KR20060045012A - 승압률의 제어 기능을 갖는 승압 제어 장치 - Google Patents

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KR20060045012A
KR20060045012A KR1020050026578A KR20050026578A KR20060045012A KR 20060045012 A KR20060045012 A KR 20060045012A KR 1020050026578 A KR1020050026578 A KR 1020050026578A KR 20050026578 A KR20050026578 A KR 20050026578A KR 20060045012 A KR20060045012 A KR 20060045012A
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boosting
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이사오 야마모토
교이치로 아라키
노보루 가게모토
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로무 가부시키가이샤
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Abstract

차지 펌프 회로(12)는, 배터리(11)의 전압을 승압하여, LED(13)의 구동 전압을 생성한다. 정전류 회로(14)는, LED(13)에 흐르게 하기 위한 정전류를 생성한다. 감시 회로(110)는, LED(13)의 캐소드측의 전위, 즉 정전류 회로(14)의 양단 전압을 감시한다. 제어 회로(100)는, 감시 회로(110)로부터 감시 결과를 받아, 정전류 회로(14)의 양단 전압이 정전류를 보증하는 최저 전압을 하회한 경우, 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 올린다. 또 제어 회로(100)는, 외부로부터 지정되는 정전류치를 정전류 회로(14)에 설정한다. 지정되는 정전류치가 큰 값에서 작은 값으로 변경되었을 때, 차지 펌프 회로의 승압률을 1.0배로 되돌린다.

Description

승압률의 제어 기능을 갖는 승압 제어 장치{STEP-UP CONTROL APPARATUS WITH STEP-UP RATIO CONTROL FUNCTION}
도 1은 실시형태에서의 승압 제어 장치의 기본 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 집적화한 승압 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 전류 제어부의 처리를 설명하기 위한 테이블,
도 4는 승압 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 제1 변형예에서의 승압 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 제2 변형예에서의 승압 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명은, 배터리 전원을 승압하여 부하에 공급하기 위한 승압 회로를 제어하는 승압 제어 장치, 및 그것을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
휴대전화기나 PDA(Personal Data Assistant) 등의 전지 구동형의 휴대기기에는, 각종 LED(Light-Emitting Diode) 소자가 사용되고 있다. 이 LED 소자는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트 등에 사용되고 있다. 상기 휴대기기에 탑재되는 전지는, 리튬이온 전지를 사용하는 것이 일반적이다. 이 리튬이온 전지는, 3.1∼4.2V 정도의 전지 전압을 생성한다. 백색의 LED는, 3.3∼4.0V 정도의 구동 전압을 필요로 한다. 그래서, 전지 전압을 승압하는 차지 펌프 회로가 필요하게 된다. 특허 문헌 1은, 차지 펌프형의 DC-DC 컨버터의 제어 방식에 관해 개시한다.
(특허 문헌 1) 일본국 특개평 10-215564호 공보
상기 특허 문헌 1의 단락 번호 0029에는, 출력 전류의 대소를 검지함으로써 자동적으로 제어한다고 기재되어 있다. 그러나, 단순히 출력 전류를 모니터하여 승압률을 가변하는 경우, 예를 들면 LED와 같은 부하의 전압 강하량에 관계없이 승압률이 변경되므로, 배터리의 손실이 컸다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 배터리 전압을 승압하여 부하에 공급하는 장치에 있어서, 배터리 수명을 연장시키는 점에 있다.
본 발명의 한 형태는 승압 제어 장치에 관한 것이다. 이 승압 제어 장치는, 소정의 전압을 승압하여, 목적으로 하는 부하를 구동하는 전압을 생성하는 승압 회로와, 부하에 흐르게 하기 위한 정전류를 생성하는 정전류 회로와, 정전류 회로의 양단 전압을 감시하는 감시 회로와, 승압 회로의 승압률을 제어하는 제어 회로를 구비한다. 제어 회로는, 감시 회로에 의한 감시의 결과, 정전류 회로의 양단 전압이 정전류를 보증하는 최저 전압에 미치지 않을 때, 승압 회로의 승압률을 올린다.
