので、ラジオの受信品質を損わずに、バックライト制御を行うことが可能となる。
スペクトラム拡散部６は、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング周波数を変化させることで、ノイズの平均を下げることができる。ＳＹＮＣ端子によりスペクトラム拡散部６のオン／オフが切替えられる。
ＰＷＭコンパレータ７は、非反転入力端（＋）に入力される誤差信号Ｖｅｒｒと、反転入力端（－）に入力されるスロープ信号Ｖｓｌｐとを比較して内部ＰＷＭ信号を生成し、これを制御ロジック部８に出力する。
制御ロジック部８は、内部ＰＷＭ信号に基づいて上側ドライバ９、トランジスタ１０、および下側ドライバ１１の駆動信号を生成する。
上側ドライバ９は、制御ロジック部８から入力される駆動信号に基づいて、ＯＵＴＨ端子電圧（スイッチング素子Ｎ１のゲート電圧）をＢＯＯＴ端子電圧とＳＷ端子電圧との間でパルス駆動する。スイッチング素子Ｎ１は、上側ドライバ９から入力されるゲート電圧に基づいてオン／オフされる。
スイッチング素子１０は、制御ロジック部８から入力される駆動信号に基づいてオン／オフされ、ＳＷ端子と接地端との間を導通／遮断する。
下側ドライバ１１は、制御ロジック部８から入力される駆動信号に基づいてスイッチング素子Ｎ２のゲート電圧をチャージポンプ３の出力電圧ＣＰと接地電圧との間でパルス駆動する。
スイッチング素子Ｎ２は、下側ドライバ１１から入力されるゲート電圧に基づいてオン／オフされる。
ＬＥＤ１端子～ＬＥＤ６端子には、それぞれＬＥＤアレイ４１～４６の各カソード電圧としてＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６が印加される。セレクタ１６は、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６のうち最低電圧を選択してエラーアンプ１５の一方の反転入力端（－）に出力する。エラーアンプ１５の他方の反転入力端（－）には、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧抵抗Ｒｏｖｐ１，Ｒｏｐｖ２によって分圧した後のＯＶＰ端子電圧が印加される。エラーアンプ１５の非反転入力端（＋）には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。エラーアンプ１５は、２つの反転入力端（－）に印加される電圧のうち低い方の電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分を増幅して誤差信号Ｖｅｒｒを生成し、これをＰＷＭコンパレータ７に出力する。起動時のみ起動を早めるためにＯＶＰ端子に基づく帰還制御が行われ、起動後はセレクタ１６の出力に基づく帰還制御が行われる。
エラーアンプ１５の出力端は、ＣＯＭＰ端子に接続される。ＣＯＭＰ端子には、外部において直列接続される抵抗ＲｐｃとコンデンサＣｐｃを介して接地端に接続される。
ソフトスタート部１３は、誤差信号Ｖｅｒｒの電圧レベルを緩やかに高めていくように制御する。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔのオーバーシュートや突入電流を抑制できる。
保護回路部１７は、ＴＳＤ部（過熱保護回路）と、ＯＣＰ部と、ＯＶＰ部と、ＬＥＤオープン検出回路（ＯＰＥＮ）と、ＬＥＤショート検出回路（ＳＨＯＲＴ）と、出力短絡保護回路（ＳＣＰ）と、ＵＶＬＯ部と、を含む。
ＴＳＤ部は、ＬＥＤ駆動装置３０のジャンクション温度が例えば１７５℃以上となったときに、内部電圧生成部１以外の回路をシャットダウンする。なお、ＴＳＤ部は、ＬＥＤ駆動装置３０のジャンクション温度が例えば１５０℃となったときに、回路動作を復帰させる。
電流検出部２は、スイッチング素子Ｎ１に流れる電流を抵抗Ｒｓｈにより電圧信号として検出したＣＳＨ端子電圧（入力電流検出電圧）を監視し、ＣＳＨ端子電圧が例えばＶｉｎ－０．６Ｖ以下となったときに過電流保護をかけるようＯＣＰ部に指令する。ＯＣＰ部は、過電流保護をかける際、ＤＣ／ＤＣスイッチングをオフさせる。
また、ＳＤ端子には、トランジスタＭ１のゲートが接続される。電流検出部２は、抵抗Ｒｓｈに流れる過電流（インダクタＬ１に流れる過電流）を検出したときに、トランジスタＭ１をオフとし、入力電圧Ｖｉｎの印加端からインダクタＬ１への経路を遮断する。
ＯＶＰ部は、ＯＶＰ端子電圧を監視し、ＯＶＰ端子電圧が例えば２．０Ｖ以上となったときに過電圧保護をかける。過電圧保護をかけたとき、ＤＣ／ＤＣスイッチングがオフされる。
ＬＥＤオープン検出回路（ＯＰＥＮ）では、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６のいずれかが例えば０．３Ｖ以下で、かつ、ＯＶＰ端子電圧が例えば２．０Ｖ以上のときに、ＬＥＤオープン検出がかかり、オープン検出されたＬＥＤアレイのみラッチオフされる。
ＬＥＤショート検出回路（ＳＨＯＲＴ）では、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６のいずれかが例えば４．５Ｖ以上のときに、内蔵されているカウンタ動作が開始され、約１００ｍｓ（ＦＯＳＣ＝３００ｋＨｚ時）経過後にラッチがかかり、ショート検出されたＬＥＤアレイのみラッチオフされる。ＳＨＴ端子には、ＬＥＤショート保護設定用の抵抗Ｒｓｈｔが接続される。
出力短絡保護回路（ＳＣＰ）では、ＯＶＰ端子電圧が例えば０．５７Ｖ以下となったとき、または、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６のいずれかが例えば０．３Ｖ以下になったときに、内蔵されているカウンタ動作が開始され、約１００ｍｓ（ＦＯＳＣ：３００ｋＨｚ時）経過後にラッチがかかり内部電圧生成部１以外の回路をシャットダウンする。出力短絡保護回路は、ＬＥＤアレイ４１～４６のアノード側（ＤＣ／ＤＣ出力端側）が地絡したとき、ＬＥＤアレイ４１～４６のカソード側が地絡したときのいずれの場合の地絡保護にも対応している。
ＵＶＬＯ部は、入力電圧Ｖｉｎが例えば３．５Ｖ以下になったとき、または、内部電圧Ｖｒｅｇが例えば２．０Ｖ以下になったときに、内部電圧生成部１以外の回路をシャットダウンする。
保護回路部１７は、ＯＶＰ部およびＯＣＰ部の異常検出状態に基づき、ＦＡＩＬ１端子から外部へ異常検出信号を出力する。ＦＡＩＬ１端子には、抵抗Ｒｆ１を介してＶＲＥＧ端子が接続される。ＯＶＰ部、ＯＣＰ部のいずれかが異常を検出したときに、保護回路部１７は、ＦＡＩＬ１端子に接続される不図示のトランジスタをオンとすることにより、ＦＡＩＬ１端子をＬｏｗ出力とする。
また、保護回路部１７は、ＬＥＤオープン検出回路、ＬＥＤショート検出回路、および出力短絡保護回路（ＳＣＰ）の異常検出状態に基づき、ＦＡＩＬ２端子から外部へ異常検出信号を出力する。ＦＡＩＬ２端子には、抵抗Ｒｆ２を介してＶＲＥＧ端子が接続される。ＬＥＤオープン検出回路、ＬＥＤショート検出回路、および出力短絡保護回路（ＳＣＰ）のいずれかが異常を検出したときに、保護回路部１７は、ＦＡＩＬ２端子に接続される不図示のトランジスタをオンとすることにより、ＦＡＩＬ２端子をＬｏｗ出力とする。
シュミットトリガ２１は、ＰＷＭ端子へ外部から入力されるＰＷＭ調光信号を定電流ドライバ１８に伝達する。ＰＷＭ調光信号は、パルス信号として入力される。
また、ＬＥＤ電流設定部１９は、ＩＳＥＴ端子に接続される抵抗Ｒｉｓｅｔの抵抗値に応じた定電流値を定電流ドライバ１８に設定する。また、基準電圧源２０は、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。
