(57)【要約】【課題】簡略化された回路により発光ダイオードを安定して駆動することができる発光ダイオードの駆動制御回路およびバックライト照明装置の提供を図る。【解決手段】発光ダイオード２に流す電流を制御して駆動する発光ダイオードの駆動制御回路であって、定電流が流された第１トランジスタＱ１と、該第１トランジスタとカレントミラー接続された第２トランジスタＱ２と、該第２トランジスタと同じ電流が流れる第３トランジスタＱ５と、該第３トランジスタとカレントミラー接続された駆動トランジスタＱ８と、第１電源線Ｖddと第２電源線Ｖssとの間に、前記発光ダイオードおよび前記駆動トランジスタと直列接続されたスイッチング素子Ｑ９と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードに流す電流を制御して駆動する発光ダイオードの駆動制御回路であって、
定電流が流された第１トランジスタと、
該第１トランジスタとカレントミラー接続された第２トランジスタと、
該第２トランジスタと同じ電流が流れる第３トランジスタと、
該第３トランジスタとカレントミラー接続された駆動トランジスタと、
第１電源線と第２電源線との間に、前記発光ダイオードおよび前記駆動トランジスタと直列接続されたスイッチング素子と、を有することを特徴とする発光ダイオードの駆動制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオードの駆動制御回路において、さらに、
前記第１電源線と前記第２電源線との間に、抵抗および前記第１トランジスタと直列接続された第４トランジスタと、
前記抵抗による電圧を、基準電圧に一致するように出力を可変する誤差増幅器と、を有し、前記誤差増幅器の出力が前記第４トランジスタの制御端子に供給されることを特徴とする発光ダイオードの駆動制御回路。
【請求項３】
請求項１に記載の発光ダイオードの駆動制御回路において、
前記第２トランジスタおよび前記第３トランジスタは、前記第１電源線と前記第２電源線との間に、前記スイッチングトランジスタに対応する第５トランジスタを介して直列接続されていることを特徴とする発光ダイオードの駆動制御回路。
【請求項４】
請求項３に記載の発光ダイオードの駆動制御回路において、さらに、
前記駆動トランジスタと前記発光ダイオードとの間に、制御端子が前記第１電源線に接続された第６トランジスタと、
前記第２トランジスタと前記第３トランジスタとの間に接続され、制御端子が前記第１電源線に接続された第７トランジスタと、を有することを特徴とする発光ダイオードの駆動制御回路。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の発光ダイオードの駆動制御回路と、
前記駆動制御回路の外付けとして設けられた発光ダイオードおよび抵抗と、を有することを特徴とするバックライト照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載のバックライト照明装置において、
前記第１電源線と前記第２電源線との間に直列接続された、前記発光ダイオード，前記駆動トランジスタおよび前記スイッチング素子を、複数組有することを特徴とするバックライト照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの駆動制御回路およびバックライト照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、液晶表示装置のバックライト照明装置として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が使用されるようになってきている。
【０００３】
このようなバックライト照明装置におけるＬＥＤの駆動制御回路は、例えば、誤差増幅器（エラーアンプ），ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路，論理制御回路，ドライバ回路および過電流検出部によりスイッチングトランジスタを制御する。
【０００４】
