JP6988515B2 - Light source device, projection type display device, and semiconductor device - Google Patents
Light source device, projection type display device, and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6988515B2 JP6988515B2 JP2018010296A JP2018010296A JP6988515B2 JP 6988515 B2 JP6988515 B2 JP 6988515B2 JP 2018010296 A JP2018010296 A JP 2018010296A JP 2018010296 A JP2018010296 A JP 2018010296A JP 6988515 B2 JP6988515 B2 JP 6988515B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- signal
- circuit
- semiconductor light
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
本発明は、レーザーダイオード(LD)や発光ダイオード(LED)等の半導体光源を用いた光源装置、及び、そのような光源装置を用いた投写型表示装置に関する。さらに、本発明は、そのような光源装置において用いられるのに適した半導体装置等に関する。 The present invention relates to a light source device using a semiconductor light source such as a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED), and a projection type display device using such a light source device. Furthermore, the present invention relates to semiconductor devices and the like suitable for use in such light source devices.
レーザーダイオードや発光ダイオード等の半導体光源を用いる光源装置において明るさを調節する手法として、デジタル調光とアナログ調光とが知られている。例えば、デジタル調光は、半導体光源に直列に接続されたスイッチング素子をPWM(パルス幅変調)制御して、半導体光源に電流が流れる期間の長さを調節することによって実現される。一方、アナログ調光は、半導体光源に電流又は電圧を供給するスイッチング電源回路を制御して、半導体光源に流れる電流の大きさを調節することによって実現される。 Digital dimming and analog dimming are known as methods for adjusting the brightness in a light source device using a semiconductor light source such as a laser diode or a light emitting diode. For example, digital dimming is realized by controlling the switching element connected in series with the semiconductor light source by PWM (pulse width modulation) to adjust the length of the period during which the current flows through the semiconductor light source. On the other hand, analog dimming is realized by controlling a switching power supply circuit that supplies a current or a voltage to the semiconductor light source to adjust the magnitude of the current flowing through the semiconductor light source.
しかしながら、半導体光源に電流を流すと、半導体光源の接合部の温度が上昇して順方向電圧が低下する。半導体光源の光出力(光束)は供給される電流と順方向電圧とによって定まるので、半導体光源の接合部の温度が上昇すると、順方向電圧が低下して、半導体光源に一定の電流を供給していても光出力が低下してしまうという現象が起こる。 However, when a current is passed through the semiconductor light source, the temperature of the junction of the semiconductor light source rises and the forward voltage drops. Since the light output (light beam) of a semiconductor light source is determined by the supplied current and the forward voltage, when the temperature of the junction of the semiconductor light source rises, the forward voltage drops and a constant current is supplied to the semiconductor light source. Even so, the phenomenon that the light output decreases occurs.
関連する技術として、特許文献1には、PWM制御のオン時間比によって半導体レーザーダイオードのジャンクション部の温度が変化し、半導体レーザーダイオードのフォワード電圧が変化することが記載されている。その結果、デジタル調光において、PWM制御のオン時間比と実際の半導体光源の光出力とが比例しないという問題を生じる。
As a related technique,
特許文献1においては、目標値設定部108(図1)が、図3の実線で示される実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて、目標平均電流値を設定するための目標値テーブル108aを設定している。この目標平均電流値と半導体レーザーダイオード102の平均電流値とを比較し、比較出力を用いてスイッチング電源101をフィードバック制御すれば、半導体レーザーダイオード102の平均電流値が、PWM制御のオン時間比に対応して目標値設定部108によって設定される目標平均電流値に等しくなる。
In
しかしながら、半導体レーザーダイオード102の特性にはばらつきがあるので、出荷前に製品毎に1つずつ電流値を調整する必要がある。また、目標値テーブル108aをROMに書き込んでしまうと、半導体レーザーダイオード102が変更された場合に、目標値テーブル108aを書き換えることができない。目標値テーブル108aを変更するためには、ROMを内蔵したICを交換する必要がある。一方、目標値テーブル108aをフラッシュメモリー等に書き込む場合にも、目標値テーブル108aを書き換えるためには多くの工数を要する。 However, since the characteristics of the semiconductor laser diode 102 vary, it is necessary to adjust the current value one by one for each product before shipping. Further, if the target value table 108a is written to the ROM, the target value table 108a cannot be rewritten when the semiconductor laser diode 102 is changed. In order to change the target value table 108a, it is necessary to replace the IC with a built-in ROM. On the other hand, even when the target value table 108a is written to the flash memory or the like, a large number of man-hours are required to rewrite the target value table 108a.
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第1の目的は、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源の光出力のリニアリティーを改善することである。また、本発明の第2の目的は、そのような光源装置を用いた投写型表示装置を提供することである。さらに、本発明の第3の目的は、そのような光源装置において用いられるのに適した半導体装置等を提供することである。 Therefore, in view of the above points, the first object of the present invention is a PWM signal with a relatively simple circuit configuration without using a target value table set by using a characteristic curve at the time of driving an actual semiconductor light source. It is to improve the linearity of the optical output of the semiconductor light source with respect to the on-duty ratio of. A second object of the present invention is to provide a projection type display device using such a light source device. Furthermore, a third object of the present invention is to provide a semiconductor device or the like suitable for use in such a light source device.
以上の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第1の観点に係る光源装置は、半導体光源と、半導体光源に直列接続された第1のスイッチング素子と、PWM信号が活性化されているときに第1の制御信号を活性化して第1のスイッチング素子をオン状態とする駆動回路と、第2の制御信号に従ってスイッチング動作を行う第2のスイッチング素子を含み、第1のスイッチング素子がオン状態であるときに半導体光源に電流を供給するスイッチング電源回路と、半導体光源に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出部と、PWM信号のオンデューティー比に従って変化する電圧を有する補償信号を生成する補償回路と、電流制御信号と補償信号とを所定の比率で加算する加算回路と、加算回路の出力信号と第1の電流検出信号との差を増幅して誤差信号を生成するエラーアンプと、第2のスイッチング素子に流れる電流を検出して第2の電流検出信号を出力する第2の電流検出部と、第2の電流検出信号と誤差信号とに基づいて第2の制御信号を生成するスイッチング電源制御回路とを備える。 In order to solve at least a part of the above problems, in the light source device according to the first aspect of the present invention, a semiconductor light source, a first switching element connected in series to the semiconductor light source, and a PWM signal are activated. A first switching element including a drive circuit that activates the first control signal to turn on the first switching element and a second switching element that performs a switching operation according to the second control signal. The switching power supply circuit that supplies current to the semiconductor light source when is on, the first current detector that detects the current flowing through the semiconductor light source and outputs the first current detection signal, and the on-duty of the PWM signal. The difference between the compensation circuit that generates a compensation signal having a voltage that changes according to the ratio, the addition circuit that adds the current control signal and the compensation signal at a predetermined ratio, and the output signal of the addition circuit and the first current detection signal. An error amplifier that amplifies and generates an error signal, a second current detector that detects the current flowing through the second switching element and outputs a second current detection signal, and a second current detection signal and error signal. A switching power supply control circuit that generates a second control signal based on the above is provided.