定電流ドライバ１８は、ＬＥＤ１端子～ＬＥＤ６端子の各端子と、接地端に接続されるＬＧＮＤ端子との間に配置される６系統分の定電流回路１８１を有する。定電流ドライバ１８は、ＰＷＭ制御ロジック部１８２を更に有する。ＰＷＭ制御ロジック部１８２は、ＰＷＭ調光信号の示すＰＷＭ調光のオンデューティに応じて、定電流回路１８１をオンオフ制御する。具体的には、ＰＷＭ調光のオンデューティに応じたＬＥＤ電流オン期間で定電流回路１８１をオンとし、ＰＷＭ調光のオンデューティに応じたＬＥＤ電流オフ期間で定電流回路１８１をオフとする。定電流回路１８１がオンのとき、ＬＥＤ電流設定部１９により設定された定電流値の出力電流ＩＬＥＤが流れる。
また、ＶＤＩＳＣ端子は、出力ディスチャージ部１４に接続される。ＶＤＩＳＣ端子は、出力電圧Ｖｏｕｔの生成される出力コンデンサＣｏの一端に接続される。出力コンデンサＣｏに電荷が残っている状態で起動した場合、ＬＥＤのちらつきが発生する可能性がある。そのため、起動時には出力コンデンサＣｏの放電が必要となるが、ＯＶＰ設定用の抵抗Ｒｏｖｐ１，Ｒｏｖｐ２などの放電経路だけでは電荷の放電に時間がかかる場合があるため、出力ディスチャージ部１４により出力コンデンサＣｏの残留電荷の放電を行う。当該放電は、ＤＣ／ＤＣコンバータのオフ時（ＥＮ端子に印加する信号の立ち下げ時や保護時）に行われる。
また、ＧＮＤ端子は、ＬＥＤ駆動装置３０内部の小信号ブロックのＧＮＤを印加するための端子である。
＜２．ＤＣ／ＤＣコントローラ＞
次に、ＬＥＤ駆動装置３０の有するＤＣ／ＤＣコントローラ３０１（発振部４、スロープ生成部５、ＰＷＭコンパレータ７、制御ロジック部８、上側ドライバ９、トランジスタ１０、下側ドライバ１１、およびエラーアンプ１５を含む回路ブロック）について詳述する。
エラーアンプ１５は、セレクタ１６により選択されたＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６の最低値と、ＯＶＰ端子電圧とのうち低い方の電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分を増幅して誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差電圧Ｖｅｒｒの電圧値は、上記低い方の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いほど高レベルとなる。
ＰＷＭコンパレータ７は、誤差電圧Ｖｅｒｒとスロープ信号Ｖｓｌｐとを比較して内部ＰＷＭ信号を生成する。内部ＰＷＭ信号は、誤差電圧Ｖｅｒｒがスロープ信号Ｖｓｌｐよりも高ければハイレベルとなり、誤差電圧Ｖｅｒｒがスロープ信号Ｖｓｌｐよりも低ければローレベルとなる。
制御ロジック部８は、内部ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子Ｎ１、トランジスタ１０およびスイッチング素子Ｎ２のオン／オフ制御を行う。具体的に述べると、制御ロジック部８は、内部ＰＷＭ信号がハイレベルであるときに、スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２をオンとし、トランジスタ１０をオフとする。逆に、制御ロジック部８は、内部ＰＷＭ信号がローレベルであるときに、スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２をオフとし、トランジスタ１０をオンとする。
これにより、エラーアンプ１５、ＰＷＭコンパレータ７、制御ロジック部８、上側ドライバ９、および下側ドライバ１１からなる帰還制御部は、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６の最低値を基準電圧Ｖｒｅｆと一致させるべくスイッチングパルスをＯＵＴＨ、ＯＵＴＬ端子からスイッチング素子Ｎ１、Ｎ２へ出力する帰還制御を行う。すなわち、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１は、上記帰還制御部を有する。
スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２がオンされてトランジスタ１０がオフされると、入力電圧Ｖｉｎの印加端から抵抗Ｒｓｈ、スイッチング素子Ｎ１、インダクタＬ１、および、スイッチング素子Ｎ２を介して接地端に至る経路で電流が流れ、インダクタＬ１に電気エネルギが蓄えられる。このとき、出力コンデンサＣｏに電荷が蓄積されていた場合には、ＬＥＤアレイ４１～４６のアノードに対して、出力コンデンサＣｏから出力電流ＩＬＥＤが流れることになる。なお、ダイオードＤ２は逆バイアス状態となっているので、出力コンデンサＣｏからスイッチング素子Ｎ２に向けて電流が流れ込むことはない。
スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２がオフされてトランジスタ１０がオンされると、インダクタＬ１に生じた逆起電力により、接地端からトランジスタ１０、インダクタＬ１、および、ダイオードＤ２を介する経路で電流が流れる。この電流は、出力電流ＩＬＥＤとしてＬＥＤアレイ４１～４６に流れ込むとともに、出力コンデンサＣｏを介して接地端にも流れ込み、出力コンデンサＣｏを充電することになる。
上記の動作が繰り返されることにより、ＬＥＤアレイ４１～４６には、入力電圧Ｖｉｎを昇降圧して得られた出力電圧Ｖｏｕｔが供給される。
なお、スイッチング素子Ｎ１のデューティ比（一周期に占めるオン期間の割合）が５０％よりも小さければ、入力電圧Ｖｉｎの降圧動作が行われることになり、スイッチング素子Ｎ１のデューティ比が５０％よりも大きければ、入力電圧Ｖｉｎの昇圧動作が行われることになる。このように、ＬＥＤ駆動装置３０であれば、簡易な構成でありながら、容易かつ適切に、その昇降圧動作を切り換えることが可能となる。
従って、ＬＥＤ駆動装置３０であれば、入力電圧Ｖｉｎが所望の出力電圧Ｖｏｕｔよりも高いか低いかに依ることなく、常に所望の出力電圧Ｖｏｕｔを得ることが可能となる。例えば、出力電圧Ｖｏｕｔの所望値が１６Ｖであるのに対して、入力電圧Ｖｉｎが６～１８Ｖの範囲で変動する場合であっても、所望の出力電圧Ｖｏｕｔを得ることが可能となる。このような構成は、例えば、バッテリから直接供給される入力電圧Ｖｉｎに対応する必要のあるアプリケーション（例えばカーナビモニタのバックライト制御用ＬＥＤドライバＩＣ）に好適である。
また、ＬＥＤ駆動装置３０は、軽負荷時或いは無負荷時におけるリンギング防止手段としてトランジスタ１０を有する。トランジスタ１０の電流能力は、不要なチップ面積の増大や変換効率の低下を招かぬように、リンギングノイズという微小電流を引き抜き得る必要最小限に設計することが望ましい。トランジスタ１０は、スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２とは、相補的（排他的）にスイッチング制御される。
このような構成とすることにより、軽負荷時や無負荷時に、出力電流ＩＬＥＤが低下してリンギングと呼ばれる波形の乱れが生じる状態（いわゆる不連続モード）に陥った場合であっても、トランジスタ１０を介してリンギングノイズを接地端に逃がすことができるので、昇降圧動作の安定性を高めることが可能となる。
