(57)【要約】【課題】  並列接続されたＬＥＤ点灯回路の駆動電流のばらつきを無くする。【解決手段】  出力電圧の変動を検出し基準値と比較し、比較結果に応じて入力電圧を制御し、出力電圧を一定電圧に保持する電源回路と、電源回路の出力電圧と基準電位間に並列接続された第１と第２のＬＥＤと、第１のＬＥＤを駆動する第１の電流駆動回路と、第２のＬＥＤを第１の電流駆動回路の駆動電流に応じた電流で駆動する第２の電流駆動回路とを有し、第１と第２のＬＥＤに流れる電流のばらつきを無くすると共に出力電圧の電圧を下げ、消費電力を削減する。【選択図】図１
2006303214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧の変動を検出し基準値と比較し、比較結果に応じて入力電圧を制御し、前記出力電圧を一定電圧に保持する電源回路と、
前記電源回路の出力電圧と基準電位間に並列接続された第１と第２のＬＥＤと、
前記第１のＬＥＤを駆動する第１の電流駆動回路と、
前記第２のＬＥＤを前記第１の電流駆動回路の駆動電流に応じた電流で駆動する第２の電流駆動回路と
を有する
ＬＥＤ駆動装置。
【請求項２】
前記第１と第２の電流駆動回路はカレントミラー回路である
請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項３】
前記電源回路はシリーズレギュレータ回路である
請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項４】
前記電源回路はスイッチングレギュレータ回路である
請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項５】
出力電圧と基準電位間に並列接続された第１と第２のＬＥＤと、
前記第１のＬＥＤを駆動する第１の電流駆動回路と、
前記第２のＬＥＤを前記第１の電流駆動回路の駆動電流に応じた電流で駆動する第２の電流駆動回路と、
前記第１の電流駆動回路の出力電流を検出し、検出した値をレベル変換する変換回路と、
前記変換回路から出力される制御信号と基準値と比較し、比較結果に応じて入力電圧を制御し、前記出力電圧を一定電圧に保持する電源回路と
を有する
ＬＥＤ駆動装置。
【請求項６】
前記第１と第２の電流駆動回路はカレントミラー回路である
請求項５記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項７】
前記電源回路はシリーズレギュレータ回路である
請求項５記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項８】
前記電源回路はスイッチングレギュレータ回路である
請求項５記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項９】
前記検出した値は前記出力電流を電圧に変換した電圧である
請求項５記載のＬＥＤ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池などでＬＥＤを駆動する定電流駆動のＬＥＤ駆動装置に関し、特にＬＥＤを並列に複数個接続して駆動させるＬＥＤ駆動装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来例のシリーズレギュレータ（定電圧回路）を用いたＬＥＤ駆動装置１００を図９に示す。
図９（Ａ）に示すＬＥＤ駆動装置４００の回路構成について説明する。入力端子ＴｉｎとＧＮＤ（グランド）間にキャパシタＣ４０１が接続され、この入力端子ＴｉｎはさらにＰＮＰトランジスタ４０３のエミッタと抵抗Ｒ４０２，４０７の一方に端子にそれぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタ４０３のコレクタは抵抗Ｒ４０７の他方の端子と出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。
抵抗Ｒ４０２の他方の端子はＰＮＰトランジスタ４０３のベースとＮＰＮトランジスタ４０４のコレクタに接続されている。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗Ｒ４０８とバンドギャップダイオードＤ４０９が接続され、この接続点がＡｍｐ（アンプ）４０６の非反転入力端子に接続されている。また、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗Ｒ４１０と抵抗Ｒ４１１が接続され、抵抗Ｒ４１０と抵抗Ｒ４１１の共通接続点がＡｍｐ４０６の反転入力端子に接続されている。
Ａｍｐ４０６の出力端子はＮＰＮトランジスタ４０４のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ４０４のエミッタは抵抗Ｒ４０５を介してＧＮＤに接続されている。
【０００３】
図９（Ｂ）に図９（Ａ）に示した出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列接続された抵抗Ｒ４１０，Ｒ４１１を示していて、これはＡｍｐ４０６の反転入力端子に出力電圧を分圧して検出した電圧を供給している。
図９（Ｃ）は図９（Ｂ）に示した抵抗Ｒ４１０の代わりにＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（４１３）を接続した構成例を示している。
【０００４】
つぎに、図９（Ａ）と図９（Ｃ）を組み合わせた回路構成例の動作について説明する。いま出力端子Ｔｏｕｔの電圧が下がり、その結果ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（４１３）に流れる電流が減少したとする。すると抵抗Ｒ４１１で発生する電圧Ｅｓｉは下がり、その電圧ＥｓｉがＡｍｐ４０６の反転入力端子に供給される。一方、抵抗Ｒ４０８とバンドギャップダイオードＤ４０９の共通接続点から発生した基準電圧ＥｓがＡｍｐ４０６の非反転入力端子に供給されて、反転入力端子に供給される電圧Ｅｓｉと比較される。電圧Ｅｓｉが基準電圧Ｅｓより下がるとＡｍｐ４０６の出力端子の電圧は上昇し、この上昇した電圧がＮＰＮトランジスタ４０４のベースに供給される。
その結果、ＮＰＮトランジスタ４０４のエミッタ電流は増加しそれに伴いコレクタ電流も増加するから抵抗Ｒ４０２に流れる電流も増加し、抵抗Ｒ４０２の両端に発生する電圧差は大きくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ４０３のエミッタ−ベース間の電圧差が大きくなるから、このＰＮＰトランジスタ４０３のエミッタ電流とコレクタ電流は増加し、その増加した電流がキャパシタＣ４１２に蓄積され、電圧が上昇する。
一方、出力端子Ｔｏｕｔの電圧が上がり、その結果ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（４１３）に流れる電流が増加したとする。すると抵抗Ｒ４１１で発生する電圧Ｅｓｉは高くなり、その電圧ＥｓｉがＡｍｐ４０６の反転入力端子に供給される。電圧ＥｓｉはバンドギャップダイオードＤ４０９のカソード端子で発生する基準電圧Ｅｓと比較され、電圧Ｅｓｉが基準電圧Ｅｓより高いのでＡｍｐ４０６の出力端子の電圧は減少し、この減少した電圧がＮＰＮトランジスタ４０４のベースに供給される。
その結果、エミッタ電流は減少しそれに伴いコレクタ電流も減少するから抵抗Ｒ４０２に流れる電流も減少し、抵抗Ｒ４０２の両端に発生する電圧差は小さくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ４０３のエミッタ−ベース間の電圧差が小さくなるから、このＰＮＰトランジスタ４０３のエミッタ電流とコレクタ電流は減少し、キャパシタＣ４１２に蓄積された電流がＬＥＤ１・１〜ＬＥＤ・Ｎ（４１３）へ流れ、出力端子Ｔｏｕｔの電圧は減少し、出力電圧が一定になるように働く。
【０００５】
しかしながら、このＬＥＤ駆動装置４００において、定電流ＬＥＤ駆動回路の出力電圧はＬＥＤの点灯に必要な電圧＋基準電圧（１．０Ｖ以上）と無駄な電圧の昇圧が必要であり、定電流ＬＥＤ駆動装置への入力電流が増え消費電力が多くなる問題がある。
【０００６】
つぎに、従来例の他の昇圧型定電流駆動のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）点灯回路を図１０に示す。
