(57)【要約】【課題】  電圧源３０１の電圧が高くなっても、ＬＥＤ３０５の輝度が正常に制御されるようにする。【解決手段】  ＶＯＵＴ端子１０６の電圧は常にＶＩＮ端子１０９の電圧よりも高くなるよう回路設計されているので、電圧源１０１の電圧が高くなってＶＩＮ端子１０９の電圧も高くなっても、その分、ＶＯＵＴ端子１０６の電圧も高くなる。よって、ＶＩＮ端子１０９の電圧が高くなっても、常に、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８はＶＩＮ端子１０９の電圧を正常に昇圧できる。よって、ＦＢ端子１０４の電圧が正常に制御され、ＬＥＤ１０５及び抵抗１０３の電流が正常に制御されるので、ＬＥＤ１０５の輝度が正常に制御される。【選択図】    図１
2008140884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングレギュレータコントロール回路の出力端子とフィードバック端子との間に設けられたＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路において、
第一電圧源と、
前記第一電圧源のプラス端子と前記スイッチングレギュレータコントロール回路の入力端子との間に設けられたコイルと、
前記フィードバック端子と前記プラス端子との間に設けられた第一抵抗と、
前記第一電圧源の電圧が前記コイルを介して前記入力端子に入力され、昇圧された前記第一電圧源の電圧を前記出力端子から出力し、前記フィードバック端子の電圧を制御することにより、前記第一抵抗に発生する電圧を予め設定された所定電圧にするよう制御する前記スイッチングレギュレータコントロール回路と、
を備えていることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記スイッチングレギュレータコントロール回路は、
第二抵抗、第三抵抗、及び、前記第一電圧源の電圧よりも前記所定電圧低くなっている第二電圧源を有し、前記フィードバック端子の電圧を分圧する分圧回路と、
分圧された前記フィードバック端子の電圧と前記第一電圧源の電圧とを比較し、前記第一抵抗に発生する電圧と前記所定電圧とが等しくなるよう動作するエラーアンプと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記出力端子とグランドとの間に設けられた容量、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記出力端子と前記入力端子との間に設けられた容量、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
外部の第一電圧源の電圧がコイルを介して入力端子に入力され、昇圧された前記第一電圧源の電圧を出力端子から出力し、第一抵抗が接続されたフィードバック端子の電圧を制御するスイッチングレギュレータコントロール回路において、
第二抵抗、第三抵抗、及び、前記第一電圧源の電圧よりも予め設定された所定電圧低くなっている第二電圧源を有し、前記フィードバック端子の電圧を分圧する分圧回路と、
分圧された前記フィードバック端子の電圧と前記第一電圧源の電圧とを比較し、前記第一抵抗に発生する電圧を前記所定電圧にするよう制御するエラーアンプと、
を備えていることを特徴とするスイッチングレギュレータコントロール回路。
【請求項６】
前記スイッチングレギュレータコントロール回路は、一つの半導体装置として実現されることを特徴とする請求項５記載のスイッチングレギュレータコントロール回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な電子機器にＬＥＤが搭載されている。例えば、ＬＥＤは、携帯電話に搭載され、カメラ用フラッシュライトとして用いされている。
【０００３】
ＬＥＤは、ＬＥＤ駆動回路内のスイッチングレギュレータコントロール回路によって駆動される。図４は、従来のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【０００４】
ＬＥＤ駆動回路内のスイッチングレギュレータコントロール回路３０８は、コイル３０２を介したＬＥＤ駆動回路のＶＩＮ端子３０９、ＬＥＤ駆動回路のＶＯＵＴ端子３０６、ＬＥＤ駆動回路のＦＢ端子３０４、及び、ＬＥＤ駆動回路のグランド３１０に接続されている。ＶＩＮ端子３０９とグランド３１０との間に電圧源３０１が設けられ、ＶＯＵＴ端子３０６とＦＢ端子３０４との間に高輝度白色のＬＥＤ３０５が設けられ、ＦＢ端子３０４とグランド３１０との間に抵抗３０３が設けられ、ＶＯＵＴ端子３０６とグランド３１０との間に容量３０７が設けられている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
