(57)【要約】【課題】  複数の発光量出力を必要とするアプリケーションにおいて、低コスト、省面積化の妨げとなる部品点数を増やすことなく、複数の発光量出力を実現したスイッチングレギュレータ電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】  スイッチング方式の電力変換回路と、負荷電流に応じた帰還信号を発生する電流検出回路と、電力変換回路を駆動するＳＷＲ制御回路とを備えたスイッチングレギュレータ電源装置であって、ＳＷＲ制御回路は、制御信号入力端子と、制御信号入力端子に入力された制御信号によって複数の基準電圧を出力することが可能な基準電圧回路とを設けた。【選択図】  図１
2007215318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に流れる電流に応じた帰還信号を入力する帰還信号端子と、
複数の基準電圧を出力する基準電圧回路と、
前記帰還信号と前記基準電圧を入力し、差を増幅する誤差増幅回路と、
三角波を発生する三角波発生回路と
前記誤差増幅回路の出力信号と前記三角波を比較しスイッチング信号を出力するコンパレータとで構成されるスイッチングレギュレータ制御回路であって、
前記基準電圧は、制御信号によって複数の基準電圧を切り替えて出力する手段を有するスイッチングレギュレータ制御回路。
【請求項２】
前期制御信号を外部から入力する端子を備えた請求項１記載のスイッチングレギュレータ制御回路。
【請求項３】
電源の電力を入力する電源入力端子と、
前記電力を、負荷が駆動できる電力に変換するスイッチング方式の電力変換回路と、
前記電力変換回路の電力によって駆動される負荷と、
前記負荷に流れる電流に応じた帰還信号を発生する電流検出回路と、
前記帰還信号に応じて前記電力変換回路を駆動する請求項１または２記載の制御回路を備えたスイッチングレギュレータ電源装置。
【請求項４】
前記負荷はＬＥＤを備えており、前期ＬＥＤに供給する電流を切り換えて輝度を変化させる請求項３記載のスイッチングレギュレータ電源装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤを、少なくともＬＥＤ通常発光状態と、ＬＥＤフラッシュ発光状態とを切り替えて発光する請求項４記載のスイッチングレギュレータ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載する）を駆動するために一定電流を供給する昇圧型のスイッチングレギュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源として使用する携帯電話等のアプリケーションにおいて、その発光量や輝度または色度を一定にするために、ＬＥＤへ供給する電流を一定に制御する必要がある。このようにＬＥＤ駆動電流を制御して、安定した一定電流を負荷に供給するための電源として、昇圧型スイッチングレギュレータが用いられている。
【０００３】
ＬＥＤを駆動するために必要なスイッチングレギュレータ電源装置は、ユーザーが必要なＬＥＤの発光量や輝度または色度を発生させるために要する一定電流を発生するものである。多くのアプリケーションにおいて一定電流は固定されており、変化させるとしても微調整に必要な電流を変化させる程度である。一例として携帯電話等のＬＣＤパネル表示用バックライトとして使用するＬＥＤ駆動用スイッチングレギュレータ電源装置の場合、表示に必要な発光量を得るための電流に設定されており、その電流は固定値に設定することが一般的である。
【０００４】
スイッチングレギュレータ電源装置において、ＬＥＤを駆動するための一定電流は図２の検出回路５によって決定されるものである。通常の場合において、検出回路５は抵抗素子によって構成されておりその抵抗値を変化することによって一定電流を設定する。このようにＬＥＤを一定の発光量に設定するためには、検出回路５のインピーダンス（抵抗値）を、ある所定になるように接続すればよいことがわかる。
【０００５】
また、その駆動電流ＩＬＥＤと検出回路５の抵抗値ＲＬＥＤとは以下の式によって表現されるものである。
ＩＬＥＤ＝ＶＲＥＦ／ＲＬＥＤ
ＩＬＥＤは、負荷６に流す電流でありＬＥＤを駆動するための一定電流である。ＶＲＥＦはＳＷＲ制御回路４に備えられた基準電圧回路の出力電圧値である。また、抵抗値ＲＬＥＤは検出回路５のインピーダンス（抵抗値）である。スイッチングレギュレータ電源装置は、検出回路５のインピーダンスに流れる電流（＝ＩＬＥＤ）によって生じる電圧差が、ＳＷＲ制御回路４に備えられた基準電圧値ＶＲＥＦと等しくなるように動作する。すなわち、負荷電流に応じた帰還信号によってデューティー比が決定される駆動信号により、スイッチングトランジスタをオンオフすることで、負荷電流をＩＬＥＤに安定化させている。
【０００６】
