(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大で複数Ｎチャンネル（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤ（発光ダイオード）バーが接続可能であり、駆動対象に指定されたＭチャンネル（１≦Ｍ≦Ｎ）のＬＥＤバーを駆動する電流ドライバであって、
Ｎ個のＬＥＤ端子であって、使用においてそのうちＭ個に前記ＭチャンネルのＬＥＤバーが接続される、Ｎ個のＬＥＤ端子と、
前記ＭチャンネルのＬＥＤバーに共通の目標光量に応じたデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）された外部調光パルスを受けるＰＷＭ入力端子と、
前記外部調光パルスの周期およびパルス幅を測定し、デジタルの周期データおよびパルス幅データを生成するパルス測定回路と、
外部のプロセッサと接続され、（i）前記Ｎチャンネルのうち、前記Ｍチャンネルを指定するイネーブルデータ、および、（ii）選択可能な複数の位相差３６０°／２，３６０°／３，…，３６０°／Ｎの中からひとつを指定する位相差設定データを受信するインタフェース回路と、
前記Ｎ個のＬＥＤ端子と接続されるＮ個の電流源であり、それらのうち駆動対象であるＭチャンネルに対応するＭ個の電流源は、内部調光パルスに応じてオン、オフが切りかえ可能であるＮ個の電流源と、
前記周期データが示す周期と、前記パルス幅データが示すパルス幅を有し、かつ前記位相差設定データに応じた位相差を有するＭ個の内部調光パルスを生成し、前記Ｍ個の電流源に分配するパルス発生器と、
を備えることを特徴とする電流ドライバ。
【請求項２】
前記イネーブルデータは、前記ＮチャンネルのＬＥＤバーそれぞれの使用、不使用を指定することを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ。
【請求項３】
前記電流ドライバは、前記ＬＥＤバーに駆動電圧を供給する外部のスイッチングコンバータとともにＬＥＤ駆動回路を構成するものであり、
前記Ｍチャンネルの前記電流源と前記ＬＥＤバーの接続点に生ずるＭ個の検出電圧を受け、最も低い検出電圧と所定の基準電圧の誤差を増幅し、フィードバック信号を生成するエラーアンプをさらに備え、前記スイッチングコンバータに、前記フィードバック信号を供給可能に構成されており、それにより前記スイッチングコンバータが、前記フィードバック信号にもとづいて、前記最も低い検出電圧が前記基準電圧に近づくように、前記駆動電圧をフィードバック制御可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電流ドライバ。
【請求項４】
前記イネーブルデータおよび前記位相差設定データを保持するレジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電流ドライバ。
【請求項５】
前記Ｎ個の電流源はそれぞれ、
対応するＬＥＤ端子と接地の間に順に直列に設けられた出力トランジスタおよびセンス抵抗と、
その一方の入力端子にアナログ電圧が入力され、その他方の入力端子に前記センス抵抗の電圧降下が入力され、その出力端子が前記出力トランジスタの制御端子と接続される演算増幅器と、
を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電流ドライバ。
【請求項６】
前記Ｎ個の電流源のうち前記Ｍ個の電流源は、
対応するＬＥＤ端子と接地の間に順に直列に設けられた出力トランジスタおよび外付け部品であるセンス抵抗と、
その一方の入力端子にアナログ電圧が入力され、その他方の入力端子に前記センス抵抗の電圧降下が入力され、その出力端子が前記出力トランジスタの制御端子と接続される演算増幅器と、
を含み、
前記Ｎ個の電流源のうち残りの不使用の電流源は、前記出力トランジスタおよび前記演算増幅器を含み、前記外付けのセンス抵抗が接続されないことを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ。
【請求項７】
前記Ｍ個の電流源はそれぞれの前記演算増幅器のオン、オフが、対応する前記内部調光パルスに応じて切りかえられることを特徴とする請求項５に記載の電流ドライバ。
【請求項８】
アナログ調光電圧を受けるアナログ調光端子をさらに備え、
前記Ｎ個の電流源は、前記アナログ調光電圧に比例した定電流を生成可能に構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電流ドライバ。
【請求項９】
アナログ調光電圧を受けるアナログ調光端子と、
前記アナログ調光電圧を所定係数倍し、前記Ｎ個の電流源それぞれの前記演算増幅器に、前記アナログ電圧として供給するバッファと、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電流ドライバ。