なお、上記の説明中で用いた「相補的（排他的）」という文言は、スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２とトランジスタ１０のオン／オフが完全に逆転している場合のほか、貫通電流防止等の観点から、スイッチング素子Ｎ１、Ｎ２とトランジスタ１０の同時オフ期間が設けられている場合をも含むものとする。
＜３．スイッチングパルス付加制御＞
次に、本実施形態に係るＬＥＤ駆動装置３０に備えられる機能であるスイッチングパルス付加制御に関して説明する。
図２は、パルス付加制御に対する比較例としてのタイミングチャートであり、上段からＰＷＭ調光信号、ＯＵＴＨ，ＯＵＴＬ端子から出力されるスイッチングパルス、出力電圧Ｖｏｕｔ、および出力電流ＩＬＥＤを示す。なお、ＰＷＭ調光信号は、Ｈｉｇｈ（オンレベル）がＬＥＤ電流オン、Ｌｏｗ（オフレベル）がＬＥＤ電流オフを示す。
図２に示すように、タイミングｔ１においてＰＷＭ制御ロジック部１８２により定電流回路１８１は出力電流ＩＬＥＤをオンとする。これにより、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６がＬＥＤアレイ４１～４６の順方向電圧によって急峻に低下し、エラーアンプ１５およびＰＷＭコンパレータ７の動作によってＤＣ／ＤＣコントローラ３０１は、ＯＵＴＨ，ＯＵＴ端子からスイッチングパルスの出力を開始する。タイミングｔ２においてＰＷＭ制御ロジック部１８２により、定電流回路１８１は出力電流ＩＬＥＤをオフとする。これにより、ＬＥＤ端子電圧Ｖｌｅｄ１～Ｖｌｅｄ６が急峻に上昇するので、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１によるＯＵＴＨ，ＯＵＴＬ端子からのスイッチングパルスはオフレベルで停止される。
スイッチングパルスの出力開始時にはＬＥＤアレイ４１～４６によるＬＥＤ負荷によって出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。これは、スイッチングパルスの出力開始時にはインダクタＬ１に流れる電流はゼロから上昇してインダクタＬ１にエネルギーが徐々に蓄えられるが、それと同時にＬＥＤ負荷が発生するからである。図２に示すようにＰＷＭ調光のオンデューティが非常に低く、タイミングｔ１～ｔ２間の期間が短い場合、スイッチングパルスが足りず、出力電圧Ｖｏｕｔが低下途中のタイミングｔ２で出力電流ＩＬＥＤがオフとされ、出力電圧Ｖｏｕｔは保持される。
その後、同様にタイミングｔ３でＬＥＤ電流がオンとなると、スイッチングパルスの出力が開始されるが、ＬＥＤ負荷によって出力電圧Ｖｏｕｔがさらに低下し、出力電流ＩＬＥＤが不安定となり、ＬＥＤを正常に点灯できない虞がある。すなわち、ＰＷＭ調光のオンデューティが非常に低い場合、スイッチングパルスが足りなくなり、出力電圧ＶｏｕｔがＬＥＤ電流のオンごとに低下してしまい、出力電圧Ｖｏｕｔが不足になる現象が生じる可能性がある。
そこで、本実施形態では、図３に示すタイミングチャートのように、ＰＷＭ調光のＬＥＤ電流オン期間からＬＥＤ電流オフ期間へ切替わるタイミングｔ２後に、制御ロジック部８（すなわちＤＣ／ＤＣコントローラ３０１）は、ＯＵＴＨ，ＯＵＴＬ端子から所定数のスイッチングパルスを追加して出力する。すなわち、制御ロジック部８は、パルス付加制御を行うパルス付加制御部に相当する。これにより、図３に示すように、ＬＥＤ電流オフへの切替え後に出力コンデンサＣｏが充電され、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。これにより、タイミングｔ３～ｔ４のＬＥＤ電流オン期間で出力電圧Ｖｏｕｔが低下しても、出力電流ＩＬＥＤは不安定とならない。
すなわち、ＰＷＭ調光のオンデューティが非常に低い場合でも、ＬＥＤ電流オン期間で低下した出力電圧Ｖｏｕｔを、追加したスイッチングパルスによって補うので、出力電圧Ｖｏｕｔを保持でき、出力電流ＩＬＥＤを安定化して、ＬＥＤの点灯を正常に行うことができる。
なお、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１は、追加するスイッチングパルスのデューティとして、直前のＬＥＤ電流オン期間（ｔ１～ｔ２）における最後のスイッチングパルスのデューティを保持して用いる。また、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１は、ＬＥＤ電流オン期間（ｔ３～ｔ４）が始まるときのスイッチングパルスとしては、前回のＬＥＤ電流オン期間（ｔ１～ｔ２）における最後のスイッチングパルスのデューティを用いる。
図２に示すようなスイッチングパルスの追加を行わない制御を用いた場合のＰＷＭ調光オンデューティと出力電流ＩＬＥＤとの関係の一例を図４のグラフに示す。図４の例では、ＰＷＭ調光オンデューティが０．１％付近より低くなると、出力電流ＩＬＥＤの低下量が大きくなってしまう。
これに対し、本実施形態の図３に示したようなスイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行った場合のＰＷＭ調光オンデューティと出力電流ＩＬＥＤとの関係の一例を図５のグラフに示す。図４に対して図５では、ＰＷＭ調光オンデューティが０．１％付近より低い場合でも、出力電流ＩＬＥＤの低下量を抑えることができる。すなわち、図５に示す例であれば、１００％～０．０１％までのＰＷＭ調光オンデューティに対応することが可能であり、調光率は１００００倍となって、高調光率を実現できる。
なお、上述したパルス付加制御は、ＰＷＭ調光オンデューティを下限（例えば０．０１％）から上限（例えば１００％）までの全ての範囲で行うことが望ましい。これにより、ＰＷＭ調光オンデューティの切替え時に、制御モードが切替わってＬＥＤ電流の低下によって輝度が不安定となることを回避できる。ただし、ＰＷＭ調光オンデューティが高い場合は、ＬＥＤ電流オン期間で出力電圧Ｖｏｕｔが十分に保持できる場合もあるので、その場合は、例えば、ＰＷＭ調光オンデューティが所定の閾値より低い場合のみにパルス付加制御を行ってもよい。
＜４．追加パルス数の可変制御＞
ここで、図６は、上述したパルス付加制御の一例を示すタイミングチャートであり、上段から出力電圧Ｖｏｕｔ、ＯＵＴＨ，ＯＵＴＬ端子から出力されるスイッチングパルス、、ＰＷＭ調光信号、およびＬＥＤを流れる出力電流ＩＬＥＤを示す。図６は、先述した図３よりも、より具体的な波形を示している。
図６は、ＰＷＭ調光オンデューティが低い場合、すなわちタイミングｔ１１～ｔ１２の期間であるＬＥＤ電流オン期間が短い場合であり、当該期間でスイッチングパルスが出力されるが、スイッチングパルスが足りずＬＥＤ負荷によって出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。そして、ＬＥＤ電流がオフとなるタイミングｔ１２後に、パルス数が１２個のスイッチングパルスが追加されている。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔは補われる。
ここで、図７は、図６に対応する図であるが、図６に比べてＬＥＤ負荷が軽負荷である場合を示す。この場合、タイミングｔ１１～ｔ１２の期間であるＬＥＤ電流オン期間での出力電圧Ｖｏｕｔの低下量は抑えられる。このような場合に、仮に、図６と同様に１２個のスイッチングパルスを追加してしまうと、出力電圧Ｖｏｕｔが過剰に補われる。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔに生じるリップルが大きくなる虞がある。リップルが大きくなると、出力コンデンサＣｏに生じる音鳴りが大きくなる虞がある。
