JP2005117880A - Non-linear load boosting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はブースティング回路に関し、特に、ブースティング回路からのフィードバック電圧の変化に基づいて可変三角波生成器がパルス幅変調(PWM)回路からのパルス信号幅を変えるように異なる振幅を有する三角波を出力するブースティング回路に関する。
本願は2003年10月3日に出願された台湾出願92127389号に基づく優先権を主張する出願である。
The present invention relates to a boosting circuit, and in particular, outputs a triangular wave having a different amplitude so that a variable triangular wave generator changes a pulse signal width from a pulse width modulation (PWM) circuit based on a change in a feedback voltage from the boosting circuit. To boosting circuit.
This application claims priority based on Taiwanese application 92127389 filed on October 3, 2003.
発光ダイオード(LED)は、コンパクトで、高速レスポンスで、白熱電球より低消費電力で、長寿命で、蛍光灯よりも低汚染性であるという利点がある。したがって、LEDは次第に従来の発光装置に置き換えられている。 Light emitting diodes (LEDs) have the advantages of being compact, fast response, lower power consumption than incandescent bulbs, longer life and less polluting than fluorescent lamps. Thus, LEDs are gradually being replaced by conventional light emitting devices.
従来のLEDは電池などのDC電圧によって駆動される。ブースティング回路は、複数のLEDを同時に駆動するために、電圧を増幅するように使用される。LEDが発光するとき、I−V特性曲線は非線形である。印加電圧が閾値電圧よりも高いときにのみ、導電電流はLEDを発光させる。 Conventional LEDs are driven by a DC voltage such as a battery. The boosting circuit is used to amplify the voltage in order to drive multiple LEDs simultaneously. When the LED emits light, the IV characteristic curve is non-linear. Only when the applied voltage is higher than the threshold voltage, the conduction current causes the LED to emit light.
図5に従来のLEDブースティング回路500を示す。ブースティング回路500は、PWM回路510、パワースイッチ530、LEDモジュール540、抵抗器550、誘導コイル560、整流ダイオード570、およびコンデンサ576を備える。従来のLEDブースティング回路500は、複数のLED542を有するLEDモジュール540を駆動するために、電源によって供給された低い電圧をより高い電圧へと増幅する。
FIG. 5 shows a conventional
従来のLEDブースティング回路500においては、パワースイッチ530はPWM回路510からの駆動信号に基づいて、onあるいはoffされるようになっている。パワースイッチ530がonのとき、電源−コイル560−パワースイッチ530の経路が充電経路となり、エネルギーがコイル560に電流の形で蓄積される。パワースイッチ530がoffのとき、コイル560、整流ダイオード570、LEDモジュール540、およびコンデンサ576の経路がループとなり、コイル560に蓄積された電流が、電圧増幅を行うために、その経路を通ってLEDモジュール540へと流れる。
In the conventional
電圧ブースティングプロセスはパワースイッチ530のonあるいはoffを制御するPWM回路510からの駆動信号に基づく。PWM回路510は、一定三角波生成器512、誤差増幅器514、比較器516、基準電圧生成器518、および駆動回路520を備える。誤差増幅器514の負極ターミナルは、抵抗器550の一端に接続され、抵抗器550を流れる電流に基づくフィードバック電圧を検出する。誤差増幅器514の正極ターミナルは、基準電圧生成器518に接続される。誤差増幅器514は、フィードバック電圧を得ると、そのフィードバック電圧を基準電圧と比較し、誤差出力信号604(図6に示す)を比較器516の正極ターミナルへ出力する。比較器516はその誤差出力信号604と一定三角波生成器512によって生成された三角波602(図6に示す)とを比較する。そして、駆動回路520はパルス信号を駆動信号606(図6に示す)に変換し、その駆動信号をパワースイッチ530へ出力する。従来の一定三角波生成器512は一定振幅の三角波を生成するのみであるので、LEDモジュール540を駆動するために必要な駆動電圧に達するまでに時間がかかる。また、従来の一定三角波生成器は、駆動電圧の突然の変化に対してパワースイッチ530のon/offを調整できない。
The voltage boosting process is based on a drive signal from a
そのため、従来のLEDブースティング回路は以下のような欠点がある。 Therefore, the conventional LED boosting circuit has the following drawbacks.