【請求項１０】
ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から５、７、９のいずれかに記載の電流ドライバ。
【請求項１１】
ＭチャンネルのＬＥＤバーに駆動電圧を供給するスイッチングコンバータと、
前記ＭチャンネルのＬＥＤバーを駆動する請求項１から１０のいずれかに記載の電流ドライバと、
を備えることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項１２】
直列に接続された複数のＬＥＤを含むＭチャンネルのＬＥＤバーと、
商用交流電圧を平滑整流する整流回路と、
前記整流回路により平滑整流された直流電圧を入力電圧として受け、前記ＭチャンネルのＬＥＤバーに駆動電圧を供給するスイッチングコンバータと、
前記ＭチャンネルのＬＥＤバーを駆動する請求項１から１０のいずれかに記載の電流ドライバと、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
液晶パネルと、
前記液晶パネルを裏面から照射するバックライトである請求項１２に記載の照明装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【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回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルのバックライトや照明機器に、ＬＥＤ（発光ダイオード）が利用される。図１は、一般的な発光装置の構成を示す回路図である。発光装置１００３は、複数のＬＥＤバー（ＬＥＤストリングともいう）１００６＿１〜１００６＿ｎと、スイッチングコンバータ１００４と、電流ドライバ１００８を備える。
【０００３】
各ＬＥＤバー１００６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチングコンバータ１００４は、入力電圧ＶＩＮを昇圧してＬＥＤバー１００６＿１〜１００６＿ｎの一端に駆動電圧ＶＯＵＴを供給する。
【０００４】
電流ドライバ１００８は、ＬＥＤバー１００６＿１〜１００６＿ｎごとに設けられた電流源ＣＳ１〜ＣＳｎを備える。各電流源ＣＳは対応するＬＥＤバー１００６に、目標輝度に応じた駆動電流ＩＬＥＤを供給する。
【０００５】
スイッチングコンバータ１００４は、出力回路１１０２と、制御ＩＣ１１００を備える。出力回路１１０２は、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１を含む。制御ＩＣ１１００は、スイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を制御することにより、駆動電圧ＶＯＵＴを調節する。
【０００６】
こうした発光装置１００３において、ＬＥＤバー１００６の輝度を調節するために、駆動電流ＩＬＥＤの点灯期間ＴＯＮと消灯期間ＴＯＦＦをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合がある。これはバースト調光、ＰＷＭ調光またはバースト駆動とも称される。具体的には、電流ドライバ１００８の調光コントローラ１００９は、輝度に応じたデューティ比を有するパルス信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを受け、それぞれに対応する電流源ＣＳ１〜ＣＳｎをスイッチング制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０１５９６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１８８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バースト調光を行う際に、各チャンネルの駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤｎの位相が揃っていると、スイッチングコンバータ１００４の出力電流Ｉｏｕｔが時間的に集中し、出力電圧ＶＯＵＴのリップルや、予期せぬノイズの要因となるおそれがある。この問題は、調光コントローラ１００９に対して、互いに位相がシフトしたバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを入力し、各チャンネルの点灯期間ＴＯＮを時間的にずらすことにより解決することが可能である。
【０００９】
