开关转换器及其控制电路、使用它的照明装置、电子设备
阅读：125发布：2020-05-12
专利汇可以提供开关转换器及其控制电路、使用它的照明装置、电子设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 开关 转换器及其控制 电路 、使用它的照明装置、 电子 设备。在开关转换器的控制电路中，CS 端子 接收与被设置于驱动 电流 (ILED)或者电感器电流(IL)的路径上的检测 电阻 (RCS)的 电压 降相应的检测电压(VCS)。ADIM端子接收指示驱动电流(ILED)的目标量的模拟调光电压(VADIM)。系数电路(220)将检测电压(VCS)、以及模拟调光电压(VADIM)中的至少一者乘以可变的系数倍，并生成电流检测 信号 (IS)及电流设定信号(IREF)。脉冲 调制器 (201)生成占空比被调节的驱动脉冲(SDRV)，以使得电流检测信号(IS)趋近于电流设定信号(IREF)。 驱动器 (208)根据驱动脉冲(SDRV)来驱动开关晶体管(M1)。，下面是开关转换器及其控制电路、使用它的照明装置、电子设备专利的具体信息内容。
1.一种向光源供给驱动电流的开关转换器的控制电路，其特征在于，包括：
电流检测端子，其接收与被设置于上述驱动电流或者电感器电流的路径上的检测电阻的电压降相应的检测电压，
模拟调光端子，其接收指示上述驱动电流的目标量的模拟调光电压，
系数电路，其将上述检测电压以及上述模拟调光电压中的至少一者乘以可变的系数倍，并生成电流检测信号及电流设定信号，
脉冲调制器，其生成占空比被调节的驱动脉冲，以使得上述电流检测信号趋近于上述电流设定信号，以及
驱动器，其根据上述驱动脉冲来驱动上述开关转换器的开关元件，
根据所述驱动电流的电流范围来切换所述系数电路的系数。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，
上述系数电路包含第1系数电路，该第1系数电路将上述检测电压乘以可从多个值中选择的第1系数倍，并生成上述电流检测信号。
3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，
上述第1系数至少能够按在上述驱动电流的第1电流范围中被使用的第1值和在上述驱动电流的第2电流范围中被使用的第2值进行切换；
上述第1电流范围中的上述模拟调光电压的可变范围和上述第2电流范围中的上述模拟调光电压的可变范围重叠。
4.如权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，上述第1系数电路包含分压比可变的分压电路。
5.如权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，上述第1系数电路包含增益可变的可变增益放大器。
6.如权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，上述系数电路进一步包含第2系数电路，该第2系数电路将上述模拟调光电压乘以第2系数倍来生成上述电流设定信号。
7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述系数电路包含第2系数电路，该第2系数电路将上述模拟调光电压乘以可从多个值中选择的第2系数倍来生成上述电流设定信号。
8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，
上述第2系数至少能够按在上述驱动电流的第1电流范围中被使用的第1值和在上述驱动电流的第2电流范围中被使用的第2值进行切换；
上述第1电流范围中的上述模拟调光电压的可变范围和上述第2电流范围中的上述模拟调光电压的可变范围重叠。
9.如权利要求7或8所述的控制电路，其特征在于，上述第2系数电路包含分压比可变的分压电路。
10.如权利要求7或8所述的控制电路，其特征在于，上述第2系数电路包含增益可变的可变增益放大器。
11.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，
上述开关转换器为包括如下构件的降压型：
输出电容器，其被设置于输入线和输出线之间，
电感器、开关晶体管以及上述检测电阻，其被串联地设置于上述输出线和接地线之间，以及
二极管，其阴极被连接于上述输入线，阳极被连接于上述电感器和上述开关晶体管的连接点上。
12.如权利要求11所述的控制电路，其特征在于，
上述脉冲调制器包含：
电流限制比较器，其将上述电流检测信号和上述电流设定信号进行比较，当上述电流检测信号超过上述电流设定信号时，将复位脉冲置于有效，
