• ポートフォリオ機能


ポートフォリオを新規に作成して保存
既存のポートフォリオに追加保存

  • この表をプリントする
PDF PDFをダウンロード
審決分類 審判 訂正 ただし書き3号明りょうでない記載の釈明 訂正する H02M
管理番号 1371052
審判番号 訂正2020-390101  
総通号数 256 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2021-04-30 
種別 訂正の審決 
審判請求日 2020-10-27 
確定日 2021-01-15 
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第4983735号に関する訂正審判事件について、次のとおり審決する。 
結論 特許第4983735号の明細書及び特許請求の範囲を本件審判請求書に添付された訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり訂正することを認める。 
理由 第1 手続きの経緯

特願2008-166782号は,平成20年6月26日に特許出願され,平成24年3月23日に特許査定され,平成24年5月11日に特許権の設定の登録がされ(特許第4983735号,以下「本件特許」という。),令和2年10月27日に訂正審判(以下「本件審判」という。)が請求されたものである。

第2 請求の趣旨,訂正の内容

1.請求の趣旨

本件審判請求の趣旨は,「特許第4983735号の明細書、特許請求の範囲を本件審判請求書に添付した訂正明細書、特許請求の範囲のとおり訂正することを認める、との審決を求める。」というものである。

2.訂正の内容

本件訂正審判に係る訂正の内容は,以下のとおりである。(下線部分は訂正箇所を示す。)

(1)訂正事項1

特許請求の範囲の請求項1に,「前記電圧比較回路の出力に応じて、前記誤差増幅回路の複数の出力のうち、前記外部端子の電圧のうち最も低いものを選択して前記誤差増幅回路へ供給する切替え回路と、」と記載されているのを,「前記電圧比較回路の出力に応じて、前記外部端子の電圧のうち最も低いものを選択して前記誤差増幅回路へ供給する切替え回路と、」に訂正する(請求項1の記載を引用する請求項3?請求項8も同様に訂正する。)。

(2)訂正事項2

明細書の段落【0025】に,「スイッチングトランジスタSW1の制御パルスを生成する制御回路12と、」と記載されているのを,「スイッチングトランジスタSW1の制御パルスを生成するパルス制御回路12(以下、制御回路12と記す)と、」に訂正する。

(3)訂正事項3

明細書の段落【0030】に,「図2には、上記第1の実施形態の第1の変形例が示されている。この変形例は、切替えスイッチ15を、誤差アンプ11の後段に設ける代わりに前段に設けて、」と記載されているのを,「図2には、上記第1の実施形態の第1の変形例が示されている。この変形例は、図1において誤差アンプ11a,11bの後段に設けられている切替えスイッチ15を、誤差アンプの後段ではなく、図2のように、誤差アンプ11の前段に設けて、」に訂正する。

第3 当審の判断

以下,本件訂正前の請求項1-9を,「訂正前請求項1」-「訂正前請求項9」という。また,訂正前請求項1-9に係る発明を,「訂正前発明1」-「訂正前発明9」という。
訂正後についても,「訂正前」を「訂正後」に変えて同様に,「訂正後請求項1」-「訂正後請求項9」,「訂正後発明1」-「訂正後発明9」という。

1.特許法第126条第1項ただし書(訂正の目的)について

(1)訂正事項1

訂正前請求項1には,「前記誤差増幅回路の複数の出力のうち、前記外部端子の電圧のうち最も低いものを選択」すると記載されている。
「誤差増幅回路の複数の出力」と「外部端子の電圧のうち最も低いもの」は,異なる種類のものであるから,「誤差増幅回路の複数の出力のうち」から「外部端子の電圧のうち最も低いものを選択」することはできないので,訂正前請求項1の記載は明瞭でない。
また,「最も低いものを選択」という記載には,「前記外部端子の電圧のうち」という記載がかかっており,「前記誤差増幅回路の複数の出力のうち」がかかる記載がないので,訂正前請求項1の記載は明瞭でない。
一方,訂正後請求項1には,「外部端子の電圧のうち最も低いものを選択」するとだけ記載されている。
「外部端子の電圧」と「外部端子の電圧のうち最も低いもの」は同じ種類のものであるから,「外部端子の電圧のうち」から「外部端子の電圧のうち最も低いものを選択」することができるので,訂正後請求項1の記載は明瞭である。
したがって,訂正事項1は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正である。