そして、スイッチングトランジスタの制御により、出力コンデンサに蓄積される電荷を制御して、例えば、直列接続された３灯または６灯のＬＥＤに所定の電流を流し、ＬＥＤを安定して駆動（発光）するようになっている。
【０００５】
ところで、従来、ＬＥＤの駆動制御回路或いはバックライト照明装置としては、様々なものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２７５６９１号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５０８９号公報
【特許文献３】特開２００１−２１５９１３号公報
【特許文献４】特開２００３−０５８２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ＬＥＤの駆動制御回路としては、例えば、直列接続された複数のＬＥＤに対して所定の電流を流し、ＬＥＤを安定して駆動するものが知られている。
【０００８】
ところで、近年、例えば、携帯端末における液晶表示装置のバックライト照明装置として、１灯のＬＥＤを使用するものが注目されている。
【０００９】
しかしながら、例えば、直列接続された３灯または６灯のＬＥＤに所定の電流を流す駆動制御回路は、１灯のＬＥＤを駆動するには回路規模が大きくて冗長なものとなり、バックライト照明装置の価格を上昇させる要因にもなる。
【００１０】
また、１灯のＬＥＤを駆動するための簡略化した駆動制御回路も考えられるが、例えば、単にエラーアンプの出力でスイッチングトランジスタを制御するだけでは、ＬＥＤを安定して駆動することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施形態によれば、発光ダイオードに流す電流を制御して駆動する発光ダイオードの駆動制御回路が提供される。
【００１２】
前記発光ダイオードの駆動制御回路は、定電流が流された第１トランジスタと、該第１トランジスタとカレントミラー接続された第２トランジスタと、該第２トランジスタと同じ電流が流れる第３トランジスタと、を有する。
【００１３】
さらに、前記発光ダイオードの駆動制御回路は、該第３トランジスタとカレントミラー接続された駆動トランジスタと、第１電源線と第２電源線との間に、前記発光ダイオードおよび前記駆動トランジスタと直列接続されたスイッチング素子と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
開示の発光ダイオードの駆動制御回路およびバックライト照明装置は、簡略化された回路により発光ダイオードを安定して駆動することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】発光ダイオードを使用したバックライト照明装置の一例を示すブロック図である。
【図２】関連技術としてのバックライト照明装置の一例を示すブロック図である。
【図３】第１実施例のバックライト照明装置を示すブロック図である。
【図４】第２実施例のバックライト照明装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、発光ダイオードの駆動制御回路およびバックライト照明装置の実施例を詳述する前に、発光ダイオードを使用したバックライト照明装置の一例、並びに、関連技術としてのバックライト照明装置の一例を、図１および図２を参照して説明する。
【００１７】
図１は、発光ダイオードを使用したバックライト照明装置の一例を示すブロック図である。図１において、参照符号１０１は駆動制御回路，１０２は昇圧コイル，１０３はダイオード，１０４は出力コンデンサ，そして，１０５は発光ダイオード（ＬＥＤ）を示す。
【００１８】
なお、図１において、ＬＥＤ１０５は、６灯が直列接続されているが、例えば、３灯を直列接続してもよい。
【００１９】
図１に示されるように、駆動制御回路１０１は、誤差増幅器（エラーアンプ）１１１，調光論理（ソフトスタート）回路１１２，コンデンサ１１３，ＰＷＭ回路１１４および論理制御回路１１５を有する。
【００２０】
