專利名稱：電源裝置及顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有軟起動功能的電源裝置和由電源裝置驅動的顯示裝置。
背景技術：
在起動與電源裝置連接的電路時，在電源裝置的輸出端，有時流入比正常電流大的沖擊電流。大的沖擊電流使內部電路的晶體管發(fā)熱，可能使電源裝置的特性劣化，而且有時由于電源電位的暫時的降低也對電源裝置以外的其它的電路的動作帶來惡劣影響。因此，為了減輕起動時的沖擊電流，提出了設置通過使在起動時被輸入的電壓緩慢地上升，從而使輸出電壓緩慢地上升的軟起動功能的電源裝置(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2001-84044號公報發(fā)明內容在以往的用于LED驅動控制的PWM方式中，通過改變將流過LED的電流接通的時間和關斷的時間的比率來實現(xiàn)直流的有效值，并控制LED發(fā)光的亮度。在輸出PWM信號用于供給電源的控制信號的電源裝置中，在為了減輕沖擊電流而進行軟起動控制的情況下，在軟起動期間中，PWM信號的波形成為被抽除的狀態(tài)。由此，PWM信號的占空比僅比規(guī)定的占空比下降被抽除的部分，引起被供給電源的LED的亮度降低。因此，優(yōu)選盡可能限制軟起動控制時的PWM信號的占空比的減少。此外，即使不是PWM方式的電源裝置，由于在軟起動控制時也緩慢地使輸入電壓上升，因此到達期望的電壓為止的時間必然延遲，但優(yōu)選該延遲盡可能小。
本發(fā)明鑒于這樣的課題而完成，其目的在于提供一種可以高效率地實現(xiàn)軟起動控制的電源裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的某一方式涉及一種電源裝置，包括振蕩控制電路，輸出具有規(guī)定振幅的周期信號；軟起動電路，輸出電位緩慢地上升或下降的軟起動信號；以及控制信號生成電路，基于由振蕩控制電路生成的周期信號的電位和軟起動信號的電位，輸出用于供給電源的控制信號。在該電源裝置中，軟起動電路具有箝位電路，該箝位電路使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位偏移規(guī)定量。
通過使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位偏移，從而在執(zhí)行軟起動控制時，可以減小從軟起動信號的電位的變動開始至電源供給控制信號被輸入為止的延遲。由此，可以縮短至供給期望的電源為止的時間。例如，在輸出PWM信號作為控制信號的控制信號生成電路中，即使在進行軟起動控制的情況下，也可以減小占空比的損失部分，并可以實現(xiàn)電源裝置的穩(wěn)定的電源供給。
另外，振蕩控制電路輸出的周期信號是使電位隨時間連續(xù)周期性地變化的信號，典型地包含三角波信號和鋸齒波信號，還可以包含正弦波信號等。此外，軟起動信號可以是使電位緩慢上升的類型，也可以是使其下降的類型?？刂菩盘柹呻娐房梢员粯嫵蔀檩敵鰧蓚€輸入進行了比較的比較結果的比較器，軟起動信號的類型也可以由與控制信號生成電路的關系來決定。
優(yōu)選箝位電路在使軟起動信號上升或下降之前，使軟起動信號的電位預先接近周期信號的最低電位或最高電位。此時，箝位電路也可以將軟起動信號的電位預先設定為實質上等于周期信號的最低電位或最高電位。另外，在軟起動控制中，優(yōu)選在軟起動信號為上升的類型的情況下，在軟起動信號的上升前，將軟起動信號的電位設定為等于或略小于周期信號的最低電位，而且也可以在軟起動信號為下降的類型的情況下，在軟起動信號的下降前，將軟起動信號的電位設定為等于或略高于周期信號的最高電位。從最低電位或最高電位略微的偏移量優(yōu)選為例如周期信號的振幅的幾分之一內的量級。由此，箝位電路可以減少從軟起動信號開始上升或下降的定時到控制信號生成電路輸出控制信號的定時為止的時間延遲。
