JP2006352116A - 光源回路、平衡変圧器回路、発光パネルおよび平衡電流の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 費用効率に適い、バックライトの光源における各グループのカラーＬＥＤの電流を効果的に平衡にするよう調整する平衡電流の制御方法と光源回路を含む装置とを提供する。
【解決手段】 複数の変圧器を用いて電流を供給し、複数の電流路に接続された複数のＬＥＤを駆動する光源回路。各変圧器は、それぞれコイルの巻数比を有する１つの電流供給コイルと１つの誘導コイルとを有し、コイルの巻数比は、電流供給コイルと誘導コイルの各々の巻数比に基づいて得られる。電流供給コイルは、出力の電流を異なる電流路に提供するように用いられ、誘導コイルは別の変圧器の誘導コイルに接続されて電流ループを形成する。各変圧器と別の変圧器との出力の電流の関係は、互いに接続された変圧器のコイルの巻数比によって決められる。各ＬＥＤの輝度は、電流路の電流によって決めることができる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、複数の発光素子（ＬＥＤ）を駆動するための駆動回路に関し、特に、それぞれが１つ以上のＬＥＤに接続された複数の電流路を有する光源回路、平衡変圧器回路、発光パネル、及びそれらにより平衡電流を制御する平衡電流の制御方法に係る。

発光素子は、通常、液晶ディスプレイパネルのバックライトの光源に用いられている。特に、白色バックライトの光源としての赤色、緑色と青色のＬＥＤを提供するために用いられている。従来技術では、駆動回路、が１つ以上の列のＬＥＤを有するディスプレイを駆動するように用いられる時、これらの列は並列に接続されて単一の電流路を形成していた。図１に示すように、限流器と限流抵抗器Ｒ_ｃ１は、電流路の全電流を調整するために用いられる。この駆動回路では、昇圧器は、電流をＬＥＤに提供する電力供給装置として用いられる。もう１つの方法は、図２に示すように、電流検出装置は、電流路の全電流を調整するために、昇圧器にフィードバック（帰還）するように用いられる。

図１と図２に示す駆動回路は、各１列のＬＥＤに通過する電流がほぼ同じであると想定されている。しかし、ＬＥＤの電圧降下と電流との関係が非線形であることから、１つ以上のやや不安定なＬＥＤは、前記列のＬＥＤを通過した電流を著しく増加させる可能性がある。よって、前記列のＬＥＤの使用寿命が著しく短縮されてしまうことになる。仮にＬＥＤの列が白色バックライトの光源に用いられる場合、ある列のＬＥＤの輝度がその他の列のＬＥＤの輝度と異なることから、バックライトの光源のカラーバランスがシフトされる可能性がある（特許文献１参照）。

また、各列のＬＥＤに個別の駆動回路を用いることもできる。例えば、昇圧型電流調整器は、前記列のＬＥＤを通過した電流を調整するために用いられることができる。図３に示すように、昇圧型電流調整器は、電流検出用抵抗器（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｒｅｇｉｓｔｏｒ）Ｒ_ＣＳにある電圧を検出することによって電流を調整している。このタイプの電流調整器による電流の調整はかなり効果的ではあるが、費用効率が低い。更に、このタイプの電流調整器は、多量の電磁波を放射し、電磁干渉の問題源となる（特許文献２参照）。

また、一つのグループにおける同色のＬＥＤは、並列に接続されることができ、且つ、各並列した電流路は、図４に示す電圧調整器と図５に示す電流調整器とに、それぞれ個別の限流抵抗器を有している。しかしながら、各並列電流路のＬＥＤの電気特性は、各並列電流路を通過した電流が均等化されるように、調整され、且つ、要求に適う必要がある（特許文献３参照）。
米国特許第６４６６１８８号明細書 米国特許第６５２９１８２号明細書 米国特許第６６８０８３４号明細書

本発明は、上述の問題を解決するために、費用効率に適い、バックライトの光源における各グループのカラーＬＥＤの電流を効果的に調整できる光源回路、変圧器回路、発光パネルおよび及びそれらにより電流の平衡を保つように制御する平衡電流の制御方法を提供するものである。

これに鑑みて、上述の問題を解決するために、本発明は、複数の電流路の複数のＬＥＤを駆動するために、駆動回路は、互いに接続された複数の変圧器を用いて、各変圧器における１つの誘導コイルを別の変圧器における１つの誘導コイルに接続し、且つ、上述の誘導コイルは互いに直列に接続されて、完全な電流ループを形成する。よって、１つの変圧器の出力電流は、相互インダクタンスによって別の変圧器の出力電流とある種の関係を有する。

例えば、２つの変圧器が用いられている駆動回路では、第１変圧器の第１誘導コイルは、第２変圧器の第２誘導コイルに接続されて、電流ループを形成する。第１変圧器の出力電流もしくは第１電流（以下、第１電流という）によって発生された磁束は、電流ループの誘導電流を誘起する。同様に、第２変圧器の出力電流もしくは第２電流（以下、第２電流という）によって発生された磁束は、電流ループの誘導電流を誘起する。よって、各変圧器のコイルの巻数比に基づいて、第１変圧器の第１電流は、第２変圧器の第２電流と実質的に固定の電磁誘導の比例関係を有する。よって、駆動回路が複数の電流路を提供するように用いられる時、各電流路の電流は、上述の固定の電磁誘導の比例関係に基づいて、１つの変圧器におけるコイルの巻数比と別の１つの変圧器におけるコイルの巻数比より選ぶことができる。