また、駆動制御回路１０１は、さらに、過電流検出部１１６，ドライバ回路１１７，ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタより成るスイッチングトランジスタ１１８および抵抗１１９を有する。ここで、過電流検出部１１６は、過電流保護回路６１および電流検出回路６２を有する。
【００２１】
電流検出回路６２は、スイッチングトランジスタ１１８を流れる電流を、抵抗１１９により電圧変換した電圧信号ＩＳを介して検出し、その検出された電流値を示す信号を過電流保護回路６１およびＰＷＭ回路１１４に供給する。
【００２２】
過電流保護回路６１は、電流検出回路６２で検出されたスイッチングトランジスタ１１８の電流値が所定のレベルを超えたとき、論理制御回路１１５を制御してドライバ回路１１７からの信号ＤＶＲを制御してスイッチングトランジスタ１１８を保護（オフ）する。
【００２３】
エラーアンプ１１１は、直列接続されたＬＥＤ１０５を流れる電流の大きさを抵抗１０６により電圧変換した電圧信号ＦＢとして受け取り、その電圧信号ＦＢが調光論理回路１１２からの電圧レベルに一致するように出力を変化させる。
【００２４】
ここで、調光論理回路１１２には、外部からの調光制御信号ＣＳが入力され、ＬＥＤ１０５に流れる電流を制御してその明るさを調整するようになっている。なお、調光論理回路１１２は、例えば、電源投入時のストレスや突入電流が緩和するソフトスタート機能も有し、ＬＥＤ１０５に流す電流を緩やかに上昇させるようになっている。
【００２５】
エラーアンプ１１１の出力は、ＰＷＭ回路１１４の入力に対して、電流検出回路６２の出力と共に供給される。ＰＷＭ回路１１４は、論理制御回路１１５およびドライバ回路１１７を介して信号ＤＶＲによりスイッチングトランジスタ１１８のスイッチング（オン／オフ）期間を制御する。
【００２６】
昇圧コイル１０２の一端は、例えば、５Ｖの電源線に接続され、その他端は、スイッチングトランジスタ１１８のドレインおよびダイオード１０３のカソードに接続されている。ダイオード１０３のアノードは、一端が接地された出力コンデンサ１０４の他端および直列接続されたＬＥＤ１０５の初段のカソードに接続されている。
【００２７】
なお、直列接続されたＬＥＤ１０５の最終段のアノードは、抵抗１０６を介して接地されている。また、抵抗１０６は、前述したように、ＬＥＤ１０５に流れる電流を電圧信号ＦＢに変換し、その電圧信号ＦＢがエラーアンプ１１１にフィードバックされる。
【００２８】
図１のバックライト照明装置は、ＰＷＭ制御されるスイッチングトランジスタ１１８のオン／オフにより、昇圧コイル１０２に生じる逆起電圧を利用し、ダイオード１０３および出力コンデンサ１０３により、例えば、ノードＮ０に２０Ｖ程度の電圧を発生する。
【００２９】
このように、図１のバックライト照明装置は、直列接続されたＬＥＤ１０５に流れる電流をフィードバック制御してＬＥＤ１０５を発光させるようになっている。
【００３０】
しかしながら、例えば、図１に示すバックライト照明装置（駆動制御回路）は、１灯のＬＥＤを駆動するには回路規模が大きくて冗長なものとなり、バックライト照明装置の価格を上昇させる要因にもなる。
【００３１】
図２は、関連技術としてのバックライト照明装置の一例を示すブロック図であり、１灯のＬＥＤ２０７を使用するものを示している。
【００３２】
図２において、参照符号２００は駆動制御回路，２０１は基準電圧発生回路，２０２は調光制御スイッチ，２０３はコンデンサ，２０４はエラーアンプ，２０５は駆動トランジスタ，そして，２０６は抵抗を示している。
【００３３】
図２に示されるように、関連技術のバックライト照明装置は、例えば、３．３Ｖまたは５Ｖの高電位電源線と接地の間に、ＬＥＤ２０７，駆動トランジス２０５および抵抗２０６が直列に接続されている。
【００３４】
抵抗２０６は、ＬＥＤ２０７（駆動トランジス２０５）を流れる電流の大きさを電圧信号に変換するもので、その電圧信号ＦＢは、エラーアンプ２０４の入力にフィードバックされる。
【００３５】
