自動復帰機能を有した電源制御装置およびこれを用いた映像表示装置
【課題】複数のチャンネルを有する定電流電源について、正常動作中に異常な回路接続によって保護が働いた後、正常接続の状態に遷移したとき、チャンネル個別に自動で復帰させること。
【解決手段】複数のチャンネルを有する定電流電源装置であって、定電流電源装置は、各チャンネルの動作を検知する動作判定部１２４に基づき、動作制御部１２３を介して定電流制御部１２５にて各チャンネルの電流引き込み量が設定電流値に対して微笑になるように切り替え、さらにエラーアンプとの接続を遮断する。これにより異常接続状態で停止しているチャンネルは、その後正常な接続状態に遷移したときにチャンネルごと独立して自動に復帰させることができる
【解決手段】複数のチャンネルを有する定電流電源装置であって、定電流電源装置は、各チャンネルの動作を検知する動作判定部１２４に基づき、動作制御部１２３を介して定電流制御部１２５にて各チャンネルの電流引き込み量が設定電流値に対して微笑になるように切り替え、さらにエラーアンプとの接続を遮断する。これにより異常接続状態で停止しているチャンネルは、その後正常な接続状態に遷移したときにチャンネルごと独立して自動に復帰させることができる
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動復帰機能を有した電源制御装置およびこれを用いた映像表示装置に関し、特に不慮の異常接続により保護動作が働いた後、正常接続状態に戻ったとき、自動で正常動作に復帰する、自動復帰機能を有した電源制御装置およびこれを用いた映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像表示装置としての典型的なものとして、液晶ディスプレイなどが用いられる映像表示装置があげられる。このような映像表示装置においては、液晶ディスプレイに対するバックライトの光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）が多く用いられ、一般的に、このＬＥＤの電源装置としては、定電流出力が可能な定電流電源が用いられる。
【０００３】
そして定電流電源には、予期できない状態にも対応するように電源を保護するための電源装置（または回路）が組み込まれている。
【０００４】
従来のＬＥＤ用の定電流源として、ＬＥＤの調光制御にＰＷＭ制御を使用している際に、ＬＥＤが開放状態となっても他のＬＥＤに影響が生じないようにＬＥＤが開放状態の場合に保護回路の動作によって、そのＬＥＤユニットを短絡させる保護回路と、ＬＥＤユニットのＬＥＤが開放状態になったときに対応する保護回路をオンさせる動作電圧を発生する電圧発生回路と、保護回路がオンしているときにそのオン電流に基づき、ＰＷＭ制御のオフ期間であっても保護回路のオン動作を持続させる電圧を発生する充電回路とを備えたＬＥＤ点灯装置および照明装置システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来の電源制御装置として、スイッチング電源の出力電圧が短絡等で過電流状態となった場合、過電流検知部がソフトスタート回路の出力電圧を０Ｖまで下げ、ＰＷＭ比較器は、一旦パルス信号を出力しなくなるものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２に記載のものは、ソフトスタート手段の出力が所定の電圧となるまで比較手段の出力がスイッチング手段に入力されず、過電流保護のノンプロテクト期間中のスイッチング手段の動作を阻止することができるので、ソフトスタート手段の電圧復帰毎の出力ピーク電流値を低減することができ、出力に接続された素子に与える悪影響を軽減するとともに、出力ピーク電流によるＩＣ等の他素子へのＧＮＤ揺れ等の影響を低減することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０４８６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、ＬＥＤユニットが複数直列接続されて用いられる場合において他のＬＥＤユニットで点灯動作を維持できるものの、次のような場合は点灯動作が維持できない。
【０００９】
すなわち、単体のＬＥＤ素子または直列に接続された複数のＬＥＤ素子（ただし、それ
ぞれの順方向を同一にしたもの）をＬＥＤ列と称すると、このＬＥＤ列が２列以上並列に接続され（ＬＥＤ群）、それぞれのアノードを共通にして電源に接続された状態においては、各ＬＥＤ列ごとの電圧を検知することができないため、各列ごとの電源制御を行うことができず、また、各ＬＥＤ素子個別に特許文献１に記載のものを適用した場合、装置の規模が大きくなりコストが高くなるという問題点があった。
【００１０】
さらに、上記特許文献２に記載のスイッチング電源は、負荷として上述のようなＬＥＤ群が接続されている場合、過電流保護が動作したときに、全列のスイッチ素子の動作を停止させてしまい、正常状態で動作している列のＬＥＤまで電源供給を止めてしまうことになる。
【００１１】
例えば、ＬＥＤ群を液晶ディスプレイのバックライトの光源として用いる場合、ＬＥＤを駆動する電源装置は、ＬＥＤ群のカソードと定電流電源との接続端子（チャンネル）、を複数有しており、複数の列のうち１列のみＬＥＤ列のアノードとカソード間が短絡してしまった場合、復帰する際にリセット動作するため、全列のＬＥＤが一時的に消灯するので黒画をはさまなければならず、ユーザに違和感を与えてしまうことが考えられる。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決することにあり、電源に対する負荷として複数のＬＥＤ列を有するＬＥＤ群が接続された場合に、予期していなかった不慮の過電流や過電圧によって特定の列の負荷に対して保護動作が働いた場合でも、並列接続された他の列の負荷に影響を与えることなく、並列接続された各列ごとに正常に動作を復帰させることが可能な電源制御装置および映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の電源制御装置は、単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続される電源制御装置であって、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流値を検出し、検出した電流値があらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と前記動作判定部の結果に基づいて前記ＬＥＤ列に流す電流値を変更するよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限するという構成を有する。
【００１４】
さらに、本発明の映像表示装置は、映像を表示する画面と、前記画面に向けて光を放射する単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続されてなるバックライトと、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流をあらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と動作判定部の結果に基づいて 電流値を切替えるよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、前記動作判定部が、複数のＬＥＤのいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、 前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限するという構成を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電源の負荷として複数のＬＥＤ列を有するＬＥＤ群が接続されている場合に、予期していなかった不慮の過電流や過電圧によって特定の列の負荷に対して保護動作が働いた場合でも、他の列の負荷に影響を与えることなく、並列接続された各列ごと
ンネル毎に正常に動作を復帰させることができる電源制御装置を提供することができ、これを用いることで不必要に使用者への違和感を与えることの無い映像表示装置を提供することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における電源制御装置および映像装置とその周辺構成を含むシステムを示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における電源制御装置の全体構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における電源制御装置の保護動作を検知し、復帰させるまでの動作説明のためのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における自動復帰機能を有した電源制御装置、およびこれを用いた映像表示装置を含むシステムの全体ブロック図である。
【００１８】
このシステムは、映像表示装置１と映像表示装置１に接続される映像源２とから構成される。自動復帰機能を有した電源制御装置は、詳細後述するＬＥＤ制御ＬＳＩ１２がこれに該当し、本実施の形態においては、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は映像表示装置１の内部に設けられている。
