JP2008130523A - Led lighting circuit and illumination fixture using it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize the light output from numerous LEDs and to suppress power consumption for its uniformization in an LED lighting circuit used for an illumination fixture or the like. <P>SOLUTION: A current from a DC-DC converter 35 to an LED module 32 is detected by a resistor R2, the detected current is compared with a reference voltage Vref from the reference voltage source 38 in a comparison circuit 37, and the DC-DC converter 35 is controlled by a control circuit 36 in response to its result, thereby totally controlling a load current by a constant current control. Furthermore, in the respective LED load circuits U1 to U3 constituting the module 32, control elements Q1 to Q3 constituting a current mirror are installed in series, an impedance element A is installed in series against the element Q1 to prepare a reference current, and the voltage drop in its system is made to be the maximum. Accordingly, even if there is variance in an ON voltage Vf, current values in the respective circuits U1 to U3 are equally controlled, and the light output can be equalized. Moreover, a circuit to prepare only the reference current is not required, and a loss of that share is eliminated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、LEDの点灯回路およびそれを用いる照明器具に関し、特に複数並列に設けられるLEDの電流を均等にするための手法に関する。 The present invention relates to a luminaire using the lighting circuit and its LED, to techniques for the particular even the LED current provided to multiple parallel.

前記LED(発光ダイオード)を前記照明器具に用いる場合のように、必要な光出力を得るために多数のLEDを用いる場合、また少電流のLEDは効率が高く同じ光出力を得るにもチップを細分化する場合、それらを相互に直列に接続して点灯させるには、過大な電源電圧が必要になる。 The LED as in the case of using the (light emitting diode) in the luminaire, the chip even when, also LED of low current efficiency is high to obtain the same light output using a number of LED to obtain the required light output If subdivided, in order to light up by connecting them to each other in series, it is necessary to excessive supply voltages. 一方、前記多数のLEDを相互に並列に接続して点灯させると、過大な電流が必要になる。 On the other hand, when the lighting are connected in parallel to said plurality of LED to another, an excessive current is necessary. したがって、現実的には用途に応じた適当な直並列構成が採用される。 Therefore, in reality appropriate series-parallel configuration depending on the application is employed. しかしながら、青色LEDの場合、そのON電圧Vfは3〜3.5V程度で、ばらつきが大きく、前記直並列に組合わせると、相互に並列な各直列回路間の分流比に差が生じ易く、すなわち各直列回路間の明るさに差が生じ易いという問題がある。 However, when the blue LED, at its ON voltage Vf is about 3~3.5V, vary widely and combined with the series-parallel, easily mutually a difference occurs in the flow diversion ratio among parallel the series circuits, i.e. a difference in brightness is liable to occur between the respective series circuits.

詳しくは、LEDの光出力は通電電流値に依存するとされ、この観点からすれば、直列構成の場合は、個々のLEDのON電圧Vfにばらつきがあったとしても、通電電流値は同じであるので、個々のLEDの光出力ばらつきも小さい。 Specifically, the light output of the LED is to be dependent on the energizing current value, from this point of view, in the case of the series arrangement, even if there are variations in ON voltage Vf of each LED, energization current value is the same because, even small light output variations of individual the LED. これに対して、並列構成の場合は、直列構成のLEDのON電圧Vfの和が異なれば、点灯回路(電源回路)の一括出力から各直列回路に流れる電流値は前記ON電圧Vfの低い回路に集中することになり、直列回路毎に光出力ばらつきは大きくなる。 In contrast, in the case of parallel arrangement, different sum of ON voltage Vf of the LED in series configuration, the current flowing from the collective output of the lighting circuit (power supply circuit) in the series circuits lower the ON voltage Vf circuit will be concentrated on the light output variations for each series circuit is increased.

図9は、典型的な従来技術のLED点灯回路1の構成を示すブロック図である。 Figure 9 is a block diagram illustrating a typical prior art LED lighting circuit 1 configuration. この従来技術は、特許文献1に示されたものである。 This prior art is disclosed in Patent Document 1. このLED点灯回路1では、LED負荷を多数直列に接続したLED負荷回路u1〜u3を3回路並列に接続してLEDモジュール2が構成されている。 In the LED lighting circuit 1, LED module 2 is constituted by connecting the LED load circuit u1~u3 connected to the LED load to a number series in the third circuit in parallel. そのLEDモジュール2には、商用電源3からの電圧Vacを、ノイズカット用のコンデンサc1から整流ブリッジ4にて直流化し、DC−DCコンバータ5を介して電圧変換した直流電圧VDCが与えられる。 Its LED module 2, the voltage Vac from the commercial power source 3, and direct current from the capacitor c1 for cutting noise at commutation bridge 4, the DC voltage VDC is supplied to the voltage conversion via the DC-DC converter 5.

DC−DCコンバータ5は、前記整流ブリッジ4の直流出力電圧をスイッチングするスイッチング素子q0と、前記のスイッチングによる励磁エネルギーを蓄積/放出するチョークコイルlと、前記チョークコイルlからの出力電流を整流・平滑化するダイオードdおよび平滑コンデンサc2と、前記スイッチング素子q0を流れる電流を電圧に変換して検知するための抵抗r1と、前記スイッチング素子q0のスイッチングを制御する制御回路6とを備えて構成される昇圧チョッパー回路から成る。 DC-DC converter 5 includes a switching element q0 for switching the DC output voltage of the rectifier bridge 4, and the choke coil l for storing / releasing the excitation energy due to the switching, the output current from the choke coil l rectifying and a diode d and a smoothing capacitor c2 for smoothing, the the resistor r1 for detecting and converting the current into a voltage through the switching element q0, is constituted by a control circuit 6 for controlling the switching of the switching element q0 that consists of the step-up chopper circuit.