1. 従来のLEDブースティング回路は、LEDデバイスの非線形I−V特性曲線のため、LEDモジュールを駆動するために必要な駆動電圧に達するまでに時間がかかる。 1. The conventional LED boosting circuit takes time to reach the driving voltage required to drive the LED module due to the nonlinear IV characteristic curve of the LED device.
2. LEDデバイスの非線形I−V特性曲線により、小さな電流変化が大きな電圧変化を引き起こすおそれがあるため、LEDが定常状態で作動する場合に問題となる。 2. This is a problem when the LED is operating in a steady state, because a small current change can cause a large voltage change due to the nonlinear IV characteristic curve of the LED device.
3. 従来のLEDブースティング回路の感度が高い場合、RC定数設定によってより速い過渡的状態応答(transient state response)が得られたとしても、システムの安定性を大きく阻害する恐れがある。 3. If the sensitivity of the conventional LED boosting circuit is high, even if a faster transient state response is obtained by setting the RC constant, the stability of the system may be greatly impaired.
4. 従来のLEDブースティング回路の感度が低い場合、RC定数設定によってより安定的な過渡的状態応答が得られたとしても、緩慢な過渡的状態応答の原因となり、システムは定常状態に達するのに時間がかかってしまう。 4). If the sensitivity of a conventional LED boosting circuit is low, even if a more stable transient response is obtained by setting the RC constant, it will cause a slow transient response and the system will take time to reach steady state. It will take.
5. 従来のLEDブースティング回路において、パルス幅はフィードバック電圧の誤差および基準電圧によって変調されるので、フィードバック電圧のノイズは直接パルス幅に影響する。 5). In conventional LED boosting circuits, the pulse width is modulated by the feedback voltage error and the reference voltage, so the feedback voltage noise directly affects the pulse width.
本発明は、非線形負荷ブースティング回路を提供することを目的とする。フィードバック電圧検出器は、非線形負荷を流れる電流からのフィードバック電圧に基づいて、フィードバック電圧を検出する。PWM回路における可変三角波生成器は、基準電圧とフィードバック電圧とを比較し、そして定常状態(steady state)に達する時間を短くするために振幅が可変である三角波を出力する。 It is an object of the present invention to provide a non-linear load boosting circuit. The feedback voltage detector detects the feedback voltage based on the feedback voltage from the current flowing through the nonlinear load. The variable triangular wave generator in the PWM circuit compares the reference voltage and the feedback voltage, and outputs a triangular wave whose amplitude is variable in order to shorten the time to reach the steady state.
本発明の非線形負荷ブースティング回路は、電流源に接続される非線形負荷ブースティング回路であって、入力ターミナルおよび出力ターミナルを有し、電流源に接続され、入力ターミナルから出力ターミナルへ流れる電流が電流源から供給される非線形負荷と、第1のターミナルおよび第2のターミナルを有し、第1のターミナルは非線形負荷の出力ターミナルに接続され、第2のターミナルはグランドターミナルに接続され、非線形負荷を流れる電流に基づいてフィードバック電圧を検出するフィードバック電圧検出器と、フィードバック電圧検出器の第1のターミナルに接続されたパルス幅変調回路とを備え、パルス幅変調回路は、非線形負荷の作動状態に基づく可変振幅の三角波を、フィードバック電圧と基準電圧とに基づいて出力する可変三角波生成器と、フィードバック電圧検出器と接続され、フィードバック電圧と基準電圧とに基づいて誤差信号を出力する誤差信号生成器と、可変三角波生成器および誤差信号生成器と接続され、誤差信号と三角波とを比較し、制御信号を出力する比較器と、比較器と接続され、制御信号を受け取り駆動信号に変換する駆動回路と、第1のターミナル、第2のターミナル、および第3のターミナルを有し、第1のターミナルは駆動回路と接続され、第2のターミナルは電流源と接続され、第3のターミナルはグランドターミナルと接続され、制御信号によってon/offされるパワースイッチとを備え、パワースイッチがoffのとき電流源は非線形負荷に電流を供給し、パワースイッチがonのとき電流源は非線形負荷への電流の供給を停止する。 The nonlinear load boosting circuit of the present invention is a nonlinear load boosting circuit connected to a current source, and has an input terminal and an output terminal. The nonlinear load boosting circuit is connected to the current source, and a current flowing from the input terminal to the output terminal is a current. A non-linear load supplied from a source, a first terminal and a second terminal, the first terminal being connected to the output terminal of the non-linear load, the second terminal being connected to the ground terminal, A feedback voltage detector for detecting a feedback voltage based on a flowing current, and a pulse width modulation circuit connected to a first terminal of the feedback voltage detector, the pulse width modulation circuit being based on an operating state of a nonlinear load Outputs variable amplitude triangular wave based on feedback voltage and reference voltage An error signal generator connected to a variable triangular wave generator and a feedback voltage detector and outputting an error signal based on the feedback voltage and a reference voltage, and an error signal connected to the variable triangular wave generator and the error signal generator And a triangular wave, a comparator for outputting a control signal, a drive circuit connected to the comparator for receiving the control signal and converting it into a drive signal, a first terminal, a second terminal, and a third terminal The first terminal is connected to the driving circuit, the second terminal is connected to the current source, the third terminal is connected to the ground terminal, and includes a power switch that is turned on / off by a control signal. When the power switch is off, the current source supplies current to the nonlinear load. When the power switch is on, the current source supplies current to the nonlinear load. To stop the supply.
