專利名稱：直流電源裝置、led驅(qū)動(dòng)用電源裝置及電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)用電源電壓的直流電源裝置，例如涉及有效利
用于產(chǎn)生在便攜式電話機(jī)的液晶顯示器的背光燈中使用的WLED (白色發(fā)光
二極管)的驅(qū)動(dòng)電源電壓的開(kāi)關(guān)電源裝置以及構(gòu)成該開(kāi)關(guān)電源裝置的電源驅(qū)動(dòng) 用半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在便攜式電話機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中，在顯示用的液晶面板的背光燈中使用了 WLED，在產(chǎn)生WLED的驅(qū)動(dòng)電源電壓的電源裝置中一般使用由升壓型的開(kāi) 關(guān)調(diào)節(jié)器(switching regulator)構(gòu)成的DC-DC轉(zhuǎn)換器。在該LED驅(qū)動(dòng)用電源 裝置中進(jìn)行以下反饋控制將LED的驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為電壓來(lái)反饋給控制電路， 通過(guò)誤差放大器與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，生成具有與電位差對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的驅(qū) 動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)在電感器(線圏)中間歇地流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件，將驅(qū)動(dòng)電流保 持固定。作為與這種LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置相關(guān)的發(fā)明，有例如專利文獻(xiàn)l中 記載的發(fā)明。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2007-220855號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在移動(dòng)設(shè)備中，有時(shí)要求階段性改變地液晶面板的背光燈的亮度的功能。 作為可以切換亮度即驅(qū)動(dòng)電流的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，本申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)并研究 出具有圖11所示的結(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置。
圖11的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置設(shè)有將被反饋輸出電流的端子FBBL的電壓 與參考電壓Vrefl進(jìn)行比較，輸出具有與電位差對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM (脈沖頻率調(diào)制)比較器11、可以控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占 空比控制電路13。該LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置僅在所述PFM比較器11的輸出為 預(yù)定電平的期間，將從占空比控制電路13輸出的脈沖信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)電路15， 生成開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖11的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，當(dāng)根據(jù)來(lái)自外部的電流控制信號(hào)(控制碼) CC來(lái)緩慢降低LED的驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，顯然存在以下問(wèn)題如圖12所示，開(kāi)關(guān) 元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl的脈沖周期逐漸延長(zhǎng)，頻率下降到人類(lèi)的可聽(tīng)范圍的Ji限、 即20kHz以下，或者如圖13所示，有時(shí)發(fā)生輸出電壓Vout的變化(所謂的波 動(dòng)(ripple ))增大等在設(shè)備的特性方面不理想的狀況。
該發(fā)明著眼于上述問(wèn)題，其目的在于提供可以使開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻 率不降低到可聽(tīng)范圍的上限以下、并且可以減小輸出電壓的波動(dòng)的LED驅(qū)動(dòng) 用電源裝置以及電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器(LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置)， 具備在電感器中間歇地流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件；在所述電感器和輸出端子之間 連接的整流元件；生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；以及被反^t與輸 出電流成比例的電壓、并輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比 較器。該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的特征在于，設(shè)置有可以才艮據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)控制預(yù)定頻 率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比控制電路，僅在所述PFM比較器的輸出為 預(yù)定電平的期間，將從所述占空比控制電路輸出的脈沖信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)電 路,生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
