專利名稱：直流－直流轉(zhuǎn)換器的控制電路、發(fā)光裝置及電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對發(fā)光元件供給驅(qū)動電壓的DC/DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器。
背景技術：
為了生成比輸入電壓高的電壓，在各種電子設備中廣泛使用升壓型的開關電源。這樣的升壓型的開關電源具有開關元件、電感器或變壓器，通過對開關元件進行分時的導通/截止從而在電感器或變壓器中產(chǎn)生反電動勢，使輸入電壓升壓后輸出。
使用變壓器的絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器中，開關晶體管導通時，在變壓器的初級側(cè)流過電流，變壓器中蓄積能量。在開關晶體管截止時，在變壓器的次級側(cè)，變壓器中蓄積的能量通過整流用二極管被作為充電電流傳送到輸出電容器，輸出電壓上升。
例如，專利文獻1、2中公開了絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器中的不使用振蕩器、監(jiān)視變壓器的初級側(cè)或次級側(cè)的狀態(tài)并根據(jù)這些狀態(tài)來控制開關晶體管的導通/截止的自激式的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
特開2004-201474號公報[專利文獻2]特開2005-73483號公報考慮將上述絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器用作照相機的閃光燈光源的電源的情況。作為閃光燈光源使用氙燈等發(fā)光元件，但該氙燈具有在驅(qū)動電壓不高于規(guī)定的電壓值時不正常發(fā)光的特性。
因此，在DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路中需要進行如下的控制，即監(jiān)視對氙管供給的驅(qū)動電壓，僅在監(jiān)視到的電壓為規(guī)定電平以上的情況下，許可發(fā)光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的課題而完成，其目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地驅(qū)動發(fā)光元件的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路。
本發(fā)明的某一方式的控制電路涉及是對發(fā)光元件供給驅(qū)動電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路。該控制電路包括磁滯比較器，將與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓對應的檢測電壓與兩個閾值電壓進行比較，在檢測電壓低于低電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為第一電平的比較信號，在檢測電壓超過高電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為第二電平的比較信號；以及開關控制單元，參照從磁滯比較器輸出的比較信號，在該比較信號為第一電平的期間，使DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關元件進行開關動作，在比較信號為第二電平的期間，停止開關元件的開關動作。控制電路在比較信號為第一電平的期間，使發(fā)光元件不能發(fā)光，在比較信號為第二電平的期間許可發(fā)光。
在該方式中，開關控制單元進行間歇動作，即基于作為磁滯比較器的輸出的比較信號，交替地重復使開關元件進行開關動作從而使DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓上升的充電期間，以及停止開關動作而使輸出電壓緩慢降低的休止期間。比較信號在輸出電壓從高電壓側(cè)的閾值電壓向低電壓側(cè)的閾值電壓降低的休止期間成為第二電平，在輸出電壓從低電壓側(cè)的閾值電壓向高電壓側(cè)的閾值電壓上升的充電期間成為第一電平。其結果，發(fā)光元件僅在休止期間被許可發(fā)光，在充電期間不能發(fā)光。
