(57)【要約】【課題】出力信号が異なるＬＥＤストリングに応答して最適化される定電流駆動回路を提供する。【解決手段】定電流駆動回路は、第１の電流源と、基準電圧生成回路と、出力信号生成回路とを備える。第１の電流源の端子は、第１のＬＥＤストリングの端子と接続され、ここで、第１の電流源の端子は第１の電圧を有する。基準電圧生成回路は、基準電圧を生成すると共に、第１の比較信号を生成するために第１の電圧を第１の所定電圧と比較し、それによって基準電圧を調整するのに使用される。出力信号生成回路は、第１のＬＥＤストリングの端子に出力信号を出力すると共に、入力信号を受信するのに使用される。ここで、出力信号生成回路は、基準電圧と第２の電圧との比較結果に従って入力信号を出力信号として出力するか否かを決定する。【選択図】図２
2008295009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＬＥＤストリングを駆動するための定電流駆動回路であって、
前記第１のＬＥＤストリングの端子に接続された端子を有する第１の電流源と、
基準電圧を生成すると共に、第１の比較信号を生成するために前記第１の電流源と前記第１のＬＥＤストリングとの接続ノードが有する第１の電圧を第１の所定電圧と比較し、それによって前記基準電圧を動的に調整するための基準電圧生成回路と、
前記第１のＬＥＤストリングのもう一方の端子に出力信号を出力するための出力信号生成回路とを備え、
前記出力信号生成回路が、入力信号を受信すると共に、前記基準電圧と第２の電圧との間の比較結果に従って前記入力信号を出力するか否かを決定する
ことを特徴とする定電流駆動回路。
【請求項２】
前記基準電圧生成回路が、
前記第１の比較信号を生成するために前記第１の電圧を前記第１の所定電圧と比較するための第１の比較回路と、
前記基準電圧を生成すると共に、前記第１の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整するための基準電圧調整回路と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項３】
前記第１の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の定電流駆動回路。
【請求項４】
前記基準電圧調整回路が、
電源電圧に接続された端子を有する第２の電流源と、
前記第２の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第３の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１の比較信号に従って決定されると共に、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１の比較信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項３に記載の定電流駆動回路。
【請求項５】
前記基準電圧調整回路が、前記第１の比較信号を受信すると共に、それにより前記第１の比較信号の反転信号を出力するためのインバータを更に備える
ことを特徴とする請求項４に記載の定電流駆動回路。
【請求項６】
前記基準電圧調整回路が、第１のクロック信号に従い、前記第１の比較信号に基づいて前記基準電圧を動的に調整するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の定電流駆動回路。
【請求項７】
前記第１の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の定電流駆動回路。
【請求項８】
前記基準電圧調整回路が、
電源電圧に接続された端子を有する第２の電流源と、
前記第２の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第３のスイッチと、
前記第３のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第４のスイッチと、
前記第４のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第３の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第４のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１の比較信号に従って決定され、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１のクロック信号に従って決定され、
前記第３のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１のクロック信号に従って決定されると共に、
前記第４のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１の比較信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項７に記載の定電流駆動回路。
【請求項９】
前記基準電圧調整回路が、第２のクロック信号に従って前記第１のクロック信号を生成するためのデューティサイクル制御回路を更に備え、
前記第１のクロック信号のデューティサイクルが、前記第２のクロック信号のデューティサイクルより小さい
ことを特徴とする請求項８に記載の定電流駆動回路。
【請求項１０】
前記定電流駆動回路が、出力信号を第２のＬＥＤストリングの端子に更に出力すると共に、
前記定電流駆動回路が、第２の電流源を更に備え、
前記第２の電流源の端子が、前記第２のＬＥＤストリングのもう一方の端子と接続され、
前記第２の電流源と前記第２のＬＥＤストリングとの接続ノードが、第３の電圧を有し、
前記基準電圧生成回路が、更に、第２の比較信号を生成するために前記第３の電圧を前記第１の所定電圧と比較すると共に、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項１１】
前記基準電圧生成回路が、
前記第１の比較信号を生成するために前記第１の電圧を前記第１の所定電圧と比較するための第１の比較回路と、
前記第２の比較信号を生成するために前記第３の電圧を前記第１の所定電圧と比較するための第２の比較回路と、
前記基準電圧を生成すると共に、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整するための基準電圧調整回路と
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の定電流駆動回路。
【請求項１２】
前記第１の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備え、
前記第２の比較回路が、前記第３の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第２の比較信号を出力するための出力端子を有する第２の比較器を備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の定電流駆動回路。
【請求項１３】
前記基準電圧調整回路が、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するためのＯＲゲートと、
電源電圧に接続された端子を有する第３の電流源と、
前記第３の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第４の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号に従って決定されると共に、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項１２に記載の定電流駆動回路。