本発明の第1の観点によれば、補償回路がPWM信号のオンデューティー比に従って補償信号を生成し、加算回路が電流制御信号と補償信号とを所定の比率で加算するので、加算回路の出力信号に基づいてスイッチング電源回路を制御することにより、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源の光出力のリニアリティーを改善することができる。 According to the first aspect of the present invention, the compensation circuit generates a compensation signal according to the on-duty ratio of the PWM signal, and the adder circuit adds the current control signal and the compensation signal at a predetermined ratio, so that the output of the adder circuit By controlling the switching power supply circuit based on the signal, the on-duty ratio of the PWM signal can be achieved with a relatively simple circuit configuration without using the target value table set using the characteristic curve when driving the actual semiconductor light source. It is possible to improve the linearity of the optical output of the semiconductor light source.
ここで、補償回路が、PWM信号のオンデューティー比に比例する電圧を有する補償信号を生成する積分回路を含むようにしても良い。その場合には、比較的簡単なアナログ回路である積分回路を用いて補償回路が構成されるので、積分回路に含まれている抵抗又はキャパシターを外付け部品とすることにより、光源装置の出荷前に半導体光源の特性のばらつきに応じて補償特性を調整することができる。 Here, the compensation circuit may include an integrating circuit that generates a compensation signal having a voltage proportional to the on-duty ratio of the PWM signal. In that case, the compensation circuit is configured using an integrator circuit, which is a relatively simple analog circuit. Therefore, by using the resistor or capacitor included in the integrator circuit as an external component, the light source device can be used before shipment. The compensation characteristics can be adjusted according to the variation in the characteristics of the semiconductor light source.
また、光源装置が、加算回路の出力信号の電圧が所定の電圧を超えないように制限する電圧制限回路をさらに備えるようにしても良い。それにより、電流制御信号又は補償信号の電圧が高くなっても半導体光源に過電流が流れることを防止して、半導体光源に流れる電流が定格電流を超えたり、光源装置又はその光源装置が搭載された投射型表示装置等の消費電力が定格電力を超えたりすることを防ぐことができる。 Further, the light source device may further include a voltage limiting circuit that limits the voltage of the output signal of the adder circuit so as not to exceed a predetermined voltage. As a result, even if the voltage of the current control signal or the compensation signal becomes high, it is prevented that an overcurrent flows through the semiconductor light source, and the current flowing through the semiconductor light source exceeds the rated current, or the light source device or its light source device is mounted. It is possible to prevent the power consumption of the projection type display device and the like from exceeding the rated power.
以上において、スイッチング電源回路が、半導体光源と第2のスイッチング素子との間に接続されたインダクターと、インダクターの一端と電源ノードとの間に接続されたキャパシターと、インダクターの他端に接続されたアノード及び電源ノードに接続されたカソードを有するダイオードとをさらに含み、第1及び第2のスイッチング素子がオン状態であるときに、半導体光源及びインダクターに電流が流れてインダクターにエネルギーが蓄積され、第1のスイッチング素子がオン状態で第2のスイッチング素子がオフ状態であるときに、インダクターに蓄積されたエネルギーによって半導体光源及びダイオードに電流が流れるようにしても良い。
In the above, the switching power supply circuit is connected to the inductor connected between the semiconductor light source and the second switching element, the capacitor connected between one end of the inductor and the power supply node, and the other end of the inductor. It further includes a diode with a cathode connected to the anode and power supply node, and when the first and second switching elements are in the ON state, current flows through the semiconductor light source and the inductor to store energy in the inductor. When the
そのようなスイッチング電源回路において、PWM信号のオンデューティー比に従って第2の制御信号のオンデューティー比を増大させることにより、第2のスイッチング素子がオン状態になっている期間が長くなるので、半導体光源に流れる電流が増加する。それにより、PWM信号のオンデューティー比が大きいときに、半導体光源の接合部の温度が上昇して順方向電圧が低下しても、半導体光源に供給される電力を一定に近付けることができる。 In such a switching power supply circuit, by increasing the on-duty ratio of the second control signal according to the on-duty ratio of the PWM signal, the period in which the second switching element is in the on state becomes longer, so that the semiconductor light source The current flowing through increases. As a result, when the on-duty ratio of the PWM signal is large, even if the temperature of the junction of the semiconductor light source rises and the forward voltage drops, the power supplied to the semiconductor light source can be brought close to constant.
本発明の第2の観点に係る投写型表示装置は、上記いずれかの光源装置を備える。本発明の第2の観点によれば、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源の光出力のリニアリティーを改善した光源装置を用いて、投写される画像の輝度を正確に制御することができる。 The projection type display device according to the second aspect of the present invention includes any of the above light source devices. According to the second aspect of the present invention, the semiconductor with respect to the on-duty ratio of the PWM signal has a relatively simple circuit configuration without using the target value table set by using the characteristic curve at the time of driving the actual semiconductor light source. The brightness of the projected image can be accurately controlled by using a light source device having improved linearity of the light output of the light source.
本発明の第3の観点に係る半導体装置は、PWM信号が活性化されているときに第1の制御信号を活性化して、半導体光源に直列接続された第1のスイッチング素子をオン状態とする駆動回路と、第1のスイッチング素子がオン状態であるときに半導体光源に電流を供給するスイッチング電源回路においてスイッチング動作を行う第2のスイッチング素子を制御する第2の制御信号を生成するスイッチング電源制御回路と、半導体光源に直列接続された第1の電流検出素子に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出回路と、PWM信号のオンデューティー比に従って変化する電圧を有する補償信号を生成する補償回路と、電流制御信号と補償信号とを所定の比率で加算する加算回路と、加算回路の出力信号と第1の電流検出信号との差を増幅して誤差信号を生成するエラーアンプと、第2のスイッチング素子に直列接続された第2の電流検出素子に流れる電流を検出して第2の電流検出信号を出力する第2の電流検出回路とを備え、スイッチング電源制御回路が、第2の電流検出信号と誤差信号とに基づいて第2の制御信号を生成する。 The semiconductor device according to the third aspect of the present invention activates the first control signal when the PWM signal is activated, and turns on the first switching element connected in series with the semiconductor light source. Switching power supply control that generates a second control signal that controls the second switching element that performs switching operation in the drive circuit and the switching power supply circuit that supplies current to the semiconductor light source when the first switching element is in the ON state. The circuit, the first current detection circuit that detects the current flowing through the first current detection element connected in series to the semiconductor light source and outputs the first current detection signal, and the voltage that changes according to the on-duty ratio of the PWM signal. An error signal that amplifies the difference between the output signal of the adder circuit and the first current detection signal, the compensator circuit that generates the compensator signal having A second current detection circuit that detects the current flowing through the second current detection element connected in series to the second switching element and outputs a second current detection signal is provided for switching. The power supply control circuit generates a second control signal based on the second current detection signal and the error signal.