【００１９】
まず、映像源２について説明する。映像源２は、映像表示装置１に接続されており、映像表示装置１に対して、映像信号Ａを送信する。
【００２０】
図１には、映像源２の例としてＤＶＤプレイヤ２Ａ及びチューナ２Ｂを示している。ＤＶＤプレイヤ２Ａは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）から読み出され再生された映像Ａを映像表示装置１に送信する。チューナ２Ｂは、例えば地上デジタル放送等を受信し、再生した番組を構成する映像Ｂを、映像表示装置１へ送信する。なお、ＤＶＤプレイヤ２Ａ及びチューナ２Ｂは、映像以外に音声も同様に送信する。
【００２１】
次に、本実施の形態における映像表示装置１について説明する。映像表示装置１は、少なくとも、映像処理ＬＳＩ１１と、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２と、ディスプレイ１３と、ＣＰＵ１４とを備えている。
【００２２】
ＣＰＵ１２は、機能ブロックに分けると、映像処理制御部１４１と、バックライト制御部１４２とを含む。また、ディスプレイ１３は、画面１３１と、バックライトとしてＬＥＤ群１３２とを含む。
【００２３】
前述したとおり、映像源２が映像表示装置１へ映像信号を送信すると、映像信号は、映像処理ＬＳＩ１１に入力され、入力された映像信号データに基づいてＣＰＵ１４内の映像処理制御部１４１にて信号処理され、映像処理制御部１４１がディスプレイ１３内画面１３１へ信号処理後の映像信号を送信する。
【００２４】
ここで、画面１３１は、本実施の形態においても一般的に用いられる液晶パネルなど自発光しないディスプレイが用いられる。液晶パネルなどの自発光しないディスプレイは、画面１３１に向けて光を放射するためのバックライトとしてＬＥＤ群１３２が用いられる。
【００２５】
ＬＥＤ群１３２は、単体のＬＥＤ素子または直列に接続された複数のＬＥＤ素子（ただし、それぞれの順方向を同一にしたもの）をＬＥＤ列と称したときに、このＬＥＤ列が２
列以上並列に接続された構成である。
【００２６】
そして、ＬＥＤ群１３２は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２によって制御され、またＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＣＰＵ１４内バックライト制御部１４２に制御され液晶パネルの輝度を調整する機能を有する。
【００２７】
以上のように構成されたシステムにおいて、次に、図２を用いてこのシステムに適用されるＬＥＤ制御回路について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ制御ＬＳＩ１２の全体回路構成及び周辺の部品構成を示しているＬＥＤ制御回路１５を示すブロック図である。
【００２９】
ＬＥＤ制御回路１５は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２と、入力コンデンサＣ１と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、出力コンデンサＣ２と、を備えている。ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は少なくとも、スイッチ部１２１と、エラーアンプ１２２と、動作制御部１２３と、動作判定部１２４と、定電流制御部１２５と、を有している。
【００３０】
ＬＥＤ制御回路１５は、バックライトとしてのＬＥＤ群１３２を制御するためのものである。ＬＥＤ群１３２は、本実施の形態においては図２に示すように、３列構成のＬＥＤ列のそれぞれのアノードとダイオードＤ１とが接続され、ＬＥＤ列のそれぞれのカソードは列ごとに独立してＬＥＤ制御ＬＳＩ１２内の定電流制御部１２５に接続されている。
【００３１】
ただし、ＬＥＤ列の数および一列あたりのＬＥＤ素子の数は、この数に限定されるものではない。
【００３２】
スイッチ部１２１は、ダイオードＤ１とインダクタＬ１に接続される。また、入力コンデンサＣ１と出力コンデンサＣ２は、バイパスコンデンサとしてＬＥＤ制御回路１５の電源ラインに接続される。
【００３３】
エラーアンプ１２２とは、詳細後述するとおりＬＥＤ列に流れる電流量とあらかじめ設定された電流量（電流値）とを常に比較しながら，その誤差を基にスイッチ部１２１のスイッチ動作（スイッチをオンさせたりオフさせたりする、所謂オンオフ動作）を制御させる機能を有する。
【００３４】
ここで、「あらかじめ設定された電流量」とは、たとえばＬＥＤ群をバックライトとして利用した際に、ディスプレイ１３に表示した映像を視聴するのに適した輝度を保つためにＬＥＤ列に流すべき電流量であって、映像表示装置１の製造時や、映像表示装置１の使用者によって、あらかじめ設定される量（値）を指す。
【００３５】
定電流制御部１２５は、ＬＥＤ群１３２の各列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流値を検出すると共に、この検出した電流値が、あらかじめ設定した電流値となるように動作させる機能と、ＬＥＤ群１３２のいずれかの列が、異常な接続状態であるとき、動作制御部１２３からの制御信号を受けＬＥＤ群１３２の異常接続状態にある列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流量を変更する機能を有する。ただし、「電流量を変更する」には「電流量を停止する」意図も含まれる。
【００３６】
動作判定部１２４は、ＬＥＤ群１３２のいずれかの列が異常な接続状態であった場合、異常な状態であることを検知し、ＬＥＤ群１３２内のどのＬＥＤ列が、異常な接続状態であるかを判定し、判定結果を動作制御部１２３へ通知する機能を有する。
【００３７】
動作制御部１２３は、ＬＥＤ群１３２の異常な接続状態の列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流を停止させるように制御し、ＬＥＤ群１３２の異常な接続状態であるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続を遮断する機能を有する。
【００３８】
次にＬＥＤ制御回路１５の動作について説明する。ＬＥＤ制御回路１５は以下に詳細説明するとおり、定電流制御部１２５によってＬＥＤ群１３２の各列にあらかじめ設定された電流を流すように制御する回路である。
【００３９】
まず、正常状態における動作は以下のとおりである。ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、スイッチ部１２１をオンさせて、バッテリーからインダクタＬ１とスイッチ部１２１に電流を流し、インダクタＬ１に電荷を蓄積させる。
【００４０】
次にＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、スイッチ部１２１をオフさせて、インダクタＬ１に蓄えられた電荷をダイオードＤ１で整流し、ＬＥＤ群１３２のアノードに電圧を印加することでＬＥＤ群１３２を発光させる。
【００４１】
定電流制御部１２５は、ＬＥＤ群１３２のカソードからの電流、つまりＬＥＤ群１３２各列に流れる電流を、あらかじめ設定された電流値となるように、後述する定電流制御部内のＦＥＴ３５によって電流量を調整する。
【００４２】
ここでＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ群１３２の各列に流れる電流があらかじめ設定された電流値と異なれば、エラーアンプ１２２の動作によって、スイッチ部１２１のスイッチ動作を制御し、出力電圧を調整する。
【００４３】
つまり、エラーアンプ１２２は、定電流制御部１２５に流れる電流があらかじめ設定された電流値に対して大きい場合、スイッチ部１２１のスイッチ動作を停止させ、出力電圧を小さくさせ、エラーアンプ１２２は、定電流制御部１２５に流れる電流があらかじめ設定された電流値に対して小さい場合、スイッチ部１２１は、スイッチ動作をして、出力電圧を大きくさせる。
【００４４】
このようにエラーアンプ１２２は、ＬＥＤ群１３２に流れる電流量とあらかじめ設定された電流値とを対比し、電流量の大小に応じて、スイッチ部１２１を制御する。
【００４５】
次に、異常状態における動作について、以下に説明する。動作中にＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５とが異常な接続状態なってしまったとき、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流や過電圧がかかり、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を破壊する可能性があるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を保護するための機能をもつ。
【００４６】
本実施の形態のＬＥＤ制御ＬＳＩ１２における保護の動作を図２を用いて説明する。
前述した正常動作時の説明と同様に、３列のＬＥＤ列１３２Ａと、１３２Ｂと、１３２Ｃとを備えるＬＥＤ群１３２がＬＥＤ制御回路１５と接続されている構成を例として説明する。
【００４７】
