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JP7300318B2 - LED driving device, display device, and control device for LED driving device - Google Patents

LED driving device, display device, and control device for LED driving device Download PDF

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JP7300318B2
JP7300318B2 JP2019104528A JP2019104528A JP7300318B2 JP 7300318 B2 JP7300318 B2 JP 7300318B2 JP 2019104528 A JP2019104528 A JP 2019104528A JP 2019104528 A JP2019104528 A JP 2019104528A JP 7300318 B2 JP7300318 B2 JP 7300318B2
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Description

本開示は、LED駆動装置及びそれを備える表示装置、並びにLED駆動装置の制御装置に関する。 The present disclosure relates to an LED driving device, a display device including the same, and a control device for the LED driving device.

省エネルギ光源としてのLED(Light Emitting Diode)の用途が近年ますます拡大している。LEDの駆動には、LEDの順方向電圧-電流特性と発光特性とから、LEDに定電流を供給するためのLEDドライバが用いられる。 The use of LEDs (Light Emitting Diodes) as energy-saving light sources has been expanding more and more in recent years. An LED driver for supplying a constant current to the LED is used to drive the LED from the forward voltage-current characteristics and light emission characteristics of the LED.

特開2018-19498号公報(特許文献1)には、このようなLEDドライバが開示されている。このLEDドライバは、LEDへ電流を供給するDC/DCコンバータと、LEDに流れる電流を調整するカレントドライバ(定電流制御回路)とを含む。このLEDドライバでは、LEDのカソード側の電圧を帰還信号とする帰還制御が行なわれ(第2帰還制御モード)、PWM(Pulse Width Modulation)制御によってDC/DCコンバータを駆動することにより、LEDのカソード側の電圧が一定に制御される(特許文献1参照)。 Japanese Patent Laying-Open No. 2018-19498 (Patent Document 1) discloses such an LED driver. This LED driver includes a DC/DC converter that supplies current to the LED, and a current driver (constant current control circuit) that adjusts the current flowing through the LED. In this LED driver, feedback control is performed using the voltage on the cathode side of the LED as a feedback signal (second feedback control mode). side voltage is controlled to be constant (see Patent Document 1).

特開2018-19498号公報JP 2018-19498 A

上記のようなLEDドライバでは、LEDのカソード側がショート(地絡)すると、LEDのカソード側の電圧を高める方向にDC/DCコンバータが作動し、その結果、LEDに大電流が流れ得る。このため、一般的には、LEDのカソード側のショート故障が発生すると、LEDに大電流が流れてLEDが壊れないように、DC/DCコンバータをシャットダウンすることが行なわれている。しかしながら、DC/DCコンバータがシャットダウンされると、LEDは不点灯となる。このような問題について、上記の特許文献1では特に検討されていない。 In the LED driver as described above, when the cathode side of the LED is shorted (grounded), the DC/DC converter operates to increase the voltage on the cathode side of the LED, and as a result, a large current can flow through the LED. For this reason, in general, when a short failure occurs on the cathode side of an LED, the DC/DC converter is shut down so that a large current does not flow through the LED and damage the LED. However, when the DC/DC converter is shut down, the LED will be unlit. JP-A-2003-200002 does not particularly consider such a problem.

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、LEDのカソード側がショートした場合に、LEDが不点灯となるのを回避可能なLED駆動装置及びそれを備える表示装置、並びにLED駆動装置の制御装置を提供することである。 The present disclosure has been made to solve such problems, and an object of the present disclosure is to provide an LED driving device capable of avoiding non-lighting of an LED when the cathode side of the LED is short-circuited, and a display device including the same. , as well as a control device for an LED driver.

本開示のLED駆動装置は、LEDへ電力を供給するように構成されたDC/DCコンバータと、DC/DCコンバータを駆動するように構成された駆動装置と、LEDのカソード側の電圧(帰還電圧Vfb)を検出するように構成された第1の検出器と、LEDに流れる電流(電流Iout)を検出するように構成された第2の検出器とを備える。駆動装置は、LEDのカソードが接地する異常が発生していない場合には第1の処理を実行し、上記の異常が発生した場合に第2の処理を実行するように構成される。第1の処理は、第1の検出器により検出される電圧に基づいてDC/DCコンバータを駆動する処理を含む。第2の処理は、第2の検出器により検出される電流に基づいてDC/DCコンバータを駆動する処理を含む。 The LED driving device of the present disclosure includes a DC/DC converter configured to supply power to the LED, a driving device configured to drive the DC/DC converter, a voltage on the cathode side of the LED (feedback voltage Vfb) and a second detector configured to detect the current through the LED (current Iout). The driving device is configured to execute the first process when the abnormality that the cathode of the LED is grounded does not occur, and to execute the second process when the abnormality occurs. A first process includes driving a DC/DC converter based on the voltage detected by the first detector. A second process includes driving a DC/DC converter based on the current detected by the second detector.