本発明の好ましい態様において、フィードバック電圧と基準電圧との差が過渡的電圧よりも大きいとき、作動状態は初期状態であり、三角波の可変振幅は第1の振幅である。フィードバック電圧と基準電圧との差が過渡的電圧よりも小さいとき、作動状態は過渡的状態であり、三角波の可変振幅は第2の振幅へ次第に増加する。フィードバック電圧が、基準電圧を超えるまで次第に増加するとき、作動状態は定常状態であり、三角波の可変振幅は第3の振幅である。 In a preferred embodiment of the present invention, when the difference between the feedback voltage and the reference voltage is larger than the transient voltage, the operating state is the initial state, and the variable amplitude of the triangular wave is the first amplitude. When the difference between the feedback voltage and the reference voltage is smaller than the transient voltage, the operating state is a transient state, and the variable amplitude of the triangular wave gradually increases to the second amplitude. When the feedback voltage gradually increases until it exceeds the reference voltage, the operating state is a steady state and the variable amplitude of the triangular wave is the third amplitude.
本発明の好ましい態様において、第1の振幅は第2の振幅より小さく、第2の振幅は第3の振幅より小さい。 In a preferred aspect of the invention, the first amplitude is less than the second amplitude, and the second amplitude is less than the third amplitude.
本発明の好ましい態様において、電流源は電圧源と接続された蓄積デバイスを備え、蓄積デバイスは、パワースイッチがoffのとき電圧源によって供給された電流を蓄積し、パワースイッチがonのとき電流を放電する。 In a preferred embodiment of the present invention, the current source comprises a storage device connected to the voltage source, the storage device stores the current supplied by the voltage source when the power switch is off and the current when the power switch is on. Discharge.
本発明の好ましい態様において、電流源は、さらに、非線形負荷の第1の電極およびグランドターミナルと接続されたコンデンサを備え、コンデンサは、パワースイッチがoffのとき蓄電電圧を蓄積し、パワースイッチがonのとき非線形負荷の駆動に対する蓄電電圧を放電する。 In a preferred embodiment of the present invention, the current source further includes a capacitor connected to the first electrode of the non-linear load and the ground terminal, and the capacitor stores the storage voltage when the power switch is off, and the power switch is turned on. At this time, the stored voltage for driving the nonlinear load is discharged.
本発明の好ましい態様において、非線形負荷ブースティング回路は、さらに、第1のターミナル、および第2のターミナルを有する整流ダイオードを備え、整流ダイオードの第1のターミナルは電流源に接続され、第1のターミナルから第2のターミナルへ電流を流す整流ダイオードが非線形負荷の第1のターミナルと接続される。 In a preferred aspect of the present invention, the non-linear load boosting circuit further comprises a rectifier diode having a first terminal and a second terminal, the first terminal of the rectifier diode being connected to the current source, A rectifying diode that conducts current from the terminal to the second terminal is connected to the first terminal of the nonlinear load.
本発明の好ましい態様において、前記非線形負荷は1つまたは複数の発光ダイオードを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the non-linear load includes one or more light emitting diodes.