一方、各LED負荷回路u1〜u3には、それらを流れる通電電流値を相互に等しくするための定電流回路q1〜q3が各々直列に挿入されている。 On the other hand, each of the LED load circuits U1 to U3, the constant current circuit q1~q3 for mutually equal energization current flowing through them are inserted respectively in series. そして、前記定電流回路q1〜q3の印加電圧(負担電圧)は、比較回路7において、基準電圧源8からの基準電圧Vrefと比較され、比較結果が前記制御回路6に与えられており、制御回路6は、前記各定電流回路q1〜q3の印加電圧が直列LEDのON電圧Vfの総和よりも小さくなるように上記DC−DCコンバータ5の定電圧出力を制御する。 Then, the applied voltage of the constant current circuit q1 to q3 (burden voltage) in the comparison circuit 7 is compared with a reference voltage Vref from a reference voltage source 8, the comparison result is given to the control circuit 6, the control circuit 6, the applied voltage of each of the constant current circuit q1~q3 controls the constant voltage output of the DC-DC converter 5 to be smaller than the sum of the ON voltage Vf of the series LED. これによって、各定電流回路q1〜q3での損失抑制が図られている。 Thus, the loss suppression in each of the constant current circuit q1~q3 is achieved. しかしながら、この従来技術では、前記LEDのON電圧Vfのばらつきが大きい程、全体の光出力レベルが変動し、定電流回路q1〜q3での損失も大きいなどの課題を有する。 However, this prior art, as the variation in the ON voltage Vf of the LED is large, varies the overall light output level, has the task, such as greater loss in the constant current circuit q1 to q3.

図10は、他の従来技術のLED点灯回路11の構成を示すブロック図である。 Figure 10 is a block diagram showing the configuration of another prior art LED lighting circuit 11. この従来技術は、特許文献2に示されたものである。 This prior art is disclosed in Patent Document 2. このLED点灯回路11では、各LED負荷回路u1〜u3への総通電電流値を抵抗r2で電圧変換して検出し、比較器17において、その電圧を基準電圧Vrefと比較した結果が一定値になるように、PWM制御回路16を介してDC−DCコンバータ15を制御するように構成されている。 In the LED lighting circuit 11, and detected by the voltage converting the total electric current value for each LED load circuits u1~u3 a resistor r2, in the comparator 17, the result of comparing the voltage with a reference voltage Vref is a constant value so that is configured to control the DC-DC converter 15 via the PWM control circuit 16. DC−DCコンバータ15は、直流電源13からの電圧Vdcをスイッチング素子q0によってスイッチングしてトランスtの1次側に与え、2次側出力を整流平滑回路14にて整流・平滑化した直流電圧VDCを前記各LED負荷回路u1〜u3へ与えることで、電源側と負荷側とを絶縁する1石フライバックコンバータで構成されている。 DC-DC converter 15 is supplied to the primary side of the transformer t voltage Vdc from the DC power source 13 by switching the switching element q0, DC voltage VDC obtained by rectifying and smoothing the secondary output in the rectifying smoothing circuit 14 by giving to each of the LED load circuits U1 to U3, and the power supply side and load side is composed of one stone flyback converter for insulating. そして、このLED点灯回路11でも、各LED負荷回路u1〜u3に定電流回路d1〜d3がそれぞれ直列に設けられている。 Then, even in this LED lighting circuit 11, the constant current circuit d1~d3 each LED load circuits u1~u3 are provided in series.

図11は、前記定電流回路d1〜d3の具体例を示す電気回路図である。 Figure 11 is an electric circuit diagram showing a specific example of the constant current circuit d1 to d3. この定電流回路d1〜d3は、前記LED負荷回路u1〜u3に直列に接続されるトランジスタq11および抵抗r11と、前記トランジスタq11のコレクタ−ベース間を接続する抵抗r12と、前記トランジスタq11のベース−エミッタ間に介在されるツェナダイオードdzとを備えて構成される。 The constant current circuit d1~d3 includes transistors q11 and a resistor r11 which is connected in series with the LED load circuit U1 to U3, the collector of transistor q11 - a resistor r12 which connects between the base, the base of the transistor q11 - constructed and a Zener diode dz interposed between the emitters. そして、抵抗r11の電圧降下とトランジスタq11のベース−エミッタ間電圧Vbeとの和がツェナダイオードdzのツェナ電圧と略一致する条件で、トランジスタq11のコレクタ電流が定電流化される。 The base voltage drop and the transistor q11 resistor r11 - under the condition that the sum of the emitter voltage Vbe is substantially coincident with the Zener voltage of the Zener diode dz, the collector current of the transistor q11 is constant current.

これによって、各LED負荷回路u1〜u3の電流は個々に定電流化され、しかもDC−DCコンバータ15の一括出力電流も上述のように定電流制御されるので、LEDのON電圧Vfのばらつきによる光出力のばらつきはかなり抑制できる。 Thereby, due to variations in current of each LED load circuits u1~u3 is individually constant-Ryuka, and since also collectively output current of the DC-DC converter 15 is constant current control as described above, LED of ON voltage Vf variation of light output can be considerably suppressed. しかしながら、FETのソースホロワ回路から成る簡単な前記定電流回路q1〜q3に比べて、この定電流回路d1〜d3は、損失が大きいという問題がある。 However, in comparison with the simple the constant current circuit q1~q3 consisting source follower circuit of FET, the constant current circuit d1~d3 has a problem that the loss is large.

そこで、本件発明者は、図12で示すようなLED点灯回路21を、特許文献3で提案した。 Therefore, the present inventor has an LED lighting circuit 21 as shown in Figure 12, was proposed in Patent Document 3. その従来技術によれば、各LED負荷回路u1,u2と直列にトランジスタq21,q22および抵抗r21,r22をそれぞれ接続するとともに、前記トランジスタq21,q22とカレントミラー回路を構成するトランジスタq20を抵抗r23,r24,r20によって直流電源23の端子間に接続している。 According to that prior art, the LED load circuits u1, the u2 series with connecting transistors q21, q22 and resistors r21, r22, respectively, resistances of transistors q20 constituting the transistors q21, q22 and a current mirror circuit r23, r24, r20 connected between the terminals of the DC power supply 23 by. そして、直流電源23からの電圧VDCおよび抵抗r23,r24,r20などによって定まる基準電流がトランジスタq20に流れ、その基準電流にトランジスタq21,q22を流れる電流をバランスさせることで、光出力のばらつきを抑制するようになっている。 Then, the DC voltage VDC and the resistance from the power source 23 r23, r24, the reference current determined by such r20 flows through the transistor q20, by balancing the current flowing through the transistor q21, q22 on the reference current, suppressing a variation in optical output It has become way. なお、何れかの抵抗(この例ではr24)と並列に設けたバイパススイッチswによって該抵抗r24を短絡することで、前記基準電流を増加させ、光出力を増加させられるようにもなっている。 Incidentally, one of the resistor by shorting the resistor r24 by the bypass switch sw provided in parallel with (r24 in this example), the reference current increases, which is also to be increased light output.
特開2002−8409号公報 JP 2002-8409 JP 特開2004−319583号公報 JP 2004-319583 JP 特開2004−39290号公報 JP 2004-39290 JP

上述のようなミラー回路による方法は、各LED負荷回路u1,u2間の電流のバランスを取るのに都合が良いものの、電源電圧VDCの変動によって基準電流が変動し、また前記基準電流を作成する抵抗r23,r24,r20およびトランジスタq20での損失が発生するという問題もある。 The method according mirror circuit as described above, although convenient to balance current between the LED load circuits u1, u2, the reference current is varied by variations in power supply voltage VDC, also creates the reference current resistance r23, r24, loss in the r20 and the transistor q20 is also a problem that occurs.