(2)訂正事項2

訂正前請求項1-2,及び訂正後請求項1-2には,「パルス制御回路」という記載があるところ,訂正前の明細書には,「パルス制御回路」の記載がなく,訂正前請求項1-2,及び訂正後請求項1-2の「パルス制御回路」という記載が,訂正前の明細書のどの記載に対応するのかが不明確であるので,訂正前の明細書の記載は明瞭でない。
一方,訂正後の明細書の段落【0025】には,「パルス制御回路」という記載があり,訂正前請求項1-2,及び訂正後請求項1-2の「パルス制御回路」という記載が,訂正後の明細書の段落【0025】の「パルス制御回路」に対応するのが明確であるので,訂正後の明細書の記載は明瞭である。
したがって,訂正事項2は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正である。

(3)訂正事項3

訂正前の明細書の段落【0030】には,「実施の形態の第1の変形例」が示されているところ,どのように「変形」されているのかが明確に記載されていないので,訂正前の明細書の記載は明瞭でない。
一方,訂正後の明細書の段落【0030】は,「図1において誤差アンプ11a,11bの後段に設けられている切替えスイッチ15を、誤差アンプの後段ではなく、図2のように、誤差アンプ11の前段に設け」るように「変形」したことが記載されているので,訂正後の明細書の記載は明瞭である。
したがって,訂正事項3は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正である。

(4)小括

訂正事項1ないし3は,いずれも,特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる「明瞭でない記載の釈明」を目的とするものである。

2.特許法第126条第5項(新規事項の有無)について

(1)訂正事項1

当初明細書等の段落【0030】には,「切替えスイッチ15によって誤差アンプ11の反転入力端子側に、定電流源CS1,CS2が接続されている端子PI1の電圧または端子PI2の電圧のいずれか一方を、それらの電圧の大小を判定するコンパレータ14の出力によって選択して入力するように構成したものである。」と記載されており,当初明細書等には,「コンパレータ14の出力」に応じて,「端子PI1の電圧または端子PI2の電圧のいずれか一方を」「選択して」「誤差アンプ11」へ「入力する」「切替えスイッチ15」が記載されている。
ここで,段落【0029】の「これに対し、本実施形態のように、制御回路12に、PI1とPI2の電圧のうち低い方の電圧がフィードバックされたとすると出力電圧は高めに設定されるため、順方向電圧が大きいユニットにとっては電圧が適切であり、順方向電圧が小さいユニットにとっては電圧に余裕が生じるが電流源が所望の電流を引き込むように作用するため、駆動電流が多く流されるようなことがない。つまり、2つのLEDユニット20A,20Bの明るさの差が小さくなる。」という記載から,「切替えスイッチ15」が「選択」する「いずれか一方」は,「低い方の電圧」であると認められる。
よって,訂正後発明1の「前記電圧比較回路の出力に応じて、前記外部端子の電圧のうち最も低いものを選択して前記誤差増幅回路へ供給する切替え回路」は,当初明細書等に記載されているといえる。
したがって,訂正事項1は,当初明細書等の記載に基づくものであって,当初明細書等のすべてを総合することにより導かれる技術的事項との関係において新たな技術的事項を導入するものではなく,当初明細書等に記載した事項の範囲内においてされたものである。

(2)訂正事項2

当初明細書等の段落【0025】には,「また、白色LEDドライバIC10には、上記電流引込み端子PI1,PI2の電圧が反転入力端子に印加され、非反転入力端子には参照電圧Vref1,Vref2が印加され、PI1,PI2の電圧と参照電圧Vref1,Vref2との電位差に応じた電圧を出力する誤差アンプ11a,11bと、スイッチングトランジスタSW1の制御パルスを生成する制御回路12と、該制御回路12から出力される制御パルスに基づいてスイッチングトランジスタSW1のゲート端子を駆動する駆動パルスを生成するドライバ13が設けられている。」と記載され,当初明細書等の段落【0046】には,「12 パルス制御回路」と記載されているので,「パルス制御回路」は,当初明細書等に記載されているといえる。
したがって,訂正事項2は,当初明細書等の記載に基づくものであって,当初明細書等のすべてを総合することにより導かれる技術的事項との関係において新たな技術的事項を導入するものではなく,当初明細書等に記載した事項の範囲内においてされたものである。

(3)訂正事項3

当初明細書等の【図1】には,「誤差アンプ11a,11bの後段に設けられている切替えスイッチ15」が記載され,当初明細書等の【図2】には、「切替えスイッチ15を」「誤差アンプ11の前段に設け」ることが記載されている。
したがって,訂正事項3は,当初明細書等の記載に基づくものであって,当初明細書等のすべてを総合することにより導かれる技術的事項との関係において新たな技術的事項を導入するものではなく,当初明細書等に記載した事項の範囲内においてされたものである。