ＬＥＤ群１３２の周辺にゴミなどが混入してＬＥＤ接続がショートしたりオープンしてしまうことによって、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流が流れたり過電圧が生じた場合、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が破壊される可能性があるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、過電流や過電圧からＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を保護する機能を有している。
【００４８】
このような状況の1例として、正常点灯動作中にＬＥＤ群１３２のＬＥＤ列１３２Ａのみが、異常な接続状態なってしまった場合について考える。
【００４９】
ＬＥＤ列１３２Ａの接続において異常な状態とは、以下の４つが考えられる。１つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡されたとき、２つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａ列が開放されたとき、３つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードが地絡されたとき、４つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａの直列に接続されているＬＥＤ数個が短絡されたとき、が考えられる。
【００５０】
以下には、ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡された異常な接続の時のＬＥＤ制御回路１２の動作について説明する。
【００５１】
ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードとが短絡された場合、ＬＥＤ列１３２ＡからＬＥＤ制御回路１２の定電流制御部１２５のへ過電流が生じる。定電流制御部１２５の構成と動作については、詳細後述するが、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流があらかじめ設定された電流値と大きく異なる場合、動作判定部１２４にて異常接続状態であることを検知し、ＬＥＤ列１３２Ａの接続状態が異常であると判定される。
【００５２】
動作判定部１２４にてＬＥＤ列１３２Ａ異常接続状態であることが判定されると、動作判定部１２４は、異常状態であることを動作制御部１２３に通知して、動作制御部１２３は、定電流制御部１２５にＬＥＤ列１３２Ａのカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流を停止させるように制御し、異常が生じたＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が遮断される。
【００５３】
つまりＬＥＤ群１３２Ａは、定電流制御部１２５にＬＥＤカソードからの電流を流さないように制御され、ＬＳＩに異常電流が流れないため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、保護される。
【００５４】
また、上述したその他、３つの異常な接続状態においてもＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ群１３２Ａからの電流が、あらかじめ設定された電流値と異なることと、ＬＥＤ群１３２のアノード電圧ＶＯＵＴが異常な電圧値であることも検知して同様の動作によりＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される。
【００５５】
以上が、ＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５が不慮のＬＥＤ接続によって、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流や過電圧が生じた場合、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される動作の説明である。
【００５６】
次に図３を用いて、本発明の実施形態に係るＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５が、異常な接続状態から正常接続状態に戻るときの復帰動作について説明する。
【００５７】
ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、図３に示すようにエラーアンプ１２２と、動作制御部１２３と、動作判定部１２４と、定電流制御部１２５と、を有している。
【００５８】
さらに定電流制御部１２５は、抵抗Ｒ１と、比較器３３と、電流ミラー回路３１と、抵抗Ｒ２と、比較器３４と、ＦＥＴ３５と、抵抗Ｒ４と、ミラー回路３２と、抵抗Ｒ３と、アンド回路３６と、ＦＥＴ３７と、を有している。
【００５９】
ＬＥＤ列１３２ＡのカソードはＦＥＴ３５のドレインと接続されている。また、ＦＥＴ３５のゲートと動作判定部１２４が接続されている。動作判定部１２４は、動作制御部１２３と接続されている。動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７とアンド回路３６に接続されている。
【００６０】
ただし、図３には示されていないが、ＦＥＴ３７およびアンド回路３６は、チャンネルごとに設けられていて、各ＬＥＤ列の接続状態に応じた動作が行われる構成となっている。
【００６１】
以上のように構成されたＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に関して、以下、ＬＥＤ列１３２Ａに設定された電流が流れる場合の動作説明をする。ＬＥＤ列１３２Ａ、ＬＥＤ列１３２Ｂ、ＬＥＤ列１３２Ｃ、それぞれに流れる電流は、Ｒ１の抵抗値によってあらかじめ設定される。
【００６２】
定電流制御部１２５は、抵抗Ｒ１に流れる電流を基準値として、ＬＥＤ群１３２のカソードから定電流制御部１２５に流れる電流を比較し、ＬＥＤ群１３２のカソードから定電流制御部１２５に流れる電流値と基準値とを同じ値にするように動作する。詳細動作説明を以下に述べる。
【００６３】
上述した、あらかじめ設定される電流値は、抵抗Ｒ１の定数によって決定される。抵抗Ｒ１に印加される電圧が、比較器３３によって所定の値であるＶＲＥＦ１となるように制御されるため、抵抗Ｒ１に流れる電流も一定値となる。
【００６４】
そして、抵抗Ｒ１に流れる電流は、ミラー回路３１によって増幅され、抵抗Ｒ２によって電流-電圧変換され、電圧Ｖａが、比較器３４に参照される。
【００６５】
ＬＥＤ列１３２Ａのカソードは、ＦＥＴ３５のドレインに接続されており、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗４に電流が流れる。抵抗Ｒ４に印加される電圧は比較器３４に参照され、あらかじめ設定された電圧値Ｖａと抵抗Ｒ４に印加される電圧値とが等しくなるようにＦＥＴ３５がオン・オフ動作することによって、抵抗Ｒ４に流れる電流量が制御される。
【００６６】
すなわち、比較器３４は、抵抗Ｒ４の電圧が基準電圧Ｖａより小さい場合は、ＦＥＴ３５をオンさせ、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗Ｒ４に電流が流れる。逆にＲ４の電圧が基準電圧Ｖａより大きい場合は、比較器３４は、ＦＥＴ３５をオフし、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗Ｒ４に電流を流さない。
【００６７】
このように、抵抗Ｒ１の定数によって、ＬＥＤ列１３２Ａ、ＬＥＤ列１３２Ｂ、ＬＥＤ列１３２Ｃに流れる全ての電流量が決定される。
【００６８】
ＬＥＤ列１３２Ａが、正常な接続状態であるとき上記のようにあらかじめ設定された電流が抵抗Ｒ４に流れるが、ＬＥＤ列１３２Ａが、異常な接続状態となった場合、例えば上記例のＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡された場合は以下のように動作する。
【００６９】
ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡されたとき、Ｒ４に流れる電流は非常に大きくなり、ＦＥＴ３５のゲート電圧も大きくなる。
【００７０】
この場合、ＦＥＴ３５のゲートと動作判定部１２４とが接続されているので、ＦＥＴのゲート電圧は、動作判定部１２４に参照され、動作判定部１２４は、ＦＥＴ３５のゲート電圧があらかじめ設定した電流より非常に大きい場合、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２との接続が異常であることを検知する。
【００７１】
そして、動作判定部１２４は、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２との接続が異
常な接続状態であると判断し、動作制御部１２３に異常を通知する。動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７をオフし、異常な接続状態のＬＥＤ列１３２Ａとエラーアンプ１２２との接続を切断し、アンド回路３６の出力をオフさせ、比較器３４の動作を停止させる。