すなわち、本発明は、光源を提供する電流路に接続された光源に用いる平衡電流の制御方法であって、光源は少なくとも第１電流路、第２電流路、第１電流路に接続された１つ以上の第１ＬＥＤと、第２電流路に接続された１つ以上の第２ＬＥＤを有し、第１電流路は、第１整流器によって第１電源に接続されて第１電流を受け、第２電流路は、第２整流器によって第２電源に接続されて第２電流を受け、第２電流と第１電流とは、第１の電磁誘導の比例関係を有し、且つ、第１電源と第１整流器との間に接続され、第１電流を提供する第１電流供給コイルを有し、第１電流供給コイルは、第１電流供給コイルの巻数を有し、第１電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第１電流により誘起されて誘導電流を発生する第１誘導コイルを有し、第１誘導コイルは、第１誘導コイルの巻数を有し、第１電流供給コイルの巻数と第１誘導コイルの巻数とが、第１コイルの巻数比を形成する第１変圧器及び、第２電源と第２整流器との間に接続され、第２電流を提供する第２電流供給コイルを有し、第２電流供給コイルは、第２電流供給コイルの巻数と、第２電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第２電流により誘起されて誘導電流を発生する第２誘導コイルを有し、第２誘導コイルは、第２誘導コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数と第２誘導コイルの巻数とが、第２コイルの巻数比を形成する第２変圧器を含み、第１誘導コイルと第２誘導コイルとが接続され、第１変圧器と第２変圧器との誘導電流の電流ループが形成される平衡変圧器回路により、第１コイルと第２コイルの巻数比を選び、第１コイルの巻数比と第２コイルの巻数比とを、第１の電磁誘導の比例関係と同等にすることが好ましい。

また、本発明の平衡電流の制御方法は、光源が、第３電流路と、第３電流路に接続された１つ以上の第３ＬＥＤを更に含み、第３電流路が、第３整流器によって第３電源に接続されて第３電流を受け、第３電流と第２電流とが、第２の電磁誘導の比例関係を有し、且つ、平衡変圧器回路は、第３電源と第３整流器との間に接続され、第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、第３電流供給コイルは、第３電流供給コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、第３誘導コイルは、第３誘導コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数と第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器を含み、第３誘導コイルを第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続し、第１変圧器と第２変圧器と第３変圧器との誘導電流の電流ループを形成し、第３コイルの巻数比を選び、第１コイルの巻数比と第２コイルの巻数比とを、第１の電磁誘導の比例関係と同等にすることが好ましい。

また、より複数個（例えば、４個以上）の変圧器と、それらに接続される整流器（例えば、４個以上）によって平衡電流を制御する場合、電源と、複数個の変圧器を含み、互いに接続された複数の変圧器を用いて、各変圧器の中の１つの誘導コイルを他の変圧器の中の１つの誘導コイルに接続し、かつ、該誘導コイルは互いに直列に接続して、電流ループを形成する平衡変圧器回路と、複数個（例えば、４個以上）の整流器を含む整流器ブロックと、複数個（例えば、４個以上）の電流路に各々複数個のＬＥＤを有する光源とを含む平衡電流の制御方法が好ましい。更に、光源回路もしくはその光源回路を備えた発光パネルとしては、前記平衡変圧器回路を採用するのが好ましい。

また、本発明は、電源と整流器ブロックとを有して光源に電流を供給する駆動回路に用いられる平衡変圧器回路であって、整流器ブロックは第１整流器と第２整流器とを含み、光源は、少なくとも第１整流器に接続された第１電流路、第２整流器に接続された第２電流路、駆動回路からの第１電流を受ける第１電流路に接続された１つ以上の第１ＬＥＤと、駆動回路からの第２電流を受ける第２電流路に接続された１つ以上の第２ＬＥＤを有し、第２電流と第１電流とは、第１の電磁誘導の比例関係を有し、平衡変圧器回路は、電源と整流器ブロックとの間に接続され、第１電流を提供する第１電流供給コイルを有し、第１電流供給コイルは、第１電流供給コイルの巻数と、第１電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第１電流により誘起されて誘導電流を発生する第１誘導コイルを有し、第１誘導コイルは、第１誘導コイルの巻数を有し、第１電流供給コイルの巻数と第１誘導コイルの巻数とが、第１コイルの巻数比を形成する第１変圧器、電源と整流器ブロックとの間に接続され、第２電流を提供する第２電流供給コイルを有し、第２電流供給コイルは、第２電流供給コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第２電流により誘起されて誘導電流を発生する第２誘導コイルを有し、第２誘導コイルは、第２誘導コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数と第２誘導コイルの巻数とが、第２コイルの巻数比を形成する第２変圧器を含み、第１誘導コイルと第２誘導コイルは互いに接続され、第１変圧器と第２変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、且つ、第１コイルの巻数比と第２コイルの巻数比とは、第１の電磁誘導の比例関係と同等であることが好ましい。