(4)小括

訂正事項1ないし3は,特許法第126条第5項の規定に適合する。

3.特許法第126条第6項(特許請求の範囲の拡張又は変更の有無)について

(1)訂正事項1

訂正事項1は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正であって,本件特許の特許請求の範囲,明細書又は図面の記載に接した当業者ならば,訂正前発明1を訂正後発明1のとおり理解したことは当然である。
したがって,請求項1についての訂正事項1は,実質上特許請求の範囲を拡張するものではなく,かつ,実質上特許請求の範囲を変更するものでもない。

(2)訂正事項2

訂正事項2は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正であって,本件特許の特許請求の範囲,明細書又は図面の記載に接した当業者ならば,訂正前の明細書の記載を訂正後の明細書の記載のとおり理解したことは当然である。
したがって,明細書の段落【0025】についての訂正事項2は,実質上特許請求の範囲を拡張するものではなく,かつ,実質上特許請求の範囲を変更するものでもない。

(3)訂正事項3

訂正事項3は,明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正であって,本件特許の特許請求の範囲,明細書又は図面の記載に接した当業者ならば,訂正前の明細書の記載を訂正後の明細書の記載のとおり理解したことは当然である。
したがって,明細書の段落【0030】についての訂正事項1は,実質上特許請求の範囲を拡張するものではなく,かつ,実質上特許請求の範囲を変更するものでもない。

(4)小括

訂正事項1ないし3は,特許法第126条第6項の規定に適合する。

4.特許法第126条第7項について

訂正後発明1ないし9が特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しないから,訂正事項1ないし3は,特許法第126条第7項の規定に適合する。

第4 むすび

以上のとおりであるから,訂正事項1ないし3は,特許法第126条第1項ただし書第2号に掲げる事項を目的とするものであり,かつ同条第5項ないし第7項の規定に適合する。
よって,結論のとおり審決する。


