专利名称：直流/直流变换器及其控制电路、发光装置以及电子设备的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及直流/直流(DC/DC)变换器的控制电路。
背景技术：
为了对电池电压等直流电压进行升压或者降压，利用DC/DC变换器。DC/DC变换器的控制电路检测在DC/DC变换器中产生的异常、例如过电压状态、过电流状态、温度异常状态等，并在异常状态中进行电路保护。控制电路具有监视异常状态的定时器电路，在每个规定的判定期间判定异常状态是否在持续。此外，控制电路包括为了在其启动时防止冲击电流，生成随时间缓慢上升的软启动电压的软启动电路。控制电路使DC/DC变换器的输出电压追随软启动电压而増大。[专利文献I](日本)特开平9-121535号公报[专利文献2](日本)特开平7-336999号公报由于异常检测用的定时器电路以及软启动电路分别需要外挂的电容器，因此零件数目增多。此外，控制电路中需要用于连接外挂的电容器的两个引线(焊盘)，因此芯片尺寸、封装尺寸变大。实施新型内容本实用新型鉴于这样的课题而完成，其ー个方式的例示性的目的之一在于减小DC/DC变换器的控制电路的尺寸。本实施方式的某一方式涉及直流/直流变换器的控制电路。控制电路包括电容器，其第I端子的电位固定；充电电路，对电容器充电；放电电路，能够切换开通、关断，在开通状态时对电容器进行放电；比较器，生成在电容器的电压从达到规定的上侧阈值电压起直到降低为规定的下侧阈值电压的期间取第I电平，在电容器的电压从降低为下侧阈值电压起直到达到上侧阈值电压的期间取第2电平的解除信号；逻辑单元，接受解除信号和若检测出异常状态则被有效的异常检测信号，若异常检测信号被有效则呈现故障信号，然后，在解除信号转变为所述第I电平的定时，若异常检测信号被无效，则取消故障信号，在该定时，若异常检测信号被有效，则继续呈现故障信号，并且在解除信号为第I电平时开通放电电路，在解除信号为第2电平时关断放电电路；以及反转放大器，通过对电容器的电压进行反转从而生成软启动电压。根据该方式，能够将在异常检测用的定时器电路中生成的斜率(slope)电压，在从异常状态释放后作为软启动电压来利用。其结果，能够共用定时器电路和软启动电路，能够减小尺寸。本实施方式的控制电路还可以包括开关，设置在所述反转放大器的输出端子侧的所述软启动电压的路径上。开关也可以在所述故障信号被有效的期间关断，在所述故障信号被无效的期间开通。逻辑单元也可以包括在其置位端子上输入所述异常检测信号，在其复位端子上输、入解除信号的置位优先的SR触发器。逻辑单元还可以包括OR门，生成SR触发器的反转输出信号和解除信号的逻辑或，并控制放电电路。逻辑单元还可以包括第20R门，接受在所述直流/直流变换器的负载中流过的电流超过了规定的阈值时被有效的第I过电流检测信号、在所述直流/直流变换器的开关晶体管中流过的电流超过了规定的阈值时被有效的第2过电流检测信号、以及在所述直流/直流变换器的输出电压超过了规定的阈值时被有效的过电压检测信号，并生成所述异常检测信号。
本实用新型的另一方式是直流/直流变换器。该直流/直流变换器包括上述的控制电路。本实用新型的又一方式是发光装置。该发光装置包括发光元件和对发光元件提供驱动电压的上述的直流/直流变换器。本实用新型的又一方式是电子设备。该电子设备包括液晶面板和作为液晶面板的背光而设置的上述的发光装置。另外，以上的构成元素的任意组合或将本实用新型的构成元素或表现在方法、装置、系统等之间相互替换的方式作为本实用新型的方式也是有效的。根据本实用新型的方式，能够削减电路面积。
图I是表示包括实施方式的驱动电路的电子设备的结构的电路图。图2是表示图I的驱动电路的动作的时序图。标号说明2···电子设备、3...发光装置、4...驱动电路、5. . . LCD面板、6. . . LED串、C2...电容器、30...充电电路、32...放电电路、34...电阻、36...晶体管、38...比较器、40...逻辑单元、42. . . SR触发器、44. . . OR门、46...反转放大器、50...输出电路、52...反相器、54···晶体管、SWl...开关、100···控制IC、102...输出电路、EAl...误差放大器、DRl...第I驱动器、CMP1...第I比较器、CMP2...第2比较器、CMP3...第3比较器、Rl...第I检测电阻、R2...第2检测电阻、LI...电感器、Cl...输出电容器、Dl...整流ニ极管、Ml...开关晶体管、0CP1...第I过电流检测信号、0CP2...第2过电流检测信号、0VP...过电压检测信号、SI...解除信号、S2...异常检测信号、S3...故障信号