また、本発明の平衡変圧器回路は、整流器ブロックが、第３整流器を更に含み、光源が第３整流器に接続された第３電流路と、第３電流路に接続された１つ以上の第３ＬＥＤを更に含み、駆動回路から第３電流を受け、第３電流と第２電流とは、第２の電磁誘導の比例関係を有し、平衡変圧器回路は、電源と整流器ブロックとの間に接続され、第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、第３電流供給コイルは、第３電流供給コイルの巻数と、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、第３誘導コイルは、第３誘導コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数と第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器を含み、第３誘導コイルは第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続され、第１変圧器と第２変圧器と第３変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、且つ、第１コイルの巻数比と第３コイルの巻数比とは、第２の電磁誘導の比例関係と同等であることが好ましい。

また、本発明は、平衡変圧器回路と、電源を供給するインバータドライバブロックとを備える光源回路であって、平衡変圧器回路は、インバータドライバブロックと整流器ブロックとの間に配置され、整流器ブロックが、第１電流路と第２電流路とに接続されて、光源に電流が供給される光源回路である。より具体的には、光源に用いる光源回路であって、光源は、少なくとも第１電流路、第２電流路、回路からの第１電流を受ける第１電流路に接続された１つ以上の第１ＬＥＤと、回路からの第２電流を受ける第２電流路に接続された１つ以上の第２ＬＥＤとを有し、第２電流と第１電流とは、第１の電磁誘導の比例関係を有し、平衡変圧器回路は、電源を供給するインバータドライバブロック、第１整流器と第２整流器とを有する整流器ブロックおよびインバータドライバブロックと整流器ブロックとの間に配置された平衡変圧器回路を含み、平衡変圧器回路は、インバータドライバブロックと第１整流器との間に接続され、第１電流を提供する第１電流供給コイルを有し、第１電流供給コイルは、第１電流供給コイルの巻数と、第１電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第１電流により誘起されて誘導電流を発生する第１誘導コイルを有し、第１誘導コイルは、第１誘導コイルの巻数を有し、第１電流供給コイルの巻数と第１誘導コイルの巻数とが、第１コイルの巻数比を形成する第１変圧器、インバータドライバブロックと第２整流器との間に接続され、第２電流を提供する第２電流供給コイルを有し、第２電流供給コイルは、第２電流供給コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第２電流により誘起されて誘導電流を発生する第２誘導コイルを有し、第２誘導コイルは第２誘導コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数と第２誘導コイルの巻数とが、第２コイルの巻数比を形成する第２変圧器を含み、第１誘導コイルと第２誘導コイルは変圧器用鉄心を介して互いに接続され、第１変圧器と第２変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、且つ、第１コイルの巻数比と第２コイルの巻数比とは、第１の電磁誘導の比例関係と同等であることが好ましい。

また、本発明は、平衡変圧器回路と、電源を供給するインバータドライバブロックとを備える光源回路であって、平衡変圧器回路は、インバータドライバブロックと整流器ブロックとの間に配置され、整流器ブロックが、第１電流路と第２電流路と第３電流路とに接続されて、光源に電流が供給される光源回路である。より具体的には、本発明の光源回路は、整流器ブロックが第３整流器を更に含み、光源が第３電流路と、第３電流路に接続された１つ以上の第３ＬＥＤを更に含み、第３電流路は、インバータドライバブロックによって第３電源（Ｖ_Ｓ３）に接続されて第３電流を受け、第３電流と第２電流とが、第２の電磁誘導の比例関係を有し、平衡変圧器回路が、電源と整流器ブロックとの間に接続され、第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、第３電流供給コイルが、第３電流供給コイルの巻数と、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、第３誘導コイルが、第３誘導コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数と第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器を含み、第３誘導コイルを第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続し、第１変圧器と第２変圧器と第３変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、且つ、第１コイルの巻数比と第３コイルの巻数比とは、第２の電磁誘導の比例関係と同等であることが好ましい。

また、本発明は、光源回路を備えた発光パネルであり、発光パネルの第１ＬＥＤ、第２ＬＥＤ及び第３ＬＥＤは、それぞれ異なる発光色を有する。

また、本発明の発光パネルは、光源が白色光の提供に用いられ、赤色ＬＥＤより提供された赤色カラーコンポネント、緑色ＬＥＤより提供された緑色カラーコンポネント、および青色ＬＥＤより提供された青色カラーコンポネントの３色のカラーコンポネントを有し、白色光の中の１つ以上のカラーコンポネントは、光源の個別のＬＥＤの数を変えることにより調整することが好ましい。

また、本発明の発光パネルは、インバータドライバブロックが、光源への電流を調整する少なくとも１つの電流調整器を更に含むことが好ましい。そして、インバータドライバブロックは、１つ以上の直流電源と切換器と変圧器とを含み、切換器は、直流電源と変圧器との間に接続されることが好ましい。更に、本発明の発光パネルは、電流調整器が切換器に接続されたパルス幅調整器を含み、電源を調整するものであることが好ましい。