所定の順方向電圧がＬＥＤ３０５に与えられると、ＬＥＤ３０５及び抵抗３０３は順方向電流を流す。この所定の順方向電圧は、約３Ｖ〜４Ｖである。順方向電流に基づき、電圧が抵抗３０３に発生してＦＢ端子３０４に出力される。スイッチングレギュレータコントロール回路３０８は、このＬＥＤ３０５と抵抗３０３との接続点のＦＢ端子３０４の電圧を制御することにより、ＬＥＤ３０５及び抵抗３０３の電流を制御し、ＬＥＤ３０５の輝度を制御する。
【０００６】
ここで、携帯電話の電圧源は、主にリチウムイオン二次電池であり、３Ｖ〜４．２Ｖに変動する。すると、ＬＥＤ３０５に与えられる順方向電圧が低くなり、ＬＥＤ３０５の輝度が制御されなくなることがある。
【０００７】
この対策とし、スイッチングレギュレータコントロール回路３０８が、リチウムイオン二次電池の電圧を昇圧することにより、ＬＥＤ３０５に与えられる順方向電圧を正常に制御し、ＬＥＤ３０５の輝度を制御している。
【特許文献１】特開平１１−０６８１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、電圧源３０１の電圧が所定の電圧以上になると、スイッチングレギュレータコントロール回路３０８は電圧源３０１の電圧を昇圧する必要がなくなり、正常な昇圧動作がされなくなる。この時、ＬＥＤ３０５と抵抗３０３との接続点のＦＢ端子３０４の電圧が正常に制御されなくて上昇するので、ＬＥＤ３０５及び抵抗３０３の電流も正常に制御されなくて上昇する。よって、ＬＥＤ３０５の輝度が正常に制御されなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みてなされ、電圧源３０１の電圧が高くなっても、ＬＥＤ３０５の輝度を正常に制御することができるＬＥＤ駆動回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記課題を解決するため、スイッチングレギュレータコントロール回路の出力端子とフィードバック端子との間に設けられたＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路において、第一電圧源と、前記第一電圧源のプラス端子と前記スイッチングレギュレータコントロール回路の入力端子との間に設けられたコイルと、前記フィードバック端子と前記プラス端子との間に設けられた第一抵抗と、前記第一電圧源の電圧が前記コイルを介して前記入力端子に入力され、昇圧された前記第一電圧源の電圧を前記出力端子から出力し、前記フィードバック端子の電圧を制御することにより、前記第一抵抗に発生する電圧を予め設定された所定電圧にするよう制御する前記スイッチングレギュレータコントロール回路と、を備えていることを特徴とするＬＥＤ駆動回路が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、スイッチングレギュレータコントロール回路の出力端子の電圧は常にスイッチングレギュレータコントロール回路の入力端子の電圧よりも高くなるよう回路設計されているので、第一電圧源の電圧が高くなって入力端子の電圧も高くなっても、その分、出力端子の電圧も高くなる。よって、入力端子の電圧が高くなっても、常に、スイッチングレギュレータコントロール回路は入力端子の電圧を正常に昇圧できる。よって、スイッチングレギュレータコントロール回路のフィードバック端子の電圧が正常に制御され、ＬＥＤ及び第一抵抗の電流が正常に制御されるので、ＬＥＤの輝度が正常に制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［第一の実施形態］
まず、第一の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤについて説明する。図１は、第一の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【００１４】
ＬＥＤ駆動回路内のスイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、コイル１０２を介したＬＥＤ駆動回路のＶＩＮ端子１０９、ＬＥＤ駆動回路のＶＯＵＴ端子１０６、ＬＥＤ駆動回路のＦＢ端子１０４、及び、ＬＥＤ駆動回路のグランド１１０に接続されている。ＶＩＮ端子１０９とグランド１１０との間に電圧源１０１が設けられ、ＶＯＵＴ端子１０６とＦＢ端子１０４との間に高輝度白色のＬＥＤ１０５が設けられ、ＦＢ端子１０４とＶＩＮ端子１０９との間に抵抗１０３が設けられ、ＶＯＵＴ端子１０６とグランド１１０との間に容量１０７が設けられている。
【００１５】
電圧源１０１の電圧がコイル１０２に印加され、この電圧に基づいてコイル１０２は磁気エネルギを所定時間貯める。貯められたエネルギがＶＯＵＴ端子１０６に接続された容量１０７に所定時間放出されることにより、電圧源１０１の電圧よりも高い電圧がＶＯＵＴ端子１０６に出力される。この時、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、所望の電圧がＶＯＵＴ端子１０６に出力されるように、エネルギを貯める時間及びエネルギを放出する時間を制御している。これらの時間の制御は、ＦＢ端子１０４の電圧と予め設定された電圧とを比較することにより、行われている。