更具體而言，作為一種LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，具備在電感器中間歇地 流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件；在所述電感器和輸出端子之間連接的整流元件；生成所 述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；以及被反饋與輸出電流成比例的電壓、并 輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比較器。所述LED驅(qū)動(dòng)用電 源裝置的特征在于，具有引入流過(guò)所述LED單元的電流的可變電流源；以 及可以根據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比控 制電路，所述可變電流源流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流，所述占空比控 制電路，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò) 輸出電流時(shí)相比，使輸出的脈沖寬度變窄，僅在所述PFM比較器的輸出為預(yù) 定電平的期間，將從所述占空比控制電路輸出的脈沖信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)電 路，生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸出電流減小時(shí)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間縮短，因此，即使 輸出電流減小，PFM比較器的輸出脈沖的周期也不會(huì)極端地延長(zhǎng)，由此避免
6驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率下降到人類(lèi)的可聽(tīng)范圍的上限以下，并且可以減小輸出電壓的 波動(dòng)。
在此，優(yōu)選所述占空比控制電路具備構(gòu)成為流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì) 應(yīng)的電流的第二可變電流源、與該第二可變電流源串聯(lián)連接的電容元件、在所 述第二可變電流源和所述電容元件的結(jié)合節(jié)點(diǎn)上連接的放電用的開(kāi)關(guān)、以及比 較所述結(jié)合節(jié)點(diǎn)的電位與預(yù)定的參考電壓的比較器。通過(guò)所述振蕩信號(hào)對(duì)所述 放電用的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，所述可變電流源，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng) 求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，流過(guò)的電流增 多。
或者，代替所述第二可變電流源而使用恒定電流源，并JU殳置輸出與電流 控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的參考電壓的可變電壓?jiǎn)卧勺冸妷簡(jiǎn)卧?，?dāng)所述電流控制信 號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，輸出的電 壓降低。另外，代替所述第二可變電流源而使用恒定電流源，代替電容元件而 使用可變電容單元，可變電容單元，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出 電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，電容值變小。
根據(jù)本發(fā)明，具有如下效果可以實(shí)現(xiàn)能夠使開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率 不下降到可聽(tīng)范圍的上限以下，并且能夠減小輸出電壓的波動(dòng)的LED驅(qū)動(dòng)用 電源裝置以及電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu) 框圖。
圖2是表示占空比控制電路的具體例的電路圖。
圖3是表示圖2的占空比控制電路的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖4是表示圖1的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖5是在時(shí)間方向上放大圖4的一部分區(qū)間來(lái)表示的時(shí)序圖。
圖6是表示占空比控制電路的另一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖7是表示圖6的占空比控制電路的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖8是表示占空比控制電路的又一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖9是表示圖8的占空比控制電路的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖io是表示可變電流源的具體例的電路圖。
