[发明专利]开关电源的控制电路和控制方法、发光装置及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置。

背景技术

近年来，作为液晶板的背光或照明设备，利用使用了以LED(发光二极管)为代表的发光元件的发光装置。图1是表示现有技术中的发光装置的结构例的电路图。发光装置1003具有多个LED串(string)1006_1～1006_n、开关电源1004以及电流驱动电路1008。

各个LED串1006包含串联连接的多个LED。开关电源1004将输入电压Vin升压，对LED串1006_1～1006_n的一端提供驱动电压Vout。

电流驱动电路1008具有对LED串1006_1～1006_n的每一个设置的电流源CS₁～CS_n。各个电流源CS向对应的LED串1006提供与目标亮度对应的驱动电流I_LED。

开关电源1004具有输出电路1102、控制IC1100。输出电路1102包含电感器L1、开关晶体管M1、整流二极管D1、输出电容器C1。控制IC1100通过控制开关晶体管M1的导通(on)、截止(off)的占空比，调节驱动电压Vout。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2006-114324号公报

在这样的发光装置1003中，存在为了调节LED串1006的亮度，对驱动电流ILED进行PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制的情况。具体而言，电流驱动电路1008的PWM控制器1009生成具有与亮度对应的占空比的脉冲信号PWM₁～PWM_n，对与各个脉冲信号PWM₁～PWM_n对应的电流源CS₁～CS_n进行开关控制。也将这样的控制称为猝发脉冲(burst)调光、猝发脉冲控制。

本发明者人对相关的发光装置进行了研究的结果，认识到以下的课题。

开关电源1004的负载电流(输出电流)I_out为LED电流的合计。对LED串1006进行PWM驱动时，负载电流Iout进行开关切换(switching)。负载电流Iout的急剧变化，意味着流过电感器L1中的线圈电流I_L1的急剧变化，它成为线圈的音响性噪声(也称为声响)的原因。该噪声出现在可听频带，所以电子设备的用户不愉快。另外，不能将该认识作为本发明的技术领域中的公共的一般知识的范围来捕捉。进一步而言，本申请人最先想到上述研究本身。

发明内容

本发明鉴于这样的课题而完成，其某一方式例示的目的之一在于，提供在进行PWM驱动时，能够抑制线圈的音响性噪声的控制电路。

本发明的某一方式的控制电路涉及对被间歇驱动的发光元件的一端提供驱动电压的开关电源的控制电路。控制电路具有：脉冲调制器，在发光元件的点亮期间，生成其占空比被调节的脉冲信号，以使与开关电源的输出电压对应的检测电压和规定的基准电压一致；以及驱动器，基于脉冲信号，驱动开关电源的开关元件。发光元件从点亮期间转移到熄灭期间时，脉冲调制器使脉冲信号的占空比随时间下降。

根据该方式，在从点亮期间转移到了熄灭期间后，由于开关元件的导通时间立即随时间不断减少，因此能够缓慢地减少线圈电流，并能够降低线圈的音响噪声。

脉冲调制器也可以包含：反馈端子，用于连接相位补偿用电容器以及相位补偿用电阻；误差放大器，在发光元件的点亮期间，生成与检测电压和基准电压之间的误差对应的电流，并提供给反馈端子；脉冲生成单元，接受在反馈端子上产生的电压，生成具有与该电压对应的占空比的脉冲信号；以及软关机(soft off)电路，发光元件从点亮期间转移到熄灭期间时，使向脉冲生成单元输入的电压变化，以使脉冲信号的占空比下降。

脉冲生成单元既可以是脉宽调制器，也可以是脉冲电压调制器。

软关机电路也可以包含：软关机用电容器，其设置在脉冲生成单元的输入端子和固定电压端子之间，在点亮期间，通过反馈端子的电压而被充电；以及放电电路，在熄灭期间，将软关机用电容器放电。

放电电路也可以根据与脉冲信号相同频率的控制信号而产生被导通、被断开的电流。

此时，由于能够通过脉冲状的放电电流将软关机用电容器放电，因此能够根据控制信号的占空比调节时间常数。另外，能够在开关晶体管M1的导通、截止的每1周期，使占空比下降。