具体实施方式
以下，基于优选实施方式并參照附图来说明本实用新型。假设对各附图所示出的相同或者等同的构成元素、构件、处理附加相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，实施方式为例示而并非用于限定实用新型，实施方式所记述的所有特征或其组合未必限定为实用新型的本质性的内容。在本说明书中，“构件A与构件B连接的状态”除了构件A和构件B物理上直接连接的情况之外，还包括构件A和构件B经由不会对电连接状态带来影响的其他构件而间接连接的情況。[0026]同样地，“构件C设置在构件A和构件B之间的状态”除了构件A和构件C、或者构件B和构件C直接连接的情况之外，还包括经由不会对电连接状态带来影响的其他构件而间接连接的情況。图I是表示包括实施方式的DC/DC变换器的电子设备2的结构的电路图。电子设备2是笔记本电脑、数字照相机、数字摄像机、便携式电话终端、PDA(个人数字助理)等电池驱动型的设备，包括发光装置3和LCD(液晶显示器)面板5。发光装置3作为IXD面板5的背光而设置。发光装置3包括作为发光元件的LED串6和其驱动电路4。LED串6包含串联连接的多个LED。驱动电路4包含升压型的DC/DC变换器，对输 入到输入端子Pl的输入电压(例如电池电压)Vin进行升压，从输出端子P2输出输出电压(驱动电压)Vout。LED串6的一端(阳极)与输出端子P2连接。 驱动电路(DC/DC变换器)4包括控制IC100以及输出电路102。输出电路102包括电感器LI、整流ニ极管D1、开关晶体管Ml、输出电容器Cl。输出电路102的拓扑(topology)是一般的，因此省略说明。控制IC100的开关端子P4与开关晶体管Ml的栅极连接。控制IC100得到LED串6的点亮所需的输出电压Vout，并且通过反馈来调节开关晶体管Ml的开通、关断的占空比，使得LED串6中流过与目标亮度相应的驱动电流。另外，开关晶体管Ml也可以内置于控制IC100 中。第I检测电阻Rl设置在LED串6的路径上，具体地说设置在LED串6的阴极和接地端子之间。误差放大器EAl放大第I检测电阻Rl上产生的压降Vki和控制电压Vdim的误差，并生成误差电压VFB。振荡器60生成三角波或者锯齿波的周期电压V_。PWM比较器PWM.CMP接受周期电压ν_、后述的软启动电压Vss以及误差电压VFB。PWM比较器PWM_CMP比较软启动电压Vss和误差电压Vfb中较低的一方与周期电压V_。PffM比较器PWM_CMP的输出(门脉冲信号Gl)的占空比被调节使得第I检测电阻Rl的压降Vki与控制电压Vdim —致。驱动器DRl基于门脉冲信号Gl来驱动DC/DC变换器的开关晶体管Ml。另外，也可以代替脉宽调制器而使用脉冲频率调制器。第I比较器CMPl在第I检测电阻Rl的压降Vki超过第I阈值电压Vthi时，呈现(assert)第I过电流检测信号0CP1。第2检测电阻R2设置在DC/DC变换器的开关晶体管Ml的路径上。第2比较器CMP2在第2检测电阻R2的压降Vk2超过第2阈值电压Vth2吋，呈现第2过电流检测信号0CP2。电阻R3、R4对驱动电压Vout进行分压。过电压检测用的第3比较器CMP3比较通过电阻R3、R4分压后的电压Vout’与固定的阈值电压VTH3。第3比较器CMP3在Vout’ >Vth3时，呈现过电压检测信号0VP。驱动器DRl在检测信号0CP1、0CP2、0VP中的至少ー个被有效(assert)时，立即将门脉冲信号Gl固定为低电平，并关断开关晶体管M1，从而停止DC/DC的开关动作。电容器C2外挂于电容器端子P5。电容器C2的一端(第I端子)接地而电位固定。充电电路30对电容器C2充电。放电电路32能够切换开通、关断，在开通状态中对电容器C2进行放电。放电电路32包括在放电路径上串联连接的电阻34以及晶体管36。在晶体管36开通时，放电电路32成为开通状态，在晶体管36关断时，放电电路32成为关断状态。比较器38具有所谓的迟滞比较器的功能，将电容器C2的电压Vc2与规定的上侧阈值电压VH以及规定的下侧阈值电压VL进行比较，生成与比较结果相应的解除信号SI。