 
発明の名称 (54)【発明の名称】
電源制御用半導体集積回路
【技術分野】
【0001】
本発明は、LED駆動用電源を発生する直流電源装置に関し、例えば液晶モニタのバックライトに使用されるWLED(白色発光ダイオード)の駆動電流を生成するスイッチング電源装置を構成する電源制御用半導体集積回路に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機等の携帯用電子機器においては、表示用の液晶パネルのバックライトにWLEDが使用されている。また、WLEDの駆動電源を発生する電源装置には、一般に、昇圧型のスイッチングレギュレータからなるDC-DCコンバータが用いられている。かかるLED駆動用電源装置においては、LEDに流れる駆動電流を電圧に変換して制御回路にフィードバックして誤差アンプで基準電圧と比較して電位差に応じたパルス幅を有する駆動パルスを生成して、インダクタ(コイル)に間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動して駆動電流を一定に保つフィードバック制御が行われている。
【特許文献1】特開2003-332623号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
WLEDの駆動電源装置(WLEDドライバ)は、通常、3?8灯の直列形態のLEDを駆動できる電圧で駆動電流を出力するように構成されている。ところが、近年、携帯用電子機器には2画面を有するものや大型の液晶パネルを有するものが多くなりつつあり、これらの電子機器では所定の明るさを保証するため10灯以上のLEDを設ける必要がある。一方、WLEDドライバICの耐圧を考慮すると、現状では1列当たり8灯程度が限度である。そのため、10灯以上のLEDを設けたい場合には、WLEDドライバを2個以上用意し、それぞれのドライバに3?8灯の直列形態のLEDを接続して点灯させる構成をとることとなる。
【0004】
そのため、システムを構成する部品点数が増加するという課題がある。具体的には、WLEDドライバを2個使用する場合、インダクタとしてのコイル、整流素子としてのダイオード、平滑容量としてのコンデンサを、各ドライバに対応してそれぞれ設ける必要があるため、コストアップおよび実装面積の増加(電源装置の大型化)を招くという課題がある。
【0005】
また、複数のLED列を一つのスイッチング電源装置で点灯駆動するようにした発明として、例えば特許文献1に記載されている発明がある。しかしながら、特許文献1の発明では、LEDの順方向電圧にばらつきがある場合を考慮していない。また、特許文献1の発明のスイッチング電源装置では、LEDの順方向電圧が最も小さなLED列に電流が流れやすくなり、それによって明るさのばらつきが大きくなってしまう。そのため、大画面の液晶パネルでは、バックライトの明るさにムラが生じてしまい、表示の見映えが悪くなるという課題がある。
【0006】
この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、LEDの多灯化に伴う部品点数や実装面積の増加を抑制することができるLED駆動用電源装置の電源制御用半導体集積回路を提供することにある。
【0007】
この発明の他の目的は、LEDをバックライトとする液晶パネルを備えた電子機器において、画面の明るさにムラが生じるのを回避できるLED駆動用電源装置の電源制御用半導体集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源駆動用半導体集積回路において、複数のLEDユニットのそれぞれから電流を引き込む複数の外部端子と、前記複数の外部端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、前記複数の外部端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、を備え、前記複数の外部端子の電圧のうち最も低いものに対応した誤差増幅回路の出力に基づいて前記スイッチング素子をオン、オフさせるための制御パルスを生成するように構成したものである。
【0009】
より具体的には、インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源駆動用半導体集積回路において、複数のLEDユニットのそれぞれから電流を引き込む複数の外部端子と、前記複数の外部端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、前記複数の外部端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、前記誤差増幅回路の出力に応じて前記スイッチング素子を制御するための制御パルスを生成するパルス制御回路と、前記複数の外部端子の電圧を比較して最も電圧が低い外部端子を検出する電圧比較回路と、前記電圧比較回路の出力に応じて電圧を選択する切替え回路と、を備え、前記パルス制御回路は、前記複数の外部端子の電圧のうち最も低いものに対応した誤差増幅回路の出力に基づいて前記制御パルスを生成するように構成した。
【0010】
上記した構成によれば、駆動しようとする複数のLEDユニットの順方向電圧にばらつきがあっても、最も順方向電圧の大きなユニットに適した出力電圧となるようにスイッチング素子を駆動するため、すべてのLEDユニットに点灯に必要な電流を流すことができ、ユニット間で明るさに大きな差が生じないようにすることができるとともに、インダクタ、スイッチング素子および整流素子を共通化できるため、LEDユニットごとに別個に電源装置を構成する場合に比べて部品点数を減らし、装置の小型化が可能となる。
【0011】
ここで、望ましくは、前記誤差増幅回路を複数個備え、前記切替え回路は、前記電圧比較回路によって、前記複数の誤差増幅回路の出力のうち、前記外部端子の電圧が最も低いものに対応した出力を前記パルス制御回路に供給するように構成する。これにより、切替え回路を切り替えると直ちに所望の誤差増幅回路の出力をパルス制御回路に供給することができる。
