JP2008160934A - Power supply circuit and electronic equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＬＥＤ等の負荷に電力を供給する電源回路、ならびにこれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a power supply circuit that supplies power to a load such as an LED, and an electronic device using the same.
近年、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ等の電子機器に搭載されている液晶表示装置（ＬＣＤ）の照明源（バックライトまたはフロントライト）等において、耐久性、発光効率、占有面積等の点で優れている白色発光ダイオードが用いられるようになってきている。 In recent years, the durability, luminous efficiency, and occupied area of liquid crystal display (LCD) illumination sources (backlights or frontlights) mounted on electronic devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and digital cameras For example, white light emitting diodes that are superior in view of the above have been used.
この白色発光ダイオードは、比較的高い順方向電圧が必要であることや、照明源としては複数の白色発光ダイオードが用いられ、これらは各白色発光ダイオードの輝度を均一にするために直列接続されることが多い。そのため、このような照明源としての白色発光ダイオードの駆動には、携帯機器に内蔵されている電池からの直流電圧よりも、高い直流電圧が必要となる。 This white light emitting diode requires a relatively high forward voltage, and a plurality of white light emitting diodes are used as an illumination source, which are connected in series to make the brightness of each white light emitting diode uniform. There are many cases. Therefore, driving a white light emitting diode as such an illumination source requires a higher DC voltage than a DC voltage from a battery built in the portable device.
また、携帯機器への映像配信等に伴い、ディジタルチューナを搭載する携帯機器が普及しつつあるが、その電圧源として３０Ｖ〜４０Ｖ程度のものが必要であり、携帯機器に内蔵されている電池の直流電圧よりも高い直流電圧が必要となる。 Further, along with video distribution to portable devices, portable devices equipped with a digital tuner are becoming widespread. However, a voltage source of about 30 V to 40 V is necessary, and a battery built in the portable device is required. A DC voltage higher than the DC voltage is required.
このような電池からの直流電圧よりも高い直流電圧を駆動する回路として、従来、昇圧型の電源回路が用いられている。従来の電源回路(ＬＥＤドライバ回路)に係る構成図の一例を、図７に示す。 As a circuit for driving a DC voltage higher than the DC voltage from such a battery, a boost type power supply circuit has been conventionally used. An example of a configuration diagram related to a conventional power supply circuit (LED driver circuit) is shown in FIG.
本図に示す電源回路では、負荷であるＬＥＤ群に出力される出力電圧の大きさを検出してフィードバックさせる。そして電源回路に備えられているドライブ回路が、この検出結果に応じて供給電圧を調整することにより、供給電流の安定化を図っている。またこの電源回路には、過電圧保護回路が備えられている。この過電圧保護回路の構成図を、図８に示す。 In the power supply circuit shown in the figure, the magnitude of the output voltage output to the LED group as a load is detected and fed back. A drive circuit provided in the power supply circuit adjusts the supply voltage according to the detection result, thereby stabilizing the supply current. The power supply circuit is provided with an overvoltage protection circuit. A configuration diagram of this overvoltage protection circuit is shown in FIG.
過電圧保護回路は、ＬＥＤ群の上流側における電圧（出力電圧Ｖout）を検出し、これが所定の電圧値（過電圧検出レベル）を超えた場合に、ドライブ回路の動作を停止させる（過電圧保護処理を実行する）。これにより、ＬＥＤ群やコンデンサに過電圧が負荷されること等を防止することとしている。
上述したように過電圧保護回路は、過電圧の発生を抑制するために重要な役割を果たしているが、ＬＥＤドライバ（電源回路）に接続される負荷によって、適切な過電圧検出レベルが変動する場合がある。例えばＬＥＤに電力を供給するＬＥＤドライバの例では、直列に接続されているＬＥＤの個数等によって、適切な過電圧検出レベルが異なる。 As described above, the overvoltage protection circuit plays an important role in suppressing the occurrence of overvoltage, but an appropriate overvoltage detection level may vary depending on the load connected to the LED driver (power supply circuit). For example, in an example of an LED driver that supplies power to an LED, an appropriate overvoltage detection level varies depending on the number of LEDs connected in series.
図７の電源回路の場合を挙げて、過電圧検出レベルについてより具体的に説明する。ＬＥＤ１個当たりの順電圧をＶＦ（ＬＥＤ）、ＬＥＤの個数をＮ、ＦＢ端子（フィードバック端子）の電圧をＶＦＢ、余裕代をＶαとすると、適切な過電圧検出レベルＶｏは、
Ｖｏ＝ＶＦ×Ｎ＋ＦＢ＋Ｖα
で表される。
The overvoltage detection level will be described more specifically with reference to the power supply circuit of FIG. When the forward voltage per LED is VF (LED), the number of LEDs is N, the voltage of the FB terminal (feedback terminal) is VFB, and the margin is Vα, the appropriate overvoltage detection level Vo is
Vo = VF × N + FB + Vα
It is represented by
このことからも、過電圧保護処理がなされるタイミングを左右する過電圧検出レベルの適正値は、ＬＥＤの個数に応じて変動する。そのため、例えば１０個のＬＥＤからなるＬＥＤ群を負荷としたときに適切に過電圧保護が機能する（適切な過電圧検出レベルが設定されている）電源回路では、仮に７個程度のＬＥＤからなるＬＥＤ群を負荷として接続させた場合には、過電圧検出レベルが高すぎる結果となる。この結果、過電圧保護が適切に機能しないおそれがある。 Also from this, the appropriate value of the overvoltage detection level that determines the timing at which the overvoltage protection process is performed varies depending on the number of LEDs. Therefore, for example, in a power supply circuit in which overvoltage protection functions properly when an LED group consisting of 10 LEDs is used as a load (appropriate overvoltage detection level is set), the LED group consisting of about 7 LEDs. Is connected as a load, the overvoltage detection level is too high. As a result, overvoltage protection may not function properly.
