阅读说明：本技术 负载驱动装置 (Load driving device ) 是由 中山昌昭 克里希纳钱德兰·克里希南·奈尔 马修·乔治 于 2018-07-02 设计创作，主要内容包括：提供了一种负载驱动装置100，其包括：第一输入端子IN1，用于接受来自电源E的第一输入电流Iin1的输入；第二输入端子IN2，用于经由外部电阻器R接受来自电源E的第二输入电流Iin2的输入；输出端子OUT，用于将输出电流Iout输出到负载Z；电流分配单元110，用于以规定的分配比对第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2求和，并生成所述输出电流Iout；以及控制单元120，用于控制所述分配比。作为一个示例，控制单元120将适当地根据存在于第二输入端子IN2中的第一端子电压Vx与存在于输出端子OUT中的第二端子电压Vy之间的差(Vx?Vy)来控制所述分配比。(There is provided a load driving apparatus 100 including: a first input terminal IN1 for receiving an input of a first input current Iin1 from a power supply E; a second input terminal IN2 for receiving an input of a second input current Iin2 from the power supply E via the external resistor R; an output terminal OUT for outputting an output current Iout to a load Z; a current distribution unit 110 for summing the first input current Iin1 and the second input current Iin2 at a prescribed distribution ratio and generating the output current Iout; and a control unit 120 for controlling the distribution ratio. As one example, the control unit 120 will suitably control the distribution ratio according to the difference (Vx-Vy) between the first terminal voltage Vx present IN the second input terminal IN2 and the second terminal voltage Vy present IN the output terminal OUT.)

负载驱动装置

技术领域

本文公开的发明涉及一种负载驱动装置。

背景技术

图17是示出半导体集成电路器件的传统示例的图。该传统示例的负载驱动装置X是接收来自电源E的输入电压Vin的输入并将输出电压Vout和输出电流Iout输出到负载Z的半导体集成电路装置(称为驱动器IC)。

在下面列出的专利文献1中公开了与上文相关的传统技术的示例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5897768号说明书

发明内容

发明要解决的课题

图18是示出负载驱动装置X的输出行为的图，从上到下依次示出输入电压Vin和输出电压Vout之间的关系、输入电压Vin和输出电流Iout之间的关系以及输入电压Vin和功耗Pc之间的关系。

如该图所示，负载驱动装置X在不依赖于输入电压Vin的情况下执行输出反馈控制，以将输出电流Iout保持在恒定值。在输出反馈控制中，根据负载Z的特性(例如，如果负载Z是LED(发光二极管)，则根据其正向电压降)来确定输出电压Vout。功耗Pc作为输入电压和输出电压之差(Vin-Vout)与输出电流Iout的乘积而获得。

因此，在负载驱动装置X中，随着输入电压Vin升高，功耗Pc增大，并且发热量也变大。因此，为了从负载驱动装置X充分散热，安装有负载驱动装置X的印刷电路板需要具有大的面积，这使得难以将负载驱动装置X安装在紧凑的模块中。

鉴于本申请的发明人发现的上述问题，本文公开的本发明的目的是提供一种能够在其中分配功耗的负载驱动装置。

解决课题的手段

本文公开的负载驱动装置包括：第一输入端子，其用于接受来自电源的第一输入电流的输入；第二输入端子，其用于经由外部电阻器接受来自所述电源的第二输入电流的输入；输出端子，其用于向负载输出输出电流；电流分配器，其用于通过以规定的分配比对所述第一输入电流和所述第二输入电流求和来生成所述输出电流；以及控制器，其用于控制所述分配比(第一配置)。

优选地，在具有上述第一配置的所述负载驱动装置中，所述电流分配器包括在所述第一输入电流流动的路径中的第一晶体管，并且所述控制器用于控制所述第一晶体管的导通电阻值(第二配置)。

优选地，在具有上述第二配置的所述负载驱动装置中，所述电流分配器还包括在所述第二输入电流流动的路径中的第二晶体管，并且所述控制器用于差分地控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通电阻值(第三配置)。

优选地，在具有上述第一至第三配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于根据出现在所述第二输入端子处的第一端子电压和出现在所述输出端子处的第二端子电压之间的差值来控制所述分配比(第四配置)。

优选地，在具有上述第四配置的所述负载驱动装置中，所述控制器包括：输入检测器，其用于从所述第一端子电压生成第一差分输入电压；输出检测器，其用于从所述第二端子电压生成第二差分输入电压；以及差分放大器，其用于根据所述第一差分输入电压和所述第二差分输入电压之间的差值生成用于所述电流分配器的控制信号(第五配置)。

优选地，在具有上述第五配置的所述负载驱动装置中，所述输入检测器用于通过从上述第一端子电压减去规定的阈值电压来生成第一差分输入信号(第六配置)。

优选地，在具有上述第五或第六配置的所述负载驱动装置中，所述输出检测器用于输出多个第二端子电压中的最高值作为第二差分输入信号(第七配置)。

优选地，在具有上述第五或第六配置的所述负载驱动装置中，所述输出检测器用于输出多个第二端子电压的平均值作为所述第二差分输入信号(第八配置)。

优选地，在具有上述第一至第三配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于根据出现在所述第二输入端子处的端子电压与规定参考电压之间的差值来控制所述分配比(第九配置)。

优选地，具有上述第一至第九配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置还包括电流驱动器，该电流驱动器用于执行所述输出电流的恒定电流控制(第十配置)。

优选地，在具有上述第十配置的所述负载驱动装置中，所述电流分配器集成在所述半导体芯片的第一侧面上，并且所述电流驱动器集成在所述半导体芯片的与所述半导体芯片的所述第一侧面相反的第二侧面上(第十一配置)。