しかしながらこの方法（位相シフトバースト調光という）では、発光装置１００３の外部のプロセッサ（ＤＳＰ）により、ｎ個のバースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する必要があるため、液晶テレビの設計者の負担が大きかった。またＬＥＤバーのチャンネル数を設計変更したい場合に、バースト制御信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する回路を設計変更する必要があるため、開発コストが高くなるという問題もある。かかる問題は、液晶ディスプレイのバックライトの他、ＬＥＤバーの個数の設計変更が生じやすい他の照明装置においても同様である。
【００１０】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、簡易に位相シフトバースト調光を実現可能な電流ドライバの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある態様は、最大で複数Ｎチャンネル（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤ（発光ダイオード）バーが接続可能であり、駆動対象に指定されたＭチャンネル（１≦Ｍ≦Ｎ）のＬＥＤバーを駆動する電流ドライバに関する。電流ドライバは、ＭチャンネルのＬＥＤバーに共通の目標光量に応じたデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）された外部調光パルスを受けるＰＷＭ入力端子と、外部調光パルスの周期およびパルス幅を測定し、デジタルの周期データおよびパルス幅データを生成するパルス測定回路と、外部のプロセッサと接続され、（i）駆動対象となるＭチャンネルのＬＥＤバーを指定するイネーブルデータ、および、（ii）選択可能な複数の位相差３６０°／２，３６０°／３，…，３６０°／Ｎの中からひとつを指定する位相差設定データを受信するインタフェース回路と、駆動対象となるＭチャンネルに対応するＭ個の電流源であり、それぞれが対応するＬＥＤバーと接続され、内部調光パルスに応じてオン、オフが切りかえ可能なＭ個の電流源と、周期データが示す周期と、パルス幅データが示すパルス幅を有し、かつ位相差設定データに応じた位相差を有するＭ個の内部調光パルスを生成し、Ｍ個の電流源に分配するパルス発生器と、を備える。
【００１２】
この態様によると、外部のプロセッサにおいて単一のＰＷＭ信号を生成すればよく、Ｍ個のＰＷＭ信号を生成する必要がない。またプラットフォーム毎に適切なイネーブルデータと位相差設定データを生成して電流ドライバに与えることにより、所望のチャンネル数のＬＥＤバーを、所望の位相差で位相シフトバースト調光することが可能となる。
【００１３】
イネーブルデータは、ＮチャンネルのＬＥＤバーそれぞれの使用、不使用を指定してもよい。
【００１４】
ある態様の電流ドライバは、Ｍチャンネルの電流源とＬＥＤバーの接続点に生ずるＭ個の検出電圧を受け、最も低い検出電圧と所定の基準電圧の誤差を増幅し、フィードバック信号を生成するエラーアンプをさらに備えてもよい。フィードバック信号に応じて、ＬＥＤバーに供給される駆動電圧がフィードバック制御されてもよい。
【００１５】
ある態様の電流ドライバは、イネーブルデータおよび位相差設定データを保持するレジスタをさらに備えてもよい。
【００１６】
ある態様の電流ドライバは、アナログ調光電圧を受けるアナログ調光端子をさらに備えてもよい。Ｍ個の電流源は、アナログ調光電圧に比例した定電流を生成してもよい。
【００１７】
Ｍ個の電流源はそれぞれ、対応するＬＥＤバーと接地の間に順に直列に設けられた出力トランジスタおよびセンス抵抗と、その一方の入力端子にアナログ電圧が入力され、その他方の入力端子にセンス抵抗の電圧降下が入力され、その出力端子が出力トランジスタの制御端子と接続される演算増幅器と、を含んでもよい。
【００１８】
Ｍ個の電流源はそれぞれの演算増幅器のオン、オフが、対応する内部調光パルスに応じて切りかえられてもよい。
【００１９】
ある態様の電流ドライバは、アナログ調光電圧を受けるアナログ調光端子と、アナログ調光電圧を所定係数倍し、Ｍ個の電流源それぞれの演算増幅器に、アナログ電圧として供給するバッファと、をさらに備えてもよい。
【００２０】
ある態様の電流ドライバは、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【００２１】
本発明の別の態様は、ＬＥＤ駆動回路に関する。ＬＥＤ駆動回路は、スイッチングコンバータと、上述のいずれかの電流ドライバと、を備える。
【００２２】
本発明の別の態様は照明装置に関する。照明装置は、直列に接続された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含むＭ本（Ｍは自然数）のＬＥＤバーと、商用交流電圧を平滑整流する整流回路と、整流回路により平滑整流された直流電圧を入力電圧として受け、Ｍ本のＬＥＤバーに駆動電圧を供給するスイッチングコンバータと、上述のいずれかの電流ドライバと、を備えてもよい。