【0012】
また、前記切替え回路は、前記誤差増幅回路の前段に設けられ、前記電圧比較回路によって、前記複数の外部端子の電圧のうち、電圧が最も低いものを前記誤差増幅回路に供給し、該誤差増幅回路の出力が前記パルス制御回路に供給されるように構成してもよい。これにより、誤差増幅回路を共通化することができ、消費電力を減らせるとともにチップサイズを小さくすることができる。
【0013】
さらに、望ましくは、前記複数の電流源はそれぞれ流す電流の大きさを変えられる可変電流源であり、該可変電流源に流す電流値を外部より指定するための制御情報を入力するための外部制御端子と、該外部制御端子に入力された前記制御情報に応じて前記可変電流源の電流値を制御する制御回路とを設ける。これにより、外部からの指令でLEDの明るさを調整することができるようになる。
【0014】
また、望ましくは、前記複数の外部端子の電圧が所定の電圧範囲に入っているか否かを検出する電圧検出回路を備え、該電圧検出回路の出力に応じて前記パルス制御回路はその制御動作を切替えるように構成する。これにより、回路の故障やLEDの不具合等によって電源装置の出力電圧が異常になった場合に、これを検出して適切な制御を行なうことができるようになる。
【0015】
さらに、望ましくは、前記インダクタに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の出力に応じて前記パルス制御回路は制御パルスの生成を行なうように構成する。これにより、出力電圧が一定になるようにする定電圧制御と出力電流が一定になるようにする定電流制御のいずれを行なうことも可能となり、システムや状況に応じて制御を使い分けるようなことも可能となる。
【0016】
また、前記インダクタに流れる電流が所定の電流値よりも多いか否かを検出する過電流検出回路を備え、該過電流検出回路の出力によって前記パルス制御回路は制御パルスの生成を停止するように構成してもよい。これにより、過大な電流が流れて回路が破壊に至ってしまうのを回避することができる。
【0017】
本願の他の発明は、インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源駆動用半導体集積回路において、複数のLEDユニットにそれぞれ電流を出力する複数の外部電流出力端子と、前記複数の外部電流出力端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、前記複数の外部電流出力端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、を備え、前記複数の外部電流出力端子の電圧のうち最も電位の高いものに対応した誤差増幅回路の出力に基づいて前記スイッチング素子をオン、オフさせるための制御パルスを生成するように構成したものである。
【0018】
上記した構成によれば、電流出力型の電源駆動用半導体集積回路において、複数のLEDユニットの順方向電圧にばらつきがあっても、最も順方向電圧の大きなユニットに適した出力電圧となるようにスイッチング素子を駆動するため、すべてのLEDユニットに点灯に必要な電流を流すことができ、ユニット間で明るさに大きな差が生じないようにすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明に従うと、LEDの多灯化に伴う部品点数や実装面積の増加を抑制することができる。また、LEDをバックライトとする液晶パネルを備えた電子機器において、画面の明るさにムラが生じるのを回避できるLED駆動用電源装置の電源制御用半導体集積回路を実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は、本発明を適用したLED駆動用電源装置の第1の実施形態を示す。
【0022】
本実施形態のLED駆動用電源装置は、直流電圧端子VDDと接地点との間に直列形態に接続されたコイル(インダクタ)L1およびNチャネルMOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)からなるスイッチングトランジスタSW1、前記コイルL1とSW1との接続ノードと出力端子との間に接続された整流用ダイオードD1、出力端子と接地点との間に接続された平滑コンデンサC1、スイッチングトランジスタSW1をオン、オフ制御するスイッチング制御回路10によって、昇圧型のスイッチングレギュレータとして構成されている。
【0023】
なお、特に限定されるものではないが、この実施形態では、上記スイッチング制御回路10は一つの半導体チップ上に半導体集積回路(以下、白色LEDドライバICと称する)として形成され、スイッチングトランジスタSW1とコイルL1とダイオードD1および平滑コンデンサC1は、ディスクリート部品で構成され上記白色LEDドライバIC10に外付け素子として接続されている。また、本明細書においては、複数のLEDが直列に接続されたものを便宜的にLEDユニットと称する。つまり、ユニットが特別な形態を意味するものではない。
【0024】
上記白色LEDドライバICは、3?8灯の直列形態のWLED列からなるLEDユニット20を2個点灯駆動できるようにするため、2個の電流引込み端子PI1,PI2を備える。そして、これらの電流引込み端子PI1,PI2それぞれに接続され、LEDユニット20A,20Bにそれぞれ駆動電流を流す定電流源CS1,CS2がチップ内部に設けられている。
【0025】
また、白色LEDドライバIC10には、上記電流引込み端子PI1,PI2の電圧が反転入力端子に印加され、非反転入力端子には参照電圧Vｒef1,Vｒef2が印加され、PI1,PI2の電圧と参照電圧Vｒef1,Vｒef2との電位差に応じた電圧を出力する誤差アンプ11a,11bと、スイッチングトランジスタSW1の制御パルスを生成するパルス制御回路12(以下、制御回路12と記す)と、該制御回路12から出力される制御パルスに基づいてスイッチングトランジスタSW1のゲート端子を駆動する駆動パルスを生成するドライバ13が設けられている。
