JP2005062657A - Ｌｅｄ表示ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 暗点灯防止用の分圧回路の損失を低減することのできるＬＥＤ表示ユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】 電源端子間に電流制限用インピーダンスと、分圧用抵抗とを直列接続し、この分圧用抵抗に並列にＬＥＤ表示素子を接続してなるＬＥＤ表示ユニットにおいて、前記ＬＥＤ表示ユニットに印加される電圧が規定電圧より高いときは、前記分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子から切り離し、低いときは、分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子に並列に接続する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を表示素子とするＬＥＤ表示ユニットに係り、特に使用中に回路の電磁誘導や静電結合によって加わる電圧によって不用意にＬＥＤ表示素子が点灯することがないようにするための、いわゆるＬＥＤ表示ユニットの暗点灯防止回路に関する。

従来からＬＥＤ表示ユニットの暗点灯防止回路として、特許文献１に示されるようにＬＥＤ表示素子と並列に分圧抵抗を接続することでＬＥＤ表示素子に電流が流れ始める電圧を高くし、低い印加電圧では点灯しないようにしたものがある。

図５にこの従来の暗点灯防止回路を備えたＬＥＤ表示ユニットの回路構成を示す。

この従来のＬＥＤ表示ユニットにおいては、交流入力電圧Ｖ₁が電流制限抵抗Ｒ₁およびブリッジ整流器ＢＤを介して直列接続された複数のＬＥＤ素子で構成されたＬＥＤ表示素子Ｌに加えられる。そしてＬＥＤ表示素子Ｌに並列に分圧抵抗Ｒ₀が接続される。したがってＬＥＤ表示素子Ｌには、電源電圧Ｖ₁を電流制限抵抗Ｒ₁と分圧抵抗Ｒ₀とによって分圧した電圧Ｖ₀（Ｖ₀＝Ｖ₁×Ｒ₀／（Ｒ₁＋Ｒ₀））が加わり、この電圧Ｖ₀がＬＥＤ表示素子Ｌの所定の点灯電圧Ｖ_Lを越えるとＬＥＤ表示素子Ｌが点灯する。したがってＬＥＤ表示素子Ｌを点灯するために、定格の入力電圧Ｖ₁は、点灯電圧Ｖ_Lを抵抗Ｒ１とＲ０による分圧比Ｒ₀／（Ｒ₁＋Ｒ₀）の逆数倍した電圧（Ｖ_L×（Ｒ₁＋Ｒ₀）／Ｒ₀）より高い値にする。

このような従来のＬＥＤ表示ユニットによれば、電磁誘導や静電結合による電圧が交流入力端に加わっても、この電圧が前記のＶ_L×（Ｒ₁＋Ｒ₀）／Ｒ₀以上の電圧にならないとＬＥＤ素子郡Ｌは点灯しないので、外部から電磁誘導や静電結合によって誘導が予測される電圧よりも点灯に必要な定格の電源電圧Ｖ₁を高く選んでおけば、外部から誘導される電圧によってＬＥＤ表示ユニットが点灯される暗点灯を防止することができる。
実開平５−７１８８６号公報（第５〜７頁、図１）

前記した従来のＬＥＤ表示ユニットにおいては、電源電圧が高い場合、この電圧を分圧してＬＥＤ表示素Ｌに与えているため、電源端子に定格電圧を印加して通常に点灯している時も、ＬＥＤ表示素子Ｌと並列に接続した分圧用抵抗へ電流がながれて損失となる。電流制限用抵抗にもこの分圧用抵抗へ流れる分の電流が加算されて損失が発生する。したがって通常点灯時におけるＬＥＤ表示ユニットの損失が大きくなるため、ＬＥＤ表示ユニットの効率が低下するだけでなく、損失による熱を放熱するためにユニットの体格が大きくなるという問題がある。

この発明は、このような問題を解決するために、暗点灯防止回路の損失を低減することのできるＬＥＤ表示ユニットを提供することを課題とするものである。

この発明は、前記の課題を解決するため、電源端子間に電流制限用インピーダンスと、分圧用抵抗とを直列接続し、この分圧用抵抗に並列にＬＥＤ表示素子を接続してなるＬＥＤ表示ユニットにおいて、前記ＬＥＤ表示ユニットに印加される電圧を検出してこの電圧が規定の電圧より高いか低いかを判別する電圧検出手段と、この電圧検出手段が、規定電圧より高い電圧を検出しているときは、前記分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子から切り離し、低い電圧を検出しているときは、分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子に並列に接続するスイッチング手段とを設けたことを特徴とするものである。

