JP2005311090A - Led drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば、1W以上の高出力大電流発光ダイオードを商用交流電源で駆動するための発光ダイオードの駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit for a light emitting diode for driving a high output large current light emitting diode of 1 W or more with a commercial AC power supply, for example.
街路照明、スポットライト、誘導灯等の照明装置に好適な発光ダイオード(本明細書において、単に「LED」という)は、これを商用交流電源で駆動する主な方式として、次の3つの方式がある。第1の方式は、交流を直流に変換し、変換して得た直流によってLEDを駆動する方式である。しかし、この第1の方式によれば、交流を直流に変換するためには電源トランスや大容量コンデンサ等を必要とするため電源が大型化してしまう。したがって、LEDを用いた照明装置を小型化することが難しい。さらに、変換によるロスが生じるため、照明装置全体の消費電力も大きくなってしまう。第2の方式は、図10に示すように、整流回路103によって整流した整流電流によってLED105を駆動する方式である。LEDには、破損防止のための電流制限抵抗107を直列に接続してある。第2の方式によれば、電流を常時流した状態で使用する必要があるため電流制限抵抗の発熱量が多くなってしまうという問題があった。そこで、第3の方式として本願出願人は、交流を整流するための整流回路と、スイッチング素子として機能するトランジスタと、を用い、整流回路の出力における1つの半波において駆動電流をオン・オフさせるLED駆動回路を提案した(特許文献1参照)。第3の方式によれば、トランジスタをオンさせたときに流れるLEDの駆動電流を検知したのを受けてトランジスタのベース電圧を降下させ、この降下によってこのトランジスタをオフさせるようになっている。オフさせることによって、駆動電流を常時流す必要がなくなり、発熱量を少なくするためである。
上述の第3の方式によれば、比較的小型であり、かつ、発熱が比較的少ない利点を持ったLED駆動回路を提供することができる。しかし、近年において、高輝度化の要望を満たすために1W以上の高出力大電流のLEDが供給されるようになった。これに伴って、たとえば、300mAの電流をLEDに流す場合がある。しかし、第3の方式のまま300mA以上の電流を流すと、オン抵抗の関係からトランジスタの発熱が無視できなくなる。高輝度化を図るために電流量を増やせば増やすほど、この発熱量が多くなってしまう。このため、第3の方式には、発熱を抑えながら大電流を流すための改良が望まれていた。本発明が解決しようとする課題は、上述の第3の方式が持つ利点を損なうことなく、これに改良を加えることで、小型でありながら、たとえば、商用電源で1W以上の高出力大電流LEDの発熱を抑えた上で高輝度に駆動可能なLED駆動回路を提供することにある。 According to the third method described above, it is possible to provide an LED drive circuit that has an advantage of being relatively small and generating relatively little heat. However, in recent years, LEDs with a high output and high current of 1 W or more have been supplied in order to satisfy the demand for higher brightness. Along with this, for example, a current of 300 mA may flow through the LED. However, if a current of 300 mA or more is passed in the third system, the heat generation of the transistor cannot be ignored due to the on-resistance. As the amount of current is increased in order to increase the brightness, the amount of generated heat increases. For this reason, the third method has been desired to be improved so that a large current flows while suppressing heat generation. The problem to be solved by the present invention is, for example, a high-output, high-current LED of 1 W or more with a commercial power supply while being small by adding improvements to the third system without impairing the advantages of the above-described third method It is an object of the present invention to provide an LED drive circuit that can be driven with high brightness while suppressing heat generation.
上述した課題を解決するために本発明は、次の構成を備えている。なお、何れかの請求項に係る発明の説明に当って行う用語の定義等は、その性質上可能な範囲において他の請求項に係る発明にも適用があるものとする。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. It should be noted that the definition of terms used in the description of the invention according to any claim is applicable to the invention according to other claims as long as it is possible in nature.
(請求項1に記載した発明の特徴)
請求項1に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項1の駆動回路」という)は、1個のLEDを駆動するための回路である。複数個のLEDを駆動するための回路については後述する。具体的には、入力側に電源接続端子を有する交流電源整流回路と、当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した1個のLEDと、当該LEDのカソード端子に接続した当該LED又の駆動電流をオン・オフするためのFETと、当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含ませて構成してある。そして、当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある。すなわち、LEDのアノード端子及びFET制御回路の両者が交流電源整流回路のプラス出力側に接続してあり、LEDのカソード端子がFETに接続してある。
(Characteristics of the invention described in claim 1)
The LED drive circuit according to the invention described in claim 1 (hereinafter, appropriately referred to as “drive circuit of
請求項1の駆動回路によれば、整流電圧の上昇によりFET制御回路がゲート抵抗に制御電圧を印加し、これによって、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧を超えたところでFETがオンする。オンすることによって、整流電圧が印加されているLEDに駆動電流が流れ、これによってLEDが点灯する。駆動電流は電流検出抵抗によって検出され、この検出を受けたFET制御回路は制御電圧を降下させる。この降下によって、ゲート抵抗のFET制御回路側の電位が、同じくゲート端子側の電位よりも低くなる。これにより、充電されていた電荷がゲート端子からゲート抵抗を介して放電され、放電に伴ってゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下してスレッシュホールド電圧を下回ったところでFETがオフになり、これによってLEDが消灯する。すなわち、電荷放電によりゲート電圧がスレッシュホールド電圧に至るまで(FETがオフになるまで)の間も駆動電流が流れるためLEDを高輝度で点灯させることができる。このように、電流検出抵抗による駆動電流の検出がトリガーとなってFETをオフさせるので、後者が前者より遅延して動作することになる。この遅延動作が、低電圧大電流、すなわち、印加する電圧が低くても高輝度化を実現させる。さらに、FETのオン抵抗の値がトランジスタのオン抵抗の値に比べて一般的に小さいため、同じ電流を流したとしても前者の方が後者よりも発熱量が少ない。また、LEDを直流で点灯させるためには、電源トランスや大容量コンデンサ等が必要であるが、請求項1の駆動回路はそのようなものを必要としない。必要としない分、駆動回路を小型化することができる。
According to the drive circuit of the first aspect, the FET control circuit applies the control voltage to the gate resistance due to the rise of the rectified voltage, and thereby the FET is turned on when the gate voltage exceeds the threshold voltage. By turning on, a drive current flows through the LED to which the rectified voltage is applied, and thereby the LED is lit. The drive current is detected by a current detection resistor, and the FET control circuit that receives this detection drops the control voltage. This drop causes the potential of the gate resistance on the FET control circuit side to be lower than the potential on the gate terminal side. As a result, the charged electric charge is discharged from the gate terminal via the gate resistance, and the gate voltage decreases with the discharge. When the gate voltage drops and falls below the threshold voltage, the FET is turned off, thereby turning off the LED. That is, since the drive current flows until the gate voltage reaches the threshold voltage due to charge discharge (until the FET is turned off), the LED can be lit with high brightness. In this way, the detection of the drive current by the current detection resistor is used as a trigger to turn off the FET, so that the latter operates with a delay from the former. This delay operation realizes high luminance even when the low voltage and large current, that is, the applied voltage is low. Further, since the on-resistance value of the FET is generally smaller than the on-resistance value of the transistor, the former generates less heat than the latter even when the same current is passed. Further, in order to light the LED with a direct current, a power transformer, a large-capacitance capacitor, and the like are required, but the drive circuit according to