エラーアンプ２０４は、抵抗２０６による電圧信号ＦＢが、調光制御スイッチ２０２により基準電圧発生回路２０１の出力電圧が印加されたときにコンデンサ２０３に蓄えられる電荷による電圧レベルに一致するように出力を変化させる。
【００３６】
すなわち、駆動トランジス２０５は、基準電圧発生回路２０１，調光制御スイッチ２０２およびコンデンサ２０３による電圧と、電圧信号ＦＢとを同等にするようにフィードバック制御される。これにより、ＬＥＤ２０７は、所定の電流が流されて発光する。
【００３７】
ここで、ＬＥＤ２０７の電流制御（定電流制御）は、調光制御スイッチ２０２のオン／オフにより制御され、また、ＬＥＤ２０７の調光制御は、調光制御スイッチ２０２のオン／オフ間隔（デューティー比）を可変（ＰＷＭ）することにより制御される。
【００３８】
さらに、例えば、ソフトスタートに関しても、調光制御スイッチ２０２のデューティー比を可変することにより実現することができる。なお、図２に示す駆動制御回路２００において、外部端子は２端子となっている。
【００３９】
しかしながら、図２に示す関連技術のバックライト照明装置（駆動制御回路）では、例えば、外付けの抵抗２０６による電圧信号ＦＢをエラーアンプ２０４にフィードバックするようになっているため、フィードバックの定数が変化して発振するおそれがある。
【００４０】
なお、このフィードバック制御における発振は、例えば、ＬＥＤ２０７のちらつきとして現れることになる。すなわち、図２の駆動制御回路２００は、回路自体は簡略化することができるが、ＬＥＤ２０７を安定して駆動することができないという問題がある。
【００４１】
以下、発光ダイオードの駆動制御回路およびバックライト照明装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。図３は、第１実施例のバックライト照明装置を示すブロック図である。
【００４２】
図３において、参照符号１は駆動制御回路，２はＬＥＤ，３は抵抗（外付け抵抗），１０はバイアス制御回路，Ｑ１およびＱ２はｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ，そして，Ｑ３〜Ｑ９はｎチャネル型ＭＯＳトランジスタを示している。
【００４３】
図３に示されるように、本実施例のバックライト照明装置は、例えば、３〜５Ｖの高電位電源線（第１電源線）Ｖddと低電位電源線（第２電源線）Ｖssの間に、ＬＥＤ２およびトランジスＱ６，Ｑ８，Ｑ９が直列に接続されている。ここで、トランジスタＱ８は駆動トランジスタであり、また、トランジスタＱ９はスイッチングトランジスタ（スイッチング素子）である。
【００４４】
バイアス制御回路１０は、トランジスタＱ１，トランジスタＱ４およびエラーアンプ１１を有する。トランジスタＱ１，Ｑ４は、高電位電源線Ｖddと低電位電源線Ｖssとの間に、外付け抵抗３と直列接続されている。
【００４５】
これにより、トランジスタＱ４（Ｑ１）を流れる電流Ｉ１は、その電流Ｉ１を外付け抵抗３で電圧変換した電圧信号と基準電圧ＶＲＥＦが一致するようにエラーアンプ１１の出力により制御される。
【００４６】
すなわち、電流Ｉ１は、外付け抵抗３による電圧信号と基準電圧ＶＲＥＦが一致する定電流となるように制御される。ここで、トランジスタＱ１は、トランジスタＱ２とカレントミラー接続され、また、トランジスタＱ３は、駆動トランジスタＱ８とカレントミラー接続されている。
【００４７】
トランジスタＱ２，Ｑ７，Ｑ３およびＱ５は、高電位電源線Ｖddと低電位電源線Ｖssとの間に直列接続され、また、トランジスタＱ６，Ｑ８およびＱ９は、高電位電源線Ｖddと低電位電源線Ｖssとの間に、ＬＥＤ２を介して直列接続されている。
【００４８】
ここで、単なる例として、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のゲート幅を１：１とし、また、トランジスタＱ３と駆動トランジスタＱ８のゲート幅を１：２０とし、トランジスタＱ１（Ｑ４）を流れる電流を１ｍＡとする。
【００４９】