【００２３】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。電子機器は、液晶パネルと、液晶パネルを裏面から照射するバックライトである照明装置と、を備えてもよい。
【００２４】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のある態様によれば、簡易に位相シフトバースト調光を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一般的な発光装置の構成を示す回路図である。
【図２】照明装置を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図３】調光コントローラの一部であるバースト調光コントローラのブロック図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は、ｋ＝１〜６であるときの、複数の内部調光パルスＳＯＵＴを示す波形図である。
【図５】ＬＥＤ駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図６】ＬＥＤ駆動回路を用いた照明装置のブロック図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、照明装置の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２８】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、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。
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。
【００２９】
図２は、照明装置３を備える電子機器の構成を示す回路図である。電子機器２は、照明装置３とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル５を備える。照明装置３はＬＣＤパネル５のバックライトとして設けられる。
【００３０】
照明装置３は、１チャンネルあるいは多チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭのＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｍ（Ｍは自然数）と、ＬＥＤ駆動回路７を備える。ＬＥＤ駆動回路７は、スイッチングコンバータ４と電流ドライバ８とを備える。チャンネル数Ｍは最大でＮであり、電子機器２の設計者が、ＬＣＤパネル５のサイズや電子機器２の種類などに応じて決定する。具体的にはＮ＝４，６，８，１２，１６などであり、有効なチャンネル数Ｍは、１≦Ｍ≦Ｎの範囲で選択可能である。
【００３１】
各ＬＥＤバー６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチングコンバータ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む。スイッチングコンバータ４の入力端子Ｐ１には直流の入力電圧ＶＩＮが供給され、出力端子Ｐ２には、ＭチャンネルのＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｍのアノードが共通に接続される。スイッチングコンバータ４は、入力端子Ｐ１の直流電圧ＶＩＮを昇圧（もしくは降圧）して、出力端子Ｐ２に駆動電圧ＶＯＵＴを発生する。スイッチングコンバータ４は、駆動電圧ＶＯＵＴを、駆動対象であるＭチャンネルのＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｍを正常に点灯可能な電圧範囲に安定化する。
【００３２】
電流ドライバ８には、最大で複数Ｎチャンネル（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤバー６が接続可能である。電流ドライバ８は、駆動対象に指定されたＭチャンネル（１≦Ｍ≦Ｎ）のＬＥＤバーに、目標輝度に応じた駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤＭを供給し（アナログ調光）、さらに必要に応じて駆動電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤＭをスイッチングすることによりそれぞれの輝度を制御する（バースト調光あるいはＰＷＭ調光という）。
【００３３】