圖11是表示在本發(fā)明之前研究的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的一例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖12是表示圖11的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。 圖13是在時(shí)間方向上放大圖12的一部分區(qū)間來(lái)表示的時(shí)序圖。 符號(hào)說(shuō)明
10:開(kāi)關(guān)控制電路；11: PFM比較器；12:振蕩電路；13:占空比控制 電路；15:驅(qū)動(dòng)電路；21、 22:可變電流源；23:恒定電流源；24:可變電壓 電路；25:可變電容；30: LED單元;Ll:線圈(電感器)；Cl:濾波電容； SW1:線圈驅(qū)動(dòng)用開(kāi)關(guān)晶體管
具體實(shí)施例方式
以下，才艮據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1表示應(yīng)用了本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的一個(gè)實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，通過(guò)以下部件構(gòu)成了升壓型的開(kāi)關(guān) 調(diào)節(jié)器在直流電壓端子VDD和接地點(diǎn)之間以串聯(lián)形態(tài)連接的線圈(電感器) Ll以及由N溝道MOSFET (絕緣4冊(cè)型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成的開(kāi)關(guān)晶體管 SW1 、在所述線圈Ll和輸出端子OUT之間連接的二極管Dl 、在輸出端子OUT 和接地點(diǎn)之間連接的濾波電容Cl、對(duì)開(kāi)關(guān)晶體管SW1進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制的 開(kāi)關(guān)控制電路IO。并且，在輸出端子OUT上連接了由串聯(lián)形態(tài)的多個(gè)白色發(fā) 光二極管WLED構(gòu)成的LED單元30。
此外，雖然未特別限定，但在本實(shí)施方式中，上述開(kāi)關(guān)控制電路10和開(kāi) 關(guān)晶體管SW1在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上作為半導(dǎo)體集成電路(以下稱為驅(qū)動(dòng)用IC) 而形成，線圈Ll和二極管Dl以及濾波電容C1由分立(discrete)部件構(gòu)成， 作為外加元件而連接在上迷驅(qū)動(dòng)用IC上。
開(kāi)關(guān)控制電路10由以下各部構(gòu)成與反饋信號(hào)參考電壓Vrefl進(jìn)行比較， 生成具有與電位差對(duì)應(yīng)的脈沖寬度(頻率可變)的脈沖信號(hào)的pfm比較器11;
生成預(yù)定頻率的信號(hào)0osc的振蕩電路12;根據(jù)振蕩信號(hào)0osc生成希望的脈 沖寬度的信號(hào)的占空比控制電路13;以PFM比較器11的輸出的反相信號(hào)和 占空比控制電路13的輸出作為輸入的OR門(mén)電路14;接受OR門(mén)電路14的輸出，生成開(kāi)關(guān)晶體管SW1的導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路15等。
另外，在驅(qū)動(dòng)用IC中設(shè)置了連接上述發(fā)光二極管WLED的陰極側(cè)端子的 反饋端子FBBL，并且在IC內(nèi)部設(shè)置了與該反饋端子FBBL連接的可變電流 源21，使流過(guò)發(fā)光二極管WLED的電流流過(guò)IC內(nèi)的可變電流源21。并且， 在反饋端子FBBL上連接了構(gòu)成開(kāi)關(guān)控制電路10的PFM比較器11的反相輸 入端子，將WLED的驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為電壓，輸入到PFM比較器ll。
而且，在驅(qū)動(dòng)用IC中設(shè)置了輸入從外部的CPU等供給的電流控制碼CC (電流指令值)的端子，上述可變電流源21流過(guò)與向該端子提供的控制碼CC 對(duì)應(yīng)的電流。在該實(shí)施方式中，上述控制碼CC也被提供給占空比控制電路13 ， 占空比控制電路13根據(jù)可變電流源21的電流值使輸出的脈沖的脈沖寬度變 化。具體而言，占空比控制電路13進(jìn)行如下動(dòng)作可變電流源21的電流值越 大，使輸出脈沖的脈沖寬度越寬，可變電流源21的電流值越小，使輸出脈沖 的脈沖寬度越窄。
由此，當(dāng)電流指令值變小，減小WLED的驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，脈沖寬度變窄， 開(kāi)關(guān)晶體管SW1的導(dǎo)通時(shí)間縮短，流過(guò)線圏Ll的一次的電流量減少，因此， 與不進(jìn)行與電流指令值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度控制的情況相比，PFM比較器11的輸 出的周期不延長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)晶體管SW1的導(dǎo)通脈沖的頻率也不減小。
在圖2中表示了占空比控制電路13的具體的電路例。該實(shí)施例的占空比 控制電路13由以下各部構(gòu)成在電源電壓端子VDD和接地點(diǎn)之間串聯(lián)連接 的可變電流源22以及電容器C2;與電容器C2并聯(lián)連接的放電用的開(kāi)關(guān) MOSFET SW2;比較可變電流源22與電容器C2的連接節(jié)點(diǎn)N2的電位V2和 參考電壓Vref2的比較器CMP2。