【0026】
制御回路12は、例えば誤差アンプの出力と所定の周波数の三角波とを入力とするPWMコンパレータを備え、フィードバックされた電圧に応じて電圧が低いときは出力する制御パルスのパルス幅を広げて、スイッチングトランジスタSW1によってより多くの電流がコイルL1に流れるようにし、フィードバック電圧が高いときは制御パルスのパルス幅を狭くしてコイルL1に流れる電流を減らすような制御を行うように構成される。
【0027】
さらに、白色LEDドライバIC10には、上記電流引込み端子PI1とPI2の電圧を比較するコンパレータ14と、該コンパレータ14の出力に応じて上記誤差アンプ11aまたは11bのいずれかの出力を選択的に制御回路12に供給するための切替えスイッチ15とが設けられている。この実施形態では、上記誤差アンプ11aまたは11bのうち、電流引込み端子PI1とPI2の電圧のうち低い方の電圧が入力されている誤差アンプの出力が選択されて制御回路12に供給されるように構成されている。
【0028】
白色LEDドライバIC10に接続された2つのLEDユニット20A,20BのLED順方向電圧にばらつきがあると、それは電流引込み端子PI1とPI2の電圧の差異となって現われる。具体的には、順方向電圧が大きいユニットが接続された端子の電位は順方向電圧が小さいユニットが接続された端子の電位よりも低くなる。そのため、制御回路12に、PI1とPI2の電圧のうち高い方の電圧がフィードバックされたとすると出力電圧は低く抑えられるため、順方向電圧が大きいユニットにとっては電圧が不足して電流源が所望の電流を引き込むことができず、明るさが足りなくなる。従って、2つのLEDユニット20A,20Bの明るさの差が大きくなる。
【0029】
これに対し、本実施形態のように、制御回路12に、PI1とPI2の電圧のうち低い方の電圧がフィードバックされたとすると出力電圧は高めに設定されるため、順方向電圧が大きいユニットにとっては電圧が適切であり、順方向電圧が小さいユニットにとっては電圧に余裕が生じるが電流源が所望の電流を引き込むように作用するため、駆動電流が多く流されるようなことがない。つまり、2つのLEDユニット20A,20Bの明るさの差が小さくなる。
【0030】
図2には、上記第1の実施形態の第1の変形例が示されている。この変形例は、図1において誤差アンプ11a,11bの後段に設けられている切替えスイッチ15を、誤差アンプの後段ではなく、図2のように、誤差アンプ11の前段に設けて、切替えスイッチ15によって誤差アンプ11の反転入力端子側に、定電流源CS1,CS2が接続されている端子PI1の電圧または端子PI2の電圧のいずれか一方を、それらの電圧の大小を判定するコンパレータ14の出力によって選択して入力するように構成したものである。この変形例によれば、図1のドライバICに比べて誤差アンプを1つ減らして回路規模ひいてはチップサイズを小さくできるという利点がある。
【0031】
図3には、上記第1の実施形態の第2の変形例が示されている。この変形例は、定電流源CS1,CS2が接続されている端子PI1,PI2の電圧が電圧許容範囲の下限電圧よりも低くなっていないか検出するためのLVPコンパレータCMP1と、PI1,PI2の電圧が電圧許容範囲の上限電圧よりも高くなっていないか検出するためのOVPコンパレータCMP2を設けたものである。制御回路12は、これらのコンパレータの出力が電圧異常を示している場合には、PWM制御を中止するように構成することができる。
【0032】
図4には、本発明を適用したLED駆動用電源装置の第2の実施形態が示されている。この実施形態は、図1における白色LEDドライバIC10の電流引込み端子PI1,PI2に定電流源CS1,CS2を接続する代わりに、可変電流源VC1,VC2を接続したものである。可変電流源を用いているのは、明るさを調整可能にするためであり、例えば3ビットの制御コードCB1?CB3が入力される端子PCと、デコーダなどからなる調光制御回路16が設けられており、上記可変電流源VC1,VC2はこの端子に供給される制御コードCB1?CB3(電流指令値)に応じた電流を流すように構成されている。制御コードは3ビットに限定されず、任意のビットとすることができる。この実施形態においては、外部からLEDの明るさを調整することができるという利点がある。また、制御コードCB1?CB3で指定できる電流値に「0」を含ませておくことで、オン/オフ切替えも可能となる。
【0033】
図5には、上記第2の実施形態の変形例が示されている。この変形例は、定電流源CS1,CS2を可変電流源VC1,VC2に置き換える代わりに、誤差アンプ11a,11bに印加される参照電圧Vｒef1,Vｒef2を生成する定電圧源を可変電圧源に置き換え、外部からの制御コードCB1?CB3に応じて参照電圧Vｒef1,Vｒef2を変化させてLEDユニット20A,20Bに流す電流を調整して、LEDの明るさを制御するように構成したものである。この第2の実施形態においても、図1の実施形態の第1変形例を示す図2と同様な変形例および図1の実施形態の第2変形例を示す図3と同様な変形例が可能である。
【0034】
図6には、本発明を適用したLED駆動用電源装置の第3の実施形態が示されている。この実施形態は、図1における定電流源CS1,CS2を、LEDユニット20A,20Bのカソード端子と接地点との間ではなく、出力端子とLEDユニット20A,20Bのアノード端子との間に接続するようにしたもので、整流用ダイオードD1のカソード端子がチップ外部で接続され、チップ内部では定電流源CS1,CS2が接続される共通の電流引込み外部端子PI3が設けられている。
【0035】