【請求項１４】
前記基準電圧調整回路が、前記演算出力信号を受信すると共に、それにより前記演算出力信号の反転信号を出力するためのインバータを更に備える
ことを特徴とする請求項１３に記載の定電流駆動回路。
【請求項１５】
前記基準電圧調整回路が、更に、第１のクロック信号に従い、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に基づいて前記基準電圧を動的に調整するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の定電流駆動回路。
【請求項１６】
前記第１の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備え、
前記第２の比較回路が、前記第３の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第２の比較信号を出力するための出力端子を有する第２の比較器を備える
ことを特徴とする請求項１５に記載の定電流駆動回路。
【請求項１７】
前記基準電圧調整回路が、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するためのＯＲゲートと、
電源電圧に接続された端子を有する第３の電流源と、
前記第３の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第３のスイッチと、
前記第３のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第４のスイッチと、
前記第４のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第４の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号に従って決定され、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１のクロック信号に従って決定され、  前記第３のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１のクロック信号に従って決定されると共に、
前記第４のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項１６に記載の定電流駆動回路。
【請求項１８】
前記基準電圧調整回路が、第２のクロック信号に従って前記第１のクロック信号を生成するためのデューティサイクル制御回路を更に備え、
前記第１のクロック信号のデューティサイクルが、前記第２のクロック信号のデューティサイクルより小さい
ことを特徴とする請求項１７に記載の定電流駆動回路。
【請求項１９】
前記定電流駆動回路が、出力信号を第２のＬＥＤストリングの端子に更に出力すると共に、
前記定電流駆動回路が、第２の電流源を更に備え、
前記第２の電流源の端子が、前記第２のＬＥＤストリングのもう一方の端子と接続され、
前記第２の電流源と前記第２のＬＥＤストリングとの接続ノードが、第３の電圧を有し、
前記基準電圧生成回路が、更に、第１の比較信号及び第２の比較信号を順番に生成するために前記第１の電圧及び前記第３の電圧を順番に前記第１の所定電圧と比較すると共に、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項２０】
前記基準電圧生成回路が、
前記第１の電圧及び前記第３の電圧を受け取ると共に、第１のクロック信号に従って前記第１の電圧及び前記第３の電圧を順番に出力するためのマルチプレクサと、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号をそれぞれ生成するために前記第１の電圧及び前記第３の電圧を前記第１の所定電圧と比較するための第１の比較回路と、
前記基準電圧を生成するための基準電圧調整回路とを備え、
前記基準電圧調整回路が、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を受信して一時的に保存すると共に、前記第１のクロック信号に従い、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に基づいて前記基準電圧を動的に調整するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項１９に記載の定電流駆動回路。
【請求項２１】
前記第１の比較回路が、前記マルチプレクサの出力を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備える
ことを特徴とする請求項２０に記載の定電流駆動回路。
【請求項２２】
前記基準電圧調整回路が、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を受信して一時的に保存すると共に、前記第１のクロック信号に従い、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を出力するためのメモリユニットと、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するためのＯＲゲートと、
電源電圧に接続された端子を有する第３の電流源と、
前記第３の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第４の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号に従って決定されると共に、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項２１に記載の定電流駆動回路。
【請求項２３】
前記基準電圧調整回路が、前記演算出力信号を受信すると共に、それにより前記演算出力信号の反転信号を出力するためのインバータを備える
ことを特徴とする請求項２２に記載の定電流駆動回路。
【請求項２４】
前記基準電圧調整回路が、更に、第２のクロック信号に従い、前記基準電圧を動的に調整するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項２０に記載の定電流駆動回路。
【請求項２５】
前記第１の比較回路が、前記マルチプレクサの出力を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備える
ことを特徴とする請求項２４に記載の定電流駆動回路。
【請求項２６】
前記基準電圧調整回路が、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を受信して一時的に保存すると共に、前記第１のクロック信号に従い、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を出力するためのメモリユニットと、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するためのＯＲゲートと、
電源電圧に接続された端子を有する第３の電流源と、
前記第３の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第３のスイッチと、
前記第３のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第４のスイッチと、
前記第４のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第４の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号に従って決定され、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記第２のクロック信号に従って決定され、