根據(jù)該方式，通過僅在休止期間中許可發(fā)光，從而在輸出電壓高于低電壓側(cè)的閾值電壓的狀態(tài)下發(fā)光，因此能夠穩(wěn)定地驅(qū)動發(fā)光元件。此外，通過禁止充電期間中的發(fā)光，能夠防止同時引起DC/DC轉(zhuǎn)換器對輸出電容器的充電和發(fā)光產(chǎn)生的放電，并降低電路的消耗電流。
控制電路還可以包括晶體管，該晶體管在控制端子被輸入從磁滯比較器輸出的比較信號，一端通過上拉電阻器而偏置到高電位，另一端接地。基于該晶體管的一端的電位，控制發(fā)光元件的可否發(fā)光。
也可以從外部對開關控制單元輸入升壓指示信號，該開關控制單元在由升壓指示信號指示升壓停止的期間，停止開關元件的開關動作，同時將內(nèi)部的電路塊設為關斷狀態(tài)，在晶體管的一端的電位成為高電平的期間，使發(fā)光元件不能發(fā)光。
在該情況下，在指示升壓停止的期間，磁滯比較器關斷時，保證控制晶體管的一端的電位被上拉到高電平，因此能夠可靠地停止該期間的發(fā)光。
控制電路也可以還包括第一電壓比較器，將與連接到本控制電路的外部的變壓器的初級側(cè)的電流對應的電壓與規(guī)定的第一閾值電壓進行比較；以及第二電壓比較器，將與變壓器的次級側(cè)的電流對應的電壓與規(guī)定的第二閾值電壓進行比較，通過基于第一、第二電壓比較器的輸出信號的自激方式來控制開關元件的導通/截止。
控制電路也可以一體集成在一個半導體基板上。‘一體集成’包含電路的構成元件全部形成在半導體基板上的情況或電路的主要構成元件被一體集成的情況，也可以為了電路常數(shù)的調(diào)節(jié)而將一部分電阻器或電容器等設置在半導體基板的外部。
本發(fā)明的其它方式是發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置包括DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路，包含開關晶體管，通過該開關晶體管的導通/截止控制升壓動作；上述的控制電路，控制開關晶體管的導通/截止；發(fā)光元件，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路的輸出電壓被驅(qū)動；以及微處理器，控制發(fā)光元件的發(fā)光狀態(tài)。控制電路將與比較信號對應的信號輸出到微處理器，控制發(fā)光元件的可否發(fā)光。
發(fā)光元件也可以是氙管燈，發(fā)光狀態(tài)由設置在該驅(qū)動路徑上的發(fā)光控制晶體管控制。
本發(fā)明的其它方式是電池驅(qū)動型的電子設備。該電子設備包括攝像單元；以及在攝像單元進行攝像時作為閃光燈使用的上述的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置將電池電壓升壓來驅(qū)動發(fā)光元件。
根據(jù)該方式，僅在DC/DC轉(zhuǎn)換器的休止期間中許可發(fā)光元件的發(fā)光，因此可以降低消耗電流并延長電池壽命。
另外，以上的構成元件的任意組合或本發(fā)明的構成元件或表現(xiàn)在方法、裝置、系統(tǒng)等之間互相置換的結果作為本發(fā)明的方式都有效。
根據(jù)本發(fā)明的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路，能夠穩(wěn)定地驅(qū)動發(fā)光元件。


圖1是表示實施方式的搭載了發(fā)光裝置的電子設備的結構的方框圖。
圖2是表示實施方式的發(fā)光裝置的結構的電路圖。
圖3是圖2的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路的充電期間中的時序圖。
圖4是圖2的發(fā)光裝置整體的時序圖。
符號說明10變壓器，20第一電壓比較器，22第二電壓比較器，24磁滯比較器，30開關控制單元，100控制電路，200發(fā)光裝置，210DC/DC轉(zhuǎn)換器，212發(fā)光元件，300電子設備，310電池，316攝像單元，Tr1開關晶體管，Tr2晶體管。
具體實施例方式
圖1是表示實施方式的搭載了發(fā)光裝置200的電子設備300的結構的方框圖。電子設備300是搭載了照相機的攜帶電話終端，包括電池310、通信處理單元312、DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器)314、攝像單元316、發(fā)光裝置200。