ＬＥＤ駆動装置３０として、出力電圧Ｖｏｕｔの補充を優先させるため、ＬＥＤ駆動装置３０によって駆動可能なＬＥＤ負荷のうち最大の負荷の場合に応じて、固定の追加パルス数を設定することも可能である。しかしながら、この場合、上述のようにＬＥＤ負荷が軽負荷の場合に、出力電圧Ｖｏｕｔの補充が過剰となって出力電圧Ｖｏｕｔのリップルが大きくなる虞がある。または、リップルを抑えるために、出力コンデンサＣｏの容量を調整する必要がある。
このようなことに鑑み、本実施形態では、追加パルス数は可変設定される。具体的には、図７においては、図６に比べてＬＥＤ負荷が軽負荷であり、ＬＥＤ電流オン期間での出力電圧Ｖｏｕｔの低下量が抑えられるので、図６よりも少ない４個のパルス数のスイッチングパルスを追加している。これにより、追加パルスによる出力電圧Ｖｏｕｔの補充が適切となる。従って、出力電圧Ｖｏｕｔに生じるリップルを抑えることができ、出力コンデンサＣｏの音鳴りを抑制できる。
このように、ＬＥＤ駆動装置３０によって駆動させるＬＥＤ負荷（ＬＥＤ個数、ＬＥＤ電流値仕様）に応じて、制御ロジック部８は、追加するスイッチングパルスのパルス数を可変とする。例えば、ＬＥＤ駆動装置３０が車載用表示装置のバックライト用であれば、車載用表示装置の表示サイズに応じてＬＥＤ負荷が変化する。
制御ロジック部８は、ＰＬＳＥＴ端子を用いて追加パルス数を可変とする。より具体的には、図８に示すように、ＶＲＥＧ端子と接地端との間に抵抗Ｒ１１、Ｒ１２を直列に接続し、抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続ノードにＰＬＳＥＴ端子を接続する。ＰＬＳＥＴ端子に印加される電圧は、シュミットトリガ１２を介して制御ロジック部８に入力される。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値の組み合わせによってＶＲＥＧ端子に生成される内部電圧Ｖｒｅｇの分圧比が変化し、ＰＬＳＥＴ端子に印加される電圧が変化する。従って、制御ロジック部１２は、ＰＬＳＥＴ端子に印加される電圧に応じてＯＵＴＨ，ＯＵＴＬ端子から出力させる追加パルス数を可変とする。
図９は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値の組み合わせと追加パルス数との関係の一例を示したテーブルである。このように、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値の組み合わせに応じて、追加パルス数は、０個、４個、８個、１２個、１６個のいずれかに可変設定される。
なお、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２によって分圧する電圧を内部電圧Ｖｒｅｇとしているのは、制御ロジック部８の内部には、ＰＬＳＥＴ端子に印加される電圧を基準電圧と比較するコンパレータが設けられ、当該基準電圧は内部電圧Ｖｒｅｇに基づくからである。すなわち、内部電圧Ｖｒｅｇが変動した場合でも、基準電圧も変動するので、ＰＬＳＥＴ端子に印加される電圧の閾値判定に誤りが生じることを回避し、追加パルス数の誤った設定を回避できる。なお、シュミットトリガ１２は、ＰＬＳＥＴ端子に上記コンパレータの閾値付近の電圧が印加された場合に不定信号を防ぐ機能を有する。
なお、追加パルス数は、抵抗により設定することには限らず、例えば、外付けのコンデンサの容量値やレジスタにより設定されてもよい。
＜５．スイッチングパルス付加制御の変形例＞
図１０は、第１変形例に係るスイッチングパルス付加制御の一例を示すタイミングチャートを示し、図６と対応する図である。
本変形例では、図１０に示すように、ＰＷＭ調光信号がオンレベルになる期間ｔ２２～ｔ２３で、ＬＥＤに流れる出力電流ＩＬＥＤがオンとなる。そして、図１０では、図６と異なり、ＰＷＭ調光信号がオンレベルに切替わる直前の期間ｔ２１～ｔ２２において、スイッチングパルスが付加される。
これにより、ＰＷＭ調光信号がオンレベルに切替わる直前の期間ではＬＥＤ負荷が無負荷であるので、スイッチングパルスの付加によって出力電圧Ｖｏｕｔは上昇する。そして、ＰＷＭ調光信号がオンレベルとなってＬＥＤに出力電流ＩＬＥＤが流れると、スイッチングパルスが引き続き生成され、出力電圧Ｖｏｕｔは帰還制御による安定値まで低下する。
このような本変形例であっても、ＰＷＭ調光のオンデューティが非常に低い場合でも、ＬＥＤ電流オン期間で低下する出力電圧Ｖｏｕｔを、追加したスイッチングパルスによって補うので、出力電圧Ｖｏｕｔを保持でき、出力電流ＩＬＥＤを安定化して、ＬＥＤの点灯を正常に行うことができる。特に、本変形例では、ＬＥＤ負荷が発生する前に予めスイッチングパルスの付加によりインダクタＬ１にエネルギーを蓄えてから、ＬＥＤ負荷が発生するので、ＬＥＤ電流オン期間での出力電圧Ｖｏｕｔの低下を抑えることができ、出力電圧Ｖｏｕｔのリップルを抑制することができる。これにより、出力コンデンサＣｏの音鳴りを抑制できる。
なお、本変形例では、ＰＷＭ調光信号をサンプリングすることでＰＷＭ調光信号のターンオフからターンオンまでの期間を計測し、計測された期間と付加するスイッチングパルスのパルス数によって、スイッチングパルスを付加するタイミングを取得できる。
次に、図１１は、第２変形例に係るスイッチングパルス付加制御の一例を示すタイミングチャートを示し、図６に対応する図である。
図１１では、ＰＷＭ調光信号がオフレベルに切替わるタイミングｔ３３の直後に付加するスイッチングパルスＰＳの期間だけ、ＰＷＭ調光信号がオンレベルとなるタイミングｔ３１より遅らせたタイミングｔ３２で、出力電流ＩＬＥＤをオンさせる。出力電流ＩＬＥＤがオンとされる期間ｔ３２～ｔ３４は、ＰＷＭ調光信号がオンレベルとなる期間ｔ３１～ｔ３３と等しい。タイミングｔ３１～ｔ３２の期間でスイッチングパルスが付加され、タイミングｔ３２～ｔ３４の期間ではＬＥＤ負荷の発生によりスイッチングパルスが生成される。本変形例の図１１は、先述した第１変形例の図１０と比べて、ＰＷＭ調光信号以外は同じ波形となる。
このような本変形例であっても、先述した第１変形例と同様の作用効果を得ることができる。
そして、上記第１変形例、第２変形例のいずれも、スイッチングパルスの追加パルス数は、ＬＥＤ負荷に応じて先述した抵抗等によって可変設定が可能である。
＜６．ＰＷＭ調光／ＤＣ調光＞
また、本実施形態の第１変形例に係るＬＥＤ駆動装置は、ＰＷＭ調光とＤＣ調光とを設定入力によって切替える機能を有し、以下これについて説明する。なお、ＤＣ調光とは、定電流ドライバ１８により出力電流ＩＬＥＤを常時オンとしてＬＥＤ電流の定電流値を変化させることで調光を行う方法である。すなわち、ＤＣ調光は、１００％のオンデューティで行うＰＷＭ調光に相当する。
図１２は、ＰＷＭ調光とＤＣ調光とを切替える機能に関する構成を示す図である。なお、図１２は、上述した実施形態に係るＬＥＤ駆動装置３０（図１）の第１変形例であるＬＥＤ駆動装置３１１における内部構成の一部を示す。ＬＥＤ駆動装置３１１は、ＬＥＤ駆動装置３０の構成に加えて、外部端子としてＡＤＩＭ端子が追加されるとともに、内部構成として調光制御部２２が追加される。ＰＷＭ端子に入力されるＰＷＭ調光信号は、シュミットトリガ２１を介して調光制御部２２に入力される。ＶＲＥＧ端子と接地端との間に抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を直列に接続し、抵抗Ｒ２１とＲ２２との接続ノードにＡＤＩＭ端子を接続する。抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値の組み合わせによってＶＲＥＧ端子に生成される内部電圧Ｖｒｅｇの分圧比が変化し、ＡＤＩＭ端子に印加される電圧（アナログ調光信号）が変化する。