在上述開(kāi)關(guān)MOSFET SW2的柵極端子上施加了來(lái)自振蕩電路12的振蕩信 號(hào)0osc，在0osc為低電平的區(qū)間將SW2截止，通過(guò)可變電流源22的電流 將電容器C2充電，節(jié)點(diǎn)N2的電位V2逐漸上升，在0osc為高電平的期間將 SW2導(dǎo)通，電容器C2的電荷^皮;汶電，節(jié)點(diǎn)N2的電位V2鋸齒狀地變化。通 過(guò)用比較器CMP2來(lái)比較該波形和參考電壓Vref2，如圖3所示，生成具有與 鋸齒波的斜率和參考電壓Vref2的電平相對(duì)應(yīng)的希望的脈沖寬度的矩形波。在 振蕩信號(hào)0osc中使用例如lMHz這樣頻率的信號(hào)。在該實(shí)施例的占空比控制電路13中，可變電流源22的電流值根據(jù)控制碼 CC而階段性變化，由此如圖3中虛線所示，鋸齒波的斜率變化，與^目對(duì)應(yīng)， 輸出矩形波的脈沖寬度變化。具體而言，可變電流源22的電流值越大，鋸齒 波的斜率越大，矩形波的脈沖寬度越窄。此外，與控制碼CC對(duì)應(yīng)的可變電流 源21的電流值和可變電流源22的電流值的關(guān)系是相反的，將控制碼CC構(gòu)成 為，當(dāng)增大可變電流源21的電流值時(shí)，可變電流源22的電流值減小。
接下來(lái)，使用圖4和圖5， 一邊與圖12以及圖13進(jìn)行比較， 一邊說(shuō)明圖 1的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的動(dòng)作。此外，圖5是在時(shí)間方向上放大圖4的一 部分區(qū)間來(lái)進(jìn)行表示的圖，圖13是在時(shí)間方向上放大圖12的一部分區(qū)間來(lái)進(jìn) 行表示的圖。
如圖12 ( A)所示，控制碼CC切換到減小LED的電流的方向時(shí)，在圖 11那樣的結(jié)構(gòu)的電源裝置中，如圖12 (C)所示，PFM比較器11的輸出的周 期逐漸延長(zhǎng)，脈沖的寬度(高電平期間)變寬，僅在低電平期間OR門(mén)14使 占空比控制電路13的脈沖通過(guò)，因此，開(kāi)關(guān)晶體管SW1的驅(qū)動(dòng)脈沖如圖12 (D)所示，間隔逐漸變寬。其結(jié)果是驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率有可能達(dá)到人類(lèi)的可聽(tīng) 范圍的上限即20kHz以下，并且如圖13 (E)所示，輸出電壓Vout的波動(dòng)也 增大。
與之相對(duì)，在圖l的電源裝置中，即4吏控制碼CC切換到減小LED的電 流的方向，如圖4 (C)所示，PFM比較器11的輸出的周期也不延長(zhǎng)，脈沖 的寬度(高電平期間)也不變寬。這是由于，當(dāng)電流指令值減小時(shí)，如圖4(B) 所示，占空比控制電路13的輸出脈沖的寬度變窄，開(kāi)關(guān)晶體管SW1的導(dǎo)通時(shí) 間縮短，通過(guò)一次導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)而流過(guò)線圈Ll的電流量減小。
并且，如上所述即使電流指令值減小PFM比較器11的輸出的周期也不延 長(zhǎng)時(shí)，如圖4(D)所示，開(kāi)關(guān)晶體管SW1的驅(qū)動(dòng)脈沖的間隔也不怎么變寬。 其結(jié)果是驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率不會(huì)達(dá)到人類(lèi)可聽(tīng)范圍的上限即20kHz以下，并且 如圖5 (E)所示，輸出電壓Vout的波動(dòng)也減小。
在圖6和圖8中表示了上述占空比控制電路13的其它結(jié)構(gòu)例。
其中，圖6的占空比控制電路，使用恒定電流源23代替圖2的電路中的 可變電流源22,并且設(shè)置了可變電壓電路24代替參考電壓Vref2。可變電壓電路24考慮構(gòu)成如下結(jié)構(gòu)具有例如串聯(lián)連接了多個(gè)電阻的梯電阻、以及與 各電阻并聯(lián)地設(shè)置的多個(gè)開(kāi)關(guān)，并通過(guò)用所述控制碼CC選擇性地使這些開(kāi)關(guān) 成為導(dǎo)通或者截止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生以適當(dāng)?shù)膶?duì)向比(対向比)將參考電壓Vref2分 壓而得的電壓。
該電路在控制碼CC切換到減小LED的電流的方向時(shí)進(jìn)行控制，以使提 供給比較器CMP的參考電壓Vref2減小。由此，如圖7中虛線所示，占空比 控制電路的輸出脈沖的寬度變窄，具有與圖1的實(shí)施方式的電源裝置相同的功 能。
另一方面，圖8的占空比控制電路，使用了恒定電流源23來(lái)代替圖3的 電路中的可變電流源22，并且設(shè)置了可變電容25來(lái)代替電容器C2?？勺冸?容25考慮構(gòu)成如下結(jié)構(gòu)具有例如多個(gè)并列形態(tài)的電容元件、以及與各電容 元件串聯(lián)連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)，并通過(guò)用所述控制碼CC選擇性地使這些開(kāi)關(guān)成為 導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，切換與節(jié)點(diǎn)N2連接的電容元件的數(shù)量來(lái)使電容值變化。
該電路在控制碼CC切換到減小LED的電流的方向時(shí)進(jìn)行控制，以使與 節(jié)點(diǎn)N2連接的電容元件的數(shù)量減少，從而使電容值減小。由此，如圖9中虛 線所示，節(jié)點(diǎn)N2的電位V2的斜率變陡，占空比控制電路的輸出脈沖的寬度 變窄，具有與圖1的實(shí)施方式的電源裝置相同的功能。