電池310例如是鋰離子電池，被設置作為電子設備300的電源。電池310作為電池電壓Vbat，輸出3～4V左右的電壓。DSP314是統(tǒng)一控制電子設備300整體的塊，與通信處理單元312、攝像單元316、發(fā)光裝置200連接。通信處理單元312包含天線、高頻電路等，是進行與基站的通信的塊。攝像單元316是CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合裝置)或CMOS傳感器等攝像裝置。發(fā)光裝置200是與攝像單元316的攝像同時作為閃光燈使用的光源。
發(fā)光裝置200包括DC/DC轉(zhuǎn)換器210、發(fā)光元件212、發(fā)光控制電路214。作為發(fā)光元件212使用氙管等。DC/DC轉(zhuǎn)換器210將從電池310供給的電池電壓Vbat升壓，對發(fā)光元件212供給300V左右的驅(qū)動電壓Vout的升壓型的開關穩(wěn)壓器。發(fā)光控制電路214是控制發(fā)光裝置200的發(fā)光的定時的電路。
DSP314與用戶的攝像的定時同步對發(fā)光控制電路214輸出閃光信號FLASH。發(fā)光控制電路214被輸入閃光信號FLASH時，使發(fā)光元件212發(fā)光。此外，DSP314對DC/DC轉(zhuǎn)換器210輸出升壓指示信號EN。DC/DC轉(zhuǎn)換器210在升壓指示信號EN為高電平的期間進行升壓動作，在低電平的期間停止升壓動作，使內(nèi)部的電路塊為關斷狀態(tài)而以低消耗功率進行待機。
發(fā)光元件212未被供給充分高的驅(qū)動電壓時，不正常發(fā)光。因此，在本實施方式的電子設備300中，DC/DC轉(zhuǎn)換器210監(jiān)視與對發(fā)光元件212供給的輸出電壓Vout對應的電壓，并根據(jù)輸出電壓Vout的狀態(tài)來對DSP314通知可否發(fā)光。僅在從DC/DC轉(zhuǎn)換器210輸出的發(fā)光許可信號SIG10為低電平時，DSP314將閃光信號FLASH輸出到發(fā)光控制電路214。
圖2是表示本實施方式的發(fā)光裝置200的結構的電路圖。發(fā)光裝置200包含控制電路100、變壓器10、整流二極管12、輸出電容器C1、發(fā)光元件212、IGBT214a。以下的說明中，對電壓信號、電流信號或電阻器等附加的符號根據(jù)需要而用作表示各自的電壓值、電流值或電阻值。
圖2所示的控制電路100、變壓器10、整流二極管12、輸出電容器C1對應于圖1的DC/DC轉(zhuǎn)換器210。此外，在本實施方式中，開關晶體管Tr1、變壓器10、整流二極管12、輸出電容器C1構成DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路。此外，圖2的IGBT214a、發(fā)光控制單元214b對應于圖1的發(fā)光控制電路214。
變壓器10的初級線圈的第一端子上被施加電池電壓Vbat，第二端子與控制電路100的第一輸出端子104連接。此外，變壓器10的次級線圈的第一端子上連接整流二極管12的陽極。整流二極管12的陰極和接地端子間連接有輸出電容器C1。變壓器10的次級線圈的第二端子與控制電路100的第二檢測端子106連接。
控制電路100通過控制變壓器10的初級側(cè)以及次級側(cè)線圈的電流，將電池電壓Vbat升壓并將輸出電壓Vout作為驅(qū)動電壓供給發(fā)光元件212。
發(fā)光元件212的電流路徑上連接有IGBT214a。IGBT214a的柵極連接到控制電路100的發(fā)光控制端子108，通過從控制電路100輸出的發(fā)光控制信號SIG20被控制導通/截止。發(fā)光控制信號SIG20為高電平時IGBT214a導通，發(fā)光元件212發(fā)光。
接著，說明控制電路100的結構?？刂齐娐?00包括開關晶體管Tr1、開關控制單元30、第一電壓比較器20、第一電阻器R1、第二電壓比較器22、第二電阻器R2、磁滯比較器24、晶體管Tr3、上拉電阻器Rp、發(fā)光控制單元214b?？刂齐娐?00作為功能IC被一體集成在一個半導體基板上。
開關晶體管Tr1是NPN型的雙極晶體管。開關晶體管Tr1的集電極連接到第一輸出端子104。該開關晶體管Tr1也可以由MOSFET構成。
第一電阻器R1被設置在變壓器10的初級側(cè)線圈中流過的電流(以下，稱作第一電流Ic1)的電流路徑上，即開關晶體管Tr1的發(fā)射極和接地間。通過開關晶體管Tr1導通，在變壓器10的初級側(cè)線圈中流過第一電流Ic1時，第一電阻器R1產(chǎn)生壓降Vx1＝Ic1×R1。以下，將第一電阻R1和開關晶體管Tr1的連接點出現(xiàn)的電壓稱作第一檢測電壓Vx1。
