(57)【要約】【課題】回路素子を駆動するための方法及び装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード（ＬＥＤ）は、移動電話の液晶ディスプレイスクリーンや他のディスプレイ装置のバックライトに通常使用される。ＬＥＤは、徐々に薄暗くなることが望まれ、その結果、駆動回路のコンポーネントによってノイズが放射されると共に、他の望ましからぬ作用が生じる。パルス巾変調（ＰＷＭ）出力電圧信号を発生するための電圧源(6,7,8)と、そのＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングするように配置されたキャパシタ(9)と、スイッチング素子(13)とを備えた回路素子駆動装置において、ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、スイッチング素子(13)がキャパシタ(9)を分離して、キャパシタ(9)が放電するのを防止するように、スイッチング素子(13)がＰＷＭ出力電圧信号と同期されることを特徴とする装置が提供される。【選択図】図４
2010515212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス巾変調（ＰＷＭ）出力電圧信号を発生するための電圧源(6,7,8)と、そのＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングするように配置されたキャパシタ(9)と、スイッチング素子(13)とを備えた回路素子駆動装置において、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、前記スイッチング素子(13)が前記キャパシタ(9)を分離して、前記キャパシタ(9)が放電するのを防止するように、前記スイッチング素子(13)が前記ＰＷＭ出力電圧信号と同期されることを特徴とする装置。
【請求項２】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生するための前記電圧源(6,7,8)は、供給電圧レベルを変換電圧レベルへと変換するように構成されたＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生するための前記電圧源(6,7,8)は、更に、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を制御するためのＰＷＭ制御信号を出力するように構成されたＰＷＭ制御信号ジェネレータ(6)を備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子(13)は、前記ＰＷＭ制御信号により制御される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)は、前記ＰＷＭ制御信号により駆動されるイネーブルスイッチング素子(71)であって、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)の出力を制御して、そのイネーブルスイッチング素子(71)が閉じたときは前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)が変換電圧レベルを出力し、且つそのイネーブルスイッチング素子(71)が開いたときは前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)が電圧を出力しないようにするイネーブルスイッチング素子(71)を備えた、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記キャパシタ(9)は、前記ＰＷＭ出力電圧信号の高周波数要素をフィルタリングするように構成された、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記回路素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）(10)を含む、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記回路素子は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）(10)を含む、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記又は各々のＬＥＤ(10)は、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときは光を放射し、そして前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときは光を放射しない、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記又は各々のＬＥＤ(10)により放射される光は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンの後部を照明する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＬＣＤスクリーンは、移動電話のディスプレイスクリーンである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ信号は、前記又は各々のＬＥＤ(10)により放射される光の輝度が徐々に変化して見えるように変調される、請求項７から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記ＰＷＭ出力電圧信号は、２０Ｈｚより高い周波数を有する、請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記スイッチング素子(13)は、２つのトランジスタを含む、請求項１から１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記供給電圧レベルは、バッテリパック(8)により供給される、請求項２から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記キャパシタ(9)は、セラミックキャパシタである、請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