이 승압 제어 장치에 의하면, 배터리 전압이나 승압 회로의 출력 전압을 감시하는 것이 아니라, 정전류 회로의 양단 전압을 감시함으로써, LED 등의 부하의 전압 강하량에 관계없이, 부하의 정전류 구동이 행해지고 있지 않은 경우에 승압률을 올린다. 따라서, 배터리 전원을 효율적으로 사용할 수 있어, 배터리 수명을 연장시킬 수 있다. 예를 들면, 승압 회로의 출력 전압이 저하한 경우라도, 부하의 전압 강하량이 낮을 때는 승압률을 변경하지 않는다. 또, 소정의 전압은, 배터리 전압에 한정되지 않고, 정전압 회로의 출력 전압을 포함한다. 승압 회로는, 음의 승압 회로도 포함한다.
제어 회로는, 정전류 회로가 생성하는 정전류치를 외부로부터 지시받아, 정전류치를 정전류 회로에 설정하고, 지정되는 정전류치가 큰 값에서 작은 값으로 변경되었을 때, 승압 회로의 승압률을 내려도 된다. 외부로부터 지정되는 정전류치가 큰 값에서 작은 값으로 변경되었을 때, 즉 부하의 구동 전류에 의한 전압 강하량이 내려가는 경우에 승압률을 내림으로써 본 장치를 비교적 안정적으로 동작시킬 수 있다.
감시 회로는, 정전류 회로의 감시에 앞서, 부하가 접속되어 있는지 여부를 판정하여, 부하가 접속되어 있지 않은 경우, 부하에 대응하는 정전류 회로의 감시를 행하지 않으면 된다. 부하가 접속되어 있지 않은 경우에, 감시 회로가 항상 이상을 검출하여, 승압률이 올라가 버리는 사태를 사전에 방지할 수 있다. 이 판정을 감시 회로에 의해 겸용하여 행함으로써 회로를 간소화할 수 있다.
감시 회로는, 승압 회로의 기동시의 소정의 기간에 있어서, 정전류 회로의 양단의 전압이 최저 전압에 미치지 않을 때, 당해 정전류 회로의 전압 감시를 정지해도 된다.
본 발명의 다른 형태도 승압 제어 장치에 관한 것이다. 이 승압 제어 장치는, 배터리 전압을 승압하여, 목적으로 하는 부하를 구동하는 전압을 생성하는 승압 회로와, 부하에 흐르게 하기 위한 정전류를 생성하는 정전류 회로와, 정전류 회로의 양단 전압을 감시하는 감시 회로와, 승압 회로의 승압률을 제어하는 제어 회로와, 승압 회로의 출력 전압을 감시하는 보호 회로를 갖고, 제어 회로는, 감시 회로에 의한 감시의 결과, 정전류 회로의 양단 전압이 최저 동작 전압에 미치지 않을 때, 승압 회로의 승압률을 올리고, 보호 회로는, 감시 회로, 및 제어 회로에 의한 승압률 제어 기간에 있어서, 승압 회로의 출력 전압의 감시 결과로부터, 본 장치 및 부하를 포함하는 시스템의 이상을 검출한다.
이에 의하면, 승압 회로의 출력 전압이 소정의 전압을 하회한 것을 검출하면, 예를 들면 부하의 파괴, 승압 회로의 출력이 지락(地絡)하고 있는 등의 이상이라고 판단하여, 승압률을 1배로 되돌리거나, 본 장치를 스탠바이시키거나 할 수 있다. 따라서, 본 장치를 보호할 수 있다.
승압 제어 장치는, 승압 회로의 출력 전압이 소정의 기준 전압에 가까워지도록, 당해 승압 회로의 입력 전압을 조절하는 전압 조절부를 더 구비해도 된다.
전압 조절부는, 승압 회로의 출력 전압과 기준 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기와, 오차 증폭기의 출력 전압에 의해 ON 저항이 제어되는 트랜지스터를 포함해도 된다.
즉, 승압 회로는, 출력을 피드백하여 출력 전압을 고정하면 된다. 출력 전압을 고정하면 최대 전압이 정해져, 그 전압을 초과하는 고 내압의 설계 프로세스를 사용하지 않아도 되어서, 회로를 간소화할 수 있다. 또, 부하에 인가되는 전압이 일정해져, 부하의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태는 전자 장치에 관한 것이다. 상술한 형태의 승압 제어 장치와, 승압 제어 장치에 의해 구동되는 발광 소자를 포함한다. 이에 의하면, 배터리를 효율적으로 사용하여, 발광 소자를 점등시킬 수 있다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 변환한 것도, 본 발명의 형태로서 유효하다.