第一電壓比較器20將第一檢測電壓Vx1與規(guī)定的第一閾值電壓Vth1進行比較，在Vx1＞Vth1時，輸出成為高電平的輸出信號SIG1，在Vx1＜Vth1時，輸出成為低電平的輸出信號SIG1。如上所述，第一檢測電壓Vx1與變壓器10的初級線圈中流過的第一電流Ic1成正比。從而，在第一電流Ic1達到由Ith1＝Vth1/R1提供的第一閾值電流Ith1時，第一電壓比較器20的輸出信號SIG1成為高電平。
第二電阻器R2被設置在變壓器10的次級側(cè)線圈中流過的電流(以下，稱作第二電流Ic2)的電流路徑上，即第二檢測端子106和接地間。在變壓器10的次級側(cè)線圈中流過第二電流Ic2時，第二電阻器R2產(chǎn)生由Vx2＝Ic2×R2提供的壓降。以下，將第二電阻器R2的一端出現(xiàn)的電壓稱作第二檢測電壓Vx2。
第二電壓比較器22將第二檢測電壓Vx2與規(guī)定的第二閾值電壓Vth2進行比較，在Vth2＞Vx2時，輸出成為高電平的輸出信號SIG2，在Vth2＜Vx2時，輸出成為低電平的輸出信號SIG2。換言之，在變壓器10的次級線圈中流過的第二電流Ic2達到由Ith2＝Vth2/R2提供的第二閾值電流Ith2時，第二電壓比較器22的輸出信號SIG2成為高電平。在本實施方式中，第二閾值電壓Vth2被設定為低于0V的負的電壓，其結果，第二閾值電流Ith2被設定為0A附近的負電流。
DC/DC轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓Vout由第三電阻器R3、第四電阻器R4分壓。分壓后的電壓Vout’＝Vout×R4/(R3+R4)被輸入控制電路100的電壓檢測端子102。
磁滯比較器24的同相輸入端子連接到電壓檢測端子102，被輸入檢測電壓Vout’。此外，在其反相輸入端子輸入基準電壓Vref。磁滯比較器24將與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vout對應的檢測電壓Vout’與由基準電壓Vref決定的兩個閾值電壓(以下，記做VH以及VL)進行比較。磁滯比較器24在檢測電壓Vout’低于低電壓側(cè)的閾值電壓VL時輸出成為第一電平(低電平)的比較信號Vcmp，在超過高電壓側(cè)的閾值電壓VH時輸出成為第二電平(高電平)的比較信號Vcmp。
開關控制單元30除了第一電壓比較器20、第二電壓比較器22的輸出信號SIG1、SIG2之外，還基于從磁滯比較器24輸出的比較信號Vcmp，控制開關晶體管Tr1的導通/截止。
這里，說明開關控制單元30的開關動作的概要。開關控制單元30基于第一電壓比較器20、第二電壓比較器22的輸出信號SIG1、SIG2，以快速的時間刻度(time scale)控制開關晶體管Tr1的導通/截止。
在第一檢測電壓Vx1超過第一閾值電壓Vth1時，即變壓器10的初級線圈中流過的第一電流Ic1達到第一閾值電流Ith1時，開關控制單元30將開關晶體管Tr1截止。
此外，在第二檢測電壓Vx2超過第二閾值電壓Vth2之后，即變壓器10的次級線圈中流過的第二電流Ic2達到第二閾值電流Ith2＝0A之后，開關控制單元30在經(jīng)過規(guī)定的延遲時間后，使開關晶體管Tr1導通。通過以上的控制，使開關晶體管Tr1交替地導通、截止，從而電池電壓Vbat被升壓。
開關控制單元30以更長的時間刻度來看，如上所述，進行間歇動作，即重復進行使開關晶體管Tr1交替導通/截止的充電期間和停止開關動作的休止期間。
接著，詳細說明開關控制單元30的結構例。
第一電壓比較器20的輸出信號SIG1由反相器32反相。反相器32的輸出信號SIG1’被輸入RS觸發(fā)器34的設置端子(負邏輯)。RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3由反相器36反相。反相器36的輸出信號SIG4被輸入D觸發(fā)器40的預置端子(負邏輯)。此外，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3被輸入“或非”門50的一個輸入端子。
在控制電路100的升壓指示端子114輸入從DSP314輸出的用于控制DC/DC轉(zhuǎn)換器210整體的接通/關斷的升壓指示信號EN?？刂齐娐?00在升壓指示信號EN為高電平時，驅(qū)動開關晶體管Tr1進行升壓動作。“或非”門50對升壓指示信號EN和RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3進行邏輯運算?！盎蚍恰遍T50的輸出信號SIG8被輸入“與非”門44。