請求項１から１５のいずれかに記載の装置を組み込んだポータブル装置。
【請求項１８】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生する段階と、キャパシタ(9)を使用してＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングする段階とを含む回路素子駆動方法において、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、前記ＰＷＭ出力電圧信号と同期されるスイッチング素子(13)を使用して前記キャパシタ(9)を分離することを特徴とする方法。
【請求項１９】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生する段階は、供給ＤＣ電圧レベルを、その供給電圧レベルとは異なる変換ＤＣ電圧レベルへと変換することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生する段階は、更に、
ＰＷＭ制御信号ジェネレータ(6)を使用してＰＷＭ制御信号を発生し、
前記ＰＷＭ制御信号でＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を制御する、
ことを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記スイッチング素子(13)を前記ＰＷＭ制御信号で駆動する段階を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)の出力を制御することは、前記ＰＷＭ制御信号でイネーブルスイッチング素子(71)を動作して、そのイネーブルスイッチング素子(71)が閉じたときには、前記変換電圧レベルが前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)により出力され、且つ前記イネーブルスイッチング素子(71)が開いたときには、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)により電圧が出力されないようにすることを含む、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングする段階は、ＰＷＭ出力電圧信号の高周波数要素をフィルタリングすることを含む、請求項１８から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記回路素子は、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときに光を放射し且つ前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに光を放射しないＬＥＤストリング(10)である、請求項１８から２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記ＬＥＤストリング(10)により放射される光の輝度が徐々に変化して見えるように前記ＰＷＭ出力電圧信号を変調する段階を更に含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路素子を駆動するための装置に係り、より詳細には、これに限定されないが、移動電話の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンのバックライトに使用される直列接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングや、駆動回路の出力キャパシタの著しい放電を引き起こす他の負荷を駆動する装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
典型的な用途である移動電話では、コンポーネントに電力を供給するためにバッテリパックが設けられる。しかしながら、移動電話は、バッテリパックにより供給されるものとは異なる独特の電圧レベル（あるときには、バッテリ電圧よりも高いか又は低く、或いは負の電圧のこともある）を各々要求する多数のサブ回路を含む。更に、バッテリ電圧は、蓄電された電力が消費されるときに低下する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、多数のバッテリを使用して装置の異なる部分に給電するのではなく、スペースを節約するように、単一の可変バッテリ電圧から多数の制御された電圧を発生する方法を提供する。
【０００３】
要求される特定の機能に基づいて、多数の形式のＤＣ／ＤＣコンバータが入手できる。最も一般的な２つは、電圧レベルを上昇するのに使用される昇圧コンバータと、電圧レベルを下降するのに使用される降圧コンバータとである。これらは、両方とも、インダクタ又は変圧器にまたがってある時間周期（通常、１００ｋＨｚから５ＭＨｚの範囲）でＤＣ電圧を印加することにより変換を行うスイッチモードコンバータである。これは、インダクタ又は変圧器に電流を通流させ、磁気的にエネルギーを蓄積させる。次いで、電圧がスイッチオフされて、蓄積したエネルギーを、制御された仕方で電圧出力へと移送させる。オン／オフ時間の比を調整することにより、電流需要が変化しても、出力電圧を調整することができる。