特許文献２（特開２００３−１５２２２４号公報）にＤＣ／ＤＣコンバータを用いたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）点灯回路が開示されている。
このＬＥＤ点灯回路４５０は、電池４５３、ＬＥＤ昇圧駆動回路４５４、ＬＥＤ４５１、出力電圧制御回路４５８、電流検出回路４５９などで構成されている。
【０００７】
ＬＥＤ昇圧駆動回路４５４は昇圧のＤＣ／ＤＣコンバータ４６０とダイオード４６３、インダクタ４６２、キャパシタ４６４で構成されている。これ以外にチャージポンプ方式の昇圧回路もあるが、効率のよいＤＣ／ＤＣコンバータを用いる例が多い。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４６０の電圧の制御方法として、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の入力電圧を変化させ発振周波数を可変するものや、またＰＷＭ方式のパルス幅を可変するものがある。
電流検出回路４５９は、（電流）検出抵抗４５５、基準電圧源４５６、比較器４５７とで構成され、ＬＥＤ４５１に流れる電流を検出抵抗４５５で電圧に変換して比較器４５７の反転入力端子に供給している。一方、基準電圧源４５６から出力される基準電圧が比較器４５７の非反転入力端子に供給され、検出抵抗４５５で検出された電圧と比較され、その結果が出力される。
出力電圧制御回路４５８は、比較器４５７から出力された電圧に応じてＤＣ／ＤＣコンバータのＶＣＯの制御電圧を発生する。
【０００８】
つぎにこのＬＥＤ点灯回路４５０の動作について説明する。
検出抵抗４５５によりＬＥＤ４５１に流れる電流ＩＬＥＤが電圧に変換され比較器４５７に供給され、基準電圧源４５６で設定されて基準電圧と比較される。検出抵抗４５５から検出された電圧が基準電圧よりも電圧が低いと、比較器４５７の出力電圧が高くなり、その電圧を出力電圧制御回路４５８に供給する。すると、出力電圧制御回路４５８から出力された制御信号によりＤＣ／ＤＣコンバータ４１０のＶＣＯの入力電圧を変化させＬＥＤ昇圧駆動回路４５４の出力を上昇させる。
逆に、検出抵抗４５５から検出された電圧が基準電圧よりも電圧が高いと、比較器４５７の出力電圧が低くなり、その電圧を出力電圧制御回路４５８に供給する。すると、出力電圧制御回路４５８の制御電圧によりＶＣＯの入力電圧を変化させＬＥＤ昇圧駆動回路４５４の出力を下降させる。
この結果、ＬＥＤ４５１に流れる電流ＩＬＥＤが変化してもＬＥＤ昇圧駆動回路４５４の出力端子Ａの電圧は一定に保たれる。
また、このときのＬＥＤ４５１の駆動電圧はＬＥＤのＶｆ（順方向ダイオード接合電圧）の合計と検出抵抗４５５で発生する検出電圧を加算した値となる。
【０００９】
つぎに図１１に他の従来例であるＬＥＤを並列に接続したＬＥＤ点灯装置５００を示す。
ＬＥＤ点灯装置５００は、ＳＷ（スイッチング）レギュレータ基本ブロック５０１、キャパシタ５０２、インダクタ５０３、ダイオード５０４、キャパシタ５０５、ツェナーダイオード５０６、バイアス抵抗Ｒ５０７の電源回路と、ＰＮＰトランジスタ５０８、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５０９）、ＰＮＰトランジスタ５１１、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１３）、電流決定用の抵抗Ｒ５１４、抵抗５１０，５１２のＬＥＤ点灯ブロックなどで構成されている。
出力端子Ｔｏｕｔの電圧Ｅｏの変化に応じて抵抗５０７で発生する電圧が変動し、この変動した電圧がスイッチングレギュレータ基本ブロック５０１の端子Ｔ５３に供給される。スイッチングレギュレータ５０１は、端子Ｔ５３に供給される電圧が下がると内部ＳＷ（スイッチ）のＯＮ／ＯＦＦ期間が制御され、たとえばＳＷのＯＮ期間を長くして入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧にインダクタＬ５０３のエネルギーを重畳した値がダイオード５０４を介してキャパシタ５０５に蓄積される。その結果、出力電圧が上昇する。
一方、端子Ｔ５３に供給される電圧が上がると内部ＳＷのＯＮ期間を短くして、入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧がインダクタ５０３を介してＧＮＤに接続され、インダクタ５０３にエネルギーが蓄積される。そしてＳＷがＯＦＦのときインダクタに蓄積されたエネルギーをＤＣ電圧に重畳してキャパシタ５０５に供給する。このとき、ＰＮＰトランジスタ５０８，５１１がＯＮ動作状態であれば、キャパシタ５０５からＬＥＤ点灯ブロックに電流が出力され、出力電圧が低下する。これを繰り返して、出力電圧は一定値に収束する。
【００１０】
ＬＥＤ点灯ブロックにおいて、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５０９）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１３）は並列に接続され、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５０９）はＰＮＰトランジスタでＯＮ／ＯＦＦ制御され、またＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１３）はＰＮＰトランジスタ５１１でＯＮ／ＯＦＦ制御される。
ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５０９）に流れる電流は、
［数１］
ＩＬ（５０９）＝Ｅｓ／Ｒ５０７                      ・・・（１）
と表される。
一方、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１３）に流れる電流は、
［数２］
ＩＬ（５１３）＝（Ｅｏ−Ｖｃｅ−Ｎ＊Ｖｆ）／Ｒ５１４・・・（２）
と表される。
ここで、＊印は乗算記号を表し、ＶｃｅはＰＮＰトランジスタのＯＮ時のコレクタ−エミッタ飽和電圧またＶｆはＬＥＤの（ダイオード）順方向電圧とする。
式（１）と式（２）の分母の抵抗Ｒ５０７とＲ５１４は製造ばらつきにより設定値に差が生じ、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５０９）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１３）に流れる電流に差が生じる問題がある。またＬＥＤをさらに並列に接続した場合、２列以降のＬＥＤに流れる電流値は各抵抗（５１４）によりばらつきが発生し、これにより照度むらが発生し画面が見にくくなる。
【００１１】
図１２に、他のＬＥＤ点灯装置５００の回路構成を示す。スイッチングレギュレータ基本ブロック５５１を含む電源ブロックは図１１に示した構成と同じである。しかし、ＬＥＤを有するＬＥＤ点灯ブロックの回路構成が異なっている。
ＬＥＤ点灯ブロックは、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５５８）とＯＮ／ＯＦＦ制御する定電流回路５５９が直列接続されている。またこれと並列に、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間にＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５６０）とＯＮ／ＯＦＦ制御する定電流回路５６１が直列接続されている。
各定電流回路５５９，５６１がＯＮ時、所定の電流を流し、その結果各ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５５８）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５６１）に設定された電流が流れ、各ＬＥＤは発光する。
