專(zhuān)利名稱(chēng)：電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及一種使用微處理器進(jìn)行PWM控制的電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了作為數(shù)字電路的微處理器算出控制指令值，基于表示該算出值的數(shù)字信號(hào)，脈沖振蕩器生成規(guī)定的占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置。若數(shù)字信號(hào)是10比特(bit)的信號(hào)，則驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比基于該數(shù)字值(Γ1023而變化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
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專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平9-331017號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題能夠調(diào)整占空比的階段依賴(lài)于數(shù)字信號(hào)的比特?cái)?shù)。在想精密調(diào)整占空比的情況下，必須增加數(shù)字信號(hào)的比特?cái)?shù)。若增加數(shù)字信號(hào)的比特?cái)?shù)，則來(lái)自微處理器的輸出信號(hào)的線數(shù)增加。若在微型計(jì)算機(jī)內(nèi)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則能夠減少微型計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)的線數(shù)，但在想精密調(diào)整占空比的情況下，必須提高微型計(jì)算機(jī)的動(dòng)作時(shí)鐘的頻率。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出信號(hào)的線數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有更低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精密調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置。解決問(wèn)題的技術(shù)手段本發(fā)明是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)(on · off)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路的電源裝置，其具備檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的電壓檢測(cè)單元；將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的轉(zhuǎn)換電路；進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算的運(yùn)算電路；基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值而向I組以上的由I個(gè)充電端子和I個(gè)放電端子構(gòu)成的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并且調(diào)整所述充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間的信號(hào)輸出電路；具備在對(duì)所述充電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器的充放電電路；輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)的斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路；以及基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi) 關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路。本發(fā)明是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路，并通過(guò)從所述轉(zhuǎn)換器供給的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，其具備檢測(cè)所述發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流檢測(cè)單元；將由所述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的轉(zhuǎn)換電路；進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算的運(yùn)算電路；基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值而向I組以上的由I個(gè)充電端子和I個(gè)放電端子構(gòu)成的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并且調(diào)整所述充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間的信號(hào)輸出電路；具備在對(duì)所述充電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器的充放電電路；輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)的斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路；以及基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路。