零电流检测电路，当流入上述电感器的电流实质成为零时，将设置脉冲置于有效，以及逻辑电路，其接收上述设置脉冲及上述复位脉冲，并生成上述驱动脉冲，(i)当上述设置脉冲被置于有效时，上述驱动脉冲转变为与上述开关晶体管的导通对应的导通电平，(ii)当上述复位脉冲被置于有效时，上述驱动脉冲转变为与上述开关晶体管的截止对应的截止电平。
13.如权利要求12所述的控制电路，其特征在于，
上述脉冲调制器进一步包含前沿消隐电路，该前沿消隐电路将从上述开关晶体管变为导通起至经过预定时间的期间设为掩蔽期间，在上述掩蔽期间中，掩蔽上述复位脉冲的置于有效，并将掩蔽后的复位脉冲向上述逻辑电路输出。
14.如权利要求12所述的控制电路，其特征在于，
上述开关转换器进一步包括第1电容器及第1电阻，该第1电容器及第1电阻被串联地设置于上述电感器和上述开关晶体管的连接点与接地线之间；
当上述第1电阻的电位与预定的阈值电压交叉时，上述零电流检测电路使上述设置脉冲置于有效。
15.如权利要求12所述的控制电路，其特征在于，
上述开关转换器进一步包括与上述电感器耦合的辅助绕组；
当上述辅助绕组的电压与预定的阈值电压交叉时，上述零电流检测电路使上述设置脉冲置于有效。
16.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，
上述开关转换器为包括如下构件的升压型：
电感器及开关晶体管，其被串联地设置于输入线和接地线之间，
整流元件，其一端与输出线连接，另一端被连接于上述电感器和上述开关晶体管的连接点上，以及
输出电容器，其与上述输出线连接。
17.如权利要求16所述的控制电路，其特征在于，
上述脉冲调制器包含：
误差放大器，其将上述电流检测信号与上述电流设定信号的误差放大，以及占空控制器，其生成具有与上述误差放大器的输出相应的占空比的上述驱动脉冲。
18.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，进一步包括脉冲调光端子，该脉冲调光端子从生成上述模拟调光电压的主机处理器接收脉冲调制调光用的调光脉冲；
上述系数电路被基于上述调光脉冲的振幅来控制。
19.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，被一体集成在一个半导体基板上。
20.一种开关转换器，其特征在于，包括权利要求1或2所述的控制电路。
21.一种照明装置，其特征在于，包括：
LED光源，其包含被串联地连接的多个LED(发光二极管)，
整流电路，其对商用交流电压进行平滑整流，以及
开关转换器，其接受由上述整流电路进行平滑整流后的直流电压作为输入电压，并将上述LED光源作为负载；
上述开关转换器包括权利要求1或2所述的控制电路。
22.一种电子设备，其特征在于，包括：
液晶面板，以及
作为从背面照射上述液晶面板的背光灯的如权利要求21所述的照明装置。
开关转换器及其控制电路、使用它的照明装置、电子设备
技术领域
[0001] 本发明涉及开关转换器。
背景技术
[0002] 作为液晶的背光灯或照明器具，LED(发光二极管)等半导体光源正在普及。图1是升压型的开关转换器的电路图。开关转换器100R通过在输入线104接受来自未图示的电源的输入电压VIN，并将其升压，从而向作为被连接于输出线106的负载的LED光源502供给输出电压VOUT，并且，使流入LED光源502的电流(称为负载电流或者驱动电流)ILED稳定化于目标值IREF。例如LED光源502为发光二极管(LED)串，开关转换器100R根据LED串的目标亮度来设定负载电流ILED的目标电流值IREF。
[0003] 开关转换器100R包括输出电路102及控制电路300R。输出电路102包含平滑电容器C1、整流二极管D1、开关晶体管M1、电感器L1、检测电阻RCS、以及调光晶体管M2。电感器L1、开关晶体管M1、整流二极管D1、以及平滑电容器C1的配置为一般的升压(Boost)转换器的拓扑。
[0004] 流入LED光源502的电流ILED流向检测电阻RCS，在检测电阻RCS上产生与电流ILED成正比的电压降。电压降作为检测电压VCS而被输入到控制电路300R的电流检测(CS)端子。对控制电路300R的模拟调光(ADIM)端子，从外部的主机处理器输入表示负载电流ILED的目标值IREF的模拟调光电压VADIM。控制电路300R生成占空比被调节使得检测电压VCS与模拟调光电压VADIM一致的驱动脉冲SDRV，驱动开关晶体管M1。
[0005] [现有技术文献]
[0007] 专利文献1:日本特开2003-153529号公报
[0008] 专利文献2:日本特开2004-47538号公报
发明内容
[0009] [发明要解决的课题]
[0011] 放大器302将模拟调光电压VADIM用预定的增益g来放大(含缩小)。误差放大器304将检测电压VCS与放大器302的输出电压g×VADIM的误差放大，生成与误差相应的反馈信号VFB。例如误差放大器304包含跨导放大器(gm放大器)和被连接于其输出的相位补偿用的电阻RFB及电容器CFB。