しかしながら、これらの定電流回路５５９，５６１は独立にＯＮ／ＯＦＦ制御され、かつＬＥＤと直列に接続されているため、出力電圧Ｅｏを高く設定する必要があり、また回路構成が複雑になる問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２３７７４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電源回路の出力に並列接続されたＬＥＤを点灯するため、各ＬＥＤに流れる電流のばらつきを抑え、電圧や温度変化に対して安定した動作をする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のＬＥＤ駆動装置は、出力電圧の変動を検出し基準値と比較し、比較結果に応じて入力電圧を制御し、前記出力電圧を一定電圧に保持する電源回路と、前記電源回路の出力電圧と基準電位間に並列接続された第１と第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤを駆動する第１の電流駆動回路と、前記第２のＬＥＤを前記第１の電流駆動回路の駆動電流に応じた電流で駆動する第２の電流駆動回路とを有する。
本発明のＬＥＤ駆動装置は、出力電圧と基準電位間に並列接続された第１と第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤを駆動する第１の電流駆動回路と、前記第２のＬＥＤを前記第１の電流駆動回路の駆動電流に応じた電流で駆動する第２の電流駆動回路と、前記第１の電流駆動回路の出力電流を検出し、検出した値をレベル変換する変換回路と、前記変換回路から出力される制御信号と基準値と比較し、比較結果に応じて入力電圧を制御し、前記出力電圧を一定電圧に保持する電源回路とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
定電圧電源回路やスイッチングレギュレータを用いたＬＥＤ駆動装置において、並列接続されたＬＥＤの電流を素子の製造ばらつきや温度変化による特性の変動などによらないで設定することができる。
また、ＬＥＤを点灯するためのバイアス抵抗の抵抗値を下げ、この抵抗の両端に発生する電圧を所定値以下し、ＬＥＤ駆動回路の消費電流を削減し、電池の消費時間を長くする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を用いて定電流型ＬＥＤ駆動装置１０の実施形態例について説明する。
図１に示す実施形態例であるＬＥＤ駆動装置１０は、レギュレータ回路１１、キャパシタ１２，１３、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３７；以後ＬＥＤ３７と記載する）、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３８；以後ＬＥＤ３８と記載する）ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３９；以後ＬＥＤ３９と記載する）とカレントミラー用ＰＮＰトランジスタ３４，３５，３６、抵抗３０で構成されている。
レギュレータ回路１１の一部は図９に示したＬＥＤ駆動装置４００と同じであるが、ＬＥＤに流れる電流を駆動する回路構成が異なっている。
入力端子ＴｉｎとＧＮＤ間にキャパシタ１２が接続され、この入力端子ＴｉｎはさらにＰＮＰトランジスタ１５のエミッタと抵抗１４，１９の一方に端子にそれぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタ１５のコレクタは抵抗１９の他方の端子と出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。
抵抗１４の他方の端子はＰＮＰトランジスタ１５のベースとＮＰＮトランジスタ１６のコレクタに接続されている。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗２０とバンドギャップダイオード２１が接続され、この共通接続点がＡｍｐ（アンプ）１８の非反転入力端子に接続されている。また出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間にキャパシタ１３が接続されている。
さらに、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間には、複数個のＬＥＤが点灯できるように構成されている。
すなわち、出力端子Ｔｏｕｔに抵抗３１の一端が接続され、他端がＰＮＰトランジスタ３４のエミッタに接続され、このＰＮＰトランジスタ３４のベースとコレクタは共通接続されかつＬＥＤ３７の一端に接続されている。ＬＥＤ（ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ）３７の他端はＡｍｐ１８の反転入力端子と抵抗３０の一端に接続され、抵抗３０の他端はＧＮＤに接続されている。
また抵抗３２の一端が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、他端はＰＮＰトランジスタ３５のエミッタに接続される。ＰＮＰトランジスタ３５のベースはＰＮＰトランジスタ３４のベースに接続され、コレクタはＬＥＤ（ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ）３８の一端に接続されている。ＬＥＤ３８の他端はＧＮＤに接続されている。
以下同様にＮ列繰り返し、ＬＥＤ（ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ）３９の接続構成において、抵抗３３の一端が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、他端はＰＮＰトランジスタ３６のエミッタに接続される。ＰＮＰトランジスタ３６のベースはＰＮＰトランジスタ３４のベースに接続され、コレクタはＬＥＤ３９の一端に接続されている。ＬＥＤ３９の他端はＧＮＤに接続されている。
ＬＥＤ３７と抵抗３０の共通接続点がＡｍｐ１８の反転入力端子に接続され、抵抗２０とバンドギャップダイオード２１の共通接続点がＡｍｐ１８の非反転入力端子に接続されている。
Ａｍｐ１８の出力端子はＮＰＮトランジスタ１６のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ１６のエミッタは抵抗１７を介してＧＮＤに接続されている。
【００１６】
つぎにＬＥＤ駆動装置１０の動作について説明する。
レギュレータ回路１１についての動作は図９に示したＬＥＤ駆動装置４００と同じであるので詳細な説明は省略する。
レギュレータ回路１１の出力端子Ｔｏｕｔの電圧が一定電圧に収束したとする。ＬＥＤ３７に流れる電流は、
［数３］
ＩＬ＝Ｅｓｉ／Ｒ３０                      ・・・（３）
と表される。
このとき、ＰＮＰトランジスタ３４のエミッタ−ベース（コレクタ）間の電圧と抵抗３１に発生する電圧を加算した電圧が基本バイアスとなり、ＰＮＰトランジスタ３５とＰＮＰトランジスタ３６のベースにそれぞれ供給され、各ＰＮＰトランジスタ３５，３６のエミッタに発生する電圧をそれぞれの抵抗３２，３３で割算した値がＬＥＤ３８とＬＥＤ３９に流れる電流となる。
すなわち、ＰＮＰトランジスタ３４をダイオード構成とし、このアノード（ベース、コレクタ）を並列接続されるＰＮＰトランジスタ３５，３６のベースに接続して、カレントミラー構成としている。
抵抗３２，３３の抵抗値を抵抗３１と同じ値にすると、ＰＮＰトランジスタ３４，３５，３６に流れる電流は同じ値となり、それぞれのＬＥＤを独立に抵抗など用いて電流を決定する必要はない。またＬＥＤに流れる電流を等しくする場合、抵抗は抵抗３０にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきが無く、各ＬＥＤ（３７，３８，３９）の発光量が揃い、表示装置の画面の照度むらは無くなる。
また、ＬＥＤ３８，３９の動作電流は１列のＬＥＤ３７の電流で決まる。２列以降のＬＥＤ３８，３９とＧＮＤ（グランド）間には１列のＬＥＤ３７に直列に接続されている抵抗３０に対応する抵抗が存在しないので、その抵抗３０で発生する電圧（量）だけ動作範囲が大きくなり、電圧動作に余裕がある。もし、ＬＥＤ３７，３８，３９がばらつき、たとえば１列のＬＥＤ３７のＮ（Ｎ個）Ｖｆが小さく、２列以降のＬＥＤ３８，３９のＮ（Ｎ個）Ｖｆが大きいと、抵抗３０で発生する分だけ動作範囲が大きいので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収できる。