開關控制單元30包含將第二電壓比較器22的輸出信號SIG2延遲的延遲電路38，基于延遲電路38的輸出使開關晶體管Tr1導通。
延遲電路38包含晶體管Tr2，基極連接到第二電壓比較器22的輸出，發(fā)射極接地；電阻器R30，設置在晶體管Tr2的集電極和電源電壓端子之間；以及電容器C30，設置在晶體管Tr2的集電極端子和接地端子之間。在第二檢測電壓Vx2達到0V時，第二電壓比較器22的輸出信號SIG2成為低電平。此時，晶體管Tr2截止，通過電阻器R30開始電容器C30的充電。在電容器C30的一端出現(xiàn)的電壓Vx4隨著CR時間常數(shù)而上升。
在電容器C30的一端出現(xiàn)的電壓Vx4被輸入D觸發(fā)器40的時鐘端子。D觸發(fā)器40的數(shù)據(jù)端子接地，被固定在低電平。此外，在D觸發(fā)器40的清零端子輸入升壓指示信號EN。通過將升壓指示信號EN輸入清零端子，可以在每次開始升壓動作時將控制電路100初始化。此外，在D觸發(fā)器40的預置端子(負邏輯)輸入反相器36的輸出信號SIG4。
在預置端子(負邏輯)以及清零端子(負邏輯)輸入高電平的期間中，被輸入時鐘端子的延遲電路38的輸出電壓Vx4成為高電平時，D觸發(fā)器40作為反相輸出信號SIG5輸出高電平。此外，在輸入預置端子的反相器36的輸出從高電平切換倒低電平時，作為反相輸出信號SIG5輸出低電平。
D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5被輸入“與”門42。“與”門42將D觸發(fā)器40的反相輸入信號SIG5和升壓指示信號EN的“與”輸出倒“與非”門44?！芭c非”門44將“或非”門50的輸出和“與”門42的輸出的“與非”輸出到反相器46。反相器46將“與非”門44的輸出信號SIG9反相。反相器46的輸出信號Vsw被輸入“與”門60。
在“與”門48輸入“與”門42的輸出信號SIG6和升壓指示信號EN?！芭c”門48的輸出信號SIG7被輸入RS觸發(fā)器34的復位端子。
從磁滯比較器24輸出的比較信號Vcmp被輸入“與”門60?！芭c”門60將比較信號Vcmp的反相信號和開關信號Vsw的“與”輸出到開關晶體管Tr1的基極。
比較信號Vcmp為高電平的期間，作為“與”門60的輸出的開關信號Vsw’被固定在低電平，開關晶體管Tr1的開關動作停止。以下，將該期間稱作休止期間。此外，在比較信號Vcmp為低電平的期間，開關信號Vsw’取與反相器46的輸出信號Vsw相同的邏輯值。以下，將該期間稱作充電期間。開關控制單元30進行基于DC/DC轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓Vout反復交替充電期間和休止期間的間歇動作。以上是開關控制單元30的結構。
晶體管Tr3在作為控制端子的基極被輸入從磁滯比較器24輸出的比較信號Vcmp，集電極通過上拉電阻器Rp被偏置到電源電壓，發(fā)射極接地。晶體管Tr3的集電極與發(fā)光許可端子110連接。從發(fā)光許可端子110輸出將比較信號Vcmp邏輯反相了的發(fā)光許可信號SIG10。
發(fā)光控制單元214b基于被輸入發(fā)光指示端子112的閃光信號FLASH，生成發(fā)光控制信號SIG20，并控制IGBT214a的基極電壓。
說明如上述那樣構成的發(fā)光裝置200的動作。圖3是圖2的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路100的充電期間中的時序圖。各信號SIG1～SIG9對應于圖2所示的各信號。假設在時刻T0以后，升壓指示信號EN被設定為高電平。
在時刻T0，開關信號Vsw成為高電平，開關晶體管Tr1導通。通過開關晶體管Tr1導通，在變壓器10的初級側(cè)流過的第一電流Ic1緩慢上升，在時刻T1成為Vx1＞Vth1。
在成為Vx1＞Vth1時，第一電壓比較器20的輸出信號SIG1從低電平切換為高電平。同時，反相器32的輸出信號SIG1’從高電平切換低電平。信號SIG1’從高電平切換低電平時，RS觸發(fā)器34被設置，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3成為高電平。信號SIG3成為高電平時，反相器36的輸出信號SIG4成為低電平，D觸發(fā)器40被預置，D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5成為低電平。由于升壓指示信號EN為高電平，因此“與”門42的輸出信號SIG6取與信號SIG5相同的邏輯值。