[0012] 占空控制器306为所谓的脉冲调制器，生成具有与反馈信号VFB相应的占空比的驱动脉冲SDRV。驱动器308根据驱动脉冲SDRV来切换开关晶体管M1。
[0013] PWM调光控制器310被设置用于PWM调光。在PWM调光中，通过使LED光源502的发光时间发生变化，从而使有效的光量发生变化。PWM调光控制器310根据具有与LED光源502的目标光量相应的占空比的调光脉冲SPWMOUT来切换调光晶体管M2。
[0014] 利用该开关转换器100R，进行反馈以使得以下的关系式成立。
[0015] ILED×RCS＝g×VADIM
[0016] 因此，负载电流ILED被稳定于与模拟调光电压VADIM成比例的目标电流量IREF。
[0017] ILED＝IREF＝g×VADIM/RCS
[0018] 图2是表示模拟调光电压VADIM和驱动电流ILED的关系的图。实际的驱动电流ILED’因各种误差的影响而偏离目标电流IREF，能够用以下的算式来表示。
[0019] ILED’＝IOFS+α(g×VDIM/RCS)
[0020] IOFS表示偏置误差，α表示增益误差的影响。
[0021] 例如偏置误差IOFS受到误差放大器304的输入偏置电压的影响，增益误差α可能受到放大器302的增益或检测电阻RCS的偏差的影响。在图2中，受到了偏置误差的影响的驱动电流ILED’被用虚线来表示。偏置电流IOFS的影响虽然在驱动电流ILED较大的区域中较小，但是在驱动电流ILED较小的区域中较为显著。
[0022] 另外，在模拟调光电压VADIM为零时，也能够得到驱动电流ILED为非零(最低电流IMIN)那样的调光特性。
[0023] ILED＝IREF＝IMIN+g×VADIM/RCS
[0024] 或者，也可以是模拟调光电压VADIM越増大、越使驱动电流ILED减少的调光特性。
[0025] ILED＝IREF＝IMAX－g×VADIM/RCS
[0026] 如此，在各种调光特性中，在驱动电流ILED较小的区域中的偏置误差的影响变得较大。尤其在驱动电流ILED的动态范围较广的用途中，偏置电流IOFS的影响将会成为问题。
[0027] 另外，不得将本问题视为本发明领域中的共通的一般知识的范围，进一步而言，这是本发明人独自认识到的问题。
[0028] 本发明鉴于以上问题而完成，其一个方案的示例性的目的之一在于提供一种降低了偏置误差的影响的开关转换器及其控制电路。
[0029] [用于解决技术课题的技术方案]
[0030] 本发明的一个方案涉及向光源供给驱动电流的开关转换器的控制电路。控制电路包括：电流检测端子，其接收与被设置在驱动电流或者电感器电流的路径上的检测电阻的电压降相应的检测电压；模拟调光端子，其接收指示驱动电流的目标量的模拟调光电压；系数电路，其将检测电压、以及模拟调光电压中的至少一者乘以可变的系数倍，并生成电流检测信号及电流设定信号；脉冲调制器，其生成占空比被调节的驱动脉冲，以使得电流检测信号趋近于电流设定信号；以及驱动器，其根据驱动脉冲来驱动开关转换器的切换元件。
[0031] 根据该方案，通过根据驱动电流的电流范围来切换系数电路的系数，从而在驱动电流较小的范围中，能够将电流检测信号和电流设定信号的范围维持于较高的状态，并能够由此降低偏置误差的影响。
[0032] 在一个方案中，也可以是，系数电路包含第1系数电路，该第1系数电路将检测电压乘以可从多个值中选择的第1系数倍，并生成电流检测信号。
[0033] 在一个方案中，也可以是，第1系数至少能够按在驱动电流的第1电流范围中被使用的第1值和在驱动电流的第2电流范围中被使用的第2值进行切换，第1电流范围中的模拟调光电压的可变范围和第2电流范围中的模拟调光电压的可变范围重叠。
[0034] 由此，能够减小外部的电路应生成的模拟调光电压的范围。
[0035] 在一个方案中，也可以是，第1系数电路包含分压比可变的分压电路。
[0036] 在一个方案中，也可以是，第1系数电路包含增益可变的可变增益放大器。
[0037] 在一个方案中，也可以是，系数电路进一步包含第2系数电路，该第2系数电路将模拟调光电压乘以第2系数倍来生成电流设定信号。
[0038] 在一个方案中，也可以是，系数电路包含第2系数电路，该第2系数电路将模拟调光电压乘以可从多个值中选择的第2系数倍来生成电流设定信号。
[0039] 在一个方案中，也可以是，第2系数至少能够按在驱动电流的第1电流范围中被使用的第1值和在驱动电流的第2电流范围中被使用的第2值进行切换，第1电流范围中的模拟调光电压的可变范围和第2电流范围中的模拟调光电压的可变范围重叠。
[0040] 由此，能够减小外部的电路应生成的模拟调光电压的范围。
[0041] 在一个方案中，也可以是，第2系数电路包含分压比可变的分压电路。也可以是，第2系数电路包含增益可变的可变增益放大器。