そこで本発明は上記の問題点に鑑み、電気的負荷としてのＬＥＤに電力を供給するものであって、該負荷の種類に応じた適切な過電圧保護処理を容易に実現し得る電源回路、およびこのような電源回路を用いた電子機器の提供を目的とする。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention supplies power to an LED as an electrical load, and a power supply circuit capable of easily realizing an appropriate overvoltage protection process according to the type of the load, and this An object is to provide an electronic device using such a power supply circuit.
上記目的を達成するために、本発明に係る電源回路は、電気的負荷としてのＬＥＤに電力を供給する電源回路において、該負荷に出力される出力電圧が所定の過電圧検出レベルを超えないように制御する、過電圧保護回路と、該過電圧検出レベルを調整する調整手段と、を備えた構成（第１の構成）とする。 In order to achieve the above object, a power supply circuit according to the present invention is a power supply circuit that supplies power to an LED as an electrical load so that an output voltage output to the load does not exceed a predetermined overvoltage detection level. A configuration (first configuration) is provided that includes an overvoltage protection circuit to be controlled and an adjustment unit that adjusts the overvoltage detection level.
本構成によれば、過電圧保護回路を備えていることにより、出力電圧が過剰となることを極力防止することが可能となる。また更に、過電圧検出レベルを調整する調整手段を備えるようにしているから、ＬＥＤの種類に応じて適切な調整がなされるようにすることで、過電圧保護処理を適切に行わせることが可能となる。 According to this configuration, by providing the overvoltage protection circuit, it is possible to prevent the output voltage from becoming excessive as much as possible. Furthermore, since the adjusting means for adjusting the overvoltage detection level is provided, it is possible to appropriately perform overvoltage protection processing by making appropriate adjustment according to the type of LED. .
また上記第１の構成において、前記過電圧保護回路は、前記出力電圧が入力され、該電圧を分圧して出力する分圧回路と、該分圧回路から出力された電圧に応じて、前記電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを切替える、電力制御回路と、を備え、前記調整手段は、前記分圧回路における分圧比の変更を通じて、前記調整を行う構成（第２の構成）としてもよい。 In the first configuration, the overvoltage protection circuit receives the output voltage, divides the voltage, and outputs the voltage according to the voltage output from the voltage dividing circuit. A power control circuit that switches ON / OFF of the supply, and the adjustment unit may be configured to perform the adjustment (second configuration) by changing a voltage dividing ratio in the voltage dividing circuit.
本構成によれば、分圧回路における分圧比の変更により、過電圧検出レベルの調整を容易に実現することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to easily adjust the overvoltage detection level by changing the voltage dividing ratio in the voltage dividing circuit.
また上記第１または第２の構成において、外部から前記過電圧検出レベルを調整するための情報を取得する、情報取得部を備え、前記調整手段は、前記情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記調整を行う構成（第３の構成）としてもよい。本構成によれば、外部からの情報（例えばユーザによる指定等）に基づいて、過電圧検出レベルの調整を実行させることが可能となる。 The first or second configuration further includes an information acquisition unit that acquires information for adjusting the overvoltage detection level from the outside, and the adjustment unit is based on the information acquired by the information acquisition unit. Thus, a configuration for performing the adjustment (third configuration) may be employed. According to this configuration, the overvoltage detection level can be adjusted based on information from the outside (for example, designation by the user).
また上記第１または第２の構成において、前記出力電圧を検出する電圧検出部を備え、前記調整手段は、前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記調整を行う構成（第４の構成）としてもよい。本構成によれば、出力電圧の状況に基づいて、過電圧検出レベルの調整を実行させることが可能となる。 The first or second configuration further includes a voltage detection unit that detects the output voltage, and the adjustment unit performs the adjustment based on a detection result by the voltage detection unit (fourth configuration). It is good. According to this configuration, the adjustment of the overvoltage detection level can be executed based on the status of the output voltage.
また上記第１または第２の構成において、外部から前記過電圧検出レベルを調整するための情報を取得する、情報取得部と、前記出力電圧を検出する電圧検出部と、を備え、前記調整手段は、前記情報取得部により取得された前記情報、および前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記調整を行う構成（第５の構成）としてもよい。 In the first or second configuration, the adjustment unit includes an information acquisition unit that acquires information for adjusting the overvoltage detection level from the outside, and a voltage detection unit that detects the output voltage. The adjustment may be performed (fifth configuration) based on the information acquired by the information acquisition unit and the detection result of the voltage detection unit.