また、この実施形態では、白色LEDドライバIC10に、電流引込み端子PI1,PI2の代わりに電流出力端子PO1,PO2が設けられ、これらの端子PO1,PO2とチップ外の接地点との間にLEDユニット20A,20Bが接続されている。この第3の実施形態においては、電流出力端子PO1,PO2の電圧のうち電圧が高い方の誤差アンプの出力が、切替えスイッチ15によって選択されて制御回路12に供給される。なお、この第3の実施形態においても、図1の実施形態の第1変形例を示す図2と同様な変形例および図1の実施形態の第2変形例を示す図3と同様な変形例さらに、図4の実施形態の変形例を示す図5と同様な変形例が可能である。
【0036】
図7には、本発明を適用したLED駆動用電源装置の第4の実施形態が示されている。この実施形態は、図1において、スイッチングトランジスタSW1と直列に電流検出用の抵抗Rｓを設けるとともに、白色LEDドライバIC10内には、電圧制御用の誤差アンプ11a,11bの他に、上記抵抗Rｓの電圧を入力とする電流検出アンプ17を設け、制御回路12はフィードバックループでの電圧制御の他に、電流制御をも行えるようにしたものである。この電圧制御と電流制御は、外部からの指示で切り替えても良いし、制御回路12が自己の判断で状況に応じて切り替えるようにしてもよい。
【0037】
なお、電流検出は、スイッチングトランジスタSW1と直列に接続した電流検出用の抵抗によるものの他、SW1のソース・ドレイン間電圧すなわちSW1のオン抵抗を利用するもの、コイルL1の端子間電圧すなわちL1の抵抗を利用するもの、LEDと直列に接続した電流検出用の抵抗によるものであってもよい。また、電流検出アンプ17の出力は、出力電流のフィードバック制御のために使用するのではなく、出力電流が所定値以上になった場合に出力を禁止する過電流保護機能のために使用するようにしてもよい。さらに、この第4の実施形態においても、第3の実施形態で説明したのと同様な変形例が可能である。
【0038】
図8および図9には、上記第1の実施形態のさらに他の変形例が示されている。このうち図8の変形例は、制御回路12に対してオン/オフ制御信号を入力するための端子18を設けたもので、この端子により、ICのオン・オフを制御することができる。また、このオン・オフ機能を利用して、例えば端子18に所定のPWMパルスを入力することで、調光制御を行わせるようにすることも可能である。
【0039】
図9の変形例は、制御回路12の前段に内部PWMパルスのオンデューティを制御するソフトスタート回路19を設けたもので、この回路により、電源起動時に急に大きな駆動電流が出力されないように制御することができる。オンデューティを制御するソフトスタート回路19を設ける代わりに、誤差アンプ11a,11bの参照電圧Vｒef1,Vｒef2を徐々変化させるスイープ回路を設けてもよい。さらに、図8および図9の変形例とこれらに関連する上記変形例を、第2?第4の実施形態に適用することも可能である。
【0040】
また、上記第1?第4の実施形態では、3?8灯(同一個数)のLEDが直列に接続されてなるLEDユニットを2個、駆動するようにした構成を示したが、LEDユニットを3個以上駆動するLEDドライバICにも適用できるし、直列LEDの個数が異なる複数のLEDユニットを駆動する場合にも適用することができる。
【0041】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、スイッチングレギュレータを構成するスイッチングトランジスタSW1をICの外付け素子として接続するようにしたものを示したが、ICのオンチップ素子として構成しても良い。同様に、整流用のダイオードも、外付け素子の代わりにICのオンチップ素子として構成しても良い。
【0042】
また、整流用のダイオードの代わりにスイッチングトランジスタを使用し、SW1と相補的にオン、オフする同期整流型のスイッチングレギュレータとして構成しても良い。さらに、実施形態では、スイッチングトランジスタSW1としてMOSFETが使用されているが、バイポーラトランジスタを使用するようにしてもよい。
【0043】
さらに、調光制御回路16を有する前記実施形態においては、電源制御用ICに、外部から駆動電流の指令値を与える制御コードが入力されるように構成されているが、指令値を制御コードの代わりにアナログ信号で指令を与えるように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0044】
以上の説明では、本発明をLED駆動用電源装置に適用した例を説明したが、本発明にそれに限定されるものではなく、昇圧した電圧を発生し出力電流をフィードバック制御したい電源装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明を適用したLED駆動用電源装置の第1の実施形態を示すブロック構成図である。
【図2】第1の実施形態のLED駆動用電源装置の第1の変形例を示すブロック構成図である。
【図3】第1の実施形態のLED駆動用電源装置の第2の変形例を示すブロック構成図である。
【図4】本発明を適用したLED駆動用電源装置の第2の実施形態を示すブロック構成図である。
【図5】第2の実施形態のLED駆動用電源装置の変形例を示すブロック構成図である。
【図6】本発明を適用したLED駆動用電源装置の第3の実施形態を示すブロック構成図である。
【図7】本発明を適用したLED駆動用電源装置の第4の実施形態を示すブロック構成図である。
【図8】第1の実施形態のLED駆動用電源装置の他の変形例を示すブロック構成図である。
【図9】第1の実施形態のLED駆動用電源装置のさらに他の変形例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【0046】
10 スイッチング制御回路
11a,11b 誤差アンプ
12 パルス制御回路
13 駆動回路(ドライバ)
14 コンパレータ
15 切替えスイッチ
16 電流制御回路(調光制御回路)
17 電流検出回路(電流検出アンプ)
18 オン/オフ制御端子
19 ソフトスタート回路
20 LEDユニット
L1 コイル(インダクタ)
C1 平滑容量
WLED 白色発光ダイオード
SW1 コイル駆動用スイッチングトランジスタ