さらに、１列のＬＥＤ・１（３７）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ（ダイオード）３４のエミッタ電位よりＶｆ低いが、２列以降のＬＥＤ・１（３８），ＬＥＤ・１（３９）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ３５，３６のエミッタ電位よりＶｃｅだけ低く、一般にトランジスタのＶｆがＶｃｅ（コレクタ−エミッタ電圧）より大きいので、その差分Ｖｆ−Ｖｃｅだけ２列以降のＬＥＤ３８，３９の動作範囲が大きくできるので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収することができる。
【００１７】
図２に本発明の他の実施形態例であるＬＥＤ駆動装置５０の構成図を示す。
レギュレータ回路１１の一部は図１に示したＬＥＤ駆動装置１０と同じであるが、ＬＥＤの電流を駆動する回路構成が異なっている。
ここでは、ＬＥＤ点灯ブロックについて述べ、レギュレータ回路１１の詳細な説明は省略する。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間には、複数個のＬＥＤが点灯できるように構成されている。出力端子ＴｏｕｔにＬＥＤ５１の一端が接続され、他端がＮＰＮトランジスタ５４のコレクタとベースに接続され、またＮＰＮトランジスタ５５，５６のベースにそれぞれ接続されている。
ＮＰＮトランジスタ５４のエミッタはＡｍｐ１８の反転入力端子と抵抗５７の一端に接続され、この抵抗５７の他端はＧＮＤに接続されている。
ＬＥＤ５２も同様に、一端がＴｏｕｔに接続され、他端がＮＰＮトランジスタ５５のコレクタに接続されている。またＮＰＮトランジスタ５５のエミッタは抵抗５８の一端に接続され、この抵抗５８の他端はＧＮＤに接続される。
さらにこれと同じ構成を繰り返し、Ｎ列に設けられたＬＥＤ５３も、一端がＴｏｕｔに接続され、他端がＮＰＮトランジスタ５６のコレクタに接続されている。またＮＰＮトランジスタ５６のエミッタは抵抗５９の一端に接続され、この抵抗５９の他端はＧＮＤに接続される。
【００１８】
つぎに、ＬＥＤ駆動装置５０の動作について説明する。レギュレータ回路１１の動作は図１と同じであるので詳細な説明は省略する。
出力端子Ｔｏｕｔの電圧が変動しても、帰還動作によりＡｍｐ１８の反転入力端子の電圧Ｅｓｉは非反転入力端子に入力される基準電圧Ｅｓと等しくなるように働き、その結果出力端子Ｔｏｕｔの電圧は設定値に保持される。
ＬＥＤ点灯ブロックのＮＰＮトランジスタ５４のエミッタ電位はＥｓｉ（＝Ｅｓ）であるから、式（３）と同様に、ＬＥＤ５１に流れる電流は、
［数４］
ＩＬ（ＬＥＤ５１）＝Ｅｓｉ／Ｒ５７                  ・・・（４）
と表される。
またＮＰＮトランジスタ５４，抵抗５７、ＮＰＮトランジスタ５５，抵抗５８、ＮＰＮトランジスタ５６，抵抗５９はカレントミラー回路を構成しているので、それぞれのＬＥＤ５２，５３に流れる電流は、抵抗５８，５９で決まり、もし抵抗５７の抵抗値と等しければ電流値はＩＬ（ＬＥＤ５１）と等しくなる。
このように、１列のＬＥＤ５１を構成する回路構成を用いて、並列に接続された他の列のＬＥＤ駆動回路の電流を設定できるようにしている。
【００１９】
したがって、抵抗Ｒ５８，Ｒ５９を抵抗Ｒ５７と等しくすると、各ＬＥＤに流す駆動電流は、抵抗５７で決定でき、同じ電流を流す場合、それぞれのＬＥＤを独立に抵抗など用いて電流を決定する必要はない。また、このとき抵抗５７にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきが無く、各ＬＥＤ（５１，５２，５３）の発光量が揃い、表示装置の画面の照度むらは無くなる。
またカレントミラーを構成するＮＰＮトランジスタ５４のアノード（ベース、コレクタ接続）電位はカソード（エミッタ）電位よりＶｆ（約０．７Ｖ）高く、一方ＮＰＮトランジスタ５５と５６のコレクタ電位はエミッタ電位よりＶｃｅだけ高い。その結果２列以降のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５２）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５３）がばらつきそのＮ（Ｎ個）Ｖｆが１列のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（５１）のＮ（Ｎ個）Ｖｆより大きくなったとき、トランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいため、２列以降のＬＥＤ５２，５３はＶｆ−Ｖｃｅ（ＶｆとＶｃｅの差分）だけ動作余裕がある。
【００２０】
図３に他の実施形態例であるスイッチングレギュレータ基本ブロック（回路）を用いたＬＥＤ駆動装置１００の回路構成を示す。
ＬＥＤ駆動装置１００は、スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１、インダクタ１１３、ダイオード１１４、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（１３７，１３８，１３９）と電流検出用抵抗１３０、カレントミラー回路を構成するＰＮＰトランジスタ１３４，１３５，１３６と抵抗１３１，１３２，１３３で構成されている。
スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１は、バイアス回路１０４、ＳＷ（スイッチ）１０５、抵抗１０６、バッファアンプ１０７、昇圧制御回路１０８、過電圧保護回路１０９、Ａｍｐ１１０、基準電圧発生回路１１１で構成されている。
バイアス回路１０４は入力端子Ｔｉｎから電源端子Ｔ２１を介して電源が供給され、スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１の各回路に電源を供給するための電圧を発生している。
ＳＷ１０５はバッファアンプ１０７の制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、インダクタ１１３の出力とＧＮＤ間をオープンまたはショートする働きをし、入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧を昇圧する。また、このＳＷ１０５として、一般に半導体素子が使用され、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタで構成される。
昇圧制御回路１０８はＡｍｐ１１０から出力された制御電圧に従い例えばパルス幅などを調整し、ＳＷ１０５をＯＮ／ＯＦＦするための制御電圧を出力する。またこれ以外に出力端子に接続されているたとえばＬＥＤなどの負荷インピーダンスが下がったとき、過電圧保護回路１０９から制御電圧により、ＳＷ１０５をＯＦＦ動作し、回路素子を保護するようにしている。
過電圧保護回路１０９は出力端子Ｔｏｕｔに接続されているＬＥＤなどの負荷インピーダンスが下がったとき制御信号を出力し、上述した昇圧制御回路１０８を介しＳＷ１０５をＯＦＦにして保護している。
Ａｍｐ１１０は基準電圧発生回路１１１から供給された基準電圧とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ１３７（以後ＬＥＤ１３７と記載する）に流れる電流量を検出して電圧に変換した値を比較する誤差検出用のＡｍｐである。この誤差すなわち基準電圧に対して増加、減少した電圧を次段の昇圧制御回路１０８に供給し、出力端子Ｔｏｕｔで発生する電圧を一定に保持するようにしている。
スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１の端子Ｔ２４はＬＥＤ１３７と抵抗１３０の共通接続点が接続されている。抵抗１３０は、出力電圧の変動に伴うＬＥＤに流れる電流を検出し、この検出された電流を電圧に変換して、Ａｍｐ１１０の反転入力端子に供給している。
【００２１】
インダクタ１１３は昇圧用として用いられ、ＳＷ１０５がＯＮ／ＯＦＦすることにより入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧（電流）をエネルギーとして蓄積し、ＳＷ１０５がＯＦＦのとき入力電圧に重畳して出力する。