在圖10中表示可變電流源21的具體的電路圖。該實(shí)施例的可變電流源 21由以下部件構(gòu)成恒定電流源10以及與其串聯(lián)連接的電流-電壓轉(zhuǎn)換用的 MOSFET Q0;與該MOSFET Q0進(jìn)行了電流反射鏡(current mirror)連接的n 個(gè)MOSFET Ql 、 Q2...Qn;在反饋端子FBBL和接地點(diǎn)之間與Ql ~ Qn分別串 聯(lián)連接的n個(gè)開(kāi)關(guān)MOSFET Qll ~ Qln。在Ql ~ Qn中流過(guò)對(duì)應(yīng)于其與Q0的 大小比的電 流。
并且，在上述開(kāi)關(guān)MOSFET Qll ~ Qln的柵極端子上施加控制碼CC的各 比特信號(hào)Bl ~ Bn，通過(guò)改變由Bl ~ Bn導(dǎo)通的MOSFET的數(shù)量來(lái)切換總電流。 Ql Qn以及Q11 -Qln全部是N溝道MOSFET。圖2的占空比控制電路內(nèi)的 可變電流源22可以成為以下電路具有與圖10的電路上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，作為 Ql ~ Qn以及Qll ~ Qln而使用P溝道MOSFET， Ql ~ Qn的源極代替與接地 點(diǎn)相連而與電源電壓VDD相連。以上，根據(jù)實(shí)施方式具體說(shuō)明了本發(fā)明人提出的發(fā)明，但本發(fā)明并不限于
上述實(shí)施方式。例如，在圖l的電源裝置中，在驅(qū)動(dòng)用IC內(nèi)設(shè)置了振蕩電路 12,但也可以構(gòu)成為輸入在芯片外部生成的振蕩信號(hào)。另外，在圖1中作為開(kāi) 關(guān)元件SW1而使用了 MOSFET，但也可以使用雙極性晶體管。
而且，在所述實(shí)施方式中，表示了在IC芯片內(nèi)形成了構(gòu)成開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的 開(kāi)關(guān)晶體管SW1的例子，但由于該晶體管中流過(guò)比較大的電流，因此也可以 作為外加的元件來(lái)連接。另外，在實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)用IC中構(gòu)成為從外部輸入提 供驅(qū)動(dòng)電流的指令值的控制碼CC，但也可以代替控制碼而通過(guò)模擬信號(hào)來(lái)提 供電流指令值。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
在以上的說(shuō)明中說(shuō)明了在LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置中應(yīng)用了本發(fā)明的例子， 但本發(fā)明不限于此，可以廣泛應(yīng)用于想要產(chǎn)生升壓后的電壓，并對(duì)輸出電流進(jìn) 行反饋控制的電源裝置。
權(quán)利要求
1. 一種直流電源裝置，具備在電感器中間歇地流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件；在所述電感器和輸出端子之間連接的整流元件；生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；以及被反饋與輸出電流成比例的電壓、并輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比較器，所述直流電源裝置的特征在于，具有可以根據(jù)從外部提供的電流控制信號(hào)，來(lái)控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比控制電路，僅在所述PFM比較器的輸出為預(yù)定電平的期間，將從所述占空比控制電路輸出的脈沖信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)電路，生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2. —種LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，具備在電感器中間歇地流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件；在所述電感器和輸出端子之間連接的整流元件；生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；以及被反饋與輸出電流成比例的電壓、并輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比較器，在與所述輸出端子連接的LED單元中流過(guò)驅(qū)動(dòng)電流，所述LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置的特征在于，具有引入流過(guò)所述LED單元的電流的可變電流源；以及可以根據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比控制電路，所述可變電流源流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流，所述占空比控制電路，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，使輸出的脈沖寬度變窄，僅在所述PFM比4^器的輸出為預(yù)定電平的期間，將從所述占空比控制電路輸出的脈沖信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)電路，生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于，所述占空比控制電路具備構(gòu)成為流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流的第二可變電流源；與該第二可變電流源串聯(lián)連接的電容元件；在所述第二可變電流源和所述電容元件的結(jié)合節(jié)點(diǎn)上連接的放電用的開(kāi)關(guān)；以及比較所述結(jié)合節(jié)點(diǎn)的電位與預(yù)定的參考電壓的比較器，通過(guò)所述振蕩信號(hào)，對(duì)所述放電用的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制， 所述可變電流源，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，流過(guò)的電流增多。