优选地，在具有上述第十一配置的所述负载驱动装置中，所述电流驱动器包括分别连接在所述电流分配器和多个输出端子之间的多个恒流源(第十二配置)。

优选地，在具有上述第十二配置的所述负载驱动装置中，在所述半导体芯片的平面图中，所述多个恒流源沿沿着所述半导体芯片的第二侧的方向布置(第十三配置)。

优选地，在具有上述第十三配置的所述负载驱动装置中，在所述半导体芯片的平面图中，所述电流分配器集成在与所述多个恒流源中的最靠近所述半导体芯片的第三侧的这样一个恒流源相邻的位置和与所述多个恒流源中的离所述半导体芯片的所述第三侧最远的这样一个恒流源相邻的位置之间(第十四配置)。

优选地，在具有上述第一至第十四配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，连接到所述电源的端子和与该端子相邻的端子具有足以耐受与所述电源的连接的耐受电压(第十五配置)。

优选地，在具有上述第二配置的所述负载驱动装置中，所述第一晶体管包括源极区、紧邻所述源极区设置并引线键合到所述第一输入端子的源极焊盘、漏极区和紧邻所述漏极区设置并引线键合到所述第二输入端子的漏极焊盘(第十六配置)。

优选地，在具有上述第一至第十六配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述第一输入端子和所述第二输入端子被布置为彼此相邻(第十七配置)。

优选地，在具有上述第一至第十七配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，可被设计为比其他外部端子更容易具有高耐受电压的外部端子被布置为与所述第一输入端子或所述第二输入端子相邻(第十八配置)。

优选地，在具有上述第一至第十八配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述第一输入端子接受直接来自所述电源的所述第一输入电流的输入(第十九配置)。

优选地，在具有上述第一至第十九配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于动态地控制所述分配比(第二十配置)。

优选地，在具有上述第一至第二十配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置中，所述负载驱动装置集成在半导体器件中(第二十一配置)。

优选地，在具有上述第二配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于动态地控制所述第一晶体管的所述导通电阻值(第二十二配置)。

优选地，在具有上述第三配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于动态地差分控制所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每一个的所述导通电阻值(第二十三配置)。

优选地，在具有上述第四配置的所述负载驱动装置中，所述控制器用于根据所述第一端子电压和所述第二端子电压之间的所述差值来动态地控制所述分配比(第二十四配置)。

本文公开的电器包括具有上述第一至第二十四配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置、连接在所述负载驱动装置的第一输入端子和第二输入端子之间的外部电阻器、以及连接到所述负载驱动装置的输出端子的负载(第二十五配置)。

本文公开的灯模块包括具有第一至第二十四配置中的任何一种配置的所述负载驱动装置、连接在所述负载驱动装置的第一输入端子和第二输入端子之间的外部电阻器、以及作为负载连接到所述负载驱动装置的输出端子的光源(第二十六配置)。

本文公开的车辆包括具有上述第二十六配置的灯模块和作为所述灯模块的电源的电池(第二十七配置)。

优选地，在具有上述第二十七配置的所述车辆中，所述灯模块是头灯模块、尾灯模块或转向灯模块(第二十八配置)。

发明的效果

根据在本文公开的本发明，可以提供一种能够在其中分配功耗的负载驱动装置。

附图说明

图1是示出包括负载驱动装置的电器的整体配置的图；

图2是示出LED驱动器IC的第一实施方式的图；

图3是示出在第一实施方式中执行的功耗分配控制的示例的图；

图4是示出LED驱动器IC的第二实施方式的图；

图5是示出在第二实施方式中执行的功耗分配控制的示例的图；

图6是示出LED驱动器IC的第三实施方式的图；

图7是示出在第三实施方式中执行的功耗分配控制的示例的图；

图8A是示出LED驱动器IC中的端子(16个引脚)的布置的图(第一示例)；

图8B是示出LED驱动器IC中的端子(16个引脚)的布置的图(第二示例)；

图8C是示出LED驱动器IC中的端子(16个引脚)的布置的图(第三示例)；

图8D是示出LED驱动器IC中的端子(16个引脚)的布置的图(第四示例)；

图9是示出半导体芯片中的第一布局的图；

图10是示出半导体芯片中的第二布局的图；

图11是示出半导体芯片中的第三布局的图；

图12是示出半导体芯片中的第四布局的图；

图13是示出电流分配器中的焊盘的布置的图；

图14是示出LED驱动器IC中的端子(7个引脚)的布置的图；

图15是摩托车的外部视图；

图16是四轮汽车的外部视图；

图17是示出负载驱动装置的传统示例的图；以及

图18是示出在传统示例中观察到的输出行为的示例的图。

具体实施方式

<电器>

图1是示出包括负载驱动装置的电器的整体配置的图。该配置示例的电器1具有负载驱动装置100、外部电阻器R和负载Z，负载驱动装置100和外部电阻器R外部连接到负载驱动装置100。

负载驱动装置100是接收来自电源E的输入电压Vin的输入并将输出电压Vout和输出电流Iout输出到负载Z的半导体集成电路装置(称为驱动器IC)，并且为了建立与外部的电连接，负载驱动装置100具有第一输入端子IN1、第二输入端子IN2和输出端子OUT。当然，除了上述的外部端子以外，负载驱动装置100也可以根据需要设置更多的外部端子。

