(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
該コイルと直列に電源電圧点とグランド間に接続され、スイッチング信号によってスイッチングされるスイッチ手段と、
前記コイルと前記スイッチ手段との直列接続点の電圧を整流平滑して出力電圧を出力するための整流平滑回路と、
前記出力電圧に基づいて検出された第１検出電圧と第１基準電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するための前記スイッチング信号を発生する制御回路と、
前記直列接続点の電圧に応じた第２検出電圧を検出し、この第２検出電圧と第２基準電圧とを比較し、前記第２検出電圧が前記第２基準電圧を上回るときに、前記制御回路の動作を停止させるための過電圧保護信号を発生する過電圧保護回路とを備えることを特徴とする、スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記直列接続点の電圧が入力され、その入力された電圧のピーク電圧に応じた前記第２検出電圧を出力するピーク検出回路を備えることを特徴とする、請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記ピーク検出回路からの前記第２検出電圧と前記第２基準電圧とを比較する比較器と、該比較器の出力によって前記過電圧保護信号を発生するラッチ回路を備えることを特徴とする、請求項２記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記出力電圧を分圧する抵抗分圧回路を有し、その抵抗分圧回路から前記第１検出電圧を発生させることを特徴とする、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記出力電圧が印加される表示手段と検出抵抗との直列接続回路を有し、その検出抵抗の降下電圧を前記第１検出電圧とすることを特徴とする、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記出力電圧が印加される主表示手段と、カレントミラー元となる主トランジスタと、主検出抵抗とがこの順序で直列に接続されている主直列接続回路と、
前記出力電圧が印加される副表示手段と、前記主トランジスタからのミラー電圧によって制御される副トランジスタと、副検出抵抗とがこの順序で直列に接続されている、少なくとも１つの副直列接続回路と、を有し、
前記主検出抵抗の降下電圧を前記第１検出電圧とすることを特徴とする、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記表示手段、前記主表示手段、前記副表示手段は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項５、６記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記第１基準電圧は、調光制御信号によって調整されることを特徴とする、請求項５乃至７記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
表示素子を備えた表示装置と、
コイルと、該コイルと直列に電源電圧点とグランド間に接続され、スイッチング信号によってスイッチングされるスイッチ手段と、前記コイルと前記スイッチ手段との直列接続点の電圧を整流平滑して出力電圧を出力するための整流平滑回路と、前記表示素子と直列接続される電圧降下手段を有し、その表示素子と電圧降下手段との直列接続回路に前記出力電圧が印加され、その電圧降下手段の降下電圧を第１検出電圧として発生する電圧検出回路と、前記第１検出電圧と第１基準電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するための前記スイッチング信号を発生する制御回路と、前記直列接続点の電圧に応じた第２検出電圧を検出し、この第２検出電圧と第２基準電圧とを比較し、前記第２検出電圧が前記第２基準電圧を上回るときに、前記制御回路の動作を停止させるための過電圧保護信号を発生する過電圧保護回路とを有するスイッチング電源装置と、を備えることを特徴とする、電子機器。
【請求項１０】
前記表示素子は発光ダイオードであることを特徴とする、請求項９記載の電子機器。
【請求項１１】
前記直列接続点の電圧が入力され、その入力された電圧のピーク電圧に応じた前記第２検出電圧を出力するピーク検出回路を備えることを特徴とする、請求項９、１０記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護機能を有するスイッチング電源装置、及びそのスイッチング電源装置を用いた表示装置付き電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルとスイッチ素子などを用いて、入力電源電圧をスイッチングして、所定の昇圧された出力電圧を出力するようにしたスイッチング電源装置が広く使用されている。
【０００３】
このスイッチング電源装置では、出力電圧を帰還して基準電圧と比較することにより、スイッチ素子のスイッチングのデューティ比や周波数などを制御して、出力電圧を所望値に調整する。また、その電圧制御のバックアップとして、出力電圧を監視しておき、その値が制限値を越えたときに異常状態であるとして、過電圧保護を行うようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−５０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のスイッチング電源装置では、出力電圧を帰還するための電圧検出回路が何らかの原因でオープン故障を発生した場合には、帰還電圧が零となる。帰還電圧が零となることにより、スイッチングの制御回路は出力電圧が不足であると判断して、出力電圧を上昇させるように動作する。この結果、出力電圧は、能力の最大限度まで上昇しようとする。