(請求項2に記載した発明の特徴)
請求項2に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項2の駆動回路」という)は、複数個のLEDを直列接続してなるLED群を駆動するための回路である。具体的には、入力側に電源接続端子を有する交流電源整流回路と、当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した複数のLEDを直列接続してなるLED群と、当該LED群のカソード端子に接続した当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含ませて構成してある。そして、当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせることによって、当該LED群を構成するLEDの個数増加にほぼ比例して駆動電流を増加可能に構成してある。すなわち、LED群のアノード端子及びFET制御回路の両者が交流電源整流回路のプラス出力側に接続してあり、LED群のカソード端子がFETに接続してある。
(Characteristics of the invention described in claim 2)
An LED drive circuit according to the invention described in claim 2 (hereinafter referred to as “drive circuit of
請求項2の駆動回路によれば、整流電圧の上昇によりFET制御回路がゲート抵抗に制御電圧を印加し、これによって、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧を超えたところでFETがオンする。オンすることによって、整流電圧が印加されているLED群に駆動電流が流れ、これによってLED群が点灯する。駆動電流は電流検出抵抗によって検出され、この検出を受けたFET制御回路は制御電圧を降下させる。この降下によって、ゲート抵抗のFET制御回路側の電位が、同じくゲート端子側の電位よりも低くなる。これにより、充電されていた電荷がゲート端子からゲート抵抗を介して放電され、放電に伴ってゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下してスレッシュホールド電圧を下回ったところでFETがオフになり、これによってLED群が消灯する。すなわち、電荷放電によりゲート電圧がスレッシュホールド電圧に至るまで(FETがオフになるまで)の間も駆動電流が流れ、この駆動電流はLEDの個数増加にほぼ比例して増加するためLED群を高輝度で点灯させることができる。つまり、たとえば、2個のLEDを直列接続したときの駆動電流と3個のLEDを直列接続したときの駆動電流とを比較すると、3個接続したときのほうが2個接続したときよりも駆動電流が増加する。上述したように電流検出抵抗による駆動電流の検出がトリガーとなってFETをオフさせるので、後者が前者より遅延して動作することになる。この遅延動作が、低電圧大電流、すなわち、印加する電圧が低くても高輝度化を実現させる。さらに、FETのオン抵抗の値がトランジスタのオン抵抗の値に比べて一般的に小さいため、同じ電流を流したとしても前者の方が後者よりも発熱量が少ない。また、LEDを直流で点灯させるためには、電源トランスや大容量コンデンサ等が必要であるが、請求項2の駆動回路はそのようなものを必要としない。必要としない分、駆動回路を小型化することができる。
According to the drive circuit of the second aspect, the FET control circuit applies the control voltage to the gate resistance due to the rise of the rectified voltage, whereby the FET is turned on when the gate voltage exceeds the threshold voltage. By turning on, a drive current flows through the LED group to which the rectified voltage is applied, and thereby the LED group is lit. The drive current is detected by a current detection resistor, and the FET control circuit that receives this detection drops the control voltage. This drop causes the potential of the gate resistance on the FET control circuit side to be lower than the potential on the gate terminal side. As a result, the charged electric charge is discharged from the gate terminal via the gate resistance, and the gate voltage decreases with the discharge. When the gate voltage drops and falls below the threshold voltage, the FET is turned off, and the LED group is turned off. That is, the drive current flows until the gate voltage reaches the threshold voltage due to charge discharge (until the FET is turned off), and this drive current increases almost in proportion to the increase in the number of LEDs. It can be lit with brightness. That is, for example, when comparing the drive current when two LEDs are connected in series with the drive current when three LEDs are connected in series, the drive current when three LEDs are connected is more than when two are connected. Will increase. As described above, the detection of the drive current by the current detection resistor is used as a trigger to turn off the FET, so that the latter operates with a delay from the former. This delay operation realizes high luminance even when the low voltage and large current, that is, the applied voltage is low. Further, since the on-resistance value of the FET is generally smaller than the on-resistance value of the transistor, the former generates less heat than the latter even when the same current is passed. Further, in order to light the LED with a direct current, a power transformer, a large-capacitance capacitor, and the like are required, but the drive circuit according to
(請求項3に記載した発明の特徴)
請求項3に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項3の駆動回路」という)は、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群を駆動するための回路である。具体的には、入力側に電源接続端子を有する交流電源整流回路と、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、当該LED又は当該LED群のアノード端子と当該交流電源整流回路のプラス出力側との間に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、当該LED又は当該LED群を通過した駆動電流(FETを通過した駆動電流)を検出するために当該LED又は当該LED群のカソード端子と当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含ませて構成してある。そして、当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある。すなわち、LED又はLED群のアノード端子がFETを介して交流電源整流回路のプラス出力側に接続してあり、LED又はLED群のカソード端子が電流検出抵抗を介して交流電源整流回路のマイナス出力側に接続してある。交流電源整流回路のプラス出力側には、FET制御回路がFETとともに接続してある。
(Characteristics of the invention described in claim 3)
The LED drive circuit according to the invention described in claim 3 (hereinafter, appropriately referred to as “drive circuit of
請求項3の駆動回路によれば、整流電圧の上昇によりFET制御回路がゲート抵抗に制御電圧を印加し、これによって、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧を超えたところでFETがオンする。オンすることによって、FETを介して印加される整流電圧によってLEDに駆動電流が流れ、これによってLED又はLED群が点灯する。駆動電流は電流検出抵抗によって検出され、この検出を受けたFET制御回路は制御電圧を降下させる。この降下によって、ゲート抵抗のFET制御回路側の電位が、同じくゲート端子側の電位よりも低くなる。これにより、充電されていた電荷がゲート端子からゲート抵抗を介して放電され、放電に伴ってゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下してスレッシュホールド電圧を下回ったところでFETがオフになり、これによってLED又はLED群が消灯する。すなわち、電荷放電によりゲート電圧がスレッシュホールド電圧に至るまで(FETがオフになるまで)の間も駆動電流が流れるためLED又はLED群を高輝度で点灯させることができる。このように、電流検出抵抗による駆動電流の検出がトリガーとなってFETをオフさせるので、後者が前者より遅延して動作することになる。この遅延動作が、低電圧大電流、すなわち、印加する電圧が低くても高輝度化を実現させる。さらに、FETのオン抵抗の値がトランジスタのオン抵抗の値に比べて一般的に小さいため、同じ電流を流したとしても前者の方が後者よりも発熱量が少ない。また、LED又はLED群を直流で点灯させるためには、電源トランスや大容量コンデンサ等が必要であるが、請求項3の駆動回路はそのようなものを必要としない。必要としない分、駆動回路を小型化することができる。 