電流ドライバ８には、ＰＷＭ入力端子（以下、ＰＷＭ端子）およびシリアルインタフェース用の端子（Ｉ２Ｃ端子）が設けられる。ＰＷＭ端子にはプロセッサ１から、外部調光パルスＳＰＷＭが供給される。外部調光パルスＳＰＷＭは、駆動対象のＭチャンネルのＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｍに共通の目標光量に応じたデューティ比を有するようにパルス幅変調（ＰＷＭ）されている。Ｉ２Ｃ端子は、Ｉ２Ｃ（Inter IC）バスを介してプロセッサ１と接続され、電流ドライバ８はプロセッサ１からのシリアルデータに応じてコンフィギュレーションされる。
【００３４】
電流ドライバ８は、調光コントローラ９および複数の電流源ＣＳ１〜ＣＳＭを備える。調光コントローラ９は、プロセッサ１から、外部調光パルスＳＰＷＭおよびシリアルデータを受け、Ｍチャンネル分の内部調光パルス信号ＳＯＵＴを生成する。Ｍ個の電流源ＣＳ１〜ＣＳＭは、駆動対象となるＭチャンネルに対応する。ｉ番目（１≦ｉ≦Ｍ）の電流源ＣＳｉは、対応するＬＥＤバー６＿ｉと接続され、内部調光パルスＳＯＵＴｉに応じてオン、オフが切りかえ可能に構成される。電流源ＣＳｉは、オン状態において、対応するＬＥＤバー６＿ｉに駆動電流ＩＬＥＤｉを供給する。駆動電流ＩＬＥＤｉの量は調光コントローラ９によって調節可能であってもよい。
【００３５】
以上が照明装置３の全体構成である。続いて実施の形態に係る調光コントローラ９の具体的な構成を説明する。図３は、調光コントローラ９の一部であるバースト調光コントローラ１０のブロック図である。バースト調光コントローラ１０はＮチャンネルの出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴＮを有しており、それらのうちＭチャンネルから、Ｍ個の内部調光パルスＳＯＵＴが出力される。Ｍチャンネル分の出力端子ＯＵＴには、Ｍ個の電流源ＣＳ１〜ＣＳＭが対応づけられる。
【００３６】
バースト調光コントローラ１０は、パルス測定回路１２、インタフェース回路１４、レジスタ１６およびパルス発生器２０を備える。パルス測定回路１２は、外部調光パルスＳＰＷＭの周期ＴＰおよびパルス幅ＴＷを測定し、デジタルの周期データＤＰおよびパルス幅データＤＷを生成する。たとえばパルス測定回路１２は、外部調光パルスＳＰＷＭよりも周波数が高い内部クロック信号ＣＫを利用して、周期ＴＰおよびパルス幅ＴＷを測定するデジタルカウンタを含んでもよい。
【００３７】
バースト調光コントローラ１０は、Ｎ個の出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴＮを有し、最大でＮチャンネルのＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｎを制御可能となっている。インタフェース回路１４は、外部のプロセッサ１とシリアルバスを介して接続される。インタフェース回路１４は、（i）イネーブルデータＳ１および（ii）位相差設定データＳ２を受信する。
【００３８】
イネーブルデータＳ１は、Ｎチャンネルのうち駆動対象となるＭチャンネルのＬＥＤバーを指定するデータである。たとえばイネーブルデータＳ１は、ＮチャンネルのＬＥＤバーそれぞれの使用、不使用を指定するＮビットのバイナリデータであってもよい。たとえばイネーブルデータＳ１の最上位ビット（ＭＳＢ）ＥＮ１が第１チャンネルＣＨ１に、最下位ビット（ＬＳＢ）ＥＮＮが第ＮチャンネルＣＨＮに対応づけられ、値１が使用に、値０が不使用に対応づけられてもよい。
【００３９】
また位相差設定データＳ２は、選択可能な複数の位相差３６０°／２，３６０°／３，…，３６０°／Ｎの中からひとつ３６０°／ｋを指定する。ただし１≦ｋ≦Ｎである。なお、これらに加えて位相差３６０°／１（つまり位相差ゼロ）が選択可能であってもよい。
【００４０】
たとえばＮ＝６であるとする。このとき選択可能な位相差φは以下の６個である。図４（ａ）〜（ｆ）は、ｋ＝１〜６であるときの、複数の内部調光パルスＳＯＵＴを示す波形図である。すべてのチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮはｋ個のグループＧ１〜Ｇｋに分けられる。そして、同じグループのチャンネルの位相差は同じであり、各グループ間の位相差が、３６０°／ｋに設定される。
【００４１】
・ｋ＝１，φ＝３６０°（＝０°）
図４（ａ）に示すようにすべてのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ６は同一グループＧ１に属し、同位相である。
【００４２】
・ｋ＝２，φ＝１８０°