[0042] 在一个方案中，也可以是，开关转换器为包括以下构件的降压型：输出电容器，其被设置于输入线和输出线之间；电感器、开关晶体管以及检测电阻，其被串联地设置于输出线和接地线之间；以及二极管，其阴极被连接于输入线上，阳极被连接于电感器和开关晶体管的连接点上。
[0043] 在一个方案中，也可以是，脉冲调制器包含：电流限制比较器，其将电流检测信号和电流设定信号进行比较，若电流检测信号超过电流设定信号，则使复位脉冲置于有效；零电流检测电路，若流入电感器的电流实质变为零，则其使设置脉冲置于有效；以及逻辑电路，其接收设置脉冲及复位脉冲，并生成驱动脉冲，(i)若设置脉冲被置于有效，则驱动脉冲转变为与开关晶体管的导通对应的导通电平，(ii)若复位脉冲被置于有效，则驱动脉冲转变为与开关晶体管的截止对应的截止电平。
[0044] 在一个方案中，也可以是，脉冲调制器进一步包含前沿消隐电路，该前沿消隐电路将开关晶体管导通之后到经过预定时间为止的期间作为掩蔽期间，在掩蔽期间中，掩蔽复位脉冲的有效化，并将掩蔽后的复位脉冲向逻辑电路输出。
[0045] 在一个方案中，也可以是，开关转换器进一步包括第1电容器及第1电阻，该第1电容器及第1电阻被串联地设置于电感器和开关晶体管的连接点与接地线之间。也可以是，若第1电阻的电位与预定的阈值电压交叉，则零电流检测电路使设置脉冲置于有效。
[0046] 在一个方案中，也可以是，开关转换器进一步包括辅助绕组，该辅助绕组与电感器耦合。也可以是，若零电流检测电路的辅助绕组的电压与预定的阈值电压交叉，则使设置脉冲置于有效。
[0047] 在一个方案中，也可以是，开关转换器为包括以下构件的升压型：电感器及开关晶体管，其被串联地设置于输入线和接地线之间；整流元件，其一端与输出线连接，另一端被连接于电感器和开关晶体管的连接点上；以及输出电容器，其与输出线连接。
[0048] 在一个方案中，也可以是，脉冲调制器包含：误差放大器，其将电流检测信号和电流设定信号的误差放大；以及占空控制器，其生成具有与误差放大器的输出相应的占空比的驱动脉冲。
[0049] 在一个方案中，也可以是，控制电路进一步包括脉冲调光端子，该脉冲调光端子从生成模拟调光电压的主机处理器接收脉冲调制调光用的调光脉冲。也可以是，基于调光脉冲的振幅来控制系数电路。
[0050] 由此，即使不设置追加的控制信号线，也能够选择适当的系数。
[0051] 在一个方案中，也可以是，控制电路被一体集成在一个半导体基板上。
[0052] 所谓“一体集成”，包含电路的全部构成要素被形成于半导体基板上的情况、或电路的主要构成要素被一体集成的情况，也可以是，一部分的电阻或电容器等为电路常数的调节用而被设置于半导体基板的外部。
[0053] 本发明的另一方案涉及开关转换器。开关转换器包含上述的任意一个控制电路。
[0054] 本发明的其它的方案涉及照明装置。也可以是，照明装置包括：LED光源，其包含被串联地连接的多个LED(发光二极管)；整流电路，其对商用交流电压进行平滑整流；以及开关转换器，其将由整流电路进行平滑整流后的直流电压作为输入电压来接收，并将LED光源作为负载。也可以是，开关转换器包括上述的任何一种控制电路。
[0055] 本发明的另一方案涉及电子设备。也可以是，电子设备包括：液晶面板；以及作为从背面照射液晶面板的背光灯的上述照明装置。
[0056] 另外，以上构成要素的任意组合、或将本发明的构成要素或表现形式在方法、装置、以及系统等之间相互置换后的方案，作为本发明的方案也是有效的。
[0057] 发明效果
[0058] [发明效果]
[0060] 图1是升压型的开关转换器的电路图。
[0061] 图2是表示模拟调光电压VADIM和驱动电流ILED的关系的图。
[0062] 图3是表示实施方式的开关转换器的构成的电路图。
[0063] 图4的(a)是图3的系数电路的框图，图4的(b)是表示比较技术的框图。
[0064] 图5的(a)是图4的(b)的比较技术的电平图，图5的(b)是由图4的(a)的系数电路与设计例1的组合得到的电平图。
[0065] 图6的(a)～(d)是表示第1系数电路的构成例的电路图。
[0066] 图7是开关转换器的电路图。
[0067] 图8是第1变形例的开关转换器的电路图。
[0068] 图9是第2变形例的开关转换器的电路图。
[0069] 图10是第3变形例的系数电路的框图。
[0070] 图11是使用了开关转换器的照明装置的框图。
[0071] 图12的(a)～(c)是表示照明装置的具体例的图。
具体实施方式
[0072] 以下，基于优选的实施方式参照附图说明本发明。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、部件、以及处理，标注同样的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，实施方式并非限定发明，仅是示例，并非实施方式中所记述的全部特征或其组合都是发明的本质性内容。