上記のLED駆動装置においては、LEDのカソードが接地する異常(以下、LEDのカソードの「ショート故障」と称する。)が発生すると、LEDのカソード側の電圧に基づいてDC/DCコンバータを駆動する第1の処理に代えて第2の処理が実行され、LEDに流れる電流に基づいてDC/DCコンバータが駆動される。これにより、LEDに大電流が流れるのを防止するためにDC/DCコンバータをシャットダウンする必要はなく、LEDに流れる電流を調整してLEDを点灯させることができる。 In the above LED driving device, when an abnormality occurs in which the cathode of the LED is grounded (hereinafter referred to as "short circuit failure" of the cathode of the LED), the DC/DC converter is driven based on the voltage on the cathode side of the LED. A second process is executed instead of the first process, and the DC/DC converter is driven based on the current flowing through the LED. Accordingly, it is not necessary to shut down the DC/DC converter to prevent a large current from flowing through the LED, and the current flowing through the LED can be adjusted to light the LED.

第1の処理は、第1の検出器により検出される電圧が第1の電圧となるようにDC/DCコンバータを駆動してもよい。そして、駆動装置は、第1の検出器により検出される電圧が、第1の電圧よりも低い第2の電圧を下回ると、LEDのカソードのショート故障が発生したものと判定してもよい。 The first process may drive the DC/DC converter such that the voltage detected by the first detector is the first voltage. Then, the driving device may determine that a short circuit failure of the cathode of the LED has occurred when the voltage detected by the first detector falls below a second voltage lower than the first voltage.

第2の処理は、第2の検出器により検出される電流が所定の電流となるようにDC/DCコンバータを駆動してもよい。或いは、第2の処理は、第2の検出器により検出される電流が所定の電流を超えないようにDC/DCコンバータを駆動してもよい。なお、所定の電流は、第1の処理の実行時にLEDに流れる電流よりも小さい。 The second process may drive the DC/DC converter such that the current detected by the second detector is a predetermined current. Alternatively, the second process may drive the DC/DC converter such that the current detected by the second detector does not exceed a predetermined current. Note that the predetermined current is smaller than the current that flows through the LED when the first process is executed.

また、本開示の表示装置は、上述したいずれかのLED駆動装置と、LED駆動装置によって駆動されるLEDとを備える。 A display device of the present disclosure includes any one of the LED driving devices described above and an LED driven by the LED driving device.

また、本開示の制御装置は、LED駆動装置の制御装置である。LED駆動装置は、LEDへ電力を供給するように構成されたDC/DCコンバータを含む。制御装置は、LEDのカソード側の電圧(帰還電圧Vfb)を検出するように構成された第1の検出器と、LEDに流れる電流(電流Iout)を検出するように構成された第2の検出器と、コントローラとを備える。コントローラは、LEDのカソードが接地する異常が発生していない場合には第1の処理を実行し、異常が発生した場合に第2の処理を実行するように構成される。第1の処理は、第1の検出器により検出される電圧に基づいてDC/DCコンバータを駆動する処理を含む。第2の処理は、第2の検出器により検出される電流に基づいてDC/DCコンバータを駆動する処理を含む。 Also, the control device of the present disclosure is a control device for an LED driving device. The LED driver includes a DC/DC converter configured to power the LEDs. The controller includes a first detector configured to detect the voltage on the cathode side of the LED (feedback voltage Vfb) and a second detector configured to detect the current flowing through the LED (current Iout). and a controller. The controller is configured to perform the first process when the abnormality of grounding the cathode of the LED does not occur, and to perform the second process when the abnormality occurs. A first process includes driving a DC/DC converter based on the voltage detected by the first detector. A second process includes driving a DC/DC converter based on the current detected by the second detector.

本開示のLED駆動装置及び表示装置、並びにLED駆動装置の制御装置によれば、LEDのカソード側のショート故障が発生した場合に、LEDが不点灯となるのを回避することができる。 According to the LED driving device, the display device, and the control device of the LED driving device of the present disclosure, it is possible to prevent the LED from not lighting when a short failure occurs on the cathode side of the LED.

本開示の実施の形態に従うLEDドライバを用いた表示装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing the overall configuration of a display device using LED drivers according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図1に示すLEDドライバの動作例を概略的に示すタイミングチャートである。2 is a timing chart schematically showing an operation example of the LED driver shown in FIG. 1; コントローラにより実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of a procedure of processing executed by a controller;

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

<LEDドライバの構成>
図1は、本開示の実施の形態に従うLEDドライバを用いた表示装置の全体構成を示す図である。図1を参照して、表示装置1は、LED列10と、DC/DCコンバータ20と、抵抗素子40と、駆動装置50とを備える。DC/DCコンバータ20及び駆動装置50、並びに抵抗素子40は、LED列10を駆動するLEDドライバを構成する。
<Configuration of LED driver>
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a display device using LED drivers according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1 , display device 1 includes LED array 10 , DC/DC converter 20 , resistance element 40 and drive device 50 . The DC/DC converter 20 , the driving device 50 , and the resistance element 40 constitute an LED driver that drives the LED array 10 .

LED列10は、直列接続された複数のLED12を含む。この例では、4つよりも多い複数のLED12を含む1列のLED列10が示されているが、LED列の数は複数であってもよく、各LED列に含まれるLED12の数は4つ以下であってもよい。 LED string 10 includes a plurality of LEDs 12 connected in series. Although this example shows a single LED string 10 containing more than four LEDs 12, the number of LED strings may be more than one, with each LED string including four LEDs 12. may be one or less.