前記第３のスイッチのオン／オフ状態が、前記第２のクロック信号に従って決定されると共に、
前記第４のスイッチのオン／オフ状態が、前記演算出力信号の反転信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項２５に記載の定電流駆動回路。
【請求項２７】
前記基準電圧調整回路が、前記第１のクロック信号に従って前記第２のクロック信号を生成するためのデューティサイクル制御回路を更に備え、
前記第２のクロック信号のデューティサイクルが、前記第１のクロック信号のデューティサイクルより小さい
ことを特徴とする請求項２６に記載の定電流駆動回路。
【請求項２８】
前記基準電圧生成回路が、第２の比較信号を生成するために前記第１の電圧を第２の所定電圧と比較すると共に、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項２９】
前記基準電圧生成回路が、
前記第１の比較信号を生成するために前記第１の電圧を前記第１の所定電圧と比較するための第１の比較回路と、
前記第２の比較信号を生成するために前記第１の電圧を前記第２の所定電圧と比較するための第２の比較回路と、
前記基準電圧を生成すると共に、前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号に従って前記基準電圧を動的に調整するための基準電圧調整回路と
を備えることを特徴とする請求項２８に記載の定電流駆動回路。
【請求項３０】
前記第１の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第１の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第１の比較信号を出力するための出力端子を有する第１の比較器を備え、
前記第２の比較回路が、前記第１の電圧を受け取るための負の入力端子、前記第２の所定電圧を受け取るための正の入力端子、及び前記第２の比較信号を出力するための出力端子を有する第２の比較器を備える
ことを特徴とする請求項２９に記載の定電流駆動回路。
【請求項３１】
前記基準電圧調整回路が、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号を受信するための制御回路と、
電源電圧に接続された端子を有する第２の電流源と、
前記第２の電流源のもう一方の端子に接続された端子を有する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子を有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第３の電流源と、
前記基準電圧を出力するために前記第１のスイッチのもう一方の端子に接続された端子、及び前記共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有するコンデンサとを備え、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号の両方が“ハイ”レベルである場合に、前記制御回路が第１の制御信号を出力し、
前記第１の比較信号及び前記第２の比較信号の両方が“ロウ”レベルである場合に、前記制御回路が第２の制御信号を出力し、
前記第１の比較信号が“ハイ”レベルであると共に、前記第２の比較信号が“ロウ”レベルである場合に、前記制御回路が全く信号を出力せず、
前記第１のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１の制御信号に従って決定されると共に、
前記第２のスイッチのオン／オフ状態が、前記第２の制御信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項３０に記載の定電流駆動回路。
【請求項３２】
前記第１の所定電圧が、前記第２の所定電圧より大きい
ことを特徴とする請求項３１に記載の定電流駆動回路。
【請求項３３】
前記第１の所定電圧が、第１の電流源の動作電圧に前記第３の所定電圧を加算した電圧であり、
前記第２の所定電圧が、第１の電流源の動作電圧から前記第３の所定電圧を減算した電圧であると共に、
前記第３の所定電圧が、第１の電流源の動作電圧より小さい
ことを特徴とする請求項３２に記載の定電流駆動回路。
【請求項３４】
前記出力信号生成回路が、
前記基準電圧を前記第２の電圧と比較すると共に、比較結果を生成するための第３の比較回路と、
前記比較結果に従って第１のタイミング制御信号及び第２のタイミング制御信号を生成するためのタイミング制御回路と、
入力信号に接続された端子、及び前記出力信号生成回路の出力端子に接続されたもう一方の端子を有する第５のスイッチと、
入力信号に接続された端子、及び共通の電圧レベルに接続されたもう一方の端子を有する第６のスイッチとを備え、
前記出力端子が、出力信号を出力するためのものであり、
前記第５のスイッチのオン／オフ状態が、前記第１のタイミング制御信号に従って決定されると共に、
前記第６のスイッチのオン／オフ状態が、前記第２のタイミング制御信号に従って決定される
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項３５】
前記第５のスイッチが、ＰＭＯＳトランジスタを備え、
前記ＰＭＯＳトランジスタのソース／ドレインが、それぞれ前記第５のスイッチの２つの端子としての機能を果たし、前記ＰＭＯＳトランジスタのゲートが、前記第１のタイミング制御信号を受信するために使用されると共に、
前記第６のスイッチが、ＮＭＯＳトランジスタを備え、
前記ＮＭＯＳトランジスタのソース／ドレインが、それぞれ前記第６のスイッチの２つの端子としての機能を果たし、前記ＮＭＯＳトランジスタのゲートが、前記第２のタイミング制御信号を受信するために使用される
ことを特徴とする請求項３４に記載の定電流駆動回路。
【請求項３６】
前記第２の電圧が、直列に接続された第１のインピーダンスと第２のインピーダンスによる分割電圧であり、
前記第１のインピーダンスの一方の末端が、前記出力信号を受信し、
前記第２のインピーダンスの一方の末端が、前記第２の電圧を生成するために前記第１のインピーダンスのもう一方の末端と接続され、
前記第２のインピーダンスのもう一方の末端が、前記第１の電流源のもう一方の末端と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項３７】
前記第１のインピーダンス及び前記第２のインピーダンスが、それぞれ抵抗器を有する
ことを特徴とする請求項３６に記載の定電流駆動回路。
【請求項３８】
第１のインピーダンス及び第２のインピーダンスを更に備える
ことを特徴とする請求項３６に記載の定電流駆動回路。
【請求項３９】
前記出力信号生成回路が、更に、インダクタンスコイルを通して前記入力信号を受信する
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項４０】
前記第１の所定電圧が、前記第１の電流源の動作電圧である
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【請求項４１】
前記第１のＬＥＤストリングが、直列に接続された複数のＬＥＤによって構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の定電流駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に駆動回路に関すると共に、更に具体的には定電流駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の定電流駆動回路と駆動されるＬＥＤストリングとの間の結合図である。従来の定電流駆動回路１１０は、直列に接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）１２０によって構成されるＬＥＤストリング１２１を駆動するためのものである。定電流駆動回路１１０は、更に、インダクタンスコイル１３０を通して入力信号ＶＩＮを受信すると共に、電圧ＶＲを獲得し、電圧ＶＲを使用してフィードバック制御を遂行するために、抵抗器１４０、及び抵抗器１５０を使用することによって、出力信号ＶＯＵＴに関する電圧分割を実行する。