本發(fā)明是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路的電源裝置，其具備檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的電壓檢測(cè)單元；將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的轉(zhuǎn)換電 路；進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算的運(yùn)算電路；基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值而向I個(gè)以上的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并向I個(gè)以上的控制端子輸出邏輯電平的信號(hào)并且調(diào)整所述充放電端子和所述控制端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間的信號(hào)輸出電路；具備在對(duì)所述充放電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述充放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器、以及插入連接于所述充放電端子與所述電容器之間的線并根據(jù)所述控制端子的信號(hào)電平進(jìn)行開(kāi)·關(guān)的開(kāi)關(guān)元件的充放電電路；輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)的斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路；以及基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路。本發(fā)明是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路，并通過(guò)從所述轉(zhuǎn)換器供給的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，其具備檢測(cè)所述發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流檢測(cè)單元；將由所述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電流值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的轉(zhuǎn)換電路；進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值而算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算的運(yùn)算電路；基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值而向I個(gè)以上的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并向I個(gè)以上的控制端子輸出邏輯電平的信號(hào)并且調(diào)整所述充放電端子和所述控制端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間的信號(hào)輸出電路；在對(duì)所述充放電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述充放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器以及插入連接于所述充放電端子與所述電容器之間的線并根據(jù)所述控制端子的信號(hào)電平進(jìn)行開(kāi)·關(guān)的開(kāi)關(guān)元件的充放電電路；輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)的斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路；以及基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi) 關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的電源裝置，基于反映了轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的來(lái)自轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值，運(yùn)算電路每一定時(shí)間算出這次的控制指令值，并算出與上次的控制指令值的差分值?；谠摬罘种担盘?hào)輸出電路決定向充放電端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)，并且決定該高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間，使充放電電路的電容器充放電，由此謀求轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的穩(wěn)定化。因此，自數(shù)字電路起，可以有至少與充電端子和放電端子相對(duì)應(yīng)的輸出線。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率與斜坡信號(hào)相同，該斜坡信號(hào)的頻率與時(shí)鐘信號(hào)同步。因此，不僅時(shí)鐘信號(hào)而且驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率不是用于由運(yùn)算電路算出控制指令值或差分值的處理時(shí)間，而是能夠考慮轉(zhuǎn)換器的規(guī)格來(lái)決定。另一方面，基于差分值決定其輸出期間的向充電端子的高電平的信號(hào)或向放電端子的低電平的信號(hào)可以比斜坡信號(hào)的頻率低，在想詳細(xì)地調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的情況下，不需要特意地提高動(dòng)作時(shí)鐘的頻率。如此，不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出線數(shù)，通過(guò)僅附加了充放電電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有更低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精細(xì)調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，基于反映了向發(fā)光元件的輸出電流的來(lái)自轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值，運(yùn)算電路每一定時(shí)間算出這次的控制指令值，并算出與上次的控制指令值的差分值。基于該差分值，信號(hào)輸出電路決定向充放電端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)，并且決定該高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間，使充放電電路的電容器充放電，由此謀求向發(fā)光元件的輸出電流的穩(wěn)定化。