【００７２】
これによって、ＦＥＴ３５は、オフ状態になりＬＥＤ列１３２Ａから抵抗Ｒ４に電流は流れなくなるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される。
【００７３】
ゴミなどの混入物が排除され、正常な接続状態に戻った場合、常に接続状態を監視している動作判定部１２４は、詳細後述するが、ＬＥＤ列１３２Ａから定電流制御部１２５に流れる電流が動作復帰用のあらかじめ設定された電流量となっている場合を正常な接続状態と判断し、ＬＥＤ列１３２Ａの異常接続により切断されていたエラーアンプ１２２とを接続させ、正常な動作に戻す。
【００７４】
異常な接続状態にあるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が切断されることは、詳細後述するが、あらかじめ設定された電流値となるように動作するスイッチ部１２１と異常な接続状態にあるＬＥＤ列との連動性を無くすことができるため、以下の理由で都合が良い。
【００７５】
すなわち、異常な接続状態にあるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が切断されていない場合に、電流がＬＥＤ列１３２Ａから定電流制御部１２５に流されると、ＬＥＤ列は異常な接続状態であるため、ＬＥＤ列に流される電流は、あらかじめ設定された電流値とならないが、スイッチ部１２２は、エラーアンプ１２２からあらかじめ設定された電流値となるように制御されるため、正常な接続状態であるＬＥＤ列１３２ＢやＬＥＤ列１３２Ｃの電流値が不安定になり、ディスプレイ１３に表示される映像の輝度が変化して、ユーザにちらつきとして見えることになる。
【００７６】
従ってＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続は、異常接続と判断された列のみ切断して、他のＬＥＤ列に影響を与えないようにすることが望ましい。
【００７７】
以下、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが、異常な接続状態での状態から正常な接続状態へ状態に遷移したときの動作について述べる。
動作制御部１２３は、ＬＥＤ列１３２Ａの接続が、いずれ正常に戻った場合に備え、ＬＥＤ列１３２Ａを正常に復帰するための準備を以下のように行う。
【００７８】
動作制御部１２３は比較器３４の基準電圧をＶａから動作復帰用の基準電圧Ｖｂに、例えばスイッチなどで切り替える。
【００７９】
基準電圧Ｖｂは、停止しているＦＥＴ３５のドレインからソースに流れる電流があらかじめ設定された電流に対して微小な電流となるように設定される。
もし、基準電圧Ｖｂが十分小さくなければ、ＬＥＤ列１３２Ａが、接続状態を検知しているときに異常点灯する可能性がある。
【００８０】
基準電圧Ｖｂは、抵抗Ｒ１の電流をミラー回路３２と抵抗Ｒ３によって生成される。基準電圧Ｖｂは、ミラー回路３２の増幅率を小さくさせるか、もしくは、Ｒ３の抵抗値をＲ２よりも小さくさせることによって、基準電圧Ｖａよりも基準電圧Ｖｂが小さくなるように設定される。
【００８１】
動作制御部１２３は、比較器３４の基準電圧を小さく切り替えた後、アンド回路３６の出力をオンし、ＦＥＴ３５のスイッチ動作をオンさせる。抵抗Ｒ４に流れる電流は基準電圧をＶｂに切り替えたため、非常に少ない電流が流れる。
【００８２】
ＬＥＤ列１３２Ａが正常な接続状態に戻った場合、ＦＥＴのゲート電圧がＶｂとなった状態のまま安定するため、動作判定部１２４は、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが正常な接続状態に戻ったと判定する。
【００８３】
動作判定部１２４は、動作制御部１２３にＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが正常な接続状態に戻ったことを通知し、動作制御部１２３は、アンド回路３６の出力をオフし、比較器３４の動作が停止される。
【００８４】
そして動作制御部１２３は、比較器３４が参照する基準電圧を基準電圧Ｖｂから基準電圧Ｖａにスイッチなどで切り替える。比較器３４の基準電圧を切り替えたあと、動作制御部１２３は、アンド回路３６の出力をオンし、比較器３４を動作させる。さらに動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７をオンさせ、ＬＥＤ１３２Ａとエラーアンプ１２２とが接続されるため、ＬＥＤ列１３２Ａがあらかじめ設定された電流となるように動作復帰させる。
【００８５】
以上説明したとおり、保護動作中にカソードからの電流を微小になるように切り替え可能な構成とし、基準電圧Ｖｂを基準電圧Ｖａに対して小さくすることで、他の列に及ぼす影響は殆どない条件で動作判定を行うことができる。
【００８６】
さらに、異常接続されているＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続を切り離すため、スイッチ部２１のスイッチ動作は異常状態にあるＬＥＤ列による影響を受けずに正常な接続状態であるＬＥＤ列１３２ＢとＬＥＤ列１３２Ｃは、正常に動作し続ける。また、このため、ＬＥＤを映像表示装置１のバックライト用光源として適用することでＬＥＤの接続異常時にもディスプレイのちらつきを防止することができる。
【００８７】
以上のように本実施の形態によれば、保護動作中に抵抗Ｒ４に流れる電流が小さくされるため、比較器３４の基準電圧を切り替えるミラー回路３２と抵抗Ｒ３とを備えることにより、抵抗Ｒ４に流れる電流量を微小にして、接続の状態が正常に戻ったかどうかを確実にに検出することができる。
【００８８】
さらに、回路の接続状態を検知するミラー回路を設定値に対して十分小さい電流に構成することにより、省電力状態での検出が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の電源制御回路は、ＬＥＤ素子の不慮な異常接続の状態となり、過電流や過電圧が生じ、ＬＥＤ制御ＬＳＩを保護する。そしてＬＥＤ制御ＬＳＩを保護した状態から、ＬＥＤ素子との接続が、正常な接続状態に遷移したときに正常にＬＥＤ制御ＬＳＩの動作を復帰させる機能として有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 映像表示装置
１１ 映像処理ＬＳＩ
１２ ＬＥＤ制御ＬＳＩ
１２１ スイッチ部
１２２ エラーアンプ
１２３ 動作制御部
１２４ 動作判定部
１２５ 定電流制御部
１３ ディスプレイ
１３１ 画面
１３２ ＬＥＤ群
１３２Ａ ＬＥＤ列
１３２Ｂ ＬＥＤ列
１３２Ｃ ＬＥＤ列
１４ ＣＰＵ
１４１ 映像処理制御部
１４２ バックライト制御部
２ 映像源
２Ａ ＤＶＤプレイヤ
２Ｂ チューナ
３１、３２ 電流ミラー回路
３３、３４ 比較器
３５、３７ ＭＯＳＦＥＴ
３６ ＡＮＤ回路
Ｃ１ 入力コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
Ｄ１ ダイオード
Ｃ２ 出力コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動復帰機能を有した電源制御装置およびこれを用いた映像表示装置に関し、特に不慮の異常接続により保護動作が働いた後、正常接続状態に戻ったとき、自動で正常動作に復帰する、自動復帰機能を有した電源制御装置およびこれを用いた映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像表示装置としての典型的なものとして、液晶ディスプレイなどが用いられる映像表示装置があげられる。このような映像表示装置においては、液晶ディスプレイに対するバックライトの光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）が多く用いられ、一般的に、このＬＥＤの電源装置としては、定電流出力が可能な定電流電源が用いられる。
【０００３】
そして定電流電源には、予期できない状態にも対応するように電源を保護するための電源装置（または回路）が組み込まれている。
【０００４】
従来のＬＥＤ用の定電流源として、ＬＥＤの調光制御にＰＷＭ制御を使用している際に、ＬＥＤが開放状態となっても他のＬＥＤに影響が生じないようにＬＥＤが開放状態の場合に保護回路の動作によって、そのＬＥＤユニットを短絡させる保護回路と、ＬＥＤユニットのＬＥＤが開放状態になったときに対応する保護回路をオンさせる動作電圧を発生する電圧発生回路と、保護回路がオンしているときにそのオン電流に基づき、ＰＷＭ制御のオフ期間であっても保護回路のオン動作を持続させる電圧を発生する充電回路とを備えたＬＥＤ点灯装置および照明装置システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来の電源制御装置として、スイッチング電源の出力電圧が短絡等で過電流状態となった場合、過電流検知部がソフトスタート回路の出力電圧を０Ｖまで下げ、ＰＷＭ比較器は、一旦パルス信号を出力しなくなるものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２に記載のものは、ソフトスタート手段の出力が所定の電圧となるまで比較手段の出力がスイッチング手段に入力されず、過電流保護のノンプロテクト期間中のスイッチング手段の動作を阻止することができるので、ソフトスタート手段の電圧復帰毎の出力ピーク電流値を低減することができ、出力に接続された素子に与える悪影響を軽減するとともに、出力ピーク電流によるＩＣ等の他素子へのＧＮＤ揺れ等の影響を低減することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０４８６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、ＬＥＤユニットが複数直列接続されて用いられる場合において他のＬＥＤユニットで点灯動作を維持できるものの、次のような場合は点灯動作が維持できない。