【０００３】
定電流駆動回路１１０は、電流源１１１と、比較器１１２と、タイミング制御回路１１３と、Ｐ型金属酸化物半導体（ＰＭＯＳトランジスタ）１１４と、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳトランジスタ）１１５とを備える。電流源１１１の正の端子は、ＬＥＤストリング１２１に接続されると共に、電流源１１１の負の入力端子は、共通電圧レベルＧＮＤと接続される。比較器１１２は、比較結果ＣＲＳを生成するために電圧ＶＲを固定基準電圧ＦＶＲＥＦと比較するのに使用されると共に、タイミング制御回路１１３は、比較結果ＣＲＳに従ってＰＭＯＳトランジスタ１１４及びＮＭＯＳトランジスタ１１５をターンオンまたはターンオフするために、ＰＭＯＳトランジスタ１１４及びＮＭＯＳトランジスタ１１５をそれぞれ制御するためのタイミング制御信号ＴＣＳ１及びタイミング制御信号ＴＣＳ２を生成する。上記の２個のＭＯＳトランジスタに関するスイッチングによって、ＬＥＤストリング１２１を駆動するために、必要とされる出力信号ＶＯＵＴが生成される。
【０００４】
正常に電流源１１１を働かせるために、ＬＥＤストリング１２１の負の端子電圧は、電流源１１１そのものの動作電圧ＶＷより高いか、または等しくなければならない。すなわち、定電流駆動回路１１０によって生成される出力信号ＶＯＵＴは、ＬＥＤストリング１２１を横断する全体の電圧降下と動作電圧ＶＷとの合計より大きい電圧レベルを有していなければならない。例えば、電流Ｉがそれに流れる単一のＬＥＤ１２０は、順方向バイアス電圧ＶＦを有すると仮定すると、Ｎ個のＬＥＤ１２０を横断する全体の電圧降下は、“Ｎ×ＶＦ”であるべきである。従って、出力信号ＶＯＵＴの電圧レベルは、電流源１１１の正常動作を保証するために、“Ｎ×ＶＦ＋ＶＷ”より大きくなければならない。
【０００５】
定電流駆動回路１１０の出力信号ＶＯＵＴは、以下の数式（１）によって与えられる。
【０００６】
ＶＯＵＴ＝ＦＶＲＥＦ×（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）・・・（１）
【０００７】
ここで、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ抵抗器１４０及び抵抗器１５０の電気抵抗を表す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
出力信号ＶＯＵＴの電圧レベルは、電流源１１１の正常動作を保証するために、十分に高いことが必要とされるが、しかしながら、工程の理由によって引き起こされる順方向バイアス電圧ＶＦの変化が発生するか、またはＬＥＤストリング１２１を通過する電流Ｉが調整可能である場合、ＬＥＤストリング１２１を横断する全体の電圧降下は、初めに必要とされた全体の電圧降下より小さい可能性がある。更に、固定基準電圧ＦＶＲＥＦと、抵抗器１４０及び抵抗器１５０の電気抵抗が知られた後で、出力信号ＶＯＵＴは、異なるＬＥＤストリング１２１に適合するために最適化されることができず、効率損失を引き起こす電流源１１１に印加される余分の電圧降下を生成すると共に、定電流駆動回路１１０における不必要な発熱に帰着する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、その出力信号が異なるＬＥＤストリングに応答して最適化されることが可能である定電流駆動回路を対象とする。
【００１０】
本発明は、同様に、動作中に不必要な熱を発生させず、従来技術より少ない効率損失を有する定電流駆動回路を対象とする。
【００１１】
本発明は、第１の電流源と、基準電圧生成回路と、出力信号生成回路とを備える定電流駆動回路を提供する。第１の電流源の一方の端子は、第１のＬＥＤストリングの端子と接続され、ここで、第１の電流源と第１のＬＥＤストリングとの接続ノードは第１の電圧を有する。基準電圧生成回路は、基準電圧を生成すると共に、第１の比較信号を生成するために第１の電圧を第１の所定電圧と比較し、それによって基準電圧の値を動的に調整するのに使用される。出力信号生成回路は、第１のＬＥＤストリングのもう一方の端子に出力信号を出力すると共に、基準電圧と第２の電圧との比較結果に従って入力信号を出力信号として出力するか否かを決定するために入力信号を受信するのに使用される。
【００１２】
本発明の一実施例によると、基準電圧生成回路は、第１の比較回路と、基準電圧調整回路とを備える。第１の比較回路は、第１の比較信号を生成するために第１の電圧を第１の所定電圧と比較するのに使用される。基準電圧調整回路は、基準電圧を生成すると共に、第１の比較信号に従って基準電圧の値を動的に調整するのに使用される。
【００１３】
本発明の一実施例によると、第１の比較回路は、第１の比較器を備えると共に、第１の比較器の負の入力端子は第１の電圧を受け取り、第１の比較器の正の入力端子は第１の所定電圧を受け取り、第１の比較器の出力端子は第１の比較信号を出力する。
【００１４】
本発明の一実施例によると、基準電圧調整回路は、第２の電流源と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３の電流源と、コンデンサとを備える。第２の電流源の端子の内の１つは、電源電圧と接続される。第１のスイッチの一方の端子は、第２の電流源のもう一方の端子と接続されると共に、第１のスイッチのオン／オフ状態は、第１の比較信号に従って決定される。第２のスイッチの端子の内の１つは、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に、第２のスイッチのオン／オフ状態は、第１の比較信号の反転信号に従って決定される。第３の電流源の一方の端子は、第２のスイッチのもう一方の端子と接続され、一方第３の電流源のもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。コンデンサの一方の端子は、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に基準電圧を出力し、一方コンデンサのもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。
【００１５】
本発明の一実施例によると、定電流駆動回路は、出力信号を第２のＬＥＤストリングの端子の内の１つに送信する。定電流駆動回路は、第２のＬＥＤストリングのもう一方の端子と接続された端子を有する第２の電流源を備えると共に、第２の電流源と第２のＬＥＤストリングとの接続ノードは、第３の電圧を有する。基準電圧生成回路は、第１の比較回路と、第２の比較回路と、基準電圧調整回路とを備える。第１の比較回路は、第１の比較信号を生成するために第１の電圧を第１の所定電圧と比較するのに使用される。第２の比較回路は、第２の比較信号を生成するために第３の電圧を第１の所定電圧と比較するのに使用される。基準電圧調整回路は、基準電圧を生成すると共に、第１の比較信号及び第２の比較信号に従って基準電圧の値を動的に調整するのに使用される。
【００１６】
本発明の一実施例によると、第１の比較回路は、第１の比較器を備えると共に、第１の比較器の負の入力端子は第１の電圧を受け取り、第１の比較器の正の入力端子は第１の所定電圧を受け取り、第１の比較器の出力端子は第１の比較信号を出力する。第２の比較回路は、第２の比較器を備えると共に、第２の比較器の負の入力端子は第３の電圧を受け取り、第２の比較器の正の入力端子は第１の所定電圧を受け取り、第２の比較器の出力端子は第２の比較信号を出力する。