在升壓指示信號EN成為高電平時，“或非”門50作為將RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3反相的反相器起作用。從而，在時刻T1，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3成為高電平時，“或非”門50的輸出信號SIG8從高電平變化為低電平。此時，“與非”門44的兩個輸入信號SIG6、SIG8都成為低電平，因此“與非”門44的輸出信號SIG9成為高電平。在該情況下，在時刻T1，從反相器46輸出的開關信號Vsw(＝Vsw’)成為低電平，開關晶體管Tr1截止。
在時刻T1“與”門42的輸出信號SIG6成為低電平時，在多個門的延遲時間經(jīng)過后的時刻T2，“與”門48的輸出信號SIG7成為低電平。另外，除了該延遲以外還存在延遲，但為了簡化說明而省略?！芭c”門48的輸出信號SIG7從高電平變化為低電平時，RS觸發(fā)器34被復位。其結果，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3立即返回低電平。RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3成為低電平時，“或非”門50的輸出信號SIG8成為高電平。此外，反相器36的輸出信號SIG4，即對D觸發(fā)器40的預置端子的輸入也成為高電平。
在時刻T1開關晶體管Tr1截止時，在變壓器10的次級線圈中開始流過第二電流Ic2。該第二電流Ic2在開關晶體管Tr1截止的期間成為最大，隨著變壓器10中蓄積的能量減少而緩慢減小。其結果，第二電阻器R2出現(xiàn)的第二檢測電壓Vx2隨時間而緩慢上升。在時刻T3，第二檢測電壓Vx2達到第二閾值電壓Vth2，第二電壓比較器22的輸出信號SIG2從高電平切換為低電平。
在時刻T3第二電壓比較器22的輸出信號SIG2成為低電平時，延遲電路38的輸出電壓Vx4以時間常數(shù)開始上升。在從時刻T3經(jīng)過延遲時間τ后的時刻T4，被輸入D觸發(fā)器40的時鐘端子的延遲電路38的輸出電壓Vx4達到閾值電壓Vt時，D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5成為高電平。D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5成為高電平時，“與”門42的輸出信號SIG6、“與”門48的輸出信號SIG7都成為高電平。“與”門42的輸出信號SIG6成為高電平時，“與非”門44的輸出信號SIG9成為低電平，反相器46的輸出信號、即開關信號Vsw(＝Vsw’)成為高電平，開關晶體管Tr1再次導通。
這樣，在本實施方式的控制電路100中，在充電期間中，分別檢測變壓器10的初級線圈、次級線圈中流過的第一電流Ic1、第二電流Ic2，從而切換開關晶體管Tr1的導通/截止。通過切換開關晶體管Tr1的導通/截止，輸出電容器C1中不斷蓄積電荷，輸出電壓Vout不斷上升。
圖4是圖2的發(fā)光裝置200整體的時序圖。圖4為了使說明簡潔，將縱軸以及橫軸適當放大、縮小來顯示。在時刻T10，升壓指示信號EN成為高電平，控制電路100開始升壓動作。在從時刻T10到時刻T11的期間，Vout’＜VH，因此作為磁滯比較器24的輸出的比較信號Vcmp成為低電平，進行基于圖3說明的升壓動作。其結果，DC/DC轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓隨時間上升。在時刻T11，與輸出電壓Vout對應的檢測電壓Vout’達到高電壓側(cè)的閾值電壓VH時，比較信號Vcmp成為高電平。比較信號Vcmp成為高電平時，開關信號Vsw’被固定在低電平，成為休止期間φ2。在休止期間φ2，開關晶體管Tr1的開關動作停止時，輸出電容器C1的充電停止，因此檢測電壓Vout’開始隨時間降低。
在時刻T12，檢測電壓Vout’降低到低電壓側(cè)的閾值電壓VL時，比較信號Vcmp再次成為低電平，成為充電期間φ1。這樣，DC/DC轉(zhuǎn)換器210通過間歇地重復充電期間φ1和休止期間φ2，從而將檢測電壓Vout’穩(wěn)定在兩個閾值電壓VH和VL之間。
在時刻T13，升壓指示信號EN成為低電平時，控制電路100停止開關晶體管Tr1的開關動作從而停止升壓動作，進而使內(nèi)部的電路塊成為關斷狀態(tài)而以低消耗功率待機?？刂齐娐?00在此期間作為內(nèi)部的電路塊，使第一電壓比較器20、第二電壓比較器22、磁滯比較器24等塊全部關斷。