ＡＤＩＭ端子に印加される電圧に応じて、ＰＷＭ調光とＤＣ調光を切替えるＬＥＤ電流比率閾値が設定される。すなわち、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値の組み合わせによって上記ＬＥＤ電流比率閾値を設定できる。ＬＥＤ電流比率は、ＩＳＥＴ端子によって設定されるＬＥＤ電流値を１００％とする比率である。例えば、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値の組み合わせに応じて、１００％、５０％、２５％、１２．５％のいずれかのＬＥＤ電流比率閾値を設定する。
また、ＰＷＭ調光信号のデューティに応じて設定ＬＥＤ電流比率が設定される。調光制御部２２は、設定されたＬＥＤ電流比率閾値と、設定された設定ＬＥＤ電流比率とを比較する。調光制御部２２は、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値以上である場合は、ＩＳＥＴ端子により設定されるＬＥＤ電流値を１００％とした設定ＬＥＤ電流比率に対応した電流値の定電流値でのＤＣ調光を定電流ドライバ１８に指令する。
一方、調光制御部２２は、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値を下回る場合は、ＩＳＥＴ端子により設定されるＬＥＤ電流値を１００％としたＬＥＤ電流比率閾値に応じた電流値を定電流値として、設定ＬＥＤ電流比率に応じたオンデューティでのＰＷＭ調光を定電流ドライバ１８に指令する。なお、ＰＷＭ調光を行う場合、先述したパルス付加制御が行われる。
ＰＷＭ調光とＤＣ調光の切替えの具体例を図１３～図１５を用いて説明する。図１１は、ＬＥＤ電流比率閾値が５０％に設定された場合を示す。この場合、設定ＬＥＤ電流比率が５０％以上の場合にＤＣ調光が行われ、設定ＬＥＤ電流比率が５０％を下回る場合にＰＷＭ調光が行われる。この場合、設定ＬＥＤ電流比率が例えば８０％の場合、ＤＣ調光が行われ、設定ＬＥＤ電流比率が例えば４０％の場合、ＰＷＭ調光が行われる。
また、図１３の場合、ＰＷＭ調光の調光率が先述したように一例として１００００倍の高調光率を実現できる場合、ＤＣ調光の調光率である２倍と併せて、２００００倍の高調光率を実現可能となる。
同様に、図１４は、ＬＥＤ電流比率閾値が２５％に設定された場合を示す。この場合は、設定ＬＥＤ電流比率が例えば４０％の場合、図１３の場合と異なり、ＤＣ調光が行われる。また、図１５は、ＬＥＤ電流比率閾値が１００％に設定された場合を示す。この場合、ほぼ全ての設定ＬＥＤ電流比率でＰＷＭ調光が行われる。
ここで、図１６は、ＬＥＤ電流とＬＥＤ光度との関係の一例を示すグラフである。図１６において、実線はＤＣ調光、破線はＰＷＭ調光に相当する。このように、ＤＣ調光では、ＬＥＤ電流が低い領域においてＬＥＤ光度の低下量が大きくなる傾向にある。これに対し、ＰＷＭ調光では、ＬＥＤ電流が低い領域においてもＬＥＤ光度のリニアリティが保持され、ＬＥＤ光度の低下は抑えられる傾向である。そこで、先述したように、ＬＥＤ電流値が高い領域ではＤＣ調光を行い、ＬＥＤ電流値が低い領域ではＰＷＭ調光を行うことにより、ＬＥＤ光度の変化量を抑えることができる。
また、ＬＥＤ光度の低下が大きくなるＬＥＤ電流の領域は使用するＬＥＤの特性によって異なるので、先述したように、ＬＥＤ電流比率閾値を可変に設定できるようにしている。
また、図１７は、ＬＥＤ電流と色度との関係の一例を示すグラフである。図１７において、実線はＤＣ調光、破線はＰＷＭ調光に相当する。図１７に示すように、ＤＣ調光では、ＰＷＭ調光よりもＬＥＤ電流の変化が小さいにも関わらず、色度の変化が大きい。そこで、先述したように、ＤＣ調光とＰＷＭ調光とを切替えることにより、高い調光率でありつつ色度の変化を抑制することができる。
＜７．ＬＥＤ電流オンオフタイミングの遅延制御＞
また、本実施形態の第２変形例に係るＬＥＤ駆動装置は、ＬＥＤ電流オンオフタイミングの遅延制御の機能を有し、以下これについて説明する。
図１８は、第２変形例に係るＬＥＤ駆動装置３１２の内部構成の一部を示す図である。ＬＥＤ駆動装置３１２は、上述した第１変形例に係るＬＥＤ駆動装置３１１（図１２）に対して、外部端子としてＰＤ端子を追加するとともに、内部構成としてシュミットトリガ２３を追加した構成となる。
ＰＤ端子には、抵抗Ｒ３１を介してＶＲＥＧ端子が接続される。ＰＤ端子に印加される信号は、シュミットトリガ２３を介して定電流ドライバ１８に入力される。ＰＤ端子は、後述するＬＥＤ電流オンオフタイミングの遅延制御における遅延時間の設定に用いられる。
図１９は、ＬＥＤ電流オンオフタイミングの遅延制御の一例を示すタイミングチャートであり、上段から順にＰＷＭ調光信号、ＬＥＤアレイ４１～４６に流れる各出力電流ＩＬＥＤ、およびスイッチングパルスを示す。
図１９に示すように、ＰＷＭ調光信号がオンレベルに切替わるタイミングＴ１で定電流ドライバ１８は、ＬＥＤアレイ４１に対応する定電流回路１８１をオンとしてＬＥＤアレイ４１の出力電流ＩＬＥＤを流し始める。ここで、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１によってスイッチングパルスの生成が開始される。
そして、タイミングＴ１から所定の遅延時間Δｔだけ遅れたタイミングＴ２で定電流ドライバ１８は、ＬＥＤアレイ４２に対応する定電流回路１８１をオンとしてＬＥＤアレイ４２の出力電流ＩＬＥＤを流し始める。ここで、遅延時間Δｔは、ＰＤ端子を用いて設定される。以降、タイミングＴ２から遅延時間Δｔずつ遅れた各タイミングＴ３～Ｔ６で定電流ドライバ２１は、ＬＥＤアレイ４２～４６に対応する各定電流回路１８１をオンとしてＬＥＤアレイ４２～４６の各出力電流ＩＬＥＤを流し始める。
また、タイミングＴ１からＬＥＤ電流オン期間Ｔｏｎだけ経過したタイミングで定電流ドライバ１８は、ＬＥＤアレイ４１に対応する定電流回路１８１をオフとしてＬＥＤアレイ４１の出力電流ＩＬＥＤをオフとする。以降、ＬＥＤアレイ４１の出力電流ＩＬＥＤをオフとしたタイミングから遅延時間Δｔずつ遅れた各タイミングで定電流ドライバ１８は、ＬＥＤアレイ４２～４６に対応する各定電流回路１８１をオフとしてＬＥＤアレイ４２～４６の各出力電流ＩＬＥＤをオフとする。
このような遅延制御により、出力負荷変動の低減、入力電圧変動の低減、および入力インピーダンスの低減などの効果を奏することができる。
また、本実施形態では、図１９に示すように、最後にＬＥＤ電流をオンとしたＬＥＤアレイ４６に対応するＬＥＤ電流オン期間Ｔｏｎが終了するタイミングＴ７の後に、ＤＣ／ＤＣコントローラ３０１は、スイッチングパルスを追加する。これにより、ＰＷＭ調光オンデューティが非常に低い場合、すなわちＬＥＤ電流オン期間Ｔｏｎが短い場合に、タイミングＴ１～Ｔ７の期間で出力電圧Ｖｏｕｔが低下しても、出力電圧Ｖｏｕｔを補充することができる。
＜８．ＬＥＤ駆動装置のパッケージ構造＞
図２０は、上述した第２変形例に係るＬＥＤ駆動装置３１２の一構成例であるパッケージ製品を上面から視た図である。図２０に示すＬＥＤ駆動装置３１２は、ＱＦＮ（Quad Flat Non Lead）パッケージとして構成される。