DC/DCコンバータ20は、電源ノード22と、コイル24と、スイッチング素子Q1と、ダイオード26と、キャパシタ28とを含んで構成される。コイル24は、電源ノード22とスイッチング素子Q1との間に接続される。スイッチング素子Q1は、コイル24と接地ノードとの間に接続される。スイッチング素子Q1のゲートは、駆動装置50の外部端子T1に接続されている。この例では、スイッチング素子Q1は、N型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であるが、NPN型バイポーラトランジスタ等であってもよい。 DC/DC converter 20 includes a power supply node 22 , coil 24 , switching element Q<b>1 , diode 26 and capacitor 28 . Coil 24 is connected between power supply node 22 and switching element Q1. Switching element Q1 is connected between coil 24 and the ground node. A gate of the switching element Q1 is connected to an external terminal T1 of the driving device 50 . In this example, the switching element Q1 is an N-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), but may be an NPN-type bipolar transistor or the like.

ダイオード26は、コイル24とスイッチング素子Q1との接続点にアノードが接続され、LED列10のアノード側にカソードが接続される。この例では、ダイオード26は、ショットキーバリアダイオード(以下「SBD(Schottky Barrier Diode)」と称する。)である。SBDは、順方向電圧が小さいため、順方向の損失が小さく高効率であり、また、スイッチングが高速である。なお、ダイオード26がSBDであることは必須ではなく、SBD以外のダイオードを採用することも可能である。キャパシタ28は、SBD26のカソードが接続される電力線と接地ノードとの間に接続される。 The diode 26 has an anode connected to the connection point between the coil 24 and the switching element Q<b>1 , and a cathode connected to the anode side of the LED array 10 . In this example, the diode 26 is a Schottky barrier diode (hereinafter referred to as "SBD (Schottky Barrier Diode)"). Since the SBD has a small forward voltage, it has a small forward loss, high efficiency, and high speed switching. It should be noted that it is not essential that the diode 26 be an SBD, and it is also possible to adopt a diode other than an SBD. Capacitor 28 is connected between the power line to which the cathode of SBD 26 is connected and the ground node.

これらの電源ノード22、コイル24、スイッチング素子Q1、SBD26、及びキャパシタ28によって、いわゆる非同期整流型の昇圧チョッパ回路が形成されている。駆動装置50によってスイッチング素子Q1がスイッチング制御され、電源ノード22から供給される電力が昇圧されてLED列10へ供給される。 These power supply node 22, coil 24, switching element Q1, SBD 26, and capacitor 28 form a so-called asynchronous rectification boost chopper circuit. The driving device 50 controls the switching of the switching element Q1, and the power supplied from the power supply node 22 is stepped up and supplied to the LED array 10. FIG.

抵抗素子40は、DC/DCコンバータ20とLED列10との間の電力線に設けられる。抵抗素子40の一端は、駆動装置50の外部端子T2に接続され、抵抗素子40の他端は、駆動装置50の外部端子T3に接続されている。この抵抗素子40は、DC/DCコンバータ20からLED列10へ流れる電流Ioutを検出するためのセンス抵抗である。 A resistance element 40 is provided on the power line between the DC/DC converter 20 and the LED array 10 . One end of the resistance element 40 is connected to the external terminal T2 of the driving device 50, and the other end of the resistance element 40 is connected to the external terminal T3 of the driving device 50. This resistor element 40 is a sense resistor for detecting the current Iout flowing from the DC/DC converter 20 to the LED array 10 .

駆動装置50は、カレントドライバ60と、コントローラ70と、検出器80と、エラーアンプ85とを含む。駆動装置50は、たとえば、これらの各要素を集積化したIC(Integrated Circuit)として構成される。駆動装置50は、外部の要素と電気的に接続するための外部端子T1~T4をさらに備えている。 Drive device 50 includes current driver 60 , controller 70 , detector 80 and error amplifier 85 . The driving device 50 is configured, for example, as an IC (Integrated Circuit) in which these elements are integrated. The driving device 50 further comprises external terminals T1-T4 for electrical connection with external elements.

カレントドライバ60は、スイッチング素子62と、抵抗素子64と、エラーアンプ66とを含む。スイッチング素子62は、LED列10のカソード側が接続される外部端子T4と抵抗素子64との間に接続される。この例では、スイッチング素子62は、N型MOSFETであるが、NPN型バイポーラトランジスタ等であってもよい。抵抗素子64は、スイッチング素子62と接地ノードとの間に接続される。 Current driver 60 includes a switching element 62 , a resistive element 64 and an error amplifier 66 . The switching element 62 is connected between the external terminal T4 to which the cathode side of the LED array 10 is connected and the resistance element 64 . In this example, the switching element 62 is an N-type MOSFET, but may be an NPN-type bipolar transistor or the like. Resistance element 64 is connected between switching element 62 and the ground node.

スイッチング素子62と抵抗素子64との接続点は、エラーアンプ66の反転入力端(-)に接続される。エラーアンプ66の非反転入力端(+)には、基準電圧Vrefが与えられる。エラーアンプ66の出力端は、スイッチング素子62のゲートに接続される。 A connection point between the switching element 62 and the resistance element 64 is connected to the inverting input terminal (−) of the error amplifier 66 . A reference voltage Vref is applied to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 66 . The output terminal of the error amplifier 66 is connected to the gate of the switching element 62 .