解除信号SI在电容器C2的电压Vk从达到上侧阈值电压VH起直到降低为规定的下侧阈值电压VL的期间取第I电平(设为高电平)，在电容器C2的电压％2从降低为下侧阈值电压VL起直到达到上侧阈值电压VH的期间取第2电平(设为低电平)。解除信号SI被用于放电电路32的开通、关断的切換，并且解除信号SI的正向边缘(positive edge)作为再次判定异常状态的定时来利用。逻辑单元40接受解除信号SI和异常检测信号S2。异常检测信号S2是在发光装置3中若检测出一些异常状态则会被有效的信号，例如通过OR门39取上述的检测信号0CP1、0CP2、0VP等的“或”而生成。也可以除了这些检测信号之外，或者代替这些检测信号，OR门39接受表示从外部提供的电源电压的低电压状态的UVLO(Under Voltage Lock Out)信号、表示温度异常的THD(Thermal ShutDown)信号等。 逻辑单元40若异常检测信号S2被有效则呈现(低电平)故障(fail)信号S3。然后，在解除信号SI转变为第I电平(高电平)的定时中，若异常检测信号S2被无效(negate)，则逻辑単元40取消(negate)(高电平)故障信号S3。在解除信号SI转变为高电平的再判定定时，若异常检测信号S2被有效，则逻辑単元40不取消故障信号S3而继续呈现。此外，逻辑单元40在解除信号SI为第I电平(高电平)时开通放电电路32，在解除信号SI为第2电平(低电平)时关断放电电路32。逻辑单元40包括SR触发器42和OR门44。SR触发器42的设置端子⑶中输入异常检测信号S2，在其复位端子(R)中输入解除信号SI。SR触发器42以设置优先逻辑构成，当设置端子与复位端子都是高电平时，设置端子优先。SR触发器42的反转输出信号#Q(#表不逻辑反转)相当于故障信号S3。 OR门44生成故障信号S3和解除信号SI的“或”，并控制放电电路32。反转放大器46包含电阻Ri、Rf以及运算放大器OAl，通过将电容器C2的电压Vc2反转从而生成软启动电压vss。开关SWl设置在反转放大器46的输出端子和PWM比较器PWM.CMP之间。开关SWl在软启动期间以后成为开通状态，软启动电压Vss被提供给PWM比较器PWM_CMP的反转输入端子。在软启动期间之前的期间，开关SWl成为关断状态。开关SWl在关断状态时PWM比较器PWM_CMP的反转输入端子的电位不会浮动(floating)。开关Sffl例如也可以在故障信号S3为高电平的期间开通。输出电路50将故障信号S3输出到控制IC100的外部的处理器(未图不)。输出电路50包括反相器52以及晶体管54。反相器52将故障信号S3反转。晶体管54构成开路漏极形式的输出电路。以上是驱动电路4的结构。接着说明其动作。图2是表示图I的驱动电路4的动作的时序图。在时刻t0，若异常检测信号S2被有效，则SR触发器42的反转输出#Q转变为低电平，故障信号S3被有效(低电平)。若故障信号S3成为低电平，则晶体管36关断，放电电路32成为关断状态，通过充电电路30对电容器C2充电，电容器电压\2上升。在时刻11若电容器电压\2达到上侧阈值电压VH，则解除信号SI转变为高电平。即使在时刻tl解除信号SI转变为高电平，异常检测信号S2也被有效，因此根据设置优先逻辑，SR触发器42不被复位，故障信号S3持续维持低电平。若解除信号SI转变为高电平，则晶体管36开通，电容器C2被放电，电容器电压Ve2开始降低。若电容器电压Vc2降低至下侧阈值电压VL，则解除信号SI转变为低电平(t2)，电容器C2再次被充电。在时刻t3若电容器电压Ve2达到上侧阈值电压VH，则解除信号SI成为高电平。控制IC100重复同样的处理。在时刻t4异常检测信号S2被无效。在时刻t4若解除信号SI转变为高电平，则SR触发器42被复位，故障信号S3转变为高电平。若故障信号S3转变为高电平，则开关SWl开通。若开关SWl开通，则反转放大器46的输出电压Vss被提供给PWM比较器PWM_CMP。其結果，门脉冲信号Gl的占空比随时间増加，输出电压Vout缓慢上升。 以上是驱动电路4的动作。根据控制IC100，通过对单ー的电容器C2进行充放电，从而能够生成作为周期信号的解除信号Si和软启动电压vss。由此，以往需要两个的电容器能够削减为ー个，因此能够削减电路面积。此外，由于是将电容器C2上产生的电压Vc2的下行的斜率反转而生成软启动电压Vss,因此若故障信号S3被无效，则能够立即开始生成软启动电压Vss。 以上，基于实施方式说明了本实用新型。该实施方式是例示，在这些各个构成元素或各个处理进程、它们的组合中，可以存在各种变形例。