升壓指示信號EN成為低電平，磁滯比較器24關斷時，比較信號Vcmp成為低電平而與檢測電壓Vout’的值無關，發(fā)光許可信號SIG10被上拉到高電平。
在時刻T14升壓指示信號EN再次成為高電平時，DC/DC轉(zhuǎn)換器210開始升壓動作。
閃光信號FLASH僅在發(fā)光許可信號SIG10為低電平時被輸出到發(fā)光控制電路214。例如，在圖4中，閃光信號FLASH在時刻T15成為高電平。閃光信號FLASH成為高電平時，發(fā)光元件212發(fā)光。其結果，輸出電容器C1中蓄積的電荷被放電，檢測電壓Vout’降低。檢測電壓Vout’低于低電壓側(cè)的閾值電壓VL時，比較信號Vcmp成為低電平。比較信號Vcmp成為低電平時，發(fā)光許可信號SIG10成為高電平，在檢測電壓Vout’再次達到高電壓側(cè)的閾值電壓VH之前的期間，發(fā)光被禁止。
在本實施方式的發(fā)光裝置200中，在發(fā)光許可信號SIG10為低電平的期間，即檢測電壓Vout’從高電壓側(cè)的閾值電壓VH降低到低電壓側(cè)的閾值電壓VL的休止期間，許可發(fā)光。其結果，僅在檢測電壓Vout’高于閾值電壓VL的狀態(tài)下許可發(fā)光，因此能夠使發(fā)光元件212穩(wěn)定地發(fā)光。
此外，在發(fā)光許可信號SIG10為高電平的期間，即檢測電壓Vout’從低電壓側(cè)的閾值電壓VL向高電壓側(cè)的閾值電壓VH上升的充電期間禁止發(fā)光。
發(fā)光元件212發(fā)光時，輸出電容器C1中蓄積的電荷流入發(fā)光元件212。從而，在對輸出電容器C1進行充電的充電期間中，使發(fā)光元件212發(fā)光時，同時引起充電和放電，因此消耗電流增大。另一方面，在本實施方式的發(fā)光裝置200中，由于僅在休止期間中許可發(fā)光，因此可以降低消耗電流。
此外，根據(jù)本實施方式的控制電路100，將用于穩(wěn)定輸出電壓Vout(檢測電壓Vout’)的磁滯比較器用于決定發(fā)光元件212可否發(fā)光。即，與另外設置用于決定可否發(fā)光的比較器的情況相比，能夠減小電路規(guī)模。
進而，將比較信號Vcmp作為發(fā)光許可信號SIG10不是直接輸出到DSP314，而是使用晶體管Tr3、上拉電阻器Rp反相后輸出，從而具有以下的效果。
控制電路100在升壓指示信號EN為低電平的期間，為了降低消耗電力，將磁滯比較器24關斷。磁滯比較器24關斷時，保證晶體管Tr3的集電極電位、即發(fā)光許可信號SIG10被上拉到高電平，因此能夠在此期間可靠地禁止發(fā)光元件212的發(fā)光。
上述實施方式為例示，這些各構成元件或各處理過程的組合可以有各種變形例，而且這樣的變形例也屬于本發(fā)明的范圍，這一點本領域技術人員應該理解。
關于開關控制單元30的電路結構存在各種變形例。例如，在實施方式中，采用在開關控制單元30中設置“與”門60，基于磁滯比較器24的比較信號Vcmp停止開關晶體管Tr1的開關動作的結構。但是，本發(fā)明不限定于該電路結構，作為結果，采用開關信號Vsw’被固定于低電平的邏輯結構即可。
此外，在本實施方式中，高電平、低電平的邏輯值的設定為一例，可以通過由反相器等適當反相而自由變更。
在實施方式中，說明了將控制電路100集成化的情況，但不限定于此。例如，可以使用分立元件作為開關晶體管Tr1，也可以將第一電阻器R1、第二電阻器R2等作為集成電路部件連接到控制電路100的外部。
在實施方式中，說明了自激式的DC/DC轉(zhuǎn)換器，但本發(fā)明也可以應用于基于從振蕩器輸出的周期電壓使開關晶體管Tr1導通/截止的外激方式的開關穩(wěn)壓器。在該情況下，設置磁滯比較器24，進行也基于比較信號Vcmp反復充電期間和休止期間的間歇動作，同時僅在休止期間許可發(fā)光元件212的發(fā)光即可。
權利要求
1.一種控制電路，控制對發(fā)光元件供給驅(qū)動電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該控制電路包括磁滯比較器，將與所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓對應的檢測電壓與兩個閾值電壓進行比較，在所述檢測電壓低于低電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為第一電平的比較信號，在所述檢測電壓超過高電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為第二電平的比較信號；以及開關控制單元，參照從所述磁滯比較器輸出的所述比較信號，在該比較信號為所述第一電平的期間，使所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關元件進行開關動作，在所述比較信號為第二電平的期間，停止所述開關元件的開關動作，在所述比較信號為所述第一電平的期間，使所述發(fā)光元件不能發(fā)光，在所述比較信號為所述第二電平的期間許可發(fā)光。