本發(fā)明的其它方式涉及包括發(fā)光元件和對發(fā)光元件供給電源的電源裝置的顯示裝置。該電源裝置包括振蕩控制電路，輸出具有規(guī)定振幅的周期信號；軟起動電路，輸出電位緩慢地上升或下降的軟起動信號；以及控制信號生成電路，基于由振蕩控制電路生成的周期信號的電位和軟起動信號的電位，輸出用于對發(fā)光元件供給電源的控制信號，軟起動電路具有箝位電路，該箝位電路使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位僅偏移規(guī)定量。
在電源裝置中，通過使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位偏移，從而在執(zhí)行發(fā)光元件起動時的軟起動控制時，可以減小從軟起動信號的電位的變動開始到電源供給控制信號被輸出為止的時間延遲。由此，例如，在輸出PWM信號作為控制信號的控制信號生成電路中，即使在進行軟起動控制的情況下，也可以減小占空比的損失部分，發(fā)光元件可以以實質上與期望的亮度相等的亮度進行發(fā)光。
根據本發(fā)明的電源裝置，可以縮短從軟起動的觸發(fā)到軟起動開始為止的時間延遲。


圖1是表示具有軟起動功能的電源裝置的基本結構的概略的圖。
圖2是表示電源裝置的比較器的輸入輸出信號的關系的圖。
圖3是表示實施例的具有軟起動功能的電源裝置的結構的圖。
圖4是表示實施例的電源裝置的比較器的輸入輸出信號的關系的圖。
圖5是利用本實施例的電源裝置的顯示裝置的方框圖。
符號說明1…電源裝置，2…比較器，3…電容器，4…恒流源，5…振蕩控制電路，10…電源裝置，12…軟起動電路，20…箝位電路，21…箝位器切換單元，22、23…開關，24…高箝位器設定電壓供給單元，25…低箝位器設定電壓供給單元，26…倒相器，27…電阻，40…電流變換電路，50…LED，60…顯示裝置，Tr1…晶體管，Tr2…晶體管。
具體實施例方式
首先說明實現(xiàn)軟起動功能的電源裝置的基本結構。
圖1是表示具有軟起動功能的電源裝置1的基本結構的概略。電源裝置1包括比較器2、軟起動用電容器3、恒流源4、振蕩控制電路5以及用于開關的晶體管Tr1。晶體管Tr1在基極被輸入控制信號，并被控制導通/截止。晶體管Tr1的發(fā)射極連接到恒流源4，集電極接地。電容器3被設置在恒流源4和地之間，并被連接到比較器2的同相(+)輸入端子。在比較器的反相(-)輸入端子輸入由振蕩控制電路5生成的三角波信號。在晶體管Tr1導通時，電容器3的電位成為地電位，晶體管Tr1截止時，電容器3被充電，電位緩慢上升到電源電位的電平。
圖2是表示電源裝置1的比較器2的輸入輸出信號的關系的圖。具體來說，表示被輸入比較器2的反相輸入端子的三角波信號、從電容器3輸入比較器2的同相輸入端子的軟起動信號、比較器2的輸出之間的關系。振蕩控制電路5為了即使比較器2的一個輸入為接地電位也能使輸出穩(wěn)定，優(yōu)選將三角波信號的最低電位設定為高于0V。此外，特別在以低電壓高速驅動差動放大電路的情況下，振蕩控制電路5需要將三角波信號的最低電位設定為高于0V。在這樣的情況下，振蕩控制電路5將三角波信號的最低電位設定為1V。另外，振蕩控制電路5將三角波信號的最高電位設定為2V。
晶體管Tr1被輸入用于執(zhí)行軟起動控制的信號時，晶體管Tr1截止，電容器3被持續(xù)充電。這通過由基極控制信號使基極截止來進行。晶體管Tr1的從導通到截止的轉換在圖中表示為軟起動觸發(fā)的定時被進行。晶體管Tr1截止時，電容器3從接地電位被充電到電源電位。從電容器3的充電量到達三角波信號的最低電位(1V)的時刻開始軟起動，比較器2的輸出根據充電量而緩慢地增長脈沖寬度。這樣，電源裝置1可以實現(xiàn)軟起動，并可以減輕沖擊電流。
在圖2中，三角波信號使電位電平在從1V到2V之間周期性地直線變動。而軟起動觸發(fā)后的電容器3的輸出從接地電位的0V緩慢上升到電源電位的3.5V。從而，電容器3的充電量從接地電位到達三角波信號的最低電位為止的期間不開始軟起動。即，從軟起動觸發(fā)到實際開始軟起動為止產生時間延遲。電源裝置1通過PWM控制對由LED等構成的背光的光源進行電源供給的情況下，由于該時間延遲，作為比較器2的輸出的PWM信號的占空比受損。