【０００５】
過電圧保護回路は、出力電圧が異常な高電圧になることを防止するために、出力電圧を監視しているが、この監視のための電圧が、出力電圧を帰還する電圧検出回路と兼用されている場合には、電圧検出回路のオープン故障時に発生する過電圧を検出できないから、過電圧保護を行うことができない。
【０００６】
これに対処するためには、過電圧保護のための電圧検出回路を、出力電圧を帰還する電圧検出回路とは別に、設ける必要がある。この場合には、スイッチング電源装置のスイッチング制御用ＩＣに、過電圧保護のための新たな端子を設ける必要があるから、スイッチング制御用ＩＣの小型化への要求に応えることができなくなる可能性が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、スイッチング電源装置の構成要素の接続がオープン状態になったり、回路に断線故障などが発生した場合には、過電圧検出を行うことができない。したがって、この場合にも、各構成要素やスイッチング制御用ＩＣに過電圧が印加されることとなり、過電圧保護を行えないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、過電圧保護機能を有するスイッチング電源装置において、スイッチング制御用ＩＣに、過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、従来方式では保護できなかった箇所での故障による過電圧保護をも行うことができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、電源装置として、スイッチング制御用ＩＣに過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、従来方式では保護できなかった箇所での故障による過電圧保護をも行うことができるスイッチング電源装置を用いた表示装置付き電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のスイッチング電源装置は、コイルと、
該コイルと直列に電源電圧点とグランド間に接続され、スイッチング信号によってスイッチングされるスイッチ手段と、
前記コイルと前記スイッチ手段との直列接続点の電圧を整流平滑して出力電圧を出力するための整流平滑回路と、
前記出力電圧に基づいて検出された第１検出電圧と第１基準電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するための前記スイッチング信号を発生する制御回路と、
前記直列接続点の電圧に応じた第２検出電圧を検出し、この第２検出電圧と第２基準電圧とを比較し、前記第２検出電圧が前記第２基準電圧を上回るときに、前記制御回路の動作を停止させるための過電圧保護信号を発生する過電圧保護回路とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２のスイッチング電源装置は、請求項１記載のスイッチング電源装置において、
前記直列接続点の電圧が入力され、その入力された電圧のピーク電圧に応じた前記第２検出電圧を出力するピーク検出回路を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３のスイッチング電源装置は、請求項２記載のスイッチング電源装置において、
前記ピーク検出回路からの前記第２検出電圧と前記第２基準電圧とを比較する比較器と、該比較器の出力によって前記過電圧保護信号を発生するラッチ回路を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４のスイッチング電源装置は、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置において、前記出力電圧を分圧する抵抗分圧回路を有し、その抵抗分圧回路から前記第１検出電圧を発生させることを特徴とする。
【００１４】
請求項５のスイッチング電源装置は、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置において、前記出力電圧が印加される表示手段と検出抵抗との直列接続回路を有し、その検出抵抗の降下電圧を前記第１検出電圧とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６のスイッチング電源装置は、請求項１乃至３記載のスイッチング電源装置において、前記出力電圧が印加される主表示手段と、カレントミラー元となる主トランジスタと、主検出抵抗とがこの順序で直列に接続されている主直列接続回路と、
前記出力電圧が印加される副表示手段と、前記主トランジスタからのミラー電圧によって制御される副トランジスタと、副検出抵抗とがこの順序で直列に接続されている、少なくとも１つの副直列接続回路と、を有し、