[0074] 同样，所谓“构件C被设置于构件A与构件B之间的状态”，除包含构件A与构件C，或者构件B与构件C直接连接的情况之外，还包含经由对电连接状态没有影响、或者不阻碍功能的其它构件间接地连接的情况。
[0075] 图3是表示实施方式的开关转换器100的构成的电路图。开关转换器100为对输入线104的输入电压VIN进行降压，并将被降压后的输出电压VOUT从输出线106输出的降压转换器(Buck转换器)。LED光源502的一端(阳极)与输入线104连接，其另一端(阴极)与输出线106连接。对LED光源502的两端之间供给驱动电压VIN－VOUT。
[0076] LED光源502也可以是应恒流驱动的设备，例如可以是包含被串联连接的多个发光元件(LED)的LED串。开关转换器100将流入LED光源502的驱动电流ILED稳定为与目标亮度相应的目标电流IREF。
[0077] 输出电路102包括平滑电容器C1、输入电容器C2、整流二极管D1、开关晶体管M1、电感器L1、以及检测电阻RCS。平滑电容器C1的一端与输入线104连接，其另一端与输出线106连接。
[0078] 电感器L1的一端与输出线106连接，其另一端与开关晶体管M1的漏极连接。检测电阻RCS被配置于在开关晶体管M1导通的期间流入开关晶体管M1及电感器L1的电流(电感器电流)IL的路径上。整流二极管D1的阴极与输入线104连接，其阳极与电感器L1和开关晶体管M1的连接点N1(漏极)连接。
[0079] 控制电路200为被一体集成于一个半导体基板上的功能IC(Integrated Circuit：集成电路)，具有输出(OUT)端子、电流检测(CS)端子、过零检测(ZT)端子、接地(GND)端子、脉冲调光输入(PWMIN)端子、以及模拟调光(ADIM)端子。GND端子被接地。OUT端子与开关晶体管M1的栅极连接，CS端子被输入与检测电阻RCS的电压降相应的检测电压VCS。开关晶体管M1也可以被内置于控制电路200中。对于ADIM端子，从未图示的主机处理器400输入指示电感器电流IL、驱动电流ILED的目标量IREF的模拟调光电压VADIM。
[0080] 控制电路200包括系数电路220、脉冲调制器201、以及驱动器208。系数电路220将检测电压VCS及模拟调光电压VADIM中的至少一者乘以可变的系数倍，生成电流检测信号IS及电流设定信号IREF。
[0081] 脉冲调制器201生成占空比被调节的驱动脉冲SDRV，使得电流检测信号IS接近电流设定信号IREF。驱动器208根据驱动脉冲SDRV来驱动开关转换器100的开关晶体管M1。
[0082] PWMIN端子被输入具有与LED光源502的目标光量相应的占空比的调光脉冲SPWMIN。驱动器208在调光脉冲SPWMIN为高电平的期间，切换开关晶体管M1，在其为低电平的期间，停止切换。
[0083] 驱动电流ILED能够按多个电流范围切换。在本实施方式中，规定有2个电流范围，例如驱动电流ILED在第1模式 下，取第1范围I～1.5I，在第2模式 下，取第2范围2I～3I。I为一个单位电流量。即，在第2模式 下，流过第1模式 的2倍的电流。
[0084] 图4的(a)是图3的系数电路220的框图，图4的(b)是表示比较技术的框图。
[0085] 在此为简化说明或易于理解，将各信号的数值具体化。在图4的(b)的比较技术中，在将检测电阻RCS的电阻值设为R时，假定满足R×I＝0.5V。检测电压VCS在第1模式 下在0.5～0.75V内变化，在第2模式 下在1～1.5V内变化。如果g＝0.5，则模拟调光电压VADIM于第1模式 下在1～1.5V内变化，于第2模式 下在2～3V内变化。图5的(a)是图4的(b)的比较技术的电平图。
[0086] 如果脉冲调制器201的2个输入间存在偏置电压VOFS，则在图4的(b)中，输入VCS及VADIM为最小的0.5V时，其影响最大。
[0087] 参照图4的(a)。系数电路220包含第1系数电路222、以及第2系数电路224。第1系数电路222将检测电压VCS乘以可从多个值中选择的第1系数K1倍，生成电流检测信号IS。第2系数电路224将模拟调光电压VADIM乘以预定的第2系数K2倍。第1系数电路222根据表示当前的模式 的控制信号CNT来切换第1系数K1的值。
[0088] 以下，说明参数的设计例。
[0089] (参数的设计例1)
[0090] 将第2系数K2设为与图4的(b)的增益g相等，为K2＝1/2。检测电阻RCS的电阻值设为图4的(b)的电阻值R的2倍(＝2R)。第1系数K1被设定为在第1模式 下为第1值(例如1)，在第2模式 下为第2值(例如0.5)。