【００１７】
本発明の一実施例によると、基準電圧調整回路は、ＯＲゲートと、第３の電流源と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第４の電流源と、コンデンサとを備える。ＯＲゲートは、第１の比較信号及び第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するのに使用される。第３の電流源の一方の端子は、電源電圧と接続される。第１のスイッチの一方の端子は、第３の電流源のもう一方の端子と接続されると共に、第１のスイッチのオン／オフ状態は、演算出力信号によって決定される。第２のスイッチの一方の端子は、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に、第２のスイッチのオン／オフ状態は、演算出力信号の反転信号に従って決定される。第４の電流源の一方の端子は、第２のスイッチのもう一方の端子接続され、一方第４の電流源のもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。コンデンサの一方の端子は、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に基準電圧を出力し、一方コンデンサのもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。
【００１８】
本発明の一実施例によると、定電流駆動回路は、その出力信号が第２のＬＥＤストリングの端子に送信されると共に、定電流駆動回路は、第２の電流源を更に備え、第２の電流源の端子が、第２のＬＥＤストリングのもう一方の端子と接続され、第２の電流源と第２のＬＥＤストリングとの接続ノードが、第３の電圧を有する。基準電圧生成回路は、マルチプレクサと、第１の比較回路と、基準電圧調整回路とを備える。マルチプレクサは、第１の電圧及び第３の電圧を受け取ると共に、第１のクロック信号に従って第１の電圧及び第３の電圧を順次に出力するのに使用される。第１の比較回路は、第１の比較信号及び第２の比較信号をそれぞれ生成するために第１の電圧及び第３の電圧を第１の所定電圧とそれぞれ比較するのに使用される。基準電圧調整回路は、基準電圧を生成し、第１の比較信号及び第２の比較信号を受信して一時的に保存すると共に、第１の比較信号及び第２の比較信号に基づいて基準電圧の値を動的に調整するか否かを決定するのに使用される。
【００１９】
本発明の一実施例によると、第１の比較回路は、第１の比較器を備えると共に、第１の比較器の負の入力端子はマルチプレクサの出力を受け取り、第１の比較器の正の入力端子は第１の所定電圧を受け取り、第１の比較器の出力端子は第１の比較信号及び第２の比較信号を出力する。
【００２０】
本発明の一実施例によると、基準電圧調整回路は、メモリユニットと、ＯＲゲートと、第３の電流源と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第４の電流源と、コンデンサとを備える。メモリユニットは、第１の比較信号及び第２の比較信号を受信して一時的に保存すると共に、第１のクロック信号に従い、第１の比較信号及び第２の比較信号を出力するのに使用される。ＯＲゲートは、第１の比較信号及び第２の比較信号に従って演算出力信号を生成するのに使用される。第３の電流源の一方の端子は、電源電圧に接続される。第１のスイッチの一方の端子は、第３の電流源のもう一方の端子と接続されると共に、第１のスイッチのオン／オフ状態は、演算出力信号によって決定される。第２のスイッチの一方の端子は、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に、第２のスイッチのオン／オフ状態は、演算出力信号の反転信号によって決定される。第４の電流源の一方の端子は、第２のスイッチのもう一方の端子と接続され、一方第４の電流源のもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。コンデンサの一方の端子は、第１のスイッチのもう一方の端子と接続されると共に基準電圧を出力し、一方コンデンサのもう一方の端子は、共通の電圧レベルと接続される。
【００２１】
本発明の一実施例によると、第２の電圧は、相互に直列に接続された第１のインピーダンスと第２のインピーダンスによる分割電圧である。第１のインピーダンスの一方の末端は、出力信号を受信し、第２のインピーダンスの一方の末端は、第２の電圧を生成するために第１のインピーダンスのもう一方の末端と接続され、第２のインピーダンスのもう一方の末端は、第１の電流源のもう一方の末端と接続される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の定電流駆動回路は、ＬＥＤストリングの負の端子電圧とＬＥＤストリングに接続された電流源の動作電圧との比較結果に従って生成された比較信号を使用することによって、基準電圧を動的に調整することができ、その場合に、調整された基準電圧と上記のインピーダンス分割電圧との比較結果に従って出力信号を最適化することができるので、従って、本発明の定電流駆動回路は、動作中に不必要な熱を発生させず、従来の回路より少ない効率損失を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
添付図面は、発明の更なる理解を提供するために含まれると共にて、組み込まれてこの明細書の一部を構成する。それらの図は、記述と共に本発明の実施例を例証し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００２４】
その例が添付図面において例証される、本発明の好ましい実施例に対する詳細な参照がここで行われることになる。可能なところではどこでも、同じ参照符号が、同じ部分、もしくは同等の部分を参照するために、図及び記述において使用される。
【００２５】
図２は、本発明の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動されるＬＥＤストリングとの間の結合図である。直列に接続された複数のＬＥＤ２２０から構成されるＬＥＤストリング２２１を駆動するための、図２における本実施例の定電流駆動回路は、符号２１０により表される。定電流駆動回路２１０は、インダクタンスコイル２３０を通して入力信号ＶＩＮを受信する。定電流駆動回路の構造、及び各構成要素の動作は、以下に描写される。
【００２６】
定電流駆動回路２１０は、電流源２４０と、基準電圧生成回路２５０と、出力信号生成回路２６０と、インピーダンス２７０と、インピーダンス２８０とを備える。インピーダンス２７０、及びインピーダンス２８０は、フィードバック制御のための電圧Ｖ２を獲得するために、定電流駆動回路２１０の出力信号ＶＯＵＴに関する電圧分割を実行する。電流源２４０の正の端子は、ＬＥＤストリング２２１の負の端子に接続されると共に、電流源２４０負の端子は、共通電圧レベルＧＮＤと接続され、電流源２４０とＬＥＤストリング２２１との接続ノードは、電圧Ｖ１を有する。基準電圧生成回路２５０は、基準電圧ＶＲＥＦを生成すると共に、比較信号ＣＳを生成し、それによって基準電圧ＶＲＥＦを動的に調整するために、電圧Ｖ１を所定電圧ＶＭＩＮと比較するのに使用され、ここで、所定電圧ＶＭＩＮは電流源２４０の動作電圧である。出力信号生成回路２６０は、出力信号ＶＯＵＴをＬＥＤストリング２２１の正の端子に出力し、入力信号ＶＩＮを受信すると共に、基準電圧ＶＲＥＦと電圧Ｖ２との比較結果ＣＲＳに従って入力信号ＶＩＮを出力信号ＶＯＵＴとして出力するか否かを決定するのに使用される。
【００２７】