本発明の駆動回路は、所望のカラーのＬＥＤを用いることによって異なるカラーの光源に用いることができる。例えば、赤色、緑色と青色の各ＬＥＤを混合して白色光源を作ることができる。最も簡単な白色光源は、一組の赤色ＬＥＤ、一組の緑色ＬＥＤ、一組の青色ＬＥＤでそれぞれ赤色、緑色と青色のカラーコンポネントを作ることができる。前記白色光源の駆動回路は、３組の電流路を有し、各一組の電流路は、各一組のカラーのＬＥＤに同じ電流を提供する。白色光源の異なる色調成分の間で所望の平衡電流を得るために、駆動回路を変えることなく、１つまたは２つのカラーのＬＥＤの数を調整することができる。また、インバータドライバで変圧器のコイルの巻数比を変えることができる、またはパルス幅変調器を用いて電流を調整することも可能である。

本発明の光源回路、平衡変圧器回路、発光パネルおよび平衡電流の制御方法によれば、費用効率に適い、バックライトの光源における各グループのカラーＬＥＤの電流を効果的に調整もしくは制御する方法、並びに光源回路、平衡変圧器回路及び発光パネルを含む装置を提供することができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

本発明に基づいて、複数の電流路を有する複数のＬＥＤを駆動するための駆動回路を以下、各実施例によって説明する。図６は、光源５０を有する発光パネル（ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｐａｎｅｌ）と第１電流路５２及び第２電流路５４を有し、光源の中の２つのグループである第１ＬＥＤ１５２と第２ＬＥＤ１５４とを駆動する駆動回路１０を表している。上記駆動回路１０は、インバータドライバ（ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｄｒｉｖｅｒ）ブロック２０を有し、平衡変圧器（ｂａｌａｎｃｅｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）回路３０に接続され、整流器ブロック４０によって第１電流Ｉ_１と第２電流Ｉ_２を出力する。この場合、第２電流Ｉ_２と第１電流Ｉ_１とは、第１の電磁誘導の比例関係を有している。

平衡変圧器回路３０は、互いに接続した第１変圧器３２と第２変圧器３４とを有する。整流器ブロック４０は、第１変圧器３２に接続された第１整流器４２と、第２変圧器３４に接続された第２整流器４４とを有する。インバータドライバブロック２０は、第１変圧器３２に電源を供給する第１インバータドライバ２２（電圧Ｖ_Ｓ１）と、第２変圧器３４に電源を供給する第２インバータドライバ２４（電圧Ｖ_Ｓ２）とを有する。

図６は、本発明による実施例の駆動回路図を表している。すなわち、図６において、第１変圧器３２の一方（図中のＡＢもしくは図中の上）の側に配置されたコイル（以下、第１電流供給コイルという）と、それにより電磁誘導されて誘導電流が生じた他方（図中のＣＤもしくは下）の側に配置されたコイル（以下、第１誘導コイルという）とが鉄心を介して一体となっている変圧器を第１変圧器といい、その第１電流供給コイルと第１誘導コイルとをまとめて、第１コイルという。尚、図７ないし図１１においても同様である。

また、図６における第２変圧器３４の一方（図中のＡ_１Ｂ_１もしくは図中の上）の側に配置されたコイル（以下、第２電流供給コイルという）と、それにより電磁誘導されて誘導電流が生じた他方（図中のＣ_１Ｄ_１もしくは下）の側に配置されたコイル（以下、第２誘導コイルという）とが鉄心を介して一体となっている変圧器を第２変圧器といい、その第２電流供給コイルと第２誘導コイルとをまとめて、第２コイルという。尚、図７ないし図１１においても同様である。

図７は、本発明の平衡変圧器における回路構造図であり、平衡変圧器回路の第１変圧器３２と第２変圧器３４とが互いに接続された状況を表している。説明のために、第１変圧器３２と第２変圧器３４の各々は全て理想的な変圧器であると仮定する。また、その第１変圧器３２と第２変圧器３４の各々の誘電損失はごくわずかであることから、変圧器を通過した各コイルに流れる電流は、コイルの巻数比によって決められる。特に変圧器は２つのコイルを有する。

図７に示すように、第１変圧器３２は、巻数Ｎ_１を有する第１電流供給コイル１３２を有し、第１変圧器用鉄心１３８によって巻数Ｎ_２を有する第１誘導コイル１３３に接続される。第２変圧器３４は、巻数Ｎ_３を有する第２電流供給コイル１３４を有し、第２変圧器用鉄心１３９によって巻数Ｎ_４を有する第２誘導コイル１３５に接続される。第１変圧器３２の第１誘導コイル１３３は、第２変圧器３４の第２誘導コイル１３５に接続されて、電流ループを形成する。

仮に第１変圧器３２の第１電流がＩ_１の場合、第１電流供給コイル１３２によって発生された第１電流Ｉ_１の磁束は、第１誘導コイル１３３で誘電電流Ｉ_Ｆを誘起し、電磁誘導の比例関係により、
Ｉ_Ｆ＝Ｉ_１（Ｎ_１／Ｎ_２） （１）
となる。同様に、仮に第２変圧器３４の第２電流がＩ_２の場合、第２電流供給コイル１３４によって発生された第２電流Ｉ_２の磁束は、第２誘導コイル１３５で誘電電流Ｉ_Ｆを誘起し、電磁誘導の比例関係により、
Ｉ_Ｆ＝Ｉ_２（Ｎ_３／Ｎ_４） （２）
となり、式（１）と（２）とから
Ｉ_１（Ｎ_１／Ｎ_２）＝Ｉ_２（Ｎ_３／Ｎ_４）
Ｉ_２／Ｉ_１＝（Ｎ_１／Ｎ_２）／（Ｎ_３／Ｎ_４）
が得られる。よって、電流路上の電流は、第１コイルと第２コイルの巻数比に基づいて互いに関連する。すなわち、第１コイルと第２コイルとの巻線比を選び、第１コイルの巻線比と第２コイルの巻線比とを、前記第１の電磁誘導の比例関係と同等にすることが好ましい。