[0091] 第1模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围和第2模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围均为2～3V，二者重叠。
[0092] 图5的(b)为由图4的(a)的系数电路220和设计例1的组合得到的电平图。在该设计例1中，第1模式 第2模式 下，脉冲调制器201的2个输入IREF、IS的最小值为1.0V，是图5的(a)的最低值0.5V的2倍。因此，能够降低偏置电压VOFS的影响。
[0093] (参数的设计例2)
[0094] 将第2系数K2设为与图4(b)的增益g相等，为K2＝1/2。检测电阻RCS的电阻值与图4(b)的电阻值R相等。第1系数K1被设定为在第1模式 下为第1值(＝2)，在第2模式 下为第2值(＝1)。
[0095] 根据该设计例2，也能够得到与图5(b)相同的电平图，并降低偏置电压VOFS的影响。
[0096] (参数的设计例3)
[0097] 在设计例1、2中，也可以是K2＝1。也可以省略第2系数电路224，将在第1模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围和在第2模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围设为1～1.5V。在此情况下，能够省略第2系数电路224。
[0098] 以上为开关转换器100的构成。
[0099] 利用该开关转换器100，通过根据驱动电流ILED的电流范围来切换系数电路220的系数，从而能够在驱动电流ILED较小的范围中将电流检测信号IS和电流设定信号IREF的范围维持在较高状态，由此，能够降低偏置误差的影响。
[0100] 或者，因为能够降低因一个电平的偏置电压导致的偏置误差的影响，所以意味着在与以往相同程度的调光精度即可的应用中，脉冲调制器201的输入偏置电压VOFS可以变大。在需要输入偏置电压较小的放大器、或比较器设计困难、或者电路面积较大、或者需要修整等使其保持一致，则根据本实施方式，能够缓和脉冲调制器201的偏置电压的容许电平。
[0101] 本发明被理解为图3的框图或电路图、或者涉及从上述的说明导出的各种装置、电路的方案，并不被限定于特定的构成。以下，并非为了缩小本发明的范围，而是为了便于理解及明确发明的本质或电路动作，来说明更具体的构成例。
[0102] 图6的(a)～(d)为表示第1系数电路222的构成例的电路图。图6的(a)～(c)的第1系数电路222包含分压电路。图6的(a)的第1系数电路222包含电阻R21及电阻R22，它们中的至少一者由可变电阻构成。
[0103] 图6的(b)的第1系数电路222包含固定的电阻R21、R22。开关SW21及SW22在CS端子的电压和被分压后的电压VCS’之中，选择与控制信号CNT相应的一者。图6的(c)的第1系数电路222为图6的(b)的变形，开关SW21及SW22的配置不同。
[0104] 图6的(a)～(c)主要对于在1以下的范围中切换第1系数K1的情况有效。在图6的(b)、(c)中，在要能够以3个以上的值切换第1系数K1的情况下，只要增加电阻及开关的个数即可。
[0105] 图6的(d)的第1系数电路222包含可变增益放大器。在此情况下，第1系数K1也可以比1大。
[0106] 接下来，说明脉冲调制器201的构成例。图7为开关转换器100的电路图。
[0107] 脉冲调制器201包含电流限制比较器202、零电流检测电路204、逻辑电路206、以及LEB(Leading Edge Blanking：前沿消隐)电路212。
[0108] 若电流检测信号ICS超过电流设定信号IREF，换言之，若线圈电流IL达到与设定值VADIM相应的限制电流ILIM，则电流限制比较器202使复位脉冲S11成为有效(例如高电平)。
[0109] 零电流检测电路204生成指示开关晶体管M1变为导通的设置脉冲S13。若图7的开关转换器100为模拟共振(QR)型的转换器，线圈电流IL为零，则进行使开关晶体管M1导通的软切换动作。若线圈电流IL实质上为零，则零电流检测电路204使设置脉冲S13成为有效(例如高电平)。
[0110] 电容器C11、以及电阻R10被设置用于检测线圈电流IL。若电容器C11与电阻R10的连接点N2的电压VN2与零附近的阈值交叉，则零电流检测电路204使设置脉冲S13成为有效。对ZT端子可以直接输入连接点N2的电压VN2，也可以输入由电阻R11、R12分压后的电压VZT。
[0111] 零电流检测电路204包含比较器，当ZT端子的电压VZT与被设定于零附近的阈值电压VZERO交叉时，使设置脉冲S13成为有效(例如高电平)。