本構成によれば、外部からの情報と出力電圧の状況との、双方の情報に基づいて、過電圧検出レベルの調整を実行させることが可能となる。その結果、よりニーズに適応した過電圧検出レベルの調整を実現することが可能となる。 According to this configuration, the overvoltage detection level can be adjusted based on both information from the outside and the status of the output voltage. As a result, it is possible to realize the adjustment of the overvoltage detection level more adapted to the needs.
また上記第１から第５の何れかの構成において、前記出力電圧が過電圧検出レベルを超えているか否かを検出する、過電圧検出部と、該検出結果に応じた信号を外部に出力する信号出力部と、を備えた構成（第６の構成）としてもよい。 In any of the first to fifth configurations, an overvoltage detection unit that detects whether the output voltage exceeds an overvoltage detection level, and a signal output that outputs a signal corresponding to the detection result to the outside And a configuration (sixth configuration).
本構成によれば、出力電圧が過電圧検出レベルを超えているか否かに関する信号を、外部に出力することができる。そのため例えば、音響出力を行う警報装置を備えておき、出力電圧が過電圧であるときに、警告音を発生させるといったことが可能となる。 According to this configuration, a signal regarding whether or not the output voltage exceeds the overvoltage detection level can be output to the outside. Therefore, for example, it is possible to provide an alarm device that performs acoustic output and generate a warning sound when the output voltage is an overvoltage.
また上記第１から第６の何れかの構成において、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ回路である構成（第７の構成）としてもよい。また上記第１から第７の何れかの構成に係る電源回路を備えた構成（第８の構成）の電子機器とすれば、上記構成の利点を享受し得る電子機器を実現することが可能である。 Further, in any of the first to sixth configurations, a configuration (seventh configuration) that is a step-up DC-DC converter circuit may be employed. In addition, if the electronic device has a configuration (eighth configuration) including the power supply circuit according to any one of the first to seventh configurations, an electronic device that can enjoy the advantages of the configuration can be realized. is there.
上述した通り、本発明の電源回路によれば、過電圧保護回路を備えていることにより、出力電圧が過剰となることを極力防止することが可能となる。また更に、過電圧検出レベルを調整する調整手段を備えるようにしているから、負荷（ＬＥＤ）の種類に応じて適切な調整がなされるようにすることで、過電圧保護処理を適切に行わせることが可能となる。 As described above, according to the power supply circuit of the present invention, since the overvoltage protection circuit is provided, it is possible to prevent the output voltage from becoming excessive as much as possible. Furthermore, since the adjusting means for adjusting the overvoltage detection level is provided, the overvoltage protection processing can be appropriately performed by making an appropriate adjustment according to the type of the load (LED). It becomes possible.
本発明の実施形態について、実施例１から実施例３の各々を挙げて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to each of Examples 1 to 3.
［実施例１］
本発明の実施例１として、ＬＥＤドライバ回路（電源回路）を挙げて以下に説明する。まずＬＥＤドライバ回路の全体的な構成について、図１を参照しながら説明する。ＬＥＤドライバ回路は、リチウムイオン電池等の直流電源１、入力コンデンサ２、コイル３、ダイオード（整流素子）４、出力コンデンサ５、出力電流設定抵抗Ｒo、及び１つのパッケージにＩＣ化されコイル３に対するエネルギーの蓄積／放出を切り換えて昇圧動作を行う、昇圧チョッパレギュレータＩＣ６などが、図１のように配置されて構成されている。これによりＬＥＤドライバ回路は、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ回路として機能させることができる。
[Example 1]
As Example 1 of the present invention, an LED driver circuit (power supply circuit) will be described below. First, the overall configuration of the LED driver circuit will be described with reference to FIG. The LED driver circuit includes a
ダイオード４の下流側（出力コンデンサ５の上流側）と、出力電流設定抵抗Ｒoの上流側との間には、図１に示すように、１個または複数の白色発光ＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤ群７が接続されるようになっている。ＬＥＤドライバ回路は、このように接続されたＬＥＤ群７に電力を供給する。