基準電圧生成回路２５０は、比較回路２５１と、基準電圧調整回路２５２とを備える。比較回路２５１は、比較信号ＣＳを生成するために電圧Ｖ１を所定電圧ＶＭＩＮと比較するのに使用される。基準電圧調整回路２５２は、基準電圧ＶＲＥＦを生成すると共に、比較信号ＣＳに従って基準電圧ＶＲＥＦを動的に調整するのに使用される。
【００２８】
出力信号生成回路２６０は、比較回路２６１と、タイミング制御回路２６２と、スイッチ２６３と、スイッチ２６４とを備える。比較回路２６１は、比較結果ＶＲＳを生成するために、基準電圧ＶＲＥＦを電圧Ｖ２と比較するのに使用される。タイミング制御回路２６２は、比較結果ＣＲＳに従ってタイミング制御信号ＴＣＳ１、及びタイミング制御信号ＴＣＳ２を生成するのに使用される。スイッチ２６３の一方の端子は、インダクタンスコイル２３０を通して入力信号ＶＩＮと接続され、一方スイッチ２６３のもう一方の端子は、出力信号生成回路２６０の出力端子と接続されると共に、スイッチ２６３のオン／オフ状態は、タイミング制御信号ＴＣＳ１に従って決定され、ここで、上記出力端子は、出力信号ＶＯＵＴを出力するのに使用される。スイッチ２６４の一方の端子は、インダクタンスコイル２３０を通して入力信号ＶＩＮと接続され、一方スイッチ２６４のもう一方の端子は、共通の電圧レベルＧＮＤと接続されると共に、スイッチ２６４のオン／オフ状態は、タイミング制御信号ＴＣＳ２に従って決定される。
【００２９】
本実施例において、比較回路２５１は、比較器によって実現されると共に、比較器の負の入力端子は電圧Ｖ１を受け取り、比較器の正の入力端子は所定電圧ＶＭＩＮを受け取り、そして比較器の出力端子は比較信号ＣＳを出力する。更に、スイッチ２６３及びスイッチ２６４は、それぞれＰＭＯＳトランジスタ及びＮＭＯＳトランジスタによって実現され得ると共に、ＰＭＯＳトランジスタのソース／ドレインは、それぞれスイッチ２６３の２つの端子としての機能を果たし、ＰＭＯＳトランジスタのゲートは、タイミング信号ＴＣＳ１を受信する。ＮＭＯＳトランジスタのソース／ドレインは、それぞれスイッチ２６４の２つの端子としての機能を果たし、ＮＭＯＳトランジスタのゲートは、タイミング信号ＴＣＳ２を受信する。インピーダンス２７０、及びインピーダンス２８０は、ここでは抵抗器によって実現される。
【００３０】
下記において、基準電圧調整回路２５２の内部構造及びその詳細動作が、更に詳細に描写される。図３は、図２の基準電圧調整回路２５２の回路図である。基準電圧調整回路２５２は、電流源３０１と、電流源３０４と、スイッチ３０２と、スイッチ３０３と、コンデンサ３０５と、インバータ３０６とを備える。電流源３０１の正の端子は、電源電圧ＶＤＤと接続される。スイッチ３０２の一方の端子は、電流源３０１の負の端子と接続されると共に、スイッチ３０２のオン／オフ状態は、比較信号ＣＳに従って決定される。スイッチ３０３の一方の端子は、スイッチ３０２のもう一方の端子と接続されると共に、スイッチ３０３のオン／オフ状態は、比較信号ＣＳの反転信号に従って決定される。電流源３０４の正の端子は、スイッチ３０３のもう一方の端子と接続され、一方電流源３０４の負の端子は、共通の電圧レベルＧＮＤと接続される。コンデンサ３０５の一方の端子は、スイッチ３０２のもう一方の端子と接続されると共に基準電圧ＶＲＥＦを出力し、一方コンデンサ３０５のもう一方の端子は、共通の電圧レベルＧＮＤと接続される。
【００３１】
定電流駆動回路２１０の動作が、以下で更に詳細に描写される。図２及び図３を参照すると、電圧Ｖ１が所定電圧ＶＭＩＮより大きいとき、それは電流源２４０を横断する電圧降下が電流源２４０の動作電圧より大きいこと、すなわち、出力信号の電圧レベルが過度に高く、従ってこの時点の比較信号ＣＳは、スイッチ３０２をターンオフし、スイッチ３０３をターンオンするように“ロウ”レベル（low-level）を提示することを意味する。その結果、電流源３０４によってコンデンサ３０５から電流Ｉ２が引き込まれると共に、この時のコンデンサ３０５は、共通の電圧レベルＧＮＤに放電され、供給された基準電圧ＶＲＥＦは下降する。その後で、比較回路２６１は、比較結果ＣＲＳを生成するために、調整された基準電圧ＶＲＥＦを電圧Ｖ２と再度比較する。更に、タイミング制御回路２６２は、比較結果ＣＲＳに基づいて、ＰＭＯＳトランジスタ２６３及びＮＭＯＳトランジスタ２６４のオン／オフ状態をそれぞれ制御するためのタイミング信号ＴＣＳ１、及びタイミング信号ＴＣＳ２を生成すると共に、ここで、出力信号ＶＯＵＴの電圧レベルは、２つのＭＯＳトランジスタのオン／オフ状態を制御することによって下げられる。
【００３２】
対照的に、電圧Ｖ１が所定電圧ＶＭＩＮより小さいとき、それは電流源２４０を横断する電圧降下が電流源２４０の動作電圧より小さいこと、すなわち、出力信号の電圧レベルが過度に低く、従ってこの時点の比較信号ＣＳは、スイッチ３０２をターンオンし、スイッチ３０３をターンオフするように“ハイ”レベル（high-level）を提示することを意味する。その結果、電流源３０１は充電するための電流Ｉ１を提供することができると共に、コンデンサ３０５によって供給された基準電圧ＶＲＥＦは上げられる。その後で、比較回路２６１は、比較結果ＣＲＳを生成するために、調整された基準電圧ＶＲＥＦを電圧Ｖ２と再度比較する。更に、タイミング制御回路２６２は、比較結果ＣＲＳに基づいて、ＰＭＯＳトランジスタ２６３及びＮＭＯＳトランジスタ２６４のオン／オフ状態をそれぞれ制御するためのタイミング信号ＴＣＳ１、及びタイミング信号ＴＣＳ２を生成すると共に、ここで、出力信号ＶＯＵＴの電圧レベルは、２つのＭＯＳトランジスタのオン／オフ状態を制御することによって増加させられる。
【００３３】
上述の説明から分かるように、出力信号ＶＯＵＴは、浮遊電圧であると共に、以下の数式（２）によって決定され得る。
【００３４】
ＶＯＵＴ＝ＶＲＥＦ×（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）・・・（２）
【００３５】
ここで、Ｒ１及びＲ２は、それぞれインピーダンス２７０及びインピーダンス２８０の電気抵抗を表す。
【００３６】
電流源２４０を横断する電圧降下が必要とされる最小の動作電圧（すなわち、所定電圧ＶＭＩＮ）に達するか否かに拘らず、基準電圧ＶＲＥＦのレベルはそれと共に変化するが、しかしながら、もし電流源２４０を横断する電圧降下が電流源２４０の動作電圧より小さい場合、基準電圧ＶＲＥＦは増加することになり、他の場合、基準電圧ＶＲＥＦは減少することになる。従って、平均的な効果の点から見ると、電流源２４０を横断する電圧降下は、電流源２４０の動作電圧に近づくように自動的に調整されることになり、一方出力信号ＶＯＵＴは、“ＶＭＩＮ＋Ｎ×ＶＦ”に近づくように自動的に調整されることになる。ここで、ＮはＬＥＤストリング２２１内のＬＥＤ２２０の数であると共に、ＶＦは、単一のＬＥＤ２２０の順方向バイアス電圧である。
【００３７】
更に、基準電圧ＶＲＥＦは、同様に、“（ＶＭＩＮ＋Ｎ×ＶＦ）×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）”に近づくように自動的に調整されることになる。構成において、インピーダンス２７０及びインピーダンス２８０は固定値であり、従って、もし定電流駆動回路２１０が集積回路（ＩＣ）である場合、インピーダンス２７０及びインピーダンス２８０はＩＣ内に組み込まれ得る。回路構成は、ＬＥＤストリング２２１または電流値Ｉの差異にもかかわらず出力信号ＶＯＵＴを最適化することができ、最も高いシステム効率を可能にすると共に、あらゆる不必要な熱の生成を回避する。更に、充電電流Ｉ１または放電電流Ｉ２に関係なく、その電流値は、基準電圧ＶＲＥＦがあまりにも迅速な遷移を経験するとき、出力信号生成回路２６０が時間内に間に合って反応することを失敗するのを防止するように計算される必要がある。
【００３８】