外部电阻器R的第一端连接到电源E的正端(＝输入电压Vin施加端)和负载驱动装置100的第一输入端子IN1。电源E的负端连接到接地端。外部电阻器R的第二端连接到负载驱动装置100的第二输入端子IN2。以这种方式，外部电阻器R连接在负载驱动装置100的第一输入端子IN1和第二输入端子IN2之间。这里，负载驱动装置100和外部电阻器R可以都安装在一个公共印刷电路板上，或者可以一个接一个地安装在分离的印刷电路板上。此外，外部电阻器R不必是单个电阻器元件，而是可以由彼此串联或并联连接的多个电阻器元件构成。

负载Z的第一端连接到负载驱动装置100的输出端子OUT(＝输出电压Vout施加端)。负载Z的第二端连接到接地端。

<负载驱动装置>

仍然参照图1，对负载驱动装置100的内部配置进行说明。除了上述的第一输入端子IN1、第二输入端子IN2和输出端子OUT之外，负载驱动装置100在其中还集成有电流分配器110、控制器120和电流驱动器130。

第一输入端子IN1是用于接受直接来自电源E的第一输入电流Iin1的输入的外部端子。

第二输入端子IN2是用于经由外部电阻器R接受来自电源E的第二输入电流Iin2的输入的外部端子。

输出端子OUT是用于向负载Z输出输出电压Vout和输出电流Iout的外部端子。

电流分配器110基于来自控制器120的控制信号Sc，以规定的分配比将第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2求和，以生成输出电流Iout。

控制器120连续地检测出现在第二输入端子IN2处的第一端子电压Vx和出现在输出端子OUT处的第二端子电压Vy之间的差值Vx-Vy(对应于输入端子和输出端子之间的电压降)，并且通过生成控制信号Sc来动态地控制上述分配比，使得检测值不超过规定上限值。具体地，在差值Vx-Vy达到规定上限值之前，基本上仅通过第一输入电流Iin1而切断第二输入电流Iin2，另一方面，在差值Vx-Vy达到规定上限值之后，自动且平滑地调整上述分配比，以减小第一输入电流Iin1并增大第二输入电流Iin2。这里，关于第二端子电压Vy的检测，在省略的地方可以进行修改。将结合第三实施方式(图6)来处理这样的修改示例，这将在后面进行描述。

电流驱动器130执行输出电流Iout的恒定电流控制。即，电流驱动器130在不依赖于输入电压Vin的情况下执行输出电流Iout的输出反馈控制，以将输出电流Iout保持在恒定值。

因此，该配置示例的负载驱动装置100具有在输入电压Vin上升时通过例如使用设置在装置外部(输入侧)的外部电阻器R有意地产生传统上在装置内部消耗的过量功率的一部分的损失的功能(以下称为“功耗分配功能”)。

通过采用该配置，能够将装置内部的功耗始终保持在规定上限值或以下，因此能够减少负载驱动装置100的发热。这在负载驱动装置100的容许功耗方面提供了足够的裕度，因此负载驱动装置100不需要安装在不必要大的印刷电路板上，并且可以容易地安装在紧凑的模块中。

此外，负载驱动装置100的输入动态范围(＝可被馈送到负载驱动装置100的输入电压Vin的范围)也被扩大，因此，例如，提供不稳定的输入电压Vin的电池可被用作电源E。

此外，由于在该配置示例的负载驱动装置100内不施加过大的电力，因此能够降低内部元件的应力，能够提高可靠性，并延长产品寿命。

外部电阻器R是分立元件，并且比作为半导体器件的负载驱动装置100更耐热，因此在某种程度上发热将不会对外部电阻器R造成特别的损坏。

在下文中，结合各种实施方式，将给出更具体的描述，其涉及应用于多通道LED驱动器IC的示例。

<第一实施方式>

图2是示出LED驱动器IC的第一实施方式的图。在本实施方式中，上述电器1用于LED灯模块，并且负载驱动装置100用于设置有输出端子OUT1至OUT4的四通道LED驱动器IC。作为电源E，使用电池，作为负载Z，使用具备相互平行布置的LED串Z1至Z4的LED光源。

因此，在下面的描述中，电器1、负载驱动装置100、电源E和负载Z将分别被读取为LED灯模块1、LED驱动器IC 100、电池E和LED光源Z，并且将详细描述这些部件。

LED驱动器IC 100可以与作为其驱动目标的LED光源Z一起被设置为LED灯模块1，或者可以被设置为独立于LED光源Z的单独IC。

首先，将描述LED驱动器IC 100的组件中的电流分配器110。电流分配器110包括P沟道MOS(金属氧化物半导体)场效应晶体管111和112，作为用于执行第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2之间的分配比的动态差分地控制的装置。晶体管111对应于设置在第一输入电流Iin1流动的路径(＝直接路径)中的第一晶体管。另一方面，晶体管112对应于设置在第二输入电流Iin2流动的路径(＝损耗路径)中的第二晶体管。

现在，将给出它们之间的互连的具体描述。晶体管111的源极和背栅极连接到第一输入端子IN1(＝第一输入电流-Iin1输入端)。晶体管112的源极和背栅极连接到第二输入端子IN2(＝第二输入电流-Iin2输入端)。晶体管111和112的漏极彼此连接，并且其之间的连接节点作为输出电流Iout输出端连接到后级上的电流驱动器130。

晶体管111的栅极接收第一控制信号Sc1。因此，随着第一控制信号Sc1变高，晶体管111的导通电阻值变大，并且第一输入电流Iin1减小。相反，随着第一控制信号Sc1变低，晶体管111的导通电阻值变小，并且第一输入电流Iin1增加。