このインダクタ１１３の飽和電流定格は、最大ピーク電流に対して十分余裕を持たせる必要があり、また電力変換効率を高めるため直流抵抗の値を小さいものを使用している。
ダイオード１１４は定格電流と逆方向耐圧が仕様規格に対して十分余裕を持たせる必要がある。また、電力変換効率を高めるため（ダイオードの）順方向電圧（Ｖｆ）が低く、かつスイッチングスピードが速いものが望ましい。たとえば、ショットキーダイオードなどが用いられる。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に接続された負荷回路（または素子）は、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（１３７，１３８，１３９）と電流検出用の抵抗１３０、カレントミラー回路で構成され、複数個のＬＥＤが点灯できるようにされている。
すなわち、出力端子Ｔｏｕｔに抵抗１３１の一端が接続され、他端がＰＮＰトランジスタ１３４のエミッタに接続され、このＰＮＰトランジスタ１３４のベースとコレクタは共通接続されかつＬＥＤ１３７の一端に接続されている。ＬＥＤ１３７の他端はＡｍｐ１１０の反転入力端子と抵抗１３０の一端に接続され、抵抗１３０の他端はＧＮＤに接続されている。
また抵抗１３２の一端が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、他端はＰＮＰトランジスタ１３５のエミッタに接続される。ＰＮＰトランジスタ１３５のベースはＰＮＰトランジスタ１３４のベースに接続され、コレクタはＬＥＤ１３８の一端に接続されている。ＬＥＤ１３８の他端はＧＮＤに接続されている。
以下同様にＮ列繰り返し、Ｎ列のＬＥＤ１３９の接続構成において、抵抗１３３の一端が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、他端はＰＮＰトランジスタ１３６のエミッタに接続される。ＰＮＰトランジスタ１３６のベースはＰＮＰトランジスタ１３４のベースに接続され、コレクタはＬＥＤ１３９の一端に接続されている。ＬＥＤ１３９の他端はＧＮＤに接続されている。
ＬＥＤ１３７と抵抗１３０の共通接続点がＡｍｐ１１０の反転入力端子に接続され、基準電圧発生回路１１１から供給される基準電圧が非反転入力端子に接続されている。
この例ではＬＥＤの点灯回路を示したが、ＬＥＤ以外の負荷素子であってもよく、負荷素子に流れる電流または電圧を検出する手段を設け、この検出手段からの出力電圧（または制御信号）を次段のＡｍｐ１１０の反転入力端子に供給する。
【００２２】
つぎにＬＥＤ駆動装置１００の動作について説明する。
ＬＥＤ１３７，１３８，１３９の電流を決定する回路はカレントミラー回路で構成されているので、各ＬＥＤ１３７，１３８，１３９を流れる電流は、抵抗１３１，１３２，１３３が等しい場合、同じ電流が流れる。
スイッチングレギュレータ（基本ブロック）を動作させたときの初期状態において、ＳＷ１０５がＯＮの期間、入力端子Ｔｉｎからインダクタ１１３とＳＷ１０５、抵抗Ｒ１０６を介してＧＮＤに電流が流れる。インダクタ１１３に電流が１周期の所定期間流れると、昇圧制御回路１０８からセット信号を出力し、バッファアンプ１０７を介してＳＷ１０５をＯＦＦする。
キャパシタＣ１０３に所定の電圧が蓄積された後、キャパシタＣ１０３からＬＥＤ１３７，１３８，１３９に負荷電流が流れ、出力端子Ｔｏｕｔの電圧が下がる。
するとＡｍｐ１１０の電圧検出回路で所定の電圧を検出するまで初期動作と同じ動作を繰り返す。このときインダクタ１１３に流す電流の周期を１周期の期間内で長くして、キャパシタＣ１０３に蓄積する電圧を高くする。
このＳＷ１０５はキャパシタＣ１０３の直流電圧を検出して、一周期内でＯＮ／ＯＦＦ制御されている。
具体的には、キャパシタＣ１０３に蓄積された電圧に比例する電圧、すなわち抵抗Ｒ１３０で発生した電圧Ｅ１がＡｍｐ１１０の反転入力端子に供給され、非反転入力端子の基準電圧発生回路１１１から出力される基準電圧と比較され、その誤差電圧を出力する。
Ａｍｐ６０で電圧Ｅ１と基準電圧が比較される。いまキャパシタＣ１０３の電圧が下がった結果、電圧Ｅ１が基準電圧より低くなったとすると、Ａｍｐ１１０の出力電圧は高くなる。Ａｍｐ１１０から出力された電圧が昇圧制御回路１０８に供給され、そこでパルス幅の調整が行われ、出力電圧（ＴｏｕｔまたはキャパシタＣ１０３の電圧）が基準電圧発生回路１１１から出力される基準電圧以上になるまでの期間、パルス期間を長くする。そしてこの調整されたパルス制御電圧を出力し続ける。
バッファアンプ１０７はその期間ＯＮ／ＯＦＦ切り換え動作を繰り返し、たとえばＳＷ１０５がＯＮのときインダクタ１１３に電流が流れてエネルギーが蓄積される。またＳＷ１０５がＯＦＦのときインダクタ１１３に蓄積されたエネルギーが入力電圧に重畳されてダイオード１１４を介してキャパシタＣ１０３に蓄積される。この動作が繰り返されることにより、出力電圧Ｔｏｕｔ（Ｃ１０３に蓄積される電圧）は徐々に昇圧する。
【００２３】
Ａｍｐ１１０の入力端子Ｔ２４に供給される電圧Ｅｓｉが基準電圧発生回路１１１から出力される基準電圧と等しくなるまで上述した初期状態と同じ動作を繰り返す。昇圧する場合、ＳＷ１０５のＯＮ期間を長くしてインダクタ１１３に流す電流を増加し、キャパシタＣ１０３に蓄積される電圧（またはＴｏｕｔ）が所定の出力電圧（Ｔｏｕｔ）になるようにしている。
キャパシタＣ１０３に蓄積される電圧が所定値以上になると、Ａｍｐ１１０から出力される制御電圧により昇圧制御回路１０８の動作が制御され、パルス幅を調整（狭く）し、バッファアンプ１０７を介してＳＷ１０５をＯＮ／ＯＦＦする。するとキャパシタＣ１０３に蓄積される電圧は低下する。以後同様な動作が繰り返される。
このように、ＬＥＤ駆動装置はＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎに流れる電流が変動しながら設定値に近づくように上述した動作を繰り返すことになる。
この結果、ＬＥＤ１３７に流れる電流が変動しても出力電圧が設定値に近づくように繰り返し、ＬＥＤに流れる電流を一定にする。
【００２４】
つぎに、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に必要な電圧について説明する。図３に示したＬＥＤ駆動装置のＬＥＤ１３７に流れる電流ＩＬを検出する抵抗Ｒ１３０の値は次式で表される。
［数５］
ＩＬ（ＬＥＤ１３７）＝Ｅ１／Ｒ１３０            ・・・（５）
【００２５】
上述したように、ＬＥＤ点灯回路にカレントミラー回路を用いたことにより、ＬＥＤ１３７，１３８，１３９に流れる電流は、ＬＥＤ１３７に接続された抵抗１３０で決定されるので、各ＬＥＤ１３７，１３８，１３９は抵抗などを用いて独立に電流を設定する必要がなく、抵抗値のばらつきによる電流のばらつきを抑えることができる。また周囲温度による素子の特性変動による電流のばらつきも抑えることができる。
また、ＬＥＤ１３８，１３９の動作電流は１列のＬＥＤ１３７の電流で決まる。２列以降のＬＥＤ１３８，１３９とＧＮＤ（グランド）間には１列のＬＥＤ１３７に直列に接続されている抵抗１３０に対応する抵抗が存在しないので、その抵抗１３０で発生する電圧分だけ動作範囲が大きくなり、電圧動作に余裕がある。もし、ＬＥＤ１３７，１３８，１３９がばらつき、たとえば１列のＬＥＤ１３７のＮ（Ｎ個）Ｖｆが小さく、２列以降のＬＥＤ１３８，１３９のＮ（Ｎ個）Ｖｆが大きいと、抵抗１３０で発生する分だけ動作範囲が大きいので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収できる。
さらに、１列のＬＥＤ・１（１３７）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ（ダイオード）１３４のエミッタ電位よりＶｆ低いが、２列以降のＬＥＤ・１（１３８），ＬＥＤ・１（１３９）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ１３５，１３６のエミッタ電位よりＶｃｅだけ低く、一般にトランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいので、その差分Ｖｆ−Ｖｃｅだけ２列以降のＬＥＤ１３８，１３９の動作範囲が大きくできるので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収することができる。