Between the downstream side of the diode 4 (upstream side of the output capacitor 5) and the upstream side of the output current setting resistor Ro, one or more white light emitting LEDs are connected in series as shown in FIG. The
直流電源１の負極端子はグラウンドに接続され、正極端子は入力コンデンサ２を介してグラウンドに接続されているとともに、コイル３の一端に接続されている。そして、コイル３の他端はダイオード４のアノードに接続され、ダイオード４のカソードは出力コンデンサ５を介してグランドに接続されている。また、出力コンデンサ５と並列に、ＬＥＤ群７、および出力電流設定抵抗Ｒoが接続されている。
The negative terminal of the
昇圧チョッパレギュレータＩＣ６は、外部接続用の端子として電源端子Ｖin、電源（接地側）端子ＧＮＤ、出力電圧モニタ端子ＯＶＰ、フィードバック端子ＦＢ、コントロール端子ＣＴＲＬ、スイッチ端子Ｖsw、およびアラーム端子ＡＬＡＲＭ等の各端子を備えている。電源端子Ｖinは直流電源１の正極端子に接続され、電源端子ＧＮＤはグランドに接続されている。これにより、昇圧チョッパレギュレータＩＣ６は、直流電源１をその動作電源としている。
The step-up
スイッチ端子Ｖswは、コイル３とダイオード４との間に接続され、出力電圧モニタ端子ＯＶＰは、ダイオード４のカソードに接続され、フィードバック端子ＦＢは、ＬＥＤ群７と出力電流設定抵抗Ｒoとの間に接続されている。また、コントロール端子ＣＴＲＬ(ＯＮ／ＯＦＦ端子)では、入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＦＦ時は、ＯＮ／ＯＦＦ回路１８によって全回路がＯＦＦとなるため、パワートランジスタの発振は停止し出力電圧は低下する。
The switch terminal Vsw is connected between the
次に、昇圧チョッパレギュレータＩＣ６の内部構成について説明する。図１に示すように昇圧チョッパレギュレータＩＣ６は、パワートランジスタ１１、アンプ（加算器）１２、ドライブ回路１３、電流検出コンパレータ１４、発振回路１５、エラーアンプ１６、ＰＷＭコンパレータ１７、ＯＮ／ＯＦＦ回路（作動／停止回路）１８、過電圧保護回路１９、およびソフトスタート回路２０などを備えている。
Next, the internal configuration of the boost
ＦＥＴ１１は、ドレインはスイッチ端子Ｖｓｗに接続され、ゲートはドライブ回路１３に接続されている。また同じくソースは、抵抗Ｒ４を介してグランドに接続されている。そして、抵抗Ｒ４の両端は電流検出コンパレータ１４の２つの入力端子にそれぞれ接続されており、電流検出コンパレータ１４の出力と発振回路１５の２つの出力の一方とがアンプ１２で加算され、ＰＷＭコンパレータ１７の非反転入力端子に出力される。またＰＷＭコンパレータ１７の出力側と発振回路１５における他方の出力側とが、ドライブ回路１３にそれぞれ接続されている。
The FET 11 has a drain connected to the switch terminal Vsw and a gate connected to the
また、ＰＷＭコンパレータ１７の反転入力端子には、エラーアンプ１６の出力側が接続されており、エラーアンプ１６の反転入力端子はフィードバック端子ＦＢに接続されている。また、ソフトスタート回路２０、ＯＮ／ＯＦＦ回路１８、および過電圧保護回路１９の各出力は、ドライブ回路１３に供給される。なおソフトスタート回路２０、ＯＮ／ＯＦＦ回路１８には、コントロール端子ＣＴＲＬを介して輝度調整信号が供給される。そして、過電圧保護回路１９には、出力電圧モニタ端子ＯＶＰを介して出力電圧Ｖoutが供給される。
The output side of the
次に、ＬＥＤドライバ回路の動作内容について説明する。ドライブ回路１３がＦＥＴ１１をオン／オフすることにより、直流電源１による入力電圧を昇圧させ、出力電圧を出力コンデンサ５の両端に発生させる。すなわち、ドライブ回路１３がＦＥＴ１１のゲートに所定のゲート電圧を印加しＦＥＴ１１がオンしているときには、直流電源１からの電流がコイル３に流れ、コイル３にエネルギーが蓄積される。そして、ドライブ回路１３がＦＥＴ１１のゲートに所定のゲート電圧を印加せずＦＥＴ１１がオフしているときには、蓄積されたエネルギーが放出されることによってコイル３に逆起電力が発生する。
Next, the operation content of the LED driver circuit will be described. The
コイル３に発生した逆起電力は直流電源１の入力電圧に加算され、ダイオード４を介して出力コンデンサ５を充電する。そして、このような一連の動作を繰り返すことにより昇圧動作が行われ、出力コンデンサ５の両端に出力電圧Ｖoutが発生する。この出力電圧ＶoutによってＬＥＤ群７に出力電流（Ｉout）が流れ、各ＬＥＤが発光する。
The back electromotive force generated in the
そして、この出力電流Ｉoutの電流値に出力電流設定抵抗Ｒoの抵抗値を乗じたフィードバック電圧Ｖfbが、フィードバック端子ＦＢを介してエラーアンプ１６の反転入力端子に供給される。この電圧は、エラーアンプ１６の非反転入力端子に供給される基準電圧Ｖrefと比較される。このため、エラーアンプ１６の出力にはフィードバック電圧Ｖfbと基準電圧Ｖrefとの差異に対応した電圧が現れ、この電圧がＰＷＭコンパレータ１７の反転入力端子に供給される。
A feedback voltage Vfb obtained by multiplying the current value of the output current Iout by the resistance value of the output current setting resistor Ro is supplied to the inverting input terminal of the
また、ＰＷＭコンパレータ１７の非反転入力端子に入力される信号は、ＦＥＴ１１がオンすることによって抵抗Ｒ４を流れる電流に比例する信号と、発振回路１５からの鋸歯状波信号とをアンプ１２で加算し増幅した信号である。つまりこの信号が、ＰＷＭコンパレータ１７の反転入力端子に供給されるエラーアンプ１６の出力電圧レベルと比較される。
The signal input to the non-inverting input terminal of the
その結果、エラーアンプ１６からの出力電圧レベルが加算アンプ１２からの信号レベルより高くなる期間では、ＰＷＭコンパレータ１７のＰＷＭ出力はＬ（Ｌｏｗ）レベルになり、エラーアンプ１６からの出力電圧レベルがアンプ１２からの信号レベルより低くなる期間では、ＰＷＭコンパレータ１７のＰＷＭ出力はＨ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。
As a result, during a period in which the output voltage level from the