另一方面，晶体管112的栅极接收第二控制信号Sc2。因此，随着第二控制信号Sc2变高，晶体管112的导通电阻值变大，并且第二输入电流Iin2减小。相反，随着第二控制信号Sc2变低，晶体管112的导通电阻值变小，并且第二输入电流Iin2增加。

在晶体管111和112中的每一个的栅极和源极之间，可以连接电压钳位元件。

接下来，将描述控制器120。控制器120包括输入检测器121、输出检测器122和差分放大器123，并且生成第一控制信号Sc1和第二控制信号Sc2作为上述控制信号Sc，从而执行晶体管111和112的导通电阻值的动态差分地控制。

输入检测器121包括串联连接在第二输入端子IN2和接地端之间的电阻器121a和电流源121b，并且通过从出现在第二输入端子IN2处的第一端子电压Vx中减去规定的阈值电压Vth(＝出现在整个电阻器121a的电压)来生成第一差分输入电压Vx^’(＝Vx-Vth)。为了根据需要调节阈值电压Vth，优选地，例如，使用可变电流源作为电流源121b。

输出检测器122从分别出现在输出端子OUT1至OUT4处的第二端子电压Vy1至Vy4(对应于前述第二端子电压Vy)中生成第二差分输入电压Vy’。第二端子电压Vy1至Vy4分别根据LED串Z1至Z4的正向电压降来确定。

优选地，例如，输出检测器122用于输出第二端子电压Vy1至Vy4中的最高值作为第二差分输入电压Vy’。在这样的配置中，前述功耗分配功能保持关断，直到第一差分输入电压Vx’达到第二端子电压Vy1至Vy4中的最高值。因此，即使LED串Z1至Z4具有不同数量的串联连接的LED级或不同的正向电压降，也可以可靠地接通所有的LED串Z1至Z4。

或者，例如，输出检测器122可以用于输出第二端子电压Vy1至Vy4的平均值作为第二差分输入电压Vy’。在这样的配置中，在第一差分输入电压Vx’已经达到第二端子电压Vy1至Vy4的平均值的时间点开启上述功耗分配功能。因此，即使LED串Z1至Z4具有不同数量的串联连接的LED级或不同的正向电压降，LED串Z1至Z4各自也不可能接收过大的电压。

差分放大器123根据馈送到其非反相输入端子(+)的第一差分输入电压Vx’和馈送到其反相输入端子(-)的第二差分输入电压V’之间的差值Vx’-Vy’来生成第一控制信号Sc1和第二控制信号Sc2。静电保护装置可以连接到差分放大器123的输入级。

现在，将给出差分放大器123的操作的具体描述。当Vx’-Vy’≤0(即，Vx-Vy≤Vth)保持时，从差分放大器123的反相输出端子(-)输出的第一控制信号Sc1保持在低电平，并且从差分放大器123的非反相输出端子(+)输出的第二控制信号Sc2保持在高电平。因此，在电流分配器110中，晶体管111完全导通并且晶体管112完全截止，即，仅直接路径中的第一输入电流Iin1通过并且损耗路径中的第二输入电流Iin2截止。

另一方面，当Vx’-Vy’>0(即，Vx–Vy>Vth)保持时，保持在低电平的第一控制信号Sc1从低电平上升，保持在高电平的第二控制信号Sc2从高电平下降，因此晶体管111的导通电阻值从其最低值上升，并且晶体管112的导通电阻值从其最高值下降。结果，在电流分配器110中，自动且平滑地调整第一输入电流Iin1与第二输入电流Iin2之间的分配比，以减小第一输入电流Iin1并增大第二输入电流Iin2。

以这种方式，在控制器120中，根据第一端子电压Vx和第二端子电压Vy之间的差值Vx-Vy来动态地差分控制第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2之间的分配比。

接下来，将描述电流驱动器130。电流驱动器130包括彼此并联连接的恒流源131至134。恒流源131至134分别生成规定的恒定电流I1至I4，并且将恒定电流分别输出到输出端子OUT1至OUT4。因此，从电流分配器110馈送到电流驱动器130的输出电流Iout是通过对所有恒定电流I1到I4求和而得到的和电流(Iout＝I1+I2+I3+I4)。虽然在该图中没有清楚地示出，但是电流驱动器130可以包括逻辑单元等作为引导代理以执行恒定电流I1至I4的输出反馈控制。

图3是示出第一实施方式(图2)的LED驱动器IC 100中的功耗分配控制的示例的图，从上到下依次示出输入电压Vin与各种电压(Vx、Vy)之间的关系、输入电压Vin与各种电流(Iin1、Iin2、Iout)之间的关系、以及输入电压Vin与各种功耗(Pc1、Pc2、Pc)之间的关系。这里，Pc1表示作为LED驱动器IC 100中消耗的电力的量的内部功耗，并且Pc2表示作为外部电阻器R中消耗的电力的量的外部功耗。Pc表示传统功耗(＝在不执行功耗分配控制的情况下对应于内部功耗)。

在第一电压范围(0≤Vin<V11)中，随着输入电压Vin上升，第一端子电压Vx和第二端子电压Vy都上升。然而，在第一电压范围中，第二端子电压Vy不超过LED光源Z的正向电压降(更精确地，LED串Z1至Z4的正向电压降的最低值)，输出电流Iout不流动。因此，第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2都保持在零值，并且内部功耗Pc1和外部功耗Pc2也保持在零值。

在第二电压(V11≤Vin<V12)中，第二端子电压Vy变得高于LED光源Z的正向电压降，并且输出电流Iout开始增加。然而，在第二电压范围中，Vx-Vy<Vth保持不变，因此功耗分配功能不工作，并且第二输入电流Iin2不流动。因此，输出电流Iout完全由第一输入电流Iin1生成。结果，内部功耗Pc1开始增加，但是外部功耗Pc2保持在零值。