図４（ｂ）に示すように、３つのチャンネルＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ５は第１グループＧ１、残りの３つのチャンネルＣＨ２，ＣＨ４，ＣＨ６は第２グループＧ２に分類され、グループの位相差は、１８０°である。
【００４３】
・ｋ＝３，φ＝１２０°
図４（ｃ）に示すように、２つのチャンネルＣＨ１，ＣＨ４は第１グループＧ１、別の２つのチャンネルＣＨ２，ＣＨ５は第２グループＧ２、残りの２つのチャンネルＣＨ３，ＣＨ６は第３グループＧ３に分類され、グループの位相差は１２０°である。
【００４４】
・ｋ＝４，φ＝９０°
図４（ｄ）に示すように、４つのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ４が、第１グループＧ１〜第４グループＧ４に分類され、残ったチャンネルＣＨ５、ＣＨ６が、第１、第２グループに分類される。グループの位相差は９０°である。
【００４５】
・ｋ＝５，φ＝７２°
図４（ｅ）に示すように、５つのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ５が、第１グループＧ１〜第５グループＧ５に分類され、残ったチャンネルＣＨ６が、第１グループＧ１に分類される。グループの位相差は７２°である。
【００４６】
・ｋ＝６，φ＝６０°
図４（ｆ）に示すように、６つのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ６が、第１グループＧ１〜第６グループＧ６に分類され、グループの位相差は６０°である。
【００４７】
図３に戻る。インタフェース回路１４が受信したイネーブルデータＳ１および位相差設定データＳ２は、レジスタ１６に格納される。レジスタ１６は、パルス発生器２０によって参照される。
【００４８】
パルス発生器２０は、周期データＤＰが示す周期ＴＰと、パルス幅データＤＷが示すパルス幅ＴＷを有し、かつ位相差設定データＳ２に応じた位相差φを有するＭ個の内部調光パルスＳＯＵＴを生成し、Ｍ個の電流源ＣＳ１〜ＣＳＭに分配する。なおＭ＜Ｎなる状態において、ｉ番目の電流源ＣＳｉは、必ずしもｉ番目の出力端子ＯＵＴｉと接続されるとは限らない。たとえばＭ＝２の場合に、第３チャンネルＣＨ３と第４チャンネルＣＨ４を使用チャンネルとして指定した場合、電流源ＣＳ１はＯＵＴ３端子に、電流源ＣＳ２はＯＵＴ４端子に接続される。
【００４９】
パルス発生器２０は、Ｎチャンネル分のカウンタ２２＿１〜２２＿Ｎを含んでもよい。ｉ番目のカウンタ２２は、イネーブルデータの対応するビットＥＮｉが１であるときに、周期ＴＰおよびパルス幅ＴＷを有する内部調光パルスＳＯＵＴを、位相差設定データＳ２に応じた位相φで発生する。カウンタ２２＿１〜２２＿Ｎは、内部クロック信号ＣＫをカウントするデジタルカウンタであり、それぞれ、ＤＰ，ＤＷおよびφに応じたタイミングでハイレベル、ローレベルが遷移する内部調光パルスＳＯＵＴを生成する。
【００５０】
図５は、ＬＥＤ駆動回路７の構成例を示す回路図である。たとえばスイッチングコンバータ４は、出力回路４ｂと、そのコントローラ４ａを含む。出力回路４ｂは、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１を含む昇圧コンバータ（Ｂｏｏｓｔコンバータ）のトポロジーで構成される。
【００５１】
電流ドライバＩＣ８ａは、図２の電流ドライバ８に相当し、ひとつの半導体基板に一体集積化された機能ＩＣ（Integrated Circuit）である。電流ドライバＩＣ８ａは、ＰＷＭ端子、Ｉ２Ｃ端子に加えて、アナログ調光（ＡＤＩＭ）端子、フィードバック（ＦＢ端子）、Ｎ個のＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ端子、Ｎ個の電流検出端子Ｐ３１〜Ｐ３Ｎを備える。理解の容易化および説明の簡潔化のため、図５ではＮ＝６とした。
【００５２】
ｉ番目のチャンネルが使用対象であるとき、ＬＥＤｉ端子にはＬＥＤバー６＿ｉが接続され、電流検出端子Ｐ３ｉには外付けのセンス抵抗ＲＣＳｉが接続される。図５には、第１チャンネルＣＨ１〜第４チャンネルＣＨ４の、Ｍ＝４個のチャンネルが使用されるアプリケーションが示される。
【００５３】
また電流ドライバＩＣ８ａは、調光コントローラ９、エラーアンプ３０、Ｎ個の出力トランジスタＭ２１〜Ｍ２Ｎ、Ｎ個の演算増幅器ＯＡ１〜ＯＡＮを備える。第ｉチャンネル（１≦ｉ≦Ｎ）に関して、出力トランジスタＭ２ｉは、ＬＥＤｉ端子とＰ３ｉ端子の間に設けられる。演算増幅器ＯＡｉの一方の入力端子（非反転入力端子）にはアナログ電圧ＶＣＮＴが入力され、その他方の入力端子（反転入力端子）は電流検出端子Ｐ３ｉと接続される。演算増幅器ＯＡｉの出力端子は、出力トランジスタＭ２ｉの制御端子（ゲート）と接続される。第ｉチャンネルが使用対象であるとき、Ｐ３ｉ端子にはセンス抵抗ＲＣＳｉが接続され、演算増幅器ＯＡｉの反転入力端子には、センス抵抗ＲＣＳｉの電圧降下が入力される。