そしてドライブ回路１３は、ＰＷＭコンパレータ１７のＰＷＭ出力を受けて、そのＰＷＭ出力に応じたデューティでＦＥＴ１１をオン／オフする。即ち、ドライブ回路１３は、ＰＷＭコンパレータ１７のＰＷＭ出力がＨレベルのときであって、発振回路１５からのクロック信号の各サイクルの開始のときに、ＦＥＴ１１に所定のゲート電圧を与えてＦＥＴ１１をオンさせる。そして、ＰＷＭコンパレータ１７のＰＷＭ出力がＬレベルになったときにＦＥＴ１１へのゲート電圧の供給を停止し、ＦＥＴ１１をオフさせる。
The
このようなＦＥＴ１１のオン／オフ制御を行うと、フィードバック電圧Ｖｆｂと基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように昇圧動作が行われることになる。即ち、出力電流Ｉoutは、基準電圧Ｖｒｅｆ（＝フィードバック電圧Ｖｆｂ）を出力電流設定抵抗Ｒoの抵抗値で除した電流値に安定化される。また、ＰＷＭコンパレータ１７で比較される信号には、抵抗Ｒ４を流れる電流に応じた信号、即ち、ＦＥＴ１１がオンすることによりコイル３を流れる電流に応じた信号が加算されていることから、コイル３に流れるピーク電流を制限している。
When such on / off control of the FET 11 is performed, a boosting operation is performed so that the feedback voltage Vfb and the reference voltage Vref are equal. That is, the output current Iout is stabilized at a current value obtained by dividing the reference voltage Vref (= feedback voltage Vfb) by the resistance value of the output current setting resistor Ro. Further, the signal compared with the
また、過電圧保護回路１９は、出力電圧Ｖoutが所定の過電圧検出レベルを超えたことを検知したときに、ドライブ回路１３の動作を停止させる。これにより、前記所定の過電圧検出レベルを超える過電圧が、負荷であるＬＥＤ群７や出力コンデンサ５に印加されることを防止する。またＬＥＤドライバ回路を安定化電源として使用する場合にも、アセンブリミスなどにより出力電圧が想定以上となって、ＦＥＴが破壊されることを防止する。なお過電圧保護回路１９の詳細な構成については、改めて説明する。
The
ＯＮ／ＯＦＦ回路１８は、ＣＴＲＬ端子がＬ時に全回路をオフするように働き、外部信号によりオフ時は低消費電流（１nA程度）となる。また、ソフトスタート回路２０は、ドライブ回路１３の動作開始時に、ドライブ回路１３の出力デューティを徐々に変化させることにより、出力電圧Ｖoutを緩やかに上昇させるものである。
The ON /
なお出力電圧Ｖoutを緩やかに上昇させなければ、出力コンデンサ５が充電されていない場合に、充電のための過大な充電電流が直流電源１から流れることになる。そのため直流電源１がリチウムイオン電池等である場合、電池に負担がかかるとともに、電池電圧がこの過大な充電電流により低下し、電池本来の終止電圧まで使用できなくなるという問題が発生する。
If the output voltage Vout is not gradually increased, an excessive charging current for charging flows from the
ここで先述した過電圧保護回路１９の詳細な構成について、図２を参照しながら説明する。本図のように過電圧保護回路１９は、出力電圧検知回路２１、分圧回路２２、差動増幅器２４、および過電圧検知部２５などを備えている。また分圧回路２２には、分圧比切替スイッチ２３が設けられている。
The detailed configuration of the
出力電圧検知回路２１は、例えばＯＶＰ端子から入力される電圧を取得することにより、ＬＥＤ群７に出力される電圧を検知する。そしてこの検知結果に応じて、分圧回路２２における分圧比切替スイッチ２３を切り替えるための制御信号（例えば、Ｈ／Ｌの数ビットの信号）を、分圧比切替スイッチ２３に出力する。
The output
分圧回路２２は、ＯＶＰ端子を介して入力される電圧、つまりＬＥＤ群の上流側における出力電圧Ｖoutを、抵抗Ｒ１と、Ｒ２１〜Ｒ２４の何れかにより形成される合成抵抗とを用いて分圧する。この分圧された電圧は、後段の差動増幅器２４に出力される。
The
ここでＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４の各抵抗素子は、リレー等によって構成されている分圧比切替スイッチ２３により、互いに並列に接続され得るように配置されている。これら各抵抗の上流側にはＯＶＰ端子が、下流側には抵抗Ｒ１および差動増幅器２４が接続されている。これにより、分圧比切替スイッチ２３の切換えを通じて、分圧回路２２における分圧比を調整することが可能となっている。なお分圧回路２２としては、抵抗Ｒ１と並列に抵抗を数本挿入し、リレーによる制御を実施するようにしてもよい。
Here, the resistance elements R21, R22, R23, and R24 are arranged so as to be connected in parallel to each other by a voltage dividing
差動増幅器２４は、分圧回路２２の出力を受け、この電圧に応じた電圧をドライブ回路１３に出力する。なおドライブ回路１３は、差動増幅器２４の出力が所定値以上となったときに、動作を停止するように構成されている。
The
また上述の出力電圧検知回路２１は、負荷（ＬＥＤ群７）に応じた適切な過電圧保護処理が実現されるように、分圧回路２２における分圧比を設定する。この分圧比を設定するタイミングは、種々のパターンを採用することが可能である。なおこのタイミングを、例えばＬＥＤドライバの駆動開始直後とした場合には、その後における過電圧保護処理を、負荷に応じたものとすることができる。
The output
ここで、出力電圧Ｖoutが比較的小さい場合には、過電圧検出レベルも比較的小さく設定されるべきである。そのためこの場合、出力電圧検知回路２１は、分圧回路２２における分圧比が小さくなるようにする。これにより、分圧回路２２から出力される電圧はより大きくなるため、実質的な過電圧検出レベルを小さくする（出力電圧Ｖoutが比較的小さい状態でも、過電圧と判断させる）ことが可能である。
Here, when the output voltage Vout is relatively small, the overvoltage detection level should also be set relatively small. Therefore, in this case, the output
逆に、出力電圧Ｖoutも比較的大きい場合には、過電圧検出レベルも比較的大きく設定されるべきである。そのためこの場合、出力電圧検知回路２１は、分圧回路２２における分圧比が大きくなるようにする。これにより、分圧回路２２から出力される電圧はより小さくなるため、実質的な過電圧検出レベルを大きくする（出力電圧Ｖoutが比較的大きい状態となるまで、過電圧と判断させない）ことが可能である。
Conversely, when the output voltage Vout is also relatively large, the overvoltage detection level should be set to be relatively large. Therefore, in this case, the output