【０００９】
すなわち、単体のＬＥＤ素子または直列に接続された複数のＬＥＤ素子（ただし、それ
ぞれの順方向を同一にしたもの）をＬＥＤ列と称すると、このＬＥＤ列が２列以上並列に接続され（ＬＥＤ群）、それぞれのアノードを共通にして電源に接続された状態においては、各ＬＥＤ列ごとの電圧を検知することができないため、各列ごとの電源制御を行うことができず、また、各ＬＥＤ素子個別に特許文献１に記載のものを適用した場合、装置の規模が大きくなりコストが高くなるという問題点があった。
【００１０】
さらに、上記特許文献２に記載のスイッチング電源は、負荷として上述のようなＬＥＤ群が接続されている場合、過電流保護が動作したときに、全列のスイッチ素子の動作を停止させてしまい、正常状態で動作している列のＬＥＤまで電源供給を止めてしまうことになる。
【００１１】
例えば、ＬＥＤ群を液晶ディスプレイのバックライトの光源として用いる場合、ＬＥＤを駆動する電源装置は、ＬＥＤ群のカソードと定電流電源との接続端子（チャンネル）、を複数有しており、複数の列のうち１列のみＬＥＤ列のアノードとカソード間が短絡してしまった場合、復帰する際にリセット動作するため、全列のＬＥＤが一時的に消灯するので黒画をはさまなければならず、ユーザに違和感を与えてしまうことが考えられる。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決することにあり、電源に対する負荷として複数のＬＥＤ列を有するＬＥＤ群が接続された場合に、予期していなかった不慮の過電流や過電圧によって特定の列の負荷に対して保護動作が働いた場合でも、並列接続された他の列の負荷に影響を与えることなく、並列接続された各列ごとに正常に動作を復帰させることが可能な電源制御装置および映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の電源制御装置は、単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続される電源制御装置であって、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流値を検出し、検出した電流値があらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と前記動作判定部の結果に基づいて前記ＬＥＤ列に流す電流値を変更するよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限するという構成を有する。
【００１４】
さらに、本発明の映像表示装置は、映像を表示する画面と、前記画面に向けて光を放射する単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続されてなるバックライトと、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流をあらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と動作判定部の結果に基づいて 電流値を切替えるよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、前記動作判定部が、複数のＬＥＤのいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、 前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限するという構成を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電源の負荷として複数のＬＥＤ列を有するＬＥＤ群が接続されている場合に、予期していなかった不慮の過電流や過電圧によって特定の列の負荷に対して保護動作が働いた場合でも、他の列の負荷に影響を与えることなく、並列接続された各列ごと
ンネル毎に正常に動作を復帰させることができる電源制御装置を提供することができ、これを用いることで不必要に使用者への違和感を与えることの無い映像表示装置を提供することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における電源制御装置および映像装置とその周辺構成を含むシステムを示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における電源制御装置の全体構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における電源制御装置の保護動作を検知し、復帰させるまでの動作説明のためのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における自動復帰機能を有した電源制御装置、およびこれを用いた映像表示装置を含むシステムの全体ブロック図である。
【００１８】
このシステムは、映像表示装置１と映像表示装置１に接続される映像源２とから構成される。自動復帰機能を有した電源制御装置は、詳細後述するＬＥＤ制御ＬＳＩ１２がこれに該当し、本実施の形態においては、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は映像表示装置１の内部に設けられている。
【００１９】
まず、映像源２について説明する。映像源２は、映像表示装置１に接続されており、映像表示装置１に対して、映像信号Ａを送信する。
【００２０】
図１には、映像源２の例としてＤＶＤプレイヤ２Ａ及びチューナ２Ｂを示している。ＤＶＤプレイヤ２Ａは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）から読み出され再生された映像Ａを映像表示装置１に送信する。チューナ２Ｂは、例えば地上デジタル放送等を受信し、再生した番組を構成する映像Ｂを、映像表示装置１へ送信する。なお、ＤＶＤプレイヤ２Ａ及びチューナ２Ｂは、映像以外に音声も同様に送信する。
【００２１】
次に、本実施の形態における映像表示装置１について説明する。映像表示装置１は、少なくとも、映像処理ＬＳＩ１１と、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２と、ディスプレイ１３と、ＣＰＵ１４とを備えている。
【００２２】
ＣＰＵ１２は、機能ブロックに分けると、映像処理制御部１４１と、バックライト制御部１４２とを含む。また、ディスプレイ１３は、画面１３１と、バックライトとしてＬＥＤ群１３２とを含む。
【００２３】
前述したとおり、映像源２が映像表示装置１へ映像信号を送信すると、映像信号は、映像処理ＬＳＩ１１に入力され、入力された映像信号データに基づいてＣＰＵ１４内の映像処理制御部１４１にて信号処理され、映像処理制御部１４１がディスプレイ１３内画面１３１へ信号処理後の映像信号を送信する。
【００２４】
ここで、画面１３１は、本実施の形態においても一般的に用いられる液晶パネルなど自発光しないディスプレイが用いられる。液晶パネルなどの自発光しないディスプレイは、画面１３１に向けて光を放射するためのバックライトとしてＬＥＤ群１３２が用いられる。
【００２５】
ＬＥＤ群１３２は、単体のＬＥＤ素子または直列に接続された複数のＬＥＤ素子（ただし、それぞれの順方向を同一にしたもの）をＬＥＤ列と称したときに、このＬＥＤ列が２
列以上並列に接続された構成である。
【００２６】
そして、ＬＥＤ群１３２は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２によって制御され、またＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＣＰＵ１４内バックライト制御部１４２に制御され液晶パネルの輝度を調整する機能を有する。
【００２７】
以上のように構成されたシステムにおいて、次に、図２を用いてこのシステムに適用されるＬＥＤ制御回路について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ制御ＬＳＩ１２の全体回路構成及び周辺の部品構成を示しているＬＥＤ制御回路１５を示すブロック図である。
【００２９】
ＬＥＤ制御回路１５は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２と、入力コンデンサＣ１と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、出力コンデンサＣ２と、を備えている。ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は少なくとも、スイッチ部１２１と、エラーアンプ１２２と、動作制御部１２３と、動作判定部１２４と、定電流制御部１２５と、を有している。