本発明にかかる可変三角波生成器においては、三角波の振幅がフィードバック電圧と基準電圧との差に基づいて調整される。そのため、本発明は定常状態に達する時間を十分に短くすることができる。 In the variable triangular wave generator according to the present invention, the amplitude of the triangular wave is adjusted based on the difference between the feedback voltage and the reference voltage. Therefore, the present invention can sufficiently shorten the time to reach the steady state.
以上は、関連技術の欠点と本発明の利点に関する簡単な説明である。本発明の他の特徴、利点、および実施例は、図面および添付した特許請求の範囲を参照し、以下の説明から当業者に明らかとされるであろう。 The above is a brief description of the disadvantages of the related art and the advantages of the present invention. Other features, advantages, and embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following description, with reference to the drawings and the appended claims.
本実施例の可変三角波生成器において、三角波の振幅がフィードバック電圧と基準電圧との差に基づいて調整される。システムが定常状態に達する時間を十分に短くすることができる。 In the variable triangular wave generator of this embodiment, the amplitude of the triangular wave is adjusted based on the difference between the feedback voltage and the reference voltage. The time for the system to reach steady state can be made sufficiently short.
図1に、本発明の好ましい実施例にかかるLED用非線形負荷ブースティング回路を示す。LED(非線形負荷)ブースティング回路100は、PWM回路110、パワースイッチ130、LEDモジュール140、フィードバック電圧検出器150、蓄積デバイス160、整流ダイオード170、およびコンデンサ176を備える。パワースイッチ130には、NMOSFETあるいはPMOSFETが用いられる。LEDモジュール140には、1つあるいは複数のLED142が用いられる。フィードバック電圧検出器150には抵抗器が用いられる。蓄積デバイス160にはコイルが用いられる。整流ダイオード170にはショットキーダイオードが用いられる。PWM回路110は可変三角波生成器112、誤差信号生成器114、比較器116、基準電圧生成器118、および駆動回路120を備える。
FIG. 1 shows a nonlinear load boosting circuit for an LED according to a preferred embodiment of the present invention. The LED (nonlinear load)
蓄積デバイス160の一方のターミナルは電圧源に接続されている。蓄積デバイス160の他方のターミナルは整流ダイオード170の入力ターミナル172に接続されている。パワースイッチ130は第1のターミナル132、第2のターミナル134、および第3のターミナル136を備える。パワースイッチ130の第1のターミナル132は駆動回路120と接続される。パワースイッチ130の第2のターミナル134はコイル160と接続される。パワースイッチ130の第3のターミナル136はグランドターミナルと接続される。LEDモジュール140は入力ターミナル144と出力ターミナル146とを備える。LEDモジュール140の入力ターミナル144は整流ダイオード170の出力ターミナル174と接続される。LEDモジュール140の出力ターミナル146はフィードバック電圧検出器150の第1のターミナル152と接続される。フィードバック電圧検出器150の第2のターミナル154はグランドターミナルと接続される。コンデンサ176はLEDモジュール140の入力ターミナル144およびグランドターミナルと接続される。基準電圧生成器118は可変三角波生成器112および誤差信号生成器114の正極ターミナルと接続される。誤差信号生成器114の負極ターミナルはフィードバック電圧検出器150の第1のターミナル152と接続される。可変三角波生成器112はフィードバック電圧検出器150の第1のターミナル152および比較器116の負極ターミナルと接続される。比較器116の正極ターミナルは誤差信号生成器114の出力ターミナルと接続される。比較器116の出力ターミナルは駆動回路120と接続される。
One terminal of the
PWM回路110からの駆動信号は、電圧を増幅するように、パワースイッチ130のon/offを決定する。パワ−スイッチ130がonのとき、電源−蓄積デバイス160−パワースイッチ130の経路が充電経路となり、エネルギーが電流の形で蓄積デバイス160に蓄積される。パワ−スイッチ130がoffのとき、蓄積デバイス160、整流ダイオード170、LEDモジュール140、およびコンデンサ176の経路がループとなり、蓄積デバイス160に蓄積された電流は、電圧増幅を行うために、その経路を通ってLEDモジュール140へと流れる。
The drive signal from the
PWM回路110のフィードバック電圧検出器150はLEDモジュール140を流れる電流に基づくフィードバック電圧を検出する。そのフィードバック電圧は誤差信号生成器114の負極ターミナルに送られる。基準電圧は誤差信号生成器114の正極ターミナルに送られる。そして、基準電圧とフィードバック電圧との差を積分することによって、誤差信号生成器114を介して、誤差信号(積分された誤差信号)が得られる。誤差信号生成器114にはよりよい耐ノイズ性を有するために誤差積分器が用いられる。
The
図2Aに、本発明の好ましい実施例にかかる可変三角波生成器による三角波の離散型振幅調整を示す。図1および2Aを参照して、可変三角波生成器112はフィードバック電圧検出器150によって検出されたフィードバック電圧を受け取り、可変三角波生成器112によって生成される三角波の振幅を調整するためにフィードバック電圧と基準電圧との差を決定する。そのフィードバック電圧と基準電圧との差が過渡的電圧よりも大きいとき、LEDブースティング回路100は初期状態(initial state)である。したがって、LEDブースティング回路100は、LEDブースティング回路100の過渡的応答を速くするように感度の高いRC定数を必要とする。そのため、可変三角波生成器112は、比較器116の正極および負極ターミナルがより小さい振幅が得られるように(図2Aに示す第1の振幅202のように)、充電電流および放電電流を調整する。
FIG. 2A shows a discrete amplitude adjustment of a triangular wave by a variable triangular wave generator according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2A, the variable
フィードバック電圧と基準電圧との差が過渡的電圧よりも小さいとき、LEDブースティング回路100は過渡的状態である。したがって、LEDブースティング回路100のRC定数の感度は、過渡的状態における電圧が基準電圧よりも大きくなり過ぎないように、小さくなる。そのため、可変三角波生成器112は、比較器116の正極および負極ターミナルが次第に大きくなる振幅が得られるように(図2Aに示す第2の振幅204のように)、充電電流および放電電流を調整する。
When the difference between the feedback voltage and the reference voltage is less than the transient voltage, the
フィードバック電圧が、基準電圧を超えるまで次第に増加するとき、LEDブースティング回路100は定常状態である。したがって、LEDブースティング回路100は、LEDブースティング回路100を安定化するように感度の低いRC定数を必要とする。そのため、可変三角波生成器112は、比較器116の正極および負極ターミナルがより大きな振幅が得られるように(図2Aに示す第3の振幅206のように)、充電電流および放電電流を調整する。
When the feedback voltage gradually increases until it exceeds the reference voltage, the
そして、可変三角波生成器112によって生成された三角波は比較器116の負極ターミナルに送られる。誤差信号は比較器116の正極ターミナルへ送られる。比較器116は誤差信号と三角波とを比較し、駆動回路120へ制御信号を出力する。駆動回路120は制御信号をパワースイッチ130へ送られる駆動信号に変換する。
Then, the triangular wave generated by the variable
図2Bに、本発明の好ましい実施例にかかる可変三角波生成器による連続的な三角波の調整を示す。図2Aにおいて、三角波の振幅は離散的な方法で調整される。図2Bにおいて、三角波の振幅は連続的な方法で調整される。 FIG. 2B shows continuous triangular wave adjustment by a variable triangular wave generator according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 2A, the amplitude of the triangular wave is adjusted in a discrete manner. In FIG. 2B, the amplitude of the triangular wave is adjusted in a continuous manner.
図3に、本発明の好ましい実施例にかかる非線形負荷ブースティング回路の可変三角波生成器を示す。可変三角波生成器112は第1の比較器302、第2の比較器304、NANDゲート306,308、第3の比較器310、スイッチ312,314、充電電流源316、放電電流源318、およびコンデンサ320を備える。
FIG. 3 shows a variable triangular wave generator of a nonlinear load boosting circuit according to a preferred embodiment of the present invention. The variable
充電モードにおいて、スイッチ312は、充電電流源316がコンデンサ320を充電できるように、第3の比較器310によってoffにされる。その間、三角波の振幅は次第に増加する。三角波の振幅(電圧)が第1の閾値電圧VHより大きいとき、第1の比較器302の出力電圧は論理0レベルに減少する。そして、NANDゲート306の出力電圧が論理1レベルとなる。充電状態の間、三角波の振幅(電圧)は第2の閾値電圧VLより大きいので、第2の比較器304の出力電圧は論理1レベルを保持する。その間、NANDゲート308の2つの入力ターミナル、NANDゲート306の出力ターミナルと第2の比較器304の出力ターミナルは論理0レベルとなる。したがって、第3の比較器310の正極ターミナルは論理1レベルとなり、第3の比較器310の負極ターミナルは論理0レベルとなる。そのため、スイッチ316は再びonとなる。こうして、充電電流源がコンデンサ320の充電を停止し、充電手順が完了する。
In the charging mode, the
放電モードにおいて、スイッチ314は、放電電流源318がコンデンサ320から解放されるように、第3の比較器310によってoffにされる。その間、三角波の振幅は次第に減少する。
In the discharge mode, the
三角波の振幅(電圧)が第2の閾値電圧VLより小さいとき、第2の比較器304の出力電圧は論理0レベルである。そして、NANDゲート308の出力ターミナルは論理1レベルとなる。放電状態において、三角波の振幅(電圧)が第1の閾値電圧VHより小さいので、第2の比較器304の出力電圧は論理1レベルを保持する。その間、NANDゲート306の2つの入力ターミナル、NANDゲート308の出力ターミナルと第1の比較器302の出力ターミナルは論理1レベルとなり、NANDゲート306の出力ターミナルは論理0レベルとなる。したがって、第3の比較器310の正極ターミナルは論理0レベルであり、第3の比較器310の負極ターミナルは論理1レベルである。そのため、スイッチ314は再びonとなる。こうして、放電電流源がコンデンサ320の放電を停止し、放電手順が完了する。
When the amplitude (voltage) of the triangular wave is smaller than the second threshold voltage VL, the output voltage of the
フィードバック電圧と基準電圧との差がまだ大きいとき、充電電流源316と放電電流源318によって供給される電流は相対的に小さい。フィードバック電圧と基準電圧との差が大きすぎるとき、その電流は最小である。第1の閾値電圧VHはより小さい。第1の閾値電圧VHと第2の閾値電圧VLとの差は相対的に小さい。その間、可変三角波生成器112は一定周波数でより小さい振幅の三角波を生成する。
When the difference between the feedback voltage and the reference voltage is still large, the current supplied by the charging
フィードバック電圧と基準電圧との差が小さくなるとき、充電電流源316および放電電流源318によって供給される電流は次第に増加する。第1の閾値電圧VHは次第に増加する。その間、可変三角波生成器112は一定周波数で振幅が次第に増加する三角波を生成する。
When the difference between the feedback voltage and the reference voltage becomes smaller, the current supplied by the charging
フィードバック電圧が、基準電圧を超えるまで次第に増加するとき、充電電流源316および放電電流源318によって供給される電流は最大である。第1の閾値電圧VHは最大である。その間、可変三角波生成器112は一定周波数で最大振幅の三角波を生成する。
When the feedback voltage gradually increases until it exceeds the reference voltage, the current supplied by the charging
図4Aに、本発明の好ましい実施例にかかる非線形負荷ブースティング回路の誤差信号生成器を示す。図4Bは、本発明の好ましい実施例にかかる非線形負荷ブースティング回路の他の誤差信号生成器である。 FIG. 4A shows an error signal generator of a non-linear load boosting circuit according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4B is another error signal generator of a non-linear load boosting circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
本実施例において、フィードバック信号が電圧形式である場合、誤差信号生成器は図4Aに示す演算増幅器402、抵抗器R、およびコンデンサCを備える。基準電圧をVref、フィードバック電圧をVfb、出力電圧Voとした場合、出力電圧Voは以下の式から与えられる。
本実施例において、フィードバック信号が電圧形式である場合、誤差信号生成器は図4Bに示す演算相互コンダクタンス増幅器404、およびコンデンサCを備える。基準電圧をVref、フィードバック電圧をVfb、出力電圧Voとした場合、出力電圧Voは以下の式から与えられる。
図4Aおよび4Bにおいて、誤差積分器は、時間軸に沿ってフィードバック電圧と基準電圧との差を積分でき、平均結果を出力する。 4A and 4B, the error integrator can integrate the difference between the feedback voltage and the reference voltage along the time axis, and outputs an average result.
本発明の好ましい実施例において、蓄積デバイス160は電圧源と接続される。蓄積デバイス160は、パワースイッチ130がoffのとき電圧を蓄積し、パワースイッチ130がonのとき放電する。
In the preferred embodiment of the present invention, the
本発明の好ましい実施例において、コンデンサ176は、パワースイッチ130がoffのとき蓄電電圧を蓄積し、パワースイッチ130がLEDモジュールの駆動に対してonのとき蓄電電圧を放電する。
In a preferred embodiment of the present invention, the
要約すると、非線形負荷ブースティング回路は以下の利点を有する。 In summary, the non-linear load boosting circuit has the following advantages.
1. 非線形負荷ブースティング回路における可変三角波生成器は、ブースティング回路の過渡的応答を向上させる。 1. A variable triangular wave generator in a non-linear load boosting circuit improves the transient response of the boosting circuit.
2. 非線形負荷ブースティング回路は、非線形負荷ブースティング回路が安定的に一定な状態と瞬間的な過渡的応答の両方を備えるように、よりよい応答条件に基づいてRC定数を設定できる。 2. The non-linear load boosting circuit can set the RC constant based on better response conditions so that the non-linear load boosting circuit has both a stable and constant state and an instantaneous transient response.
3. 非線形負荷ブースティング回路は電圧応答がシステム対象値を超えることを防止できる。 3. The non-linear load boosting circuit can prevent the voltage response from exceeding the system target value.
4. 非線形負荷ブースティング回路は、システムの定常状態に達する時間を低減できる。 4). Nonlinear load boosting circuits can reduce the time to reach steady state of the system.
5. 非線形負荷ブースティング回路は、よりよい耐ノイズ性を得るために、誤差増幅器に代えて誤差積分器を用いることができる。 5). Nonlinear load boosting circuits can use error integrators instead of error amplifiers to obtain better noise immunity.
6. PWM回路の主要な回路を1つのICによって生産することができる。 6). The main circuit of the PWM circuit can be produced by one IC.
以上、本発明の好ましい態様について十分に説明した。しかし、本発明の範囲および精神を超えることなく、当業者による種々の変形、代替構成、均等物の実施がなされてもよい。したがって、以上の説明および具体例は、特許請求の範囲によって示される本発明の範囲を限定するものではない。 In the above, the preferable aspect of this invention was fully demonstrated. However, various modifications, alternative configurations, and equivalents may be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. Accordingly, the above description and specific examples are not intended to limit the scope of the invention as defined by the appended claims.
100・・・LED(非線形負荷)ブースティング回路
110・・・PWM回路
112・・・可変三角波生成器
114・・・誤差信号生成器
116・・・比較器
118・・・基準電圧生成器
120・・・駆動回路
130・・・パワースイッチ
140・・・LEDモジュール
150・・・フィードバック電圧検出器
160・・・蓄積デバイス
170・・・整流ダイオード
176,320・・・コンデンサ
302・・・第1の比較器
304・・・第2の比較器
306,308・・・NANDゲート
310・・・第3の比較器
312,314・・・スイッチ
316・・・充電電流源
318・・・放電電流源
402・・・演算増幅器
DESCRIPTION OF
Claims (12)
入力ターミナルおよび出力ターミナルを有し、前記電流源に接続され、前記入力ターミナルから前記出力ターミナルへ流れる電流が電流源から供給される非線形負荷と、
第1のターミナルおよび第2のターミナルを有し、前記第1のターミナルは前記非線形負荷の前記出力ターミナルに接続され、前記第2のターミナルはグランドターミナルに接続され、前記非線形負荷を流れる前記電流に基づいてフィードバック電圧を検出するフィードバック電圧検出器と、
前記フィードバック電圧検出器の前記第1のターミナルに接続されたパルス幅変調回路とを備え、
前記パルス幅変調回路は、
非線形負荷の作動状態に基づいて調節された可変振幅の三角波を、前記フィードバック電圧と基準電圧とに基づいて出力する可変三角波生成器と、
前記フィードバック電圧検出器と接続され、前記フィードバック電圧と前記基準電圧とに基づいて誤差信号を出力する誤差信号生成器と、
前記可変三角波生成器および前記誤差信号生成器と接続され、前記誤差信号と前記三角波とを比較し、制御信号を出力する比較器と、
前記比較器と接続され、前記制御信号を受け取り駆動信号に変換する駆動回路と、
第1のターミナル、第2のターミナル、および第3のターミナルを有し、前記第1のターミナルは前記駆動回路と接続され、前記第2のターミナルは前記電流源と接続され、前記第3のターミナルは前記グランドターミナルと接続され、前記制御信号によってon/offされる前記パワースイッチとを備え、
前記パワースイッチがoffのとき前記電流源は前記非線形負荷に電流を供給し、前記パワースイッチがonのとき前記電流源は前記非線形負荷への電流の供給を停止することを特徴とする非線形負荷ブースティング回路。 A non-linear load boosting circuit connected to a current source,
A non-linear load having an input terminal and an output terminal, connected to the current source, and supplied with current flowing from the input terminal to the output terminal from the current source;