在第三电压范围(V12≤Vin<V13)中，输出电流Iout达到其目标值(例如，450mA)，并且第二端子电压Vy停止上升，因此，随着输入电压Vin上升，第一端子电压Vx和第二端子电压Vy之间的差开始增大。然而，在第三电压范围中，Vx-Vy<Vth仍然保持，因此，如在上述第二电压范围中那样，功耗分配控制不工作，并且第二输入电流Iin2不流动。因此，内部功耗Pc1进一步增加，但是另一方面，外部功耗Pc2保持在零值。

在第四电压范围(V13≤Vin<V14)中，Vx-Vy>Vth保持不变，功耗分配功能开始工作。更具体地，在第四电压范围中，晶体管111和112操作以使得Vx-Vy＝Vth保持，并且自动且平滑地调整第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2之间的分配比，使得随着输入电压Vin变高，第一输入电流Iin1减小而第二输入电流Iin2增大。

通过设置这样的功耗分配功能，作为功耗Pc2，能够有意地产生从电池E供给的剩余电力的一部分的损失。因此，能够将内部功耗Pc1保持为大致恒定的值(常规值的约1/6)，能够实现安装有LED驱动器IC 100的印刷电路板的小型化，并且能够从LED驱动器IC 100获得大的输出电流。

具体地，在电源是电池E的LED模块1中，输入电压Vin很可能变得不稳定，并且极有可能超过LED驱动器IC 100的容许功耗，因此通过功耗分配功能来调节内部功耗Pc1是非常有利的。

如该图所示，通过将第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2求和而生成的输出电流Iout的特性与传统示例相同(图18)。因此，在引入功耗分配功能时，不需要重新设计电流驱动器130。

<第二实施方式>

图4是示出LED驱动器IC的第二实施方式的图。尽管该实施方式基于上述第一实施方式(图2)，但是在该实施方式的LED驱动器IC 100中，省略了电流分配器110的晶体管112，因此控制器120通过仅使用第一控制信号Sc1来动态地控制晶体管111的导通电阻值。根据该配置，可以以简单的方式实现基本上等于第一实施方式的功耗分配功能的功耗分配功能。

图5是示出在第二实施方式的LED驱动器IC 100中执行的功耗分配控制的示例的图，并且如在图3中从上到下依次示出输入电压Vin与各种电压(Vx、Vy)之间的关系、输入电压Vin与各种电流(Iin1、Iin2、Iout)之间的关系、以及输入电压Vin与各种功耗(Pc1、Pc2、Pc)之间的关系。

该实施方式的基本操作以与前述相同的方式执行，并且可以简单地通过读取图3中的电压值V11至V14分别作为该图中的电压值V21至V24来理解。

由于在该实施方式的LED驱动器IC 100中省略了晶体管112，因此即使在功耗分配功能不工作的输入电压范围(V21<Vin<V23)中，第二输入电流Iin2也在损耗路径中流动，第一输入电流Iin1减少了该量。

然而，通过在晶体管111完全导通时将外部电阻器R的电阻值设置为相对于晶体管111的导通电阻值(约0.5Q)足够大的值(约10Q)，可以使第二输入电流Iin2足够低，因此在LED驱动器IC 100的操作中不会出现问题。

<第三实施方式>

图6是示出LED驱动器IC的第三实施方式的图。尽管该实施方式基于上述第一实施方式(图2)，但是在该实施方式的LED驱动器IC 100中，控制器120的输入检测器121和输出检测器122均被省略，因此控制器120根据第一端子电压Vx和规定参考电压Vref之间的差值Vx-Vref来动态地控制第一输入电流Iin1和第二输入电流Iin2之间的分配比。根据该配置，可以以简单的方式实现基本上等于第一实施方式的功耗分配功能的功耗分配功能。

这里，参考电压Vref可以被设定为比第二端子电压Vy的期望值高上述阈值电压Vth的电压值。

图7是示出在第三实施方式的LED驱动器IC 100中执行的功耗分配控制的示例的图，并且如在图3中从上到下依次示出输入电压Vin与各种电压(Vx、Vy)之间的关系、输入电压Vin与各种电流(Iin1、Iin2、Iout)之间的关系、以及输入电压Vin与各种功耗(Pc1、Pc2、Pc)之间的关系。

该实施方式的基本操作以与前述相同的方式执行，并且可以简单地通过读取图3中的电压值V11至V14分别作为该图中的电压值V31至V34来理解。

然而，在该实施方式的LED驱动器IC 100中，不是基于差值Vx-Vy与阈值电压Vth之间的比较结果，而是基于第一端子电压Vx与参考电压Vref之间的比较结果来开启/关闭功耗分配功能。因此，第一实施方式的描述中的“Vx-Vy<Vth”应被读取为“Vx<Vref”，并且第一实施方式的描述中的“Vx-Vy>Vth”应被读取为“Vx>Vref”。

此外，在该实施方式中处理的示例基于第一实施方式(图2)，但是相反地其可以基于第二实施方式(图4)。具体地，在该实施方式的LED模块1中，还可以省略电流分配器110的晶体管112。

<端子布置(16个引脚)>

图8A至图8D是示出LED驱动器IC 100中的端子的布置(16个引脚)的图。在每个图中，在LED驱动器IC 100中，采用16引脚HTSSOP(散热器薄缩小轮廓封装)作为封装。该封装具有在两个方向(图纸上的左方向和右方向)上从其两个相对侧引出的总共16个引脚，使得八个引脚布置在两个相对侧中的每一个上。在下文中，将基本上参照图8A描述端子的布置。