因此，自數(shù)字電路起，可以有至少與充電端子和放電端子相對(duì)應(yīng)的輸出線。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率與斜坡信號(hào)相同，該斜坡信號(hào)的頻率與時(shí)鐘信號(hào)同步。因此，不僅時(shí)鐘信號(hào)而且驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，不是用于由運(yùn)算電路算出控制指令值或差分值的處理時(shí)間，而是可以考慮轉(zhuǎn)換器的規(guī)格來(lái)決定。另一方面，基于差分值決定其輸出期間的向充電端子的高電平的信號(hào)或向放電端子的低電平的信號(hào)可以比斜坡信號(hào)的頻率低，在想詳細(xì)地調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的情況下，不需要特意地提高動(dòng)作時(shí)鐘的頻率。如此，不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出線數(shù)，通過(guò)僅附加了充放電電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有更低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精細(xì)調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的電源裝置，基于反映了轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的來(lái)自轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值，運(yùn)算電路每一定時(shí)間算出這次的控制指令值，并算出與上次的控制指令值的差分值?；谠摬罘种担盘?hào)輸出電路決定向充放電端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)，并決定向控制端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)，并且決定該高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間，使充放電電路的電容器充放電，由此謀求轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的穩(wěn)定化。因此，自數(shù)字電路起，可以有至少與充放電端子和控制端子相對(duì)應(yīng)的輸出線。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率與斜坡信號(hào)相同，該斜坡信號(hào)的頻率與時(shí)鐘信號(hào)同步。因此，不僅時(shí)鐘信號(hào)而且驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，不是用于由運(yùn)算電路算出控制指令值或差分值的處理時(shí)間，而是可以考慮轉(zhuǎn)換器的規(guī)格來(lái)決定。另一方面，基于差分值決定其輸出期間的向充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)、或向控制端子的高電平或低電平的信號(hào)，可以比斜坡信號(hào)的頻率低，在想詳細(xì)地調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的情況下，不需要特意地提高動(dòng)作時(shí)鐘的頻率。
如此，不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出線數(shù)，通過(guò)僅附加了充放電電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有更低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精細(xì)調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，基于反映了向發(fā)光元件的輸出電流的來(lái)自轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值，運(yùn)算電路每一定時(shí)間算出這次的控制指令值，并算出與上次的控制指令值的差分值。基于該差分值，信號(hào)輸出電路決定向充放電端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)且決定向控制端子輸出高電平的信號(hào)還是輸出低電平的信號(hào)，并且決定該高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間，使充放電電路的電容器充放電，由此謀求轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的穩(wěn)定化。因此，自運(yùn)算電路起，可以有至少與充放電端子和控制端子相對(duì)應(yīng)的輸出線。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率與斜坡信號(hào)相同，該斜坡信號(hào)的頻率與時(shí)鐘信號(hào)同步。因此，不僅時(shí)鐘信號(hào)而且驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，不是用于由運(yùn)算電路算出控制指令值或差分值的處理時(shí)間，而是可以考慮轉(zhuǎn)換器的規(guī)格來(lái)決定。另一方面，基于差分值決定其輸出期間的向充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)、或向控制端子的高電平或低電平的信號(hào)，可以比斜坡信號(hào)的頻率低，在想詳細(xì)地調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的情況下，不需要特意地提高動(dòng)作時(shí)鐘的頻率。如此，不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出線數(shù)，通過(guò)僅附加了充放電電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有更低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精細(xì)調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的電源裝置的電路圖。圖2同上，是斜坡信號(hào)生成電路的電路圖。圖3同上，是脈沖控制電路的電路圖。圖4同上，是各部的時(shí)序圖。