상술한 구성 요소의 임의의 조합 또는 재구성 등은 모두 유효하고 본 실시예에 포함됨에 유의해야 한다.
더욱이, 본 발명의 요약은 반드시 모든 특징을 기재하는 것은 아니어서, 본 발명은 또한 이들 기재된 특징의 하부 조합이 될 수도 있다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 본 발명이 양호한 실시예를 바탕으로 설명되지만, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 의도가 아니라 단지 예로써 든 것이다. 실시예에서 기재된 것의 모든 특징 및 조합은 본 발명에 필수적인 것은 아니다.
도 1은 실시형태에서의 승압 제어 장치의 기본 구성을 나타낸 블록도이다. 본 승압 제어 장치(1000)는, 휴대전화 단말이나 PDA 등의 배터리 구동되는 전자 장치에 탑재된다. 승압 제어 장치는, 리튬이온 전지 등의 배터리 전압 Vbat를 승압 하여, LED(13) 등의 부하에 공급할 때의 그 승압률을 제어하는 장치이다.
승압 제어 장치(1000)는, 차지 펌프 회로(12), 제어 회로(100), 감시 회로(110),정전류 회로(14), 보호 회로(15)를 포함한다.
배터리(11)는, 리튬이온 전지를 사용하는 경우, 3.1∼4.2V의 배터리 전압 Vbat를 생성한다. 차지 펌프 회로(12)는, 복수의 스위치 소자와, 승압용 컨덴서 및 출력용 컨덴서를 구비하고, 배터리 전압 Vbat를 소정의 승압률로 승압한다. 본 실시형태에 있어서, 차지 펌프 회로(12)는, 2개의 외부 부착 컨덴서를 구비하고, 제어 회로(100)로부터의 지시 신호 SIG10에 의해 1.0배, 1.5배, 2.0배의 3모드 중 어느 하나로 동작한다. 그리고, 승압한 전압을 LED(13)에 공급한다.
LED(13)는, 차지 펌프 회로(12)로부터 공급되는 전압에 의해 발광한다. 이 LED(13)는, 도시 생략한 액정 패널의 백라이트로서 사용된다. 백색의 LED의 경우, 3.3∼4.0V의 전압 강하가 발생한다. 구동 전류나 분위기 온도에 따라 전압 강하량이 다르다. LED는, 어른거림을 방지하고, 휘도를 일정하게 유지하기 위해서, 정전류 구동된다. 그 때문에, 정전류 회로(14)에 의해 정전류 제어가 이루어지고 있다. 이렇게 정전류 제어가 이루어지면, LED(13)의 장시간 발광이 가능해져, 수명도 연장된다. 도 1에는, 1개의 LED밖에 기재되어 있지 않지만, 복수의 LED를 설치해도 된다. 또 백색에 한정되지 않고 각종 유색 발광의 LED를 사용해도 된다. 그 경우, 차지 펌프 회로(12)의 설정 승압률도 달라진다.
정전류 회로(14)는, LED(13)를 흐르는 전류가 정전류가 되도록 제어한다. 정전류 회로(14)는, 제어 회로(100)로부터의 지시 신호 SIG12에 의해 정전류치를 전환한다. 예를 들면, 1mA, 10mA, 15mA, 20mA와 같은 정전류치가 지시된다. 원하는 휘도를 지시하는 전류 설정 신호 SIG14가 외부로부터 제어 회로(100)에 입력되어, 휘도의 변경이 요구되면, 정전류 회로(14)는 정전류치를 변경한다. 본 실시형태에 있어서, 정전류 회로(14)는, 0.3V 이상의 전압이 공급되어 있는 경우에 정상으로 동작한다. 즉, 0.3V가 정전류를 보증하는 최저 전압이다. 0.3V 미만의 전압밖에 공급되어 있지 않은 경우, 정전류 제어를 행할 수 없다. 이 최저 전압은, 정전류 회로(14)의 내부에 사용되는 트랜지스터가 포화하지 않는 전압에 상당한다.