【００２６】
図４に他の実施形態例のスイッチングレギュレータ基本ブロック（回路）を用いたＬＥＤ駆動装置１５０を示す。
図４において、スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１は図３と同じであるが、ＬＥＤ点灯の駆動回路の構成が異なる。スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１についての詳細な説明は省略し、主にＬＥＤ点灯回路について述べる。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間には、並列接続された複数個のＬＥＤ１５１，１５２，１５３が点灯できるように構成されている。出力端子ＴｏｕｔにＬＥＤ１５１の一端が接続され、他端がＮＰＮトランジスタ１５４のコレクタとベースに接続され、またＮＰＮトランジスタ１５５，１５６のベースにそれぞれ接続されている。
ＮＰＮトランジスタ１５４のエミッタはＡｍｐ１１０の反転入力端子と抵抗１５７の一端に接続され、この抵抗１５７の他端はＧＮＤに接続されている。
ＬＥＤ１５２も同様に、一端がＴｏｕｔに接続され、他端がＮＰＮトランジスタ１５５のコレクタに接続されている。またＮＰＮトランジスタ１５５のエミッタは抵抗１５８の一端に接続され、この抵抗１５８の他端はＧＮＤに接続される。
さらにこれと同じ構成を繰り返し、Ｎ列に設けられたＬＥＤ１５３も、一端がＴｏｕｔに接続され、他端がＮＰＮトランジスタ１５６のコレクタに接続されている。またＮＰＮトランジスタ１５６のエミッタは抵抗１５９の一端に接続され、この抵抗１５９の他端はＧＮＤに接続される。
【００２７】
つぎに、ＬＥＤ駆動装置１５０の動作について説明する。スイッチングレギュレータ基本ブロック１０１の動作は図３と同じであるので詳細な説明は省略する。
出力端子Ｔｏｕｔの電圧が変動しても、帰還動作によりＡｍｐ１１０の反転入力端子の電圧Ｅ１は非反転入力端子に入力される基準電圧と等しくなるように働き、その結果出力端子Ｔｏｕｔの電圧は設定値に保持される。
ＬＥＤ１５１に流れる電流は、ＮＰＮトランジスタ１５４のエミッタ電位はＥ１であるから、式（５）と同様に、
［数６］
ＩＬ（ＬＥＤ１５１）＝Ｅ１／Ｒ１５７                  ・・・（６）
と表される。
またＮＰＮトランジスタ１５４，抵抗１５７、ＮＰＮトランジスタ１５５，抵抗１５８、ＮＰＮトランジスタ１５６，抵抗１５９はカレントミラー回路を構成しているので、それぞれのＬＥＤ１５２，１５３に流れる電流は、抵抗１５８，１５９で決まり、もしこれらの抵抗１５８，１５９が抵抗１５７と等しければＩＬ（ＬＥＤ１５１）と等しくなる。
このように、１列のＬＥＤ１５１を構成するＬＥＤ駆動回路の回路構成を用いて、並列に接続された他の列のＬＥＤ駆動回路の電流を設定できるように指定している。
抵抗１５８，１５９の抵抗値を抵抗１５７と同じ値にすると、ＮＰＮトランジスタ１５４，１５５，１５６に流れる電流は同じ値となる。また各ＬＥＤ（１５１，１５２，１５３）に流れる電流等しくする場合、電流は抵抗１５７にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきは無く、各ＬＥＤ（１５１，１５２，１５３）の発光量の揃い、画面の照度むらも無くなる。
またカレントミラーを構成するＮＰＮトランジスタ１５４のアノード（ベース、コレクタ接続）電位はカソード（エミッタ）電位よりＶｆ（約０．７Ｖ）高く、一方ＮＰＮトランジスタ１５５と１５６のコレクタ電位はエミッタ電位よりＶｃｅだけ高い。その結果２列以降のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（１５２）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（１５３）がばらつきそのＮ（Ｎ個）Ｖｆが１列のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（１５１）のＮ（Ｎ個）Ｖｆより大きくなったとき、トランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいため、２列以降のＬＥＤ１５２，１５３はＶｆ−Ｖｃｅ（ＶｆとＶｃｅの差分）だけ動作余裕がある。
【００２８】
図５に図１の変形例である他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置２００を示す。
ＬＥＤ駆動装置２００は定電圧回路１１とＬＥＤ点灯回路間に電圧変換回路２４０をさらに備えた回路構成となっている。
ここでは図１のＬＥＤ駆動装置と異なる電圧変換回路２４０について主に述べ、他の回路構成についての詳細な説明は省略する。
ＬＥＤ点灯回路のＬＥＤ２３７と抵抗２３０の共通接続点がＡｍｐ２４１の非反転入力端子に接続され、反転入力端子は抵抗２４２と抵抗２４３の一方の端子に接続されている。抵抗２４３の他方の端子はＧＮＤに接続され、抵抗２４２の他方の端子はＡｍｐ２４１の出力に接続され、このＡｍｐ２４１の出力端子は、図１で述べたＡｍｐ１８の反転入端子に接続されている。
Ａｍｐ１８以降の回路構成とＬＥＤ点灯回路は図１と同じ構成であるので説明は省略する。
【００２９】
つぎに、ＬＥＤ駆動装置２００の動作について図５を用いて説明する。
抵抗２３０でＬＥＤ２３７に流れる電流を検出して、電圧に変換し、その検出した電圧をＡｍｐ２４１の非反転入力端子に供給する。この電圧はＡｍｐ２４１で所定倍増幅されかつ電圧レベルシフトされてレギュレータ回路（定電圧回路）１１のＡｍｐ１８に供給される。
Ａｍｐ２４１の出力電圧がＡｍｐ１８で基準電圧と比較され、比較結果に応じてＮＰＮトランジスタ１６の電流を制御し、ＰＮＰトランジスタ１５の電流を可変して出力端子に接続されているキャパシタ１３に電流を供給する。その結果出力端子Ｔｏｕｔの電圧は一定になる。
各ＬＥＤ２３７，２３８，２３９の動作に関する説明は図１と同じであるのでここでは省略する。ＬＥＤ２３７に流れる電流は、Ａｍｐ２４１の非反転入力端子の電圧と抵抗２３０で決まり、またＡｍｐ２４１の入力がバランスした時の電圧は反転入力端子の電圧と等しいから、ＬＥＤ２３７に流れる電流は、
［数７］
ＩＬ（ＬＥＤ２３７）＝Ｅｓｉ＊（Ｒ２４３／（Ｒ２４２＋Ｒ２４３））／Ｒ２３０
・・・（７）
と表される。
このとき、ＰＮＰトランジスタ２３４のエミッタ−ベース（コレクタ）間の電圧と抵抗２３１に発生する電圧を加算した電圧が基本バイアスとなり、ＰＮＰトランジスタ２３５とＰＮＰトランジスタ２３６のベースにそれぞれ供給され、各ＰＮＰトランジスタ２３５，２３６のエミッタに発生する電圧をそれぞれの抵抗２３２，２３３で割った値がＬＥＤ２３８とＬＥＤ２３９に流れる電流となる。
すなわち、ＰＮＰトランジスタ２３４をダイオード構成とし、このアノード（ベース、コレクタ）を並列接続されるＰＮＰトランジスタ２３５，２３６のベースに接続して、カレントミラー構成となっている。
抵抗２３２，２３３の値を抵抗２３１と同じ値にすると、ＰＮＰトランジスタ２３４，２３５，２３６に流れる電流は同じ値となり、それぞれのＬＥＤを独立に抵抗など用いて電流を決定する必要はない。またＬＥＤに流れる電流を等しくする場合、抵抗は抵抗２３０にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきが無く、各ＬＥＤ（２３７，２３８，２３９）の発光量の揃い、画面の照度むらも無くなる。
さらに、式（７）から明らかなように、ＬＥＤ２３７の電流検出用抵抗２３０に発生する電圧をＡｍｐ１８の反転入力端子より低く設定できるため、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間の電圧を低く設定することができ、消費電力を削減できる。
また、ＬＥＤ２３８，２３９の動作電流は１列のＬＥＤ２３７の電流で決まる。２列以降のＬＥＤ２３８，２３９とＧＮＤ（グランド）間には１列のＬＥＤ２３７に直列に接続されている抵抗２３０に対応する抵抗が存在しないので、その抵抗２３０で発生する電圧分だけ動作範囲が大きくなり、電圧動作に余裕がある。もし、ＬＥＤ２３７，２３８，２３９がばらつき、たとえば１列のＬＥＤ２３７のＮ（Ｎ個）Ｖｆが小さく、２列以降のＬＥＤ２３８，３０９のＮ（Ｎ個）Ｖｆが大きいと、抵抗２３０で発生する分だけ動作範囲が大きいので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収できる。