このとき、トランジスタＱ１はトランジスタＱ２とカレントミラー接続されているので、トランジスタＱ２（Ｑ３）を流れる電流Ｉ２は、電流Ｉ１と同じ１ｍＡになる。また、トランジスタＱ３は駆動トランジスタＱ８とカレントミラー接続され、ゲート幅が１：２０なので、駆動トランジスタＱ８（ＬＥＤ２）を流れる電流Ｉｄは２０ｍＡになる。
【００５０】
このようにして、ＬＥＤ２を流れる電流Ｉｄを所定の電流値（例えば、２０ｍＡ）にして、ＬＥＤ２を駆動（発光）することができる。
【００５１】
ここで、ＬＥＤ２と駆動トランジスタＱ８との間に設けられた、ゲートが高電位電源線Ｖddに接続されたトランジスタＱ６は、５Ｖトレラント対策用のトランジスタである。また、ゲートが高電位電源線Ｖddに接続されたトランジスタＱ７は、トランジスタＱ６に対応させて設けたものであり、また、ゲートが高電位電源線Ｖddに接続されたトランジスタＱ５は、スイッチングトランジスタＱ９に対応させて設けたものである。
【００５２】
なお、スイッチングトランジスタＱ９は、制御信号ＳＣＳによりスイッチング（オン／オフ）制御されるようになっている。
【００５３】
すなわち、ＬＥＤ２の電流制御（調光制御）は、スイッチングトランジスタＱ９のオン／オフ間隔（デューティー比）を可変（ＰＷＭ）することにより制御される。
【００５４】
さらに、例えば、ソフトスタートに関しても、スイッチングトランジスタＱ９のデューティー比を可変することにより実現することができる。なお、図３に示す駆動制御回路１において、外部端子は、外付け抵抗３およびＬＥＤ２を接続するための２端子となっている。
【００５５】
このように、本第１実施例のバックライト照明装置（駆動制御回路１）によれば、前述した図２の駆動制御回路のようなフィードバック回路が不要となり、ＬＥＤ２を安定して駆動することができる。また、前述した図１の駆動制御回路に比べて回路を簡略化することができる。
【００５６】
図４は、第２実施例のバックライト照明装置を示すブロック図である。図４と上述した図３との比較から明らかなように、本第２実施例のバックライト照明装置（駆動制御回路１ａ）は、２つのＬＥＤ２ａ，２ｂを駆動するようになっている。
【００５７】
すなわち、図４に示されるように、高電位電源線Ｖddと低電位電源線Ｖssとの間に直列接続されたＬＥＤ２およびトランジスタＱ６，Ｑ８，Ｑ９が、２組（２ａ，Ｑ６ａ，Ｑ８ａ，Ｑ９ａ、および、２ｂ，Ｑ６ｂ，Ｑ８ｂ，Ｑ９ｂ）設けられている。
【００５８】
ここで、各組の駆動トランジスタＱ８ａおよびＱ８ｂは、トランジスタＱ３とカレントミラー接続されている。なお、図４では、各組のスイッチングトランジスタＱ９ａ，Ｑ９ｂのゲートに対して異なる制御信号制御信号ＳＣＳａ，ＳＣＳｂを供給し、ＬＥＤ２ａ，２ｂに流れる電流Ｉｄａ，Ｉｄｂを独立に制御しているが、同じ信号で制御してもよい。また、ＬＥＤ２およびトランジスタＱ６，Ｑ８，Ｑ９は、２組に限定されるものではない。
【００５９】
以上、各実施例の説明では、トランジスタをＭＯＳトランジスタとして説明したが、バイポーラトランジスタであってもよく、また、トランジスタの電導性も実施例のものに限定されないのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１，２００    駆動制御回路
２，２ａ，２ｂ，１０５，２０７    発光ダイオード（ＬＥＤ）
３    抵抗（外付け抵抗）
１０    バイアス制御回路
１１，１１１，２０４    誤差増幅器（エラーアンプ）
Ｑ１，Ｑ２    ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
Ｑ３〜Ｑ７，Ｑ６ａ，Ｑ６ｂ    ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
Ｑ８，Ｑ８ａ，Ｑ８ｂ    駆動トランジスタ（ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ）
Ｑ９，Ｑ９ａ，Ｑ９ｂ    スイッチングトランジスタ（ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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