감시 회로(110)는, LED(13)의 캐소드-GND 사이의 전압, 즉 정전류 회로(14)의 양단 전압을 감시하여, 감시 결과를 감시 신호 SIG16에 의해 제어 회로(100)에 통지한다. LED(13)의 캐소드측의 전압은, 차지 펌프 회로(12)의 출력 전압에서 LED(13)의 전압 강하분을 뺀 잔전압이다. 본 실시형태에 있어서, 감시 회로(110)는, 당해 잔전압이 0.3V 미만으로 떨어져 있지 않은지 여부를 감시한다. 그리고, 0.3V 미만으로 떨어진 경우에, 제어 회로(100)에 전압 부족을 통지한다. 0.3V 미만으로 떨어지면, 정전류 회로(14)가 정상 동작할 수 없어, LED(13)를 정전류 구동시킬 수 없기 때문이다. 즉, 어른거림이나 휘도 부족이 발생한다.
보호 회로(15)는, 차지 펌프 회로(12)의 출력 전압을 감시한다. 보호 회로(15)는, 감시 회로(110), 및 제어 회로(100)에 의한 승압률 제어 기간에 있어서, 출력 전압의 감시 결과로부터, 승압 제어 장치(1000) 및 부하인 LED(13)를 포함하는 시스템의 이상을 검출한다.
보호 회로(15)는, 차지 펌프 회로(12)의 출력 전압이 10ms동안 계속해서 1.0V를 하회한 경우, 이상 통지 신호 SIG18에 의해 제어 회로(100)에 통지한다.
제어 회로(100)는, 감시 회로(110)로부터의 통지와, 외부로부터 입력되는 휘도 조정을 위한 전류 설정 신호를 기초로 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 제어한다. 먼저, 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 1.0배로 설정한다. 그리고, 감시 회로(110)로부터의 통지에 의해, LED(13)의 캐소드측의 전위가 0.3V 미만으로 떨어진 것을 인식하면, 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 1.5배로 변경한다. 차지 펌프 회로(12)의 승압률이 1.5배 모드인 상태에 있어서, 감시 회로(110)로부터의 통지에 의해, LED(13)의 캐소드측의 전압이 0.3V 미만 상태 그대로인 것을 인식하면, 당해 승압률을 2.0배로 변경한다. 또, 1.5배 모드인 상태에 있어서, 한번 캐소드측의 전위가 0.3V 이상으로 되돌아갔으나, 다시 0.3V 미만으로 떨어진 경우도 마찬가지이다.
또, 제어 회로(100)는, 정전류 회로(14)로 변경 후의 정전류치를 지시하여, LED(13)를 흐르는 전류를 변경한다. 제어 회로(100)는, 전류 설정 신호 SIG14에 의해, 대전류에서 소전류로의 정전류의 변경의 지시를 받고, 또한 차지 펌프 회로(12)가 1. 5배 모드 또는 2.0배 모드인 경우에, 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 1.0배로 변경한다. 이렇게 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 1.0배로 되돌리는 조건을 LED(13)의 구동 전류가 대전류에서 소전류로 바뀔 때만으로 함으로써, 안정된 동작을 행할 수 있다. 즉, 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 가령 1.5배 또는 2.0배 모드로 하여, LED(13)의 캐소드측의 전위가 0.3V 이상이 되어 일정 시간이 지났다 해도, 바로 차지 펌프 회로(12)의 승압률을 1.0배로 되돌리지 않는다. 바로 LED(13)의 캐소드측의 전위가 0.3V 미만이 될 가능성이 있기 때문이다. 이 가능성이 낮아지는 것은, LED(13)의 구동 전류가 대전류에서 소전류로 바뀔 때이다.
또한, 제어 회로(100)는, 이상 통지 신호 SIG18에 의해 보호 회로(15)로부터 이상 상태라는 통지를 받으면, 후술하는 쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드로 이행한다.
다음에, 상술한 승압 제어 장치(1000)를 IC 칩으로 구성한 예를 설명한다. 도 2는 승압 제어 장치(1000)를 IC 칩으로 구성한 경우의 블록도이다. 당해 IC 칩은, 도 1에 나타낸 외부 부착의 컨덴서를 제외한 차지 펌프 회로(12), 정전류 회로(14), 제어 회로(100) 및 감시 회로(110)를 집적화한 것이다. 도 2에 있어서, 제어 회로(100), 감시 회로(110), 및 보호 회로(15)는 간략화를 위해 생략하고 있다.