CS1,CS2 定電流源
VC1,VC2 可変電流源
CMP1,CMP2 電圧検出回路(コンパレータ)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源制御用半導体集積回路であって、
複数のLEDユニットのそれぞれから電流を引き込む複数の外部端子と、
前記複数の外部端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、
前記複数の外部端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路の出力に応じて前記スイッチング素子を制御するための制御パルスを生成するパルス制御回路と、
前記複数の外部端子の電圧を比較して最も電圧が低い外部端子を検出する電圧比較回路と、
前記電圧比較回路の出力に応じて、前記外部端子の電圧のうち最も低いものを選択して前記誤差増幅回路へ供給する切替え回路と、
を備えることを特徴とする電源制御用半導体集積回路。
【請求項2】
インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源制御用半導体集積回路であって、
複数のLEDユニットのそれぞれから電流を引き込む複数の外部端子と、
前記複数の外部端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、
前記複数の外部端子のそれぞれに対応して設けられ、前記外部端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する複数の誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路の出力に応じて前記スイッチング素子を制御するための制御パルスを生成するパルス制御回路と、
前記複数の外部端子の電圧を比較して最も電圧が低い外部端子を検出する電圧比較回路と、
前記電圧比較回路の出力に応じて、前記複数の誤差増幅回路の出力のうち、前記外部端子の電圧が最も低いものに対応した出力を選択して前記パルス制御回路へ供給する切替え回路と、
を備えることを特徴とする電源制御用半導体集積回路。
【請求項3】
前記インダクタに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路を備え、該電流検出回路の出力に応じて前記パルス制御回路は制御パルスの生成を行なうように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電源制御用半導体集積回路。
【請求項4】
前記インダクタに流れる電流が所定の電流値よりも多いか否かを検出する過電流検出回路を備え、該過電流検出回路の出力によって前記パルス制御回路は制御パルスの生成を停止するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電源制御用半導体集積回路。
【請求項5】
前記複数の電流源はそれぞれ流す電流の大きさを変えられる可変電流源であり、該可変電流源に流す電流値を外部より指定するための制御情報を入力するための外部制御端子と、該外部制御端子に入力された前記制御情報に応じて前記可変電流源の電流値を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする請求項1?4のいずれかに記載の電源制御用半導体集積回路。
【請求項6】
前記制御情報には、前記可変電流源の電流値として「0」を指定するものが含まれていることを特徴とする請求項5に電源制御用半導体集積回路。
【請求項7】
前記所定の参照電圧を生成する可変電圧源と、該可変電圧源が生成する電圧値を外部より指定するための制御情報を入力するための外部制御端子と、該外部制御端子に入力された前記制御情報に応じて前記可変電圧源の電圧値を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする請求項1?6のいずれかに記載の電源制御用半導体集積回路。
【請求項8】
前記複数の外部端子の電圧が所定の電圧範囲に入っているか否かを検出する電圧検出回路を備え、該電圧検出回路の出力に応じて前記パルス制御回路はその制御動作を切替えるように構成されていることを特徴とする請求項1?7のいずれかに記載の電源制御用半導体集積回路。
【請求項9】
インダクタに間歇的に電流を流すスイッチング素子を駆動し、前記インダクタに流れる電流を整流してLEDの駆動電流を生成するLED駆動用電源装置を構成する電源制御用半導体集積回路であって、
複数のLEDユニットにそれぞれ電流を出力する複数の外部電流出力端子と、
前記複数の外部電流出力端子にそれぞれ接続された複数の電流源と、
前記複数の外部電流出力端子の電圧と所定の参照電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、を備え、
前記複数の外部電流出力端子の電圧のうち最も電位の高いものに対応した誤差増幅回路の出力に基づいて前記スイッチング素子をオン、オフさせるための制御パルスを生成する
ように構成したことを特徴とする電源制御用半導体集積回路。
 
訂正の要旨 審決(決定)の【理由】欄参照。
審理終結日 2020-12-16 
結審通知日 2020-12-21 
審決日 2021-01-06 
出願番号 特願2008-166782(P2008-166782)
審決分類 P 1 41・ 853- Y (H02M)
最終処分 成立  
前審関与審査官 槻木澤 昌司  
特許庁審判長 田中 秀人
特許庁審判官 山澤 宏
塚田 肇
登録日 2012-05-11 
登録番号 特許第4983735号(P4983735)
発明の名称 電源制御用半導体集積回路  
代理人 荒船 良男  
復代理人 大日方 富雄  
代理人 荒船 博司  
復代理人 大日方 富雄  
代理人 荒船 良男  
代理人 荒船 博司  

プライバシーポリシー   セキュリティーポリシー   運営会社概要   サービスに関しての問い合わせ