本発明の第3の観点によっても、電流制御信号とPWM信号のオンデューティー比に従う補償信号とを所定の比率で加算する加算回路の出力信号に基づいてスイッチング電源回路を制御することにより、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源の光出力のリニアリティーを改善することができる。 Also according to the third aspect of the present invention, the switching power supply circuit is actually controlled based on the output signal of the adder circuit that adds the current control signal and the compensation signal according to the on-duty ratio of the PWM signal at a predetermined ratio. It is possible to improve the linearity of the optical output of the semiconductor light source with respect to the on-duty ratio of the PWM signal with a relatively simple circuit configuration without using the target value table set by using the characteristic curve at the time of driving the semiconductor light source.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、重複する説明を省略する。
<光源装置>
図1は、本発明の一実施形態に係る光源装置の構成例を示す回路図である。図1に示すように、この光源装置は、半導体装置(IC)100と、半導体光源110と、NチャネルMOSトランジスターQN1及びQN2と、ダイオードD1〜D3と、ツェナーダイオードD4と、インダクターL1と、キャパシターC1〜C6と、抵抗R1〜R4とを含んでいる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference number is assigned to the same component, and duplicate description will be omitted.
<Light source device>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a light source device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the light source device includes a semiconductor device (IC) 100, a
光源装置のノードN1には、高電位側の電源電位VDD(例えば、50V)が供給され、ノードN2には、低電位側の電源電位VSSが供給される。図1には、電源電位VSSが接地電位(0V)である場合が示されている。ノードN1とノードN2との間には、抵抗R1と、半導体光源110と、トランジスターQN1と、インダクターL1と、トランジスターQN2と、抵抗R2とが直列に接続されている。
The high potential side power supply potential VDD (for example, 50V) is supplied to the node N1 of the light source device, and the low potential side power supply potential VSS is supplied to the node N2. FIG. 1 shows a case where the power supply potential VSS is the ground potential (0V). A resistor R1, a
抵抗R1は、ノードN1と半導体光源110の一端との間に接続され、半導体光源110に流れる電流を検出するための第1の電流検出素子であり、例えば、50mΩ〜100mΩ程度の小さい抵抗値を有している。半導体光源110は、例えば、少なくとも1つのレーザーダイオード又は発光ダイオード等を含み、供給される電流の大きさに応じた明るさで発光する。半導体光源110の光出力(光束)は、供給される電流と順方向電圧とによって定まる。
The resistor R1 is connected between the node N1 and one end of the
トランジスターQN1は、PWM制御によるデジタル調光のために半導体光源110に直列接続された第1のスイッチング素子であり、半導体光源110の他端に接続されたドレインと、インダクターL1の一端に接続されたソースと、キャパシターC5を介して第1の制御信号DDRVが印加されるゲートとを有している。トランジスターQN1は、第1の制御信号DDRVがハイレベルに活性化されているときにオン状態となり、第1の制御信号DDRVがローレベルに非活性化されているときにオフ状態となる。
The transistor QN1 is a first switching element connected in series to the
第1の制御信号DDRVが交互に活性化及び非活性化されると、トランジスターQN1がスイッチング動作を行う。従って、第1の制御信号DDRVのデューティー比を変化させることにより、半導体光源110に電流が流れる期間を変化させてデジタル調光を行うことができる。なお、NチャネルMOSトランジスターQN1の替りにPチャネルMOSトランジスターを用いても良いが、その場合には、図1に示す回路の一部が変更される。
When the first control signal DDRV is alternately activated and deactivated, the transistor QN1 performs a switching operation. Therefore, by changing the duty ratio of the first control signal DDRV, it is possible to perform digital dimming by changing the period during which the current flows through the
トランジスターQN2は、ダイオードD1、インダクターL1、及び、キャパシターC4等と共にスイッチング電源回路を構成する第2のスイッチング素子であり、インダクターL1の他端に接続されたドレインと、抵抗R2を介してノードN2に接続されたソースと、第2の制御信号GATEが印加されるゲートとを有している。トランジスターQN2は、第2の制御信号GATEがハイレベルに活性化されているときにオン状態となり、第2の制御信号GATEがローレベルに非活性化されているときにオフ状態となる。 The transistor QN2 is a second switching element that constitutes a switching power supply circuit together with a diode D1, an inductor L1, a capacitor C4, and the like, and is connected to a node N2 via a drain connected to the other end of the inductor L1 and a resistor R2. It has a connected source and a gate to which a second control signal GATE is applied. The transistor QN2 is turned on when the second control signal GATE is activated to a high level and turned off when the second control signal GATE is deactivated to a low level.
第2の制御信号GATEが交互に活性化及び非活性化されると、トランジスターQN2がスイッチング動作を行う。トランジスターQN2が第2の制御信号GATEに従ってスイッチング動作を行うことにより、スイッチング電源回路は、トランジスターQN1がオン状態であるときに半導体光源110に電流を供給する。
When the second control signal GATE is alternately activated and deactivated, the transistor QN2 performs a switching operation. When the transistor QN2 performs the switching operation according to the second control signal GATE, the switching power supply circuit supplies a current to the
従って、第2の制御信号GATEのデューティー比を変化させることにより、半導体光源110に流れる電流の大きさを変化させてアナログ調光を行うことができる。なお、スイッチング素子としては、MOSトランジスター以外にも、バイポーラトランジスター、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスター)、又は、サイリスター等を使用することができる。
Therefore, by changing the duty ratio of the second control signal GATE, the magnitude of the current flowing through the
ダイオードD1は、インダクターL1の他端に接続されたアノードと、ノードN1に接続されたカソードとを有している。ダイオードD1としては、例えば、PN接合ダイオードに比べて順方向電圧が低くてスイッチング速度が速いショットキーバリアダイオード等が用いられる。 The diode D1 has an anode connected to the other end of the inductor L1 and a cathode connected to the node N1. As the diode D1, for example, a Schottky barrier diode having a lower forward voltage and a faster switching speed than a PN junction diode is used.