VINRES端子(引脚1)是配电电阻器连接端子，并且对应于上述第二输入端子IN2。VIN端子(引脚2)是源极电压输入端子，并且对应于上述第一输入端子IN1。PBUS端子(引脚3)是异常状态标志输出/输出电流断开控制输入端子。CRT端子(引脚4)和DISC端子(引脚5)是CR定时器设置端子。MSET1端子(引脚6)和MSET2端子(引脚11)是模式设置端子。SET1端子(引脚7)、SET2端子(引脚8)、SET3端子(引脚10)和SET4端子(引脚9)是四个通道的输出电流设置端子。GND端子(引脚12)是接地端子。OUT1端子(引脚16)、OUT2端子(引脚15)、OUT3端子(引脚14)和OUT4端子(引脚13)是四个通道的电流输出端子。由虚线表示的EXP-PAD端子用作散热垫。

优选地，如图8A至图8D中所示，VINRES端子和VIN端子被布置为彼此相邻。然而，如能够从图8A和图8B(或图8D)之间的比较理解的，这两个端子可以以相反的顺序布置。同样，优选地，如图8A至图8D中所示，CRT端子和DISC端子被布置为彼此相邻。然而，如能够从图8A和图8C(或图8D)之间的比较理解的，这两个端子可以以相反的顺序布置。

上述四个外部端子(VINRES、VIN、CRT和DISC)都连接到电源E(电池)。因此，期望将这四个外部端子(VINRES、VIN、CRT和DISC)设计成比其它外部端子具有更高的耐受电压，使得它们能够耐受与电源E的连接。

另一方面，除上述4个外部端子以外的外部端子(PBUS、GND、MSET1和MSET2、SET1至SET4、以及OUT1至OUT4)不与电源E连接。因此，这些外部端子(PBUS、GND、MSET1和MSET2、SET1至SE4、以及OUT1至OUT4)被设计成比其他外部端子具有更低的耐受电压基本上就足够了。

然而，对于与上述四个外部端子(VINRES、VIN、CRT和DISC)相邻的外部端子(PBUS、MSET1)，作为防止相邻端子之间短路的措施，期望将外部端子(PBUS、MSET1)设计成具有比其它外部端子更高的耐受电压。

即，期望选择相对容易设计为具有高耐受电压的外部端子(例如，PBUS、MSET1或MSET2)作为与上述四个外部端子(VINRES、VIN、CRT和DISC)相邻布置的外部端子。

<芯片布局>

图9至图12是示出密封在LED驱动器IC 100中的半导体芯片中的布局的示例的图。半导体芯片200是在平面图中切割成矩形形状的构件，并且除了先前已经描述的电流分配器110、控制器120和电流驱动器130之外，半导体芯片200还在其中集成有电流设定器140和其它电路部分150(包括参考电源、CR定时器、保护总线控制器和各种保护电路等)，电流设定器140用于设置用于通道的恒定电流I1至I4。

在下面关于构成半导体芯片200的外边缘的四侧的描述中，图纸上的左侧被定义为第一侧201，与第一侧201相对的右侧被定义为第二侧202，上侧被定义为第三侧203，而与第三侧203相对的下侧被定义为第四侧204。

在该布局中，在半导体芯片200的平面图中，电流分配器110集成在半导体芯片200的第一侧201侧面(＝比电流驱动器130更靠近第一侧201)。在该布局中，靠近第一侧201设置电流分配器110的焊盘P11(＝对应于引线键合到第一输入端子IN1的晶体管111的源极焊盘)，并且靠近第三侧203设置焊盘P12(＝对应于引线键合到第二输入端子IN2的晶体管111的漏极焊盘)。稍后将详细描述焊盘的这种布置。

另一方面，在本布局中，在半导体芯片200的平面图中，电流驱动器130集成在半导体芯片200的第二侧202侧面(＝比电流分配器110更靠近第二侧201)。

即，电流分配器110和电流驱动器130分别在半导体芯片200的第一侧201侧面和第二侧202侧面彼此分离地布置。

采用这种芯片布局使得能够聚集设置在半导体芯片200的第一侧201侧面上的LED驱动器IC 100中的多个引脚中的电力输入侧引脚(例如，图8中的引脚1、2、4和5)，以在第一方向上延伸并聚集在半导体芯片200的第二侧202侧面上的功率输出侧引脚(例如，图8中的引脚13至16)以在第二方向上延伸，该第二方向是与第一方向相反的方向。结果，连接到电力输入侧引脚的导体和连接到电力输出侧引脚的导体不彼此交叉，并且这使得可以简化其上安装有LED驱动器IC 100的PCB(印刷电路板)中的布局。

此外，也如之前参照的图2中所示，例如，电流驱动器130包括分别连接在电流分配器110和输出端子OUT1至OUT4之间的恒流源131至134。具体地，在本布局中，恒流源131至134沿在半导体芯片200的平面图中沿着第二侧202的方向(＝X轴方向)布置。这里，恒流源131至134的焊盘P31至P34(＝分别引线键合到输出端子OUT1至OUT4的输出焊盘)均设置成靠近第二侧202。此外，如图12中所示，也可以在恒流源131至134之间配置其他电路部150。