According to the drive circuit of the third aspect, the FET control circuit applies the control voltage to the gate resistance due to the rise of the rectified voltage, and thereby the FET is turned on when the gate voltage exceeds the threshold voltage. When turned on, a drive current flows through the LED by the rectified voltage applied via the FET, and thereby the LED or the LED group is turned on. The drive current is detected by a current detection resistor, and the FET control circuit that receives this detection drops the control voltage. This drop causes the potential of the gate resistance on the FET control circuit side to be lower than the potential on the gate terminal side. As a result, the charged electric charge is discharged from the gate terminal via the gate resistance, and the gate voltage decreases with the discharge. When the gate voltage drops and falls below the threshold voltage, the FET is turned off, thereby turning off the LED or LED group. That is, since the drive current flows until the gate voltage reaches the threshold voltage due to charge discharge (until the FET is turned off), the LED or LED group can be lit with high brightness. In this way, the detection of the drive current by the current detection resistor is used as a trigger to turn off the FET, so that the latter operates with a delay from the former. This delay operation realizes high luminance even when the low voltage and large current, that is, the applied voltage is low. Further, since the on-resistance value of the FET is generally smaller than the on-resistance value of the transistor, the former generates less heat than the latter even when the same current is passed. Further, in order to light the LED or LED group with a direct current, a power transformer, a large-capacitance capacitor, and the like are required. The drive circuit can be miniaturized as much as it is not necessary.
(請求項4に記載した発明の特徴)
請求項4に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項4の駆動回路」という)は、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群を駆動するための回路である。具体的には、入力側に電源接続端子を有する交流電源整流回路と、当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、当該LED又は当該LED群のカソード端子に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含ませて構成してある。当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から当該LED又は当該LED群を介して印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある。すなわち、LED又はLED群のアノード端子が交流電源整流回路のプラス出力側に接続してあり、LED又はLED群のカソード端子がFET制御回路に接続してある。
(Feature of the invention described in claim 4)
The LED drive circuit according to the invention described in claim 4 (hereinafter, appropriately referred to as “drive circuit of claim 4”) is for driving one LED or a group of LEDs connected in series or series-parallel. Circuit. Specifically, an AC power supply rectifier circuit having a power supply connection terminal on the input side and a single LED having an anode terminal connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit, or a series or series-parallel connection. An LED group, an FET connected to the LED or a cathode terminal of the LED group, an FET for turning on / off the drive current of the LED group, and the FET for detecting the drive current that has passed through the FET Including a current detection resistor disposed between the negative output side of the AC power supply rectifier circuit and a FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor. It is configured. The FET control circuit applies a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit via the LED or the LED group increases. A control voltage is applied to the gate resistor to turn on the FET, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detection of a drive current that the current detection resistor exceeds a predetermined value. The FET is delayed off by encouraging charge discharge from the gate terminal. That is, the anode terminal of the LED or LED group is connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit, and the cathode terminal of the LED or LED group is connected to the FET control circuit.
請求項4の駆動回路によれば、LED又はLED群を介して印加される整流電圧の上昇によりFET制御回路がゲート抵抗に制御電圧を印加し、これによって、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧を超えたところでFETがオンする。オンすることによって、整流電圧が印加されているLED又はLED群に駆動電流が流れ、これによってLED又はLED群が点灯する。駆動電流は電流検出抵抗によって検出され、この検出を受けたFET制御回路は制御電圧を降下させる。この降下によって、ゲート抵抗のFET制御回路側の電位が、同じくゲート端子側の電位よりも低くなる。これにより、充電されていた電荷がゲート端子からゲート抵抗を介して放電され、放電に伴ってゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下してスレッシュホールド電圧を下回ったところでFETがオフになり、これによってLED又はLED群が消灯する(しかし、実際には、FETがオフ状態であってもLED又はLED群を通じてFET制御回路に僅かな駆動電流が流れる)。すなわち、電荷放電によりゲート電圧がスレッシュホールド電圧に至るまで(FETがオフになるまで)の間も駆動電流が流れるため、LED又はLED群を高輝度で点灯させることができる。このように、電流検出抵抗による駆動電流の検出がトリガーとなってFETをオフさせるので、後者が前者より遅延して動作することになる。この遅延動作が、低電圧大電流、すなわち、印加する電圧が低くても高輝度化を実現させる。さらに、FETのオン抵抗の値がトランジスタのオン抵抗の値に比べて一般的に小さいため、同じ電流を流したとしても前者の方が後者よりも発熱量が少ない。また、LED又はLED群を直流で点灯させるためには、電源トランスや大容量コンデンサ等が必要であるが、請求項4の駆動回路はそのようなものを必要としない。必要としない分、駆動回路を小型化することができる。 According to the drive circuit of claim 4, the FET control circuit applied the control voltage to the gate resistance due to the rise of the rectified voltage applied through the LED or the LED group, and thereby the gate voltage exceeded the threshold voltage. By the way, FET turns on. By turning on, a drive current flows through the LED or LED group to which the rectified voltage is applied, and thereby the LED or LED group is turned on. The drive current is detected by a current detection resistor, and the FET control circuit that receives this detection drops the control voltage. This drop causes the potential of the gate resistance on the FET control circuit side to be lower than the potential on the gate terminal side. As a result, the charged electric charge is discharged from the gate terminal via the gate resistance, and the gate voltage decreases with the discharge. When the gate voltage decreases and falls below the threshold voltage, the FET is turned off, and thus the LED or LED group is turned off. (In practice, however, the FET is controlled through the LED or LED group even when the FET is off.) A slight drive current flows in the circuit). That is, since the drive current flows until the gate voltage reaches the threshold voltage due to charge discharge (until the FET is turned off), the LED or the LED group can be lit with high brightness. In this way, the detection of the drive current by the current detection resistor is used as a trigger to turn off the FET, so that the latter operates with a delay from the former. This delay operation realizes high luminance even when the low voltage and large current, that is, the applied voltage is low. Further, since the on-resistance value of the FET is generally smaller than the on-resistance value of the transistor, the former generates less heat than the latter even when the same current is passed. In order to light the LED or LED group with a direct current, a power transformer, a large-capacitance capacitor, and the like are required, but the drive circuit according to claim 4 does not need such a circuit. The drive circuit can be miniaturized as much as it is not necessary.