エラーアンプ66の反転入力端(-)には、スイッチング素子62に流れる電流(すなわちLED列10に流れる電流)を抵抗素子64によって電圧に変換した検出信号(電圧)が入力される。エラーアンプ66の非反転入力端(+)に入力される基準電圧Vrefは、LED列10に流れる電流の目標値を抵抗素子64の抵抗値によって電圧に変換した信号である。 A detection signal (voltage) obtained by converting the current flowing through the switching element 62 (that is, the current flowing through the LED array 10 ) into a voltage by the resistance element 64 is input to the inverting input terminal (−) of the error amplifier 66 . The reference voltage Vref input to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 66 is a signal obtained by converting the target value of the current flowing through the LED array 10 into a voltage using the resistance value of the resistance element 64 .

エラーアンプ66は、基準電圧Vrefと上記検出信号(電圧)との差分を増幅した信号をスイッチング素子62のゲートへ出力することでスイッチング素子62を駆動する。これにより、スイッチング素子62に流れる電流、すなわちLED列10に流れる電流が、基準電圧Vrefに対応する電流目標値に調整される。なお、カレントドライバ60は、ICの外部に設けられてもよい。 The error amplifier 66 drives the switching element 62 by outputting to the gate of the switching element 62 a signal obtained by amplifying the difference between the reference voltage Vref and the detection signal (voltage). Thereby, the current flowing through the switching element 62, that is, the current flowing through the LED array 10 is adjusted to the current target value corresponding to the reference voltage Vref. Note that the current driver 60 may be provided outside the IC.

検出器80は、LED列10のカソード側が接続される外部端子T4に電気的に接続され、LED列10のカソード側の電圧Vfbを検出する。検出器80によって検出された電圧Vfb(以下「帰還電圧Vfb」と称する場合がある。)は、コントローラ70へ出力される。 The detector 80 is electrically connected to the external terminal T4 to which the cathode side of the LED array 10 is connected, and detects the voltage Vfb on the cathode side of the LED array 10 . A voltage Vfb detected by detector 80 (hereinafter sometimes referred to as “feedback voltage Vfb”) is output to controller 70 .

コントローラ70は、検出器80によって検出される帰還電圧Vfbに基づいてDC/DCコンバータ20を駆動する。具体的には、コントローラ70は、エラーアンプと、PWM(Pulse Width Modulation)回路とを含んで構成される(いずれも図示せず)。エラーアンプは、帰還電圧Vfbが所定値(たとえば0.5V)となるように、帰還電圧Vfbと所定値との差を増幅して出力する。PWM回路は、エラーアンプの出力に基づいてPWM信号を生成し、その生成されたPWM信号をスイッチング素子Q1のゲートが接続される外部端子T1へ出力する。 Controller 70 drives DC/DC converter 20 based on feedback voltage Vfb detected by detector 80 . Specifically, the controller 70 includes an error amplifier and a PWM (Pulse Width Modulation) circuit (both not shown). The error amplifier amplifies and outputs the difference between the feedback voltage Vfb and a predetermined value so that the feedback voltage Vfb has a predetermined value (for example, 0.5 V). The PWM circuit generates a PWM signal based on the output of the error amplifier and outputs the generated PWM signal to the external terminal T1 to which the gate of the switching element Q1 is connected.

なお、コントローラ70は、ハードウェア(電子回路)で実行するものに限られず、ソフトウェアで実行するもので構成されてもよい。具体的には、コントローラ70を、CPU(Central Processing Unit)、メモリ(ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory))、各種信号を入出力するための入出力バッファ等を含んで構成してもよい。CPUは、ROMに格納されているプログラムをRAM等に展開して実行する。ROMに格納されるプログラムは、コントローラ70の処理手順が記されたプログラムである。そして、コントローラ70は、このプログラムに従って各種処理を実行するように構成されてもよい。 Note that the controller 70 is not limited to being implemented by hardware (electronic circuit), and may be implemented by software. Specifically, the controller 70 includes a CPU (Central Processing Unit), memory (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)), an input/output buffer for inputting/outputting various signals, and the like. may The CPU develops a program stored in the ROM into the RAM or the like and executes it. The program stored in the ROM is a program in which processing procedures of the controller 70 are described. The controller 70 may be configured to execute various processes according to this program.

このLEDドライバでは、カレントドライバ60により、LED列10に流れる電流が基準電圧Vrefに対応する電流目標値に調整される。また、帰還電圧Vfbが所定値となるように、帰還電圧Vfbに基づいてコントローラ70によりDC/DCコンバータ20が駆動される。これにより、LED列10に流れる電流が目標に制御される。 In this LED driver, the current driver 60 adjusts the current flowing through the LED string 10 to a current target value corresponding to the reference voltage Vref. Further, the DC/DC converter 20 is driven by the controller 70 based on the feedback voltage Vfb so that the feedback voltage Vfb has a predetermined value. As a result, the current flowing through the LED array 10 is controlled to a target.

