[发明专利]电源装置、LED驱动装置、照明装置和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及从输入电压中产生期望的输出电压的电源装置，还涉及合并有所述电源装置的LED(发光二极管)驱动装置、照明装置和显示装置。例如，本发明涉及一种用于液晶显示器的LED背光系统。

背景技术

图3是示出了常规LED驱动装置示例的方框图。

如这幅图所示，一般使用的常规LED驱动装置按照如下方式配置。为了从输入电压Vin中获得期望的输出电压Vout，调节器101从输入电压Vin中产生将被输入到电荷泵102的输入电压Vin’，其中输出电压Vout反馈到这个调节器101，而且第1至第n检测器103-1至103-n单独地检测输入电压Vin与输出电压Vout之间的比率，由此根据所获得的检测结果而执行电荷泵102的状态(升压因子)控制。

在下文中采用如下情形作为示例：使用第一和第二检测器103-1和103-2在三个等级上(升压因子为1、1.5和2)按顺序改变电荷泵102的状态，将会对上文描述的常规状态控制进行详细描述。

首先，第一检测器103-1检测输入电压Vin与输出电压Vout之间的比率，并检查是否能够保持电荷泵102的升压因子为1以获得期望的输出电压Vout。就是说，第一检测器103-1检查输入电压Vin与输出电压Vout的比率是否大于α(考虑到调节器101和电荷泵102的转换效率，α＞1)。如果输入电压Vin与输出电压Vout的比率大于α，则电荷泵102的升压因子保持为1。另一方面，如果输入电压Vin与输出电压Vout的比率小于α，则把电荷泵102的升压因子改变为1.5。

在把电荷泵102的升压因子改变为1.5之后，第二检测器103-2检测输入电压Vin与输出电压Vout之间的比率，并检查是否能够保持电荷泵102的升压因子为1.5以获得期望的输出电压Vout。就是说，第二检测器103-2检查输入电压Vin与输出电压Vout的比率是否大于β(＞1/1.5)。如果输入电压Vin与输出电压Vout的比率大于β，则保持电荷泵102的升压因子为1.5。另一方面，如果输入电压Vin与输出电压Vout的比率小于β，则把电荷泵102的升压因子改变为2。

作为与LED驱动装置有关的另一种常规技术，JP-A-2004-022929(下文称作“专利文献1”)公开并提出了一种DC/DC升压系统，该系统通过把LED的阴极电压反馈到输出电压调整电路而获得期望的输出电压。

可选择地，JP-A-2005-039215(下文称作“专利文献2”)公开并提出了一种发光二极管驱动方法，该方法利用电流镜来驱动多个发光二极管，所述发光二极管并联排列并与电流镜的输出端相连，其中所述发光二极管驱动方法包括步骤：使用电流镜控制端处的电压作为基准电压；把电流镜输入端处的电压进行提升，使用多个发光二极管的输入端作为电压反馈点而固定电流镜的输入和输出端处的电压差，并保持电压差不变；以及使用电流镜输出端处的电压来驱动多个发光二极管。

当然，使用图3所示的常规LED驱动装置，即使在例如输入电压Vin下降时(由于电池的耗尽等原因)，也能够从输入电压Vin中产生期望的输出电压Vout。

然而，由于上文描述的常规LED驱动装置被配置为基于输入电压Vin与输出电压Vout之间的比率而执行电荷泵102的状态控制，所以电荷泵102的状态发生改变的等级数越多，所需的第1至第n检测器103-1至103-n的个数就越多。这导致了电路规模过大。

另外，上文描述的常规LED驱动装置在向输出电压Vout提供足够富余(margin)的情况下来执行调节器101的反馈控制和电荷泵102的状态控制，从而即使在LED的正向电压降Vf稍微过高时，该驱动装置也能够对与其相连的LED进行平滑的驱动。结果，上文描述的常规LED驱动装置由于向输出电压提供的富余而提供了高于所需电压的输出电压Vout。这不期望地导致了效率降低。

顺便提及，专利文献1的常规技术通过执行基于LED阴极电压的升压电路反馈控制，消除了提供给输出电压Vout的不必要的富余，由此提高了效率。然而，这个文献没有描述该升压电路是电荷泵，因而很自然地没有建议或提及在尝试实现电荷泵的状态控制时所伴随的上述问题(较大的电路规模和效率降低)以及这些问题的解决方案。

专利文献2的常规技术使用电流镜替代电荷泵来产生LED的驱动电压，因而在根本上与本发明的配置不同。

发明内容