抵抗R2は、トランジスターQN2のソースとノードN2との間に接続され、トランジスターQN2に流れる電流を検出するための第2の電流検出素子であり、例えば、50mΩ〜100mΩ程度の小さい抵抗値を有している。キャパシターC1は、ノードN1とノードN2との間に接続され、電源電圧(VDD−VSS)を平滑化する。キャパシターC4は、インダクターL1の一端とノードN1との間に接続され、電源電圧(VDD−VSS)を降圧して得られる降圧電圧を平滑化する。 The resistor R2 is a second current detection element connected between the source of the transistor QN2 and the node N2 and for detecting the current flowing through the transistor QN2, and has a small resistance value of, for example, about 50 mΩ to 100 mΩ. ing. The capacitor C1 is connected between the node N1 and the node N2 to smooth the power supply voltage (VDD-VSS). The capacitor C4 is connected between one end of the inductor L1 and the node N1 to smooth the step-down voltage obtained by stepping down the power supply voltage (VDD-VSS).
<半導体装置>
半導体装置100は、外部のマイクロコンピューター等からPWM信号(デジタル調光信号)PWM及び電流制御信号(アナログ調光信号)IADJが供給されて、光源装置のトランジスターQN1及びQN2を制御する。なお、図1に示されている半導体装置100の構成要素の少なくとも一部をディスクリート部品又は外付けのICにしても良いし、ダイオードD1、抵抗R1、又は、抵抗R2等を半導体装置100に内蔵しても良い。
<Semiconductor device>
The
図1に示すように、半導体装置100は、内部レギュレーター10a及び10bと、レベルシフター(L/S)11及び12と、駆動回路20と、補償回路30と、加算回路31と、電流検出回路40と、エラーアンプ50と、スイッチ回路(SW)51と、コンパレーター52と、スロープ補償回路60と、クロック信号生成回路70と、スイッチング制御回路80と、駆動回路90とを含み、さらに、電圧制限回路32を含んでも良い。
As shown in FIG. 1, the
内部レギュレーター10a及び10bは、例えば、バンドギャップリファレンス回路等で構成された基準電圧生成回路を含み、電源電位VDDに基づいて、半導体装置100の内部回路に供給される内部電源電位VDA及びVDRをそれぞれ生成する。キャパシターC2aは、内部レギュレーター10aの出力端子とノードN2との間に接続されて、内部電源電圧(VDA−VSS)を平滑化する。キャパシターC2bは、内部レギュレーター10bの出力端子とノードN2との間に接続されて、内部電源電圧(VDR−VSS)を平滑化する。
The
レベルシフター11及び12は、半導体装置100の外部から供給されるPWM信号のハイレベルの電位を半導体装置100の内部回路に適合する電位にシフトする。駆動回路20は、例えば、ドライバーアンプ等を含み、レベルシフター11から供給されるPWM信号に基づいて第1の制御信号DDRVを生成する。
The level shifters 11 and 12 shift the high-level potential of the PWM signal supplied from the outside of the
例えば、駆動回路20は、PWM信号が活性化されているときに第1の制御信号DDRVをハイレベルに活性化してトランジスターQN1をオン状態とし、PWM信号が非活性化されているときに第1の制御信号DDRVをローレベルに非活性化してトランジスターQN1をオフ状態とする。
For example, the
第1の制御信号DDRVは、ローレベル(例えば、0V)とハイレベル(例えば、7.5V)との間で遷移する。第1の制御信号DDRVがハイレベルに活性化されると、駆動回路20からキャパシターC5を介してトランジスターQN1のゲートに電流が流れ、トランジスターQN1のゲート・ソース間電圧が上昇して、トランジスターQN1がオン状態となる。ツェナーダイオードD4は、トランジスターQN1のゲート・ソース間電圧が所定の電圧(例えば、7.5V)を超えないようにクランプする。
The first control signal DDRV transitions between a low level (eg, 0V) and a high level (eg, 7.5V). When the first control signal DDRV is activated to a high level, a current flows from the
第1の制御信号DDRVが活性化状態に維持されている期間において、第3の制御信号GATE'がローレベルとハイレベルとの間で遷移する。それにより、キャパシターC6とダイオードD2及びD3とが整流動作を行うので、トランジスターQN1のゲート・ソース間電圧が閾値電圧以上に維持される。 During the period in which the first control signal DDRV is maintained in the activated state, the third control signal GATE'transitions between the low level and the high level. As a result, the capacitor C6 and the diodes D2 and D3 perform a rectifying operation, so that the gate-source voltage of the transistor QN1 is maintained above the threshold voltage.
第1の制御信号DDRVの非活性化期間において第2の制御信号GATEが非活性化状態に維持される場合には、第2の制御信号GATEを第3の制御信号GATE'としても使用することができる。一方、第1の制御信号DDRVの非活性化期間において第2の制御信号GATEが活性化及び非活性化される場合には、PWM信号又は第1の制御信号DDRVと第2の制御信号GATEとの論理積を求めるAND回路をスイッチング制御回路80に設けることによって、第3の制御信号GATE'を生成しても良い。
If the second control signal GATE is maintained in the deactivated state during the deactivation period of the first control signal DDRV, the second control signal GATE should also be used as the third control signal GATE'. Can be done. On the other hand, when the second control signal GATE is activated and deactivated during the deactivation period of the first control signal DDRV, the PWM signal or the first control signal DDRV and the second control signal GATE The third control signal GATE'may be generated by providing the switching
第1の制御信号DDRVがローレベルに非活性化されると、トランジスターQN1のゲート・ソース間電圧が下降して、トランジスターQN1がオフ状態となる。抵抗R4は、スタンバイモード等において発光装置が発光を長時間停止する場合に、トランジスターQN1のゲート・ソース間電圧を低下させてトランジスターQN1をオフ状態に維持する。 When the first control signal DDRV is deactivated to a low level, the gate-source voltage of the transistor QN1 drops, and the transistor QN1 is turned off. The resistor R4 lowers the gate-source voltage of the transistor QN1 to keep the transistor QN1 in the off state when the light emitting device stops the light emission for a long time in the standby mode or the like.