上述の説明によれば、本発明の定電流駆動回路２１０は、それに適切な変更を加えることによって複数のＬＥＤストリングを同時に駆動することができる。図４は、本発明の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動される複数のＬＥＤストリングとの間の結合図である。図４を参照すると、本実施例の定電流駆動回路４１０は、ＬＥＤストリング２２１、及びＬＥＤストリング２２１−１〜２２１−Ｘを駆動するのに使用される。
【００３９】
図２、及び図２とは異なる図４を参照すると、図４における定電流駆動回路４１０は、それぞれＬＥＤストリング２２１−１〜２２１−Ｘに対応する電流源２４０−１〜２４０−Ｘを使用する。更に、定電流駆動回路４１０における基準電圧生成回路４５０は、同様に、それぞれＬＥＤストリング２２１−１〜２２１−Ｘに対応する比較回路２５１−１〜２５１−Ｘを使用する。比較回路２５１−１〜２５１−Ｘが、同様に、比較信号ＣＳ−１〜ＣＳ−Ｘを出力するので、このように、基準電圧調整回路４５２の内部回路は、比較信号ＣＳ及び比較信号ＣＳ−１〜ＣＳ−Ｘに従って基準信号ＶＲＥＦを調整するように、従って変更されなければならない。
【００４０】
図５は、図４において示される基準電圧調整回路４５２の回路図である。図３、及び図３とは異なる図５を参照すると、図５における基準電圧調整回路４５２は、比較信号ＣＳ及び比較信号ＣＳ−１〜ＣＳ−Ｘに従って演算出力信号ＯＳを生成するための、追加のＯＲゲート５０１を備える。この方法では、基準電圧調整回路４５２は、演算出力信号ＯＳを調整することができる。
【００４１】
上述の説明から分かるように、もし全ての比較回路の出力が“ロウ”レベルである場合、それは、電流源２４０を横断する電圧降下、及び電流源２４０−１〜２４０−Ｘの全てを横断する電圧降下が、その動作電圧を越えることを意味する。この時に、基準電圧調整回路４５２は、従って定電流駆動回路４１０の出力信号ＶＯＵＴを下降させるように、基準信号ＶＲＥＦを下げるであろう。対照的に、もし比較回路の中のいずれか１つの出力が“ハイ”レベルである場合、それは、電流源２４０及び電流源２４０−１〜２４０−Ｘの内の１つを横断する電圧降下が、その動作電圧より小さいことを意味する。この時に、基準電圧調整回路４５２は、従って定電流駆動回路４１０の出力信号ＶＯＵＴを上昇させるように、基準信号ＶＲＥＦを増加させるであろう。
【００４２】
定電流駆動回路２１０は、図６によって示されたように、複数のＬＥＤストリングを駆動するために使用され得ると共に、基準電圧生成回路２５０において比較回路を使用することを必要としない、別の変更された実装を有し得る。図６は、本発明の他の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動される複数のＬＥＤストリングとの間の結合図である。本発明の実施例による定電流駆動回路６１０は、ＬＥＤストリング２２１、及びＬＥＤストリング２２１−１〜２２１−Ｘを駆動するために使用される。
【００４３】
図４、及び図４とは異なる図６を参照すると、図６における基準電圧生成回路６５０は、マルチプレクサ６６０を通して、全てのＬＥＤストリングの負の端子と接続されると共に、順次に、クロック信号ＣＬＫに従って、受け取られた負の端子電圧を出力する。このように、一度比較回路２５１が順次にマルチプレクサ６６０から出力される負の端子電圧を所定電圧ＶＭＩＮと比較すると、獲得された比較信号が基準電圧調整回路６５２に送信される。マルチプレクサ６６０の動作と関連づけるために、基準電圧調整回路６５２は、同様に、クロック信号ＣＬＫ１に従って操作される。従って、基準電圧調整回路６５２の軽微な変更が必要とされる。
【００４４】
図７は、図６において示される基準電圧調整回路６５２の回路図である。図５、及び図５とは異なる図７を参照すると、図７によって示される基準電圧調整回路６５２は、追加のメモリユニット７０１を備えると共に、ここで、メモリユニット７０１の入力端子７０２は、比較回路２５１によって順次に送信された比較信号を受信して一時的に保存すると共に、演算出力信号ＯＳを生成するために、クロック信号ＣＬＫ１に従って全ての受信された比較信号をＯＲゲート５０１に送信するように、比較回路２５１の出力と接続される。従って、基準電圧調整回路６５２は、演算出力信号ＯＳに従って基準信号ＶＲＥＦを調整することができる。
【００４５】
上述の実施例における全ての基準電圧調整回路がチャージポンプ方式において実行されるので、従って全ての基準電圧調整回路はコンデンサを使用する。これらのコンデンサは、コンデンサがＩＣに組み込まれることができないような、非常に大きなキャパシタンスを有している。コンデンサをＩＣに組み込むために、必要とされるキャパシタンスは下げられなければならないと共に、それは、基準電圧調整回路に送られる非常に低周波のクロック信号を提供することによって解決され得る。基準電圧調整回路は、図８によって示されたように、非常に低周波のクロック信号を使用することによって、基準信号ＶＲＥＦを変更するか否かを決定する。
【００４６】
図８は、図２において示される基準電圧調整回路２５２の別の実装の回路図である。図３、及び図３と比較しながら図８を参照すると、図８における基準電圧調整回路２５２は、追加のスイッチ８０１及びスイッチ８０２、そしてデューティサイクル制御回路８０３を使用する。デューティサイクル制御回路８０３は、クロック信号ＣＬＫ１に従って非常に低周波のクロック信号ＣＬＫ２を生成する。図９によって示されたように、クロック信号ＣＬＫ２のデューティサイクルは、クロック信号ＣＬＫ１のデューティサイクルより小さい。図９は、クロック信号ＣＬＫ１、及びクロック信号ＣＬＫ２を示す図である。スイッチ８０１及びスイッチ８０２のオン／オフ状態は、クロック信号ＣＬＫ２によって決定される。クロック信号ＣＬＫ２が“ハイ”レベルである場合に、スイッチ８０１及びスイッチ８０２の両方はターンオンされ、この時、基準電圧調整回路２５２は、基準信号ＶＲＥＦを調整し得る。対照的に、クロック信号ＣＬＫ２が“ロウ”レベルである場合に、スイッチ８０１及びスイッチ８０２の両方はターンオフされ、この時、基準信号ＶＲＥＦは、変わらないままである。
【００４７】
更に、クロック信号ＣＬＫ１は、外部クロック信号か、または定電流駆動回路２１０内部のクロック信号のいずれかであり得る。同様に、ユーザは、更に、外部クロック信号ＣＬＫ２を直接供給し得ると共に、その結果、基準電圧調整回路２５２の内部にデューティサイクル制御回路８０３を使用する必要性がなくなる。
【００４８】
図４における基準電圧調整回路４５２は、上述の変更方法を使用することによって実現され得る。図１０は、図４において示される基準電圧調整回路４５２の別の実装の回路図である。図５、及び図５とは異なる図１０を参照すると、図１０の回路は、追加のスイッチ１００１及びスイッチ１００２、そしてデューティサイクル制御回路１００３を使用する。図６における基準電圧調整回路６５２は、上述の変更方法を使用することによって実現され得る。図１１は、図６において示される基準電圧調整回路６５２の別の実装の回路図である。図７、及び図７とは異なる図１１を参照すると、図１１の回路は、追加のスイッチ１１０１及びスイッチ１１０２、そしてデューティサイクル制御回路１１０３を使用する。
【００４９】
上述の基準電圧調整回路は、負の端子電圧が基準電圧調整回路に接続された電流源の動作電圧に達するか否かに関してＬＥＤストリングの負の端子電圧を監視し、それによって基準信号ＶＲＥＦを調整することができるということに注意が必要である。しかしながら、負の端子電圧を監視するために、基準電圧生成回路において比較回路を使用することによって、もし上述の負の端子電圧においてヒステリシス期間が得られない場合、ＬＥＤストリングと接続された電流源を横断する電圧降下は、所定電圧ＶＭＩＮのレベル近辺で変動し続けるであろう。一方、出力信号ＶＯＵＴの変動はリップル成分の増加に帰着すると共に、ストレージインダクタンスコイル２３０における電流を変調し、電流リップル成分を増加させる。この現象を改善するために、ヒステリシス期間が、基準電圧生成回路における比較回路に加えられる。図１２によって示されたように、描写の利便性のために、図２の回路によって必要とされる基準電圧生成回路は、上記の改良方法を説明するための例として解釈される。