(請求項5記載の発明の特徴)
請求項5に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項5の駆動回路」という)は、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群を駆動するための回路である。具体的には、入力側に電源接続端子を有する交流電源整流回路と、当該交流電源整流回路のマイナス出力側にカソード端子を接続した、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、当該交流電源整流回路のプラス出力側に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、当該FETを通過した駆動電流を検出するために、当該FETと当該LED又は当該LED群のアノード端子との間に配した電流検出抵抗と、当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含ませて構成してある。当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある。請求項5の駆動回路が請求項4の駆動回路と異なるのは、後者のLED又はLED群は交流電源整流回路のプラス出力側に配してあるのに対し、前者のLED又はLED群は交流電源整流回路のマイナス側に配してある点である。
(Feature of the invention of claim 5)
The LED driving circuit according to the invention described in claim 5 (hereinafter referred to as “the driving circuit of
請求項5の駆動回路によれば、交流電源整流回路のプラス出力側から印加される整流電圧の上昇によりFET制御回路がゲート抵抗に制御電圧を印加し、これによって、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧を超えたところでFETがオンする。オンすることによって、整流電圧が印加されているLED又はLED群に駆動電流が流れ、これによってLED又はLED群が点灯する。駆動電流は電流検出抵抗によって検出され、この検出を受けたFET制御回路は制御電圧を降下させる。この降下によって、ゲート抵抗のFET制御回路側の電位が、同じくゲート端子側の電位よりも低くなる。これにより、充電されていた電荷がゲート端子からゲート抵抗を介して放電され、放電に伴ってゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下してスレッシュホールド電圧を下回ったところでFETがオフになり、これによってLED又はLED群が消灯する(しかし、実際には、FETがオフ状態であっても交流電源整流回路のプラス出力側からFET制御回路に僅かな駆動電流が流れる)。すなわち、電荷放電によりゲート電圧がスレッシュホールド電圧に至るまで(FETがオフになるまで)の間も駆動電流が流れるため、LED又はLED群を高輝度で点灯させることができる。このように、電流検出抵抗による駆動電流の検出がトリガーとなってFETをオフさせるので、後者が前者より遅延して動作することになる。この遅延動作が、低電圧大電流、すなわち、印加する電圧が低くても高輝度化を実現させる。さらに、FETのオン抵抗の値がトランジスタのオン抵抗の値に比べて一般的に小さいため、同じ電流を流したとしても前者の方が後者よりも発熱量が少ない。また、LED又はLED群を直流で点灯させるためには、電源トランスや大容量コンデンサ等が必要であるが、請求項5の駆動回路はそのようなものを必要としない。必要としない分、駆動回路を小型化することができる。
According to the drive circuit of the fifth aspect, the FET control circuit applies the control voltage to the gate resistance due to the rise of the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit, whereby the gate voltage reduces the threshold voltage. When it exceeds, FET turns on. By turning on, a drive current flows through the LED or LED group to which the rectified voltage is applied, and thereby the LED or LED group is turned on. The drive current is detected by a current detection resistor, and the FET control circuit that receives this detection drops the control voltage. This drop causes the potential of the gate resistance on the FET control circuit side to be lower than the potential on the gate terminal side. As a result, the charged electric charge is discharged from the gate terminal via the gate resistance, and the gate voltage decreases with the discharge. When the gate voltage drops below the threshold voltage, the FET is turned off, thereby turning off the LED or LED group (in practice, however, the positive output of the AC power supply rectifier circuit even when the FET is off) A slight drive current flows from the side to the FET control circuit). That is, since the drive current flows until the gate voltage reaches the threshold voltage due to charge discharge (until the FET is turned off), the LED or the LED group can be lit with high brightness. In this way, the detection of the drive current by the current detection resistor is used as a trigger to turn off the FET, so that the latter operates with a delay from the former. This delay operation realizes high luminance even when the low voltage and large current, that is, the applied voltage is low. Further, since the on-resistance value of the FET is generally smaller than the on-resistance value of the transistor, the former generates less heat than the latter even when the same current is passed. Further, in order to light the LED or LED group with a direct current, a power transformer, a large-capacitance capacitor, and the like are required, but the drive circuit according to
(請求項6に記載した発明の特徴)
請求項6に記載した発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項6の駆動回路」という)では、請求項1乃至5何れかの駆動回路の基本的構成に加え、前記ゲート抵抗には、バイパス路を並列接続してあり、当該バイパス路が、前記FETに向って順方向のダイオードと、当該ダイオードに直列接続したバイパス抵抗と、を含み、当該バイパス抵抗の値が、当該ゲート抵抗の値よりも小さく設定してある。
(Characteristics of the invention described in claim 6)
In the LED drive circuit according to the invention described in claim 6 (hereinafter, referred to as “drive circuit of claim 6” as appropriate), in addition to the basic configuration of the drive circuit according to any one of
請求項6の駆動回路によれば、請求項1乃至5何れかの駆動回路の基本的な作用効果に加え、両抵抗値の差にもよるがバイパス抵抗の値がゲート抵抗の値よりも小さいためFETのゲート電流の少なくとも半分以上が、又は、両抵抗値の差が大きければ電荷充電時のゲート電流のほとんどが、バイパス抵抗を介して流れる。放電方向はダイオードの逆方向となるから、電荷放電はゲート抵抗のみを介して行われ、バイパス抵抗を介した放電はない。バイパス抵抗の値はゲート抵抗の値よりも小さいので、前者を介して行われるFETへの電荷充電の方が、後者を介して行われる電荷放電よりも短い時間で行われる。充電時間を短くすることにより低い出力電圧でFETをオンさせることができるので、その分FETの発熱を少なくすることができる。
According to the drive circuit of claim 6, in addition to the basic function and effect of the drive circuit of any of
(請求項7記載の発明の特徴)
請求項7記載の発明に係るLED駆動回路(以下、適宜「請求項7の駆動回路」という)では、請求項6の駆動回路の基本的構成に加え、前記ゲート抵抗に、前記FETに向って逆方向のダイオードを直列接続してあることが好ましい。
(Feature of the invention of claim 7)
In the LED drive circuit according to the invention described in claim 7 (hereinafter, appropriately referred to as “drive circuit of
請求項7の駆動回路によれば、請求項6の駆動回路の基本的な作用効果に加え、電荷充電時のゲート電流はパイパス抵抗のみを介して流れ、また、電荷放電はゲート抵抗のみを介して行われる。したがって、FETへの電荷充電とFETからの電荷放電とが互いに独立することになり、この結果、ゲート抵抗及びバイパス抵抗の設計を行いやすくすることができる。
According to the drive circuit of
本発明に係るLED駆動回路によれば、小型でありながら、発熱を抑えた上でLEDを高輝度に駆動することが可能になる。 According to the LED drive circuit of the present invention, it is possible to drive the LED with high luminance while suppressing heat generation while being small.