【００３０】
ＬＥＤ制御回路１５は、バックライトとしてのＬＥＤ群１３２を制御するためのものである。ＬＥＤ群１３２は、本実施の形態においては図２に示すように、３列構成のＬＥＤ列のそれぞれのアノードとダイオードＤ１とが接続され、ＬＥＤ列のそれぞれのカソードは列ごとに独立してＬＥＤ制御ＬＳＩ１２内の定電流制御部１２５に接続されている。
【００３１】
ただし、ＬＥＤ列の数および一列あたりのＬＥＤ素子の数は、この数に限定されるものではない。
【００３２】
スイッチ部１２１は、ダイオードＤ１とインダクタＬ１に接続される。また、入力コンデンサＣ１と出力コンデンサＣ２は、バイパスコンデンサとしてＬＥＤ制御回路１５の電源ラインに接続される。
【００３３】
エラーアンプ１２２とは、詳細後述するとおりＬＥＤ列に流れる電流量とあらかじめ設定された電流量（電流値）とを常に比較しながら，その誤差を基にスイッチ部１２１のスイッチ動作（スイッチをオンさせたりオフさせたりする、所謂オンオフ動作）を制御させる機能を有する。
【００３４】
ここで、「あらかじめ設定された電流量」とは、たとえばＬＥＤ群をバックライトとして利用した際に、ディスプレイ１３に表示した映像を視聴するのに適した輝度を保つためにＬＥＤ列に流すべき電流量であって、映像表示装置１の製造時や、映像表示装置１の使用者によって、あらかじめ設定される量（値）を指す。
【００３５】
定電流制御部１２５は、ＬＥＤ群１３２の各列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流値を検出すると共に、この検出した電流値が、あらかじめ設定した電流値となるように動作させる機能と、ＬＥＤ群１３２のいずれかの列が、異常な接続状態であるとき、動作制御部１２３からの制御信号を受けＬＥＤ群１３２の異常接続状態にある列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流量を変更する機能を有する。ただし、「電流量を変更する」には「電流量を停止する」意図も含まれる。
【００３６】
動作判定部１２４は、ＬＥＤ群１３２のいずれかの列が異常な接続状態であった場合、異常な状態であることを検知し、ＬＥＤ群１３２内のどのＬＥＤ列が、異常な接続状態であるかを判定し、判定結果を動作制御部１２３へ通知する機能を有する。
【００３７】
動作制御部１２３は、ＬＥＤ群１３２の異常な接続状態の列のカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流を停止させるように制御し、ＬＥＤ群１３２の異常な接続状態であるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続を遮断する機能を有する。
【００３８】
次にＬＥＤ制御回路１５の動作について説明する。ＬＥＤ制御回路１５は以下に詳細説明するとおり、定電流制御部１２５によってＬＥＤ群１３２の各列にあらかじめ設定された電流を流すように制御する回路である。
【００３９】
まず、正常状態における動作は以下のとおりである。ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、スイッチ部１２１をオンさせて、バッテリーからインダクタＬ１とスイッチ部１２１に電流を流し、インダクタＬ１に電荷を蓄積させる。
【００４０】
次にＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、スイッチ部１２１をオフさせて、インダクタＬ１に蓄えられた電荷をダイオードＤ１で整流し、ＬＥＤ群１３２のアノードに電圧を印加することでＬＥＤ群１３２を発光させる。
【００４１】
定電流制御部１２５は、ＬＥＤ群１３２のカソードからの電流、つまりＬＥＤ群１３２各列に流れる電流を、あらかじめ設定された電流値となるように、後述する定電流制御部内のＦＥＴ３５によって電流量を調整する。
【００４２】
ここでＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ群１３２の各列に流れる電流があらかじめ設定された電流値と異なれば、エラーアンプ１２２の動作によって、スイッチ部１２１のスイッチ動作を制御し、出力電圧を調整する。
【００４３】
つまり、エラーアンプ１２２は、定電流制御部１２５に流れる電流があらかじめ設定された電流値に対して大きい場合、スイッチ部１２１のスイッチ動作を停止させ、出力電圧を小さくさせ、エラーアンプ１２２は、定電流制御部１２５に流れる電流があらかじめ設定された電流値に対して小さい場合、スイッチ部１２１は、スイッチ動作をして、出力電圧を大きくさせる。
【００４４】
このようにエラーアンプ１２２は、ＬＥＤ群１３２に流れる電流量とあらかじめ設定された電流値とを対比し、電流量の大小に応じて、スイッチ部１２１を制御する。
【００４５】
次に、異常状態における動作について、以下に説明する。動作中にＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５とが異常な接続状態なってしまったとき、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流や過電圧がかかり、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を破壊する可能性があるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を保護するための機能をもつ。
【００４６】
本実施の形態のＬＥＤ制御ＬＳＩ１２における保護の動作を図２を用いて説明する。
前述した正常動作時の説明と同様に、３列のＬＥＤ列１３２Ａと、１３２Ｂと、１３２Ｃとを備えるＬＥＤ群１３２がＬＥＤ制御回路１５と接続されている構成を例として説明する。
【００４７】
ＬＥＤ群１３２の周辺にゴミなどが混入してＬＥＤ接続がショートしたりオープンしてしまうことによって、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流が流れたり過電圧が生じた場合、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が破壊される可能性があるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、過電流や過電圧からＬＥＤ制御ＬＳＩ１２を保護する機能を有している。
【００４８】
このような状況の1例として、正常点灯動作中にＬＥＤ群１３２のＬＥＤ列１３２Ａのみが、異常な接続状態なってしまった場合について考える。
【００４９】
ＬＥＤ列１３２Ａの接続において異常な状態とは、以下の４つが考えられる。１つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡されたとき、２つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａ列が開放されたとき、３つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードが地絡されたとき、４つ目は、ＬＥＤ列１３２Ａの直列に接続されているＬＥＤ数個が短絡されたとき、が考えられる。
【００５０】
以下には、ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡された異常な接続の時のＬＥＤ制御回路１２の動作について説明する。
【００５１】
ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードとが短絡された場合、ＬＥＤ列１３２ＡからＬＥＤ制御回路１２の定電流制御部１２５のへ過電流が生じる。定電流制御部１２５の構成と動作については、詳細後述するが、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流があらかじめ設定された電流値と大きく異なる場合、動作判定部１２４にて異常接続状態であることを検知し、ＬＥＤ列１３２Ａの接続状態が異常であると判定される。
【００５２】
動作判定部１２４にてＬＥＤ列１３２Ａ異常接続状態であることが判定されると、動作判定部１２４は、異常状態であることを動作制御部１２３に通知して、動作制御部１２３は、定電流制御部１２５にＬＥＤ列１３２Ａのカソードから定電流制御部１２５へ流れる電流を停止させるように制御し、異常が生じたＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が遮断される。
【００５３】
つまりＬＥＤ群１３２Ａは、定電流制御部１２５にＬＥＤカソードからの電流を流さないように制御され、ＬＳＩに異常電流が流れないため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、保護される。
【００５４】
また、上述したその他、３つの異常な接続状態においてもＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、ＬＥＤ群１３２Ａからの電流が、あらかじめ設定された電流値と異なることと、ＬＥＤ群１３２のアノード電圧ＶＯＵＴが異常な電圧値であることも検知して同様の動作によりＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される。
【００５５】