<LED列10のカソード側のショート故障>
上記の構成において、LED列10のカソード側がショート(地絡)した場合を考える。このような状況は、たとえば、LED列10のカソード側から延びるフラットケーブルのコネクタが外部端子T4においてコネクタ接続される場合にその接続部でショートしたり、ノイズ除去の目的等で外部端子T4に設けられたキャパシタ(図示せず)がショートしたりする場合に発生する可能性がある。
<Short-circuit failure on the cathode side of the LED array 10>
Consider a case where the cathode side of the LED array 10 is short-circuited (grounded) in the above configuration. Such a situation may occur, for example, when a connector of a flat cable extending from the cathode side of the LED array 10 is connected at the external terminal T4, a short circuit may occur at the connecting portion, or the external terminal T4 may have a short circuit for the purpose of noise removal. This can occur if a capacitor (not shown) shorted.

LED列10のカソードがショートすると、帰還電圧Vfbが接地レベルに低下するため、帰還電圧Vfbを高める方向にDC/DCコンバータ20が作動し、その結果、LED列10に大電流が流れ得る。このような場合に、一般的には、LEDが壊れないようにDC/DCコンバータをシャットダウンすることが行なわれ得る。しかしながら、DC/DCコンバータ20がシャットダウンすると、LED列10が不点灯となってしまう。 When the cathode of the LED string 10 is short-circuited, the feedback voltage Vfb drops to the ground level, so the DC/DC converter 20 operates to increase the feedback voltage Vfb, resulting in a large current flowing through the LED string 10 . In such cases, it can generally be done to shut down the DC/DC converter so that the LED is not destroyed. However, when the DC/DC converter 20 shuts down, the LED array 10 will not light up.

そこで、本実施の形態に従うLEDドライバでは、LED列10に流れる電流Ioutが検出され、LED列10のカソード側のショート故障が発生すると、電流Ioutに基づいて、LED列10が点灯可能な程度に電流Ioutを制限しつつDC/DCコンバータ20が駆動される。 Therefore, in the LED driver according to the present embodiment, the current Iout flowing through the LED array 10 is detected, and when a short failure occurs on the cathode side of the LED array 10, the LED array 10 is adjusted to the extent that it can be lit based on the current Iout. DC/DC converter 20 is driven while limiting current Iout.

そのため、駆動装置50は、電流Ioutを検出するためのエラーアンプ85をさらに備えている。エラーアンプ85の非反転入力端(+)は、抵抗素子40の一端が接続される外部端子T2に接続され、エラーアンプ85の反転入力端(-)は、抵抗素子40の他端が接続される外部端子T3に接続される。そして、エラーアンプ85は、外部端子T2,T3から入力される電圧の差分を増幅した信号、すなわち抵抗素子40に生じる電圧に応じた信号をコントローラ70へ出力する。抵抗素子40に生じる電圧は、抵抗素子40に流れる電流Ioutを抵抗素子40によって電圧に変換したものであるから、抵抗素子40及びエラーアンプ85は、電流Ioutを検出する電流検出器を構成する。 Therefore, the driving device 50 further includes an error amplifier 85 for detecting the current Iout. The non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 85 is connected to the external terminal T2 to which one end of the resistance element 40 is connected, and the inverting input terminal (-) of the error amplifier 85 is connected to the other end of the resistance element 40. connected to the external terminal T3. The error amplifier 85 then outputs to the controller 70 a signal obtained by amplifying the difference between the voltages input from the external terminals T2 and T3, that is, a signal corresponding to the voltage generated in the resistance element 40 . Since the voltage generated in the resistance element 40 is obtained by converting the current Iout flowing through the resistance element 40 into a voltage by the resistance element 40, the resistance element 40 and the error amplifier 85 constitute a current detector that detects the current Iout.

そして、コントローラ70は、LED列10のカソード側のショート故障が発生すると、帰還電圧Vfbに基づいてDC/DCコンバータ20を駆動する制御(以下「帰還電圧制御」と称する。)に代えて、電流Ioutに基づいて、LED列10が点灯可能な程度に電流Ioutを制限しつつDC/DCコンバータ20を駆動する制御(以下「制限電流制御」と称する。)を実行する。これにより、LED列10に大電流が流れるのを防止するためにDC/DCコンバータ20をシャットダウンする必要はなく、LED列10に流れる電流Ioutを調整しながらLED列10を点灯させることができる。 Then, when a short-circuit failure occurs on the cathode side of the LED array 10, the controller 70 controls the DC/DC converter 20 based on the feedback voltage Vfb (hereinafter referred to as "feedback voltage control") instead of driving the current. Based on Iout, control (hereinafter referred to as “limiting current control”) is performed to drive the DC/DC converter 20 while limiting the current Iout to such an extent that the LED array 10 can be lit. Accordingly, it is not necessary to shut down the DC/DC converter 20 to prevent a large current from flowing through the LED array 10, and the LED array 10 can be lit while adjusting the current Iout flowing through the LED array 10.

LED列10のカソード側のショート故障は、検出器80により検出される帰還電圧Vfbに基づいて判定される。コントローラ70は、帰還電圧制御において、帰還電圧Vfbが所定値(たとえば0.5V)となるようにDC/DCコンバータ20を駆動するため、帰還電圧Vfbが上記の所定値よりも低いしきい値(たとえば0.2V)を下回ると、LED列10のカソード側のショート故障が発生したものと判定する。 A short circuit failure on the cathode side of the LED string 10 is determined based on the feedback voltage Vfb detected by the detector 80 . In feedback voltage control, controller 70 drives DC/DC converter 20 so that feedback voltage Vfb has a predetermined value (for example, 0.5 V). For example, 0.2 V), it is determined that a short circuit failure on the cathode side of the LED array 10 has occurred.