さらに、１列のＬＥＤ・１（２３７）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ（ダイオード）２３４のエミッタ電位よりＶｆ低いが、２列以降のＬＥＤ・１（２３８），ＬＥＤ・１（２３９）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ２３５，２３６のエミッタ電位よりＶｃｅだけ低く、一般にトランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいので、その差分Ｖｆ−Ｖｃｅだけ２列以降のＬＥＤ２３８，２３９の動作範囲が大きくできるので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収することができる。
【００３０】
図６に他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置を示す。このＬＥＤ駆動装置は図４と同様に、図２のＬＥＤ駆動装置の変形例である。
ＬＥＤ駆動装置２５０は定電圧回路１１とＬＥＤ点灯回路間にさらに電圧変換回路２６０を備えた回路構成となっている。
ここでは図２のＬＥＤ駆動装置と異なる電圧変換回路２６０について述べ、他の回路構成についての詳細な説明は省略する。
ＬＥＤ点灯回路はカレントミラー回路で構成されており、ＮＰＮトランジスタ２５４をダイオード構成とし、このアノード（ベース、コレクタ）を並列接続されるＮＰＮトランジスタ２５５，２５６のベースに接続して、それぞれのエミッタに抵抗（２５７，２５８，２５９）を介してＧＮＤに接続している。
ＬＥＤ点灯回路の１列を構成するＬＥＤ２５１の回路構成において、出力端子ＴｏｕｔにＬＥＤ２５１の一端が接続され、他端がＮＰＮトランジスタ２５４のＮＰＮトランジスタ２５４のエミッタと抵抗２５７の共通接続点がＡｍｐ２６１の非反転入力端子に接続され、反転入力端子は抵抗２６２と抵抗２６３の一方の端子に接続されている。抵抗２６３の他方の端子はＧＮＤに接続され、抵抗２６２の他方の端子はＡｍｐ２６１の出力に接続され、このＡｍｐ２６１の出力端子は、図２で述べたＡｍｐ１８の反転入端子に接続されている。
Ａｍｐ１８以降の回路構成とＬＥＤ点灯回路は図１と同じ構成であるので回路構成についての説明は省略する。
【００３１】
つぎに、ＬＥＤ駆動装置２５０の動作を述べる。電圧変換回路２６０を除いて動作は図２と同じであるので、主にＬＥＤ点灯回路と電圧変換回路の動作について説明する。
出力端子Ｔｏｕｔの電圧が変動しても、帰還動作によりＡｍｐ１８の反転入力端子の電圧Ｅｓｉは非反転入力端子に入力される基準電圧Ｅｓと等しくなるように働き、その結果出力端子Ｔｏｕｔの電圧は設定値に保持される。
したがって、Ａｍｐ２６１の入力端子の電圧は、Ａｍｐ１８の反転入力端子の電圧Ｅｓｉを抵抗２６２，２６３で分圧した値となり、ＬＥＤ２５１に流れる電流ＩＬ（ＬＥＤ２５１）は、
［数８］
ＩＬ（ＬＥＤ２５１）＝Ｅｓｉ＊（Ｒ２６３／（Ｒ２６２＋Ｒ２６３））／Ｒ２５７
・・・（８）
と表される。
抵抗２５８，２５９の値を抵抗２５７と同じ値にすると、ＮＰＮトランジスタ２５４，２５５，２５６に流れる電流は同じ値となる。また各ＬＥＤ（２５１，２５２，２５３）に流れる電流等しくする場合、電流は抵抗２５７にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきは無く、各ＬＥＤ（２５１，２５２，２５３）の発光量の揃い、画面の照度むらも無くなる。
さらに、式（８）から明らかなように、ＬＥＤ２５１の電流検出用抵抗２５７に発生する電圧をＡｍｐ１８の非反転入力端子に供給する電圧Ｅｓｉより低く設定できるため、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間の電圧を低く設定することができ、消費電力を削減できる。
また、カレントミラーを構成するＮＰＮトランジスタ２５４のアノード（ベース、コレクタ接続）電位はカソード（エミッタ）電位よりＶｆ（約０．７Ｖ）高く、一方ＮＰＮトランジスタ２５５と２５６のコレクタ電位はエミッタ電位よりＶｃｅだけ高い。その結果２列以降のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（２５２）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（２５３）がばらつきそのＮ（Ｎ個）Ｖｆが１列のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（２５１）のＮ（Ｎ個）Ｖｆより大きくなったとき、トランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいため、２列以降のＬＥＤ２５２，２５３はＶｆ−Ｖｃｅ（ＶｆとＶｃｅの差分）だけ動作余裕がある。
【００３２】
図７に図３に示したＬＥＤ装置１００の変形例の他の実施形態例であるＬＥＤ駆動装置３００を示す。このＬＥＤ駆動装置はスイッチングレギュレータ基本ブロックとＬＥＤ点灯回路は図３と同じであり、電圧変換回路３４０を備えた構成が異なる。
ここでは、主に、ＬＥＤ点灯回路と電圧変換回路３４０について説明する。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間には、複数個のＬＥＤ３０７，３０８，３０９が点灯できるように構成されている。
ＬＥＤ３０７の電流を設定するＰＮＰトランジスタ３０４と抵抗３０１は、ＬＥＤ３０８，３０９を駆動するＰＮＰトランジスタ３０５，抵抗３０２とＰＮＰトランジスタ３０６，抵抗３０３とカレントミラー回路を構成している。
ＬＥＤ点灯回路のＬＥＤ３０７と抵抗３１０の共通接続点がＡｍｐ２４１の非反転入力端子に接続され、反転入力端子は抵抗３４２と抵抗３４３の一方の端子に接続されている。抵抗３４３の他方の端子はＧＮＤに接続され、抵抗３４２の他方の端子はＡｍｐ３４１の出力に接続され、このＡｍｐ３４１の出力端子は、図３で述べたＡｍｐ１１０の反転入端子に接続されている。
Ａｍｐ１８以降の回路構成とＬＥＤ点灯回路は図３と同じ構成であるので説明は省略する。
【００３３】
ＬＥＤ駆動装置３００の動作について図７を用いて説明する。
抵抗３１０でＬＥＤ３０７に流れる電流を検出して、電圧に変換し、その検出した電圧をＡｍｐ３４１の非反転入力端子に供給する。この電圧は電圧変換回路３４０のＡｍｐ３４１で所定倍増幅されかつ電圧レベルシフトされてスイッチングレギュレータ基本ブロック１０１のＡｍｐ１１０の反転入力端子に供給される。
Ａｍｐ１１０で非反転入力端子に供給される基準電位とＡｍｐ３４１から出力される電圧Ｅ１が比較され、この比較結果に応じて昇圧制御回路１０８を介してＳＷ１０５をＯＮ／ＯＦＦ期間を制御して出力端子Ｔｏｕｔの電圧を一定に保持するように働く。
図３と同様、ＬＥＤ点灯回路は同じ構成であるが、電圧変換回路３４０が構成されているため、抵抗３１０の電位を低く設定するようにしている。
ＬＥＤ３０７に発生する電流は、抵抗３１０を用いて、
［数９］
ＩＬ（ＬＥＤ３０７）＝Ｅ１＊（Ｒ３４３／（Ｒ３４２＋Ｒ３４３））／Ｒ３１０
・・・（９）
と表される。
ここで、ＬＥＤ３０７に流れる電流を図３に示すＬＥＤ（１３７）と等しくすると、式（９）から明らかなように、抵抗３１０において、電圧変換回路３４０でＡｍｐ１１０の反転入力の電圧を抵抗分割した量だけ電圧を下げることができる。
またこのＬＥＤ駆動装置３００のＬＥＤ点灯回路はカレントミラー回路構成となっているので、電流を決定する抵抗は主として抵抗３１０にのみに関係し他の抵抗に関係しないから抵抗ばらつきによる電流のばらつきが無く、各ＬＥＤ（３０７，３０８，３０９）の発光量の揃い、画面の照度むらも無くなる。
さらに、式（９）から明らかなように、ＬＥＤ３０７の電流検出用抵抗３１０で発生する電圧をＡｍｐ１１０の非反転入力端子より低く設定できるため、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間の電圧を低く設定することができ、消費電力を削減できる。