以上が、ＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５が不慮のＬＥＤ接続によって、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に過電流や過電圧が生じた場合、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される動作の説明である。
【００５６】
次に図３を用いて、本発明の実施形態に係るＬＥＤ群１３２とＬＥＤ制御回路１５が、異常な接続状態から正常接続状態に戻るときの復帰動作について説明する。
【００５７】
ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２は、図３に示すようにエラーアンプ１２２と、動作制御部１２３と、動作判定部１２４と、定電流制御部１２５と、を有している。
【００５８】
さらに定電流制御部１２５は、抵抗Ｒ１と、比較器３３と、電流ミラー回路３１と、抵抗Ｒ２と、比較器３４と、ＦＥＴ３５と、抵抗Ｒ４と、ミラー回路３２と、抵抗Ｒ３と、アンド回路３６と、ＦＥＴ３７と、を有している。
【００５９】
ＬＥＤ列１３２ＡのカソードはＦＥＴ３５のドレインと接続されている。また、ＦＥＴ３５のゲートと動作判定部１２４が接続されている。動作判定部１２４は、動作制御部１２３と接続されている。動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７とアンド回路３６に接続されている。
【００６０】
ただし、図３には示されていないが、ＦＥＴ３７およびアンド回路３６は、チャンネルごとに設けられていて、各ＬＥＤ列の接続状態に応じた動作が行われる構成となっている。
【００６１】
以上のように構成されたＬＥＤ制御ＬＳＩ１２に関して、以下、ＬＥＤ列１３２Ａに設定された電流が流れる場合の動作説明をする。ＬＥＤ列１３２Ａ、ＬＥＤ列１３２Ｂ、ＬＥＤ列１３２Ｃ、それぞれに流れる電流は、Ｒ１の抵抗値によってあらかじめ設定される。
【００６２】
定電流制御部１２５は、抵抗Ｒ１に流れる電流を基準値として、ＬＥＤ群１３２のカソードから定電流制御部１２５に流れる電流を比較し、ＬＥＤ群１３２のカソードから定電流制御部１２５に流れる電流値と基準値とを同じ値にするように動作する。詳細動作説明を以下に述べる。
【００６３】
上述した、あらかじめ設定される電流値は、抵抗Ｒ１の定数によって決定される。抵抗Ｒ１に印加される電圧が、比較器３３によって所定の値であるＶＲＥＦ１となるように制御されるため、抵抗Ｒ１に流れる電流も一定値となる。
【００６４】
そして、抵抗Ｒ１に流れる電流は、ミラー回路３１によって増幅され、抵抗Ｒ２によって電流-電圧変換され、電圧Ｖａが、比較器３４に参照される。
【００６５】
ＬＥＤ列１３２Ａのカソードは、ＦＥＴ３５のドレインに接続されており、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗４に電流が流れる。抵抗Ｒ４に印加される電圧は比較器３４に参照され、あらかじめ設定された電圧値Ｖａと抵抗Ｒ４に印加される電圧値とが等しくなるようにＦＥＴ３５がオン・オフ動作することによって、抵抗Ｒ４に流れる電流量が制御される。
【００６６】
すなわち、比較器３４は、抵抗Ｒ４の電圧が基準電圧Ｖａより小さい場合は、ＦＥＴ３５をオンさせ、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗Ｒ４に電流が流れる。逆にＲ４の電圧が基準電圧Ｖａより大きい場合は、比較器３４は、ＦＥＴ３５をオフし、ＬＥＤ列１３２Ａのカソードから抵抗Ｒ４に電流を流さない。
【００６７】
このように、抵抗Ｒ１の定数によって、ＬＥＤ列１３２Ａ、ＬＥＤ列１３２Ｂ、ＬＥＤ列１３２Ｃに流れる全ての電流量が決定される。
【００６８】
ＬＥＤ列１３２Ａが、正常な接続状態であるとき上記のようにあらかじめ設定された電流が抵抗Ｒ４に流れるが、ＬＥＤ列１３２Ａが、異常な接続状態となった場合、例えば上記例のＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡された場合は以下のように動作する。
【００６９】
ＬＥＤ列１３２Ａのアノードとカソードが短絡されたとき、Ｒ４に流れる電流は非常に大きくなり、ＦＥＴ３５のゲート電圧も大きくなる。
【００７０】
この場合、ＦＥＴ３５のゲートと動作判定部１２４とが接続されているので、ＦＥＴのゲート電圧は、動作判定部１２４に参照され、動作判定部１２４は、ＦＥＴ３５のゲート電圧があらかじめ設定した電流より非常に大きい場合、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２との接続が異常であることを検知する。
【００７１】
そして、動作判定部１２４は、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２との接続が異
常な接続状態であると判断し、動作制御部１２３に異常を通知する。動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７をオフし、異常な接続状態のＬＥＤ列１３２Ａとエラーアンプ１２２との接続を切断し、アンド回路３６の出力をオフさせ、比較器３４の動作を停止させる。
【００７２】
これによって、ＦＥＴ３５は、オフ状態になりＬＥＤ列１３２Ａから抵抗Ｒ４に電流は流れなくなるため、ＬＥＤ制御ＬＳＩ１２が保護される。
【００７３】
ゴミなどの混入物が排除され、正常な接続状態に戻った場合、常に接続状態を監視している動作判定部１２４は、詳細後述するが、ＬＥＤ列１３２Ａから定電流制御部１２５に流れる電流が動作復帰用のあらかじめ設定された電流量となっている場合を正常な接続状態と判断し、ＬＥＤ列１３２Ａの異常接続により切断されていたエラーアンプ１２２とを接続させ、正常な動作に戻す。
【００７４】
異常な接続状態にあるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が切断されることは、詳細後述するが、あらかじめ設定された電流値となるように動作するスイッチ部１２１と異常な接続状態にあるＬＥＤ列との連動性を無くすことができるため、以下の理由で都合が良い。
【００７５】
すなわち、異常な接続状態にあるＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続が切断されていない場合に、電流がＬＥＤ列１３２Ａから定電流制御部１２５に流されると、ＬＥＤ列は異常な接続状態であるため、ＬＥＤ列に流される電流は、あらかじめ設定された電流値とならないが、スイッチ部１２２は、エラーアンプ１２２からあらかじめ設定された電流値となるように制御されるため、正常な接続状態であるＬＥＤ列１３２ＢやＬＥＤ列１３２Ｃの電流値が不安定になり、ディスプレイ１３に表示される映像の輝度が変化して、ユーザにちらつきとして見えることになる。
【００７６】
従ってＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続は、異常接続と判断された列のみ切断して、他のＬＥＤ列に影響を与えないようにすることが望ましい。
【００７７】
以下、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが、異常な接続状態での状態から正常な接続状態へ状態に遷移したときの動作について述べる。
動作制御部１２３は、ＬＥＤ列１３２Ａの接続が、いずれ正常に戻った場合に備え、ＬＥＤ列１３２Ａを正常に復帰するための準備を以下のように行う。
【００７８】
動作制御部１２３は比較器３４の基準電圧をＶａから動作復帰用の基準電圧Ｖｂに、例えばスイッチなどで切り替える。
【００７９】
基準電圧Ｖｂは、停止しているＦＥＴ３５のドレインからソースに流れる電流があらかじめ設定された電流に対して微小な電流となるように設定される。
もし、基準電圧Ｖｂが十分小さくなければ、ＬＥＤ列１３２Ａが、接続状態を検知しているときに異常点灯する可能性がある。
【００８０】
基準電圧Ｖｂは、抵抗Ｒ１の電流をミラー回路３２と抵抗Ｒ３によって生成される。基準電圧Ｖｂは、ミラー回路３２の増幅率を小さくさせるか、もしくは、Ｒ３の抵抗値をＲ２よりも小さくさせることによって、基準電圧Ｖａよりも基準電圧Ｖｂが小さくなるように設定される。
【００８１】
動作制御部１２３は、比較器３４の基準電圧を小さく切り替えた後、アンド回路３６の出力をオンし、ＦＥＴ３５のスイッチ動作をオンさせる。抵抗Ｒ４に流れる電流は基準電圧をＶｂに切り替えたため、非常に少ない電流が流れる。
【００８２】
ＬＥＤ列１３２Ａが正常な接続状態に戻った場合、ＦＥＴのゲート電圧がＶｂとなった状態のまま安定するため、動作判定部１２４は、ＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが正常な接続状態に戻ったと判定する。
【００８３】
動作判定部１２４は、動作制御部１２３にＬＥＤ列１３２ＡとＬＥＤ制御ＬＳＩ１２とが正常な接続状態に戻ったことを通知し、動作制御部１２３は、アンド回路３６の出力をオフし、比較器３４の動作が停止される。
【００８４】
そして動作制御部１２３は、比較器３４が参照する基準電圧を基準電圧Ｖｂから基準電圧Ｖａにスイッチなどで切り替える。比較器３４の基準電圧を切り替えたあと、動作制御部１２３は、アンド回路３６の出力をオンし、比較器３４を動作させる。さらに動作制御部１２３は、ＦＥＴ３７をオンさせ、ＬＥＤ１３２Ａとエラーアンプ１２２とが接続されるため、ＬＥＤ列１３２Ａがあらかじめ設定された電流となるように動作復帰させる。