【００１６】
ここで、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８がＦＢ端子１０４の電圧をＶＩＮ端子１０９の電圧よりも０．５Ｖ高く制御し、抵抗１０３の抵抗値が５００Ωになっているとすると、ＬＥＤ１０５及び抵抗１０３は０．５Ｖ／５００Ω＝１００ｍＡの順方向電流を流す。この時のＬＥＤ１０５の順方向電圧が３．５Ｖになっているとすると、ＶＯＵＴ端子１０６の電圧はＶＩＮ端子１０９の電圧よりも０．５Ｖ＋３．５Ｖ＝４Ｖ高くなる。このＶＯＵＴ端子１０６の電圧は、常に、ＶＩＮ端子１０９の電圧よりも高くなっている。
【００１７】
また、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、電圧源１０１の電圧に拘らずに抵抗１０３に発生する電圧が一定になるように、ＦＢ端子１０４の電圧（ＬＥＤ１０５の順方向電流によって抵抗１０３に発生する電圧と電圧源１０１の電圧との和）を制御している。例えば、抵抗１０３に発生する電圧が０．５Ｖに設定され、ＶＩＮ端子１０９の電圧が４Ｖになっているとすると、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８はＦＢ端子１０４の電圧を０．５Ｖ＋４Ｖ＝４．５Ｖに制御している。また、ＶＩＮ端子１０９の電圧が５Ｖになっているとすると、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８はＦＢ端子１０４の電圧を０．５Ｖ＋５Ｖ＝５．５Ｖに制御している。よって、抵抗１０３に発生する電圧が一定なので、抵抗１０３及びＬＥＤ１０５の電流も一定になる。なお、ＬＥＤ１０５の順方向電流をＩＦとし、ＦＢ端子１０４の電圧をＶFBとし、ＶＩＮ端子１０９の電圧をＶINとし、抵抗１０３の抵抗値をＲとすると、ＩＦは、
ＩＦ＝（ＶFB−ＶIN）／Ｒ
によって算出される。
【００１８】
次に、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８について説明する。図２は、スイッチングレギュレータコントロール回路の概略を示す図である。
【００１９】
スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、ＶＩＮ端子１０９にコイル１０２を介して接続されたＶＩＮ端子１０８ｍ、ＶＯＵＴ端子１０６に接続されたＶＯＵＴ端子１０８ｌ、ＦＢ端子１０４に接続されたＦＢ端子１０８ｋ、及び、グランド１１０に接続されたグランド１０８ｎを有している。
【００２０】
ＶＯＵＴ端子１０８ｌの電圧は、ＬＥＤ１０５によって電圧降下し、ＦＢ端子１０８ｋに入力される。このＦＢ端子１０８ｋの電圧は、抵抗１０８ａと抵抗１０８ｂと電圧源１０８ｃによって分圧され、エラーアンプ１０８ｅの反転入力端子に入力される。この時、電圧源１０８ｄの電圧（電圧源１０１の電圧）も、エラーアンプ１０８ｅの非反転入力端子に入力されている。これらのエラーアンプ１０８ｅに入力された電圧は、エラーアンプ１０８ｅによって比較されて増幅される。ここでの増幅結果は、コンパレータ１０８ｇの非反転入力端子に入力される。この時、回路１０８ｆが発生した三角波またはのこぎり波も、エラーアンプ１０８ｅの反転入力端子に入力されている。エラーアンプ１０８ｅの増幅結果と三角波またはのこぎり波とは、コンパレータ１０８ｇによって比較される。ここでの比較結果は、バッファ１０８ｈを介してトランジスタ１０８ｉのゲート電極に入力される。この時のゲート電極の電圧に基づき、ＶＩＮ端子１０８ｍの電圧は、スイッチングされる。その後、ＶＩＮ端子１０８ｍの電圧は、ダイオード１０８ｊを介してＶＯＵＴ端子１０８ｌに出力される。
【００２１】
ここで、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、抵抗１０３に基準電圧ＶＲＥＦを発生させ、基準電圧ＶＲＥＦを抵抗１０３の抵抗値で除算して算出された電流をＬＥＤ１０５及び抵抗１０３に流すとする。また、抵抗１０８ａの抵抗値は、抵抗１０８ｂの抵抗値と等しいとする。
【００２２】
すると、電圧源１０１の電圧ＶＤＤと基準電圧ＶＲＥＦとの和が、ＦＢ端子１０４及びＦＢ端子１０８ｋに印加されることになる。エラーアンプ１０８ｅの非反転入力端子に電圧源１０１の電圧ＶＤＤが印加されているので、エラーアンプ１０８ｅの反転入力端子の電圧も電圧ＶＤＤである。よって、抵抗１０８ａに発生する電圧は、基準電圧ＶＲＥＦであり、これに基づき、抵抗１０８ｂに発生する電圧も、基準電圧ＶＲＥＦである。エラーアンプ１０８ｅの反転入力端子の電圧は電圧ＶＤＤであり、その電圧は抵抗１０８ｂで基準電圧ＶＲＥＦ分電圧降下するので、電圧源１０８ｃの電圧は電圧ＶＤＤから基準電圧ＶＲＥＦを減算して算出される。よって、この電圧源１０８ｃの電圧ＶＤＤ−ＶＲＥＦが調整されることにより、基準電圧ＶＲＥＦが予め設定され、その基準電圧ＶＲＥＦ及び抵抗１０３の抵抗値に基づいてＬＥＤ１０５及び抵抗１０５の電流が設定されることになる。この基準電圧ＶＲＥＦは、電圧源１０１の電圧ＶＤＤが変動しても、変動しないよう回路設計されている。