圖5同上，是表示圖3的代替例的脈沖控制電路的電路圖。圖6同上，是表示圖3的另外的代替例的脈沖控制電路的電路圖。圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的電源裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明所涉及的電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置。圖1表示本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的電源裝置。該實(shí)施方式的電源裝置具有將輸出電壓Vout控制為一定的定電壓輸出電路塊I的結(jié)構(gòu)。定電壓輸出電路塊I由成為控制對(duì)象的轉(zhuǎn)換器2、形成對(duì)轉(zhuǎn)換器2的電壓反饋環(huán)的電壓檢測(cè)電路3、微處理器4、斜坡信號(hào)生成電路5和脈沖控制電路6構(gòu)成。轉(zhuǎn)換器2將施加在輸入端子+V1、-Vi間的直流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓Vout并供給至輸出端子+Vo、-Vo，輸出端子+Vo、-Vo間連接有未圖示的負(fù)載。這里的轉(zhuǎn)換器2為了轉(zhuǎn)換成比輸入電壓Vin高的輸出電壓Vout而構(gòu)成由扼流線圈L1、開(kāi)關(guān)元件Ql、二極管D1、電容器Cl形成的升壓斬波電路。更具體而言，在輸入端子+V1、-Vi的兩端間連接有扼流線圈LI與開(kāi)關(guān)元件Ql的串聯(lián)電路，在開(kāi)關(guān)元件Ql的兩端間連接有二極管Dl與電容器Cl的串聯(lián)電路，在電容器Cl的兩端連接有輸出端子+Vo、-Vo。開(kāi)關(guān)元件Ql是N溝道的MOS型FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，也可以利用雙極型晶體管等別的帶有控制端子的半導(dǎo)體元件。電壓檢測(cè)電路3檢測(cè)來(lái)自轉(zhuǎn)換器2的輸出電壓Vout，在輸出端子+Vo、_Vo間連接分壓用的電阻Rl、R2的串聯(lián)電路而構(gòu)成。在電阻R1、R2的連接點(diǎn)，生成對(duì)輸出電壓Vout分壓后的電壓值的模擬檢測(cè)電壓。相當(dāng)于數(shù)字電路的微處理器4通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出用于使輸出電壓Vout穩(wěn)定化的控制指令值，且分別內(nèi)置ADC11、基準(zhǔn)電源12、CPU14、PWM單元15、動(dòng)作時(shí)鐘16、以及時(shí)鐘生成電路17。ADCll相當(dāng)于將來(lái)自電壓檢測(cè)電路3的電壓值(模擬檢測(cè)電壓)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。另外，基準(zhǔn)電源12生成在ADCll將模擬值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值時(shí)所使用的基準(zhǔn)信號(hào)作為基準(zhǔn)電壓。CPU (中央運(yùn)算單元)14相當(dāng)于接著基于ADCll所得到的數(shù)字信號(hào)算出數(shù)字的控制指令值的運(yùn)算，進(jìn)行算出上次算出的控制指令值與這次算出的控制指令值的差分值的運(yùn)算的運(yùn)算電路。另外，PWM (脈沖寬度控制)單元15相當(dāng)于基于CPU14所算出的差分值，分別向至少2個(gè)以上的充電端子PH0、PH1和放電端子PL0、PL1輸出H (高)電平或L (低)電平的信號(hào)的信號(hào)輸出電路。動(dòng)作時(shí)鐘16輸出用于使CPU14以一定的周期進(jìn)行動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)。另外，時(shí)鐘生成電路17設(shè)為將對(duì)來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)分頻后的時(shí)鐘信號(hào)(同步時(shí)鐘信號(hào))SI輸出至微處理器4的外部的分頻器。在本實(shí)施方式中，在時(shí)鐘生成電路17對(duì)來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的例如8MHz的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行16分頻，將500kHz的時(shí)鐘信號(hào)SI送出至斜坡信號(hào)生成電路5。該時(shí)鐘信號(hào)SI決定后述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S5的頻率。微處理器4還內(nèi)置對(duì)來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，并將比時(shí)鐘信號(hào)SI低的頻率的時(shí)鐘信號(hào)輸出至PWM單元15的別的時(shí)鐘生成電路(未圖示)。在本實(shí)施方式中，將來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的例如8MHz的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)在別的時(shí)鐘生成電路進(jìn)行256分頻，并將31. 25kHz的時(shí)鐘信號(hào)送出至PWM單元15。由此，PWM單元15能夠向各放電端子PL0、PL1和充電端子PH0、PH1，將頻率為31. 25kHz的各個(gè)獨(dú)立的信號(hào)輸出至脈沖控制電路6。因此，CPU14也每動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)的256時(shí)鐘決定新的控制指令值。另外，替代PWM單元15，也可以將未圖示的通用I/O端口代用為放電端子PLO、PLl和充電端子PHO、PHl，與ADCll的轉(zhuǎn)換周期或未圖示的通用定時(shí)器的頻率同步，在軟件中將各個(gè)獨(dú)立的電壓信號(hào)輸出至脈沖控制電路6。斜坡信號(hào)生成電路5基于從微處理器4輸出的時(shí)鐘信號(hào)SI,生成鋸齒波狀的斜坡信號(hào)S2。從斜坡信號(hào)生成電路5，將與時(shí)鐘信號(hào)SI相同頻率的斜坡信號(hào)S2輸出至脈沖控制電路6。圖2是表示斜坡信號(hào)生成電路5的電路例的圖。在該圖中，斜坡信號(hào)生成電路5由開(kāi)關(guān)元件Q2，電容器C2、C3，二極管D2，以及電阻R4、R5、R6構(gòu)成。