PWM信号のオンデューティー比が大きくなると、デジタル調光において半導体光源110に電流が流れる期間の割合が増加するので、半導体光源110の接合部の温度が上昇して順方向電圧が低下する。そこで、補償回路30は、半導体光源110の光出力の低下を補償するために、レベルシフター12から供給されるPWM信号のオンデューティー比に従って変化する電圧を有する補償信号VPWMを生成する。補償信号VPWMは、PWM信号のオンデューティー比が大きくなるのに伴って単調増加する電圧を有していることが望ましい。
When the on-duty ratio of the PWM signal becomes large, the ratio of the period during which the current flows through the
例えば、補償回路30は、PWM信号のオンデューティー比に比例する電圧を有する補償信号VPWMを生成する積分回路(ローパスフィルター)で構成される。その場合には、比較的簡単なアナログ回路である積分回路を用いて補償回路30が構成されるので、積分回路に含まれている抵抗又はキャパシターを外付け部品とすることにより、光源装置の出荷前に半導体光源110の特性のばらつきに応じて補償特性を調整することができる。なお、積分回路に用いられる抵抗の抵抗値等は温度依存性を有しているので、補償信号VPWMの電圧はPWM信号のオンデューティー比に完全に比例しなくても良く、抵抗の発熱等による誤差は許容される。
For example, the
図2は、図1に示す補償回路の構成例を示す回路図である。図2に示す例においては、補償回路30が、レベルシフター12から供給されるPWM信号が一端に供給される抵抗R5と、抵抗R5の他端と電源電位VSSの配線との間に接続されたキャパシターC7とを含み、抵抗R5とキャパシターC7との接続点において補償信号VPWMを生成する積分回路で構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the compensation circuit shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, the
再び図1を参照すると、加算回路31は、電流制御信号IADJと補償信号VPWMとを所定の比率で加算する。加算回路31における加算比率も、外付け部品によって調整できるようにしても良い。PWM信号の活性化期間における電圧をVonとし、オンデューティー比をDutyとすると、加算回路31によって電流制御信号IADJに加算される補償信号VPWMの電圧は、次式で表される。
VPWM=Von×Duty×K
ここで、Kは、変換係数である。例えば、Vonが5Vで、Dutyが50%である場合に、Von×Dutyは2.5Vとなって大き過ぎる。そこで、例えば、Kを0.1に設定することにより、補償信号VPWMの電圧を0.25Vにすることができる。
Referring to FIG. 1 again, the
VPWM = Von x Duty x K
Here, K is a conversion coefficient. For example, when Von is 5V and Duty is 50%, Von × Duty is 2.5V, which is too large. Therefore, for example, by setting K to 0.1, the voltage of the compensation signal VPWM can be set to 0.25V.
電圧制限回路32は、例えば、加算回路31の出力端子と電源電位VSSの配線との間に接続されたツェナーダイオード等のクランプ素子で構成され、加算回路31の出力信号の電圧が所定の電圧を超えないように制限する。それにより、電流制御信号IADJ又は補償信号VPWMの電圧が高くなっても半導体光源110に過電流が流れることを防止して、半導体光源110に流れる電流が定格電流を超えたり、光源装置又はその光源装置が搭載された投射型表示装置等の消費電力が定格電力を超えたりすることを防ぐことができる。
The
電流検出回路40は、例えば、半導体光源110に直列接続された電流検出用の抵抗R1の両端間電圧を増幅する電流センスアンプ等を含み、電流検出用の抵抗R1に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出回路に相当する。ここで、電流検出回路40は、電流検出用の抵抗R1と共に、半導体光源110に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出部を構成している。電流検出回路40の出力信号は、エラーアンプ50の反転入力端子に供給される。
The
エラーアンプ50は、加算回路31の出力信号と第1の電流検出信号との差を増幅して誤差信号ERRを生成し、誤差信号ERRをスイッチ回路51に供給する。スイッチ回路51、コンパレーター52、スロープ補償回路60、クロック信号生成回路70、スイッチング制御回路80、及び、駆動回路90は、トランジスターQN2に流れる電流を検出して得られる第2の電流検出信号DETと誤差信号ERRとに基づいて第2の制御信号GATEを生成するスイッチング電源制御回路を構成している。
The
スイッチ回路51は、例えば、アナログスイッチ等で構成され、レベルシフター12から供給されるPWM信号が活性化されているときにオン状態となり、PWM信号が非活性化されているときにオフ状態となる。それにより、トランジスターQN1がオン状態となっているときに生成された誤差信号ERRの電圧が、キャパシターC3に保持されて、コンパレーター52の反転入力端子に供給される。
The
スロープ補償回路60は、例えば、トランジスターQN2に直列接続された電流検出用の抵抗R2の両端間電圧を増幅する電流センスアンプ等を含み、電流検出用の抵抗R2に流れる電流を検出して第2の電流検出信号DETを出力する第2の電流検出回路に相当する。ここで、スロープ補償回路60は、電流検出用の抵抗R2と共に、トランジスターQN2に流れる電流を検出して第2の電流検出信号DETを出力する第2の電流検出部を構成している。
The
例えば、スロープ補償回路60は、電流検出用の抵抗R2の両端間電圧を増幅してバイアス電圧を加算することにより第2の電流検出信号DETを生成し、第2の電流検出信号DETをコンパレーター52の非反転入力端子に供給する。コンパレーター52は、第2の電流検出信号DETの電圧と誤差信号ERRの電圧とを比較することにより、第2の電流検出信号DETの電圧が誤差信号ERRの電圧よりも高いときにリセット信号RSTを活性化する。
For example, the
クロック信号生成回路70は、例えば、CR発振回路等を含み、発振動作を行うことにより、所定の周波数を有するクロック信号CLKを生成する。CR発振回路の発振周波数は、キャパシターの容量値と抵抗の抵抗値との積である時定数で定まる。抵抗R3は、CR発振回路の発振周波数を調整するために、半導体装置100に外付けされている。
The clock
スイッチング制御回路80は、例えば、RSフリップフロップ等を含み、クロック信号CLK及びリセット信号RSTに基づいて、トランジスターQN2を制御するための第2の制御信号GATEを生成する。第2の制御信号GATEは、ドライバーアンプ等で構成される駆動回路90を介して、トランジスターQN2のゲートに印加される。例えば、スイッチング制御回路80は、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して、第2の制御信号GATEをハイレベルに活性化する。それにより、トランジスターQN2がオン状態となる。
The switching
トランジスターQN1及びQN2がオン状態であるときに、ノードN1から半導体光源110及びインダクターL1等を介してノードN2に電流が流れ、インダクターL1において電気エネルギーが磁気エネルギーに変換されて蓄積される。また、トランジスターQN1がオフ状態でトランジスターQN2がオン状態であるときに、キャパシターC4からインダクターL1等を介してノードN2に電流が流れ、インダクターL1にエネルギーが蓄積される。
When the transistors QN1 and QN2 are in the ON state, a current flows from the node N1 to the node N2 via the
インダクターL1に流れる電流は、時間と共に徐々に増加する。インダクターL1等を介して電流検出用の抵抗R2に流れる電流が増加するのに伴い、第2の電流検出信号DETの電圧も上昇する。第2の電流検出信号DETの電圧が誤差信号ERRの電圧を超えると、リセット信号RSTがハイレベルに活性化される。スイッチング制御回路80は、リセット信号RSTの立ち上がりに同期して、第2の制御信号GATEをローレベルに非活性化する。それにより、トランジスターQN2がオフ状態となる。
The current flowing through the inductor L1 gradually increases with time. As the current flowing through the current detection resistor R2 via the inductor L1 and the like increases, the voltage of the second current detection signal DET also rises. When the voltage of the second current detection signal DET exceeds the voltage of the error signal ERR, the reset signal RST is activated to a high level. The switching
トランジスターQN1がオン状態でトランジスターQN2がオフ状態であるときに、インダクターL1に蓄積された磁気エネルギーが電気エネルギーとなって放出されて、半導体光源110及びダイオードD1等に電流が流れる。また、トランジスターQN1及びQN2がオフ状態であるときに、インダクターL1に蓄積された磁気エネルギーが電気エネルギーとなって放出されて、キャパシターC4及びダイオードD1等に電流が流れる。