本発明の目的は、多数のLEDの光出力を、低損失で均一化することができるLED点灯回路およびそれを用いる照明器具を提供することである。 An object of the present invention, the light output of a large number of LED, is to provide a low-LED lighting circuit can be made uniform in the loss and luminaire using the same.

本発明のLED点灯回路は、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたLED点灯回路において、前記各LED負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各LED負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、いずれか1つが前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とされるそのような制御素子と、前記ダイオード構造の制御素子の回路に直列に挿入され、LEDのON電圧をVfとし、そのばらつきをσとし、直列段数をnとするとき、定格電流でVf×n×σ以上の電圧降下を生じるインピーダンス素子とを含むことを特徴とする。 LED lighting circuit of the present invention, the LED module LED load circuit consisting of one or a series a plurality of stages of the LED formed by a plurality disposed in parallel to each other, the LED lighting circuit to perform the energization from a DC power source, wherein provided in series to each LED load circuits, a control element for interlocking the energization current in each LED load circuit configure a current mirror circuit, as any one of the reference current circuit of the current mirror when the with such control elements are diode structure, are inserted in series into the circuit of the control elements of the diode structure, the oN voltage of the LED and Vf, and the variation sigma, the serial number is n, the rated characterized in that it comprises an impedance element which could have Vf × n × sigma or voltage drop at a current.

上記の構成によれば、照明器具などに用いられるLED点灯回路において、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源が点灯駆動するにあたって、前記各LED負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、いずれか1つを前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各LED負荷回路間のバランスを取るようにする。 According to the above structure, the LED lighting circuit used in the lighting fixture, the LED module LED load circuit comprising one or series multi-stage LED is formed by a plurality disposed in parallel to each other, a DC power source is turned in driving, the series in each LED load circuit, providing a control element constituting a current mirror circuit, and in their control elements, a diode structure as any one the reference current circuit of the current mirror, via the control terminal by interlocking the electric current value of the control elements of the circuit of residual, so that balance between the LED load circuits. 具体的には、前記制御素子がトランジスタである場合には、制御端子であるベースと、コレクタとを短絡するとともに、ベースを共通に接続する。 Specifically, when the control element is a transistor, the base is a control terminal, thereby short-circuiting the collector and connects the base to the common. また、前記制御素子がMOS型トランジスタである場合には、制御端子であるゲートと、ドレインとを短絡するとともに、ゲートを共通に接続する。 Further, when the control element is a MOS type transistor has a gate which is a control terminal, thereby short-circuiting the drain and a gate connected in common. さらに、前記ダイオード構造とした制御素子の回路に直列に、ダイオードなどで実現することができるインピーダンス素子を挿入し、そのインピーダンス素子が、LEDのON電圧をVfとし、そのばらつきをσとし、直列段数をnとするとき、定格電流でVf×n×σ以上の電圧降下を生じるようにする。 Further, in series with the circuit of the control element and the diode structure, by inserting an impedance element can be realized by a diode, the impedance element, the ON voltage of the LED and Vf, and the variation sigma, serial number when to the n, to produce a Vf × n × sigma or more voltage drop at rated current.

したがって、LEDのON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路は、LEDのON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路における電流値を均等に制御し、多数のLEDからの光出力を均一化することができる。 Therefore, even if there are variations in the LED ON voltage Vf, circuit for generating a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the LED of the ON voltage Vf, the voltage drop due to the LED current becomes the highest circuit cage, evenly controlling the current value of each LED load circuits, it is possible to equalize the light output from a number the LED. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount.

また、本発明のLED点灯回路では、前記インピーダンス素子は、LEDであることを特徴とする。 Further, the LED lighting circuit of the present invention, the impedance element, characterized in that an LED.

上記の構成によれば、前記カレントミラーの基準電流回路となるLED負荷回路の直列LED段数を多く設定するだけで、前記ON電圧Vfの総和が最も高くなるように設定することができ、容易に構成できるとともに、インピーダンス素子による消費電力を有効に活用することもできる。 According to the above configuration, the only setting number series LED number of the reference current circuit to become the LED load circuit of the current mirror, it is possible to sum of the ON voltage Vf is set so becomes highest, readily it is possible configurations, it is also possible to effectively utilize the power consumed by impedance element.

さらにまた、本発明のLED点灯回路は、前記インピーダンス素子の端子間を短絡することができる短絡スイッチと、前記短絡スイッチが開成され、前記制御素子がカレントミラー動作を行っている状態で、前記各LED負荷回路におけるLEDのON電圧Vfの総和を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応答し、制御素子が前記ダイオード構造となっているLED負荷回路のON電圧Vfの総和が最も高い場合には前記短絡スイッチを閉成し、そうでない場合には前記短絡スイッチを開成する切換え制御手段とを含むことを特徴とする。 Moreover, LED lighting circuit of the present invention, a shorting switch capable of short-circuiting between terminals of said impedance element, in a state where the short-circuit switch is opened, the control device is performing the current mirror operation, each detecting means for detecting the sum of the LED oN voltage Vf of the LED load circuits, in response to a detection result of said detecting means, the highest sum of oN voltage Vf of the LED load circuit control element is in the said diode structure It said short-circuit switch closes when, otherwise, characterized in that it comprises a switching control means for opening said short-circuit switch.

上記の構成によれば、上述のようにカレントミラーによって電流均一化動作を行おうとすると、LEDのON電圧Vfの総和が最も高い回路が基準電流回路とならなければならないのに対し、前記インピーダンス素子の端子間を短絡する短絡スイッチを予め設けておき、実際に検出手段が各LED負荷回路におけるLEDのON電圧Vfの総和を測定してみて、切換え制御手段が、制御素子がダイオード構造となっているLED負荷回路のON電圧Vfの総和が最も高い場合には前記短絡スイッチを閉成してインピーダンス素子を機能させず、そうでない場合には前記短絡スイッチを開成してインピーダンス素子を機能させる。 According to the above structure, when attempting to current uniform operation by a current mirror as described above, while the sum of the LED of the ON voltage Vf highest circuit must become a reference current circuit, the impedance element may be provided a short-circuiting switch for short-circuiting between the terminals in advance, actually detecting means try to measure the sum of the LED of the ON voltage Vf of each LED load circuit, the switching control means, the control element is a diode-structure If the sum of the oN voltage Vf of the LED load circuits has the highest without functional impedance element by closing the short-circuit switch that are to function the impedance element to open the short-circuit switch otherwise.