在圖2中，如作為軟起動期間所示的，在進行軟起動控制時，比較器2的PWM信號的波形成為被抽除的狀態(tài)，因此PWM信號的占空比僅比期望的占空比下降被間隔提出的部分。從而，從軟起動觸發(fā)到軟起動開始為止的延遲引起進一步損害PWM信號的占空比的情況。以下，示出通過減小從軟起動觸發(fā)到軟起動開始為止的延遲而使從比較器2輸出的控制信號的占空比接近期望的占空比的電源裝置。
圖3表示本發(fā)明的實施例的具有軟起動功能的電源裝置10的結構。電源裝置10被一體集成在一個半導體襯底上而構成。電源裝置10被構成為具有軟起動電路12。本實施例的軟起動電路12除了軟起動用電容器3、恒流源4以及晶體管Tr1之外，還具有箝位電路20。箝位電路20是具有使電容器3保持低電壓電平的低箝位器功能和使其保持高電壓電平的高箝位器功能的電壓保持電路。箝位電路20設定軟起動信號的電位的下限以及上限，將軟起動信號的電位限制在大于接地電位并小于電源電位的范圍內。箝位電路20使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位僅偏移規(guī)定量。另外，箝位電路20可以僅具有從低箝位器功能到高箝位器功能的其中一個，在本實施例中，由于利用使電位上升的軟起動信號，因此箝位電路20優(yōu)選至少具有低箝位器功能。箝位電路20具有箝位器切換單元21、開關22、23、高箝位器設定電壓供給單元24、低箝位器設定電壓供給單元25、倒相器26、電阻27、晶體管Tr2。另外，晶體管Tr1被形成為pnp型雙極晶體管，晶體管Tr2被形成為npn型雙極晶體管。晶體管Tr1和晶體管Tr2的組合可以避免電路的溫度依賴性。
晶體管Tr2在基極上連接開關22以及23，在發(fā)射極上連接晶體管Tr1的基極，在集電極上連接電源電位。晶體管Tr2的發(fā)射極和晶體管Tr1的基極之間連接有被接地的電阻27。開關22以及開關23分別是接受高和低的兩個控制信號并可以進行雙向的信號傳輸的開關，基于從箝位器切換單元21供給的箝位器切換信號被導通截止。具體來說，在供給高的箝位器切換信號的情況下，開關22導通，開關23截止，從而從高箝位器設定電壓供給單元24對晶體管Tr2的基極供給規(guī)定的高箝位器設定電壓。另一方面，在供給低的箝位器切換信號的情況下，開關23導通，開關22截止，從而從低箝位器設定電壓供給單元25對晶體管Tr2的基極供給規(guī)定的低箝位器設定電壓。低箝位器設定電壓優(yōu)選被設定為略小于三角波信號的最低電位的值，高箝位器設定電壓是高于三角波信號的最高電位的值，優(yōu)選被設定為低于電源電位的值。
晶體管Tr1的發(fā)射極連接到恒流源4，集電極接地。電容器3連接到晶體管Tr1的發(fā)射極，被設置在恒流源4和地之間，并被連接到比較器2的同相(+)輸入端子。晶體管Tr1成為截止的狀態(tài)時，電容器3由恒流源4充電。另一方面，晶體管Tr1成為導通狀態(tài)時，電容器3的電位成為對晶體管Tr1的基極電位加上了正向電壓Vf后的電位。對比較器2的反相(-)輸入端子輸入由振蕩控制電路5生成的三角波信號。
晶體管Tr2通過從高箝位器設定電壓供給單元24對基極供給高箝位器設定電壓而被導通，對晶體管Tr1的基極供給從高箝位器設定電壓僅下降了正向電壓Vf后的發(fā)射極的電位。此時，晶體管Tr1處于截止狀態(tài)，電容器3由從恒流源4供給的電荷持續(xù)充電。電容器3的電位上升到高箝位器設定電壓時，晶體管Tr1被導通，電容器3的充電被限制。不使電容器3的電位上升到電源電位的作用是箝位電路20的高箝位器功能引起的。充電消耗的時間依賴于電容器3的電容和恒流源4的電流。
箝位器切換信號從高切換為低時，晶體管Tr2在基極被從低箝位器設定電壓供給單元25供給低箝位器設定電壓，從低箝位器設定電壓僅下降了正向電壓Vf的發(fā)射極的電位被供給到晶體管Tr1的基極。此時，由于電容器3的電位被保持在高箝位器設定電壓，因此晶體管Tr1被導通，電容器3放出被充電了的電荷，直到電位成為低箝位器設定電壓值為止。不使電容器3的電位下降到接地電位的作用由箝位電路20的低箝位器功能引起。