전압 조정 회로(12b)는, 차동 앰프에 의해 구성된 반전 앰프를 포함하고, 도시 생략한 내장된 트랜지스터와 함께 레귤레이터 회로를 구성한다. 이 전압 조정 회로(12b)는, IC 칩의 VBAT 단자를 통해, 배터리(11)로부터 전원 공급을 받아 동작하고, 도시 생략한 내장된 트랜지스터에 의해, 배터리 전압 Vbat를 강압하여 차지 펌프 회로(12a)에 출력한다.
전압 조정 회로(12b)는, 차지 펌프 회로(12a)의 출력 전압을 분압한 전압과, 기준 전압 VREF를 비교하여, 양자의 차가 없어지도록 차지 펌프 회로(12a)의 입력 전압을 제어한다. 본 실시형태에 있어서, 기준 전압 VREF는 1.2V로 설정된다. 전압 조정 회로(12b)와 차지 펌프 회로(12a)의 사이에는, CPIN 단자를 통한 위상 보상용 컨덴서(C3)가 접속되어 있다. AGND 단자는, 본 IC 칩의 접지용 단자이다.
차지 펌프 회로(12a)에는, C1P 단자, C1M 단자, C2P 단자, 및 C2M 단자의 4개의 단자를 통해, 2개의 승압용 컨덴서 C1, C2가 접속되어 있다. 승압용 컨덴서 C1, C2 및 위상 보상용 컨덴서 C3, 출력용 컨덴서 C4 사이에는, 스위칭 소자가 설치되어 있다. 차지 펌프 회로(12a)는, 발진 회로(12c)로부터 공급되는 펄스를 사용하여, 각 스위칭 소자의 ON, OFF 상태를 제어하고, 승압용 컨덴서 C1, C2의 충방전 상태를 소정의 패턴으로 제어하여, 승압률을 1.5배 또는 2.0배로 설정한다. 발진 회로(12c)는, 설정된 주파수의 펄스를 생성하여, 차지 펌프 회로(12a)에 공급하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 차지 펌프 회로(12a)의 출력 전압은 4.5V로 고정된다. 이 출력 전압은, 전압 조정 회로(12b)에 귀환되므로, 4.5V를 상회하면 전압 조정 회로(12b)의 출력 전압이 내려가고, 4.5V를 하회하면 그 출력 전압이 올라가도록 제어되어 일정하게 유지된다. 차지 펌프 회로(12a)의 출력은, CPOUT 단자를 통해, 출력용 컨덴서 C4에 차지되어, LED(13)군에 공급된다. CGND 단자는, 차지 펌프 회로(12a)의 접지용 단자이다. 또한, 본 발명은, 귀환형의 차지 펌프에 한정되는 것이 아니라, 귀환하지 않는 차지 펌프에도 적용 가능하다.
차지 펌프 회로(12a)의 승압률은 이하와 같이 하여 전환된다. 승압률 1.0배일 때는, 차지 펌프 회로(12a)의 입력 단자와 출력 단자 사이에 설치된 스위칭 소자가 ON한다.
승압률 2배일 때는, 제1 상태에 있어서, 승압용 컨덴서 C1, C2를 병렬로 접속하고, 차지 펌프 회로(12a)의 입력 전압에 의해 충전한다. 제2 상태에 있어서, 차지 펌프 회로(12a)의 입출력 단자 사이에, 입력 전압으로 충전된 승압용 컨덴서 C1, C2를 접속한다. 제1 상태, 제2 상태를 번갈아 반복함으로써, 차지 펌프 회로(12)의 출력 단자에는, 입력 전압의 2배의 전압이 출력된다.
승압률 1.5배일 때, 제1 상태에 있어서, 승압용 컨덴서 C1, C2를 직렬로 접속하고, 차지 펌프 회로(12a)의 입력 전압에 의해 충전한다. 이 때, 각 컨덴서 C1, C2는 각각 차지 펌프 회로(12a)의 입력 전압의 1/2배의 전압으로 충전된다. 다음에 제2 상태에 있어서, 차지 펌프 회로(12a)의 입출력 단자 사이에, 충전된 승압용 컨덴서 C1, C2를 병렬로 접속한다. 제1 상태, 제2 상태를 번갈아 반복함으로써, 차지 펌프 회로(12)의 출력 단자에는, 입력 전압의 1.5배의 전압이 출력된다.
LED(13)는, 복수 설치된다. 본 실시형태에 있어서는, 메인 LED로서 4개의 LED 13a∼d, 서브 LED로서 2개의 LED 13e∼f가 설치되어 있다. 이들 LED 13a∼f의 애노드측에는, 4.5V가 공급된다. 또, LED 13a∼f에는, 각각의 스위치(121)를 통해, 정전류 회로(14)가 접속되어 있다. LED 13a∼f는, 정전류 구동되어, 일정 휘도로 발광한다. 각 LED 13a∼f에서 강하하는 전압량은, 구동 전류나 분위기 온도 등의 영향에 의해 일정하지 않다.
각 LED a∼f 단자는, 각 LED 13a∼f에서 강하된 후의 캐소드측의 전위를 모니터하기 위한 단자이다. 도 2에서 도시 생략된 감시 회로(110)는, LED a∼f 단자 중 어느 한 단자가 0.3V 미만으로 떨어져 있지 않은지를 모니터한다. 정전류 회로(14)는, 각 LED 13a∼f마다 설치된다. 전류 제어부(120)의 제어에 의해, 각 LED 13a∼f를 흐르는 전류가 소정의 정전류가 되도록 제어한다. 어느 LED를 발광시킬지는, 스위치(121)에 의한 ON, OFF에 의해 제어한다. 메인 LED, 서브 LED에 각각 흐르는 전류는, 정전류 회로(14)에 의해 1mA, 10mA, 15mA, 20mA 중 어느 하나로 설정할 수 있다. 또한, 이것보다 세밀한 전류 설정도 가능하고, 각 채널의 LED마다의 독립된 전류 설정도 가능하다.
LED_SEL 단자, CC1 단자, 및 CC2 단자는, 외부로부터의 전류 제어 명령을 받아들이는 전류 제어 단자이다. 이들 단자로부터 디지털치가 입력되어, 전류 제어부(120)에 입력된다. 전류 제어부(120)는, 이들 단자로부터 입력되는 디지털치의 조합에 의해, 정전류 회로(14)를 제어하여 정전류를 생성한다.
도 3은 전류 제어부(120)에 의한 전류 제어의 예를 나타낸 테이블이다. LED_SEL 단자, CC1 단자, 및 CC2 단자가 all low인 경우, 모든 LED 13a∼f는 all off로 스탠바이 상태이다. 예를 들면, CC2 단자가 high가 되면, 서브 LED인 LED 13e∼f에 1mA의 정전류를 흘리기 시작한다. 이렇게 3개의 단자에 입력되는 외부로부터의 디지털 신호의 조합에 의해, 전류 제어가 행해진다.
다음에, 도 2에 나타낸 승압 제어 장치(1000)의 동작에 관해 설명한다. 도 4는 승압 제어 장치(1000)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. LED_SEL 단자, CC1 단자, 및 CC2 단자의 3개의 전류 제어 단자가 all low의 상태일 때, 스탠바이 모드이다(S1). 3개의 전류 제어 단자의 1개 이상의 단자가 high가 되면(S2의 Y), 소프트 스타트 모드로 전이한다(S3).
소프트 스타트 모드는, CPIN 단자의 위상 보상용 컨덴서 C3으로의 돌입 전류를 방지하기 위해서 2ms의 경과를 기다린다. 2ms는 미리 설정된 시간이다. 이 모드중의 차지 펌프 회로(12a)의 승압률은 1.0배로 설정된다. 이 기간 동안에, LED a∼f 단자의 전압을 모니터한다(S4). 각 LED a∼f 단자 중, 1개 이상의 0.3V 미만의 단자를 검출한 경우(S4의 Y), 그 단자는 미사용 채널이라고 판단한다. 이후의 모드 전환 처리에 있어서, 미사용 채널은 감시 대상으로 하지 않는다(S5). 그 단자는, 그 상태인채로 래치된다. 이 처리를 행하지 않으면, 이후의 처리에 있어서 항상 자동으로 승압률이 올라가 버린다. 사용자가 미사용 채널을 그라운드 전위에 단자 처리해 두면, S5에서 그 단자는 감시 대상에서 제외된다.
2ms 경과 후, 자동적으로 소프트 스타트 모드에서 노멀 1.0배 모드로 전이한다(S6). 이 모드중인 차지 펌프 회로(12a)의 승압률은 1.0배로 설정된다. 집적화되어 있는 승압 제어 장치(1000)의 보호 회로(15)는, 차지 펌프 회로(12a)의 출력 전압이 나타나는 CPOUT 단자의 전압을 모니터한다(S7). 10ms동안 계속해서 CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회한 경우(S7의 Y), 쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드 SCPERR로 전이한다(S16).
그와 함께 승압 제어 장치(1000)의 감시 회로(110)는, 모든 LED a∼f 단자의 전압을 모니터한다(S8). LED a∼f 단자 중에 2ms동안 계속해서 0.3V 미만의 단자가 존재하는 경우(S8의 Y), 자동적으로 노멀 1. 0배 모드에서 노멀 1.5배 모드로 전이한다(S9). 2ms의 기간은, 디지털 필터를 가하고 있는 기간이고, 전류가 일순 언더 쇼트를 일으켜, 단자 전압이 0.3V 미만이 되는 것 같은 경우를 배제하기 위한 기간이다. 언더 쇼트에 의한 LED 13a∼f의 순간 정지는, 사람의 눈에는 인식되지 않으므로, 일부러 그것을 골라낼 필요가 없기 때문이다. CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회하지 않고(S7의 N), 또한 모든 LEDa∼f 단자의 전압이 0.3V 이상인 경 우(S8의 N), 노멀 1.0배 모드를 유지한다(S6).
노멀 1.5배 모드중인 차지 펌프 회로(12a)의 승압률은 1.5배로 설정된다. 승압 제어 장치(1000)의 보호 회로(15)는, 차지 펌프 회로(12a)의 출력 전압이 나타나는 CPOUT 단자의 전압을 모니터한다(S10). 10ms동안 계속해서 CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회한 경우(S10의 Y), 쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드로 전이한다(S16). 동시에 승압 제어 장치(1000)의 제어 회로(100)는, 전류 제어 단자를 모니터한다(S11). 대전류에서 소전류로 바뀐 경우(S11의 Y), 노멀 1.0배 모드로 전이한다(S6). 여기서, 제어 회로(100)는, LED_SEL 단자 또는 CC1 단자가 high에서 low로 바뀐 경우에, 대전류에서 소전류로 바꼈다고 판단하면 된다.
그와 함께 승압 제어 장치(1000)의 감시 회로(110)는, 모든 LED a∼f 단자의 전압을 모니터한다(S12). LED a∼f 단자 중에 2ms동안 계속해서 0.3V 미만의 단자가 존재하는 경우(S12의 Y), 자동적으로 노멀 1.5배 모드에서 노멀 2.0배 모드로 전이한다(S13). CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회하지 않고(S10의 N), 대전류에서 소전류로 바뀌지 않고(S11의 N), 또한 모든 LED a∼f 단자의 전압이 0.3V 이상인 경우(S12의 N), 노멀 1.5배 모드를 유지한다(S9).
노멀 2.0배 모드중인 차지 펌프 회로(12a)의 승압률은 2.0배로 설정된다. 제어 회로(100)는, 차지 펌프 회로(12a)의 출력 전압이 나타나는 CPOUT 단자의 전압을 모니터한다(S14). 10ms동안 계속해서 CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회한 경우(S14의 Y), 쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드로 전이한다(S16). 그와 함께 승압 제어 장치(1000)의 제어 회로(100)는, 전류 제어 단자를 모니터한다(S15). 대전류에 서 소전류로 바뀐 경우(S15의 Y), 노멀 1.0배 모드로 전이한다(S6). CPOUT 단자의 전압이 1.0V를 하회하지 않고(S14의 N), 또한 대전류에서 소전류로 바뀌지 않는 경우(S15의 N), 노멀 2.0배 모드를 유지한다(S13).
쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드는, 예를 들면 LED의 단자간 쇼트 상태 등의 기계적인 이상이나, CPOUT 단자가 지락한 등의 에러가 발생했다고 판단한 경우의 모드이다(S16). 이 모드중에는, 차지 펌프 회로(12a)의 동작을 정지한다. 차지 펌프 회로(12a)는, 전류 능력이 크기 때문에, 쇼트하면 대전류가 흘러 버린다. 소프트 스타트 모드에 있어서는, CPOUT 단자의 전압이 떨어져도 이상은 아니므로 CPOUT 단자의 전압을 모니터하지 않고, 노멀 1.0배 모드로 이행한 후, 모니터를 개시한다. 쇼트 서킷 프로텍트 에러 모드는, 100ms 경과 후, 스탠바이 모드로 전이한다(S1).
이상, 본 발명을 실시형태를 기초로 설명했다. 실시형태는 예시이고, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 여러가지의 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해될 것이다.
도 5는 제1 변형예의 승압 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 제1 변형예는, 정전류 회로(14)와 LED(13)의 순서를 바꾼 것이다. 감시 회로(110)는, 정전류 회로(14)의 양단 전압을 모니터하여, 이 양단 전압이 정전류를 보증하는 최저 전압 미만으로 떨어져 있지 않은지 여부를 검출한다. 그 밖의 점은, 상술한 실시형태와 동일하다.
도 6은 제2 변형예의 승압 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 제2 변형 예는, 배터리(11)와 LED(13)의 사이에 차지 펌프 회로(12)를 설치하는 것이 아니라, 정전류 회로(14)의 후단에 음의 승압의 차지 펌프 회로(12d)를 설치한 것이다. 감시 회로(110)는, 정전류 회로(14)의 양단 전압을 모니터하여, 이 양단 전압이 정전류를 보증하는 최저 전압 미만으로 떨어져 있지 않은지 여부를 검출하여, 최저 전압을 하회한 경우는 제어 회로(100)에 통지한다. 제어 회로(100)는, 음승압의 차지 펌프 회로(12d)를 제어하여, 정전류 회로(14)의 출력 전압을 떨어뜨려 간다. 이렇게 하여, 정전류 회로(14)의 양단 전압을, 정전류를 보증하는 전압 범위로 제어해 간다. 그 밖의 점은, 승압률의 제어가 반전하고 있을 뿐, 상술한 실시형태와 같다.
또, LED(13)를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하는 경우, 감시 회로(110)는 ON 기간만 모니터한다.
본 발명에 따르면, 배터리 전압을 효율적으로 사용할 수 있어서, 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 소정의 전압을 승압하여, 목적으로 하는 부하를 구동하는 전압을 생성하는 승압 회로와,
    상기 부하에 흐르게 하기 위한 정전류를 생성하는 정전류 회로와,
    상기 정전류 회로의 양단 전압을 감시하는 감시 회로와,
    상기 승압 회로의 승압률을 제어하는 제어 회로를 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 감시 회로에 의한 감시의 결과, 상기 정전류 회로의 양단 전압이 정전류를 보증하는 최저 전압에 미치지 않을 때, 상기 승압 회로의 승압률을 올리는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 정전류 회로가 생성하는 정전류치를 외부로부터 지시받아, 이 정전류치를 상기 정전류 회로에 설정하고, 지정되는 정전류치가 큰 값에서 작은 값으로 변경되었을 때, 상기 승압 회로의 승압률을 내리는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감시 회로는, 상기 정전류 회로의 감시에 앞서, 상기 부하가 접속되어 있는지 여부를 판정하여, 상기 부하가 접속되어 있지 않은 경우, 이 부하에 대응하는 정전류 회로의 감시를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감시 회로는, 상기 승압 회로의 기동시의 소정의 기간에 있어서, 상기 정전류 회로의 양단의 전압이 상기 최저 전압에 미치지 않을 때, 상기 정전류 회로의 전압 감시를 정지하는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승압 회로의 출력 전압을 감시하는 보호 회로를 더 구비하고,
    상기 보호 회로는, 상기 감시 회로, 및 상기 제어 회로에 의한 승압률 제어 기간에 있어서, 상기 출력 전압의 감시 결과로부터, 본 장치 및 상기 부하를 포함하는 시스템의 이상을 검출하는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 승압 회로의 출력 전압이 소정의 기준 전압에 가까워지도록, 상기 승압 회로의 입력 전압을 조절하는 전압 조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전압 조절부는,
    상기 승압 회로의 출력 전압과 상기 기준 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기와,
    상기 오차 증폭기의 출력 전압에 의해 ON 저항이 제어되는 트랜지스터를 포 함하는 것을 특징으로 하는 승압 제어 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 승압 제어 장치와,
    상기 승압 제어 장치에 의해 구동되는 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광 소자를 백라이트로서 동작시키는 액정 패널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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