この発明によれば、電圧検出手段とスイッチング手段により、ＬＥＤ表示素子に並列に接続された分圧用抵抗が、ユニットに加わる電圧が規定の点灯開始電圧より低いときは、ＬＥＤ表示素子に分圧用抵抗が並列接続され、ユニットに加わる電圧が規定の点灯開始電圧より高いときは、ＬＥＤ表示素子に並列に接続された分圧用抵抗が切り離されるようになるため、電圧が低い時は、並列に接続された分圧用抵抗によりＬＥＤ表示素子に印加される電圧がさらに低くなりＬＥＤ表示素子の暗点灯が防止される、そして、電圧が高いときは、ＬＥＤ表示素子へ電流が流れこれが点灯するが、分圧用抵抗への電流が遮断されるので、点灯時の分圧抵抗による損失が発生しなくなる。

したがってこの発明によれば、ＬＥＤ表示ユニットの点灯時の電流制限用抵抗および分圧用抵抗による損失の発生を低減できるので、ユニットの効率を高め、また体格を小形にすることができる効果が得られる。

この発明の実施の形態を、図に示す実施例に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施例１によるＬＥＤ表示ユニットの回路構成図を示すものである。

この図１において、Ｐ1、Ｐ2は電源電圧を印加する電源端子、Ｒ1は電流制限用抵抗、ＢＤはブリッジ整流器、ＶＤは抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、ツェナーダイオードＺＤおよびトランジスタＴｒ1により構成された、整流器ＢＤの出力電圧を検出する電圧検出回路、Ｌは複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を直列または並列に接続して構成されたＬＥＤ表示素子、ＰＤは抵抗Ｒ5およびＲ6により構成された、整流器ＢＤの出力電圧をＬＥＤ表示素子Ｌに分圧して与える分圧回路、そして、Ｔｒ2は分圧回路ＰＤ内に挿入されたスイッチング用トランジスタである。

図１の回路において、電源端子Ｐ1、Ｐ2に交流電圧が印加されると電流制限用抵抗Ｒ1を通して流れた電流が、ブリッジ整流器ＢＤにより全波整流されて分圧回路ＰＤを介してＬＥＤ表示素子Ｌに供給される。また、電源端子Ｐ1、Ｐ2に直流電圧が印加された場合は、ブリッジ整流器ＢＤにより電圧、電流が極性を一定にしてＬＥＤ表示素子Ｌに加えられる。このブリッジ整流器ＢＤを設けることによって、ＬＥＤ表示ユニットを交流および直流の両方の電源で使用可能となる。

電源端子Ｐ1、Ｐ2に加わる電圧Ｖ1が予め規定された点灯開始電圧より低い場合は、電圧検出回路ＶＤの抵抗Ｒ3の端子電圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を越えないようにされている。したがって、このときはトランジスタＴｒ1のベースに電流が流れないため、このトランジスタＴｒ1はオフとなる。このため、トランジスタＴｒ2のベースに抵抗Ｒ4を介してベース電流が流れ、このトランジスタＴｒ2がオンし、分圧回路ＰＤの抵抗Ｒ6に電流が流れる。抵抗Ｒ６はこれに並列に接続されたＬＥＤ表示素子Ｌよりインピーダンスが小さいため、この抵抗Ｒ6によってＬＥＤ表示素子Ｌに加えられる電圧は、ＬＥＤ表示素子Ｌの点灯電圧ＶＬに至らず、ＬＥＤ表示素子Ｌは点灯しない。

電源端子Ｐ1、Ｐ2に加わる電圧Ｖ1が規定の点灯開始電圧より高くなると、抵抗Ｒ3の端子電圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を越えるようなる。このため、このときはトランジスタＴｒ1のベースにツェナーダイオードＺＤを介してベース電流が流れ、これがオンとなる。これによりトランジスタＴｒ2のベース電流が遮断されるため、このトランジスタＴｒ2がオフし、分圧抵抗Ｒ6をＬＥＤ表示素子Ｌから切り離すので、抵抗Ｒ5を流れる電流は、ＬＥＤ表示素子Ｌだけへ供給され、これが点灯する。