図2は、図1に示したLEDドライバの動作例を概略的に示すタイミングチャートである。図2を参照して、時刻t1において、LED列10のカソード側のショート故障が発生したものとする。 FIG. 2 is a timing chart schematically showing an operation example of the LED driver shown in FIG. Referring to FIG. 2, it is assumed that a short circuit failure occurs on the cathode side of LED row 10 at time t1.

ショート故障の発生前は、帰還電圧Vfbに基づいてスイッチング素子Q1のデューティが適宜調整されることにより、帰還電圧Vfbが所定値V1(たとえば0.5V)に調整されている(帰還電圧制御)。 Before the short-circuit failure occurs, feedback voltage Vfb is adjusted to a predetermined value V1 (for example, 0.5 V) by appropriately adjusting the duty of switching element Q1 based on feedback voltage Vfb (feedback voltage control).

時刻t1において、帰還電圧Vfbが、しきい値Vth(Vth<V1)よりも低いV2に低下し、LED列10のカソード側のショート故障が発生したものと判定されると、LED保護フラグがオンになる。このLED保護フラグは、帰還電圧制御が継続されると、LED列10に大電流が流れてLED列10が壊れる可能性があることから、LED列10を保護するための制御が行なわれることを示すフラグである。 At time t1, the feedback voltage Vfb drops to V2, which is lower than the threshold value Vth (Vth<V1), and when it is determined that a short failure has occurred on the cathode side of the LED array 10, the LED protection flag is turned on. become. This LED protection flag indicates that control is performed to protect the LED array 10 because a large current may flow through the LED array 10 and damage the LED array 10 if the feedback voltage control is continued. flag to indicate

LED保護フラグがオンになると、LEDドライバは、保護モードで作動する。すなわち、コントローラ70は、LED列10に流れる電流Ioutに基づいて、LED列10が点灯可能な程度に電流Ioutを制限しつつDC/DCコンバータ20を駆動する(制限電流制御)。制限電流制御は、LED保護フラグがオフされるまで、すなわちLED列10のカソード側のショート故障が修理により解消するまで継続される。 When the LED protection flag is turned on, the LED driver operates in protection mode. That is, based on the current Iout flowing through the LED array 10, the controller 70 drives the DC/DC converter 20 while limiting the current Iout to such an extent that the LED array 10 can be lit (limited current control). The limited current control continues until the LED protection flag is turned off, that is, until the short failure on the cathode side of the LED array 10 is resolved by repair.

制限電流制御中は、コントローラ70は、電流Ioutが帰還電圧制御中の電流Ioutよりも小さい所定の電流となるように、電流Ioutに基づいてスイッチング素子Q1のデューティを適宜調整する。或いは、コントローラ70は、制限電流制御中は、電流Ioutが上記の所定の電流を超えないように、スイッチング素子Q1のデューティを適宜調整してもよい。なお、所定の電流は、LED列10を構成する各LED12の特性に基づいて適宜決定される。 During the limited current control, the controller 70 appropriately adjusts the duty of the switching element Q1 based on the current Iout so that the current Iout becomes a predetermined current smaller than the current Iout during the feedback voltage control. Alternatively, the controller 70 may appropriately adjust the duty of the switching element Q1 so that the current Iout does not exceed the predetermined current during the limited current control. Note that the predetermined current is appropriately determined based on the characteristics of each LED 12 forming the LED array 10 .

図3は、コントローラ70により実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎に繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a procedure of processing executed by the controller 70. As shown in FIG. A series of processes shown in this flowchart are repeatedly executed at predetermined intervals.

図3を参照して、コントローラ70は、LED列10のカソード側のショート故障が発生したか否かを示すLED保護フラグがオンであるか否かを判定する(ステップS10)。LED保護フラグがオンであるときは(ステップS10においてYES)、コントローラ70は、ステップS50(後述)へ処理を移行する。 Referring to FIG. 3, controller 70 determines whether or not an LED protection flag indicating whether or not a short circuit failure has occurred on the cathode side of LED array 10 is on (step S10). When the LED protection flag is on (YES in step S10), controller 70 proceeds to step S50 (described later).

ステップS10においてLED保護フラグがオフであると判定されると(ステップS10においてNO)、コントローラ70は、LED列10のカソード側の電圧である帰還電圧Vfbがしきい値Vthよりも低いか否かを判定する(ステップS20)。なお、帰還電圧Vfbは、検出器80(図1)により検出される。また、しきい値Vthは、帰還電圧Vfbに基づく帰還電圧制御における帰還電圧Vfbの調整値(所定値V1)よりも低い値である。 When it is determined in step S10 that the LED protection flag is off (NO in step S10), controller 70 determines whether feedback voltage Vfb, which is the voltage on the cathode side of LED array 10, is lower than threshold value Vth. is determined (step S20). Feedback voltage Vfb is detected by detector 80 (FIG. 1). Further, the threshold Vth is a value lower than the adjustment value (predetermined value V1) of the feedback voltage Vfb in the feedback voltage control based on the feedback voltage Vfb.