具體而言，在時(shí)鐘信號(hào)SI的輸入端子21連接電容器C2的一端，在電容器C2的另一端連接二極管D2的負(fù)極和電阻R4的一端,在電阻R4的另一端連接電阻R5的一端和由NPN型晶體管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)兀件Q2的基極。另外，在來(lái)自未圖示的內(nèi)部電源的動(dòng)作電壓Vcc的線上連接電阻R6的一端，在電阻R6的另一端連接開(kāi)關(guān)元件Q2的集電極和電容器C3的一端。于是，二極管D2的正極、電阻R5的另一端、開(kāi)關(guān)元件Q2的發(fā)射極和電容器C3的另一端共同地連接于接地線，在電阻R6與電容器C3的連接點(diǎn)，將開(kāi)關(guān)元件Q2的集電極連接于斜坡信號(hào)S2的輸出端子22，從而構(gòu)成斜坡信號(hào)生成電路5。再次回到圖1，脈沖控制電路6按照與從斜坡信號(hào)生成電路5輸出的斜坡信號(hào)S2相同的周期，將基于向充電端子PHO、PHl輸出的H電平的信號(hào)、向放電端子PLO、PLl輸出的L電平的信號(hào)的脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S5送出至開(kāi)關(guān)元件Ql的控制端子即柵極。圖3是表示脈沖控制電路6的電路例的圖，其在圖1中表示PWM單元15具備由I個(gè)放電端子PLO和I個(gè)充電端子PHO構(gòu)成的僅I組的充放電端子的情況下的電路結(jié)構(gòu)。在該圖中，脈沖控制電路6由充放電電路28和比較器CMP構(gòu)成，充放電電路28由電容器C4，二極管D3、D4，以及電阻R8、R9構(gòu)成。具體而言，在斜坡信號(hào)S2的輸入端子24連接比較器CMP的一個(gè)輸入端子即反向輸入端子，在連接于PWM單元15的放電端子PLO的輸入端子41，連接二極管D3的負(fù)極，在連接于PWM單元15的充電端子PHO的輸入端子42，連接二極管D4的正極。另外，在二極管D3的正極連接電阻R8的一端，在二極管D4的負(fù)極連接電阻R9的一端，在電阻R8、R9的另一端與電容器C4的一端的連接點(diǎn)連接比較器CMP的另一個(gè)輸入端子即非反向輸入端子。于是，將電容器C4的另一端連接于接地線，將比較器CMP的輸出端子連接于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S5的輸出端子26,從而構(gòu)成脈沖控制電路6。接著，對(duì)上述結(jié)構(gòu)說(shuō)明其作用。在該說(shuō)明中，參照?qǐng)D4所示的各部的時(shí)序圖。在該圖中，位于最上段的表示來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)，以下分別表示時(shí)鐘信號(hào)SI，斜坡信號(hào)S2，CPU14所生成的控制指令值、差分輸出值，放電端子PLO的信號(hào)電平，充電端子PHO的信號(hào)電平，前述圖3所示的電容器C4的兩端間電壓S4，驅(qū)動(dòng)信號(hào)S5。當(dāng)脈沖狀的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S5從脈沖控制電路6賦予開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極時(shí)，開(kāi)關(guān)元件Ql重復(fù)開(kāi)·關(guān)動(dòng)作。開(kāi)關(guān)元件Ql開(kāi)啟時(shí)，由于輸入電壓Vin施加于扼流線圈LI，因此，二極管Dl變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，平滑用的電容器Cl的放電電壓從輸出端子+Vo、-Vo作為輸出電壓Vout供給至負(fù)載。開(kāi)關(guān)元件Ql關(guān)閉時(shí)，由于扼流線圈LI的反電動(dòng)勢(shì)重疊于輸入電壓Vin，因此，二極管Dl變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)該二極管Dl對(duì)電容器Cl充電，并且比輸入電壓Vin高的輸出電壓Vout從輸出端子+Vo、-Vo供給至負(fù)載。來(lái)自轉(zhuǎn)換器2的輸出電壓Vout受電壓檢測(cè)電路3監(jiān)視。電壓檢測(cè)電路3將通過(guò)電阻R1、R2對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行分壓而得到的模擬檢測(cè)電壓送出至微處理器4的ADC11。在ADCll中，利用來(lái)自基準(zhǔn)電源12的基準(zhǔn)電壓，將前述模擬檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，并將其送出至CPU14。CPU14基于電壓檢測(cè)電路3和ADCll所得到的檢測(cè)電壓的值，算出控制指令值。在這種情況下，若輸出電壓Vout變高，則控制指令值變低，相反若輸出電壓Vout變低，則控制指令值變高。所算出的控制指令值為了算出差分輸出值而暫時(shí)存儲(chǔ)保持于存儲(chǔ)單元(未圖示)。接著，CPU14從存儲(chǔ)單元讀出上次的控制指令值，算出這次所算出的控制指令值與上次的控制指令值的差分。該差分輸出值對(duì)在一定周期算出的控制指令值，具有規(guī)定的控制延遲而算出，并從CPU14送出至PWM單元15。PWM單元15基于來(lái)自CPU14的差分輸出值，分別決定從充電端子PHO輸出H電平的電壓的期間和從放電端子PLO輸出L電平的電壓的期間。在這種情況下，若差分輸出值為“ + ”(正)，則H電平的信號(hào)輸出至充電端子PH0，相反若差分輸出值為(負(fù))，則L電平的信號(hào)輸出至放電端子PL0。輸出至充電端子PHO的H電平的信號(hào)或輸出至放電端子PLO的L電平的信號(hào)，差分輸出值的絕對(duì)值越大，其期間越長(zhǎng)；差分輸出值的絕對(duì)值越小，其期間越短。PWM單元15被賦予對(duì)來(lái)自動(dòng)作時(shí)鐘16的動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行256分頻后的約30kHz的時(shí)鐘信號(hào)，按照與該時(shí)鐘信號(hào)相同的頻率，分別向充電端子PHO或放電端子PLO生成獨(dú)立的邏輯電平的信號(hào)。因此，CPU14在每個(gè)與該信號(hào)相同的頻率決定新的控制指令值和差分輸出值。在圖4所不的例子中，與輸出至充電端子PHO或放電端子PLO的信號(hào)的頻率匹配，CPU14依次算出“10”、“50”、“128”、“40”、“30”的各控制指令值。另外，CPU14接著算出控制指令值之后，算出與上次的控制指令值的差分值(差分輸出值)。在圖4所示的例子中，CPU14依次算出“+10”、“+40”、“+78”、“-110”、“-10”的各差分輸出值，并輸出至PWM單元15。