前記主検出抵抗の降下電圧を前記第１検出電圧とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項７のスイッチング電源装置は、請求項５、６記載のスイッチング電源装置において、前記表示手段、前記主表示手段、前記副表示手段は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオードを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項８のスイッチング電源装置は、請求項５乃至７記載のスイッチング電源装置において、前記第１基準電圧は、調光制御信号によって調整されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の電子機器は、表示素子を備えた表示装置と、
コイルと、該コイルと直列に電源電圧点とグランド間に接続され、スイッチング信号によってスイッチングされるスイッチ手段と、前記コイルと前記スイッチ手段との直列接続点の電圧を整流平滑して出力電圧を出力するための整流平滑回路と、前記表示素子と直列接続される電圧降下手段を有し、その表示素子と電圧降下手段との直列接続回路に前記出力電圧が印加され、その電圧降下手段の降下電圧を第１検出電圧として発生する電圧検出回路と、前記第１検出電圧と第１基準電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するための前記スイッチング信号を発生する制御回路と、前記直列接続点の電圧に応じた第２検出電圧を検出し、この第２検出電圧と第２基準電圧とを比較し、前記第２検出電圧が前記第２基準電圧を上回るときに、前記制御回路の動作を停止させるための過電圧保護信号を発生する過電圧保護回路とを有するスイッチング電源装置と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の電子機器は、請求項９記載の電子機器において、前記表示素子は発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の電子機器は、請求項９、１０記載の電子機器において、前記直列接続点の電圧が入力され、その入力された電圧のピーク電圧に応じた前記第２検出電圧を出力するピーク検出回路を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、過電圧保護機能を有するスイッチング電源装置において、コイルとスイッチ手段との直列接続点のピーク電圧を過電圧保護の第２検出電圧とするから、スイッチング制御用ＩＣに過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、故障個所に依らずに、確実に過電圧保護を行うことができる。
【００２２】
また、負荷としての発光ダイオードなどの表示素子と、抵抗などの電圧降下手段との直列接続回路に出力電圧を印加し、その電圧降下手段の降下電圧を電圧制御のための第１検出電圧として用いるから、負荷である表示素子に所定の電流を流すことができる。
【００２３】
また、表示装置とスイッチング電源装置を有する電子機器において、そのスイッチング電源装置のコイルとスイッチ手段との直列接続点のピーク電圧を過電圧保護の第２検出電圧とすることにより、スイッチング制御用ＩＣに過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、故障個所に依らずに、確実に過電圧保護を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器の実施例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器の構成を示す図である。図２は、基準電圧発生回路の構成例を示す図である。図３は、過電圧を検出するためのピークホールド回路の構成例を示す図である。また、図４は、負荷である発光ダイオードの電流−電圧特性例を示す図である。
【００２５】
図１において、スイッチング電源装置２０は、入力される電源電圧Ｖｃｃ（例えば、３．６Ｖ）を昇圧して、昇圧された出力電圧Ｖｏを出力する昇圧型の電源装置であり、その制御を行うためのスイッチング制御用ＩＣ１０を有している。また、表示装置３０は、スイッチング電源装置２０の負荷として動作する表示素子群、この例では直列接続されている発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４、を有している。この表示装置３０は、例えば液晶表示装置であり、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４はそのバックライト用光源である。図１では４個の直列の例を示しているが、異なった数の直列接続、並列接続、或いは直並列接続など、その必要とされる発光エリアや発光量などに応じて、その組み合わせは種々の形態がある。なお、表示素子群である発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を、スイッチング電源装置に一体に設けてもよい。この場合には、スイッチング電源部と表示部とを備えるから、スイッチング電源装置を表示装置と言い換えても良い。
【００２６】
電源電圧Ｖｃｃとグランド間にコイルＬｏとＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下、ＮＰＮトランジスタ）であるスイッチＱ１が直列に接続される。スイッチＱ１は、ＩＣ１０に設けられているから、コイルＬ１とスイッチＱ１の直列接続点がスイッチ端子Ｐｓとなる。その直列接続点Ｐｓから、整流用ダイオードＤｏと平滑用コンデンサＣｏとにより、直列接続点Ｐｓの電圧Ｖｓｗが整流し平滑されて、出力電圧Ｖｏとして出力される。スイッチＱ１は、他のバイポーラトランジスタでも良く、またＭＯＳトランジスタでも良い。整流用ダイオードＤｏは、順方向電圧降下の小さいショットキー・バリア・ダイオードが好適である。なお、電圧は、特に断らない場合には、グランドに対する電位である。