図３は、従来のスイッチングレギュレータのＳＷＲ制御回路４のブロック図である。ＳＷＲ制御回路４は、検出回路５からの帰還信号を入力する入力端子１１と、基準電圧を出力する基準電圧回路１９と、基準電圧と帰還信号の電圧差を増幅する誤差増幅回路１３と、三角波信号を出力する三角波発振回路１４と、三角波信号と誤差増幅回路１３の出力する信号を比較して出力信号を発生するコンパレータ１５と、コンパレータ１５の出力信号を電力変換回路３に備えられたスイッチトランジスタＱ１を駆動できる駆動信号に変換するバッファ回路１６とから構成される。
【０００７】
ＳＷＲ制御回路４は、帰還信号と基準電圧が等しくなるようにスイッチトランジスタＱ１を制御するものであり、基準電圧回路出力は所定の一定電圧レベルであることから、負荷６に流れる電流は、検出電圧５とＳＷＲ制御回路４に備えられた基準電圧回路１９の電圧によって一定電流に制御される。
【０００８】
近年は、複数のＬＥＤを要するようなアプリケーションが多くなってきたため、前述した検出回路５のように単一のインピーダンスを接続する手法では対応できず、複数のＬ発光量出力に対応した複数のインピーダンスを有する検出回路が必要となっている。
【０００９】
図４は、従来の複数の発光量出力に対応したＬＥＤ駆動用昇圧型スイッチングレギュレータ電源装置のブロック図である。複数の発光量出力に対応した検出回路７は、例えば２レベルの出力が必要な場合、並列に接続した第１の抵抗素子と第２の抵抗素子、および出力レベルを切り替えるための端子８から入力した制御信号によって制御するスイッチトランジスタにより構成される。同様に、２レベル以上の出力が必要な場合には、必要に応じて抵抗素子およびスイッチトランジスタを追加することで構成が可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１９４４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、複数レベルの発光量出力に対応したＬＥＤ駆動用のスイッチングレギュレータ電源回路を構成する場合、発光量を設定するために必要な抵抗素子および切り替え制御信号によって制御されるスイッチトランジスタが必要となるため、電源装置に要する素子数の増加およびそれに伴う実装面積の増大により低コスト化および省面積化（高密度実装）の妨げになっていた。
【００１１】
そこで本発明は、複数の発光量出力を必要とするアプリケーションにおいて、低コスト、省面積化の妨げとなる部品点数を増やすことなく、複数の発光量出力を実現したスイッチングレギュレータ電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のスイッチングレギュレータは、スイッチング方式の電力変換回路と、負荷電流に応じた帰還信号を発生する電流検出回路と、電力変換回路を駆動するＳＷＲ制御回路とを備えたスイッチングレギュレータ電源装置であって、ＳＷＲ制御回路は、制御信号入力端子と、制御信号入力端子に入力された制御信号によって複数の基準電圧を出力することが可能な基準電圧回路とを設けた。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明のスイッチングレギュレータ電源装置によれば、基準電圧回路は制御信号入力端子に入力された制御信号によって、基準電圧を複数切り替えて出力するので、複数の発光量出力を必要とするアプリケーションにおいて、検出回路に抵抗やスイッチトランジスタといった複数の外部素子を設けることなく、単一の抵抗で複数の発光量出力に対応したスイッチングレギュレータ電源装置を提供することが出来るので、低コストおよび省面積化を実現することが可能となる。
【発明の実施の形態】
【００１４】
【実施例】
【００１５】
図２は、昇圧型のスイッチングレギュレータ電源装置のブロック図である。昇圧型のスイッチングレギュレータ電源装置は、バッテリ電力入力端子１と、バッテリ電力を負荷６（ＬＥＤ）が駆動できる電力に変換する電力変換回路３と、電力変換回路３を制御するＳＷＲ制御回路４と、負荷電流検出回路５とから構成される。
【００１６】
入力端子１にはチョークコイルＬ１が接続されており、チョークコイルの他端にはスイッチングトランジスタＱ１、および整流用ショットキーダイオードＤ１が接続されている。また、整流用ダイオードＤ１のカソードは２ａに接続されており、且つ平滑用コンデンサＣ１が接続されている。他方の出力端子２ｂと回路の基準電位点としてのグランドとの間には、負荷６に流れる負荷電流を検出し、当該負荷電流に応じた帰還信号を発生するための検出回路５が接続されている。そして電力変換回路３を駆動するためのＳＷＲ制御回路４が接続されている。
【００１７】
以下に、図２のスイッチングレギュレータ電源装置の動作を説明する。ＳＷＲ制御回路４は、検出回路５からの帰還信号に応じたデューティー比を有する駆動信号によって、スイッチングトランジスタＱ１をオンオフ動作させる。ここで、帰還信号は通常のスイッチングレギュレータ電源装置のような出力電圧に応じた信号量ではなく、負荷電流である出力電流に応じた信号量を有している。このためスイッチングトランジスタＱ１は、負荷電流に応じたオンデューティー比駆動信号によってオンオフ動作を行い、負荷電流を安定化させる。
【００１８】