在本實施例中，通過箝位電路20的低箝位器功能，在軟起動控制的開始前，即軟起動信號上升前，預先將電容器3充電到實質上接近于三角波信號的最低電位的值，從而，使軟起動信號的電位接近三角波信號的最低電位。此外，通過箝位電路20的高箝位器功能，將電容器3的充電量的最大值設定得低于電源電位。在振蕩控制電路5輸出的三角波信號是在最低電位1V、最高電位2V之間連續(xù)地變動電位的周期信號的情況下，低箝位器設定電壓供給單元25在開關23被導通、開關22被截止的情況下供給低箝位器設定電壓，以使電容器3的電壓值實質上等1V或略小于1V。高箝位器設定電壓供給單元24在開關22被導通、開關23被截止的情況下供給高箝位器設定電壓，以使電容器3的電壓值高于2V且低于電源電位。
圖4是表示本實施方式的電源裝置10的比較器2的輸入輸出信號的關系的圖。具體來說，表示被輸入比較器2的反相輸入端子的三角波信號、從電容器3輸入比較器2的同相輸入端子的軟起動信號、比較器2的輸出的關系。
在開始軟起動控制前，箝位器切換單元21將箝位器切換信號設定為低，通過開關23導通、開關22截止，電容器3的電壓從接地電位偏移，被設定為略小于1V的值。在開始軟起動控制時，箝位器切換單元21將箝位器切換信號從低切換為高。圖中，該切換的定時被表示為軟起動觸發(fā)。通過開關22導通、開關23截止，電容器3被緩慢地升壓，開始軟起動。由于從三角波信號的最低電位附近起升壓，因此可以減少軟起動開始為止的時間延遲。這樣，通過使本實施例的電源裝置10具有低箝位器功能，從而可以使軟起動信號的電位偏移，以減少從軟起動信號開始上升的定時到比較器2輸出控制信號的定時為止的時間延遲。從比較器2輸出的PWM信號的占空比接近于規(guī)定的值，可以解決進行軟起動控制所引起的時間延遲的問題。
在利用雙極晶體管的電流鏡而生成恒流源4的情況下，晶體管Tr1保持截止狀態(tài)時，電流的通路消失，恒流源4可能不正常地工作。特別在恒流源4與電源裝置10以外的其它的電路被共用的情況下，恒流源4不能工作對共用的其它的電路帶來惡劣影響。對晶體管Tr1的基極施加電源電位的情況下，晶體管Tr1保持截止狀態(tài)。
根據本實施例的電源裝置10的高箝位器功能，由于可以將晶體管Tr1導通，因此可以確保電流的通路從而正常地保持恒流源4的工作。這樣，箝位電路20通過將軟起動信號的電位限制在大于接地電位且小于電源電位的范圍內，可以高效率地實現(xiàn)軟起動，同時實現(xiàn)良好的電路動作。
圖5表示利用了本實施例的電源裝置10的顯示裝置60的方框圖。另外，顯示裝置60是利用電源裝置10的電子設備的一例，通過在電子設備中設置具有軟起動功能的電源裝置10，能夠實現(xiàn)可以進行迅速的軟起動控制的電子設備。顯示裝置60包括對發(fā)光元件供給電源的電源裝置10、將電壓變換為電流的電流變換電路40以及作為發(fā)光元件的LED50。電源裝置10生成用于供給電源的PWM控制信號，電流變換電路40將PWM控制信號變換為電流。LED50通過被變換了的電流信號而發(fā)光。電源裝置10通過進行軟起動控制，以減少從軟起動觸發(fā)到生成PWM控制信號為止的時間延遲，從而LED50的亮度不會超出必要地降低，能夠提供可以充分地享受軟起動控制的優(yōu)點的顯示裝置60。
以上，基于實施例說明了本發(fā)明。實施方式為例示，對這些各構成要素或各處理過程的組合可以有各種變形例，而且這樣的變形例也屬于本發(fā)明的范圍，這一點本領域技術人員應該理解。
在實施例中，對于通過使電位緩慢地上升而執(zhí)行軟起動的軟起動信號進行了說明，但反之，也可以使用通過使電位緩慢地下降來執(zhí)行軟起動的軟起動信號。在該情況下，高箝位器設定電壓供給單元24和低箝位器設定電壓供給單元25的作用與實施例中說明的各自的作用相反。高箝位器設定電壓供給單元24為了有效率地實現(xiàn)軟起動，在使軟起動信號下降之前預先將軟起動信號設定為略高于三角波信號的最高電位即可。由此，與實施例同樣，在軟起動觸發(fā)后，迅速地開始軟起動。
另外，在實施例中對利用恒流源4的電源裝置10進行了說明，但也可以利用恒壓源來取代恒流源4。在該情況下，為了對電流施加限制，在電容器和電源電位之間插入保護電阻。通過在保護電阻和電容器之間同樣設置實現(xiàn)低箝位器功能和高箝位器功能的箝位器電路，可以實現(xiàn)與實施例同樣的效果。
