JP2007299827A - 半導体集積回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】 LEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる半導体集積回路を提供する。
【解決手段】 インターフェイス回路2は、第2の入力端子からのPWM信号の時比率に従ってオンオフ制御された入力基準電流を、第1の入力端子からの調光パルス信号のパルス数に応じた制御信号に基づいてLED駆動電流量を調整するための参照電圧信号として出力し、制御電流生成回路3は、単一のLEDに複数接続された駆動トランジスタQ5、Q6と該複数の駆動トランジスタの各々に接続されたセンス抵抗R3、R4を有し、前記参照電圧信号および前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御し、また、前記調光パルス信号に基づくセレクト信号により選択された前記駆動トランジスタおよびこれに接続されるセンス抵抗により、LEDに流れる電流量を制御する。
【選択図】 図3
【解決手段】 インターフェイス回路2は、第2の入力端子からのPWM信号の時比率に従ってオンオフ制御された入力基準電流を、第1の入力端子からの調光パルス信号のパルス数に応じた制御信号に基づいてLED駆動電流量を調整するための参照電圧信号として出力し、制御電流生成回路3は、単一のLEDに複数接続された駆動トランジスタQ5、Q6と該複数の駆動トランジスタの各々に接続されたセンス抵抗R3、R4を有し、前記参照電圧信号および前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御し、また、前記調光パルス信号に基づくセレクト信号により選択された前記駆動トランジスタおよびこれに接続されるセンス抵抗により、LEDに流れる電流量を制御する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、LEDを駆動する電流量の調整を行なうインターフェイス回路及びLEDを駆動する電流を供給する制御電流生成回路を有する半導体集積回路に関するものである。
従来、LED(Light Emitting Diode)、特に白色LEDは、例えば、リチウム電池を電源とする携帯電話のディスプレイ用バックライトに用いられている。通常このようなディスプレイには、複数のLEDが用いられ、これら複数のLEDを並列に接続し、これらLEDを駆動する電流量の調整を行なうLEDドライバが知られている。LEDドライバは、LEDに供給する電流量の調整を行うインターフェイス(以下、IF)回路と、電流量の調整に応じて制御される駆動トランジスタを有する駆動回路と、LEDに供給する電流量をパルス数に応じて制御する調光パルス信号の入力されるDIM端子、信号のオンデューティーに応じてLEDに供給する電流量を制御するPWM信号の入力されるイネーブル(EN)端子などを備えている。
従来技術としては、特許文献1に開示された単一ワイヤシリアルインターフェイスがある。このインターフェイスを使用するため、デバイスはEN/SET入力ピンを有する。デバイス内のカウンタがEN/SET入力ピンに送られたクロックパルスをカウントする。カウンタの出力はROMまたは他のデコーダ回路に渡される。ROMが、カウンタの値に対応するデバイスの動作状態を選択する。このように、EN/SETピンに対応するクロックパルスを送ることにより、デバイスの制御状態を選択できる。EN/SETピンをハイに保持すると、デバイスはその動作状態を維持する。EN/SETピンを所定タイムアウト期間にわたってローに保持すると、カウンタがリセットし、EN/SETピンで新しいクロックパルスを受信するまで、デバイスは所定の構成(例えば、オフとなる)を維持する。
特表2005−521944号公報
例えば、特許文献1に開示されたパルス数のカウントにより白色LEDの電流を決定する方式では、電流量の変化を表示する図8に示されるように、電流量の変化が離散的になる。即ち、電流量を連続的に変化させることはできない。これは、白色LEDの明るさが見た目にも不連続に変わってしまうということを意味している。
また、先に示すPWM信号のデューティー比により白色LEDの電流量を決定する方式では、電流量を連続的に変化させることは可能である。しかし、微小な電流量の制御が難しい。即ち、デューティー比(=duty比)が小さくなった場合に電流量の誤差が大きくなり、更に複数個あるLED駆動回路間で電流量が不均一になり易い。
白色LEDの電流量が不均一になるということは、即ちLEDの明るさが見た目に複数の白色LED間で不均一になるということであり、また、製品個体間でも不均一になるという問題がある。