【００５４】
センス抵抗ＲＣＳが接続されるチャンネルに関して、出力トランジスタＭ２、演算増幅器ＯＡおよびセンス抵抗ＲＣＳが、電流源ＣＳを構成する。センス抵抗ＲＣＳが非接続のチャンネルには電流源ＣＳが形成されない。
【００５５】
ｉ番目のチャンネルに構成される電流源ＣＳｉは、バースト調光コントローラ１０のｉ番目の出力端子ＯＵＴｉからの内部調光パルスＳＯＵＴに応じて、オン、オフがスイッチング制御される。電流源ＣＳｉに含まれる演算増幅器ＯＡｉを、ＯＵＴｉ端子からの内部調光パルスＳＯＵＴｉに応じてオン、オフ可能に構成することで、電流源ＣＳｉのオン、オフを切りかえ可能としてもよい。演算増幅器のオン、オフは、演算増幅器の差動入力段や増幅段、出力段に対するバイアス電流のオン、オフによって切りかえてもよい。
【００５６】
なお、電流源のオン、オフを切りかえる構成については、特に限定されない。たとえば出力トランジスタＭ２のゲートと接地の間に、追加のスイッチを設け、このスイッチを、ＯＵＴｉ端子からの内部調光パルスＳＯＵＴｉに応じてスイッチングしてもよい。
【００５７】
電流ドライバ８には、外部からアナログ調光電圧ＶＡＤＩＭが入力されるアナログ調光（ＡＤＩＭ）端子が設けられる。電流源ＣＳ１〜ＣＳＭは、アナログ調光電圧ＶＡＤＩＭに比例した定電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤＭを生成する。たとえば調光コントローラ９は、バースト調光コントローラ１０に加えてバッファ３２を備える。バッファ３２は、アナログ調光電圧ＶＡＤＩＭを所定係数倍し、アナログ電圧ＶＣＮＴを生成する。各チャンネルにおいて生成される駆動電流ＩＬＥＤｉは、以下の式で与えられる。
ＩＬＥＤｉ＝ＶＣＮＴ／ＲＣＳｉ＝ＶＡＤＩＭ×α／ＲＣＳｉ
【００５８】
エラーアンプ３０は、Ｎ個のＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ端子と接続されるＮ個の反転入力端子を有する。またエラーアンプ３０の非反転入力端子には基準電圧ＶＲＥＦが入力される。エラーアンプ３０は、複数の反転入力端子の電圧のうち最も低い電圧と、非反転入力端子の電圧の誤差を増幅する。ここで非使用チャンネルのＬＥＤ端子は、フィードバック制御の対象から除外すべく、図示しない回路によりプルアップされる。その結果、エラーアンプ３０は、Ｍ個のＬＥＤ１〜ＬＥＤＭ端子に生ずるＭ個の検出電圧ＶＬＥＤ１〜ＶＬＥＤＭを受け、最も低い検出電圧ＶＬＥＤＸと所定の基準電圧ＶＲＥＦの誤差を増幅し、フィードバック信号ＶＦＢを生成する。たとえばエラーアンプ３０はオープンコレクタ形式（もしくはオープンドレイン形式）の出力段を有し、そのフィードバック信号ＶＦＢは、フィードバック端子（ＦＢ）を経由してコントローラ４ａに入力される。コントローラ４ａは、フィードバック信号ＶＦＢに応じたデューティ比を有する駆動パルスＳＤＲＶを生成し、スイッチングトランジスタＭ１を駆動する。これによりフィードバック信号ＶＦＢに応じて、ＬＥＤバー６に供給される駆動電圧ＶＯＵＴが、検出電圧ＶＬＥＤＸが基準電圧ＶＲＥＦに近づくようにフィードバック制御される。
【００５９】
以上がＬＥＤ駆動回路７の構成例である。続いてその動作を説明する。図５のプラットフォームにおいては、電流ドライバＩＣ８ａの起動が完了すると、プロセッサ１から、ＣＨ１〜ＣＨ４を使用、ＣＨ５，ＣＨ６を不使用に指定するイネーブルデータＳ１が供給される。また一例として、φ＝９０°を指定する位相差設定データＳ２が入力される。
【００６０】
その後、電流ドライバＩＣ８ａのセットアップが完了すると、電流ドライバＩＣ８ａに対して、外部調光パルスＳＰＷＭが入力される。バースト調光コントローラ１０は、図４（ｄ）に示す４個の内部調光パルスＳＯＵＴ１〜ＳＯＵＴ４を生成し、第１チャンネルＣＨ１〜第４チャンネルＣＨ４の電流源ＣＳ１〜ＣＳ４に供給する。これによりＬＥＤバー６＿１〜６＿４は、９０°の位相差で、かつ外部調光パルスＳＰＷＭのデューティ比で点灯する。プロセッサ１によって、外部調光パルスＳＰＷＭのデューティ比を増減することにより、ＬＥＤバー６＿１〜６＿Ｎの光量を変化させることができる。
【００６１】
以上がＬＥＤ駆動回路７の動作である。
このＬＥＤ駆動回路７を用いることで、Ｍ個のＬＥＤバーを使用するプラットフォームにおいても、外部のプロセッサ１において単一のＰＷＭ信号を生成すればよく、Ｍ個のＰＷＭ信号を生成する必要がない。したがってプロセッサ１の処理を減らすことができる。また電流ドライバ８に、Ｍ個のＰＷＭ信号を受けるためのピンを設ける必要がないため、回路面積を削減できる。
【００６２】