【００８５】
以上説明したとおり、保護動作中にカソードからの電流を微小になるように切り替え可能な構成とし、基準電圧Ｖｂを基準電圧Ｖａに対して小さくすることで、他の列に及ぼす影響は殆どない条件で動作判定を行うことができる。
【００８６】
さらに、異常接続されているＬＥＤ列とエラーアンプ１２２との接続を切り離すため、スイッチ部２１のスイッチ動作は異常状態にあるＬＥＤ列による影響を受けずに正常な接続状態であるＬＥＤ列１３２ＢとＬＥＤ列１３２Ｃは、正常に動作し続ける。また、このため、ＬＥＤを映像表示装置１のバックライト用光源として適用することでＬＥＤの接続異常時にもディスプレイのちらつきを防止することができる。
【００８７】
以上のように本実施の形態によれば、保護動作中に抵抗Ｒ４に流れる電流が小さくされるため、比較器３４の基準電圧を切り替えるミラー回路３２と抵抗Ｒ３とを備えることにより、抵抗Ｒ４に流れる電流量を微小にして、接続の状態が正常に戻ったかどうかを確実にに検出することができる。
【００８８】
さらに、回路の接続状態を検知するミラー回路を設定値に対して十分小さい電流に構成することにより、省電力状態での検出が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の電源制御回路は、ＬＥＤ素子の不慮な異常接続の状態となり、過電流や過電圧が生じ、ＬＥＤ制御ＬＳＩを保護する。そしてＬＥＤ制御ＬＳＩを保護した状態から、ＬＥＤ素子との接続が、正常な接続状態に遷移したときに正常にＬＥＤ制御ＬＳＩの動作を復帰させる機能として有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 映像表示装置
１１ 映像処理ＬＳＩ
１２ ＬＥＤ制御ＬＳＩ
１２１ スイッチ部
１２２ エラーアンプ
１２３ 動作制御部
１２４ 動作判定部
１２５ 定電流制御部
１３ ディスプレイ
１３１ 画面
１３２ ＬＥＤ群
１３２Ａ ＬＥＤ列
１３２Ｂ ＬＥＤ列
１３２Ｃ ＬＥＤ列
１４ ＣＰＵ
１４１ 映像処理制御部
１４２ バックライト制御部
２ 映像源
２Ａ ＤＶＤプレイヤ
２Ｂ チューナ
３１、３２ 電流ミラー回路
３３、３４ 比較器
３５、３７ ＭＯＳＦＥＴ
３６ ＡＮＤ回路
Ｃ１ 入力コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
Ｄ１ ダイオード
Ｃ２ 出力コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続される電源制御装置であって、
前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流値を検出し、検出した電流値があらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、
前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と、
前記動作判定部の結果に基づいて前記ＬＥＤ列に流す電流値を変更するよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、
前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限することを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
電源から前記複数列の前記ＬＥＤ列のカソードへ流れる電流に対してオンオフ動作を行うスイッチ部と、前記定電流制御部にて検出された前記ＬＥＤ列に流れる電流値と前記あらかじめ設定された電流値との差に基づいて前記スイッチ部のオンオフ動作を制御するエラーアンプとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記動作制御部が、前記定電流制御部と前記エラーアンプとを切断することを特徴とする請求項２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記動作判定部が、前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に電流を流す動作を一旦停止させ、その後前記あらかじめ設定した電流値よりも小さい電流値の電流を前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流すことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項５】
映像を表示する画面と、
前記画面に向けて光を放射する単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続されてなるバックライトと、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流をあらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、 前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と動作判定部の結果に基づいて 電流値を切替えるよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、
前記動作判定部が、複数のＬＥＤのいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１】
単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続される電源制御装置であって、
前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流値を検出し、検出した電流値があらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、
前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と、
前記動作判定部の結果に基づいて前記ＬＥＤ列に流す電流値を変更するよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、
前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限することを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
電源から前記複数列の前記ＬＥＤ列のカソードへ流れる電流に対してオンオフ動作を行うスイッチ部と、前記定電流制御部にて検出された前記ＬＥＤ列に流れる電流値と前記あらかじめ設定された電流値との差に基づいて前記スイッチ部のオンオフ動作を制御するエラーアンプとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記動作判定部が前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記動作制御部が、前記定電流制御部と前記エラーアンプとを切断することを特徴とする請求項２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記動作判定部が、前記複数列の前記ＬＥＤ列のいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に電流を流す動作を一旦停止させ、その後前記あらかじめ設定した電流値よりも小さい電流値の電流を前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流すことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項５】
映像を表示する画面と、
前記画面に向けて光を放射する単一のＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子の順方向を同一にして直列接続されてなるＬＥＤ列が複数列それぞれ並列に接続されてなるバックライトと、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれのカソードが接続され、前記複数列の前記ＬＥＤ列のそれぞれに流れる電流をあらかじめ設定した電流値となるよう制御する定電流制御部と、 前記ＬＥＤ列のそれぞれの接続状態を判定する動作判定部と動作判定部の結果に基づいて 電流値を切替えるよう、前記定電流制御部を制御する動作制御部とを備え、
前記動作判定部が、複数のＬＥＤのいずれかが異常な接続状態であると判定した場合、前記定電流制御部は、前記動作制御部の制御に基づいて前記異常な接続状態であるＬＥＤ列に流す電流量を制限することを特徴とする映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２４３８２５（Ｐ２０１１−２４３８２５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５９９６（Ｐ２０１０−１１５９９６）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]