【０００４】
図１は、簡単な昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。この回路は、電源１、高周波数スイッチ２、ダイオード３、インダクタ４及び負荷抵抗器５を含む。
【０００５】
現在の技術は、出力電圧フィルタリング用の電解、タンタル又はセラミックキャパシタをこれら種類の電力管理特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に対して使用している。このようなキャパシタの目的は、ＤＣ／ＤＣコンバータによりパルスの形態で出力されるエネルギーを蓄積し、更に、ノイズや他の高周波数要素を除去することにより出力電圧信号を平滑化することである。
【０００６】
独特の電圧を要求する１つの特定のサブ回路は、移動電話のＬＣＤスクリーンのバックライトに一般的に使用されるようなＬＥＤストリングに電力を供給するのに使用されるものである。バックライトをスイッチオン又はオフするときや、有用性又は電力節約の目的でライトを低レベルにスイッチする必要があるときのように、時々、バックライトを薄暗くすることが要求される。これは、周囲光センサとで使用することができる。薄暗い効果を得るため、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータの出力が、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して変調される。更に、電力節約を得るために、ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＰＷＭサイクルのオフ時間中にディスエイブル又は部分的にディスエイブルすることができる。
【０００７】
図２は、バックライトのための調光可能なＬＥＤストリングに電力を供給するために現在使用されている典型的な回路のブロック図である。この回路は、ＰＷＭ制御信号ジェネレータ６、イネーブルスイッチ７１を含むＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７、バッテリパック８、出力フィルタキャパシタ９、及びＬＥＤストリング１０を備えている。
【０００８】
ＰＷＭは、長方形波信号を使用し、その長方形波信号のパルス巾を変調し、オン時間（信号がアサートされる時間）と信号の時間周期との比がＬＥＤストリングの必要な動作に基づいて変化するようにする。図３は、ＰＷＭ制御信号としてＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７及びＬＥＤストリング１０に印加されたときにＬＥＤストリング１０を徐々に薄暗くする効果を与えるＰＷＭ信号を示す。この図は、変化するデューティサイクル２１及び時間周期２０を示す。
【０００９】
ＰＷＭ信号は、ＰＷＭ制御信号としてＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７に印加され、そして集積型イネーブルスイッチ７１を制御して、ＰＷＭ制御信号がアサートされるときにイネーブルスイッチ７１が閉じ、そしてＰＷＭ制御信号がアサートされないときにイネーブルスイッチ７１が開くようにする。ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータは、イネーブルスイッチが閉じたときだけＬＥＤストリングに変換された電圧を出力する。それ故、ＰＷＭ制御信号と同じ周波数及び変調を伴うＰＷＭ電圧信号が、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータにより出力される。その後、ＬＥＤストリングは、ＰＷＭ出力電圧信号がアサートされるときの光放射と、ＰＷＭ出力電圧信号がアサートされないときの非光放射との間でフリッカ状態となる。図３のＰＷＭ制御信号がＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７に印加される場合には、ＬＥＤストリング１０は、先ず、ＰＷＭ制御の時間周期２０の大部分にわたり光を放射する。しかしながら、時間と共に、ＬＥＤストリング１０が光を放射する時間周期２０の割合が徐々に減少する。それ故、ＰＷＭ制御信号の周波数が適切である場合には、ＬＥＤストリング１０により放射される光が人間の目にとって薄暗くなったように見える。
【００１０】
ＬＥＤストリングのフリッカが検出できないためには、周波数を約５０Ｈｚより高くしなければならない（例えば、３００Ｈｚ）。しかしながら、これらの周波数は、可聴周波数レンジである。セラミックフィルタキャパシタは、圧電クオリティを示す傾向があり、それ故、ＰＷＭ出力電圧信号が可聴周波数にあるときには、キャパシタによりその連続的な変形及び再生の結果としてバズノイズが放射される。このノイズは受け容れられない。
【００１１】
図２に示す装置の更なる問題は、インダクタで動作しているＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータが、スイッチオン時及びフィルタリングキャパシタが放電又は部分放電状態から充電されるときに、ほとんどの電流を消費することである。これは、ＰＷＭ変調を使用するときには特に重要である。というのは、回路が毎秒数百回スイッチオン及びオフにされ、従って、電流増加により、遭遇するピーク電流に基づいてインダクタ及び他のコンポーネントのサイズを決めることが要求され、ひいては、このようなコンポーネントのサイズ及び価格が増加するか、又はそれらの動作ストレスレベルが上昇するからである。
【００１２】
このような回路の更に別の問題は、余計な電流が、回路に給電する電力ラインへの障害を増加し、おそらくは、他の装置との干渉、又は規制範囲を越える電磁放射の放出を招くことである。