【００２７】
出力電圧Ｖｏ点とグランドとの間に、表示装置３０の表示素子である発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４と、電流検出手段である検出抵抗Ｒ２１とが直列に接続される。発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は流れる電流で動作点が決まる負荷であり、この発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４には設定された所定の駆動電流Ｉｏが流れる。そして、検出抵抗Ｒ２１の降下電圧が第１検出電圧Ｖｄｅｔ１となる。この第１検出電圧Ｖｄｅｔ１は、ＩＣ１０のフィードバック端子Ｐｆｂを介してＩＣ１０に取り込まれる。なお、ＩＣ１０にグランド端子Ｐｇｎｄを設けている。
【００２８】
これらコイルＬｏ、整流用ダイオードＤｏ、平滑用コンデンサＣｏ、検出抵抗Ｒ２１等が、ＩＣ１０とともに、スイッチング電源装置２０の基板に設けられる。そして、スイッチング電源装置２０や表示装置３０が組み込まれて、携帯電話機などの電子機器として構成される。
【００２９】
ＩＣ１０において、誤差増幅器１１は、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１と、第１基準電圧発生回路１２で発生された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とが入力され、その２入力の差に応じた誤差電圧Ｖｆｂを出力する。
【００３０】
第１基準電圧発生回路１２は、図２に示されるように、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路１２−１を有しており、ディジタルの調光制御信号Ｌｓｉｇに応じた電圧値の第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を発生する。この調光制御信号Ｌｓｉｇを調整することによって、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１、即ち発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に流れる駆動電流Ｉｏを変化させて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の発光量を調整する。これにより、表示装置３０としての輝度をコントロールする。
【００３１】
発振器１３は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行うために、三角波信号（鋸歯状波信号を含む）ＣＴを発生する。この三角波信号ＣＴの周波数は、例えば、１．３ＭＨｚ程度の高周波数である。ＰＷＭ比較器１４は、三角波信号ＣＴと誤差電圧Ｖｆｂとを比較し、誤差電圧Ｖｆｂが大きくなるほどデューティ比が大きくなるパルス幅変調信号Ｐｗｍを発生する。
【００３２】
このパルス幅変調信号Ｐｗｍは、プリドライバー１５を介して、スイッチＱ１へ制御信号として供給される。
【００３３】
また、ＩＣ１０において、直列接続点Ｐｓの電圧Ｖｓｗのピーク値に応じた第２検出電圧Ｖｄｅｔ２を、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及びピークホールド回路１６等から構成されるピーク検出回路により検出する。
【００３４】
ピークホールド回路１６は、図３に示されるように、電源電圧Ｖｃｃとグランド間にＮＰＮトランジスタ４１と、コンデンサ４２、抵抗４３の並列回路とを直列に接続し、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２による分圧電圧をＮＰＮトランジスタ４１のベースに供給し、コンデンサ４２の充電電圧を、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２として出力する。
【００３５】
電圧比較器１８は、第２基準電圧発生回路１７の第２基準電圧Ｖｒｅｆ２と第２検出電圧Ｖｄｅｔ２とを比較し、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を上回るときに、比較出力を発生し、セット信号としてラッチ回路１９に供給する。
【００３６】
ラッチ回路１９は、セット端子Ｓにセット信号が供給されたときに動作して、過電圧保護信号ＯＶＰを発生し、電源装置２０としての昇圧動作を停止させる。この例では、過電圧保護信号ＯＶＰにより誤差増幅器１１、ＰＷＭ比較器１４、プリドライバー１５の動作を停止して、電源装置２０としての昇圧動作を停止しているが、勿論これに限るものではない。ラッチ回路１９は、リセット端子Ｒにリセット信号が供給されたときに、そのラッチ状態を解除して、過電圧保護信号ＯＶＰの発生を止める。
【００３７】
図４は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に用いられる白色発光ダイオードの電流Ｉｆ−電圧Ｖｆ特性の例である。この図４は、横軸が対数表示の電流Ｉｆであり、縦軸が電圧Ｖｆである。この発光ダイオードＬＥＤは、電流Ｉｆが２０ｍＡ（図中Ａ点）〜１．５ｍＡ（図中Ｂ点）の範囲で発光する。この電流Ｉｆを変化させることにより、その電流Ｉｆの大きさに応じて発光ダイオードＬＥＤからの発光量が変化する。