各図に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図1は、第1実施形態に係るLED駆動回路(以下、適宜「駆動回路」という)の回路図である。図2は、第1実施形態に係る駆動回路の整流電圧及び駆動電流の波形を示す図である。図3は、第2実施形態に係る駆動回路の回路図である。図4は、第2の実施形態に係る駆動回路の駆動電流の波形を示す図である。図5は、第3実施形態に係る駆動回路の回路図である。図6及び7は、第4実施形態に係る駆動回路の回路図である。図8は、第5実施形態に係る駆動回路の回路図である。図9は、第5実施形態に係る他の駆動回路の回路図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an LED drive circuit (hereinafter referred to as “drive circuit” as appropriate) according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms of a rectified voltage and a drive current of the drive circuit according to the first embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram of a drive circuit according to the second embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of the drive current of the drive circuit according to the second embodiment. FIG. 5 is a circuit diagram of a drive circuit according to the third embodiment. 6 and 7 are circuit diagrams of the drive circuit according to the fourth embodiment. FIG. 8 is a circuit diagram of a drive circuit according to the fifth embodiment. FIG. 9 is a circuit diagram of another drive circuit according to the fifth embodiment.
(第1実施形態)
図1及び2に基づいて説明する。駆動回路1は、整流回路(交流電源整流回路)3と、LED(発光素子)5と、FET(電界効果トランジスタ)7と、電流検出抵抗R2及びFET制御回路11と、を備えている。整流回路3は、入力側には交流電源Eを接続するための交流接続端子(電源接続端子)3a,3aを、出力側には整流電圧(整流電流)を取り出すための整流出力端子3b(+),3b(−)を、それぞれ備えている。交流電源Eには、汎用性が高いことから商用電源(たとえば、100V〜220V,50Hz〜60Hz)を用いるのが一般的であるが、商用電源以外の交流電源を採用することもできる。本実施形態では100V50Hzの単相交流を電源としているが、三相交流等を電源としてもよい。整流回路3は、これを、全波ブリッジ型に構成してあるが半波整流型等の整流回路により構成することもできる。
(First embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The
第1実施形態におけるLED5には、順電圧3.42V,順方向電流350mAの大電流高出力のものを採用した。上記定格以外の定格のLEDも採用可能である。LED5の色は、駆動回路1が主として照明用に用いるものであるため白色とした。白色に限る必要はなく、好みや用途に応じて白色以外の色の採用を妨げない。駆動回路1が駆動するLEDは、1個のLED5だけである。複数のLEDを駆動することについては、後述する。LED5は、アノード端子5aとカソード端子5kを備え、前者は整流出力端子3b(+)に、後者は、FET7のドレイン端子7dに、それぞれ接続してある。駆動回路1の発熱量は比較的少ないのであるが、駆動回路1の周囲温度等の使用環境等に対応させるための放熱板等を、必要に応じてLED5に併設可能であることは言うまでもない。
As the
FET7には、PチャンネルのFETも採用可能であるが、ここでは、NチャンネルのMOS型FETを採用した。FET7は、上述したドレイン端子7dとともに、ソース端子7s及び制御電極であるゲート端子7gを備えている。ソース端子7sは、接続点S1を介して電流検出抵抗R2の一端に接続してあり、電流検出抵抗R2の他端は整流出力端子3b(−)に接続してある。また、ゲート端子7gは、ゲート抵抗R4を介してFET制御回路11(トランジスタ13のエミッタ端子13e)に接続してあり、ゲート端子7gに印加される信号に応じてFET7がLED5の駆動電流をオン・オフするスイッチング素子として働くように構成してある。FET7に好適な電界効果トランジスタとして、たとえば、2SK2914がある。この2SK2914は、標準のオン抵抗が標準で0.42Ω、最大でも0.5Ωである。
As the
FET制御回路11は、PNP型のトランジスタ13、NPN型のトランジスタ15、抵抗R3及び抵抗R5を備えている。抵抗R3は、整流回路3の整流出力端子3b(+)とトランジスタ13のエミッタ端子13eとの間に接続してあり、抵抗R5は、トランジスタ13のエミッタ端子13eとトランジスタ13のベース端子13bとの間に接続してある。トランジスタ13のベース端子13bは、トランジスタ15のコレクタ端子15cに接続してある。トランジスタ13のコレクタ端子13cは、トランジスタ15のベース端子15bに接続してある。トランジスタ15のエミッタ端子15eは、一方の整流出力端子3b(−)に接続してある。トランジスタ15のベース端子15bは抵抗R1を介して接続点S1に接続してある。トランジスタ13のエミッタ端子13eは、上述したように、ゲート抵抗R4を介してFET7のゲート端子7gに接続してある。以後、ゲート抵抗R4と抵抗R3との接続点を、接続点S2と呼ぶことにする。接続点S2は、エミッタ端子13eと一致する。
The
(駆動回路の作用)
図1及び2に基づいて説明する。交流電源Eから電源接続端子3a,3aを介して整流回路3に供給された交流は、整流回路3によって全波整流される。整流回路3の整流出力端子3b(+),3b(−)間における出力電圧eの波形は、図2に示すような正弦波の半周期が並ぶ波形となる。図2において、出力電圧eは、LED5のアノード端子5a及びFET制御回路11の両者に印加される。出力電圧eが印加されたFET制御回路11は、制御電圧をゲート抵抗R4に印加する。つまり、出力電圧eが、FET制御回路11が有する抵抗R3と、制御電圧を印加するゲート抵抗R4と、を介してFET7のゲート端子7gに印加される。ここで、出力電圧eがゼロのときはゲート電流は流れないが、出力電圧eの上昇に伴いゲート電流が流れてFET7のゲート領域に電荷が充電され、さらなる上昇により制御電圧がFET7のスレッシュホールド電圧Vthを超えたところでFET7をオンさせる。オン状態にあるゲート端子7gの電位は、電荷の充電によりスレッシュホールド電圧Vthよりも高い電位に保持されている。FET7のオンにより、整流回路3、プラス側の整流出力端子3b(+)、LED5、FET7、電流検出抵抗R2及び整流出力端子3b(−)を介して整流回路3に戻る回路が形成され、これによって、出力電圧eが印加されているLED5に駆動電流iが流れLED5を点灯させる。
(Operation of the drive circuit)
This will be described with reference to FIGS. The alternating current supplied from the alternating current power source E to the