図６では、第１変圧器３２と第２変圧器３４の各々のコイル巻数比は１であり、よって、Ｉ_１＝Ｉ_２である。注意すべきことは、第１インバータドライバ２２と第２インバータドライバ２４は、充分な電源を提供して必要な電流を維持しなければならない。第１ＬＥＤ１５２と第２ＬＥＤ１５４は、同じタイプ（光学的及び電気的特性がほぼ同じ）である。第１電流路５２と第２電流路５４の各々が同じ電流を有することから、第１ＬＥＤ１５２と第２ＬＥＤ１５４の各ＬＥＤの輝度はほぼ同じである。更に、第１ＬＥＤ１５２と第２ＬＥＤ１５４の数が同じであることから、第１電流路５２と第２電流路５４の各々のＬＥＤによって発生される全輝度もほぼ同じである。図６に示すように、第１電流路５２にレジスタ６２を提供することにより、フィードバック信号を得ることができる。しかし、電流路のレジスタは選択性のものである。

仮に１つの電流路のＬＥＤが別の電流路のＬＥＤと異なる場合、異なるコイルの巻数比の変圧器を選択して前記電流路のＬＥＤを制御することは可能である。例えば、図８は、本発明の２つの電流路を有する別の実施例の駆動回路図を表している。図８より、仮に第１電流路５２の第１ＬＥＤ１５２が赤色の場合で、第２電流路５４の第２ＬＥＤ１５４が緑色の場合、第２変圧器３４で異なるコイルの巻数比を有することで緑色の第２ＬＥＤの輝度を増加することができる。

また、同図８より、第１変圧器３２のコイルの巻数比は１：１であり、第２変圧器３４のコイルの巻数比は１：２である。よって、電磁誘導の比例関係により、
Ｉ_ｇ／Ｉ_ｒ＝（Ｎ_１／Ｎ_２）／（Ｎ_３／Ｎ_４）＝１／（１／２）＝２
または、
Ｉ_ｇ＝２Ｉ_ｒ
を得る。

また、緑色の全輝度は、駆動回路１０を変えることなく、第２電流路５４の緑色の第２ＬＥＤ１５４の数量を増加することにより増加させることができる。

図９は、本発明の３つの電流路を有する更に別の実施例の駆動回路図であって、３つの異なるＬＥＤの電流路に電流を提供する本発明の好ましい駆動回路を表している。すなわち、図９に示すように、第１電流路５２の第１ＬＥＤ１５２は青色であり、第２電流路５４の第２ＬＥＤ１５４は赤色であり、第３電流路５６の第３ＬＥＤ１５６は緑色である。第１変圧器３２、第２変圧器３４と第３変圧器３６を選択し、第１電流Ｉ_ｂ、第２電流Ｉ_ｒと第３電流Ｉ_ｇを提供して、それぞれ、第１ＬＥＤ１５２と第２ＬＥＤ１５４と第３ＬＥＤ１５６とを駆動することができる。

例えば、第１変圧器３２のコイルの巻数比は２：３であり、第２変圧器３４のコイルの巻数比は１：１であり、第３変圧器３６のコイルの巻数比は１：２である。仮に電流ループの誘導電流がＩ_Ｆの場合、電磁誘導の比例関係により、
Ｉ_Ｆ＝Ｉ_ｂ（２／３）＝Ｉ_ｒ＝Ｉ_ｇ（１／２）
または、
Ｉ_ｂ＝（３／２）Ｉ_ｒ
Ｉ_ｇ＝２Ｉ_ｒ
を得る。

すなわち、図９においては、第３電流と第２電流とが、第２の電磁誘導の比例関係を有している。また、この場合、平衡変圧器回路３０は、電源と整流器ブロックとの間に接続され、第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、第３電流供給コイルは、第３電流供給コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、第３誘導コイルは、第３誘導コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数と第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器３６を含み、第３誘導コイルを第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続し、第１変圧器３２と第２変圧器３４と第３変圧器３６との誘導電流の電流ループを形成し、かつ、第３コイルの巻数比を選び、第１コイルの巻数比と第３コイルの巻数比は、前記第２の電磁誘導の比例関係と同等にすることが好ましい。

大面積の光源では、１つ以上の電流路を用いて各色のＬＥＤを駆動することは有益である。図１０は、本発明の複数の電流路を有するもう一つの実施例の駆動回路図を表している。図１０に示すように、複数の変圧器は複数の第１電流路５２_１…５２_ｎ（ｎ＝１，２，３，‥）の青色の第１ＬＥＤ１５２の群を駆動するために用いられ、別の複数の変圧器は複数の第２電流路５４_１…５４_ｍ（ｍ＝１，２，３，‥）の赤色の第２ＬＥＤ１５４の群を駆動するために用いられ、更に別の複数の変圧器は複数の第３電流路５６_１…５６_ｋ（ｋ＝１，２，３，‥）の緑色の第３ＬＥＤ１５６の群を駆動するために用いられる。