When the transistor QN1 is on and the transistor QN2 is off, the magnetic energy stored in the inductor L1 is released as electrical energy, and a current flows through the
このようなスイッチング動作において、電流制御信号IADJの電圧が上昇すると、第2の制御信号GATEのオンデューティー比が増大して、トランジスターQN2がオン状態になっている期間が長くなり、半導体光源110に流れる電流が増加する。従って、電流制御信号IADJを変化させることにより、半導体光源110に流れる電流を変化させて、アナログ調光を行うことができる。
In such a switching operation, when the voltage of the current control signal IADJ rises, the on-duty ratio of the second control signal GATE increases, the period during which the transistor QN2 is in the ON state becomes longer, and the
あるいは、スイッチング制御回路80は、クロック信号CLK及びリセット信号RSTに加えて、レベルシフター11から供給されるPWM信号に基づいて第2の制御信号GATEを生成することにより、第1の制御信号DDRVの非活性化期間において第2の制御信号GATEを非活性化状態に維持しても良い。
Alternatively, the switching
その場合には、デジタル調光用のトランジスターQN1がオフ状態となって半導体光源110に電流が流れない期間において、アナログ調光用のトランジスターQN2がオフ状態とされる。それにより、インダクターL1に蓄積されたエネルギーが発光に用いられることなく放出されることを抑制して、電力損失を低減させることができる。
In that case, the analog dimming transistor QN2 is turned off during the period when the digital dimming transistor QN1 is turned off and no current flows through the
<動作例>
図3は、PWM信号のオンデューティー比と半導体光源の接合部の温度との関係を示す図である。図3において、横軸は、PWM信号のオンデューティー比を表しており、縦軸は、半導体光源110の接合部の温度Tを表している。図3に示すように、PWM信号のオンデューティー比が大きくなると、半導体光源110の接合部の温度Tが上昇する。
<Operation example>
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the on-duty ratio of the PWM signal and the temperature of the junction of the semiconductor light source. In FIG. 3, the horizontal axis represents the on-duty ratio of the PWM signal, and the vertical axis represents the temperature T of the junction of the
図4は、半導体光源の接合部の温度と順方向電圧との関係を示す図である。図4において、横軸は、半導体光源110の接合部の温度Tを表しており、縦軸は、半導体光源110の順方向電圧VFを表している。図4に示すように、半導体光源110の接合部の温度Tが上昇すると、半導体光源110の順方向電圧VFが低下する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature of the junction of the semiconductor light source and the forward voltage. 4, the horizontal axis represents the temperature T of the junction of the
従って、PWM信号のオンデューティー比が第1の値である場合と比較して、PWM信号のオンデューティー比が第1の値よりも大きい第2の値である場合に、半導体光源110の接合部の温度TがΔTだけ上昇すると、順方向電圧VFがΔVFだけ低下する。半導体光源110の光出力は供給される電流と順方向電圧VFとによって定まるので、順方向電圧VFが低下すると、半導体光源110に一定の電流を供給していても光出力が低下してしまうという現象が起こる。
Therefore, when the on-duty ratio of the PWM signal is a second value larger than the first value as compared with the case where the on-duty ratio of the PWM signal is the first value, the junction of the
そこで、本実施形態においては、補償回路30がPWM信号のオンデューティー比に従って補償信号VPWMを生成し、加算回路31が電流制御信号IADJと補償信号VPWMとを所定の比率で加算する。PWM信号のオンデューティー比が小さいときには、補償信号VPWMの電圧が低くなり、加算回路31の出力信号の電圧が、主に電流制御信号IADJによって決定される。従って、半導体光源110に供給される電流ILDは、主に電流制御信号IADJによって制御される。
Therefore, in the present embodiment, the
一方、PWM信号のオンデューティー比が大きいときには、補償信号VPWMの電圧が高くなり、加算回路31の出力信号の電圧が増加する。スイッチング電源回路において、PWM信号のオンデューティー比に従って第2の制御信号GATEのオンデューティー比を増大させることにより、トランジスターQN2がオン状態になっている期間が長くなるので、半導体光源110に流れる電流が増加する。それにより、PWM信号のオンデューティー比が大きいときに、半導体光源110の接合部の温度Tが上昇して順方向電圧VFが低下しても、半導体光源110に供給される電力を一定に近付けることができる。
On the other hand, when the on-duty ratio of the PWM signal is large, the voltage of the compensation signal VPWM becomes high and the voltage of the output signal of the
図5は、半導体光源の順方向電圧と半導体光源に供給される電流との関係を示す図である。図5において、横軸は、半導体光源110の順方向電圧VFを表しており、縦軸は、電流制御信号IADJが一定のときに半導体光源110に供給される電流ILDを表している。図5には、一例として、0℃、25℃、及び、50℃における動作点が示されている。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the forward voltage of the semiconductor light source and the current supplied to the semiconductor light source. 5, the horizontal axis represents the forward voltage V F of the
PWM信号のオンデューティー比が大きいときには、半導体光源110の接合部の温度が高くなって順方向電圧VFが低下するが、加算回路31の出力信号に基づいてスイッチング電源回路を制御することにより、半導体光源110に供給される電流ILDを増加させて、半導体光源110に供給される電力を一定に近付けることができる。その結果、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源の光出力のリニアリティーを改善することができる。
When the on-duty ratio of the PWM signal is large, the forward voltage V F is decreased higher junction temperature of the
<投写型表示装置>
次に、本発明の一実施形態に係る投写型表示装置(ビデオプロジェクター)について説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の構成例を示すブロック図である。投写型表示装置200は、外部から電源電圧が供給されると共に、パーソナルコンピューターやビデオプレーヤー等の画像データ供給装置から画像データが供給されて、画像データに基づいてスクリーン(投射面)300に画像を投射する。
<Projection type display device>
Next, a projection type display device (video projector) according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a projection type display device according to an embodiment of the present invention. The projection
図6に示すように、投写型表示装置200は、電源回路210と、画像データ処理部220と、制御部230と、光源装置240と、パネル250と、投射光学系260とを含んでいる。ここで、光源装置240は、本発明の一実施形態に係る光源装置であり、半導体装置100と、半導体光源110とを含んでいる。
As shown in FIG. 6, the projection