A first terminal and a second terminal, wherein the first terminal is connected to the output terminal of the nonlinear load, the second terminal is connected to a ground terminal, and the current flowing through the nonlinear load A feedback voltage detector for detecting a feedback voltage based on;
A pulse width modulation circuit connected to the first terminal of the feedback voltage detector;
The pulse width modulation circuit includes:
A variable triangular wave generator for outputting a variable amplitude triangular wave adjusted based on an operating state of a non-linear load based on the feedback voltage and a reference voltage;
An error signal generator connected to the feedback voltage detector and outputting an error signal based on the feedback voltage and the reference voltage;
A comparator connected to the variable triangular wave generator and the error signal generator, for comparing the error signal with the triangular wave and outputting a control signal;
A drive circuit connected to the comparator for receiving the control signal and converting it into a drive signal;
A first terminal; a second terminal; and a third terminal, wherein the first terminal is connected to the drive circuit, the second terminal is connected to the current source, and the third terminal. Comprises the power switch connected to the ground terminal and turned on / off by the control signal,
The current source supplies current to the nonlinear load when the power switch is off, and the current source stops supplying current to the nonlinear load when the power switch is on. Ting circuit.
前記可変三角波生成器および前記誤差信号生成器と接続され、前記基準電圧を供給する基準電圧生成器を備えることを特徴とする請求項1に記載の非線形負荷ブースティング回路。 The pulse width modulation circuit further includes:
The nonlinear load boosting circuit according to claim 1, further comprising a reference voltage generator connected to the variable triangular wave generator and the error signal generator and supplying the reference voltage.
前記蓄積デバイスは、前記パワースイッチがoffのとき前記電圧源によって供給された前記電流を蓄積し、前記パワースイッチがonのとき前記電流を放電することを特徴とする請求項1に記載の非線形負荷ブースティング回路。 The current source comprises a storage device connected to a voltage source;
The nonlinear load according to claim 1, wherein the storage device stores the current supplied by the voltage source when the power switch is off, and discharges the current when the power switch is on. Boosting circuit.
前記コンデンサは、前記パワースイッチがoffのとき蓄電電圧を蓄積し、前記パワースイッチがonのとき前記非線形負荷の駆動に対する蓄電電圧を放電することを特徴とする請求項1に記載の非線形負荷ブースティング回路。 The current source includes a capacitor connected to the first electrode of the nonlinear load and the ground terminal;
2. The nonlinear load boosting according to claim 1, wherein the capacitor stores a storage voltage when the power switch is off, and discharges a storage voltage for driving the nonlinear load when the power switch is on. 3. circuit.
前記整流ダイオードの前記第1のターミナルは前記電流源に接続され、
前記第1のターミナルから前記第2のターミナルへ前記電流を流すため前記整流ダイオードが前記非線形負荷の前記第1のターミナルと接続されることを特徴とする請求項1に記載の非線形負荷ブースティング回路。 The nonlinear load boosting circuit further comprises a rectifier diode having a first terminal and a second terminal;
The first terminal of the rectifier diode is connected to the current source;
2. The nonlinear load boosting circuit of claim 1, wherein the rectifier diode is connected to the first terminal of the nonlinear load for flowing the current from the first terminal to the second terminal. .
The nonlinear load boosting circuit according to claim 1, wherein the power switch is an NMOSFET or a PMOSFET.
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