產業(yè)上的可利用性本發(fā)明的技術可以在電源供給的領域利用。
權利要求
1.一種電源裝置，其特征在于，包括振蕩控制電路，輸出具有規(guī)定的振幅的周期信號；軟起動電路，輸出電位緩慢地上升或下降的軟起動信號；以及控制信號生成電路，基于由所述振蕩控制電路生成的周期信號的電位和軟起動信號的電位，輸出用于供給電源的控制信號；所述軟起動電路具有箝位電路，該箝位電路使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位偏移規(guī)定量。
2.如權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述箝位電路在使軟起動信號上升或下降之前，預先使軟起動信號的電位接近周期信號的最低電位或最高電位。
3.如權利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述箝位電路將軟起動信號的電位預先設定為實質上等于周期信號的最低電位或最高電位。
4.如權利要求2所述的電源裝置，其特征在于，在所述軟起動信號為上升的類型的情況下，所述箝位電路在所述軟起動信號的上升前，將所述軟起動信號的電位設定為等于或略小于周期信號的最低電位。
5.如權利要求2所述的電源裝置，其特征在于，在所述軟起動信號為下降的類型的情況下，所述箝位電路在所述軟起動信號的下降前，將所述軟起動信號的電位設定為等于或略高于周期信號的最高電位。
6.如權利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述箝位電路使軟起動信號的電位偏移，以減少從軟起動信號開始上升或下降的定時至所述控制信號生成電路輸出控制信號的定時為止的時間延遲。
7.如權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述箝位電路將軟起動信號的電位限制在大于接地電位并小于電源電位的范圍內。
8.如權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述振蕩控制電路輸出三角波信號或鋸齒波信號。
9.如權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述控制信號生成電路是對周期信號的電位和軟起動信號的電位進行比較的比較器。
10.如權利要求1至9的任何一項所述的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置被一體集成在一個半導體襯底上。
11.一種電子設備，包括如權利要求1至10的任何一項所述的電源裝置。
12.一種顯示裝置，包括發(fā)光元件和對發(fā)光元件供給電源的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置包括振蕩控制電路，輸出具有規(guī)定的振幅的周期信號；軟起動電路，輸出電位緩慢地上升或下降的軟起動信號；以及控制信號生成電路，基于由所述振蕩控制電路生成的周期信號的電位和軟起動信號的電位，輸出用于對所述發(fā)光元件供給電源的控制信號；所述軟起動電路具有箝位電路，該箝位電路使軟起動信號的電位從接地電位或電源電位的一個電位偏移規(guī)定量。
全文摘要
提供一種可以高效率地進行軟起動的電源裝置。根據本發(fā)明的電源裝置(10)，通過預先使軟起動信號的電位從接地電位偏移，可以減小從表示軟起動控制的開始的軟起動觸發(fā)到實際開始軟起動為止的時間延遲。偏移量被設定為略低于三角波信號的最低電位。此外，軟起動信號的最大的電位電平優(yōu)選低于電源電位。
文檔編號H02M3/00GK1934771SQ20058000963
公開日2007年3月21日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年3月30日
發(fā)明者吉松勇作, 加藤工, 野笹雄二 申請人:羅姆股份有限公司