したがって、経年変化などに対して、必要な場合だけインピーダンス素子を機能させることができ、該インピーダンス素子での損失を抑えることができる。 Thus, for such aging can function only impedance elements when necessary, it is possible to suppress loss in the impedance element.

また、本発明のLED点灯回路は、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたLED点灯回路において、前記各LED負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各LED負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、いずれか1つが前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とされるそのような制御素子と、前記ダイオード構造の制御素子の回路以外の回路に並列に挿入され、そのLED負荷回路のインピーダンスを低減するインピーダンス素子とを含むことを特徴とする。 Moreover, LED lighting circuit of the present invention, one or LED load circuit comprising a series a plurality of stages of the LED to the LED module comprising a plurality of arranged in parallel with each other, LED lighting circuit to perform the energization from a DC power source in the provided in series with each LED load circuits, a control element for interlocking the energization current in each LED load circuit configure a current mirror circuit, and any one of the reference current circuit of the current mirror with such control elements are diode structure so that, being inserted in parallel into the circuit other than the circuit of the control elements of the diode structure, and comprising an impedance element for reducing the impedance of the LED load circuit to.

上記の構成によれば、照明器具などに用いられるLED点灯回路において、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源が点灯駆動するにあたって、前記各LED負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、いずれか1つを前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各LED負荷回路間のバランスを取るようにする。 According to the above structure, the LED lighting circuit used in the lighting fixture, the LED module LED load circuit comprising one or series multi-stage LED is formed by a plurality disposed in parallel to each other, a DC power source is turned in driving, the series in each LED load circuit, providing a control element constituting a current mirror circuit, and in their control elements, a diode structure as any one the reference current circuit of the current mirror, via the control terminal by interlocking the electric current value of the control elements of the circuit of residual, so that balance between the LED load circuits. 具体的には、前記制御素子がトランジスタである場合には、制御端子であるベースと、コレクタとを短絡するとともに、ベースを共通に接続する。 Specifically, when the control element is a transistor, the base is a control terminal, thereby short-circuiting the collector and connects the base to the common. また、前記制御素子がMOS型トランジスタである場合には、制御端子であるゲートと、ドレインとを短絡するとともに、ゲートを共通に接続する。 Further, when the control element is a MOS type transistor has a gate which is a control terminal, thereby short-circuiting the drain and a gate connected in common. さらに、前記ダイオード構造とした制御素子の回路以外の回路に、そのLED負荷回路のインピーダンスを低減するインピーダンス素子を並列に挿入する。 Furthermore, the circuits other than the circuit of the control device and the diode structure, to insert an impedance element for reducing the impedance of the LED load circuit in parallel.

したがって、LEDのON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路は、LEDのON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路における電流値を均等に制御し、多数のLEDからの光出力を、均一化することができる。 Therefore, even if there are variations in the LED ON voltage Vf, circuit for generating a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the LED of the ON voltage Vf, the voltage drop due to the LED current becomes the highest circuit cage, evenly controlling the current value of each LED load circuits, a light output from a large number of LED, can be made uniform. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount.

さらにまた、本発明のLED点灯回路では、前記直流電源は、DC−DCコンバータであり、前記各LED負荷回路を流れる総電流値または前記ダイオード接続された制御素子に対応するLED負荷回路を流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの検出結果を比較するための基準電圧源および比較器と、前記比較器からの出力に応じて、前記LEDモジュールへの通電電流値の総和が予め定める値となるように前記直流電源をフィードバック制御する制御手段とを備えて構成されることを特徴とする。 Furthermore, the LED lighting circuit of the present invention, the DC power supply is a DC-DC converter, the current through the LED load circuits corresponding to the total current value or the diode connected control device through the respective LED load circuit current detection means for detecting a value, a reference voltage source and comparator for comparing the detection result from the current detection means, in accordance with the output from the comparator, the sum of the energization current to the LED module There characterized in that it is constituted by a control means for feedback controlling the DC power supply to a value specified in advance.

上記の構成によれば、直流電源から前記各LED負荷回路への通電電流値を検出し、その検出結果に基づいて、前記通電電流値の総和が予め定める値となるように、フィードバックによって前記直流電源を定電流制御するので、定電圧制御に比べて、制御素子での損失が小さく、低損失化することができる。 According to the above configuration, detects the energizing current value of the each LED load circuit from the DC power source, based on the detection result, so that the sum predetermined values ​​of the energizing current, the direct current by the feedback since the power for constant current control, as compared to the constant voltage control, low loss in the control device, it is possible to lower loss.

また、本発明の照明器具は、前記のLED点灯回路を用いることを特徴とする。 The luminaire of the present invention is characterized by the use of LED lighting circuit of the.

上記の構成によれば、LEDのON電圧(Vf)が極端にばらついても、多数のLEDからの光出力を均一化することができるとともに、低損失な照明器具を実現することができる。 According to the arrangement, even if the LED ON voltage (Vf) is extremely varied, it is possible to equalize the light output from the plurality of LED, it is possible to realize a low-loss luminaire.

本発明のLED点灯回路は、以上のように、照明器具などに用いられるLED点灯回路において、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源が点灯駆動するにあたって、前記各LED負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、いずれか1つを前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各LED負荷回路間のバランスを取るようにするとともに、前記ダイオード構造とした制御素子の回路に直列にインピーダンス素子を挿入し、そのインピーダンス素子が、LEDのON電圧をVfとし、そのばらつ LED lighting circuit of the present invention, as described above, in the LED lighting circuit used in the lighting fixtures, to LED modules LED load circuit consisting of one or a series a plurality of stages of the LED formed by a plurality disposed in parallel to each other Te, when the DC power source is driven on, the series in each LED load circuit, providing a control element constituting a current mirror circuit, in their control elements, one of the reference current circuit of the current mirror a diode structure as the control terminal via the by interlocking the electric current value of the control elements of the circuit of residual, while to take a balance between the LED load circuits, the circuit of the control element and said diode structure to insert an impedance element in series, the impedance element, the oN voltage of the LED and Vf, the Baratsu をσとし、直列段数をnとするとき、定格電流でVf×n×σ以上の電圧降下を生じるようにする。 Was a sigma, when the serial number is n, to produce a Vf × n × sigma or more voltage drop at rated current.