ＬＥＤ駆動装置３１２では、ＩＣチップがＡｇペースト等により支持体（銅フレーム等）に固着される。ＩＣチップは、リードフレーム（銅フレーム等）とＡｕワイヤ等により接続される。リードフレームにめっき（錫めっき等）を施したものが各外部端子として形成される。各外部端子のめっき面がパッケージ下面側に露出する。ＩＣチップ、支持体、およびリードフレームは、モールド樹脂によって封止される。
図２０に示すように、ＬＥＤ駆動装置３１２では、モールド樹脂による封止体３１２１が上面視で正方形状に形成される。封止体３１２の第１辺３１２Ａに沿って、外部端子であるＧＮＤ端子、ＰＤ端子、ＶＣＣ端子、ＣＳＨ端子、ＳＤ端子、ＦＡＩＬ２端子、ＣＰＰ端子、ＣＰＭ端子、ＣＰ端子、および、ＦＡＩＬ１端子が配列される。
封止体３１２において第１辺３１２Ａの一端から直交して延びる第２辺３１２Ｂに沿って、非接続端子（Ｎ．Ｃ）、ＢＯＯＴ端子、ＯＵＴＨ端子、ＳＷ端子、ＶＤＩＳＣ２端子、ＶＤＩＳＣ１端子、ＯＶＰ端子、ＯＵＴＬ端子、ＣＳＬ端子、および、ＰＧＮＤ端子が配列される。なお、ＰＧＮＤ端子は、上側ドライバ９、スイッチング素子１０、および下側ドライバ１１のグランド端子である。
封止体３１２において第１辺３１２Ａと対向する第３辺３１２Ｃに沿って、ＩＳＥＴ端子、ＬＧＮＤ端子、ＬＥＤ１端子、ＬＥＤ２端子、ＬＥＤ３端子、ＬＧＮＤ端子、ＬＥＤ４端子、ＬＥＤ５端子、ＬＥＤ６端子、および、ＬＧＮＤ端子が配列される。
封止体３１２において第２辺３１２Ｂと対向する第４辺３１２Ｄに沿って、ＶＲＥＧ２５端子、ＲＴ端子、ＥＮ端子、ＳＹＮＣ端子、ＶＲＥＧ端子、ＰＬＳＥＴ端子、ＣＯＭＰ端子、ＳＨＴ端子、ＰＷＭ端子、および、ＡＤＩＭ端子が配列される。なお、ＶＲＥＧ２５端子は、内部電圧生成部１により生成された２．５Ｖの電圧を出力するための端子である。
ＰＬＳＥＴ端子およびＡＤＩＭ端子は、図１、図１２に示したように、いずれも抵抗を介してＶＲＥＧ端子に接続されるので、ＶＲＥＧ端子が配置される第４辺３１２Ｄと同じ辺に配置され、ＶＲＥＧ端子の近くに配置される。
なお、図２０に示すように、ＬＥＤ駆動装置３１２は、裏面放熱パッド３１２２、３１２２Ａ～３１２３Ｄを有する。裏面放熱パッド３１２２は、パッケージ下面の中央に正方形状に形成される。裏面放熱パッド３１２３Ａ～３１２３Ｄは、パッケージの四隅に配置される。裏面放熱パッド３１２２は、パッケージが実装される基板のＧＮＤと接続される。裏面放熱パッド３１２２と、裏面放熱パッド３１２３Ａ～３１２３Ｄは、パッケージ内部でショートされる。
＜９．チップにおける配置構成＞
図２１は、先述した図２０に示すＬＥＤ駆動装置３１２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各回路ブロックが配置される各領域の配置を示す平面図である。
なお、図２１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。
図２１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。
チップ１０１は、電極パッドとして、ＥＮパッドを始めとする各パッドを有する。これらの各パッドは、図２０に示すＩＣパッケージの各端子と一対一に対応して設けられる。
第１辺Ｓ１に沿っては、ＥＮパッド、ＳＹＮＣパッド、ＶＲＥＧ２５パッド、ＶＲＥＧパッド、ＲＴパッド、ＰＬＳＥＴパッド、ＣＯＭＰパッド、ＳＨＴパッド、ＰＷＭパッド、ＡＤＩＭパッド、ＩＳＥＴパッド、ＬＧＮＤパッド、ＬＥＤ１パッド、ＬＥＤ２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、ＬＥＤ３パッド、ＬＧＮＤパッド、ＬＥＤ４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、ＬＥＤ５パッド、ＬＥＤ６パッド、ＬＧＮＤパッド、ＰＧＮＤパッド、ＣＳＬパッド、ＯＵＴＬパッド、ＯＶＰパッド、ＶＤＩＳＣ１パッド、ＶＤＩＳＣ２パッド、ＳＷパッド、ＯＵＴＨパッド、ＢＯＯＴ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、ＦＡＩＬ１パッド、ＣＰパッド、ＣＰＭパッド、ＣＰＰパッド、ＦＡＩＬ２パッド、ＳＤパッド、ＣＳＨパッド、ＶＣＣパッド、ＰＤパッド、ＧＮＤパッドがこの順番にＸ２方向に配置される。
チップ１０１は、各回路ブロックを配置される領域として、領域Ｒ１～Ｒ１６を有する。
領域Ｒ１は、内部電圧生成部１が配置される領域である。領域Ｒ２は、スペクトラム拡散部６が配置される領域である。領域Ｒ３は、発振部４が配置される領域である。領域Ｒ４は、セレクタ１６が配置される領域である。領域Ｒ１～Ｒ４は、第１辺Ｓ１の近傍においてＹ２方向に配列される。
領域Ｒ５は、エラーアンプ１５が配置される領域である。領域Ｒ６は、スロープ生成部５が配置される領域である。領域Ｒ７は、ＰＷＭコンパレータ７が配置される領域である。領域Ｒ８は、ソフトスタート部１３が配置される領域である。領域Ｒ９は、ＬＥＤ電流設定部１９が配置される領域である。
領域Ｒ５は、領域Ｒ３のＸ１方向側に配置され、領域Ｒ３とＸ方向に対向する。領域Ｒ５は、領域Ｒ４のＸ１方向側に配置され、領域Ｒ４とＸ方向に対向する。領域Ｒ６は、領域Ｒ５のＸ１方向側に配置され、領域Ｒ５とＸ方向に対向する。領域Ｒ７は、領域Ｒ５のＸ１方向側に配置され、領域Ｒ５とＸ方向に対向する。領域Ｒ７は、領域Ｒ６のＹ２方向側に配置される。領域Ｒ８は、領域Ｒ６、Ｒ７のＸ１方向側に配置され、領域Ｒ６、Ｒ７とＸ方向に対向する。領域Ｒ９は、領域Ｒ５，Ｒ７，Ｒ８のＹ２方向側に配置される。
領域Ｒ１０は、保護回路部１７が配置される領域である。領域Ｒ１１は、下側ドライバ１１が配置される領域である。領域Ｒ１２は、出力ディスチャージ部１４が配置される領域である。領域Ｒ１３は、上側ドライバ９が配置される領域である。領域Ｒ１０～Ｒ１３は、第３辺Ｓ３の近傍においてＹ１方向に配列される。
領域Ｒ１４は、チャージポンプ３が配置される領域である。領域Ｒ１５は、電流検出部２が配置される領域である。領域Ｒ１４，Ｒ１５は、第４辺Ｓ４の近傍において、Ｘ２方向に配列される。
領域Ｒ１６は、ロジック部が配置される領域である。領域Ｒ１６は、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５により囲まれて配置される。
領域Ｒ４，Ｒ９，Ｒ１０のＹ２方向側には、Ｙ２方向側端部領域Ｒ１７（所定領域）が配置される。Ｙ２方向側端部領域Ｒ１７には、定電流ドライバ１８に含まれるＭＯＳＦＥＴが配置される領域ＰＲ１１，ＰＲ１２，ＰＲ２１，ＰＲ２２，ＰＲ３１，ＰＲ３２と、定電流ドライバ１８に含まれるドライバアンプが配置される領域ＤＲ１１，ＤＲ１２，ＤＲ２１，ＤＲ２２，ＤＲ３１，ＤＲ３２が配置される。
領域ＰＲ３１，ＤＲ３１は、ＬＥＤアレイ４１に対応し、 領域ＰＲ２１，ＤＲ２１は、ＬＥＤアレイ４２に対応し、領域ＰＲ１１，ＤＲ１１は、ＬＥＤアレイ４３に対応し、 領域ＰＲ１２，ＤＲ１２は、ＬＥＤアレイ４４に対応し、 領域ＰＲ２２，ＤＲ２２は、ＬＥＤアレイ４５に対応し、領域ＰＲ３２，ＤＲ３２は、ＬＥＤアレイ４６に対応する。
領域ＤＲ１１とＤＲ１２は、チップ１０１のＹ軸方向に延びる中心線ＣＬに対して対称に形成される。領域ＰＲ１１，ＰＲ１２は、それぞれ領域ＤＲ１１，ＤＲ１２のＸ軸方向外側において、上記中心線ＣＬに対して対称に形成される。
領域ＰＲ２１，ＰＲ２２と領域ＤＲ２１，ＤＲ２２とからなる組は、領域ＰＲ１１，ＰＲ１２と領域ＤＲ１１，ＤＲ１２とからなる組のＹ１方向側に配置される。領域ＤＲ２１とＤＲ２２は、上記中心線ＣＬに対して対称に形成される。領域ＰＲ２１，ＰＲ２２は、それぞれ領域ＤＲ２１，ＤＲ２２のＸ軸方向外側において、上記中心線ＣＬに対して対称に形成される。