負荷電流が安定する電流よりも低い場合は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を上昇させて負荷電流を増加するように誘導する。また反対に負荷電流が安定する電流よりも高い場合は、平滑用コンデンサＣ１の電荷を負荷電流により消費することで平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を下降させて負荷電流を減少するように作用する。
【００１９】
本発明のスイッチングレギュレータ電源装置の、ＳＷＲ制御回路４のブロック図を図１に示す。図１のブロック図に示したＳＷＲ制御回路４は、検出回路５によって検出した、負荷６に流れる負荷電流に応じた帰還信号を入力する端子１１と、基準電圧を出力する基準電圧回路１２と、基準電圧と帰還信号の電圧差を増幅する誤差増幅回路１３と、三角波信号を出力する三角波発振回路１４と、三角波信号と誤差増幅回路１３の出力する信号を比較して出力信号を発生するコンパレータ１５と、コンパレータ１５の出力信号を電力変換回路３に備えられたスイッチトランジスタＱ１を駆動できる駆動信号に変換するバッファ回路１６と、外部からの制御信号を入力する制御信号入力端子１８とから構成される。ここで、基準電圧回路１２は、制御信号入力端子１８に入力された制御信号によって、複数の基準電圧を出力する機能を有している。
【００２０】
以上のようなＳＷＲ制御回路４を備えたＬＥＤ駆動用のスイッチングレギュレータ電源装置においては、検出回路として１つの抵抗素子のみの構成として、従来例では不可能であった複数の発光量出力に対応が可能である。
【００２１】
本発明における複数の発光量出力の実現方法について、例を用いて詳細に説明する。
例えば、基準電圧回路１２は０．５Ｖと１．０Ｖに設定可能とする。基準電圧は、制御信号入力端子１８に入力する制御信号により設定できるものであり、例えばローレベルを入力すると基準電圧は０．５Ｖに設定され、ハイレベルを入力すると基準電圧は１．０Ｖに設定されるものとする。検出回路５は、５オームの抵抗を接続するものとする。検出回路５に接続する抵抗素子は、１つの抵抗素子であり複数個の抵抗素子あるいはスイッチトランジスタは必要としない。
【００２２】
スイッチングレギュレータ電源装置は、検出回路５の抵抗に流れる電流（＝ＩＬＥＤ）によって生じる電圧差が、基準電圧回路１２の基準電圧ＶＲＥＦと等しくなるように動作するものであり、負荷電流に応じた帰還信号に応じたデューティー比を有する駆動信号によりスイッチングトランジスタをオンオフ動作することで、結果として負荷電流をＩＬＥＤに安定化させている。
【００２３】
負荷電流ＩＬＥＤは、基準電圧ＶＲＥＦと検出回路５の抵抗の値により以下の算出式により表現される。
ＩＬＥＤ＝ＶＲＥＦ／ＲＬＥＤ
制御信号入力端子１８の入力がローレベルの場合、ＶＲＥＦ＝０．５Ｖに設定されるため、負荷となるＬＥＤに１００ｍＡの一定電流が流れる。また、制御信号入力端子１８の入力がハイレベルの場合、ＶＲＥＦ＝１．０Ｖに設定されるため、負荷となるＬＥＤに２００ｍＡの一定電流が流れる。ＬＥＤの発光量は電流に比例することから、制御信号入力端子１８の入力をハイレベルにすることでＬＥＤを明るく発光させることが可能になる。
【００２４】
以上のように、制御信号入力端子１８の入力を制御することで、通常ＬＥＤ点灯とフラッシュ発光ＬＥＤ点灯のような、発光量の異なるＬＥＤの点灯モードを実現することが可能となる。フラッシュ発光ＬＥＤ点灯とは、通常ＬＥＤ点灯よりも明るい輝度で、点滅発光するようなモードである。
【００２５】
本実施例においては２段階に設定する例を説明したが、基準電圧回路１２の基準電圧を複数設定可能な構成とすることで、検出回路５を構成する素子を増やすことなく、複数段階のＬＥＤ輝度に対応することも可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のスイッチングレギュレータのＳＷＲ制御回路のブロック図である。
【図２】昇圧型スイッチングレギュレータ電源装置のブロック図である。
【図３】従来のスイッチングレギュレータのＳＷＲ制御回路のブロック図である。
【図４】従来の複数の発光量出力に対応した昇圧型スイッチングレギュレータ電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１        バッテリ電力入力端子
３        電力変換回路
４        ＳＷＲ制御回路
５、７    負荷電流検出回路
６        負荷
８        コントロール端子
１１        帰還信号入力端子
１２、１９  基準電圧回路
１３        誤差増幅回路
１４        三角波発振回路
１５        コンパレータ
１６        バッファ回路
１７        出力端子
１８        コントロール端子およびその変換回路
【図１】
2007215318.tif 000003
【図２】
2007215318.tif 000004
【図３】
2007215318.tif 000005
【図４】
2007215318.tif 000006