また、ＬＥＤ３０８，３０９の動作電流は１列のＬＥＤ３０７の電流で決まる。２列以降のＬＥＤ３０８，３０９とＧＮＤ（グランド）間には１列のＬＥＤ３０７に直列に接続されている抵抗３１０に対応する抵抗が存在しないので、その抵抗３１０で発生する電圧分だけ動作範囲が大きくなり、電圧動作に余裕がある。もし、ＬＥＤ３０７，３０８，３０９がばらつき、たとえば１列のＬＥＤ３０７のＮ（Ｎ個）Ｖｆが小さく、２列以降のＬＥＤ３０８，３０９のＮ（Ｎ個）Ｖｆが大きいと、抵抗３１０で発生する分だけ動作範囲が大きいので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収できる。
さらに、１列のＬＥＤ・１（３０７）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ（ダイオード）３０４のエミッタ電位よりＶｆ低いが、２列以降のＬＥＤ・１（３０８），ＬＥＤ・１（３０９）のアノード電位はＰＮＰトランジスタ３０５，３０６のエミッタ電位よりＶｃｅだけ低く、一般にトランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいので、その差分Ｖｆ−Ｖｃｅだけ２列以降のＬＥＤ３０８，３０９の動作範囲が大きくできるので、ＬＥＤのＶｆのばらつきを吸収することができる。
【００３４】
図８に図４に示したＬＥＤ装置１５０の変形例の他の実施形態例であるＬＥＤ駆動装置３５０を示す。このＬＥＤ駆動装置はスイッチングレギュレータ基本ブロック１０１とＬＥＤ点灯回路は図４と同じであり、電圧変換回路３６０を備えた構成が異なる。
ＮＰＮトランジスタ３５４，３５５，３５６と抵抗３５７，３５８，３５９はカレントミラー回路を構成していて、抵抗３５７，３５８，３５９の抵抗値でＬＥＤ３５１，３５２，３５３に流れる電流が決定される。
ＬＥＤ点灯回路のＮＰＮトランジスタ３５４のエミッタと抵抗３５７の共通接続点がＡｍｐ３６１の非反転入力端子に接続され、反転入力端子は抵抗３６２と抵抗３６３の一方の端子に接続されている。抵抗３６３の他方の端子はＧＮＤに接続され、抵抗３６２の他方の端子はＡｍｐ３６１の出力に接続され、このＡｍｐ３６１の出力端子は、図４で述べたＡｍｐ１１０の反転入端子に接続されている。
Ａｍｐ１１０以降の回路構成とＬＥＤ点灯回路は図４と同じ構成であるので説明は省略する。
【００３５】
ＬＥＤ駆動装置３００の動作について図８を用いて説明する。
抵抗３５７でＬＥＤ３５１に流れる電流を検出して、電圧に変換し、その検出した電圧をＡｍｐ３６１の非反転入力端子に供給する。この電圧は電圧変換回路３６０のＡｍｐ３６１で所定倍増幅されかつ電圧レベルシフトされてスイッチングレギュレータ基本ブロック１０１のＡｍｐ１１０の反転入力端子に供給される。
Ａｍｐ１１０で非反転入力端子に供給される基準電位とＡｍｐ３６１から出力される電圧Ｅ１が比較され、この比較結果に応じて昇圧制御回路１０８を介してＳＷ１０５がＯＮ／ＯＦＦ制御され出力端子Ｔｏｕｔの電圧が一定になるように働く。
図４と同様、ＬＥＤ点灯回路は同じ構成であるが、電圧変換回路３６０が構成されているため、抵抗３５７に発生する電位を低く設定することができる。
ＬＥＤ３５１に流れる電流は、
［数１０］
ＩＬ（ＬＥＤ３５１）＝Ｅ１＊（Ｒ３６３／（Ｒ３６２＋Ｒ３６３））／Ｒ３５７
・・・（１０）
と表される。
この式（１０）と式（６）から、ＬＥＤ（３５１，３５２，３５３）に流れる電流を検出する抵抗値を小さく設定できるので、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間の電圧を低く設定することができ、消費電力を削減できる。
またカレントミラーを構成するＮＰＮトランジスタ３５４のアノード（ベース、コレクタ接続）電位はカソード（エミッタ）電位よりＶｆ（約０．７Ｖ）高く、一方ＮＰＮトランジスタ３５５と３５６のコレクタ電位はエミッタ電位よりＶｃｅだけ高い。その結果２列以降のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３５２）とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３５３）がばらつきそのＮ（Ｎ個）Ｖｆが１列のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎ（３５１）のＮ（Ｎ個）Ｖｆより大きくなったとき、トランジスタのＶｆがＶｃｅより大きいため、２列以降のＬＥＤ３５２，３５３はＶｆ−Ｖｃｅ（ＶｆとＶｃｅの差分）だけ動作余裕がある。
【００３６】
上述したように、ＬＥＤと直列にトランジスタを接続し、このトランジスタをカレントミラー回路構成とすることにより、多列にＬＥＤを駆動する際、ＬＥＤに流れる電流を決める抵抗のばらつきを無くすることができ、発光ばらつきを無くすることができる。またカレントミラーを構成する抵抗で電流値が決まるので、ＬＥＤ間の温度特性によるばらつきも軽減できる。
さらに、ＬＥＤ駆動電圧を低くできるので、消費電力を削減することもでき、特に電池駆動機器では長時間動作でき有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図７】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図８】本発明の他の実施形態例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図９】従来例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。
【図１０】従来例の他のＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。
【図１１】従来例の他のＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。
【図１２】従来例の他のＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，５０，１００，１５０，２００，２５０，３００，３５０…ＬＥＤ駆動装置、１１…レギュレータ回路、１２,１３,１０２，１０３，４０１，４１２４６４，５０２，５０５，５５２，５５５…キャパシタ、１４，１７，１９，２０，３０,３１,３２，３３，５７，５８，５９，１３０，１３１，１３２，１３３，１５７，１５８，１５９，２３０，２３１,２３２，２３３，２４１，２４２，２４３,２５７，２５８，２５９，２６２，２６３，３０１，３０２，３０３，３１０，３４２，３４３，３５７，３５８，３５９，３６２，３６３，４０２，４０５，４０７，４０８，４１０，４１１，４５５，５１０，５１２，５５６，５５７…抵抗、１５，３４,３５,３６，１３４，１３５，１３６，２３４,２３５，２３６，３０４，３０５，３０６，４０３５０８，５１１…ＰＮＰトランジスタ、１６，５４,５５,５６，１５４，１５５，１５６，２５４,２５５，２５６，３５４，３５５，３５６，４０４…ＮＰＮトランジスタ、１８，１０７，１１０，２４１，２６１，３４１，３６１，４０６…Ａｍｐ（アンプ）、２１，１１４，４０９，４６３，５０４，５０６，５５４…ダイオード、３７,３８,３９,５１,５２,５３，１３７，１３８，１３９，１５１,１５２，１５３，２３７，２３８，２３９，２５１，２５２,２５３３０７，３０８，３０９，３５１,３５２，３５３，４１３，４５１，５０９，５１３５５８，５６０…ＬＥＤ、１０１，５０１，５５１…スイッチングレギュレータ基本ブロック、１０４…バイアス回路、１０８…昇圧制御回路、１０９…過電圧保護回路、１１１…基準電圧発生回路、１１３，４６２…インダクタ、４５０…ＬＥＤ点灯回路、４５３…電池、２４０，２６０，３４０，３６０…電圧変換回路、４５７…比較器、４５８…出力電圧制御回路、４５９…電流検出回路、４６０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５００，５５０…ＬＥＤ点灯装置、５５９，５６１…定電流回路。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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