領域ＰＲ３１，ＰＲ３２と領域ＤＲ３１，ＤＲ３２とからなる組は、領域ＰＲ２１，ＰＲ２２と領域ＤＲ２１，ＤＲ２２とからなる組のＹ１方向側に配置される。領域ＤＲ３１とＤＲ３２は、上記中心線ＣＬに対して対称に形成される。領域ＰＲ３１，ＰＲ３２は、それぞれ領域ＤＲ３１，ＤＲ３２のＸ軸方向外側において、上記中心線ＣＬに対して対称に形成される。
このようなＹ２方向側端部領域Ｒ１７における領域配置により、例えばＬＥＤの系統数を６から８へ増やしたり、６から４へ減らしたりするなどの場合の設計変更を容易に行える。すなわち、製品のラインナップ展開が容易となる。
領域ＰＲ３１には、ＬＧＮＤパッドＬＧ１と、ＬＥＤ１パッドが配置される。領域ＰＲ２１には、ＬＥＤ２パッドが配置される。領域ＰＲ１１には、ＬＥＤ３パッドが配置される。領域ＰＲ１２には、ＬＥＤ４パッドが配置される。領域ＰＲ２２には、ＬＥＤ５パッドが配置される。領域ＰＲ３２には、ＬＧＮＤパッドＬＧ２と、ＬＥＤ６パッドが配置される。
ＬＧＮＤパッドＬＧ３は、領域ＤＲ１１とＤＲ１２によりＸ方向に挟まれて配置される。ＬＥＤパッドＬＧ１とＬＧ２とは不図示のＸ方向に延びる第１ラインによって接続される。第１ラインは、不図示のＹ方向に延びる第２ラインによってＬＧＮＤパッドＬＧ３に接続される。第１ラインおよび第２ラインは、インピーダンス低減のために太い配線となっている。
Ｙ２方向側端部領域Ｒ１７に全系統のＬＥＤに対応する領域が集められているため、グランドに接続される太いラインによってチップサイズが増大することを抑制できる。
また、ＬＧＮＤパッドＬＧ１～ＬＧ３の配置により、パッド数を削減しつつ、各ＬＥＤ系統のインピーダンスを低減できる。
また、図２１に示すように、ＴＳＤ部が配置される領域ＴＤは、Ｙ２方向側端部領域Ｒ１７の中央に配置させることが望ましい。これにより、発熱部となるＹ２方向側端部領域Ｒ１７との温度勾配が生じない位置において、温度を検出することができる。但し、ＴＳＤ部からロジック部までの配線距離を短くしてノイズの影響を抑えるには、領域ＴＤは、Ｙ２方向側端部領域Ｒ１７とロジック部が配置される領域Ｒ１６との間に配置させることが望ましい。
＜１０．バックライト装置への適用＞
以上説明した本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を適用する対象の一例として、バックライト装置について説明する。本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を適用可能なバックライト装置の構成例を図２２に示す。なお、図２２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。
図２２に示すバックライト装置７０は、液晶パネル８１を背面から照明する照明装置である。バックライト装置７０は、ＬＥＤ光源部７１、導光板７２、反射板７３、および光学シート類７４を備えている。ＬＥＤ光源部７１はＬＥＤやＬＥＤを実装する基板を含んでいる。ＬＥＤ光源部７１から出射された光は、導光板７２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７２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７４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７３は、導光板７２から漏れ出た光を反射させて導光板７２の内部へ戻す。光学シート類７４は、拡散シートやレンズシート等からなり、液晶パネル８１に照明する光の輝度均一化や輝度向上等を目的とする。ＬＥＤ光源部７１は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置と、出力段と、ＬＥＤと、を有する。
＜１１．車載ディスプレイについて＞
上述した本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を適用したバックライト装置は、特に車載ディスプレイに搭載することが好適である。上記ＬＥＤ駆動装置であればＬＥＤの調光範囲を拡大することが可能となるので、昼間の走行と夜間の走行とで、または昼間における通常走行とトンネル内での走行となどで、表示輝度を調整する必要のある車載ディスプレイに適したものとなる。
車載ディスプレイは、例えば図２３に示す車載ディスプレイ８５のように、車両の運転席前方のダッシュボードに設けられる。車載ディスプレイ８５は、例えば、カーナビゲーション情報、車両後方の撮像画像、スピードメータ、燃料計、燃費計、シフトポジション等の各種画像を表示し、ユーザに様々な情報を伝えることが可能である。このような車載ディスプレイは、クラスターパネルやセンターインフォメーションディスプレイ（ＣＩＤ）とも呼ばれる。その他にも、車載ディスプレイは、例えば運転席や助手席の背面に配置されるリアエンターテイメントとしてもよい。
＜１２．その他＞
なお、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
本発明は、例えば、車載用ＬＥＤの駆動手段に利用することができる。
１ 内部電圧生成部
２ 電流検出部
３ チャージポンプ
４ 発振部
５ スロープ生成部
６ スペクトラム拡散部
７ ＰＥＭコンパレータ
８ 制御ロジック部
９ 上側ドライバ
１０ トランジスタ
１１ 下側ドライバ
１２ シュミットトリガ
１３ ソフトスタート部
１４ 出力ディスチャージ部
１５ エラーアンプ
１６ セレクタ
１７ 保護回路部
１８ 定電流ドライバ
１９ ＬＥＤ電流設定部
２０ 基準電圧源
２１ シュミットトリガ
２２ 調光制御部
２３ シュミットトリガ
３０、３１１、３１２ ＬＥＤ駆動装置
３０１ ＤＣ／ＤＣコントローラ
３５ 出力段
Ｃｏ 出力コンデンサ
Ｎ１、Ｎ２ スイッチング素子
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｌ１ インダクタ
３１２１ 封止体
３１２２、３１２３Ａ～３１２３Ｄ 裏面放熱パッド
３１２Ａ 第１辺
３１２Ｂ 第２辺
３１２Ｃ 第３辺
３１２Ｄ 第４辺
７０ バックライト装置
７１ ＬＥＤ光源部
７２ 導光板
７３ 反射板
７４ 光学シート類
８１ 液晶パネル
８５ 車載ディスプレイ
１０１ チップ

Claims (22)

  1. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、ＬＥＤ負荷に応じて、可変設定される、ＬＥＤ駆動装置。
  2. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間と同時に前記出力電流をオンとし、
    前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オン期間から前記ＬＥＤ電流オフ期間へ切替わった直後に前記追加スイッチングパルスを追加する、ＬＥＤ駆動装置。
  3. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間と同時に前記出力電流をオンとし、
    前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オフ期間から前記ＬＥＤ電流オン期間へ切替わる直前に前記追加スイッチングパルスを追加する、ＬＥＤ駆動装置。
  4. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記パルス付加制御部は、前記ＬＥＤ電流オン期間から前記ＬＥＤ電流オフ期間へ切替わった直後に前記追加スイッチングパルスを追加し、