LED5を通過した駆動電流iは電流検出抵抗R2を流れるが、このときFET7と電流検出抵抗R2の接続点S1の電位と、電流検出抵抗R2の整流出力端子3b(−)側の電位との間に、電圧降下による電位差が生じるので、電流検出抵抗R2の整流出力端子3b(−)側の電位と比べて、電流検出抵抗R2の接続点S1の電位のほうが高い電位となる。接続点S1における電位差発生がトリガーとなり、トランジスタ15のベース端子15bに抵抗R1を介してベース電流が流れてトランジスタ15をオンさせる。トランジスタ15がオンすると、トランジスタ13のベース端子13bに抵抗R3及び抵抗R5を介してベース電流が流れてトランジスタ13をオンさせる。トランジスタ13がオンすることによって接続点S2における電位が低下する。ここで、低下した電位がスレッシュホールド電圧Vthよりも低くなるように抵抗R3を設定してあるため、電位低下により接続点S2における電位がスレッシュホールド電圧Vthよりも低くなる。すなわち、ゲート端子7gの電位が、ゲート抵抗R4を挟んだ接続点S2の電位よりも高い状態になる。このゲート抵抗R4両端の電位差により、電荷放電が起こりゲート領域の電荷はゲート抵抗R4を介して徐々に接続点S2に流れ込む。この電荷放電に伴い、ゲート電圧が降下する。ゲート電圧が降下してスレッシュホールド電圧Vthと等しい電圧に至るまではFET7のオン状態は続くが、スレッシュホールド電圧Vthより低くなったところでFET7はオフとなる。
The drive current i that has passed through the
すなわち、第1実施形態におけるFET制御回路11は、FET7のオンにより駆動電流iを流してLED5を点灯させる一方、駆動電流iが電流検出抵抗R2によって検出されたことを受けてFET7のオフによりLED5を消灯させるが、このFET7のオフを駆動電流iの検出とほぼ同時に行わせるのではなく電荷放電により遅延して行わせている。FETの代わりにトランジスタを用いたとすると、トランジスタはFETに比べて電荷の充電可能量が少ないから、ゲート電圧がスレッシュホールド電圧未満に低下した時点でオフとなって駆動電流の流れを遮断してしまう(図2にi´で表示)。これに対して、FETであれば、ゲート領域に充電されていた電荷の放電によりFETのオフを遅延させる。この遅延によりFETは、トランジスタより余分に駆動電流を流す。すなわち、LEDを高輝度化する。さらに、FET7のオン・オフにより常時駆動電流が流れる場合に比べて遥かに発熱量を少なくすることができる。これに加え、FETのほうがトランジスタよりもオン抵抗が小さいことから、同じ駆動電流を流すとしてもオン抵抗が小さい分、FETの発熱量を抑えることが可能になる。
That is, the
(第2実施形態)
図3及び4に基づいて説明する。第2実施形態に係る駆動回路21が、第1実施形態に係る駆動回路1と異なる点は、後者が1個しか有していないLED5を、前者が直列接続した複数個のLED5,・・からなるLED群5を有している点である。したがって、以下においては、駆動回路21が駆動回路1と異なる点を中心に説明を行い、両者共通する部分については図1で使用した符号と同じ符号を図3で使用するにとめ可能な限りそれらの説明を省略する。なお、図4(a)が示す駆動電流の波形は、LEDが1個の場合の波形であり、図2に示す駆動電流の波形とほぼ同じ波形である。図4(a)は、複数のLEDを接続した場合と比較するための図である。図4(b)が示す駆動電流の波形はLED2個のときの波形であって、図4(c)が示す駆動電流の波形はLED3個のときの波形である。なお、図4に示す駆動電流の波形は、電流検出抵抗R2を2Ωとしたときのものであって、縦軸の1目盛は250mAを、横軸の1目盛は2mSを、それぞれ示している。
(Second Embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The
図3に示す駆動回路21は、直列接続した3個のLEDからなるLED群5を有している。LED5の数は、駆動回路21の用途等に応じて、2個としたり、4個以上としたりすることを妨げるものではない。直列接続したn個のLEDを点灯させるためには各LEDの順電圧のn倍と等しい電圧を必要とするので、3個のLED5,・・を直列接続した場合は各LED5の順電圧(LED電圧)の3倍の電圧と等しい電圧が少なくとも必要になる。LED5が1個であれば1個分の順電圧と、2個であれば2個分の順電圧と等しい電圧が必要である。前述したようにLED5の順電圧3.42Vであるから、1個であれば3.42V、2個であれば6.84(3.42×2)V、3個であれば10.26(3.42×3)Vの電圧が少なくとも必要となる。
The
図4において、LED5が1個の波形(図4(a))よりもLED5が2個の波形(図4(b))の方が、LED5が2個の波形よりもLED5が3個の波形(図4(c))の方が、単峰波形の高さが高くなっている。すなわち、LED5の個数が増加するにつれ、増加割合にほぼ比例して電流量が増加していることが分かる。このことは、駆動回路21によれば、複数個のLED5を直列した場合の各LED5の輝度が、単独のLED5を接続した場合の輝度より増加することを示している。複数のLED5を接続することによって各LED5の輝度が、1個のLED5のみを点灯させたときの輝度よりも著しく低下するものであるとすると、多数のLEDを使用する装置は不向きである。駆動回路21であれば、上述した理由から、多数のLEDを持つ装置、たとえば、照明灯にも好適に用いることができる。なお、第2実施形態におけるLED群5は、複数のLED5を直列接続してなるものであるが、直列接続した各LED5の一部又は全部と並列に1個又は複数個のLED接続すること、すなわち、直並列した複数個のLEDから構成することもできる。
In FIG. 4, the waveform of two LEDs 5 (FIG. 4 (b)) is the waveform of three
(第3実施形態)
図5に基づいて説明する。第3実施形態に係る駆動回路31が、第1実施形態に係る駆動回路1と異なるのは、LED5の接続位置である。このため、以下においては、駆動回路31が駆動回路1と異なる点を中心に説明を行い、両者共通する部分については図5に図1で使用した符号と同じ符号を付するにとめ可能な限りそれらの説明を省略する。
(Third embodiment)
This will be described with reference to FIG. The
第1実施形態に係る駆動回路1のLED5は、整流出力端子3b(+)とFET7のドレイン端子7dとの間に接続してあるが、駆動回路31におけるLED5はFET7のソース端子7sと電流検出抵抗R2との間に接続してある。具体的には、LED5のアノード端子5aをソース端子7sに、同じくカソード端子5kを電流検出抵抗R2のFET7側の端子に、それぞれ接続してあり、さらに、整流出力端子3b(+)はFET制御回路11が有する抵抗R3の一端に接続してある。駆動回路31における作用効果は基本的に駆動回路1の作用効果と異なることはなく、駆動電流iの流れる方向から見てFET7の上流にLED5がある場合と、同じく下流にLED5がある場合との違いがあるだけである。駆動回路31においても、直列又は直並列接続した複数個のLEDを接続可能であることは言うまでもない。なお、駆動回路31において複数個のLEDを直列又は直並列に接続した場合であっても、前述した第2実施形態に係る駆動回路21のように各LED5の輝度が単独のLED5の輝度より増加することはなく、ほぼ一定である。
The
(第4実施形態)
図6に基づいて説明する。第4実施形態に係る駆動回路41が、第1実施形態に係る駆動回路1と異なるのは、LED5の接続位置である。このため、以下においては、駆動回路41が駆動回路1と異なる点を中心に説明を行い、両者共通する部分については図6に図1で使用した符号と同じ符号を付するにとめ可能な限りそれらの説明を省略する。
(Fourth embodiment)
This will be described with reference to FIG. The