【００５０】
図１２は、図２において示される基準電圧生成回路２５０の別の実装の回路図である。図１２の基準電圧生成回路は、比較回路１２０１及び比較回路１２０２、そして基準電圧調整回路１２０３を備えると共に、ここで基準電圧調整回路１２０３は、制御回路１２０４と、電流源１２０５及び電流源１２０８と、スイッチ１２０６及びスイッチ１２０７と、コンデンサ１２０９とを備える。本実施例において、比較回路１２０１及び比較回路１２０２は、比較器によって実現される。図２及び図１２を参照すると、それによって比較信号Ａを生成するために、比較回路１２０１の負の入力端子は電圧Ｖ１を受け取り、比較回路１２０１の正の入力端子は所定電圧“ＶＭＩＮ＋ΔＶ”を受け取ると共に、ここで、所定電圧ＶＭＩＮは、電流源２４０の動作電圧であり、ΔＶは、同様に、電流源２４０の動作電圧より小さい所定電圧である。それによって比較信号Ｂを生成するために、比較回路１２０２の負の入力端子は、同様に、電圧Ｖ１を受け取り、比較回路１２０２の正の入力端子は所定電圧“ＶＭＩＮ＋ΔＶ”を受け取る。
【００５１】
制御回路１２０４は、比較信号Ａ及び比較信号Ｂを受け取るために使用される。比較信号Ａ及び比較信号Ｂの両方が“ハイ”レベルである場合、すなわち電流源２４０を横断する電圧降下が所定電圧“ＶＭＩＮ＋ΔＶ”より小さい場合、制御回路１２０４は、スイッチ１２０６をターンオンにするように制御信号ＣＣＳ１を出力し、それは基準信号ＶＲＥＦを上げ、従って出力信号ＶＯＵＴを上げるであろう。対照的に、比較信号Ａ及び比較信号Ｂの両方が“ロウ”レベルである場合、すなわち電流源２４０を横断する電圧降下が所定電圧“ＶＭＩＮ＋ΔＶ”より大きい場合、制御回路１２０４は、スイッチ１２０７をターンオンにするように制御信号ＣＣＳ２を出力し、それは基準信号ＶＲＥＦを下げ、従って出力信号ＶＯＵＴを下げるであろう。比較信号Ａが“ハイ”レベルであり、比較信号Ｂの両方が“ロウ”レベルである場合、すなわち電流源２４０を横断する電圧降下が所定電圧“ＶＭＩＮ＋ΔＶ”と所定電圧“ＶＭＩＮ−ΔＶ”との間にある場合、制御回路１２０４は、信号を全く出力せず、それは基準信号ＶＲＥＦを変わらない状態に維持するであろう。このように、出力信号ＶＯＵＴ、及びストレージインダクタンスコイル（storage inductor）２３０の電流によって引き起こされたリプル電流は、減少し得る。
【００５２】
上述の実施例において、定電流駆動回路の負荷は複数のＬＥＤから構成されるＬＥＤストリングであるが、しかし本発明が適用できる負荷をそのようなＬＥＤストリングに制限しないという点に注意が必要である。
【００５３】
要するに、本発明の定電流駆動回路は、比較結果に従って出力信号を最適化するように、比較信号を生成するためにＬＥＤストリングの負の端子電圧を定電流駆動回路に接続された電流源の動作電圧と比較し、基準電圧を動的に調整するために比較信号を使用し、そして調整された基準電圧を上記のインピーダンス分割電圧と比較するので、従って、本発明の定電流駆動回路は、動作中に不必要な熱を発生させず、従来の回路と比較して少ない効率損失を有する。
【００５４】
本発明の範囲または精神からはずれることなく、本発明の構造に対する様々な変更及び変形が実行され得るということが当業者にとっては明白である。上記を考慮した結果、それらが添付する請求項、及びそれらの等価物の範囲内に入る限り、本発明は本発明の提供された変更及び変形を保護するということが意図される。更に、本発明の実施例の内のいずれも、または請求項の内のいずれもが、必ずしも本発明によって開示された全ての目的、全ての利点、または全ての特徴を達成するのに必要であるとは限らない。更に、開示の要約及び表題は、本発明の請求項の範囲を制限するものではなく、パターン検索を支援することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の定電流駆動回路と駆動されるＬＥＤストリングとの間の結合図である。
【図２】本発明の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動されるＬＥＤストリングとの間の結合図である。
【図３】図２において示される基準電圧調整回路２５２の回路図である。
【図４】本発明の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動される複数のＬＥＤストリングとの間の結合図である。
【図５】図４において示される基準電圧調整回路４５２の回路図である。
【図６】本発明の他の実施例に基づく、定電流駆動回路と駆動される複数のＬＥＤストリングとの間の結合図である。
【図７】図６において示される基準電圧調整回路６５２の回路図である。
【図８】図２において示される基準電圧調整回路２５２の別の実装の回路図である。
【図９】クロック信号ＣＬＫ１、及びクロック信号ＣＬＫ２を示す図である。
【図１０】図４において示される基準電圧調整回路４５２の別の実装の回路図である。
【図１１】図６において示される基準電圧調整回路６５２の別の実装の回路図である。
【図１２】図２において示される基準電圧生成回路２５０の別の実装の回路図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１０    従来の定電流駆動回路
１１１    電流源
１１２    比較器
１１３    タイミング制御回路
１１４    Ｐ型金属酸化物半導体（ＰＭＯＳトランジスタ）
１１５    Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳトランジスタ）
１２０    発光ダイオード（ＬＥＤ）
１２１    ＬＥＤストリング
１３０    インダクタンスコイル
１４０    抵抗器
１５０    抵抗器
２１０    定電流駆動回路
２２０    複数のＬＥＤ
２２１    ＬＥＤストリング
２２１−１〜２２１−Ｘ    ＬＥＤストリング
２３０    インダクタンスコイル
２４０    電流源
２４０−１〜２４０−Ｘ    電流源
２５０    基準電圧生成回路
２５１    比較回路
２５１−１〜２５１−Ｘ    比較回路
２５２    基準電圧調整回路
２６０    出力信号生成回路
２６１    比較回路
２６２    タイミング制御回路
２６３    スイッチ
２６４    スイッチ
２７０    インピーダンス
２８０    インピーダンス
３０１    電流源
３０２    スイッチ
３０３    スイッチ
３０４    電流源
３０５    コンデンサ
３０６    インバータ
４１０    定電流駆動回路
４５０    基準電圧生成回路
４５２    基準電圧調整回路
５０１    ＯＲゲート
６１０    定電流駆動回路
６５０    基準電圧生成回路
６５２    基準電圧調整回路
６６０    マルチプレクサ
７０１    メモリユニット
８０１    スイッチ
８０２    スイッチ
８０３    デューティサイクル制御回路
１００１    スイッチ
１００２    スイッチ
１００３    デューティサイクル制御回路
１１０１    スイッチ
１１０２    スイッチ
１１０３    デューティサイクル制御回路
１２０１    比較回路
１２０２    比較回路
１２０３    基準電圧調整回路
１２０４    制御回路
１２０５    電流源
１２０６    スイッチ
１２０７    スイッチ
１２０８    電流源
１２０９    コンデンサ
【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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