ステップS20において、帰還電圧Vfbがしきい値Vth以上であると判定されると(ステップS20においてNO)、LED列10のカソード側のショート故障は発生しておらず、コントローラ70は、帰還電圧Vfbに基づいてDC/DCコンバータ20を駆動する帰還電圧制御を実行する(ステップS30)。 When it is determined in step S20 that the feedback voltage Vfb is equal to or higher than the threshold value Vth (NO in step S20), no short-circuit failure has occurred on the cathode side of the LED array 10, and the controller 70 sets the feedback voltage Vfb feedback voltage control for driving the DC/DC converter 20 is executed (step S30).

一方、ステップS20において、帰還電圧Vfbがしきい値Vthよりも低いと判定されると(ステップS20においてYES)、コントローラ70は、LED列10のカソード側のショート故障が発生したものと判断し、LED保護フラグをオンにする(ステップS40)。 On the other hand, when it is determined in step S20 that the feedback voltage Vfb is lower than the threshold value Vth (YES in step S20), the controller 70 determines that a short failure has occurred on the cathode side of the LED array 10, The LED protection flag is turned on (step S40).

LED保護フラグがオンになると、コントローラ70は、LED列10に流れる電流Ioutに基づいて、LED列10が点灯可能な程度に電流Ioutを制限しつつDC/DCコンバータ20を駆動する制限電流制御を実行する(ステップS50)。なお、電流Ioutは、抵抗素子40及びエラーアンプ85(図1)を用いて検出される。これにより、LED列10のカソード側のショート故障が発生した場合に、DC/DCコンバータ20をシャットダウンすることなく、LED列10を点灯させることができる。 When the LED protection flag is turned on, based on the current Iout flowing through the LED array 10, the controller 70 controls the current Iout to the extent that the LED array 10 can be lit, and performs limiting current control to drive the DC/DC converter 20. Execute (step S50). The current Iout is detected using the resistance element 40 and the error amplifier 85 (FIG. 1). As a result, when a short-circuit failure occurs on the cathode side of the LED array 10, the LED array 10 can be lit without shutting down the DC/DC converter 20. FIG.

以上のように、この実施の形態においては、LED列10のカソード側のショート故障が発生すると、LED列10のカソード側の電圧である帰還電圧Vfbに基づく帰還電圧制御に代えて、LED列10に流れる電流Ioutに基づく制限電流制御が実行される。制限電流制御では、電流Ioutが、帰還電圧制御中の電流Ioutよりも小さい所定の電流となるように、或いはその所定の電流を超えないように、電流Ioutに基づいてDC/DCコンバータ20が駆動される。これにより、LED列10に大電流が流れるのを防止するためにDC/DCコンバータ20をシャットダウンする必要はなく、LED列10に流れる電流Ioutを調整しながらLED列10を点灯させることができる。 As described above, in this embodiment, when a short-circuit failure occurs on the cathode side of the LED string 10, instead of the feedback voltage control based on the feedback voltage Vfb, which is the voltage on the cathode side of the LED string 10, the LED string 10 Limiting current control based on the current Iout flowing through is executed. In the limited current control, the DC/DC converter 20 is driven based on the current Iout so that the current Iout becomes a predetermined current smaller than the current Iout during the feedback voltage control or does not exceed the predetermined current. be done. Accordingly, it is not necessary to shut down the DC/DC converter 20 to prevent a large current from flowing through the LED array 10, and the LED array 10 can be lit while adjusting the current Iout flowing through the LED array 10.

なお、上記の実施の形態では、DC/DCコンバータ20は、非同期整流型の昇圧チョッパ回路としたが、DC/DCコンバータ20の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、DC/DCコンバータ20は、非同期整流型の降圧チョッパ回路であってもよいし、同期整流型のDC/DCコンバータであってもよい。 In the above embodiment, the DC/DC converter 20 is an asynchronous rectification boost chopper circuit, but the configuration of the DC/DC converter 20 is not limited to this. For example, the DC/DC converter 20 may be an asynchronous rectification step-down chopper circuit or a synchronous rectification DC/DC converter.

なお、上記の表示装置1は、たとえば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)の光源に適用することができ、特に、車両の運転状況等をドライバに表示する車載ディスプレイの光源に好適である。上記の表示装置1によれば、LED列10のカソード側のショート故障が発生しても、車載ディスプレイが完全に消灯してしまうのを防止し、リンプホーム走行を行なうことができる。 The display device 1 described above can be applied, for example, as a light source for a liquid crystal display (LCD), and is particularly suitable as a light source for an in-vehicle display that displays the driving status of the vehicle to the driver. According to the above-described display device 1, even if a short circuit failure occurs on the cathode side of the LED array 10, it is possible to prevent the in-vehicle display from completely turning off, and perform limp home running.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

1 表示装置、10 LED列、20 DC/DCコンバータ、22 電源ノード、24 コイル、26 SBD、28 キャパシタ、40,64 抵抗素子、50 駆動装置、60 カレントドライバ、62,Q1 スイッチング素子、66,85 エラーアンプ、70 コントローラ、80 検出器、T1~T4 外部端子。 1 display device, 10 LED row, 20 DC/DC converter, 22 power supply node, 24 coil, 26 SBD, 28 capacitor, 40, 64 resistance element, 50 drive device, 60 current driver, 62, Q1 switching element, 66, 85 Error amplifier, 70 controller, 80 detector, T1 to T4 external terminals.