またプラットフォーム毎に適切なイネーブルデータＳ１と位相差設定データＳ２を生成して電流ドライバ８に与えることにより、所望のチャンネル数のＬＥＤバーを、所望の位相差で、位相シフトバースト調光することが可能となる。液晶のバックライトは、パネルのサイズに応じてＬＥＤバーの個数が選択される。実施の形態によれば、ＬＥＤ駆動回路７の基本構成を変更せずに、さまざまなサイズの液晶パネルに対応することが可能となる。
【００６３】
（用途）
最後に、ＬＥＤ駆動回路７の用途を説明する。図６は、ＬＥＤ駆動回路７を用いた照明装置５００のブロック図である。照明装置５００は、ＬＥＤ光源５０２である発光部、ＬＥＤ駆動回路７に加えて、整流回路５０４、平滑コンデンサ５０６、マイコン５０８を備える。ＬＥＤ光源５０２は、ひとつまたは複数のＬＥＤバーを含む。整流回路５０４および平滑コンデンサ５０６は、商用交流電圧ＶＡＣを整流平滑化し、直流電圧ＶＤＣに変換する。マイコン５０８は、ＬＥＤ光源５０２の輝度を指示するために、外部調光パルスＳＰＷＭおよびイネーブルデータＳ１および位相差設定データＳ２を生成する。ＬＥＤ駆動回路７は、直流電圧ＶＤＣを入力電圧ＶＩＮとして受け、ＬＥＤ光源５０２に供給する。
【００６４】
図７（ａ）〜（ｃ）は、照明装置５００の具体例を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）にはすべての構成要素が示されているわけではなく、一部は省略されている。図７（ａ）の照明装置５００ａは、直管型ＬＥＤ照明である。ＬＥＤ光源５０２であるＬＥＤストリングを構成する複数のＬＥＤ素子は、基板５１０上にレイアウトされる。基板５１０には、整流回路５０４や制御回路２００、定電流コンバータ１００の出力回路１０２などが実装される。出力回路１０２は、インダクタＬ１やスイッチングトランジスタＭ１、整流ダイオードＤ１、平滑キャパシタＣ１、等を含む。
【００６５】
図７（ｂ）の照明装置５００ｂは、電球型ＬＥＤ照明である。ＬＥＤ光源５０２であるＬＥＤモジュールは、基板５１０上に実装される。制御回路２００や整流回路５０４は、照明装置５００ｂの筐体の内部に実装される。
【００６６】
図７（ｃ）の照明装置５００ｃは、液晶ディスプレイ装置６００に内蔵されるバックライトである。照明装置５００ｃは、液晶パネル６０２の背面を照射する。
【００６７】
あるいは照明装置５００は、シーリングライトに利用することも可能である。このように、図６の照明装置５００はさまざまな用途に利用可能である。
【００６８】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。
【００６９】
実施の形態ではインダクタを用いた非絶縁型のスイッチングコンバータを説明したが、本発明はトランスを用いた絶縁型のスイッチングコンバータ、すなわちフライバックコンバータやフォワードコンバータにも適用可能である。あるいはスイッチングコンバータは、降圧コンバータであってもよい。
【００７０】
図５において、電流ドライバＩＣ８ａの出力トランジスタＭ２は、外付け部品であってもよい。また電流ドライバＩＣ８ａとコントローラ４ａが同一の半導体基板に一体集積化され、あるいはそれらは単一のパッケージにモジュール化されてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態において、ハイレベル、ローレベルの論理信号の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【００７２】
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００７３】
Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…出力キャパシタ、Ｄ１…整流ダイオード、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、１…プロセッサ、２…電子機器、３…照明装置、４…スイッチングコンバータ、４ａ…コントローラ、４ｂ…出力回路、５…ＬＣＤパネル、６…ＬＥＤバー、７…ＬＥＤ駆動回路、８…電流ドライバ、８ａ…電流ドライバＩＣ、９…調光コントローラ、１０…バースト調光コントローラ、１２…パルス測定回路、１４…インタフェース回路、１６…レジスタ、２０…パルス発生器、２２…カウンタ、Ｓ１…イネーブルデータ、Ｓ２…位相差設定データ、３０…エラーアンプ、３２…バッファ、Ｍ２…出力トランジスタ、ＯＡ…演算増幅器。
【図１】
0006594690.tif 000002
【図２】
0006594690.tif 000003
【図３】
0006594690.tif 000004
【図４】
0006594690.tif 000005
【図５】
0006594690.tif 000006
【図６】
0006594690.tif 000007
【図７】
0006594690.tif 000008