PWM單元15按照對(duì)應(yīng)于該差分輸出值的絕對(duì)值的時(shí)間寬度，將在差分輸出值為正的情況下把充電端子PHO切換成H電平、在差分輸出值為負(fù)的情況下把放電端子PLO切換成L電平那樣的信號(hào)，從微處理器4送出至脈沖控制電路6。微處理器4除了向前述充電端子PHO或放電端子PLO輸出的信號(hào)外，還將來(lái)自時(shí)鐘生成電路17的時(shí)鐘信號(hào)SI送出至斜坡信號(hào)生成電路5。斜坡信號(hào)生成電路5基于來(lái)自微處理器4的時(shí)鐘信號(hào)SI，通過(guò)圖2所示的電容器C3的充放電動(dòng)作，生成斜坡信號(hào)S2。更具體而言，輸入端子21中的時(shí)鐘信號(hào)SI通過(guò)電容器C2而波形被整形為觸發(fā)狀，通過(guò)電阻R4、R5分壓后，賦予開(kāi)關(guān)元件Q2的基極。該觸發(fā)信號(hào)的電壓電平上升時(shí)，通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件Q2的發(fā)射極 集電極間導(dǎo)通，電容器C3放電，而觸發(fā)信號(hào)的電壓電平降低時(shí)，通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件Q2的發(fā)射極·集電極間截止，通過(guò)電阻R6動(dòng)作電壓Vcc賦予電容器C3，對(duì)電容器C3充電。也就是說(shuō)，電容器C3的放電與時(shí)鐘信號(hào)SI的上升沿同步進(jìn)行，其后，電容器C3的充電開(kāi)始。因此，斜坡信號(hào)S2成為與來(lái)自微處理器4的時(shí)鐘信號(hào)SI同步的信號(hào)。另外，通過(guò)改變時(shí)鐘信號(hào)SI的頻率，可以改變斜坡信號(hào)S2的頻率。脈沖控制電路6的充放電電路28被構(gòu)成為，在H電平的信號(hào)輸出至微處理器4的至少一個(gè)I/O端口即充電端子PHO時(shí)，從二極管D4通過(guò)電阻R9進(jìn)行電容器C4的充電，在L電平的信號(hào)輸出至微處理器4的至少其他的一個(gè)I/O端口即放電端子PLO時(shí)，從電阻R8通過(guò)二極管D3進(jìn)行電容器C4的放電。連接于充電端子PHO的輸入端子42與電容器C4經(jīng)由構(gòu)成充電電路的二極管D4和電阻R9而連接。此時(shí)，將二極管D4的正極連接于輸入端子42，在H電平的信號(hào)輸出至充電端子PHO時(shí)，能夠?qū)﹄娙萜鰿4充電。連接于放電端子PLO的輸入端子41與電容器C4也經(jīng)由構(gòu)成放電電路的二極管D3和電阻R8而連接。此時(shí)，將二極管D3的負(fù)極連接于輸入端子41，在L電平的信號(hào)輸出至放電端子PLO時(shí)，能夠使電容器C4放電。這里，由于需要用于使充放電電路28的電容器C4充放電的能量，因此，連接于充電端子PHO的上拉電路或連接于放電端子PHO的下拉電路等內(nèi)置于PWM單元15。這樣，成為充放電電路28的輸出電壓的電容器C4的兩端間電壓S4,基于從CPU14的差分輸出值輸出至充電端子PHO的H電平的信號(hào)的時(shí)間寬度、以及輸出至放電端子PLO的L電平的信號(hào)的時(shí)間寬度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。具體而言，如圖4所示，在H電平的信號(hào)輸出至充電端子PHO的期間，電容器C4充電，其兩端間電壓S4直線上升，在L電平的信號(hào)輸出至放電端子PLO的期間，電容器C4放電，其兩端間電壓S4直線下降。除此以外的、向充電端子PHO輸出L電平的信號(hào)且向放電端子PLO輸出H電平的信號(hào)的期間，電容器C4不充放電,其兩端間電壓S4被保持(hold)。電容器C4的充放電時(shí)間由CPU14所算出的差分輸出值決定，但其可變階躍(step)最大也需要比動(dòng)作時(shí)鐘信號(hào)的周期時(shí)間短。表I是呈現(xiàn)了在圖3所示的脈沖控制電路6中，相對(duì)于充電端子PHO與放電端子PLO的各邏輯電平的電容器C4的兩端間電壓S4的轉(zhuǎn)變表。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其特征在于，是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路的電源裝置，所述電源裝置具備電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；轉(zhuǎn)換電路，將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值；運(yùn)算電路，進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算；信號(hào)輸出電路，基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值，向I組以上的由I個(gè)充電端子和I個(gè)放電端子構(gòu)成的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)，并且調(diào)整所述充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間；充放電電路，具備在對(duì)所述充電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果，生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.一種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路，并通過(guò)從所述轉(zhuǎn)換器供給的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，所述發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置具備電流檢測(cè)單元，檢測(cè)所述發(fā)光元件中流動(dòng)的電流；轉(zhuǎn)換電路，將由所述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電流值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值；運(yùn)算電路，進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算；信號(hào)輸出電路，基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值，向I組以上的由I個(gè)充電端子和I個(gè)放電端子構(gòu)成的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)，并且調(diào)整所述充放電端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間；充放電電路，具備在對(duì)所述充電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述放電端子輸出低電平的電壓時(shí)進(jìn)行放電的電容器；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.