それゆえ、LEDのON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路は、LEDのON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路における電流値を均等に制御し、多数のLEDからの光出力を均一化することができる。 Therefore, even if there are variations in the LED ON voltage Vf, circuit for generating a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the LED of the ON voltage Vf, is the voltage drop due to LED current highest circuit and which, uniformly controlling the current value of each LED load circuits, it is possible to equalize the light output from a number the LED. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount.

また、本発明のLED点灯回路は、以上のように、前記インピーダンス素子をLEDとする。 Moreover, LED lighting circuit of the present invention, as described above, the impedance element and LED.

それゆえ、前記カレントミラーの基準電流回路となるLED負荷回路の直列LED段数を多く設定するだけで、前記ON電圧Vfの総和が最も高くなるように設定することができ、容易に構成できるとともに、インピーダンス素子による消費電力を有効に活用することもできる。 Hence, the only set number series LED number of LED load circuit comprising a reference current circuit of the current mirror, with the sum of the ON voltage Vf can be set to be highest, can be easily configured, it is also possible to effectively utilize the power consumed by impedance element.

さらにまた、本発明のLED点灯回路は、以上のように、上述のようにカレントミラーによって電流均一化動作を行おうとすると、LEDのON電圧Vfの総和が最も高い回路が基準電流回路とならなければならないのに対し、前記インピーダンス素子の端子間を短絡する短絡スイッチを予め設けておき、実際に検出手段が各LED負荷回路におけるLEDのON電圧Vfの総和を測定してみて、切換え制御手段が、制御素子がダイオード構造となっているLED負荷回路のON電圧Vfの総和が最も高い場合には前記短絡スイッチを閉成してインピーダンス素子を機能させず、そうでない場合には前記短絡スイッチを開成してインピーダンス素子を機能させる。 Moreover, LED lighting circuit of the present invention, as described above, not become When you try to current uniform operation by a current mirror as described above, the sum of the LED ON voltage Vf highest circuit a reference current circuit while no Banara, may be provided a short-circuiting switch for short-circuiting between the terminals of said impedance element in advance, actually detecting means try to measure the sum of the LED of the ON voltage Vf of each LED load circuit, the switching control means , without functional impedance element by closing the short-circuit switch when the sum of the oN voltage Vf of the LED load circuit control element is in the diode structure is highest, and if not open the short-circuit switch to function impedance element is.

それゆえ、経年変化などに対して、必要な場合だけインピーダンス素子を機能させることができ、該インピーダンス素子での損失を抑えることができる。 Therefore, for such aging can function only impedance elements when necessary, it is possible to suppress loss in the impedance element.

また、本発明のLED点灯回路は、以上のように、照明器具などに用いられるLED点灯回路において、1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源が点灯駆動するにあたって、前記各LED負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、いずれか1つを前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各LED負荷回路間のバランスを取るようにするとともに、前記ダイオード構造とした制御素子の回路以外の回路に、そのLED負荷回路のインピーダンスを低減するインピーダンス素子を並列に挿入する。 Moreover, LED module LED lighting circuit of the present invention, as described above, in the LED lighting circuit used in the lighting fixture, the LED load circuit consisting of one or a series a plurality of stages of the LED formed by a plurality disposed in parallel to each other respect, when the DC power source is driven on, the series in each LED load circuit, providing a control element constituting a current mirror circuit, in their control elements, one of the reference current circuit of the current mirror a diode structure such that the control terminal via the by interlocking the electric current value of the control elements of the circuit of residual, while to take a balance between the LED load circuits, control element was the diode structure the circuits other than the circuit, inserting an impedance element for reducing the impedance of the LED load circuit in parallel.

それゆえ、LEDのON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路は、LEDのON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路における電流値を均等に制御し、多数のLEDからの光出力を、均一化することができる。 Therefore, even if there are variations in the LED ON voltage Vf, circuit for generating a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the LED of the ON voltage Vf, is the voltage drop due to LED current highest circuit and which, uniformly controlling the current value of each LED load circuits, a light output from a large number of LED, can be made uniform. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount.

さらにまた、本発明のLED点灯回路は、以上のように、直流電源から前記各LED負荷回路への通電電流値を検出し、その検出結果に基づいて、前記通電電流値の総和が予め定める値となるように、フィードバックによって前記直流電源を定電流制御する。 Moreover, LED lighting circuit of the present invention, as described above, from said DC power source to detect the electric current value for each LED load circuit, based on the detection result, determining the sum of the conduction current value in advance value and so that, for constant current control the DC power source by feedback.

それゆえ、定電圧制御に比べて、制御素子での損失が小さく、低損失化することができる。 Therefore, as compared with the constant voltage control, low loss in the control device, it is possible to lower loss.

また、本発明の照明器具は、以上のように、前記のLED点灯回路を用いる。 The luminaire of the present invention, as described above, an LED lighting circuit of the.

それゆえ、LEDのON電圧(Vf)が極端にばらついても、多数のLEDからの光出力を均一化することができるとともに、低損失な照明器具を実現することができる。 Therefore, even if the LED ON voltage (Vf) is extremely varied, it is possible to equalize the light output from the plurality of LED, it is possible to realize a low-loss luminaire.

[実施の形態1] [Embodiment 1]
図1は、本発明の実施の一形態に係るLED点灯回路31の構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit 31 according to an embodiment of the present invention. このLED点灯回路1では、LEDD1を多数直列に接続したLED負荷回路U1〜U3を3回路並列に接続してLEDモジュール32が構成されている。 In the LED lighting circuit 1, LED module 32 to connect the LED load circuit U1~U3 connected to LEDD1 to a number series in the third circuit parallel is configured. 各LED負荷回路U1〜U3における直列LED負荷の段数は任意であり、単一のLEDから構成されていてもよい。 Number of series LED load in each LED load circuits U1~U3 is arbitrary, it may be composed of a single the LED.