電源回路210は、例えば、外部から供給されるAC100Vの電源電圧に基づいて、DCのロジック電源電圧を生成して画像データ処理部220及び制御部230等に供給すると共に、ロジック電源電圧よりも高いDCの電源電圧を生成して光源装置240の半導体装置100等に供給する。
For example, the
画像データ処理部220及び制御部230は、例えば、少なくとも1つのマイクロコンピューター等で構成される。画像データ処理部220は、外部から供給される画像データを処理して表示用の画像信号及び同期信号を生成し、画像信号及び同期信号をパネル250に供給することにより、パネル250を駆動して描画を行う。
The image
制御部230は、リモコン又は操作パネル(図示せず)を用いて操作者が行う操作に従って、投写型表示装置200の各部を制御する。操作者が調光を指示した場合には、制御部230が、操作者が指示した調光を実現するためのPWM信号及び電流制御信号IADJを生成して、光源装置240の半導体装置100に供給する。それにより、半導体装置100が、半導体光源110の発光動作を制御する。
The
光源装置240は、制御部230から供給されるPWM信号及び電流制御信号IADJに従う明るさで発光して、パネル250に光を照射する。例えば、半導体光源110が青色光を発生する複数のレーザーダイオードを含む場合に、光源装置240は、一部のレーザーダイオードが発生した青色光を受けて黄色光を発生する蛍光体と、波長に従って黄色光から赤色光及び緑色光を分離する分光部とをさらに含んでも良い。その場合には、光源装置240が、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の光を発生することができる。
The
パネル250は、画像データ処理部220から供給される画像信号及び同期信号に従って、光源装置240から照射される光を変調する。例えば、パネル250は、RGBの3色に対応した3枚の液晶パネルを含んでも良い。各々の液晶パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素における光の透過率を変化させることによって画像を形成する。パネル250によって変調された変調光は、投射光学系260に導かれる。
The
投射光学系260は、少なくとも1つのレンズを含んでいる。例えば、パネル250によって変調された変調光をスクリーン300上に投射して結像させるためのレンズ群である投射レンズと、投射レンズの絞りの状態、ズームの状態、又は、シフト位置等を調整する各種の調整機構とが、投射光学系260に設けられている。それらの調整機構は、制御部230によって制御される。投射光学系260が変調光をスクリーン300上に投射することにより、スクリーン300に画像が表示される。
The projection
本実施形態によれば、実際の半導体光源駆動時の特性曲線を用いて設定される目標値テーブルを用いることなく、比較的簡単な回路構成で、PWM信号のオンデューティー比に対する半導体光源110の光出力のリニアリティーを改善した光源装置240を用いて、投写される画像の輝度を正確に制御することができる。
According to the present embodiment, the light of the
製品毎又は機種毎に目標値テーブルを設定する場合には、多くの工数を要するのでコストも上昇するが、本実施形態によれば、比較的簡単なアナログ回路のみで補償特性を調整することができるので、光源装置240又は投写型表示装置200を安価に製造することが可能となる。
When setting the target value table for each product or model, a lot of man-hours are required and the cost increases, but according to this embodiment, the compensation characteristics can be adjusted only by a relatively simple analog circuit. Therefore, the
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made within the technical idea of the present invention by a person having ordinary knowledge in the art.
10a、10b…内部レギュレーター、11、12…レベルシフター、20…駆動回路、30…補償回路、31…加算回路、32…電圧制限回路、40…電流検出回路、50…エラーアンプ、51…スイッチ回路、52…コンパレーター、60…スロープ補償回路、70…クロック信号生成回路、80…スイッチング制御回路、90…駆動回路、100…半導体装置、110…半導体光源、200…投写型表示装置、210…電源回路、220…画像データ処理部、230…制御部、240…光源装置、250…パネル、260…投射光学系、300…スクリーン、QN1、QN2…NチャネルMOSトランジスター、D1〜D3…ダイオード、D4…ツェナーダイオード、L1…インダクター、C1〜C7…キャパシター、R1〜R5…抵抗 10a, 10b ... Internal regulator, 11, 12 ... Level shifter, 20 ... Drive circuit, 30 ... Compensation circuit, 31 ... Addition circuit, 32 ... Voltage limiting circuit, 40 ... Current detection circuit, 50 ... Error amplifier, 51 ... Switch circuit , 52 ... Comparator, 60 ... Slope compensation circuit, 70 ... Clock signal generation circuit, 80 ... Switching control circuit, 90 ... Drive circuit, 100 ... Semiconductor device, 110 ... Semiconductor light source, 200 ... Projection type display device, 210 ... Power supply Circuit, 220 ... Image data processing unit, 230 ... Control unit, 240 ... Light source device, 250 ... Panel, 260 ... Projection optical system, 300 ... Screen, QN1, QN2 ... N channel MOS transistor, D1 to D3 ... Diode, D4 ... Zener diode, L1 ... inductor, C1 to C7 ... capacitor, R1 to R5 ... resistor
Claims (6)
前記半導体光源に直列接続された第1のスイッチング素子と、
PWM信号が活性化されているときに第1の制御信号を活性化して前記第1のスイッチング素子をオン状態とする駆動回路と、
第2の制御信号に従ってスイッチング動作を行う第2のスイッチング素子を含み、前記第1のスイッチング素子がオン状態であるときに前記半導体光源に電流を供給するスイッチング電源回路と、
前記半導体光源に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出部と、
前記PWM信号のオンデューティー比に従って変化する電圧を有する補償信号を生成する補償回路と、
電流制御信号と前記補償信号とを所定の比率で加算する加算回路と、
前記加算回路の出力信号と前記第1の電流検出信号との差を増幅して誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記第2のスイッチング素子に流れる電流を検出して第2の電流検出信号を出力する第2の電流検出部と、
前記第2の電流検出信号と前記誤差信号とに基づいて前記第2の制御信号を生成するスイッチング電源制御回路と、
を備える光源装置。 With a semiconductor light source
The first switching element connected in series to the semiconductor light source and
A drive circuit that activates the first control signal when the PWM signal is activated to turn on the first switching element, and
A switching power supply circuit that includes a second switching element that performs a switching operation according to a second control signal and supplies a current to the semiconductor light source when the first switching element is in the ON state.
A first current detection unit that detects the current flowing through the semiconductor light source and outputs a first current detection signal.
A compensation circuit that generates a compensation signal having a voltage that changes according to the on-duty ratio of the PWM signal, and a compensation circuit.