また、先に示すPWM信号のデューティー比により白色LEDの電流量を決定する方式では、電流量を連続的に変化させることは可能である。しかし、微小な電流量の制御が難しい。即ち、デューティー比(=duty比)が小さくなった場合に電流量の誤差が大きくなり、更に複数個あるLED駆動回路間で電流量が不均一になり易い。
白色LEDの電流量が不均一になるということは、即ちLEDの明るさが見た目に複数の白色LED間で不均一になるということであり、また、製品個体間でも不均一になるという問題がある。
電流量の不均一は2つの理由で発生する。
1つは、LED駆動回路内に組み込まれたオペアンプ回路のオフセット電圧に起因している(図2参照)。即ち、オペアンプがオフセット電圧を持たない場合LED電流ILEDが、
ILED=VREF/R (1)
で表わされるとすると、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流の誤差ΔILEDは、
ΔILED=−ΔV/R (2)
と表される。
誤差の比率は、
ΔILED/ILED=−ΔV/VREF (3)
となる。
ここでILEDを絞ること(小さくすること)を考えると、(3)式に示すように、この場合はVREFを下げることになる。そのために、誤差の比率−ΔV/VREFは相対的に増加する結果となるのである。この問題はパルスカウント方式であっても、PWM方式であっても、オペアンプを用いたフィードバック制御であれば発生する。
もうひとつは、PWM信号回路に用いられるスイッチングトランジスタのクロックフィードスルー及びチャージインジェクションに起因している。これらの影響で、PWM制御方式のLED電流は理想的な値よりも大きくなる。この影響は、PWM周波数が高く、デューティー比が小さい場合、より顕著に発生する。
結果として、PWM制御方式の微小電流制御時にはより大きな誤差が発生することになる。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、LEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる半導体集積回路を提供する。
1つは、LED駆動回路内に組み込まれたオペアンプ回路のオフセット電圧に起因している(図2参照)。即ち、オペアンプがオフセット電圧を持たない場合LED電流ILEDが、
ILED=VREF/R (1)
で表わされるとすると、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流の誤差ΔILEDは、
ΔILED=−ΔV/R (2)
と表される。
誤差の比率は、
ΔILED/ILED=−ΔV/VREF (3)
となる。
ここでILEDを絞ること(小さくすること)を考えると、(3)式に示すように、この場合はVREFを下げることになる。そのために、誤差の比率−ΔV/VREFは相対的に増加する結果となるのである。この問題はパルスカウント方式であっても、PWM方式であっても、オペアンプを用いたフィードバック制御であれば発生する。
もうひとつは、PWM信号回路に用いられるスイッチングトランジスタのクロックフィードスルー及びチャージインジェクションに起因している。これらの影響で、PWM制御方式のLED電流は理想的な値よりも大きくなる。この影響は、PWM周波数が高く、デューティー比が小さい場合、より顕著に発生する。
結果として、PWM制御方式の微小電流制御時にはより大きな誤差が発生することになる。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、LEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる半導体集積回路を提供する。
本発明の半導体集積回路の一態様は、調光パルス信号の入力される第1の入力端子と、PWM信号の入力される第2の入力端子と、入力される基準電流を前記PWM信号の時比率に従ってオンオフ制御するスイッチングトランジスタ、前記調光パルス信号のパルス数に応じた制御信号を出力するカウンタ・デコーダ、オンオフ制御された前記基準電流を前記制御信号に基づいてLEDを駆動する電流量を調整するための参照電圧信号として出力する抵抗型D/A変換器(以下、抵抗DAC)を有するIF回路と、単一の前記LEDに接続されて前記LEDを駆動する並列接続された複数の駆動トランジスタ、一端が前記複数の駆動トランジスタの各々に接続され他端が接地された複数のセンス抵抗、前記参照電圧信号及び前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御する増幅器、前記調光パルス信号のパルス数に基づいて前記複数の駆動トランジスタのいずれかを選択する第1のセレクタ、前記第1のセレクタによって選択された前記駆動トランジスタに接続された前記センス抵抗を選択する第2のセレクタを有する制御電流生成回路とを備えたことを特徴としている。
また、本発明の半導体集積回路の一態様は、調光パルス信号の入力される第1の入力端子と、PWM信号の入力される第2の入力端子と、入力される基準電流を前記PWM信号の時比率に従ってオンオフ制御するスイッチングトランジスタを有し、前記第1の入力端子から入力される前記調光パルス信号のパルス数に応じたセレクト信号を出力するIF回路と、単一のLEDに接続されて前記LEDを駆動する並列接続された複数の駆動トランジスタ、一端が前記複数の駆動トランジスタの各々に接続され他端が接地された複数のセンス抵抗、前記参照電圧信号及び前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御する増幅器、前記調光パルス信号のパルス数に基づいて前記複数の駆動トランジスタのいずれかを選択する第1のセレクタ、前記第1のセレクタによって選択された前記駆動トランジスタに接続された前記センス抵抗を選択する第2のセレクタを有する制御電流生成回路とを備えたことを特徴としている。
前記IF回路は、前記参照電圧信号を平均化、平滑化した信号を出力するフィルタ回路を有するようにしても良い。前記複数の駆動トランジスタのサイズは、それぞれ異なるようにしても良い。
このような制御電流生成回路において、小さい電流量を調整する場合は、サイズの小さい駆動トランジスタを有する駆動回路の系統を選択して電流量を調整することにより、オペアンプに生ずるオフセット電圧に起因する複数のLED間の電流量のばらつきを小さくすることができる。
このような制御電流生成回路において、小さい電流量を調整する場合は、サイズの小さい駆動トランジスタを有する駆動回路の系統を選択して電流量を調整することにより、オペアンプに生ずるオフセット電圧に起因する複数のLED間の電流量のばらつきを小さくすることができる。
本発明によれば、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる。
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
まず、図1、図3乃至図6を参照して実施例1を説明する。
図1は、半導体集積回路、例えば、LEDドライバ回路にLEDを接続した状態を説明するシステム図、図3は、LEDドライバ回路の内部を詳細に説明する回路図、図4は、LEDドライバ回路を構成するIF回路を説明する回路図、図5は、図4のIF回路を構成する抵抗DACの回路図、図6は、LEDを駆動する電流量を制御する制御電流生成回路の回路図である。
図1は、半導体集積回路、例えば、LEDドライバ回路にLEDを接続した状態を説明するシステム図、図3は、LEDドライバ回路の内部を詳細に説明する回路図、図4は、LEDドライバ回路を構成するIF回路を説明する回路図、図5は、図4のIF回路を構成する抵抗DACの回路図、図6は、LEDを駆動する電流量を制御する制御電流生成回路の回路図である。
図1に示すようにLEDドライバ回路が形成されたICチップ1は、電源端子VIN、第1の入力端子(DIM端子)、第2の入力端子(イネーブル(EN)端子)、LEDを駆動する電流量を調整する参照電圧信号を生成するIF回路2、IF回路2の参照電圧信号に基づいてLEDに流れる電流を制御する制御電流生成回路3及び電源端子VINから入力される入力電圧を昇圧する昇圧回路5を備えている。制御電流生成回路3は、複数あり、その複数の制御電流生成回路3a、3b、3c、3dの夫々にLED4a、4b、4c、4dが夫々接続されている。
図3は、ICチップ1上のLEDドライバ回路の内部を詳細に示した図である。入力部は、オペアンプ(OP−AMP)(演算増幅器)7、pMOSトランジスタQ1(以下、トランジスタQ1)、nMOSトランジスタQ3(以下、トランジスタQ3)及び抵抗R1を備えている。オペアンプ7の第1入力端には、基準電圧源で作成された基準電圧VREFが入力され、第2入力端は、トランジスタQ3のソースと抵抗R1との間に接続されてフィードバック回路が形成される。トランジスタQ1は、入力電圧が供給される電源端子VINにソースが接続され、ドレインがトランジスタQ3のドレインに接続されている。トランジスタQ3のソースは抵抗R1を介して接地(GND)されている。オペアンプ7の出力端はトランジスタQ3のゲートに接続される。
IF回路2は、pMOSトランジスタQ2(以下、トランジスタQ2)、nMOSトランジスタQ4(以下、トランジスタQ4)、抵抗DAC9及びフィルタ回路12を備えている。トランジスタQ2は、入力電圧が供給される電源端子VINにソースが接続され、ドレインがトランジスタQ4のドレインに接続されている。また、トランジスタQ2のゲートはトランジスタQ1のゲートに接続されており、トランジスタQ1及びトランジスタQ2でカレントミラー回路6が形成される。トランジスタQ4のソースは抵抗DAC9を介して接地(GND)されており、トランジスタQ4のゲートにはPWM信号が入力される。抵抗DAC9は、第2の入力端子に入力されるPWM信号の時比率に従って制御された入力基準電流を、第1の入力端子に入力される調光パルス信号のパルス数に基づいてLEDを駆動する電流量を調整するための参照電圧信号として出力する。フィルタ回路12は、制御電流生成回路3内のオペアンプ8の第1の入力端と抵抗DAC9との間に介在された抵抗R2と、抵抗R2とオペアンプ8の第1の入力端との間に一端が接続され他端が接地(GND)された容量Cとから構成されており、抵抗DAC9から出力される参照電圧信号を平均化、平滑化した信号を出力する。
図5は、抵抗DAC9の内部回路を詳細に示した図である。
抵抗DAC9では、入力された基準電流を元にして、分割された抵抗(R)9cによって種々の電圧値を生成している。この種々の電圧値は、抵抗DAC9に組み込まれた複数のnMOSトランジスタ9d(Q8〜Q13)のゲートに入力されるカウンタ・デコーダからの指示によって抵抗DAC9内の抵抗値を変えることにより選択される。抵抗DAC9の出力電圧値、抵抗の分割比率などはこれら抵抗9c及びnMOSトランジスタ9dによって任意に設定可能である。
抵抗DAC9では、入力された基準電流を元にして、分割された抵抗(R)9cによって種々の電圧値を生成している。この種々の電圧値は、抵抗DAC9に組み込まれた複数のnMOSトランジスタ9d(Q8〜Q13)のゲートに入力されるカウンタ・デコーダからの指示によって抵抗DAC9内の抵抗値を変えることにより選択される。抵抗DAC9の出力電圧値、抵抗の分割比率などはこれら抵抗9c及びnMOSトランジスタ9dによって任意に設定可能である。
制御電流生成回路3は、オペアンプ8、駆動nMOSトランジスタQ5(以下、トランジスタQ5)及びセンス抵抗R3からなる駆動回路、駆動nMOSトランジスタQ6(以下、トランジスタQ6)及びセンス抵抗R4からなる駆動回路、及びセレクタ10、11を有している。トランジスタQ5は、ドレインがLED4のカソードに接続され、ソースがセンス抵抗R3を介して接地(GND)されている。同じくトランジスタQ6は、ドレインがLED4のカソードに接続され、ソースがセンス抵抗R4を介して接地(GND)されている。LED4のアノードは、電源端子VINに接続された昇圧回路に接続されている。オペアンプ8の出力端は、セレクタ10を介してトランジスタQ5、Q6のゲートに接続され、オペアンプ8の第2の入力端は、セレクタ11を介してトランジスタQ5、Q6のソースに接続されている。
次に、図3乃至図6により、本発明のLEDドライバ回路の動作を説明する。
図3より、基準電圧源で作成された基準電圧VREFがオペアンプ7の第1の入力端に入力されて基準電流が作成される。この基準電流は、トランジスタQ1及びトランジスタQ2で構成されるカレントミラー回路6で倍数コピーされ、抵抗DAC9に入力される。このとき、第2の入力端子からトランジスタQ4のゲートに入力されるPWM信号の時比率によって、抵抗DAC9に入力される基準電流のオンオフが決定される。一方、図4より、第1の入力端子から調光パルス信号がカウンタ・デコーダ9aに入力されると、調光パルス信号のパルス数に応じた任意の制御信号が抵抗DAC9に出力される。抵抗DAC9は、オンオフの決定された基準電流を、カウンタ・デコーダ9aから出力された制御信号に基づいてLEDを駆動する電流量を調整するための参照電圧信号として出力する。このとき、調光パルス数のカウントと抵抗型DACの出力の関係は一様に増加したり減少する必要はなく、任意に増加、減少させることが可能である。この参照電圧信号は、PWM信号のオンオフに合わせて断続的な電圧として出力されるが、もし、PWM信号がDuty比が100%であれば、一定の電圧を出力することになる。
図3より、基準電圧源で作成された基準電圧VREFがオペアンプ7の第1の入力端に入力されて基準電流が作成される。この基準電流は、トランジスタQ1及びトランジスタQ2で構成されるカレントミラー回路6で倍数コピーされ、抵抗DAC9に入力される。このとき、第2の入力端子からトランジスタQ4のゲートに入力されるPWM信号の時比率によって、抵抗DAC9に入力される基準電流のオンオフが決定される。一方、図4より、第1の入力端子から調光パルス信号がカウンタ・デコーダ9aに入力されると、調光パルス信号のパルス数に応じた任意の制御信号が抵抗DAC9に出力される。抵抗DAC9は、オンオフの決定された基準電流を、カウンタ・デコーダ9aから出力された制御信号に基づいてLEDを駆動する電流量を調整するための参照電圧信号として出力する。このとき、調光パルス数のカウントと抵抗型DACの出力の関係は一様に増加したり減少する必要はなく、任意に増加、減少させることが可能である。この参照電圧信号は、PWM信号のオンオフに合わせて断続的な電圧として出力されるが、もし、PWM信号がDuty比が100%であれば、一定の電圧を出力することになる。
抵抗DAC9から出力された参照電圧信号は、ローパスフィルタ12によって平均化・平滑化される。ローパスフィルタによって平均化・平滑化された参照電圧信号は、制御電流生成回路3に形成されたオペアンプ8に入力される基準電圧として用いられる。
参照電圧信号がIF回路2から制御電流生成回路3のオペアンプ8に入力されると、この参照電圧信号に応じて駆動トランジスタQ5、Q6を制御し、LED4に流れる電流量を制御する。また、オペアンプ8は、センス抵抗R3、R4からフィードバックされる電圧を参照電圧に合わせるように駆動トランジスタQ5又はQ6を制御する。これにより、
ILED=VREF/R
で示される関係によってLEDの電流が制御される。
ILED=VREF/R
で示される関係によってLEDの電流が制御される。
また、LEDに流れる電流量を大幅に変える場合には、異なるサイズの駆動トランジスタおよび異なる抵抗値のセンス抵抗を有する駆動回路に切り替える。例えば、図6に示すように、オン抵抗が5〜15ΩのトランジスタQ5および抵抗値が5〜10Ωのセンス抵抗を有する駆動回路を用いる場合には、LEDに対し、2〜20mAの電流量制御を行うが、オン抵抗が50〜150ΩのトランジスタQ6および抵抗値が50〜100Ωのセンス抵抗を有する駆動回路に切り替えることにより、LEDに対し、0.2〜2mAの微小電流量制御を行う。また、例えば、トランジスタQ5を有する駆動回路は、電流量の100%〜10%を制御する場合に利用し、トランジスタQ6を有する駆動回路は、電流量の10%〜1%を制御する場合に利用する。駆動回路の切り替えは、調光パルス信号のパルス数に応じてカウンタ・デコーダ9aから出力されるセレクト信号によって、アナログスイッチ等のセレクタ10、11を制御することにより行う。
LEDに流れる電流量が微小であっても、駆動回路を切り替えることによって電流量のばらつきが抑制されるのは次の理由による。すなわち、切り替え前の駆動回路のセンス抵抗の抵抗値をR1、LEDに流れる電流量をILED1、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流量の誤差をΔILED1とすると、オペアンプがオフセット電圧をもたない場合のLED電流量ILED1は、前述の(1)式より、
ILED1=VREF/R1 (4)
オフセット電圧を考慮すると、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流量の誤差ΔILED1は、前述の(2)式より、
ΔILED1=−ΔV/R1 (5)
上記(4)、(5)式から、誤差の比率は、
ΔILED1/ILED1=−ΔV/VREF (6)
となる。ここで、この駆動回路をそのままLEDの微小電流駆動に用いるとする。
例えば、駆動回路に1/10の微小電流(ILED1/10)が流れるものとすると、電流量の誤差の比率は、
ΔILED1/ILED2=ΔILED1/(ILED/10)
=10×(ΔILED1/ILED1)
となって、切り替え前のLED電流量に対して誤差の比率が10倍になってしまう。そこで、センス抵抗R1を抵抗値が10倍のセンス抵抗R2で置き換えた駆動回路を用いることにより、この駆動回路に流れる電流ILED2は(4)式より、
ILED2=VREF/R2
=VREF/(R1×10)
=ILED1/10
となって、LEDに流れる電流量は、切り替え前の電流量の1/10となる。
また、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流量の誤差ΔILED2は、
ΔILED2=−ΔV/R2
=−ΔV/(R1×10)
=ΔILED1/10
となって、LED電流量の誤差は、切り替え前の1/10となる。
したがって、誤差の比率は
ΔILED2/ILED2=(ΔILED1/10)/(ILED1/10)
=ΔILED1/ILED1
=−ΔV/VREF
となって、切り替え前と同じに保たれる。また、このとき、オペアンプの電圧出力特性を考慮して、切り替え後の駆動回路の駆動トランジスタのサイズは、切り替え前のサイズの1/10にする必要がある。
この実施例によれば、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる。
ILED1=VREF/R1 (4)
オフセット電圧を考慮すると、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流量の誤差ΔILED1は、前述の(2)式より、
ΔILED1=−ΔV/R1 (5)
上記(4)、(5)式から、誤差の比率は、
ΔILED1/ILED1=−ΔV/VREF (6)
となる。ここで、この駆動回路をそのままLEDの微小電流駆動に用いるとする。
例えば、駆動回路に1/10の微小電流(ILED1/10)が流れるものとすると、電流量の誤差の比率は、
ΔILED1/ILED2=ΔILED1/(ILED/10)
=10×(ΔILED1/ILED1)
となって、切り替え前のLED電流量に対して誤差の比率が10倍になってしまう。そこで、センス抵抗R1を抵抗値が10倍のセンス抵抗R2で置き換えた駆動回路を用いることにより、この駆動回路に流れる電流ILED2は(4)式より、
ILED2=VREF/R2
=VREF/(R1×10)
=ILED1/10
となって、LEDに流れる電流量は、切り替え前の電流量の1/10となる。
また、オフセット電圧ΔVに起因するLED電流量の誤差ΔILED2は、
ΔILED2=−ΔV/R2
=−ΔV/(R1×10)
=ΔILED1/10
となって、LED電流量の誤差は、切り替え前の1/10となる。
したがって、誤差の比率は
ΔILED2/ILED2=(ΔILED1/10)/(ILED1/10)
=ΔILED1/ILED1
=−ΔV/VREF
となって、切り替え前と同じに保たれる。また、このとき、オペアンプの電圧出力特性を考慮して、切り替え後の駆動回路の駆動トランジスタのサイズは、切り替え前のサイズの1/10にする必要がある。
この実施例によれば、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる。
次に、図7を参照して実施例2を説明する。
図7は、この実施例の半導体集積回路であるLEDドライバ回路のIF回路に用いられるローパスフィルタの回路図である。ローパスフィルタ以外の回路構成は、基本的には図3と同じである。
フィルタ回路13は、制御電流生成回路3のオペアンプ8の第1の入力端とIF回路の抵抗DAC9との間に介在されたnMOSトランジスタQ7のオン抵抗を抵抗とし、nMOSトランジスタQ7と制御電流生成回路3のオペアンプの第1の入力端との間に一端が接続され他端が接地(GND)された容量Cとから構成されている。即ち、トランジスタQ7のゲートに一定の電圧を与えることにより、一定の抵抗値を得ている。
この実施例によれば、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる。フィルタの抵抗をトランジスタに代えることができる。
図7は、この実施例の半導体集積回路であるLEDドライバ回路のIF回路に用いられるローパスフィルタの回路図である。ローパスフィルタ以外の回路構成は、基本的には図3と同じである。
フィルタ回路13は、制御電流生成回路3のオペアンプ8の第1の入力端とIF回路の抵抗DAC9との間に介在されたnMOSトランジスタQ7のオン抵抗を抵抗とし、nMOSトランジスタQ7と制御電流生成回路3のオペアンプの第1の入力端との間に一端が接続され他端が接地(GND)された容量Cとから構成されている。即ち、トランジスタQ7のゲートに一定の電圧を与えることにより、一定の抵抗値を得ている。
この実施例によれば、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良く、且つ連続的にでも段階的にでも状況に応じて自由に制御できる。フィルタの抵抗をトランジスタに代えることができる。
次に、図10を参照して実施例3を説明する。
図10は、この実施例の半導体集積回路であるLEDドライバ回路に用いられるIF回路の回路図であり、実施例1及び2で用いたカウンタ・デコーダ及び抵抗DACを抵抗に代えることを特徴としている。そして、このIF回路は、第1の入力端子から入力される調光パルス信号のパルス数に応じたセレクト信号を制御電流生成回路のセレクタに出力するように構成されている。このセレクト信号によって駆動回路の切り替えを行い、LEDに流れる電流量を調整する。一方、第2の入力端子から入力されるPWM信号によって、入力基準電流をPWM信号の時比率に基づいたオンオフ基準電流として制御電流生成回路の駆動トランジスタを制御し、LEDに流れる電流量の調整を行う。このようにすることにより、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良くすることができるため、LEDに流れる電流の量を連続的及び段階的のいずれにでも状況に応じて自由に制御することができる。