Claims (6)

LEDへ電力を供給するように構成されたDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータを駆動するように構成された駆動装置と、
前記LEDのカソード側の電圧を検出するように構成された第1の検出器と、
前記LEDに流れる電流を検出するように構成された第2の検出器とを備え、
前記駆動装置は、前記LEDのカソードが接地する異常が発生していない場合には第1の処理を実行し、前記異常が発生した場合に第2の処理を実行するように構成され、
前記第1の処理は、前記第1の検出器により検出される電圧に基づいて前記DC/DCコンバータを駆動する処理を含み、
前記第2の処理は、前記LEDに流れる電流が、前記LEDを点灯可能であり、かつ、前記第1の処理の実行時よりも小さい電流となるように、前記第2の検出器により検出される電流に基づいて前記DC/DCコンバータを駆動する処理を含む、LED駆動装置。
a DC/DC converter configured to power an LED;
a driving device configured to drive the DC/DC converter;
a first detector configured to detect a voltage on the cathode side of the LED;
a second detector configured to detect current flowing through the LED;
The driving device is configured to execute a first process when an abnormality in which the cathode of the LED is grounded does not occur, and to execute a second process when the abnormality occurs,
The first process includes a process of driving the DC/DC converter based on the voltage detected by the first detector,
In the second process, the current flowing through the LED is detected by the second detector so that the current that can turn on the LED is smaller than that during the execution of the first process. driving the DC/DC converter based on the current.
前記第1の処理は、前記第1の検出器により検出される電圧が第1の電圧となるように前記DC/DCコンバータを駆動し、
前記駆動装置は、前記第1の検出器により検出される電圧が、前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を下回ると、前記異常が発生したものと判定する、請求項1に記載のLED駆動装置。
The first process drives the DC/DC converter so that the voltage detected by the first detector becomes a first voltage,
2. The driving device according to claim 1, wherein the driving device determines that the abnormality has occurred when the voltage detected by the first detector falls below a second voltage lower than the first voltage. LED driver.
前記第2の処理は、前記第2の検出器により検出される電流が所定の電流となるように前記DC/DCコンバータを駆動し、
前記所定の電流は、前記LEDを点灯可能であり、かつ、前記第1の処理の実行時に前記LEDに流れる電流よりも小さい、請求項1又は請求項2に記載のLED駆動装置。
The second process drives the DC/DC converter so that the current detected by the second detector becomes a predetermined current,
3. The LED driving device according to claim 1, wherein said predetermined current is capable of lighting said LED and is smaller than a current flowing through said LED when said first process is executed.
前記第2の処理は、前記第2の検出器により検出される電流が所定の電流を超えないように前記DC/DCコンバータを駆動し、
前記所定の電流は、前記LEDを点灯可能であり、かつ、前記第1の処理の実行時に前記LEDに流れる電流よりも小さい、請求項1又は請求項2に記載のLED駆動装置。
The second process drives the DC/DC converter so that the current detected by the second detector does not exceed a predetermined current;
3. The LED driving device according to claim 1, wherein said predetermined current is capable of lighting said LED and is smaller than a current flowing through said LED when said first process is executed.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のLED駆動装置と、
前記LED駆動装置によって駆動されるLEDとを備える表示装置。
The LED driving device according to any one of claims 1 to 4;
A display device comprising an LED driven by the LED driving device.
LED駆動装置の制御装置であって、
前記LED駆動装置は、LEDへ電力を供給するように構成されたDC/DCコンバータを含み、
前記制御装置は、
前記LEDのカソード側の電圧を検出するように構成された第1の検出器と、
前記LEDに流れる電流を検出するように構成された第2の検出器と、
前記LEDのカソードが接地する異常が発生していない場合には第1の処理を実行し、前記異常が発生した場合に第2の処理を実行するように構成されたコントローラとを備え、
前記第1の処理は、前記第1の検出器により検出される電圧に基づいて前記DC/DCコンバータを駆動する処理を含み、
前記第2の処理は、前記LEDに流れる電流が、前記LEDを点灯可能であり、かつ、前記第1の処理の実行時よりも小さい電流となるように、前記第2の検出器により検出される電流に基づいて前記DC/DCコンバータを駆動する処理を含む、LED駆動装置の制御装置。
A control device for an LED driving device,
the LED driver includes a DC/DC converter configured to supply power to the LED;
The control device is
a first detector configured to detect a voltage on the cathode side of the LED;
a second detector configured to detect the current flowing through the LED;
a controller configured to execute a first process when an abnormality in which the cathode of the LED is grounded does not occur, and to execute a second process when the abnormality occurs,
The first process includes a process of driving the DC/DC converter based on the voltage detected by the first detector,
In the second process, the current flowing through the LED is detected by the second detector so that the current that can turn on the LED is smaller than that during the execution of the first process. A controller for an LED driver, comprising a process of driving the DC/DC converter based on the current.
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