【００１３】
オフ状態において出力電圧が駆動されず、即ち音響ノイズが明白なものとなるときに対してキャパシタの電圧が唯一の決定要因となるように、ＰＷＭ信号波形のデアサート状態間にディスエイブル又はパワーオフされるＤＣ供給技術でも同様の問題が生じる。ＤＣ電源が駆動源である場合でも、オン状態とオフ状態との間の出力キャパシタ電圧の変動が、音響ノイズ源である。始動時に電流制限が適用されるかどうかに基づいて、電源が再イネーブルされたときはキャパシタが依然として非常に低いインピーダンス負荷として現れ、インラッシュ電流ピークも生じさせる。電源が電流制限される場合は、出力キャパシタの電圧の上昇時間の増加により、ＰＷＭ波形の低いデューティサイクルにおいて出力電圧／電流に著しい非直線性を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
キャパシタの可聴バズの問題を克服するのに使用される１つの可能性は、セラミックキャパシタに代わって、タンタルキャパシタを使用することである。しかしながら、それらは、優れた共振特性を有するものの、非常に高価であり、且つ有効直列抵抗（ＥＳＲ）が高いといった他の欠点もある。更に別の可能性は、ＰＷＭを使用するのに代わってＬＥＤストリングを通るＤＣ電流を変調することであるが、これは、白色ＬＥＤ（カラーＬＣＤスクリーンのバックライトに典型的に使用される）が供給電流と共にカラーを変化させるので、カラー変化を招き、且つＬＥＤの特性は、それらが特徴付けられた電流より著しく低いか又は高い電流において互いに変化することがある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、パルス巾変調（ＰＷＭ）出力電圧信号を発生するための電圧源と、そのＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングするように配置されたキャパシタと、スイッチング素子とを備えた回路素子駆動装置において、ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、スイッチング素子がキャパシタを分離して、キャパシタが放電するのを防止するように、スイッチング素子がＰＷＭ出力電圧信号と同期されることを特徴とする装置を提供する。
【００１６】
それ故、キャパシタは、その元の形状へ再生されることが防止され、従って、可聴バズノイズは放射されない。更に、ＰＷＭ出力信号が次に最大になったときに、キャパシタを充電する必要がなく、それ故、減少した電流しか引き出されない。
【００１７】
好ましくは、ＰＷＭ出力電圧信号を発生するための電圧源は、供給電圧レベルを変換電圧レベルへと変換するためのＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータを備え、そしてＰＷＭ出力電圧信号を発生するための電圧源は、更に、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータを制御するためのＰＷＭ制御信号を出力するＰＷＭ制御信号ジェネレータを備えている。
【００１８】
好ましくは、スイッチング素子は、ＰＷＭ制御信号によって制御される。これは、スイッチング素子のスイッチングとＰＷＭ出力電圧信号との間に同期を達成する。
【００１９】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータは、ＰＷＭ制御信号と同期されるスイッチング素子であって、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータの出力を制御して、そのイネーブルスイッチが閉じたときはＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータが変換電圧レベルを出力し、且つそのイネーブルスイッチが開いたときはＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータが電圧を出力しないようにするスイッチング素子を備えている。
【００２０】
好ましくは、キャパシタは、ＰＷＭ出力電圧信号の高周波数要素をフィルタリングするように構成される。
【００２１】
好ましくは、回路素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。より好ましくは、回路素子は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、それらＬＥＤは、ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときに光を放射し、そしてＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに光を放射しない。
【００２２】
好ましくは、ＬＥＤにより放射される光は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンの後部を照明し、ＬＣＤディスプレイスクリーンは、移動電話のディスプレイスクリーンである。
【００２３】
好ましくは、ＰＷＭ出力電圧信号は、ＬＥＤにより放射される光の輝度が徐々に変化して見えるように変調される。好ましくは、ＰＷＭ出力電圧信号は、２０Ｈｚより高い周波数である。
【００２４】
好ましくは、スイッチング素子は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電源集積回路に一体化され、スイッチング素子が、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧ピンと、出力フィルタリングキャパシタと、回路素子に接続する第２のピン（１つ又は複数）との間に接続を与えるようにする。
【００２５】