An adder circuit that adds the current control signal and the compensation signal at a predetermined ratio,
An error amplifier that amplifies the difference between the output signal of the adder circuit and the first current detection signal to generate an error signal, and
A second current detection unit that detects the current flowing through the second switching element and outputs a second current detection signal, and a second current detection unit.
A switching power supply control circuit that generates the second control signal based on the second current detection signal and the error signal.
A light source device equipped with.
前記半導体光源と前記第2のスイッチング素子との間に接続されたインダクターと、
前記インダクターの一端と電源ノードとの間に接続されたキャパシターと、
前記インダクターの他端に接続されたアノード及び前記電源ノードに接続されたカソードを有するダイオードと、
をさらに含み、前記第1及び第2のスイッチング素子がオン状態であるときに、前記半導体光源及び前記インダクターに電流が流れて前記インダクターにエネルギーが蓄積され、前記第1のスイッチング素子がオン状態で前記第2のスイッチング素子がオフ状態であるときに、前記インダクターに蓄積されたエネルギーによって前記半導体光源及び前記ダイオードに電流が流れる、請求項1〜3のいずれか1項記載の光源装置。 The switching power supply circuit
An inductor connected between the semiconductor light source and the second switching element,
A capacitor connected between one end of the inductor and the power supply node,
A diode having an anode connected to the other end of the inductor and a cathode connected to the power supply node,
When the first and second switching elements are in the ON state, a current flows through the semiconductor light source and the inductor to store energy in the inductor, and the first switching element is in the ON state. The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the second switching element is in the off state, a current flows through the semiconductor light source and the diode by the energy stored in the inductor.
前記第1のスイッチング素子がオン状態であるときに前記半導体光源に電流を供給するスイッチング電源回路においてスイッチング動作を行う第2のスイッチング素子を制御する第2の制御信号を生成するスイッチング電源制御回路と、
前記半導体光源に直列接続された第1の電流検出素子に流れる電流を検出して第1の電流検出信号を出力する第1の電流検出回路と、
前記PWM信号のオンデューティー比に従って変化する電圧を有する補償信号を生成する補償回路と、
電流制御信号と前記補償信号とを所定の比率で加算する加算回路と、
前記加算回路の出力信号と前記第1の電流検出信号との差を増幅して誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記第2のスイッチング素子に直列接続された第2の電流検出素子に流れる電流を検出して第2の電流検出信号を出力する第2の電流検出回路と、
を備え、前記スイッチング電源制御回路が、前記第2の電流検出信号と前記誤差信号とに基づいて前記第2の制御信号を生成する、半導体装置。 A drive circuit that activates the first control signal when the PWM signal is activated and turns on the first switching element connected in series with the semiconductor light source.
A switching power supply control circuit that generates a second control signal for controlling a second switching element that performs a switching operation in a switching power supply circuit that supplies a current to the semiconductor light source when the first switching element is in the ON state. ,
A first current detection circuit that detects the current flowing through the first current detection element connected in series to the semiconductor light source and outputs a first current detection signal.
A compensation circuit that generates a compensation signal having a voltage that changes according to the on-duty ratio of the PWM signal, and a compensation circuit.
An adder circuit that adds the current control signal and the compensation signal at a predetermined ratio,
An error amplifier that amplifies the difference between the output signal of the adder circuit and the first current detection signal to generate an error signal, and
A second current detection circuit that detects the current flowing through the second current detection element connected in series to the second switching element and outputs a second current detection signal.
The semiconductor device, wherein the switching power supply control circuit generates the second control signal based on the second current detection signal and the error signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018010296A JP6988515B2 (en) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Light source device, projection type display device, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018010296A JP6988515B2 (en) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Light source device, projection type display device, and semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019129080A JP2019129080A (en) | 2019-08-01 |
| JP6988515B2 true JP6988515B2 (en) | 2022-01-05 |
Family
ID=67472702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018010296A Active JP6988515B2 (en) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | Light source device, projection type display device, and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6988515B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022113203A (en) | 2021-01-25 | 2022-08-04 | セイコーエプソン株式会社 | Integrated circuit device and light source device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011014828A (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Sony Corp | Light emission control circuit, and electronic equipment |
| JP2012118313A (en) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Mitsumi Electric Co Ltd | Luminance controller, display device with luminance controller, and illuminating device |
| JP2014026954A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | O2 Micro Inc | Circuit and method for driving light source |
| JP6242508B2 (en) * | 2014-04-29 | 2017-12-06 | リニアー テクノロジー コーポレイションLinear Technology Corporation | Pre-charging inductor in a switching converter to achieve high PWM dimming ratio in LED drivers |
-
2018
- 2018-01-25 JP JP2018010296A patent/JP6988515B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019129080A (en) | 2019-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108243542B (en) | Light emission control circuit, light source device and projection type image display device | |
| US10334694B2 (en) | Light emission control circuit, light source device, and projection type video display apparatus | |
| US10506677B2 (en) | Light source device, projection type display device, and semiconductor device | |
| JP4922052B2 (en) | LED driving device having overvoltage protection and duty control function | |
| CN104753349B (en) | Supply unit and the display device including the supply unit | |
| US10101646B2 (en) | Semiconductor device, light emission control circuit, and electronic appliance | |
| TW201315114A (en) | Electronic circuits and techniques for improving a short duty cycle behavior of a DC-DC converter driving a load | |
| JP6678289B2 (en) | Semiconductor light source driving device and projection type video display device | |
| JP2009141240A (en) | Light emitting element drive device and electronic apparatus | |
| JP5567509B2 (en) | LED drive circuit | |
| KR102825985B1 (en) | Power provider and driving method thereof | |
| KR101087749B1 (en) | Current detector and driving device of light emitting diode comprising same | |
| JP6805808B2 (en) | Light emission control circuit, light source device, and electronic equipment | |
| US10993306B2 (en) | Light emission control device, light source device, and projection-type video display apparatus | |
| US11032880B2 (en) | Light emission control device, light source device, and projection-type video display apparatus | |
| JP6988515B2 (en) | Light source device, projection type display device, and semiconductor device | |
| JP2019071211A (en) | Light emission control circuit, light source device, and projection type video display device | |
| US10945321B2 (en) | Light source apparatus and projection-type display apparatus | |
| KR20140085103A (en) | Feedback control circuit and power supply apparatus using dimming adjustment and forward voltage control | |
| JP2019071269A (en) | Light emission control circuit, light source device, and projection type video display device | |
| JP2005116859A (en) | Current-driven light-emitting element driving circuit | |
| JP2015012252A (en) | Current detection circuit | |
| JP6486606B2 (en) | LED array drive circuit | |
| US20200413523A1 (en) | Light source apparatus and projection-type display apparatus | |
| JP4728672B2 (en) | PWM drive circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180910 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181121 |
|
| RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20200807 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201118 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210916 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210928 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211102 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6988515 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |