[發明專利]開關電源的控制電路和控制方法、發光裝置及電子設備

有效

• 申請號: 201110102899.4
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102237794A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 內本大介;菊池弘基
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;G02F1/13357;G09G3/34;G09G3/36
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

技術領域

本發明涉及發光裝置。

背景技術

近年來，作為液晶板的背光或照明設備，利用使用了以LED(發光二極管)為代表的發光元件的發光裝置。圖1是表示現有技術中的發光裝置的結構例的電路圖。發光裝置1003具有多個LED串(string)1006_1～1006_n、開關電源1004以及電流驅動電路1008。

各個LED串1006包含串聯連接的多個LED。開關電源1004將輸入電壓Vin升壓，對LED串1006_1～1006_n的一端提供驅動電壓Vout。

電流驅動電路1008具有對LED串1006_1～1006_n的每一個設置的電流源CS₁～CS_n。各個電流源CS向對應的LED串1006提供與目標亮度對應的驅動電流I_LED。

開關電源1004具有輸出電路1102、控制IC1100。輸出電路1102包含電感器L1、開關晶體管M1、整流二極管D1、輸出電容器C1。控制IC1100通過控制開關晶體管M1的導通(on)、截止(off)的占空比，調節驅動電壓Vout。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】特開2006-114324號公報

在這樣的發光裝置1003中，存在為了調節LED串1006的亮度，對驅動電流ILED進行PWM(Pulse?Width?Modulation，脈寬調制)控制的情況。具體而言，電流驅動電路1008的PWM控制器1009生成具有與亮度對應的占空比的脈沖信號PWM₁～PWM_n，對與各個脈沖信號PWM₁～PWM_n對應的電流源CS₁～CS_n進行開關控制。也將這樣的控制稱為猝發脈沖(burst)調光、猝發脈沖控制。

本發明者人對相關的發光裝置進行了研究的結果，認識到以下的課題。

開關電源1004的負載電流(輸出電流)I_out為LED電流的合計。對LED串1006進行PWM驅動時，負載電流Iout進行開關切換(switching)。負載電流Iout的急劇變化，意味著流過電感器L1中的線圈電流I_L1的急劇變化，它成為線圈的音響性噪聲(也稱為聲響)的原因。該噪聲出現在可聽頻帶，所以電子設備的用戶不愉快。另外，不能將該認識作為本發明的技術領域中的公共的一般知識的范圍來捕捉。進一步而言，本申請人最先想到上述研究本身。

發明內容

本發明鑒于這樣的課題而完成，其某一方式例示的目的之一在于，提供在進行PWM驅動時，能夠抑制線圈的音響性噪聲的控制電路。

本發明的某一方式的控制電路涉及對被間歇驅動的發光元件的一端提供驅動電壓的開關電源的控制電路。控制電路具有：脈沖調制器，在發光元件的點亮期間，生成其占空比被調節的脈沖信號，以使與開關電源的輸出電壓對應的檢測電壓和規定的基準電壓一致；以及驅動器，基于脈沖信號，驅動開關電源的開關元件。發光元件從點亮期間轉移到熄滅期間時，脈沖調制器使脈沖信號的占空比隨時間下降。

根據該方式，在從點亮期間轉移到了熄滅期間后，由于開關元件的導通時間立即隨時間不斷減少，因此能夠緩慢地減少線圈電流，并能夠降低線圈的音響噪聲。

脈沖調制器也可以包含：反饋端子，用于連接相位補償用電容器以及相位補償用電阻；誤差放大器，在發光元件的點亮期間，生成與檢測電壓和基準電壓之間的誤差對應的電流，并提供給反饋端子；脈沖生成單元，接受在反饋端子上產生的電壓，生成具有與該電壓對應的占空比的脈沖信號；以及軟關機(soft?off)電路，發光元件從點亮期間轉移到熄滅期間時，使向脈沖生成單元輸入的電壓變化，以使脈沖信號的占空比下降。

脈沖生成單元既可以是脈寬調制器，也可以是脈沖電壓調制器。

軟關機電路也可以包含：軟關機用電容器，其設置在脈沖生成單元的輸入端子和固定電壓端子之間，在點亮期間，通過反饋端子的電壓而被充電；以及放電電路，在熄滅期間，將軟關機用電容器放電。

放電電路也可以根據與脈沖信號相同頻率的控制信號而產生被導通、被斷開的電流。

此時，由于能夠通過脈沖狀的放電電流將軟關機用電容器放電，因此能夠根據控制信號的占空比調節時間常數。另外，能夠在開關晶體管M1的導通、截止的每1周期，使占空比下降。