この実施例１の回路においては、ＬＥＤ表示素子Ｌの点灯開始は、回路印加電圧を示す抵抗Ｒ3の電圧が、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を越えるか否かにより決まる。したがってＬＥＤ表示ユニットにおける点灯開始の電圧は、抵抗Ｒ2、Ｒ3の抵抗比や、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧の選択によって任意に設定することができる。

また、LED素子は抵抗と異なり、印加電圧と電流が比例せず、電流が変わってもある程度電圧を一定に保つ性質があるので、電源端子への印加電圧の電圧変動に対するＬＥＤ表示素子Ｌの電圧変動差が小さいため、抵抗Ｒ５により電圧変動差を補足しやすくしている。

この実施例１において、その点灯開始電圧を、ＬＥＤ表示ユニットに外部から誘導される電圧の予想される最大値より高く設定することにより、外部からの誘導電圧によるＬＥＤ表示素子Ｌの暗点灯を防止することができるとともに、点灯開始電圧より高い電源電圧を加えてＬＥＤ表示素子Ｌを通常に点灯しているとき、分圧用の抵抗をＬＥＤ表示素子Ｌから切り離して、この分圧用抵抗への点灯時の電流を遮断するようにしているので、分圧用抵抗が点灯時に損失を発生しなくなり、この分損失の発生を低減できる。

図２は、この発明の実施例２を示す回路構成図である。

この実施例２は、電圧検出用のツェナーダイオードＺＤを、トランジスタＴｒ1のエミッタ回路に挿入した点が、実施例１と異なるだけで、その他の構成は実施例１と同じである。
この実施例２の回路においても、電圧検出用抵抗Ｒ3の端子電圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を越えるか否かで、トランジスタＴｒ1がオン、オフし、これに対応してトランジスタＴｒ2がオン、オフするので、電源端子Ｐ１、Ｐ2に加わる電圧が、規定の点灯開始電圧以下では、分圧用抵抗Ｒ6をＬＥＤ表示素子Ｌに並列に接続し、ＬＥＤ表示素子Ｌの暗点灯を防止し、点灯開始電圧以上では、分圧抵抗Ｒ6をＬＥＤ表示素子Ｌから切り離し、点灯時にこの抵抗Ｒ6に流れる電流が遮断されるようになる。
実施例１または２においては、交流電源のもとで使用する場合は、電流制限用抵抗Ｒ1を、図３に示すようにコンデンサＣに置き換えることも可能である。このようにすると、純抵抗分が減少するため、抵抗による損失をさらに低減できる利点がある。
また、この発明においては、ＬＥＤ表示素子Ｌを構成する発光ダイオードＬＥＤは、要求される発光量や、定格の電源電圧の大きさによって、図４に示すように適当個数ずつ直並列接続することができる。

この発明の実施例１によるＬＥＤ表示ユニットの構成を示す回路図。 この発明の実施例２によるＬＥＤ表示ユニットの構成を示す回路図。 この発明の変形例を示す回路図。 この発明に使用するＬＥＤ表示素子を示す構成図。 従来のＬＥＤ表示ユニットの構成を示す回路図。

符号の説明

Ｌ ：ＬＥＤ表示素子
ＶＤ ：電圧検出回路
ＰＤ ：分圧回路
Ｔｒ1、Ｔｒ2 ：トランジスタ
Ｒ1〜Ｒ6 ：抵抗
ＢＤ ：ブリッジ整流器

Claims (1)

1. 電源端子間に電流制限用インピーダンスと、分圧用抵抗とを直列接続し、この分圧用抵抗に並列にＬＥＤ表示素子を接続してなるＬＥＤ表示ユニットにおいて、前記ＬＥＤ表示ユニットに印加される電圧を検出してこの電圧が規定の電圧より高いか低いかを判別する電圧検出手段と、この電圧検出手段が、規定電圧より高い電圧を検出しているときは、前記分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子から切り離し、低い電圧を検出しているときは、分圧用抵抗をＬＥＤ表示素子に並列に接続するスイッチング手段とを設けたことを特徴とするＬＥＤ表示ユニット。
   

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