以上の構成により過電圧保護回路１９は、先述したように、出力電圧Ｖoutが所定の過電圧保護電圧を超えたことを検知して、ドライブ回路１３の動作を停止させる。また過電圧保護回路１９は、負荷の初期設定状態に応じて過電圧検出レベルを調整する手段を備えている。
With the above configuration, as described above, the
そのため、例えばＬＥＤ群７の直列接続数が変わる等の使用状態に応じて、極力適切な過電圧検出レベルでの過電圧保護処理が可能となる。その結果、負荷の状態が異なることにより、適切な過電圧保護処理が妨げられることを極力防止し、負荷となる白色発光ダイオード等が破壊されることを回避することができる。
Therefore, for example, an overvoltage protection process at an overvoltage detection level that is as appropriate as possible can be performed according to a use state in which the number of
また上述した過電圧保護回路１９においては、差動増幅器２４の出力を、警告処理を実行するためにも用いるようにしている。より具体的には、差動増幅器２４の出力を過電圧検知部２５にも伝送されるようにしておき、この出力に基づいて過電圧検知部２５では、出力電圧Ｖoutが過電圧であるか否かが判断される。
In the
そして過電圧と判断されたときは、その旨を示す信号（警告信号）をＡＬＡＲＭ端子に出力し、この警告信号を外部から取り出し可能であるようにしている。このようにしておけば、例えば警告信号の出力されたときに音響出力や発光を行わせる装置（警報装置）を設けておくことで、ユーザに異常事態（出力電圧Ｖoutが過剰となったこと）を知らせることが可能となる。 When it is determined that there is an overvoltage, a signal (warning signal) indicating that is output to the ALARM terminal so that the warning signal can be taken out from the outside. In this way, for example, by providing a device (alarm device) that performs sound output or light emission when a warning signal is output, the user is in an abnormal situation (the output voltage Vout has become excessive). Can be notified.
［実施例２］
本発明の実施例２として、同じくＬＥＤドライバ回路（電源回路）を挙げて以下に説明する。なお本実施例は、過電圧保護回路およびその周辺の構成などを除いては、基本的に実施例１と同様であるため、重複した説明は省略する。
[Example 2]
As a second embodiment of the present invention, an LED driver circuit (power supply circuit) will be similarly described below. Note that this embodiment is basically the same as the first embodiment except for the overvoltage protection circuit and its peripheral configuration, and thus a duplicate description is omitted.
本実施例のＬＥＤドライバ回路の構成図を、図３に示す。本図のようにＬＥＤドライバ回路には、外部から過電圧検出レベルを調整するための信号（調整信号）が入力される、入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）が設けられている。この各入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）は、過電圧保護回路１９に接続されている。なおここでは３個の入力端子が設けられているが、過電圧保護処理の精度向上のため、その数を増やしてもよい。
FIG. 3 shows a configuration diagram of the LED driver circuit of this embodiment. As shown in the figure, the LED driver circuit is provided with input terminals (P1 to P3) to which a signal (adjustment signal) for adjusting the overvoltage detection level is input from the outside. Each input terminal (P1 to P3) is connected to an
また過電圧保護回路１９の構成図を、図４に示す。過電圧保護回路１９では、入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）から入力される調整信号に基づいて、分圧比切替スイッチ２３の切替状態が定まるようになっている。このような構成により、ＬＥＤドライブ回路では、外部から取得される調整信号に基づいて、分圧回路２２における分圧比を調整することが可能となっている。
A configuration diagram of the
そのため、例えばユーザが過電圧検出レベルを入力するためのユーザインターフェースと、この入力に応じて調整信号を生成し、入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）に出力する装置を備えておけば、分圧回路２２における分圧比を、ユーザの指示に応じて調整させることが可能となる。そのためユーザにとっては、例えばＬＥＤドライブ回路に接続させる負荷（ＬＥＤ群）の種類に応じて、過電圧検出レベルをより適切な状態に設定することが可能となる。 Therefore, for example, if a user interface for a user to input an overvoltage detection level and a device that generates an adjustment signal according to this input and outputs it to the input terminals (P1 to P3) are provided, It is possible to adjust the voltage division ratio according to a user instruction. Therefore, for the user, for example, the overvoltage detection level can be set to a more appropriate state according to the type of load (LED group) connected to the LED drive circuit.
