【手続補正書】
【提出日】平成30年5月28日(2018.5.28)
【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】
第１電源と接地点との間に接続され、入力端子に印加された入力電圧に応じた出力電流を出力端子から出力するように構成された電圧電流変換回路であって、
前記入力端子から前記入力電圧を受けて、前記入力電圧と閾値電圧との差に応じた電圧を出力するように構成された差動増幅回路と、
前記差動増幅回路からの電圧を受け、前記出力端子に前記出力電流を出力するように構成された第１カレントミラー回路と、
前記閾値電圧を設定するように構成された電圧設定部とを備える、電圧電流変換回路。
【請求項２】
前記差動増幅回路は、前記第１電源に接続された定電流源と、第１トランジスタと、第２トランジスタとを含み、
前記第１カレントミラー回路は、前記第１トランジスタに接続された第３トランジスタと、前記第２トランジスタに接続された第４トランジスタとを含み、
前記電圧設定部は、前記第１電源と前記接地点との間に直列に接続された第１抵抗と第２抵抗とを含み、
前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタの各々は第１導電型トランジスタであり、
前記第３トランジスタおよび前記第４トランジスタの各々は第２導電型トランジスタであり、
前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタならびに前記第３トランジスタおよび前記第４トランジスタの各々は、制御端子、第１端子、および第２端子を有し、
前記第１トランジスタの制御端子は、前記入力端子に接続され、
前記第１トランジスタの第１端子は、前記定電流源に接続され、
前記第１トランジスタの第２端子は、前記第３トランジスタの第２端子に接続され、
前記第３トランジスタの制御端子は、前記第４トランジスタの制御端子および前記第３トランジスタの第２端子に接続され、
前記第３トランジスタの第１端子は、前記接地点に接続され、
前記第２トランジスタの制御端子は、前記第１抵抗と前記第２抵抗との接続点に接続され、
前記第２トランジスタの制御端子の電圧は、前記第１抵抗および前記第２抵抗により前記第２トランジスタの動作電圧となるように設定され、
前記第２トランジスタの第１端子は、前記定電流源に接続され、
前記第２トランジスタの第２端子は、前記第４トランジスタの第２端子に接続され、
前記第４トランジスタの第１端子は、前記接地点に接続され、
前記出力端子は、前記第２トランジスタの第２端子と前記第４トランジスタの第２端子との接続点に接続される、請求項１に記載の電圧電流変換回路。
【請求項３】
前記差動増幅回路は、前記入力電圧と前記出力電流との間の変換係数を調節するための第１調節部および第２調節部をさらに含み、
前記第１調節部は、前記定電流源と前記第１トランジスタの第１端子との間に接続され、
前記第２調節部は、前記定電流源と前記第２トランジスタの第１端子との間に接続され、
前記第１調節部の抵抗値は、前記第２調節部の抵抗値に等しい、請求項２に記載の電圧電流変換回路。
【請求項４】
前記第１調節部は、直列に接続された第３抵抗と第４抵抗とを含み、
前記第２調節部は、直列に接続された第５抵抗と第６抵抗とを含み、
前記第３抵抗の抵抗値は、前記第５抵抗の抵抗値に等しく、
前記第３抵抗および前記第５抵抗は、正の温度特性を有し、
前記第４抵抗の抵抗値は、前記第６抵抗の抵抗値に等しく、
前記第４抵抗および前記第６抵抗は、負の温度特性を有する、請求項３に記載の電圧電流変換回路。
【請求項５】
負荷を駆動する負荷駆動回路であって、
請求項１に記載の電圧電流変換回路と、
第５トランジスタと、第６トランジスタとを含む第２カレントミラー回路とを備え、
前記負荷は、第２電源と前記接地点との間に接続されており、
前記第５トランジスタおよび前記第６トランジスタの各々は、制御端子、第１端子、および第２端子を有し、
前記第５トランジスタの制御端子は、前記第６トランジスタの制御端子および前記第５トランジスタの第２端子に接続され、
前記第５トランジスタの第１端子の電圧は、前記第６トランジスタの第１端子の電圧以下であり、
前記第５トランジスタの第２端子は、前記電圧電流変換回路の出力端子に接続され、
前記第６トランジスタの第１端子は、第７抵抗を介して前記接地点に接続され、
前記第６トランジスタの第２端子は、前記負荷を介して前記第２電源に接続される、負荷駆動回路。
【請求項６】
前記第５トランジスタの第１端子は、前記第６トランジスタの第１端子に接続される、請求項５に記載の負荷駆動回路。
【請求項７】
前記負荷駆動回路に異常が発生した場合に、前記第５トランジスタの第２端子の電圧を前記第５トランジスタの動作電圧よりも低下させるように構成された異常検出回路をさらに備える、請求項５に記載の負荷駆動回路。
【請求項８】
前記異常検出回路は、
反転入力端子、非反転入力端子、および出力端子を有するコンパレータと、
前記コンパレータの出力端子に接続された制御端子と、前記接地点に接続された第１端子と、前記第５トランジスタの第２端子に接続された第２端子とを有する第７トランジスタと、
前記第１電源と前記接地点との間に直列に接続された第８抵抗と第９抵抗とを含み、
前記非反転入力端子は、前記第６トランジスタの第１端子に接続され、