这里，优选地，在半导体芯片200的平面图中，电流分配器110被集成在与最靠近半导体芯片200的第三册203定位的恒流源131相邻的位置(参见图9)和与距离第三侧203最远定位的恒流源134相邻的位置(参见图11)之间的位置处，并且期望电流分配器110被集成为在恒流源131至134排列的方向(x轴方向)上靠近恒流源131至134的两个相对端之前的中心位置(参见图10、图12)。

具体地，根据图10和图12中所示的布局，与图9和图11中所示的布局相比较，对于从电流分配器110通过恒流源131至134铺设的导体L1的电阻分量，可以减小其最大值(＝到距离电流分配器110最远的恒流源之一的导体电阻)。

例如，利用图9中所示的布局，可以使对与电流分配器110相邻的恒流源131的导体电阻最小化，但是对距离电流分配器110最远的恒流源134的电流电阻变得非常大。另一方面，利用图11中所示的布局，可以使对与电流分配器110相邻的恒流源134的导体电阻最小化，但是对距离电流分配器110最远的恒流源131的导体电阻变得非常大。

相反，利用图10和图12中所示的布局，可以减小从电流分配器110到离导体电流分配器110最远的恒流源131和134的导体长度，因此也可以减小对它们的导体电阻。

LED驱动器IC 100需要具有尽可能小的输入-输出电压。为此，重要的是降低构成电流分配器110的晶体管110(或112)的导通电阻，并且进一步减小对距离电流分配器110最远的恒流源的导体电阻。因此，可以说希望采用图9至图12中所示的图当中的图10或图12中所示的布局。

<焊盘的布置>

图13是示出图4中所示的电流分配器110(＝晶体管111)中的焊盘的布置的图。如该图中所示，晶体管111包括源极区域S、源极焊盘P11、漏极区域D和漏极焊盘P12，源极焊盘P11设置为紧邻源极区域S并且经由导线1接合到VIN端子(＝第一输入端子IN1)，漏极焊盘P12设置为紧邻漏极区域D并且经由导线W2接合到VINRES端子(＝第二输入端子IN2)。

因此，对于晶体管111的源极焊盘P11和漏极焊盘P12，期望的是，在半导体芯片200内不放置不必要长的导体的情况下，两个焊盘分别设置为紧邻源极区域S和漏极区域D，并且引线键合到引线框(＝VIN端子和VINRES端子)。

<端子布置(7个引脚)>

图14是示出LED驱动器IC 100中的端子(7个引脚)的布置的图。先前参照的图8示出了16引脚HTSSOP封装作为示例，但是当输出通道的数量小时，如该图所示，可以采用仅在一个方向上引出引脚的封装。

这里，SET1端子(引脚1)和SET2端子(引脚2)是用于两个通道的输出电流设置端子。OUT1端子(引脚3)和OUT2端子(引脚4)是两个通道的电流输出端子。GND端子(引脚5)是接地端子。IN1端子(引脚6)是源极电压输入端子，并且对应于上述第一输入端子IN1。IN2端子(引脚7)是配电电阻器连接端子，并且对应于上述第二输入端子IN2。

优选地，IN1端子和IN2端子彼此相邻地布置。这里，两个端子可以以相反的顺序布置。这里，期望将这两个外部端子(IN1、IN2)设计为具有高耐受电压，使得其能够耐受与电源E的连接。

另一方面，除了上述两个端子之外的外部端子(SET1、SET2、OUT1、OUT2、GND)被设计为具有低耐受电压基本上是足够的。然而，对于与上述两个外部端子(IN1、IN2)相邻的外部端子(GND)，作为防止相邻端子之间短路的措施，期望将外部端子(GND)设计为具有高耐受电压。

即，作为与上述两个外部端子(IN1、IN2)相邻设置的外部端子，期望选择设计比较容易且耐受压力高的外部端子(例如GND)。

<车辆(摩托车、四轮汽车)>

图15是摩托车的外部视图。在该图中示出的摩托车A是所谓的中型摩托车的示例(＝对应于日本道路交通法中定义为属于发动机排量超过50cc但不超过400cc的摩托车类的普通摩托车)。摩托车A具有LED灯模块A1至A3(更具体地，LED头灯模块A1、LED尾灯模块A2和LED转向灯模块A3)以及作为这些灯模块的电源的电池A4。

图16是四轮汽车的外部视图。该图中所示的四轮汽车B具有LED灯模块B1至B3(更具体地，LED头灯模块B1、LED尾灯模块B2和LED转向灯模块B3)和作为这些灯模块的电源的电池A4。

为了便于说明，图15和图16中的LED灯模块A1至A3和B1至B3以及电池A4和B4的安装位置可能与现实不同。

如上面已经讨论的，由于使用设置有功耗分配功能的LED驱动器IC 100的LED灯模块1(参见图2、图4和图6)，不需要不必要大的印刷电路板。因此，LED灯模块1可以优选地用在LED头灯模块A1和B1、LED尾灯模块A2和B2、以及LED转向灯模块A3和B3中的任一个中，其中全部的LED头灯模块A1和B1、LED尾灯模块A2和B2、以及LED转向灯模块A3和B3都对板面积具有限制。

<附加说明A>

将结合先前参照过的图8A至图8D来给出附加说明。关于用于从电源接收第一电流的第一端子和用于经由外部电阻器从电源接收第二电流的第二端子，优选地，这些端子都设置在封装的第一侧上。