一種電源裝置，其特征在于，是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路的電源裝置，所述電源裝置具備電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；轉(zhuǎn)換電路，將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值；運(yùn)算電路，進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算；信號(hào)輸出電路，基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值，向I個(gè)以上的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并向I個(gè)以上的控制端子輸出邏輯電平的信號(hào)，并且調(diào)整所述充放電端子和所述控制端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間；充放電電路，具備在對(duì)所述充放電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述充放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器、以及插入連接于所述充放電端子與所述電容器之間的線并根據(jù)所述控制端子的信號(hào)電平進(jìn)行開(kāi)·關(guān)的開(kāi)關(guān)元件；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4.一種發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，是具備通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)·關(guān)動(dòng)作供給電力的轉(zhuǎn)換器、以及通過(guò)數(shù)字運(yùn)算算出控制指令值來(lái)控制所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路，并通過(guò)從所述轉(zhuǎn)換器供給的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置，所述發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置具備電流檢測(cè)單元，檢測(cè)所述發(fā)光元件中流動(dòng)的電流；轉(zhuǎn)換電路，將由所述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電流值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值；運(yùn)算電路，進(jìn)行基于來(lái)自所述轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字值算出所述控制指令值的運(yùn)算和算出上次的控制指令值與這次的控制指令值的差分值的運(yùn)算；信號(hào)輸出電路，基于所述運(yùn)算電路所算出的所述差分值，向I個(gè)以上的充放電端子輸出邏輯電平的信號(hào)并向I個(gè)以上的控制端子輸出邏輯電平的信號(hào)，并且調(diào)整所述充放電端子和所述控制端子的高電平或低電平的信號(hào)的輸出期間；充放電電路，具備在對(duì)所述充放電端子輸出高電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行充電且在對(duì)所述充放電端子輸出低電平的信號(hào)時(shí)進(jìn)行放電的電容器、以及插入連接于所述充放電端子與所述電容器之間的線并根據(jù)所述控制端子的信號(hào)電平進(jìn)行開(kāi)·關(guān)的開(kāi)關(guān)元件；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出與基于賦予所述運(yùn)算電路的動(dòng)作時(shí)鐘而生成的時(shí)鐘信號(hào)同步的斜坡信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，基于所述斜坡信號(hào)與所述電容器的兩端間電壓的比較結(jié)果而生成使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)·關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供不增加來(lái)自數(shù)字電路的輸出信號(hào)的線數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，能夠以比現(xiàn)有低的頻率的動(dòng)作時(shí)鐘生成精細(xì)調(diào)整了占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電源裝置和發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置。基于來(lái)自ADC(11)的數(shù)字值，CPU(14)每一定時(shí)間算出控制指令值和輸出差分值?；谠撦敵霾罘种担琍WM單元(15)決定向充電端子(PH0、PH1)輸出H電平的信號(hào)還是向放電端子(PL0、PL1)輸出L電平的信號(hào)，從而謀求輸出電壓(Vout)的穩(wěn)定化。因此，自微處理器(4)起，可以有至少與充電端子(PH0、PH1)和放電端子(PL0、PL1)相對(duì)應(yīng)的輸出線。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S5)的頻率與斜坡信號(hào)(S2)相同，與時(shí)鐘信號(hào)(S1)同步。因此，不僅時(shí)鐘信號(hào)(S1)而且驅(qū)動(dòng)信號(hào)(S5)的頻率可以考慮轉(zhuǎn)換器(2)的規(guī)格來(lái)決定。另一方面，所述信號(hào)可以比斜坡信號(hào)(S2)的頻率低。
文檔編號(hào)H02M3/07GK103023309SQ20121035859
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者大嶋一則, 增岡宏信, 辻坂光幸 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社