［実施例３］
本発明の実施例３として、同じくＬＥＤドライバ回路（電源回路）を挙げて以下に説明する。なお本実施例は、過電圧保護回路やその周辺の構成などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。
[Example 3]
As a third embodiment of the present invention, an LED driver circuit (power supply circuit) will be similarly described below. Since the present embodiment is basically the same configuration as the first embodiment except for the overvoltage protection circuit and its peripheral configuration, a duplicate description is omitted.
本実施例のＬＥＤドライバ回路の構成図を、図５に示す。本図のようにＬＥＤドライバ回路には、外部から過電圧検出レベルを調整するための信号（調整信号）が入力される、入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）が設けられている。この各入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）は、過電圧保護回路１９に接続されている。
FIG. 5 shows a configuration diagram of the LED driver circuit of this embodiment. As shown in the figure, the LED driver circuit is provided with input terminals (P1 to P3) to which a signal (adjustment signal) for adjusting the overvoltage detection level is input from the outside. Each input terminal (P1 to P3) is connected to an
また過電圧保護回路１９の構成図を、図６に示す。過電圧保護回路１９では、実施例１の場合と同様に、出力電圧検知回路２１が備えられている。これにより実施例１と同様に、分圧回路２２における分圧比の調整を通じて、負荷（ＬＥＤ群７）に応じた適切な過電圧検出レベルの設定が自動的に実現されるものとなっている。
A configuration diagram of the
そして更に、先述の入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）は、出力電圧検知回路２１に接続されている。これにより、入力端子（Ｐ１〜Ｐ３）から入力される調整信号によって、出力電圧検知回路２１を通じて、分圧比切替スイッチ２３を切替えることが可能となっている。
Further, the above-described input terminals (
これにより、上述した実施例１および実施例２で採用した過電圧検出レベルの調整方法の何れかを、状況に応じて選択的に実行させることが可能となる。すなわち、出力電圧検知回路２１に調整信号が入力されていない場合には、出力電圧Ｖoutの検知結果に応じて過電圧検出レベルを調整するようにし、逆に調整信号が入力されている場合には、この調整信号に基づいて、過電圧検出レベルを調整するようにする。そのため、より状況に応じた柔軟な過電圧検出レベルの調整が可能となっている。
Thereby, any of the adjustment methods of the overvoltage detection level employed in the first and second embodiments described above can be selectively executed according to the situation. That is, when the adjustment signal is not input to the output
また上述したものの他、例えば常時、出力電圧に基づいて過電圧検出レベルが設定されるようにしておく一方、当該設定の微調整等を、調整信号（外部からの信号）に基づいて実行可能であるようにしてもよい。すなわち、過電圧検出レベルを調整するための情報として、出力電圧Ｖoutの状況と調整信号との双方を、同時に重複して採用することも可能である。 In addition to the above, for example, the overvoltage detection level is always set based on the output voltage, while fine adjustment of the setting can be performed based on the adjustment signal (signal from the outside). You may do it. That is, both the status of the output voltage Vout and the adjustment signal can be simultaneously used as information for adjusting the overvoltage detection level.