这里，优选地，第一端子设置在第一侧的一端，第二端子设置为与第一端子相邻。

或者，第二端子可以设置在第一侧的一端，并且第一端子可以设置为与第二端子相邻。

在第一侧，除了第一端子和第二端子之外，还可以提供连接到电源的第三端子。

在第一侧，除了第一、第二和第三端子之外，还可以提供不连接到电源的第四端子。

此外，优选地，用于向负载输出电流的第五端子设置在封装的四个侧面中的第二侧上，第二侧是与第一侧不同的一侧。

这里，优选地，第二侧是与第一侧相对的侧。

作为第五端子，可以提供多个第五端子。

优选地，多个第五端子被设置为彼此相邻。

优选地，第五端子设置在第二侧的一端。

此外，优选地，与第五端子相邻地设置用于连接接地端子的第六端子。

此外，优选地，用于散热的第七端子设置在封装的后表面上。

<附加说明B>

接下来，将结合先前参照过的图9至图13来给出附加说明。优选地，电流分配器和电流驱动器彼此分离地布置，使得一个布置在半导体芯片的第一侧侧面上，而另一个布置在半导体芯片的第二侧侧面上。

这里，优选地，在半导体芯片的平面图中，在沿着半导体芯片的第二侧的方向上布置包括在电流驱动器中的多个恒流源。

此外，优选地，在半导体芯片的平面图中，电流分配器集成在与多个恒流源中的最靠近半导体芯片的第三侧的这样一个恒流源相邻的位置和与多个恒流源中的离所述第三侧最远的这样一个恒流源相邻的位置之间。

此外，优选地，在半导体芯片的平面图中，另一电路部分集成在与电流分配器和电流驱动器两者相邻的区域中，该另一电路部分包括用于生成内部参考电压的参考电源、用于PWM(脉宽调制)控制馈送到负载的输出电流的CR定时器、用于与装置外部交换故障信号的保护总线控制器、各种保护电路等。

此外，优选地，在半导体芯片的平面图中，电流分配器集成在将另一电路部分划分成的多个部分之间的位置处。

此外，优选地，在半导体芯片的平面图中，另一电路部分的至少一部分集成在多个恒流源之间的位置处。

优选地，电流分配器、电流驱动器和另一电路部分被布置在第三侧侧面上，并且用于整体控制半导体芯片的操作的控制器和用于设置馈送到负载的输出电流的电流值的电流设置器被布置在第四侧侧面上，第三侧和第四侧彼此相对。

这里，优选地，电流设置器位于比控制器更靠近第四侧的位置。

关于构成电流分配器的晶体管，优选地，连接到源极区域的第一焊盘布置在第一侧侧面上，并且连接到漏极区域的焊盘布置在第三侧侧面上。

优选地，第一焊盘和第一端子经由其彼此连接的第一导线短于第二焊盘和第二端子经由其彼此连接的第二导线。

优选地，在半导体芯片的平面图中，第一导线在平行于第三侧的方向上从第一焊盘延伸以与第一端子连接，并且第二导线在平行于第三侧的方向上从第二焊盘延伸以与第二端子连接。

<附加说明C>

接下来，将结合先前参照过的图14来给出附加说明。优选地，在封装的一侧上设置包括第一端子和第二端子在内的所有端子，第一端子用于从电源接收第一电流，第二端子用于经由外部电阻器从电源接收第二电流。

这里，优选地，第二端子设置在封装的一侧的一端，并且第一端子设置为与第二端子相邻。

或者，第一端子可以设置在封装的一侧的一端，第二端子可以设置为与第一端子相邻。

优选地，与第一或第二端子相邻地设置用于连接接地端的第三端子。

优选地，第三端子设置在第一或第二端子与第四端子之间，用于向负载输出电流。

作为第四端子，可以设置多个第四端子。

优选地，多个第四端子被设置为彼此相邻。

优选地，在封装的一侧的另一端，设置不连接到电源的第五端子。

<其他变型示例>

上面讨论的实施方式已经处理了将本发明应用于多通道LED驱动器IC的示例。然而，本发明的应用目标根本不限于多通道LED驱动器IC，并且本发明通常可广泛地应用于需要限制功耗的负载驱动装置。

作为示例，上述实施方式已经处理了使用LED作为发光元件的配置，但是，例如，也可以使用有机EL(电致发光)元件作为发光元件。

因此，除了上述实施方式之外，在不脱离技术创造的精神的情况下，可以对本文公开的各种技术特征添加各种变型。换句话说，应当理解，上述实施方式在所有方面都是示例，而不是限制性的；本发明的技术范围不限于对实施方式的上述描述；并且覆盖了权利要求范围内的所有变型以及等同于权利要求的含义。

工业上的应用可能性

本文公开的发明可用于例如包含在用于车辆(摩托车、四轮汽车等)的LED灯模块中的多通道LED驱动器IC中。

符号的说明

1 电器(LED灯模块)

100 负载驱动装置(多通道LED驱动IC)

110 电流分配器

111、112 P沟道MOS场效应晶体管

120 控制器

121 输入检测器

121a 电阻器

121b 电流源

122 输出检测器

123 差分放大器

130 电流驱动器

131至134 恒流源

140 电流设置器

150 其它电路部分

200 半导体芯片

201 第一侧

202 第二侧

203 第三侧

204 第四侧

A 摩托车(车辆)

B 四轮汽车(车辆)

A1、B1 LED头灯模块

A2、B2 LED尾灯模块

A3、B3 LED转向灯模块

A4、B4 电池

D 漏极区域

E 电源(电池)

IN1、IN2 输入端子

L1 导体(电流路径)

OUT、OUT1至OUT4 输出端子

P11 焊盘(源极焊盘)

P12 焊盘(漏极焊盘)

P31、P32、P33、P34 焊盘

R 外部电阻器

S 源极区域

W1、W2 导线

Z 负载(LED光源)

Z1至Z4 LED串