前記反転入力端子は、前記第８抵抗と前記第９抵抗との接続点に接続される、請求項７に記載の負荷駆動回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る電圧電流変換回路によれば、差動増幅回路の閾値電圧を電圧設定部によって任意の電圧に設定する。そのため、入力電圧が閾値電圧に等しい場合、電流は出力されず、入力電圧と閾値電圧との差が増大するに伴って出力電流が上昇する。その結果、入力電圧に対する出力電流の線形性が改善され、電流負荷の制御を容易に行なうことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る負荷駆動回路の一例であるＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図２】比較例に係るＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図３】実施の形態１における電圧電流変換回路の回路構成およびカレントミラー回路の回路構成を併せて示す図である。
【図４】ＰＷＭ信号、ＤＣ変換回路の出力である電圧、オペアンプの出力である電圧、および発光ダイオードに流れる電流のタイムチャートを併せて示す図である。
【図５】実施の形態２における電圧電流変換回路の回路構成およびカレントミラー回路の回路構成を併せて示す図である。
【図６】実施の形態３における電圧電流変換回路の回路構成およびカレントミラー回路の回路構成を併せて示す図である。
【図７】実施の形態４に係る負荷駆動回路の一例であるＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図８】実施の形態４における電圧電流変換回路の回路構成、カレントミラー回路の回路構成、および異常検出回路の回路構成を併せて示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
オペアンプＯＰ２は、電源ＰＳ１に接続された定電流源ＣＳ１と、ＰＮＰ型のトランジスタＢＰＴ１１，トランジスタＢＰＴ１２と、抵抗Ｒ３を含む調節部Ａｄｊ２１と、抵抗Ｒ３と抵抗値が等しい抵抗Ｒ５を含む調節部Ａｄｊ２２とを含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
Ｉｏｕｔ２＝ｋ２・Ｉｏｕｔ１                                          …（４）
式（４）の電流Ｉｏｕｔ１に式（３）を代入することにより、電流Ｉｏｕｔ２は電圧Ｖｏｕｔを用いて式（５）のように表すことができる。式（５）において、ｋ３＝ｋ２・ｋ１である。変換係数ｋ３は、電圧Ｖｏｕｔと電流Ｉｏｕｔ２との比（変換係数）である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ｋ３＝Ｉｏｕｔ２／Ｖｏｕｔ                                            …（６）
カレントミラー回路ＣＭ２は、電圧電流変換回路ＶＣ１から出力された電流Ｉｏｕｔ１を受けて、電流Ｉｏｕｔ１を増幅して発光ダイオードＬＥＤ１に流れる電流を電流Ｉｏｕｔ２とする。カレントミラー回路ＣＭ２は、トランジスタＮＭＯＳ３と、トランジスタＮＭＯＳ４とを含む。トランジスタＮＭＯＳ３およびトランジスタＮＭＯＳ４の各々は、ゲート、ソース、およびドレインを有する。トランジスタＮＭＯＳ３のゲートは、トランジスタＮＭＯＳ４のゲートおよびトランジスタＮＭＯＳ３のドレインに接続される。トランジスタＮＭＯＳ３のソースは、接地点ＧＮＤに接続される。トランジスタＮＭＯＳ３のドレインは、電圧電流変換回路ＶＣ１の出力端子Ｐｏｕｔに接続される。トランジスタＮＭＯＳ４のソースは、抵抗Ｒ７を介して接地点ＧＮＤに接続される。トランジスタＮＭＯＳ４のドレインは、発光ダイオードＬＥＤ１を介して電源ＶＣＣに接続される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
以上、実施の形態１に係る負荷駆動回路によれば、電圧電流変換回路の差動増幅回路の一方の入力端子にトランジスタの動作電圧を設定することにより、当該差動増幅回路の２つの入力端子の電圧差に応じた電流が出力端子から出力される。その結果、入力電圧に対する出力電流の線形性が改善され、電流負荷の制御を容易にすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
発光ダイオードＬＥＤ１に過電流が流れた場合、過電流が抵抗Ｒ７を通過するときの電圧降下が大きくなり、抵抗Ｒ７に接続しているトランジスタＮＭＯＳ４のソースの電圧が上昇する。コンパレータＣｍｐ１の非反転入力端子は、トランジスタＮＭＯＳ４のソースに接続されているから、過電流が流れるとコンパレータＣｍｐ１からＨｉｇｈレベルの電圧が出力される。コンパレータＣｍｐ１の出力端子は、トランジスタＮＭＯＳ５のゲートに接続されているから、コンパレータＣｍｐ１の出力電圧がトランジスタＮＭＯＳ５の動作電圧に達したときにトランジスタＮＭＯＳ５が導通する。トランジスタＮＭＯＳ５のドレインは、トランジスタＮＭＯＳ３のドレインに接続されているから、トランジスタＮＭＯＳ５が導通することにより、トランジスタＮＭＯＳ３のドレインと接地点ＧＮＤとが導通する。その結果、トランジスタＮＭＯＳ３のドレインの電圧が降下する。トランジスタＮＭＯＳ３のドレインはトランジスタＮＭＯＳ３のゲートに接続されているから、トランジスタＮＭＯＳ３のドレインの電圧が降下すると、トランジスタＮＭＯＳ３のゲートの電圧が降下する。トランジスタＮＭＯＳ３のゲートはトランジスタＮＭＯＳ４のゲートに接続されているから、トランジスタＮＭＯＳ３のゲートの電圧が動作電圧より小さくなると、トランジスタＮＭＯＳ３およびＮＭＯＳ４に電流が流れなくなる。その結果、カレントミラー回路ＣＭ２は動作を停止する。