任意であるが、出力負荷スイッチは、電源集積回路の外部でよく、２つのバイポーラトランジスタ及び適切なバイアスコンポーネントを含む。
【００２６】
任意であるが、出力負荷スイッチは、電源集積回路の外部でよく、２つの電界効果トランジスタ及び所要のバイアスコンポーネントを含む。
【００２７】
任意であるが、出力負荷スイッチは、電源集積回路の外部でよく、異なるトランジスタ形式、及び所要のバイアスコンポーネントの組み合わせを含む。
【００２８】
好ましくは、供給入力電圧レベルは、単一セル又は多セルバッテリパックにより供給される。
【００２９】
好ましくは、出力フィルタキャパシタは、セラミックキャパシタである。
【００３０】
又、本発明は、ＰＷＭ出力電圧信号を発生し、そしてキャパシタを使用してＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングすることを含む回路素子駆動方法において、ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、ＰＷＭ出力電圧信号と同期されるスイッチング素子を使用して、キャパシタを分離することを特徴とする方法も提供する。
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を一例として詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】昇圧型ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータの回路図である。
【図２】バックライトのための調光可能なＬＥＤストリングを駆動する典型的な回路のブロック図である。
【図３】ＬＥＤストリングを調光するために供給されるＰＷＭ信号を示す。
【図４】電源の外部の負荷スイッチを有する本発明による調光可能なＬＥＤストリングを駆動するための回路のブロック図である。
【図５】電源の内部の負荷スイッチを有する本発明による調光可能なＬＥＤストリングを駆動するための回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図２は、バックライトのための調光可能なＬＥＤストリングに電力を供給する典型的な回路のブロック図である。バッテリパック８は、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７へＤＣ電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７は、バッテリパック８からのＤＣ電圧を、バッテリパック８により供給されるものとは異なるレベルの電圧に変換する。特定の電圧レベルは、ＬＥＤストリングの要件に依存する。
【００３４】
ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７は、イネーブルスイッチ７１を含む。このイネーブルスイッチは、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７の動作を制御し、イネーブルスイッチが閉じたときにＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７が変換された電圧を出力すると共に、イネーブルスイッチが開いたときにＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７が電圧を出力しないようにする。ＰＷＭ制御信号ジェネレータ６は、（図２に示すような）パルス巾変調制御信号をＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７のイネーブルスイッチ７１に供給する。ＰＷＭ制御信号は、イネーブルスイッチ７１を制御して、ＰＷＭ信号が最大であるときにイネーブルスイッチ７１が閉じ、そしてＰＷＭ信号が最小であるときにイネーブルスイッチ７１が開くようにする。
【００３５】
ＰＷＭ信号が最大であり、従って、イネーブルスイッチ７１が閉じたときには、変換された電圧がＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７により出力される。それ故、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータは、ＰＷＭ制御信号と同じ周波数及び変調のＰＷＭ電圧信号を出力する。ＰＷＭ出力電圧信号の最大値は、変換された電圧レベルである。ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときに、電流が出力キャパシタ９に向かって流れてそれを充電すると共に、ＬＥＤストリング１０に向かって流れて、ＬＥＤが光を放射するようにする。電流が完全なＤＣ電流である場合には、キャパシタ９は、完全に充電すると、それ以上の電流を受け取ることができない。しかしながら、実際には、ＤＣ電流は、常に、高周波発振を含む。それ故、電流が僅かな量だけ低いレベルに瞬間的に低下すると、キャパシタ９は、そのプレートに蓄積された同等の量の電荷を解放し、それ故、ＬＥＤストリング１０を通過する電流を平滑化する作用を有する。電流の高周波発振が電流の瞬間的増加を引き起こすと、キャパシタ９は、再充電する。
【００３６】
ＰＷＭ出力電圧信号が最小になり、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７により電圧が出力されないことを意味するときには、キャパシタ９がＬＥＤストリング１０を通して放電する。プロセスは、ＰＷＭ出力電圧信号に基づいて繰り返される。
【００３７】
セラミックキャパシタは、圧電クオリティを示し、それ故、キャパシタが充電されるときには、若干の変形が生じる。放電の際には、キャパシタは、その元の形態に戻る。ＰＷＭ出力電圧信号の周波数は、ほぼ３００Ｈｚであり、従って、変形は、毎秒３００回生じる。これが可聴周波数範囲であるために、バズノイズが生じる。