【００３８】
電流Ｉｆを１．５ｍＡ〜２０ｍＡで使用すると、同図中のＡ点、Ｂ点で示されるように、電流１．５ｍＡ、約電圧２．８Ｖ〜電流２０ｍＡ、約電圧３．４Ｖ、で動作する。しかし、各々の発光ダイオードＬＥＤの特性は一律でなく、同じ電流２０ｍＡでもその電圧は、例えば３．４Ｖ〜４．０Ｖ程度の範囲でばらつく。
【００３９】
したがって、出力電圧Ｖｏは、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４からの発光量によって、例えば１１Ｖ〜１６Ｖ程度の範囲で変化することになる。また、過電圧保護信号ＯＶＰは、出力電圧Ｖｏの正常範囲の電圧を考慮して、出力電圧Ｖｏが、例えば３０Ｖ程度のときに発生するように設定されることがよい。
【００４０】
このように構成された本発明の第１実施例に係るスイッチング電源装置の動作を説明する。
【００４１】
まず、表示装置３０の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に流す駆動電流Ｉｏ（例えば２０ｍＡ）に対応する第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を設定する。この第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は、その駆動電流Ｉｏと検出抵抗Ｒ２１の抵抗値との積になるようにその電圧値が設定される。また、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２は、スイッチ端子Ｐｓの電圧Ｖｓｗが例えば３０Ｖのときに分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧された電圧になるような電圧値に設定される。
【００４２】
スイッチング電源装置２０、ＩＣ１０に電源電圧Ｖｃｃが供給されると、誤差増幅器１１、発振器１３、ＰＷＭ比較器１４、プリドライバー１５によるＰＷＭ制御が開始され、スイッチＱ１がパルス幅変調信号Ｐｗｍによりスイッチングされる。これにより、スイッチ端子Ｐｓの電圧が整流用ダイオードＤｏ、平滑用コンデンサＣｏで整流平滑されて、出力電圧Ｖｏが徐々に立ち上がる。出力電圧Ｖｏの上昇に応じて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に流れる駆動電流Ｉｏが所定値（ここでは、２０ｍＡ）まで大きくなると、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とほぼ等しくなり、安定動作状態になる。この安定動作状態では、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は所定の発光量で発光している。
【００４３】
もし、表示装置３０がスイッチング電源装置２０に正常に接続されていなかったり、又その間の配線が断線している場合には、図１中に故障点Ｆ１で示すように、オープン故障が発生してしまう。この場合には、ＰＷＭ制御が開始されても駆動電流Ｉｏは流れないから、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は発光しないし、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１は零のままである。したがって、誤差電圧Ｖｆｂは大きいままであり、スイッチＱ１は出力電圧Ｖｏを上昇させるように動作するから、出力電圧Ｖｏは能力の最大限度まで上昇しようとする。
【００４４】
この場合、従来のように、過電圧保護回路のための出力電圧の監視が、出力電圧Ｖｏを帰還する検出抵抗Ｒ２１と兼用されている場合には、故障点Ｆ１のオープン故障時に発生する過電圧を検出できないから、過電圧保護を行うことができない。又、これに対処するように、過電圧保護のための電圧検出回路を、出力電圧を帰還する電圧検出回路とは別に設ける場合には、スイッチング電源装置のスイッチング制御用ＩＣに、過電圧保護のための新たな端子を設ける必要がある。
【００４５】
しかし、本発明では、故障点Ｆ１等でのオープン故障時に発生する過電圧を、スイッチ端子Ｐｓにおける電圧Ｖｓｗによって監視している。電圧Ｖｓｗは、スイッチＱ１がオフしているときには、出力電圧Ｖｏに整流用ダイオードＤｏの順方向降下電圧Ｖｆを加算した電圧になる一方、スイッチＱ１がオンしているときには実質的に零になる。したがって、電圧Ｖｓｗは、パルス幅変調信号Ｐｗｍの周波数（例、１．３ＭＨｚ）で断続されている高周波の波形になる。
【００４６】
この電圧Ｖｓｗが分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧された電圧を、ピークホールド回路１６でピークホールドしてピーク値を検出して、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２を得る。所定の過電圧保護電圧（例、３０Ｖ）になって、この第２検出電圧Ｖｄｅｔ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を上回ると、電圧比較器１８が動作してラッチ回路１９から過電圧保護信号ＯＶＰが発生され、スイッチＱ１のスイッチング動作を停止して、過電圧保護を行う。
【００４７】