図10は、この実施例の半導体集積回路であるLEDドライバ回路に用いられるIF回路の回路図であり、実施例1及び2で用いたカウンタ・デコーダ及び抵抗DACを抵抗に代えることを特徴としている。そして、このIF回路は、第1の入力端子から入力される調光パルス信号のパルス数に応じたセレクト信号を制御電流生成回路のセレクタに出力するように構成されている。このセレクト信号によって駆動回路の切り替えを行い、LEDに流れる電流量を調整する。一方、第2の入力端子から入力されるPWM信号によって、入力基準電流をPWM信号の時比率に基づいたオンオフ基準電流として制御電流生成回路の駆動トランジスタを制御し、LEDに流れる電流量の調整を行う。このようにすることにより、複数個あるLEDに流れる電流の量を微小な範囲まで精度良くすることができるため、LEDに流れる電流の量を連続的及び段階的のいずれにでも状況に応じて自由に制御することができる。
1・・・ICチップ 2・・・インターフェイス(IF)回路
3・・・制御電流生成回路 3a、3b、3c、3d・・・駆動回路
4、4a、4b、4c、4d・・・LED 5・・・昇圧回路
6・・・カレントミラー回路 7、8・・・オペアンプ
9・・・抵抗DAC 9a・・・カウンタ・デコーダ
9c・・・分割された抵抗(R) 9d・・・トランジスタ
10、11・・・セレクタ
12、13・・・フィルタ回路(ローパシフィルタ)
C・・・容量
R1〜R4・・・抵抗
Q1〜Q13・・・トランジスタ
3・・・制御電流生成回路 3a、3b、3c、3d・・・駆動回路
4、4a、4b、4c、4d・・・LED 5・・・昇圧回路
6・・・カレントミラー回路 7、8・・・オペアンプ
9・・・抵抗DAC 9a・・・カウンタ・デコーダ
9c・・・分割された抵抗(R) 9d・・・トランジスタ
10、11・・・セレクタ
12、13・・・フィルタ回路(ローパシフィルタ)
C・・・容量
R1〜R4・・・抵抗
Q1〜Q13・・・トランジスタ
Claims (4)
- 調光パルス信号の入力される第1の入力端子と、PWM信号の入力される第2の入力端子と、入力される基準電流を前記PWM信号の時比率に従ってオンオフ制御するスイッチングトランジスタ、前記調光パルス信号のパルス数に応じた制御信号を出力するカウンタ・デコーダ、オンオフ制御された前記基準電流を前記制御信号に基づいてLEDを駆動する電流量を調整するための参照電圧信号として出力する抵抗型D/A変換器を有するインターフェイス回路と、単一の前記LEDに接続されて前記LEDを駆動する並列接続された複数の駆動トランジスタ、一端が前記複数の駆動トランジスタの各々に接続され他端が接地された複数のセンス抵抗、前記参照電圧信号及び前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御する増幅器、前記調光パルス信号のパルス数に基づいて前記複数の駆動トランジスタのいずれかを選択する第1のセレクタ、前記第1のセレクタによって選択された前記駆動トランジスタに接続された前記センス抵抗を選択する第2のセレクタを有する制御電流生成回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
- 調光パルス信号の入力される第1の入力端子と、PWM信号の入力される第2の入力端子と、入力される基準電流を前記PWM信号の時比率に従ってオンオフ制御するスイッチングトランジスタを有し、前記第1の入力端子から入力される前記調光パルス信号のパルス数に応じたセレクト信号を出力するインターフェイス回路と、単一のLEDに接続されて前記LEDを駆動する並列接続された複数の駆動トランジスタ、一端が前記複数の駆動トランジスタの各々に接続され他端が接地された複数のセンス抵抗、前記参照電圧信号及び前記センス抵抗からの帰還電圧信号に基づいて前記駆動トランジスタを制御する増幅器、前記調光パルス信号のパルス数に基づいて前記複数の駆動トランジスタのいずれかを選択する第1のセレクタ、前記第1のセレクタによって選択された前記駆動トランジスタに接続された前記センス抵抗を選択する第2のセレクタを有する制御電流生成回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
- 前記インターフェイス回路は、前記参照電圧信号を平均化、平滑化した信号を出力するフィルタ回路を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体集積回路。
- 前記複数の駆動トランジスタのサイズは、それぞれ異なることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導体集積回路。
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- 2006-04-28 JP JP2006124756A patent/JP2007299827A/ja not_active Withdrawn
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