    前記電流ドライバは、前記ＬＥＤ電流オン期間の開始から前記追加スイッチングパルスに相当する期間だけ遅れて前記出力電流をオンとする、ＬＥＤ駆動装置。
  5. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記ＬＥＤ駆動装置は、第１所定電圧を第１分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能な第１外部端子を有し、
    前記所定パルス数は、前記第１外部端子に印加される電圧に応じて可変設定される、ＬＥＤ駆動装置。
  6. 前記入力電圧に基づいて内部電圧を生成する内部電圧生成部を有し、
    前記第１所定電圧は、前記内部電圧である、請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
  7. 前記追加スイッチングパルスのデューティは、直前の前記ＬＥＤ電流オン期間における最後の前記スイッチングパルスのデューティである、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
  8. 前記パルス付加制御部は、ＰＷＭ調光オンデューティの下限から上限までの全ての範囲において前記パルス付加制御を行う、請求項２から請求項７のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
  9. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記電流ドライバが、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値以上である場合は前記出力電流を常時オンとするＤＣ調光を行い、前記設定ＬＥＤ電流比率が前記ＬＥＤ電流比率閾値を下回る場合は前記ＰＷＭ調光を行うように、前記電流ドライバに指令する調光制御部を有する、ＬＥＤ駆動装置。
  10. 前記ＬＥＤ電流比率閾値は、可変設定される、請求項９に記載のＬＥＤ駆動装置。
  11. 第２所定電圧を第２分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能である第２外部端子を有し、
    前記ＬＥＤ電流比率閾値は、前記第２外部端子に印加される電圧に応じて可変設定される、請求項１０に記載のＬＥＤ駆動装置。
  12. 前記入力電圧に基づいて内部電圧を生成する内部電圧生成部を有し、
    前記第２所定電圧は、前記内部電圧である、請求項１１に記載のＬＥＤ駆動装置。
  13. 第３外部端子を有し、
    前記設定ＬＥＤ電流比率は、前記第３外部端子に入力される前記ＰＷＭ調光信号のデューティに応じて設定される、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
  14. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    前記ＬＥＤは、複数の系統のＬＥＤを有し、
    前記系統ごとに前記ＬＥＤ電流オン期間の開始タイミングから前記出力電流をオンとするタイミングまでの遅延時間が増え、
    前記パルス付加制御部は、前記複数の系統における前記出力電流をオンからオフへ切替える最後のタイミングにおいて、前記追加スイッチングパルスを追加する、ＬＥＤ駆動装置。
  15. 封止体を有するＩＣパッケージである請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置であって、
    前記電流ドライバが、設定ＬＥＤ電流比率がＬＥＤ電流比率閾値以上である場合は前記出力電流を常時オンとするＤＣ調光を行い、前記設定ＬＥＤ電流比率が前記ＬＥＤ電流比率閾値を下回る場合は前記ＰＷＭ調光を行うように、前記電流ドライバに指令する調光制御部と、
    第３所定電圧を第３分圧抵抗によって分圧した電圧を印加可能である第４外部端子と、
    前記内部電圧が出力される第５外部端子と、を有し、
    前記ＬＥＤ電流比率閾値は、前記第４外部端子に印加される電圧に応じて可変設定され、
    前記第３所定電圧は、前記内部電圧であり、
    前記封止体における前記第５外部端子が配置される一辺と同じ辺に、前記第１外部端子および前記第４外部端子は配置される、ＬＥＤ駆動装置。
  16. 入力電圧から出力電圧を生成してＬＥＤに供給するための出力段を制御するＤＣ／ＤＣコントローラと、
    前記ＬＥＤの出力電流を生成する電流ドライバと、
    を有し、
    前記電流ドライバは、ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オン期間に応じて前記出力電流をオンとし、前記ＰＷＭ調光信号のＬＥＤ電流オフ期間に応じて前記出力電流をオフとすることでＰＷＭ調光を行い、
    前記ＤＣ／ＤＣコントローラは、
    前記ＬＥＤのカソード電圧を基準電圧に一致させるべく前記出力段にスイッチングパルスを出力する帰還制御を行う帰還制御部と、
    前記ＬＥＤ電流オン期間と前記ＬＥＤ電流オフ期間との間での切替わりのときに所定パルス数の追加スイッチングパルスを追加するパルス付加制御を行うパルス付加制御部と、
    を有し、
    前記所定パルス数は、可変設定され、
    チップを有するＬＥＤ駆動装置であって、
    前記チップは、第１方向に延びる２辺と、前記第１方向に直交する第２方向に延びる２辺と、からなる矩形状を有し、
    前記チップは、前記第２方向一方側端部において、所定領域を有し、
    前記電流ドライバに含まれるドライバアンプが配置されて前記チップの前記第２方向に延びる中心線に対して対称に形成される第１領域と、前記電流ドライバに含まれるトランジスタが配置されて前記中心線に対して対称に前記第１領域より前記第１方向外側に形成される第２領域と、を有する組が、前記所定領域において、前記第２方向に複数配列される、ＬＥＤ駆動装置。
  17. 前記複数配列される組は、前記ＬＥＤの全系統に対応する、請求項１６に記載のＬＥＤ
    駆動装置。
  18. 前記複数配列される組のうち、前記第２方向他方側の端に位置する前記組に含まれる前記第２領域の各々に第１グランド端子が配置され、
    前記複数配列される組のうち、前記第２方向一方側の端に位置する前記組に含まれる前記第１領域に挟まれる位置に第２グランド端子が配置される、請求項１６または請求項１７に記載のＬＥＤ駆動装置。
  19. 前記所定領域の中央に、過熱保護回路が配置される、請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
  20. 前記チップは、ロジック部が配置されて前記所定領域の前記第２方向他方側に位置する第３領域を有し、
    前記所定領域と前記第３領域との間に、過熱保護回路が配置される、請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
  21. 請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置と、
    前記出力段と、
    前記ＬＥＤと、
    を有する、照明装置。
  22. 請求項２１に記載の照明装置を有する車載用表示装置。
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