2.如權利要求1所述的控制電路，其特征在于，該控制電路還包括晶體管，該晶體管在控制端子被輸入從所述磁滯比較器輸出的所述比較信號，一端通過上拉電阻器而偏置到高電位，另一端接地，基于該晶體管的所述一端的電位，輸出所述發(fā)光元件的可否發(fā)光狀態(tài)。
3.如權利要求2所述的控制電路，其特征在于，從外部對所述開關控制單元輸入升壓指示信號，該開關控制單元在由所述升壓指示信號指示升壓停止的期間，停止所述開關元件的開關動作，同時使內(nèi)部的電路塊為關斷狀態(tài)，在所述晶體管的所述一端的電位成為高電平的期間，使所述發(fā)光元件不能發(fā)光。
4.如權利要求1至3的任何一項所述的控制電路，其特征在于，該控制電路還包括第一電壓比較器，將與連接到本控制電路的外部的變壓器的初級側(cè)的電流對應的電壓與所述第一閾值電壓進行比較；以及第二電壓比較器，將與所述變壓器的次級側(cè)的電流對應的電壓與所述第二閾值電壓進行比較，通過基于所述第一、第二電壓比較器的輸出信號的自激方式來控制所述開關元件的導通/截止。
5.如權利要求1至3的任何一項所述的控制電路，其特征在于，該控制電路被一體集成在一個半導體基板上。
6.一種發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光裝置包括DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路，包含開關晶體管，通過該開關晶體管的導通/截止控制升壓動作；權利要求1至3的任何一項所述的控制電路，控制所述開關晶體管的導通/截止；發(fā)光元件，由所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路的輸出電壓驅(qū)動；以及微處理器，控制所述發(fā)光元件的發(fā)光狀態(tài)，所述控制電路將與所述比較信號對應的信號輸出到所述微處理器，控制所述發(fā)光元件的可否發(fā)光。
7.如權利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件是氙管燈，發(fā)光狀態(tài)由設置在該驅(qū)動路徑上的發(fā)光控制晶體管控制。
8.一種電池驅(qū)動型的電子設備，其特征在于，該電子設備包括攝像單元；以及在所述攝像單元進行攝像時作為閃光燈使用的權利要求6所述的發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置將電池電壓升壓來驅(qū)動所述發(fā)光元件。
全文摘要
提供一種DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路、使用它的發(fā)光裝置及電子設備，可穩(wěn)定地驅(qū)動發(fā)光元件。磁滯比較器(24)將與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓(Vout)對應的檢測電壓(Vout')與兩個閾值電壓進行比較，在檢測電壓(Vout')低于低電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為低電平的比較信號(Vcmp)，超過高電壓側(cè)的閾值電壓時，輸出成為高電平的比較信號(Vcmp)。開關控制單元(30)參照比較信號(Vcmp)，在該比較信號(Vcmp)為低電平的期間，使DC/DC轉(zhuǎn)換器(210)的開關晶體管(Tr1)進行開關動作，在比較信號(Vcmp)為高電平的期間，停止開關動作?？刂齐娐?100)在比較信號(Vcmp)為低電平的期間，使發(fā)光元件(212)不能發(fā)光，在高電平的期間許可發(fā)光。
文檔編號H02M3/335GK1980030SQ20061016405
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權日2005年12月9日
發(fā)明者為我井洋一, 山本勛 申請人:羅姆股份有限公司