尚、図１０において、平衡変圧器回路は、第１インバータドライバ（電圧Ｖ_ｓ（１））（同図の最上段左端に配置）から第ｎインバータドライバ（電圧Ｖ_ｓ（ｎ））までの群と、第（ｎ＋１）インバータドライバ（電圧Ｖ_{ｓ（ｎ＋１）}）から第（ｎ＋ｍ）インバータドライバ（電圧Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ）}）までの群と第（ｎ＋ｍ＋１）インバータドライバ（電圧Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ＋１）}）から第（ｎ＋ｍ＋ｋ）インバータドライバ（電圧Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ＋ｋ）}）（同図の最下段左端に配置）までの群の複数のインバータドライバを有するインバータドライバブロックと、第１整流器（同図の最上段に配置）から第ｎ整流器までの群と第（ｎ＋１）整流器から第（ｎ＋ｍ）整流器までの群と第（ｎ＋ｍ＋１）整流器から第（ｎ＋ｍ＋ｋ）整流器（同図の最下段に配置）までの群の複数の整流器を有する整流器ブロックとの間に接続され、第１変圧器（コイルの巻線比は３:２）（同図の最上段に配置）から第ｎ変圧器（コイルの巻線比は３:２）までの群と、第（ｎ＋１）変圧器（コイルの巻線比は１:１）から第（ｎ＋ｍ）変圧器（コイルの巻線比は１:１）までの群と第（ｎ＋ｍ＋１）変圧器（コイルの巻線比は２:１）から第（ｎ＋ｍ＋ｋ）変圧器（コイルの巻線比は２:１）（同図の最下段に配置）までの群の複数の変圧器を有していることが好ましい。ここで、ｎ、ｍ及びｋはいずれも１以上の正の整数である。

すなわち、同図９における最上段の第１インバータドライバと第１整流器との間に第１変圧器が接続され、同様に順次、最下段の第（ｎ＋ｍ＋ｋ）インバータドライバと第（ｎ＋ｍ＋ｋ）整流器との間も第（ｎ＋ｍ＋ｋ）変圧器が配置され接続されている。また、変圧器が２個もしくは３個の場合と同様に、第１変圧器から第ｎ変圧器までの群と、第（ｎ＋１）変圧器から第（ｎ＋ｍ）変圧器までの群の変圧器と、第（ｎ＋ｍ＋１）変圧器から第（ｎ＋ｍ＋ｋ）変圧器までの群の各々の誘導コイル同士が接続されて、１つの電流ループを形成することが好ましい。従って、この場合も、各コイルの巻線比は、電磁誘導の比例関係を有している。

尚、ここでいう第１変圧器から第ｎ変圧器までの群は電流路５２_１…５２_ｎの青色の第１ＬＥＤ１５２の群を駆動するために用いられる前記複数の変圧器であり、第（ｎ＋１）変圧器から第（ｎ＋ｍ）変圧器までの群は電流路５４_１…５４_ｍの赤色の第２ＬＥＤ１５４の群を駆動するために用いられる前記別の複数の変圧器であり、第（ｎ＋ｍ＋１）変圧器から第（ｎ＋ｍ＋ｋ）変圧器までの群は電流路５６_１…５６_ｋの緑色の第３ＬＥＤ１５６の群を駆動するために用いられる前記更に別の複数の変圧器であることが好ましい。

また、仮に赤色、緑色と青色の各ＬＥＤを用いて白色光源を作製する場合、駆動回路１０を変えることなく、異なるカラーＬＥＤの数量を調整することができる。パルス幅変調集積回路を用いて異なるカラーＬＥＤの電流を変え、最適な白色出力（図１１参照）を得ることも可能である。

図１１は、駆動回路でパルス幅変調集積回路を用いて電流を調整するインバータドライバの回路図であって、インバータドライバブロック２０’を有する駆動回路１０を表しており、電源スイッチ２６と変圧器２８は、直流電源を交流電源に変換するように用いられる。インバータドライバブロック２０’は、前記電源スイッチ２６に接続されたパルス幅変調集積回路２５を更に含み、光源５０の異なる電流路の電流を調整する。よって、光源５０の全輝度は、パルス幅変調集積回路２５を含むパルス幅変調器（不図示）によって調整することができる。

要約して言えば、本発明に基づいた駆動回路は、複数の変圧器を用いて電流を複数の電流路に提供し、複数のＬＥＤを駆動する。各変圧器は、変圧器の鉄心によって接続された１つの電流供給コイルと１つの誘導コイルとを有する。各変圧器は、各電流供給コイルと各誘導コイルの巻数に基づいて、コイルの巻数比を有する。１つの電流供給コイルは電流を異なる電流路に提供するように用いられ、１つの誘導コイルは別の１つの変圧器における誘導コイルに接続されて、電流ループを形成する。よって、各変圧器とその他の変圧器の電流との関係は、互いに接続された変圧器のコイルの巻数比によって決まる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来技術の駆動回路図である。 もう１つの従来技術の駆動回路図である。 従来技術の昇圧型電流調整器の回路図である。 従来技術の電圧調整器の回路図である。 もう１つの従来技術の電流調整器の回路図である。 本発明の実施例の駆動回路図である。 本発明の平衡変圧器における回路構造図である。 本発明の２つの電流路を有する別の実施例の駆動回路図である。 本発明の３つの電流路を有する更に別の実施例の駆動回路図である。 本発明の複数の電流路を有するもう一つの実施例の駆動回路図である。 駆動回路でパルス幅変調集積回路を用いて電流を調整するインバータドライバの回路図である。