各LED負荷回路U1〜U3は、LEDD1が共通の放熱板に搭載されてボンディングされ、波長変換用の蛍光体や光拡散用のレンズ等も取付けられて構成されている。 Each LED load circuits U1~U3 is, LEDD1 is bonded is mounted on a common heat sink is constituted by a lens or the like also attached for phosphor and the light diffusing for wavelength conversion. このLEDモジュール32およびLED点灯回路31は、照明器具として用いられ、前記LED負荷としては青または紫外光を放出し、そのLED負荷からの光を前記蛍光体で波長変換して白色光として放射する。 The LED module 32 and the LED lighting circuit 31 is used as a luminaire, as the LED load emit blue or ultraviolet light, emit light from the LED load as white light by wavelength conversion by the phosphor . 前記LED負荷回路U1〜U3の並列回路数も任意であり、たとえばRGBの3原色で発光させた光を合成するなどの白色光を得るための手法も任意である。 The LED load circuit parallel circuit number of U1~U3 also arbitrary, for example, techniques for obtaining white light, such as synthetic light emit light in the three primary colors RGB is also arbitrary.

前記LEDモジュール32には、商用電源33からの電圧Vacを、ノイズカット用のコンデンサC1から整流ブリッジ34にて直流化し、DC−DCコンバータ35を介して電圧変換した直流電圧VDCが与えられる。 The LED module 32, the voltage Vac from the commercial power source 33, and direct current in the rectifier bridge 34 from the capacitor C1 for cutting noise, the DC voltage VDC is supplied to the voltage conversion via the DC-DC converter 35. DC−DCコンバータ35は、前記整流ブリッジ34の直流出力電圧をスイッチングするスイッチング素子Q0と、前記のスイッチングによる励磁エネルギーを蓄積/放出するチョークコイルLと、前記チョークコイルLからの出力電流を整流・平滑化するダイオードDおよび平滑コンデンサC2と、前記スイッチング素子Q0を流れる電流を電圧に変換して検知するための抵抗R1と、前記スイッチング素子Q0のスイッチングを制御する制御回路36とを備えて構成される昇圧チョッパー回路から成る。 DC-DC converter 35 includes a switching element Q0 for switching the DC output voltage of the rectifier bridge 34, and the choke coil L for storing / releasing the excitation energy due to the switching, the output current from the choke coil L rectifying and a diode D and a smoothing capacitor C2 for smoothing, the resistor R1 to the current through the switching element Q0 detects and converts into a voltage, is constituted by a control circuit 36 ​​for controlling the switching of the switching element Q0 that consists of the step-up chopper circuit.

そして直流電源であるそのDC−DCコンバータ35からLEDモジュール32へ流れる電流は、電流検知抵抗R2によって電圧値に変換されて、比較回路37において、基準電圧源38からの基準電圧Vrefと比較され、その比較結果が前記制御回路36にフィードバックされる。 The current flowing from the DC-DC converter 35 is a DC power supply to the LED module 32 is converted by the current sensing resistor R2 to a voltage value, the comparison circuit 37 and compared with a reference voltage Vref from a reference voltage source 38, the comparison result is fed back to the control circuit 36. 制御回路36は、前記抵抗R1,R2の検知結果に応答して、前記スイッチング素子Q0のスイッチング周波数やデューティを制御する。 The control circuit 36 ​​is responsive to the detection results of the resistors R1, R2, and controls the switching frequency and duty cycle of the switching element Q0. こうして、前記電圧VDCの定電圧制御およびLEDモジュール32へ流れる電流の定電流制御が行われるようになっている。 Thus, the constant current control of the current flowing to the voltage VDC of the constant voltage control and the LED module 32 is to be carried out.

注目すべきは、本実施の形態では、各LED負荷回路U1〜U3には、それらを流れる通電電流値を相互に等しくするために、カレントミラー回路を構成する制御素子Q1〜Q3が直列に設けられており、それらの制御素子Q1〜Q3の内のいずれか1つ(図1の例ではQ1)を前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とし、制御端子を介して残余の制御素子(図1の例ではQ2,Q3)の通電電流値を連動させることで、各LED負荷回路U1〜U3間のバランスを取ることである。 Notably, in the present embodiment, each LED load circuits U1 to U3, in order to equal one another energizing current flowing through them, the control element Q1~Q3 constituting the current mirror circuit is provided in series is is any one of those control elements Q1~Q3 the diode structure such that the reference current circuit of the current mirror (the Q1 in the example of FIG. 1), the remainder of the control through the control terminal (in the example of FIG. 1 Q2, Q3) element by interlocking the energization current value of is to balance between each of the LED load circuits U1 to U3.

具体的には、前記制御素子Q1〜Q3がこの図1のようにトランジスタである場合には、制御端子であるベースと、コレクタとを短絡するとともに、ベースを共通に接続する。 Specifically, when the control element Q1~Q3 is a transistor as in the Figure 1, the base is a control terminal, thereby short-circuiting the collector and connects the base to the common. また、前記制御素子がMOS型トランジスタである場合には、制御端子であるゲートと、ドレインとを短絡するとともに、ゲートを共通に接続する。 Further, when the control element is a MOS type transistor has a gate which is a control terminal, thereby short-circuiting the drain and a gate connected in common.

さらに注目すべきは、前記ダイオード構造とした制御素子Q1のLED負荷回路U1に直列にインピーダンス素子Aを挿入し、そのインピーダンス素子Aが、LEDD1のON電圧をVfとし、そのばらつきをσとし、直列段数をnとするとき、定格電流でVf×n×σ以上の電圧降下Vaを生じるようにすることである。 Of further note, while inserting an impedance element A in series with the LED load circuit U1 of the control element Q1 that said diode structure, the impedance element A, the ON voltage of LEDD1 as Vf, and the variation sigma, serial when the number of stages is n, it is to produce a Vf × n × sigma or more voltage drop Va at the rated current.

前記インピーダンス素子Aは、たとえば図2(a)で示すような1または複数段のダイオード、図2(b)で示すようなツェナダイオード、図2(c)で示すような抵抗などから実現することができる。 Said impedance element A, for example, FIG. 2 (a) 1 or more stages of diodes as shown, the Zener diode as shown in FIG. 2 (b), be realized from such resistance as shown in FIG. 2 (c) can. 前記図2(a)で示すダイオードを用いる場合、たとえば1つで0.7Vの細かなばらつきに対応することができ、図2(b)で示すツェナダイオードを用いる場合、前記ON電圧Vfの総和で2V以上の大きなばらつきに対応することができ、図2(c)で示すような抵抗を用いる場合、常時損失が発生するものの、前記ダイオードよりも細かなばらつきに対応することができ、ON電圧Vfのばらつきが小さい場合や、LEDD1が少数段の場合に好適である。 When using a diode shown in FIG. 2 (a), for example, can correspond to fine dispersion of one 0.7 V, when using a Zener diode shown in FIG. 2 (b), the sum of the ON voltage Vf in may correspond to the large variation of the above 2V, the case of using a resistor as shown in FIG. 2 (c), the though always loss occurs, can correspond to finer variations than the diode, oN voltage when the variations of Vf is small and is suitable when LEDD1 a small number of stages.