駆動回路41におけるLED5は、整流出力端子3b(+)とFET制御回路11が有する抵抗R3の一端に接続してある。具体的には、LED5のアノード端子5aを整流出力端子3b(+)に、同じくカソード端子5kを抵抗R3の一端に、それぞれ接続してある。カソード端子5kには、FET7のドレイン端子7dを併せて接続してあり、これによって、ドレイン端子7dとFET制御回路11には、LED5を介して出力電圧eが印加されるようになっている。駆動回路41における作用効果は基本的に駆動回路1の作用効果と異なることはなく、FET制御回路11に印加される電圧がLED5により降下したものである点が異なっている。駆動回路41においても、直列又は直並列接続した複数個のLEDを接続することもできる。なお、駆動回路41において複数個のLEDを直列又は直並列に接続した場合であっても、前述した第2実施形態に係る駆動回路21のように各LED5の輝度が単独のLED5の輝度より増加することはなく、ほぼ一定である。
The
図6に示す駆動回路41のLED5は、上述したように整流出力端子3b(+)とFET制御回路11の抵抗R3の一端との間に接続してあるが、このLED5を整流出力端子3b(−)側に配することもできる。すなわち、図7に示すように、整流出力端子3b(−)にLED5のカソード端子5kを接続するとともに、LED5のアノード端子5aを電流検出抵抗R2を介してFET7のソース端子7sに接続する。整流出力端子3b(+)は、FET7のドレイン端子7d及び抵抗R3の一端に直接接続する。LED5の配置以外の構成は、駆動回路41と駆動回路41´との間で異なる点はない。駆動回路の作用効果の点でも、複数個のLEDを直列又は直並列に接続可能な点でも、同じである。
The
(第5実施形態)
図8及び9に基づいて説明する。第5実施形態に係る駆動回路51が、第1実施形態に係る駆動回路1と構造的に異なるのは、FET7とFET制御回路11との接続方法である。このため、以下においては、駆動回路51が駆動回路1と異なる点を中心に説明を行い、両者共通する部分については図8及び9に図1で使用した符号と同じ符号を付するにとめ可能な限りそれらの説明を省略する。
(Fifth embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The
すなわち、FET7のゲート端子7gとFET制御回路11(すなわち、接続点S2)との間には、ゲート抵抗R4´を接続してあり、さらに、ゲート抵抗R4´と並列にバイパス路23を接続してある。バイパス路23は、FET7に向って順方向のダイオードD1と、ダイオードD1に直列接続したバイパス抵抗R6により構成してある。バイパス抵抗R6の値はゲート抵抗R4´よりも小さい値に設定してある。たとえば、バイパス抵抗R6を300KΩとしたときに、ゲート抵抗R4´を1MΩ程度とするとよい。パイパス抵抗R6の値をゲート抵抗R4´の値よりも小さく設定したのは、ゲート電流が主としてバイパス抵抗R6を流れるように、かつ、ゲート端子7gからの電荷放電がゲート抵抗R4´のみを流れるようにするためである。つまり、ダイオードD1はFET7に向って順方向であるからゲート電流はバイパス抵抗R6及びゲート抵抗R4´の双方を流れるが、前者の抵抗値が後者の抵抗値よりも小さいため(ダイオードD1の内部抵抗は無視できる大きさ)、ゲート電流は主としてバイパス抵抗R6を流れることになる。他方、電荷放電の方向はダイオードD1の逆方向となるため、電荷放電はバイパス路23を流れず専らゲート抵抗R4´を流れることになる。バイパス抵抗R6の値はゲート抵抗R4´の値よりも小さいので、抵抗R3の値を適切に設定することにより、FET7への電荷充電を電荷放電よりも短い時間で行わせることができる。充電時間を短くすることはより低い出力電圧でFETをオンさせることになるので、その分FETの発熱を少なくすることができる。なお、ダイオードD1とバイパス抵抗R6の相対位置は、図8に示すものと逆にしてパイパス抵抗R6をダイオードD1よりもFET7側に設定しても同じ作用効果を得ることができる。
That is, a gate resistor R4 ′ is connected between the
また、図9に示すように、ゲート抵抗R4´と直列にFET7に向って逆方向(電荷放電の順方向)のダイオードD2を接続することもできる。ダイオードD2を設けることによって、ゲート電流がゲート抵抗R4´を流れることが阻止されることになる。したがって、FET7への電荷充電とFET7からの電荷放電とが互いに独立することになり、この結果、ゲート抵抗R4´及びバイパス抵抗R6の設計を行いやすくすることができる。さらに、上述したバイパス路23、さらにはD2を、前述した第1乃至4の実施形態に係る駆動回路1,21,31,41,41´に採用してもよい。
Further, as shown in FIG. 9, a diode D2 in the reverse direction (forward direction of charge discharge) can be connected in series with the gate resistor R4 ′ toward the
1,21,31,41,41´,51 LED駆動回路(駆動回路)
3 整流回路
3a 電源接続端子
3b 整流出力端子
5 LED(LED群)
7 FET
11 FET制御回路
13,15 トランジスタ
23 バイパス路
D1,D2 ダイオード
R1,R3,R5 抵抗
R2 電流検出抵抗
R4 ゲート抵抗
R6 バイパス抵抗
S1,S2 接続点
1, 21, 31, 41, 41 ', 51 LED drive circuit (drive circuit)
3
7 FET
11
Claims (7)
当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した1個のLEDと、
当該LEDのカソード端子に接続した当該LED又の駆動電流をオン・オフするためのFETと、
当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、
当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含み、
当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある
ことを特徴とするLED駆動回路。 An AC power rectifier circuit having a power connection terminal on the input side;
One LED having an anode terminal connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit;
FET for turning on / off the drive current of the LED connected to the cathode terminal of the LED;
A current detection resistor disposed between the FET and the negative output side of the AC power supply rectifier circuit to detect the drive current that has passed through the FET;
An FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor,
The FET control circuit applies a control voltage to the gate resistor for applying a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit increases. The FET is turned on, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detecting that the current detection resistor has detected a drive current exceeding a predetermined value, and charge discharge from the gate terminal is performed. An LED driving circuit configured to delay-off the FET by prompting.