この過電圧保護は、ＰＷＭ制御が開始されて出力電圧Ｖｏが徐々に立ち上がる場合にも、又、出力電圧Ｖｏが立ち上がって定常動作中の場合にも、故障点Ｆ１等でのオープン故障時に発生する過電圧に対して、同様に動作する。
【００４８】
このように、スイッチング制御用ＩＣ１０に、過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、故障点Ｆ１などの箇所でのオープン故障による過電圧保護を行うことができる。
【００４９】
また、本発明では、故障点Ｆ２のように整流用ダイオードＤｏのアノード側や、故障点Ｆ３のように整流用ダイオードＤｏのカソード側で、接続不良や断線などのオープン故障が発生した場合にも、過電圧保護を行うことが出来る。
【００５０】
この場合には、電圧Ｖｓｗは、出力電圧Ｖｏに関係しないので、スイッチＱ１がオフしたときには、コイルＬｏの蓄積エネルギーにより高い過電圧（例、６０Ｖ）が発生する一方、スイッチＱ１がオンしているときには零になる。したがって、電圧Ｖｓｗは、パルス幅変調信号Ｐｗｍの周波数（例、１．３ＭＨｚ）で断続されている高周波の波形になる。
【００５１】
この場合にも、電圧Ｖｓｗに基づくピーク値を検出して、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２を得て、この第２検出電圧Ｖｄｅｔ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を上回時点で電圧比較器１８が動作してラッチ回路１９から過電圧保護信号ＯＶＰが発生され、スイッチＱ１のスイッチング動作を停止して、過電圧保護を行う。このオープン故障から、短時間（例、１００μｓ）で過電圧保護信号ＯＶＰが出力されるから、ＩＣ１０等の過電圧保護に支障はない。ただ、必要とすれば、電圧制限素子（例えば、ツェナーダイオード）等をスイッチ端子Ｐｓに接続するように設けて、電圧Ｖｓｗを制限しても良い。
【００５２】
このように、本発明では、スイッチング電源装置２０の整流用ダイオードＤｏ等の構成要素の接続がオープン状態になったり、その回路に断線故障などが発生した場合にも、スイッチング電源装置２０のコイルＬｏとスイッチＱ１との直列接続点Ｐｓの電圧Ｖｓｗを過電圧保護の第２検出電圧Ｖｄｅｔとすることにより、スイッチング制御用ＩＣ１０に過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、故障個所に依らずに、確実に過電圧保護を行うことができる。
【００５３】
図５は、本発明の第２実施例に係るスイッチング電源装置の構成を示す図である。この第２実施例のスイッチング電源装置２０Ａでは、図１の負荷である表示装置３０に代えて、スイッチングＩＣ１０Ａの内部に検出抵抗Ｒ２２を設けている。この検出抵抗Ｒ２２と検出抵抗Ｒ２１とで、フィードバック端子Ｐｆｂの出力電圧Ｖｏを分圧して、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１を得ている。その他の点は、図１と同様である。
【００５４】
このスイッチング電源装置２０Ａでは、第１基準電圧発生回路１２で設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に応じた所定電圧の出力電圧Ｖｏが出力される。したがって、スイッチング電源装置２０Ａは、定電圧電源装置として、動作する。
【００５５】
この図５のスイッチング電源装置２０Ａにおいても、故障点Ｆ１や故障点Ｆ２等のオープン故障に対しては、図１の第１実施例のものと、同様に過電圧保護動作を行う。
【００５６】
図６は、本発明の第３実施例に係るスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器の構成を示す図である。この第３実施例は、表示装置３０Ａの表示素子である発光ダイオードＬＥＤが、多数個（この例では、８個）である場合に好適な構成例を示すものである。
【００５７】
図６において、表示装置３０Ａでは、主表示手段である発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４と直列に、コレクタとベースが接続されたＮＰＮトランジスタ３１が設けられており、また、副表示手段である発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８と直列にＮＰＮトランジスタ３２が設けられている。カレントミラー回路を構成するように、ＮＰＮトランジスタ３１のベースとＮＰＮトランジスタ３２のベースが接続されている。ＮＰＮトランジスタ３１のエミッタがスイッチング電源装置２０Ｂ内の検出抵抗Ｒ２１に接続され、ＮＰＮトランジスタ３２のエミッタが同様に検出抵抗Ｒ２１Ａに接続されている。ＮＰＮトランジスタ３１がカレントミラー元となる主トランジスタであり、ＮＰＮトランジスタ３２が主トランジスタからのミラー電圧によって制御されるカレントミラー先となる副トランジスタである。
【００５８】
図６では、検出抵抗Ｒ２１の降下電圧、即ち第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に等しくなるように出力電圧Ｖｏが制御されるから、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４及びＮＰＮトランジスタ３１には、所定の駆動電流Ｉｏが流れる。ＮＰＮトランジスタ３１とＮＰＮトランジスタ３２とは、カレントミラー構成に接続されているから、検出抵抗Ｒ２１Ａが検出抵抗Ｒ２１と同じ抵抗値であれば、発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８及びＮＰＮトランジスタ３２にも、同じ駆動電流Ｉｏが流れる。したがって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４及び発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８は、同様の光量で発光する。