【００３８】
図４は、本発明により調光可能なＬＥＤストリング１０を駆動するための回路を示す。この回路は、ＰＷＭ制御信号ジェネレータ６と、イネーブルスイッチ７１を含むＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７と、バッテリパック８と、出力フィルタキャパシタ９と、ＬＥＤストリング１０と、出力負荷スイッチ１３とを備えている。
【００３９】
出力負荷スイッチ１３は、バイポーラトランジスタの構成より成り、そしてＰＷＭ制御信号と同期される（ひいては、ＰＷＭ出力電圧信号とも同期される）ようにＰＷＭ制御信号により制御される。それ故、ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときに、出力負荷スイッチ１３は、電流の通過を許し、そしてＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、出力負荷スイッチ１３は、電流の通過を許さない。ＰＷＭ出力電圧信号が最小であり、出力負荷スイッチ１３が電流の通過を許さないときに、キャパシタ９が分離され、ＬＥＤストリング１０を通して放電できず、むしろ、その電荷を保持する。それ故、キャパシタは、その元の形状へ再生しない。その後、キャパシタ９が可聴周波数において連続的に変形及び再生しないために、バズノイズは放射されない。更に、ＰＷＭ信号が次に最大となると、キャパシタ９は、既に充電されており、それ故、ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ７のインダクタ及び他のコンポーネントを通して引き出される電流の量が減少される。
【００４０】
或いは又、図５に示すように、出力負荷スイッチ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を含む電源集積回路へ一体化され、出力負荷スイッチ１３が、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧ピンと、出力フィルタリングキャパシタ９と、ＬＥＤストリング１０に接続する第２のピン（１つ又は複数）との間に接続を与えるようにする。
【００４１】
又、本発明は、オフ状態において出力電圧が駆動されず、即ち音響ノイズが明白なものとなるときに対してキャパシタの電圧が唯一の決定要因となるように、ＰＷＭ信号波形のデアサート状態間にディスエイブル又はパワーオフされるＤＣ供給技術にも適用することができる。ＤＣ電源が駆動源である場合でも、オン状態とオフ状態との間の出力キャパシタ電圧の変動が、音響ノイズ源である。始動時に電流制限が適用されるかどうかに基づいて、電源が再イネーブルされたときはキャパシタが依然として非常に低いインピーダンス負荷として現れ、インラッシュ電流ピークも生じさせる。電源が電流制限される場合は、出力キャパシタの電圧の上昇時間の増加により、ＰＷＭ波形の低いデューティサイクルにおいて出力電圧／電流に著しい非直線性を生じさせる。
【００４２】
それ故、音響ノイズの問題を低減するのに加えて、本発明は、低いデューティサイクルにおいてＤＣ電源のＰＷＭ出力電流の改良された直線性を与える。
【００４３】
又、本発明は、負荷が特に大きな放電を有する場合にＤＣ／ＤＣコンバータの動作の改良された安定性も提供する。上述した実施例では、これは、特に、ＬＥＤストリング１０がより短い第２ストリングを有するときに生じる。
【００４４】
負荷スイッチ素子は、外部コンポーネント数を減少し、出力電流及び電圧の調整を改善するように電流又は電圧制御回路に組み込まれる。
【００４５】
以上の実施例は、これに制限されるものでないことが明らかであろう。当業者であれば、本明細書を読んだときに、他の変形や変更が明らかとなろう。このような変形や変更は、ここに述べる特徴及び機能的に同等の全ての特徴に置き換わるのに適したこの分野で既に知られた特徴へと拡張される。更に、本発明の開示は、ここで明示的又は暗示的に開示された新規な特徴又はそれら特徴の新規な組み合わせ或いはそれを一般化したものを包含すると理解され、又、本出願又はそこから派生する出願の係争中に、そのような特徴及び／又はそのような特徴の組み合わせを網羅する新規な請求項が公式化されることがある。
【符号の説明】
【００４６】
１：電源
２：高周波数スイッチ
３：ダイオード
４：インダクタ
５：負荷抵抗器
６：ＰＷＭ制御信号ジェネレータ
７：ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ
８：バッテリパック
９：出力フィルタキャパシタ
１０：ＬＥＤストリング
１３：出力負荷スイッチ
７１：イネーブルスイッチ
【図１】
2010515212.tif 000003
【図２】
2010515212.tif 000004
【図３】
2010515212.tif 000005
【図４】
2010515212.tif 000006
【図５】
2010515212.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月12日(2009.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス巾変調（ＰＷＭ）出力電圧信号を発生するための電圧源手段(6,7,8)と、
前記ＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングするように構成されたキャパシタ(9)と、
前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、前記キャパシタ(9)が放電するのを実質的に防止するように、前記ＰＷＭ出力電圧信号と同期するように構成されたスイッチング手段(13)と、
を備えた装置。