符号の説明

１０ 駆動回路
２０、２０’ インバータドライバブロック
２２ 第１インバータドライバ
２４ 第２インバータドライバ
２５ パルス幅変調集積回路
２６ 電源スイッチ
２８ 変圧器
３０ 平衡変圧器回路
３２ 第１変圧器
３４ 第２変圧器
３６ 第３変圧器
４０ 整流器ブロック
５０ 光源
５２、５２_１、‥５２_ｎ 第１電流路
５４、５４_１、‥５４_ｍ 第２電流路
５６、５６_１、‥５６_ｋ 第３電流路
６２、６４ レジスタ
１３２ 第１電流供給コイル
１３３ 第１誘導コイル
１３４ 第２電流供給コイル
１３５ 第２誘導コイル
１３８、１３９ 変圧器用鉄心
１５２ 第１ＬＥＤ、
１５４ 第２ＬＥＤ
１５６ 第３ＬＥＤ
Ｉ、Ｉ_ｂ、Ｉ_ｇ、Ｉ_ｒ 電流
Ｉ_１ 第１電流
Ｉ_２ 第２電流
Ｉ_Ｆ 誘導電流
Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３、Ｎ_４ 巻数
Ｒ_ｃ１ 限流抵抗器
Ｒ_ｃｓ 電流検出用抵抗器
Ｖ、Ｖ_ｉｎ、Ｖ_ｓ１、Ｖ_ｓ２、Ｖ_ｓ３、Ｖ_ｓ（１）、Ｖ_{ｓ（ｎ＋１）}、Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ）}、Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ＋１）}、Ｖ_{ｓ（ｎ＋ｍ＋ｋ）} 電圧

Claims (13)