［まとめ］
以上までに説明した通り、本発明の各実施例は、電気的負荷であるＬＥＤに電力を供給するＬＥＤドライバ回路（電源回路）において、この負荷に出力される出力電圧Ｖoutが所定の過電圧検出レベルを超えないように制御する、過電圧保護回路１９を備えたものとなっている。また更に、この過電圧検出レベルを調整する調整手段（分圧比切替スイッチ２３など）を備えている。
[Summary]
As described above, in each of the embodiments of the present invention, in an LED driver circuit (power supply circuit) that supplies power to an LED that is an electrical load, the output voltage Vout output to the load is a predetermined overvoltage detection level. The
そのため、過電圧保護回路１９を備えていることにより、出力電圧Ｖoutが過剰となることを極力防止することが可能となっている。また更に、過電圧検出レベルを調整する調整手段を備えるようにしているから、負荷（ＬＥＤ）の種類に応じて適切な調整がなされるようにすることで、過電圧保護処理（出力電圧が、過剰とならないようにする処理）を適切に行わせることが可能となっている。
Therefore, by providing the
また過電圧保護回路１９は、出力電圧Ｖoutが入力され、この電圧を分圧して出力する分圧回路２２と、該分圧回路２２から出力された電圧に応じて、負荷への電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを切替える、電力制御回路（差動増幅器２４、ドライブ回路１３など）を備えている。また過電圧検出レベルを調整する調整手段は、分圧回路２２における分圧比の変更を通じて、調整を行うものとなっている。
The
そして特に実施例１では、出力電圧Ｖoutを検出する電圧検出部（出力電圧検知回路２１）を備え、この電圧検出部による検出結果に基づいて、過電圧検出レベルの調整を行うものとなっている。また実施例２では、外部から過電圧検出レベルを調整するための情報（調整信号）を取得する、情報取得部（入力端子Ｐ１〜Ｐ３など）を備え、この調整信号に基づいて、過電圧検出レベルの調整を行うものとなっている。 In particular, the first embodiment includes a voltage detection unit (output voltage detection circuit 21) that detects the output voltage Vout, and adjusts the overvoltage detection level based on the detection result of the voltage detection unit. In the second embodiment, an information acquisition unit (such as the input terminals P1 to P3) that acquires information (adjustment signal) for adjusting the overvoltage detection level from the outside is provided. Based on the adjustment signal, the overvoltage detection level is adjusted. Adjustments are to be made.
更に実施例３では、このような情報取得部と電圧検出部の双方を備え、情報取得部により取得された調整信号、および、電圧検出部による検出結果に基づいて、過電圧検出レベルの調整を行うものとなっている。 Further, the third embodiment includes both such an information acquisition unit and a voltage detection unit, and adjusts the overvoltage detection level based on the adjustment signal acquired by the information acquisition unit and the detection result by the voltage detection unit. It has become a thing.
以上のような構成のＬＥＤドライバ回路（電源回路）は、電子機器等に備えることが可能であり、このようにすることで、過電圧保護処理がより適切になされるものとなる。また以上までに、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 The LED driver circuit (power supply circuit) having the above configuration can be provided in an electronic device or the like. By doing so, overvoltage protection processing is more appropriately performed. Further, although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、ＬＥＤを発光させるＬＥＤドライバ等において有用である。 The present invention is useful in an LED driver that emits light from an LED.
１ 直流電源
２ 入力コンデンサ
３ コイル
４ ダイオード
５ 出力コンデンサ
６ 昇圧チョッパレギュレータＩＣ
７ ＬＥＤ群（電気的負荷）
１１ ＦＥＴ
１２ アンプ
１３ ドライブ回路
１４ 電流検出コンパレータ
１５ 発振回路
１６ エラーアンプ
１７ ＰＷＭコンパレータ
１８ ＯＮ／ＯＦＦ回路
１９ 過電圧保護回路
２０ ソフトスタート回路
２１ 出力電圧検知回路
２２ 分圧回路
２３ 分圧比切替スイッチ
２４ 差動増幅器
２５ 過電圧検知部
Ｒｏ 出力電流設定抵抗
Ｒ１、Ｒ４、Ｒ２１〜Ｒ２４ 抵抗素子
1
7 LED group (electrical load)
11 FET
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該負荷に出力される出力電圧が所定の過電圧検出レベルを超えないように制御する、過電圧保護回路と、
該過電圧検出レベルを調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする電源回路。 In a power supply circuit for supplying power to an LED as an electrical load,
An overvoltage protection circuit for controlling the output voltage output to the load so as not to exceed a predetermined overvoltage detection level;
Adjusting means for adjusting the overvoltage detection level;
A power supply circuit comprising:
前記出力電圧が入力され、該電圧を分圧して出力する分圧回路と、
該分圧回路から出力された電圧に応じて、前記電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを切替える、電力制御回路と、を備え、
前記調整手段は、
前記分圧回路における分圧比の変更を通じて、前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。 The overvoltage protection circuit is:
A voltage dividing circuit that receives the output voltage, divides the voltage, and outputs the divided voltage;
A power control circuit that switches ON / OFF of the power supply according to the voltage output from the voltage dividing circuit,
The adjusting means includes
The power supply circuit according to claim 1, wherein the adjustment is performed by changing a voltage dividing ratio in the voltage dividing circuit.
前記調整手段は、
前記情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。 An information acquisition unit for acquiring information for adjusting the overvoltage detection level from the outside,
The adjusting means includes
The power supply circuit according to claim 1, wherein the adjustment is performed based on the information acquired by the information acquisition unit.
前記調整手段は、
前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。 A voltage detection unit for detecting the output voltage;
The adjusting means includes
The power supply circuit according to claim 1, wherein the adjustment is performed based on a detection result by the voltage detection unit.
前記出力電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
前記調整手段は、
前記情報取得部により取得された前記情報、および前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記調整を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。 An information acquisition unit for acquiring information for adjusting the overvoltage detection level from outside;
A voltage detection unit for detecting the output voltage,
The adjusting means includes
The power supply circuit according to claim 1, wherein the adjustment is performed based on the information acquired by the information acquisition unit and a detection result by the voltage detection unit.
該検出結果に応じた信号を外部に出力する信号出力部と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電源回路。 An overvoltage detector that detects whether the output voltage exceeds an overvoltage detection level; and
A signal output unit for outputting a signal according to the detection result to the outside;
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
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