このように構成することで、LEDD1のON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路は、LEDD1のON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路U1〜U3における電流値を均等に制御し、多数のLEDD1からの光出力を均一化することができる。 With this configuration, even if there are variations in the ON voltage Vf of LEDD1, circuit for generating a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the ON voltage Vf of LEDD1, the voltage drop due to the LED current has a highest circuit, equally controls the current value of each LED load circuits U1 to U3, it is possible to equalize the light output from a number of LEDD1. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount. さらにまた、トランジスタなどの制御素子Q1〜Q3の1つをダイオード構造とするとともに、ミラー回路に構成するだけであるので、安価な構成で実現することができる。 Furthermore, while one of the control elements Q1~Q3 such as a transistor and a diode structure, since only constitute a mirror circuit can be realized with an inexpensive configuration.

たとえば、LED負荷回路の数を前記U1〜U3の3つとし、その各LED負荷回路U1〜U3を5段のLEDD1で構成し、前記ON電圧Vfのばらつきを±5%とするとき、前記抵抗R2の検知結果による一括定電流制御のみの場合、すなわち制御素子Q1〜Q3が設けられていない場合には、各LED負荷回路U1〜U3間の電流ばらつきは、17.5〜22.7mA(前記一括定電流制御の電流値は60mA)となるのに対して、前記制御素子Q1〜Q3を設け、前記のようにON電圧Vfの総和が最も高いLED負荷回路U1に対応した制御素子Q1を基準として他の制御素子Q2,Q3にミラー動作を行わせることで、電流ばらつきは、20.0〜20.1mAに抑えることができる。 For example, 3 Tsutoshi of the number of LED load circuits U1 to U3, the respective LED load circuits U1 to U3 constituted by LEDD1 five stages, when the ± 5% variation of the ON voltage Vf, the resistor If only bulk constant current control by the detection result of the R2, that is, when the control element Q1~Q3 is not provided, the current variation between the respective LED load circuits U1~U3 is 17.5~22.7MA (the bulk current value of the constant current control whereas the 60 mA), the control element Q1~Q3 provided, based on the control element Q1 corresponding to oN voltage sum highest LED load circuit U1 of Vf as the as it to perform the mirror operation with other control elements Q2, Q3, current variation can be suppressed to 20.0~20.1MA. 同様に、前記ON電圧Vfのばらつきを±10%とした場合には、一括定電流制御のみで15.2〜25.8mA、ミラー動作を行わせることで、20.0〜20.1mAとすることができる。 Similarly, when a 10% ± variation of the ON voltage Vf, by causing only at 15.2~25.8MA, mirrored bulk constant current control, and 20.0~20.1mA be able to.

このLED点灯回路31の直流電源は、前述の図9で示すLED点灯回路と同様に、チョークコイルLを有するDC−DCコンバータ35であるけれども、図10で示すトランスtを有する絶縁型のDC−DCコンバータであってもよく、特にLEDモジュール32に対する直流電源は任意である。 DC power supply of the LED lighting circuit 31, similarly to the LED lighting circuit shown in FIG. 9 described above, although a DC-DC converter 35 having a choke coil L, insulated with transformer t shown in FIG. 10 of the DC- may be a DC converter, is especially DC power to the LED module 32 is optional. しかしながら、前記制御素子Q1〜Q3を用いるカレントミラー動作による定電流制御を行うにあたって、直流電源には、定電圧制御と、定電流制御とでは、定電流制御を用いる方が好ましい。 However, when performing the constant current control by the current mirror operation with the control element Q1 to Q3, the DC power source, a constant voltage control, the constant current control, better to use a constant current control is preferable.

図3には、DC−DCコンバータ35が、上述のような抵抗R2の検知結果による定電流制御のみを行った場合と、前記図10で示すような電圧VDCの定電圧制御のみを行った場合とにおける前記制御素子Q1〜Q3による損失について、詳しく示す。 3 shows, when DC-DC converter 35, which was carried out in the case where only the constant current control by the detection result of the resistor R2 as described above, only the constant voltage control of the voltage VDC as shown in FIG. 10 for losses due to the control element Q1~Q3 in a, shown in detail. また、図3には、前述の図10および図11で示す定電流回路d1〜d3を用いた場合において、定電流制御を行った場合と、定電圧制御を行った場合とにおける損失についても詳しく示す。 Further, in FIG. 3, in the case of using a constant current circuit d1~d3 shown in FIGS. 10 and 11 described above, the case of performing the constant current control, in detail also losses in a case of performing the constant voltage control show. 試算の条件は、各LED負荷回路U1〜U3を流れる電流、すなわちLEDD1の定格電流を20mA、LEDD1のON電圧Vfを3.2V、そのばらつきを±10%、制御素子(トランジスタ)Q1〜Q3のhfeを100とする。 Conditions of trial calculation, the current flowing through each LED load circuits U1 to U3, i.e. 20mA current rating of LEDD1, 3.2 V the ON voltage Vf of LEDD1, the variation ± 10%, the control element (transistor) Q1 to Q3 of and 100 hfe.

図3から明らかなように、本実施の形態のカレントミラー回路による電流バランス制御では、ON電圧Vfのばらつきが無い方が損失が小さいものの、ON電圧Vfのばらつきの有無に拘わらず、定電流制御の方が、定電圧制御に比べて、損失が小さいことが理解される。 As apparent from FIG. 3, a current balance control by the current mirror circuit of the present embodiment, although one without variation in ON voltage Vf loss is small, or without variations in the ON voltage Vf, the constant current control who is, as compared with the constant voltage control, the loss is small is understood. これに対して、前述の図10および図11で示す定電流回路d1〜d3を用いた電流バランス制御でも、ON電圧Vfのばらつきの有無に拘わらず、定電流制御の方が、定電圧制御に比べて、損失が小さいけれど、定電流制御では、総電流量が制限されているので、ON電圧Vfのばらつきが有っても無くても、損失が同じであることが理解される。 In contrast, in the current balance control using the constant current circuit d1~d3 shown in FIGS. 10 and 11 described above, or without variations in the ON voltage Vf, towards the constant current control, the constant voltage control compared to, but loss is small, the constant current control, since the total current is limited, with or without a variation in the ON voltage Vf, it is understood that the loss is the same. したがって、本実施の形態のカレントミラー回路による電流バランス制御に対しては、定電流制御が好ましく、何れの条件でも、定電流回路d1〜d3を用いる場合に比べて、電流バランスを確保するにあたっての損失を大幅に削減できることが理解される。 Thus, for the current balance control by the current mirror circuit of this embodiment, preferably the constant current control, in any conditions, as compared with the case of using a constant current circuit d1 to d3, in carrying ensuring current balance it is understood that significantly reduces losses.