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于，所述占空比控制電路具備構(gòu)成為流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流的 恒定電流源；與該恒定電流源串聯(lián)連接的電容元件；在所述恒定電流源與所述 電容元件的結(jié)合節(jié)點(diǎn)上連接的放電用的開(kāi)關(guān)；輸出與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的 參考電壓的可變電壓?jiǎn)卧?；以及比較所述結(jié)合節(jié)點(diǎn)的電位與從所述可變電壓?jiǎn)?元輸出的參考電壓的比較器，通過(guò)所述振蕩信號(hào)，對(duì)所述放電用的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制， 所述可變電壓?jiǎn)卧?，?dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與 請(qǐng)求4交多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，輸出的電壓降低。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于，所述占空比控制電路具備構(gòu)成為流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流的 恒定電流源；與該恒定電流源串聯(lián)連接的可變電容單元；在所述恒定電流源與 所述可變電容單元的結(jié)合節(jié)點(diǎn)上連接的放電用的開(kāi)關(guān)；以及比較所述結(jié)合節(jié)點(diǎn) 的電位與預(yù)定的參考電壓的比較器，通過(guò)所述振蕩信號(hào)，對(duì)所述放電用的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制， 所述可變電容單元，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)，與 請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，電容值變小。
6. —種電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路，具備在電感器中間歇地流過(guò)電流 的開(kāi)關(guān)元件；生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；被反饋與輸出電流成 比例的電壓、并輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比較器，該電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路的特征在于， 具有被反饋輸出電流的外部端子；與該外部端子相連、并引入所述輸出電流的可變電流源；以及 可以根據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比 控制電路，所述可變電流源流過(guò)與所述電流控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流，所述占空比控制電路，當(dāng)所述電流控制信號(hào)請(qǐng)求較少地流過(guò)輸出電流時(shí)， 與請(qǐng)求較多地流過(guò)輸出電流時(shí)相比，將輸出的脈沖寬度變窄，僅在所述PFM比^^器的輸出為預(yù)定電平的期間，將從所述占空比控制電 路輸出的脈沖信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)電路，生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供直流電源裝置、LED驅(qū)動(dòng)用電源裝置及電源驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體集成電路。該直流電源裝置具備在電感器中間歇地流過(guò)電流的開(kāi)關(guān)元件(SW1)；在所述電感器和輸出端子之間連接的整流元件(D1)；生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路(15)；以及被反饋與輸出電流成比例的電壓，輸出具有與該電壓對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)的PFM比較器(11)。在所述直流電源裝置中設(shè)置可以根據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)控制預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)的脈沖寬度的占空比控制電路(13)，僅在所述PFM比較器的輸出為預(yù)定電平的期間，將從所述占空比控制電路輸出的脈沖信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)電路，生成所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101500359SQ20091000234
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者廣島隆, 熊谷敬三 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社