1. 光源を提供する電流路に接続された光源に用いる平衡電流の制御方法であって、
   前記光源は少なくとも第１電流路、第２電流路、前記第１電流路に接続された１つ以上の第１ＬＥＤと、前記第２電流路に接続された１つ以上の第２ＬＥＤを有し、前記第１電流路は、第１整流器によって第１電源に接続されて第１電流を受け、前記第２電流路は、第２整流器によって第２電源に接続されて第２電流を受け、前記第２電流と前記第１電流とは、第１の電磁誘導の比例関係を有し、且つ、
   前記第１電源と前記第１整流器との間に接続され、前記第１電流を提供する第１電流供給コイルを有し、前記第１電流供給コイルは、第１電流供給コイルの巻数を有し、第１電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第１電流により誘起されて誘導電流を発生する第１誘導コイルを有し、前記第１誘導コイルは、第１誘導コイルの巻数を有し、前記第１電流供給コイルの巻数と前記第１誘導コイルの巻数とが、第１コイルの巻数比を形成する第１変圧器、及び前記第２電源と前記第２整流器との間に接続され、前記第２電流を提供する第２電流供給コイルを有し、前記第２電流供給コイルは、第２電流供給コイルの巻数と、第２電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第２電流により誘起されて誘導電流を発生する第２誘導コイルを有し、前記第２誘導コイルは、第２誘導コイルの巻数を有し、前記第２電流供給コイルの巻数と前記第２誘導コイルの巻数とが、第２コイルの巻数比を形成する第２変圧器を含み、前記第１誘導コイルと前記第２誘導コイルとを接続し、前記第１変圧器と第２変圧器との誘導電流の電流ループを形成する平衡変圧器回路により、
   前記第１コイルと第２コイルとの巻数比を選び、前記第１コイルの巻数比と前記第２コイルの巻数比とを、前記第１の電磁誘導の比例関係と同等にすることを特徴とする平衡電流の制御方法。
2. 前記光源は、第３電流路と、前記第３電流路に接続された１つ以上の第３ＬＥＤを更に含み、前記第３電流路は、第３整流器によって第３電源に接続されて第３電流を受け、前記第３電流と前記第２電流とは、第２の電磁誘導の比例関係を有し、且つ、
   前記平衡変圧器回路は、前記第３電源と前記第３整流器との間に接続され、前記第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、前記第３電流供給コイルは、第３電流供給コイルの巻数を有し、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、前記第３誘導コイルは、第３誘導コイルの巻数を有し、前記第３電流供給コイルの巻数と前記第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器を含み、前記第３誘導コイルを前記第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続し、前記第１変圧器と第２変圧器と第３変圧器との誘導電流の電流ループを形成し、
   前記第３コイルの巻数比を選び、前記第１コイルの巻数比と前記第２コイルの巻数比とを、前記第１の電磁誘導の比例関係と同等にする請求項１に記載の平衡電流の制御方法。
3. 電源と整流器ブロックとを有して光源に電流を供給する駆動回路に用いられる平衡変圧器回路であって、
   前記整流器ブロックは第１整流器と第２整流器とを含み、前記光源は、少なくとも前記第１整流器に接続された第１電流路、前記第２整流器に接続された第２電流路、前記駆動回路からの第１電流を受ける前記第１電流路に接続された１つ以上の第１ＬＥＤと、
   前記駆動回路からの第２電流を受ける前記第２電流路に接続された１つ以上の第２ＬＥＤを有し、前記第２電流と前記第１電流とは、第１の電磁誘導の比例関係を有し、
   前記平衡変圧器回路は、前記電源と前記整流器ブロックとの間に接続され、前記第１電流を提供する第１電流供給コイルを有し、前記第１電流供給コイルは、第１電流供給コイルの巻数と、第１電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第１電流により誘起されて誘導電流を発生する第１誘導コイルを有し、前記第１誘導コイルは、第１誘導コイルの巻数を有し、前記第１電流供給コイルの巻数と前記第１誘導コイルの巻数とが、第１コイルの巻数比を形成する第１変圧器、前記電源と前記整流器ブロックとの間に接続され、前記第２電流を提供する第２電流供給コイルを有し、前記第２電流供給コイルは、第２電流供給コイルの巻数を有し、第２電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第２電流により誘起されて誘導電流を発生する第２誘導コイルを有し、前記第２誘導コイルは、第２誘導コイルの巻数を有し、前記第２電流供給コイルの巻数と前記第２誘導コイルの巻数とが、第２コイルの巻数比を形成する第２変圧器を含み、前記第１誘導コイルと前記第２誘導コイルは互いに接続され、前記第１変圧器と第２変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、
   且つ、前記第１コイルの巻数比と前記第２コイルの巻数比とは、前記第１の電磁誘導の比例関係と同等であることを特徴とする平衡変圧器回路。
4. 前記整流器ブロックは、第３整流器を更に含み、前記光源は前記第３整流器に接続された第３電流路と、前記第３電流路に接続された１つ以上の第３ＬＥＤを更に含み、前記駆動回路から第３電流を受け、前記第３電流と前記第２電流とは、前記第２の電磁誘導の比例関係を有し、
   前記平衡変圧器回路は、前記電源と前記整流器ブロックとの間に接続され、前記第３電流を提供する第３電流供給コイルを有し、前記第３電流供給コイルは、第３電流供給コイルの巻数と、第３電流供給コイルの巻数により磁気的に結合され、かつ、前記第３電流により誘起されて誘導電流を発生する第３誘導コイルを有し、前記第３誘導コイルは、第３誘導コイルの巻数を有し、前記第３電流供給コイルの巻数と前記第３誘導コイルの巻数とが、第３コイルの巻数比を形成する第３変圧器を含み、前記第３誘導コイルは前記第１誘導コイルと第２誘導コイルとに接続され、前記第１変圧器と第２変圧器と第３変圧器の誘導電流の電流ループが形成され、
   且つ、前記第１コイルの巻数比と前記第３コイルの巻数比とは、前記第２の電磁誘導の比例関係と同等である請求項３に記載の平衡変圧器回路。
5. 請求項３に記載の平衡変圧器回路と、電源を供給するインバータドライバブロックとを備える光源回路であって、
   前記平衡変圧器回路は、前記インバータドライバブロックと前記整流器ブロックとの間に配置され、前記整流器ブロックが、前記第１電流路と前記第２電流路とに接続されて、光源に電流が供給される光源回路。
6. 請求項４に記載の平衡変圧器回路と、電源を供給するインバータドライバブロックとを備える光源回路であって、
   前記平衡変圧器回路は、前記インバータドライバブロックと前記整流器ブロックとの間に配置され、前記整流器ブロックが、前記第１電流路と前記第２電流路と前記第３電流路とに接続されて、光源に電流が供給される光源回路。
7. 請求項５または請求項６に記載の光源回路を備えた発光パネル。
8. 前記第１ＬＥＤ、前記第２ＬＥＤと、前記第３ＬＥＤは、それぞれ異なる発光色を有する請求項７に記載の発光パネル。
9. 前記光源は白色光の提供に用いられ、
   赤色ＬＥＤより提供された赤色カラーコンポネント、
   緑色ＬＥＤより提供された緑色カラーコンポネント、および
   青色ＬＥＤより提供された青色カラーコンポネントの３色のカラーコンポネントを有する請求項７または請求項８のいずれか一項に記載の発光パネル。
10. 前記白色光の中の１つ以上のカラーコンポネントは、光源の個別のＬＥＤの数を変えることによって調整することができる請求項９に記載の発光パネル。
11. 前記インバータドライバブロックは、前記光源への電流を調整する少なくとも１つの電流調整器を更に含む請求項１０に記載の発光パネル。
12. 前記インバータドライバブロックは、１つ以上の直流電源と切換器と変圧器とを含み、前記切換器は、前記直流電源と前記変圧器との間に接続される請求項１１に記載の発光パネル。
13. 前記電流調整器は、前記切換器に接続されたパルス幅調整器を含み、前記電源を調整する請求項１２に記載の発光パネル。
    

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