JP5470150B2 - スイッチング電源の制御回路、制御方法およびそれらを用いた発光装置および電子機器 - Google Patents
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Description
スイッチング電源1004の負荷電流(出力電流)Ioutは、LED電流の合計である。LEDストリング1006をPWM駆動すると、負荷電流Ioutがスイッチングすることになる。負荷電流Ioutの急峻な変化は、インダクタL1に流れるコイル電流IL1の急峻な変化を意味し、これはコイルの音響的なノイズ(音鳴りともいう)の原因となる。このノイズは可聴帯域であるため、電子機器のユーザに不快感を与える。なお、この認識を本発明の分野における共通の一般知識の範囲として捉えてはならない。さらに言えば、上記検討自体が、本出願人がはじめて想到したものである。
この場合、パルス状の放電電流によってソフトオフ用キャパシタを放電できるため、制御信号のデューティ比に応じて、時定数を調節できる。また、スイッチングトランジスタM1のオン、オフの1サイクルごとに、デューティ比を低下させることができる。
この場合、第1スイッチ、第2スイッチがオフする消灯期間において、フィードバック端子がハイインピーダンスとなり、フィードバック端子の電圧が保持される。したがって次に点灯期間に遷移したときには、前回の点灯期間におけるフィードバック端子の電圧を始点として、フィードバック制御を再開できるため、フィードバックが安定するまでの時間を短縮できる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
パルス変調器19は、誤差増幅器22、パルス生成部(パルス幅変調器)20、フィードバック端子(FB端子)、ソフトオフ回路40、第1スイッチSW10a、第2スイッチSW10bを備える。
パルス幅変調器20は、オシレータ24、PWMコンパレータ26を含む。オシレータ24は、三角波もしくはのこぎり波の周期電圧Voscを生成する。またオシレータ24は、周期電圧Voscと同期した制御クロック信号CLKを出力する。制御クロック信号CLKのハイレベル(ローレベル)時間は調節可能であることが好ましい。
続いて発光装置3の動作を説明する。図3は、図2の発光装置3の動作を示す波形図である。図3は上から順に、制御信号PWM、フィードバック電圧VFB(一点鎖線)およびパルス変調器19の入力電圧VFB’(実線)、パルス信号Spwm(実線)、出力電圧Vout、コイル電流IL1(実線)を示す。本明細書における波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。
以上が発光装置3の動作である。
Claims (9)
- 間欠駆動される発光素子の一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源の制御回路であって、
前記発光素子の点灯期間において、前記スイッチング電源の出力電圧に応じた検出電圧が所定の基準電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号にもとづき、前記スイッチング電源のスイッチング素子を駆動するドライバと、
を備え、
前記パルス変調器は、前記発光素子の点灯期間から消灯期間に遷移すると、前記パルス信号のデューティ比を時間とともに低下させることを特徴とする制御回路。 - 前記パルス変調器は、
位相補償用キャパシタおよび位相補償用抵抗を接続するためのフィードバック端子と、
前記発光素子の点灯期間において、前記検出電圧と前記基準電圧の誤差に応じた電流を生成し、前記フィードバック端子に供給する誤差増幅器と、
前記フィードバック端子に生ずる電圧を受け、それに応じたデューティ比を有する前記パルス信号を生成するパルス生成部と、
前記発光素子の点灯期間から消灯期間に遷移すると、前記パルス信号のデューティ比が低下するように、前記パルス生成部へ入力される電圧を変化させるソフトオフ回路と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 前記ソフトオフ回路は、
前記パルス生成部の入力端子と固定電圧端子の間に設けられ、点灯期間において前記フィードバック端子の電圧によって充電されるソフトオフ用キャパシタと、
消灯期間において前記ソフトオフ用キャパシタを放電する放電回路と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の制御回路。 - 前記放電回路は、前記パルス信号と同じ周波数の制御信号によってオン、オフされる電流を発生することを特徴とする請求項3に記載の制御回路。
- 前記パルス変調器は、
前記誤差増幅器の出力端子と前記フィードバック端子の間に設けられ、点灯期間にオン、消灯期間にオフする第1スイッチと、
前記パルス生成部の入力端子と前記フィードバック端子の間に設けられ、点灯期間にオン、消灯期間にオフする第2スイッチと、
をさらに含むことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の制御回路。 - 前記スイッチング電源の出力電圧に応じた検出電圧は、前記発光素子の他端に生ずる電圧であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の制御回路。
- 発光素子と、
前記発光素子の一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源と、
前記発光素子の他端に接続され、目標輝度に応じた間欠的な駆動電流を供給する電流駆動回路と、
を備え、前記スイッチング電源は、
スイッチング素子を含む出力回路と、
前記スイッチング素子を駆動する請求項1から6のいずれかに記載の制御回路と、
を含むことを特徴とする発光装置。 - 液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライトとして設けられた請求項7に記載の発光装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 間欠駆動される発光素子の一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源の制御方法であって、
前記発光素子の点灯期間において、前記スイッチング電源の出力電圧に応じた検出電圧が所定の基準電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するステップと、
前記パルス信号にもとづき、前記スイッチング電源のスイッチング素子を駆動するステップと、
前記発光素子の点灯期間から消灯期間に遷移すると、前記パルス信号のデューティ比を時間とともに低下させるステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
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