当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した複数のLEDを直列接続してなるLED群と、
当該LED群のカソード端子に接続した当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、
当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、
当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含み、
当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせることによって、
当該LED群を構成するLEDの個数増加にほぼ比例して駆動電流を増加可能に構成してある
ことを特徴とするLED駆動回路。 An AC power rectifier circuit having a power connection terminal on the input side;
A group of LEDs in which a plurality of LEDs having anode terminals connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit are connected in series;
FET for turning on / off the drive current of the LED group connected to the cathode terminal of the LED group;
A current detection resistor disposed between the FET and the negative output side of the AC power supply rectifier circuit to detect the drive current that has passed through the FET;
An FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor,
The FET control circuit applies a control voltage to the gate resistor for applying a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit increases. The FET is turned on, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detecting that the current detection resistor has detected a drive current exceeding a predetermined value, and charge discharge from the gate terminal is performed. By delaying off the FET by prompting,
An LED drive circuit characterized in that the drive current can be increased substantially in proportion to the increase in the number of LEDs constituting the LED group.
1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、
当該LED又は当該LED群のアノード端子と当該交流電源整流回路のプラス出力側との間に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、
当該LED又は当該LED群を通過した駆動電流を検出するために当該LED又は当該LED群のカソード端子と当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、
当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含み、
当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある
ことを特徴とするLED駆動回路。 An AC power rectifier circuit having a power connection terminal on the input side;
One LED or a group of LEDs connected in series or in series and parallel;
FET for turning on / off the drive current of the LED or the LED group connected between the anode terminal of the LED or the LED group and the positive output side of the AC power supply rectifier circuit;
A current detection resistor disposed between the cathode terminal of the LED or the LED group and the negative output side of the AC power supply rectifier circuit in order to detect the drive current that has passed through the LED or the LED group;
An FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor,
The FET control circuit applies a control voltage to the gate resistor for applying a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit increases. The FET is turned on, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detecting that the current detection resistor has detected a drive current exceeding a predetermined value, and charge discharge from the gate terminal is performed. An LED driving circuit configured to delay-off the FET by prompting.
当該交流電源整流回路のプラス出力側にアノード端子を接続した、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、
当該LED又は当該LED群のカソード端子に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、
当該FETを通過した駆動電流を検出するために当該FETと当該交流電源整流回路のマイナス出力側との間に配した電流検出抵抗と、
当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含み、
当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から当該LED又は当該LED群を介して印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある
ことを特徴とするLED駆動回路。 An AC power rectifier circuit having a power connection terminal on the input side;
One LED having an anode terminal connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit, or a group of LEDs formed in series or series-parallel connection,
FET for turning on / off the drive current of the LED or the LED group connected to the cathode terminal of the LED or the LED group;
A current detection resistor disposed between the FET and the negative output side of the AC power supply rectifier circuit to detect the drive current that has passed through the FET;
An FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor,
The FET control circuit applies a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit via the LED or the LED group increases. A control voltage is applied to the gate resistor to turn on the FET, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detection of a drive current that the current detection resistor exceeds a predetermined value. The LED driving circuit is configured to delay-off the FET by prompting charge discharge from the gate terminal.
当該交流電源整流回路のマイナス出力側にカソード端子を接続した、1個のLED、又は、直列若しくは直並列接続してなるLED群と、
当該交流電源整流回路のプラス出力側に接続した当該LED又は当該LED群の駆動電流をオン・オフするためのFETと、
当該FETを通過した駆動電流を検出するために、当該FETと当該LED又は当該LED群のアノード端子との間に配した電流検出抵抗と、
当該FETのゲート端子に、ゲート抵抗を介して接続した当該FETを制御するためのFET制御回路と、を含み、
当該FET制御回路が、当該交流電源整流回路のプラス出力側から印加された整流電圧の上昇に伴い当該ゲート端子にスレッシュホールド電圧を超えるゲート電圧を印加するための制御電圧を当該ゲート抵抗に印加して当該FETをオンさせ、かつ、当該電流検出抵抗が所定値を超えた駆動電流を検出したことを受けて当該制御電圧を当該スレッシュホールド電圧未満の電圧まで降下させ当該ゲート端子からの電荷放電を促すことによって当該FETを遅延オフさせるように構成してある
ことを特徴とするLED駆動回路。 An AC power rectifier circuit having a power connection terminal on the input side;
One LED having a cathode terminal connected to the negative output side of the AC power supply rectifier circuit, or a group of LEDs connected in series or in series and parallel,
FET for turning on / off the drive current of the LED or LED group connected to the positive output side of the AC power supply rectifier circuit;
In order to detect the drive current that has passed through the FET, a current detection resistor disposed between the FET and the anode terminal of the LED or the LED group;
An FET control circuit for controlling the FET connected to the gate terminal of the FET via a gate resistor,
The FET control circuit applies a control voltage to the gate resistor for applying a gate voltage exceeding the threshold voltage to the gate terminal as the rectified voltage applied from the positive output side of the AC power supply rectifier circuit increases. The FET is turned on, and the control voltage is lowered to a voltage lower than the threshold voltage in response to detecting that the current detection resistor has detected a drive current exceeding a predetermined value, and charge discharge from the gate terminal is performed. An LED driving circuit configured to delay-off the FET by prompting.
当該バイパス路が、前記FETに向って順方向のダイオードと、当該ダイオードに直列接続したバイパス抵抗と、を含み、
当該バイパス抵抗の値が、当該ゲート抵抗の値よりも小さく設定してある
ことを特徴とする請求項1乃至5何れか記載のLED駆動回路。 A bypass path is connected in parallel to the gate resistor,
The bypass path includes a forward diode toward the FET and a bypass resistor connected in series to the diode;
The LED drive circuit according to claim 1, wherein a value of the bypass resistor is set smaller than a value of the gate resistor.
ことを特徴とする請求項6記載のLED駆動回路。 The LED drive circuit according to claim 6, wherein a diode in a reverse direction toward the FET is connected in series to the gate resistor.
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