[0112] LEB电路212将从开关晶体管M1变为导通起经过预定时间(掩蔽时间)为止的期间作为掩蔽期间，对掩蔽期间中的复位脉冲S11的有效化进行掩蔽，即使之无效化，并将掩蔽后的复位脉冲S12向逻辑电路206输出。即，LEB电路212的掩蔽时间规定开关晶体管M1的导通时间的最小宽度。
[0113] LEB电路212的构成不被特别地限定，可以使用公知技术。例如LEB电路212能够由计时器电路和逻辑门元件构成。计时器电路在开关晶体管M1导通起的掩蔽时间期间内，生成成为预定电平的掩蔽信号。逻辑门元件通过对掩蔽信号和复位脉冲S11进行逻辑运算，来生成掩蔽后的复位脉冲S12。
[0114] 逻辑电路206接收设置脉冲S13及复位脉冲S12，生成驱动脉冲SDRV。(i)若设置脉冲S13被置于有效，则驱动脉冲SDRV转变为与开关晶体管M1的导通对应的导通电平(例如高电平)，(ii)若复位脉冲S12被置于有效，则转变为与开关晶体管M1的截止对应的截止电平(例如低电平)。
[0115] PWMIN端子被输入根据LED光源502的目标亮度而被调节占空比的调光脉冲SPWMIN。调光脉冲SPWMIN可以是从生成模拟调光电压VADIM的主机处理器400输出的。逻辑电路206可以在调光脉冲SPWMIN为点亮电平(高电平)期间输出驱动脉冲SDRV，在调光脉冲SPWMIN为熄灭电平(低电平)期间使驱动脉冲SDRV固定于低电平。
[0116] 此外，逻辑电路206生成表示第1模式 以及第2模式 的控制信号CNT，并向系数电路220输出。
[0117] 另外，脉冲调制器201的控制方式及构成并不被限定于图7所示。除模拟共振(QR)方式之外，也可以使用其它的公知的或者将来可以利用的方式，因此脉冲调制器201的构成只要是适应控制方式的构成即可。
[0118] 如图5的(b)所示，在电流范围不同的第1模式 和第2模式 中，模拟调光电压VADIM的可变范围重叠的情况下，难以基于模拟调光电压VADIM来判别电流范围(模式)。在此情况下，也可以是主机处理器400将表示模式的控制信号发送给控制电路200。
[0119] 更优选的是，主机处理器400可以不是发送控制信号，而是根据电流范围来切换调光脉冲SPWMIN的振幅电平。例如，可以在第1模式 下，调光脉冲SPWMIN具有1.5～5V的振幅(高电平电压)，在第2模式 下，调光脉冲SPWMIN具有7V以上的振幅(高电平电压)。由此，控制电路200能够基于调光脉冲SPWMIN的振幅来选择适当的模式，并能够省略用于指示模式的控制信号线。
[0120] 本领域技术人员应理解的是，实施方式仅为例示，在它们的各构成要素或各处理过程的组合中可能有各种变形例，并且那样的变形例也在本发明的范围内。以下，说明这样的变形例。
[0121] (第1变形例)
[0122] 图8是第1变形例的开关转换器100a的电路图。辅助绕组L2与电感器L1耦合，形成变压器T1。控制电路200的ZT端子被输入辅助绕组L2的电压VZT。控制电路200的构成与图7的相应部分相同。
[0123] (第2变形例)
[0124] 图9为第2变形例的开关转换器100b的电路图。该开关转换器100与图1同样为升压型。控制电路300包括脉冲调制器301、驱动器308、PWM调光控制器310、以及系数电路320。
[0125] 系数电路320将检测电压VCS及模拟调光电压VADIM中的至少一者乘以可变的系数倍，并生成电流检测信号IS及电流设定信号IREF。系数电路320与图3的系数电路220是等效的。
[0126] 脉冲调制器301包含误差放大器304及占空控制器306。误差放大器304将电流检测信号IS与电流设定信号IREF的误差放大。占空控制器306生成具有与误差放大器304的输出VFB相应的占空比的驱动脉冲SDRV。脉冲调制器301的控制方式、构成也不被特别地限定，能够使用电压模式、峰值电流模式，平均电流模式、以及迟滞(Bang-Bang)控制等公知的其它方式。
[0127] PWM调光控制器310根据来自外部的调光脉冲SPWMIN来切换调光晶体管M2。如上述所述，在根据调光脉冲SPWMIN的振幅来切换第1模式 和第2模式 的情况下，PWM调光控制器310具有调光脉冲SPWMIN的振幅检测功能，并根据检测结果来切换系数电路320的系数。
[0128] 在升压型的开关转换器100b中，也能够得到与降压型同样的效果。
[0129] (第3变形例)
[0130] 在实施方式中，在系数电路220(320)中，将第1系数K1设为可变，将第2系数K2设为固定，但是本发明不限定于此。图10是第3变形例的系数电路220c的框图。在该变形例中，第1系数K1被固定，第2系数K2是可变的。第2系数K2被根据控制信号CNT而从多个值中选择。第2系数电路224能够与图6的(a)～(d)的第1系数电路222同样地构成。
[0131] (参数的设计例4)