【００２３】
なお、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、トランジスタ１０８ｉを内蔵しているが、トランジスタ１０８ｉを外部に有してもよい。
【００２４】
また、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、ダイオード１０８ｊを内蔵しているが、ダイオード１０８ｊまたはショットキーダイオードを外部に有してもよい。
【００２５】
また、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８は、通常、一つのＩＣとして実現される。
【００２６】
上記のようなＬＥＤ駆動回路によると、エラーアンプ１０８ｅにより、電圧源１０８ｄの電圧ＶＤＤ（電圧源１０１の電圧ＶＤＤ）と、電圧源１０８ｃの電圧ＶＤＤ−ＶＲＥＦと抵抗１０８ｂに発生した基準電圧ＶＲＥＦとの和と、が等しくなるので、予め設定された基準電圧ＶＲＥＦと、実際に抵抗１０３と抵抗１０８ａと抵抗１０８ｂとに発生する基準電圧ＶＲＥＦと、が等しくなり、抵抗１０３と抵抗１０８ａと抵抗１０８ｂとに発生する基準電圧ＶＲＥＦは常に一定に制御される。よって、抵抗１０３及びＬＥＤ１０５の電流が一定に制御されるので、ＬＥＤ１０５の輝度が正常に制御される。
【００２７】
また、ＶＯＵＴ端子１０６の電圧は常にＶＩＮ端子１０９の電圧よりも高くなるよう回路設計されているので、電圧源１０１の電圧が高くなってＶＩＮ端子１０９の電圧も高くなっても、その分、ＶＯＵＴ端子１０６の電圧も高くなる。よって、ＶＩＮ端子１０９の電圧が高くなっても、常に、スイッチングレギュレータコントロール回路１０８はＶＩＮ端子１０９の電圧を正常に昇圧できる。よって、ＦＢ端子１０４の電圧が正常に制御され、ＬＥＤ１０５及び抵抗１０３の電流が正常に制御されるので、ＬＥＤ１０５の輝度が正常に制御される。
【００２８】
また、抵抗１０３に発生する基準電圧ＶＲＥＦは、電圧源１０１の電圧と無関係に設定されるので、自由度が高い。よって、効率の良いスイッチングレギュレータコントロール回路１０８が実現される。
【００２９】
［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤについて説明する。図３は、第二の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【００３０】
第二の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤにおいて、第一の実施形態では、容量１０７はＶＯＵＴ端子１０６とグランド１１０との間に設けられていたが、第二の実施形態では、容量１０７はＶＯＵＴ端子１０６とＶＩＮ端子１０９との間に設けられている。
【００３１】
上記のようなＬＥＤ駆動回路によると、ＶＯＵＴ端子１０６とＶＩＮ端子１０９との間に設けられた容量１０７はカップリング容量として機能するので、ＶＩＮ端子１０９の電圧はＶＯＵＴ端子１０６に早く伝達される。よって、ＶＩＮ端子１０９の電圧がＶＯＵＴ端子１０６の電圧よりも高いのでＶＩＮ端子１０９からＶＯＵＴ端子１０６に電流が流れることが、少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第一の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【図２】スイッチングレギュレータコントロール回路の概略を示す図である。
【図３】第二の実施形態のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【図４】従来のＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの概略を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１  電圧源                １０２  コイル
１０３  抵抗                  １０４  ＦＢ端子
１０５  ＬＥＤ                １０６  ＶＯＵＴ端子
１０７  容量                  １０８  スイッチングレギュレータコントロール回路
１０９  ＶＩＮ端子            １１０  グランド
【図１】
2008140884.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008140884.tif 000005
【図４】
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