【請求項２】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生するための前記電圧源手段(6,7,8)は、供給電圧レベルを変換電圧レベルへと変換するように構成されたＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生するための前記電圧源手段(6,7,8)は、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を制御するためのＰＷＭ制御信号を出力するように構成されたＰＷＭ制御信号ジェネレータ手段(6)を更に備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)は、前記ＰＷＭ制御信号により駆動されるイネーブルスイッチング素子(71)であって、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)の出力を制御して、そのイネーブルスイッチング素子(71)が閉じたときは前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)が変換電圧レベルを出力し、且つそのイネーブルスイッチング素子(71)が開いたときは前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)が電圧を出力しないように構成されたイネーブルスイッチング素子(71)を備えた、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、回路素子を駆動するように構成され、その回路素子は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）(10)を含む、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのＬＥＤ(10)は、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときは光を放射し、そして前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときは光を放射しない、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ＰＷＭ信号は、前記少なくとも１つのＬＥＤ(10)により放射される光の輝度が徐々に変化して見えるように変調される、請求項５から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記キャパシタ(9)は、セラミックキャパシタである、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
パルス巾変調（ＰＷＭ）出力電圧信号を発生するステップと、
キャパシタ(9)を使用して前記ＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングするステップと、
前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときに、前記キャパシタが放電するのをスイッチング素子(13)実質的に防止するように、スイッチング素子(13)を前記ＰＷＭ出力電圧信号と同期させるステップと、
を備えた方法。
【請求項１０】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生する前記ステップは、供給ＤＣ電圧レベルを、その供給電圧レベルとは異なる変換ＤＣ電圧レベルへと変換する段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ＰＷＭ出力電圧信号を発生する前記ステップは、更に、
ＰＷＭ制御信号ジェネレータ(6)を使用してＰＷＭ制御信号を発生する段階、及び
前記ＰＷＭ制御信号でＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)を制御する段階、
を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)の出力を制御する前記段階は、前記ＰＷＭ制御信号でイネーブルスイッチング素子(71)を動作して、そのイネーブルスイッチング素子(71)が閉じたときには、前記変換電圧レベルが前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)により出力され、且つ前記イネーブルスイッチング素子(71)が開いたときには、前記ＤＣ／ＤＣスイッチモードコンバータ(7)により電圧が出力されないようにすることを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
ＰＷＭ出力電圧信号をフィルタリングする前記ステップは、ＰＷＭ出力電圧信号の高周波数要素をフィルタリングする段階を含む、請求項９から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記ＰＷＭ出力電圧信号は、少なくとも１つのＬＥＤ(10)を駆動し、このＬＥＤは、前記ＰＷＭ出力電圧信号が最大であるときには光を放射し、且つ前記ＰＷＭ出力電圧信号が最小であるときには光を放射しない、請求項９から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのＬＥＤストリング(10)により放射される光の輝度が徐々に変化して見えるように前記ＰＷＭ出力電圧信号を変調するステップを更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2010515212.tif 000008
2010515212.tif 000009
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