[0132] 将第1系数K1设为1，将检测电阻RCS的电阻值设为图4的(b)的电阻值R的2倍(＝2R)。第2系数K2在第1模式 下被设定为第1值(例如1)，在第2模式 下被设定为第2值(例如2)。
[0133] (第4变形例)
[0134] 也可以是，在系数电路220(320)中，将第1系数K1和第2系数K2两者都设为可变。例如在参数的设计例1中，如果将第2系数K2在1/2和1这两个值中进行切换，则如图5的(a)所示，能够不使第1模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围和第2模式 下的模拟调光电压VADIM的可变范围重叠地生成与模拟调光电压VADIM成比例的驱动电流。
[0135] (第5变形例)
[0136] 在实施方式中，虽然说明了第2模式 的电流范围为第1模式 的电流范围的2倍的情况，但是本发明并不限定于此。可以一般化为第2模式 的电流范围是第1模式 的电流范围的β倍。在此情况下，在将第1系数K1设为可变的情况下，只要将在第2模式 下使用的第2值设为在第1模式 下使用的第1值的1/β倍即可。在将第2系数K2设为可变的情况下，只要将在第2模式 下使用的第2值设为在第1模式 下使用的第1值的β倍即可。
[0137] (第6变形例)
[0138] 在实施方式中，虽然说明了LED光源502为LED串的情况，但是负载的种类并不被特别地限定，本发明不限于光源，能够适用于其它的应进行恒流驱动的各种负载。
[0139] (第7变形例)
[0140] 本领域技术人员应理解的是，在实施方式中，虽然表示了几个参数的设计例，但是在例示以外也存在模拟调光电压VADIM的范围、系数、以及检测电阻RCS的组合，本发明的范围在参数组合的观点下并不被限定。
[0141] (第8变形例)
[0142] 在本实施方式中，逻辑电路的高电平、低电平的逻辑值的设定为一个示例，能够通过利用反相器等使其适当反相而自由地改变。
[0143] (用途)
[0144] 最后，说明开关转换器100的用途。图11是使用了开关转换器100的照明装置500的框图。照明装置500除作为LED光源502的发光部、以及开关转换器100之外，还包括整流电路504、平滑电容器506、以及微机508。整流电路504及平滑电容器506将商用交流电压VAC整流平滑并转换为直流电压VDC。微机508生成指示LED光源502的亮度的控制信号SDIM。开关转换器100接受直流电压VDC作为输入电压VIN，并将与控制信号SDIM相应的驱动电流ILED向LED光源502供给。控制信号SDIM包含上述的模拟调光电压VADIM及调光脉冲SPWMIN。
[0145] 图12的(a)～(c)是表示照明装置500的具体例的图。在图12的(a)～(c)中并非表示了全部的构成要素，而是省略了一部分。图12的(a)的照明装置500a为直管型LED照明。构成作为LED光源502的LED串的多个LED元件被布局在基板510上。在基板510上，安装有整流电路504、控制电路200、以及输出电路102等。
[0147] 图12的(c)的照明装置500c为被内置于液晶显示器装置600的背光灯。照明装置500c照射液晶面板602的背面。
[0148] 尤其是近年出现了除2D影像之外还可以显示3D影像的液晶显示器装置600。在3D模式下，因为要交替显示左眼用的图像和右眼用的图像，所以如果将背光灯的亮度设为与2D模式相同的水平，则影像会变暗。因此，在3D模式下，背光灯的亮度被提高。
[0149] 对像这样的可以切换2D/3D模式的液晶显示器装置600，优选实施方式的开关转换器100，只要使2D模式按第1模式 进行动作，3D模式按第2模式 进行动作即可。
[0150] 或者照明装置500也能够利用于吸顶灯。如此，图11的照明装置500能够利用于各种用途。
[0152] [附图标记说明]
[0153] 100…开关转换器、102…输出电路、104…输入线、106…输出线、C1…平滑电容器、D1…整流二极管、M1…开关晶体管、T1…变压器、L1…电感器、M2…调光晶体管、L2…辅助绕组、RCS…检测电阻、200…控制电路、201…脉冲调制器、202…电流限制比较器、204…零电流检测电路、206…逻辑电路、208…驱动器、212…LEB电路、220…系数电路、222…第1系数电路、224…第2系数电路、301…脉冲调制器、302…放大器、304…误差放大器、306…占空控制器、308…驱动器、310…PWM调光控制器、320…系数电路、400…主机处理器、S11、S12…复位脉冲、S13…设置脉冲、500…照明装置、502…LED光源、504…整流电路、506…滤波电容器、508…微机、510…基板。
[0154] [工业可利用性]
[0155] 本发明能够利用于光源的驱动。
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