【００５９】
このように表示装置３０Ａを構成することにより、スイッチング電源装置２０Ｂの昇圧可能な出力電圧Ｖｏに制限を受けることなく、表示装置３０Ａに多数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ８を設けて、同じ条件でその発光量を制御することができる。
【００６０】
また、ＮＰＮトランジスタ３１とＮＰＮトランジスタ３２とのカレントミラー比や検出抵抗Ｒ２１と検出抵抗Ｒ２１Ａとの抵抗比を異なった値にすることによって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に流れる電流と発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８に流れる電流とを、任意の比率で異ならせることができる。したがって、発光ダイオード群（発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４、及び発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８）毎に、その発光量を必要に応じて所定の比率に制御することができる。
【００６１】
なお、カレントミラー接続される回路を、発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８とＮＰＮトランジスタ３２と同じように増設することにより、さらに多数の発光ダイオードの発光を制御するようにもできる。
【００６２】
なお、図６では、発光ダイオードＬＥＤ５〜ＬＥＤ８の個数を、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４と同数としているが、必要に応じてそれより少ない個数としてもよい。
【００６３】
この図６のスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器において、故障点Ｆ１や故障点Ｆ２等のオープン故障に対する過電圧保護動作を含めて、図１の第１実施例のものと同様に動作を行う。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施例に係るスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器の構成を示す図
【図２】基準電圧発生回路の構成例を示す図
【図３】過電圧を検出するためのピークホールド回路の構成例を示す図
【図４】発光ダイオードの電流−電圧特性例を示す図
【図５】第２実施例に係るスイッチング電源装置の構成を示す図
【図６】第３実施例に係るスイッチング電源装置及びそれを用いた表示装置付き電子機器の構成を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１０、１０Ａ  スイッチング制御用ＩＣ
Ｑ１  スイッチ
１１  誤差増幅器
１２  第１基準電圧発生回路
１３  発振器
１４  ＰＷＭ比較器
１５  プリドライバー
１６  ピークホールド回路
１７  第２基準電圧発生回路
１８  電圧比較器
１９  ラッチ回路
２０、２０Ａ、２０Ｂ  スイッチング電源装置
Ｌｏ  コイル
Ｄｏ  整流用ダイオード
Ｃｏ  平滑用コンデンサ
Ｒ２１、Ｒ２１Ａ、Ｒ２２  検出抵抗
３０、３０Ａ  表示装置
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４、ＬＥＤ５〜ＬＥＤ８  発光ダイオード
３１、３２  ＮＰＮトランジスタ
Ｖｃｃ  電源電圧
Ｖｏ  出力電圧
Ｉｏ  駆動電流
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３  故障点
Ｐｓ  スイッチ端子（直列接続点）
Ｐｆｂ  フィードバック端子
Ｖｒｅｆ１  第１基準電圧
Ｖｄｅｔ１  第１検出電圧
Ｖｆｂ  誤差電圧
ＣＴ  三角波信号
Ｖｒｅｆ２  第２基準電圧
Ｖｄｅｔ２  第２検出電圧
ＯＶＰ  過電圧保護信号
【要約】
【課題】過電圧保護機能を有するスイッチング電源装置において、スイッチング制御用ＩＣに、過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、かつ、従来方式では保護できなかった箇所での故障による過電圧保護をも行うことができるスイッチング電源装置を提供すること。
【解決手段】スイッチング電源装置２０のコイルＬｏとスイッチＱ１との直列接続点Ｐｓの電圧Ｖｓｗをピーク検出して過電圧保護の第２検出電圧Ｖｄｅｔとする。これにより、スイッチング制御用ＩＣ１０に過電圧保護のための新たな端子を設けることなく、帰還回路や整流用ダイオードＤｏ等の構成要素の接続がオープン状態になったときに、確実に過電圧保護を行う。
【選択図】      図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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