以下，说明这样的变形例。在实施方式中，说明了通过使设置在LED串6的路径上的第I检测电阻Rl的压降Vki与目标值Vdim—致，从而稳定驱动电流的结构，但本实用新型不限于此。例如也可以在LED串6的路径上设置生成稳定的驱动电流的恒流源(电流驱动器)。在实施方式中说明了使用电感器的非绝缘型的开关电源，但本实用新型也可以应用于使用变压器的绝缘型的开关电源。在实施方式中，作为发光装置3的应用而说明了电子设备，但用途不限于此，也能够应用于照明等。此外，在本实施方式中，高电平、低电平的逻辑信号的设定是一例，可以通过反相器等适当反转而自由地变更。基于实施方式，使用具体的词句说明了本实用新型，但实施方式只不过是示出本实用新型的原理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本实用新型的思想的范围内，实施方式中准许很多变形例和配置的变更。
权利要求1.ー种直流/直流变换器的控制电路，其特征在于，包括 电容器，其第I端子的电位固定； 充电电路，对所述电容器充电； 放电电路，能够切换开通、关断，在开通状态时对所述电容器进行放电； 比较器，生成在所述电容器的电压从达到规定的上侧阈值电压起直到降低为规定的下侧阈值电压的期间取第I电平，在所述电容器的电压从降低为所述下侧阈值电压起直到达到所述上侧阈值电压的期间取第2电平的解除信号； 逻辑单元，接受所述解除信号和若检测出异常状态则被有效的异常检测信号，若所述异常检测信号被有效则呈现故障信号，然后，在所述解除信号转变为所述第I电平的定时，若所述异常检测信号被无效，则取消所述故障信号，在该定吋，若所述异常检测信号被有效，则继续呈现所述故障信号，并且在所述解除信号为所述第I电平时开通所述放电电路，在所述解除信号为所述第2电平时关断所述放电电路；以及 反转放大器，通过对所述电容器的电压进行反转从而生成软启动电压。
2.如权利要求I所述的控制电路，其特征在于，还包括 开关，设置在所述反转放大器的输出端子侧的所述软启动电压的路径上。
3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在干， 所述开关在所述故障信号被有效的期间关断，在所述故障信号被无效的期间开通。
4.如权利要求I至3的任ー项所述的控制电路，其特征在干， 所述逻辑単元包括在其置位端子上输入所述异常检测信号，在其复位端子上输入所述解除信号的置位优先的SR触发器。
5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在干， 所述逻辑单元还包括 OR门，生成所述SR触发器的反转输出信号和所述解除信号的逻辑或，并控制所述放电电路。
6.如权利要求I所述的控制电路，其特征在干， 所述逻辑单元还包括 第20R门，接受在所述直流/直流变换器的负载中流过的电流超过了规定的阈值时被有效的第I过电流检测信号、在所述直流/直流变换器的开关晶体管中流过的电流超过了规定的阈值时被有效的第2过电流检测信号、以及在所述直流/直流变换器的输出电压超过了规定的阈值时被有效的过电压检测信号，并生成所述异常检测信号。
7.ー种直流/直流变换器，其特征在于，包括权利要求I至3的任一项所述的控制电路。
8.一种发光装置，其特征在于，包括 发光元件；以及 对所述发光元件提供驱动电压的权利要求7所述的直流/直流变换器。
9.ー种电子设备,其特征在于,包括 液晶面板；以及 作为所述液晶面板的背光而设置的权利要求8所述的发光装置。
专利摘要本实用新型提供直流/直流变换器及其控制电路、发光装置以及电子设备。减小直流/直流变换器的控制电路的面积。充电电路(30)对电容器(C2)充电。放电电路(32)在开通状态中对电容器放电。比较器(38)生成电平根据电容器的电压(VC2)而变化的解除信号(S1)。逻辑单元(40)若异常检测信号(S2)被有效则呈现故障信号(S3)，然后，在解除信号转变为第1电平的定时，若异常检测信号被无效，则取消故障信号(S3)，在该定时，若异常检测信号被有效，则继续呈现故障信号。此外，逻辑单元(40)根据解除信号控制放电电路。反转放大器(46)通过对电容器的电压进行反转从而生成软启动电压(VSS)。
文档编号H02H7/10GK202455264SQ20112033432
公开日2012年9月26日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者佐佐木义和 申请人:罗姆股份有限公司