上述の説明では、制御素子(トランジスタ)Q1〜Q3のエミッタ面積比、すなわち各LED負荷回路U1〜U3におけるLEDD1の定格電流は、各相互に等しかったけれども、相互に異なるように構成されてもよく、その場合、制御素子Q1〜Q3は、その異なる設定電流比を維持するように制御を行う。 In the above description, the control element (transistor) Q1 to Q3 emitter area ratio, i.e. the rated current of LEDD1 in each LED load circuits U1~U3 Although equaled each other, may be configured to mutually different in that case, the control element Q1~Q3 controls to maintain the different settings current ratio. また、本発明におけるLEDD1には、有機EL(オーガニックLED)も適用可能である。 Further, the LEDD1 in the present invention, an organic EL (Organic LED) are also applicable.

また、前記インピーダンス素子Aは、LEDで実現することもでき、その場合、図4のLED点灯回路31aで示すように、LEDモジュール32aのLED負荷回路U1aにおいて、余分なLEDD10を設け、該LED負荷回路U1aの直列LED段数を残余のLED負荷回路U2,U3よりも多く設定するだけでよい。 Further, the impedance element A, can also be realized by LED, in which case, as indicated by the LED lighting circuit 31a in FIG. 4, the LED load circuit U1a of the LED module 32a, provided extra LEDD10, the LED load the serial LED number of circuit U1a need only many sets than LED load circuit U2, U3 residual. たとえば、σ=10%程度であるときには、n=10程度までは追加のLEDD10を1つ、n=20程度までは追加のLEDD10を2つというように、ばらつきをσと直列段数をnとに対応して、常にそのLED負荷回路U1aのON電圧Vfの総和が最も高くなるように設定すればよい。 For example, when a sigma = about 10%, n = One additional LEDD10 to about 10, the n = LEDD10 additions up to about 20 such that the two, a variation of the sigma series number of stages and n correspondingly, always the sum of the ON voltage Vf of the LED load circuit U1a may be set so as becomes highest. このように構成することで、前記ON電圧Vfの総和を最も高くする構成を、容易に構成することができるとともに、インピーダンス素子Aによる消費電力を有効に活用することもできる。 With such a configuration, the configuration of highest sum of the ON voltage Vf, it is possible to easily configure, it is also possible to effectively utilize the power consumed by impedance element A.

[実施の形態2] [Embodiment 2]
図5は、本発明の実施の他の形態に係るLED点灯回路51の構成を示すブロック図である。 Figure 5 is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit 51 according to another embodiment of the present invention. このLED点灯回路51において、前述のLED点灯回路31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 In the LED lighting circuit 51, similar to the LED lighting circuit 31 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 注目すべきは、このLED点灯回路51では、前記インピーダンス素子Aの端子間に短絡スイッチSWが設けられるとともに、その短絡スイッチSWが開成され、前記制御素子Q1〜Q3がカレントミラー動作を行っている状態で、Vf検出回路52が前記各LED負荷回路U1〜U3におけるLEDのON電圧Vfの総和を検出し、その検出結果から、切換え制御回路53が、制御素子Q1が前記ダイオード構造となっているLED負荷回路U1のON電圧Vfの総和が最も高い場合には前記短絡スイッチSWを閉成し、そうでない場合には前記短絡スイッチSWを開成することである。 Notably, in the LED lighting circuit 51, together with the short-circuit switch SW is provided between the terminals of said impedance element A, the short-circuit switch SW is opened, the control device Q1~Q3 is performing the current mirror operation state, and detects the sum of the LED ON voltage Vf Vf detection circuit 52 in each of the LED load circuits U1 to U3, from the detection result, the switching control circuit 53, the control element Q1 is in the said diode structure If the sum of the oN voltage Vf of the LED load circuit U1 has the highest closes the short-circuit switch SW, is to open the short-circuit switch SW otherwise.

図6は、前記Vf検出回路52および切換え制御回路53の一構成例を示すブロック図である。 Figure 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the Vf detection circuit 52 and the switching control circuit 53. Vf検出回路52は、2つの比較器CP1,CP2と、それらの出力を加算するANDゲートGとを備えて構成される。 Vf detection circuit 52 includes two comparators CP1, CP2, it constituted an AND gate G for adding their outputs. 各比較器CP1,CP2の非反転入力端には共通に前記インピーダンス素子Aが設けられているLED負荷回路U1の端子電圧が与えられ、非反転入力端には前記インピーダンス素子Aが設けられていないLED負荷回路U2,U3の端子電圧がそれぞれ与えられる。 Each comparator CP1, to the non-inverting input of CP2 is given terminal voltage of the LED load circuit U1 which said impedance element A is provided in common, the impedance element A is not provided to the non-inverting input terminal the terminal voltage of the LED load circuit U2, U3 are given respectively. したがって、各比較器CP1,CP2からは、LED負荷回路U1の端子電圧の方が低い場合、すなわちDC−DCコンバータ35の出力電圧VDCからの電圧降下量が大きい場合にハイレベルが出力され、ANDゲートGからは、LED負荷回路U1の電圧降下量が最も大きい場合にハイレベルが出力される。 Therefore, from the comparators CP1, CP2, when towards the terminal voltage of the LED load circuit U1 is low, i.e., high level is output when the voltage drop amount of the output voltage VDC of the DC-DC converter 35 is large, the AND from the gate G, the high level is output when the voltage drop of the LED load circuit U1 is the largest.

前記切換え制御回路53は、前記ANDゲートGの出力がベースに与えられるトランジスタTR1と、そのベース抵抗R11およびコレクタ抵抗R12と、前記コレクタ抵抗R12を介してトランジスタTR1によって駆動されるフォトカプラPCとを備えて構成される。 The switching control circuit 53 includes a transistor TR1 provided in the base output of the AND gate G, and the base resistor R11 and the collector resistors R12 thereof, and a photocoupler PC driven by the transistor TR1 through the collector resistor R12 with configured. したがって、前記ANDゲートGからハイレベルが出力されると、トランジスタTR1がONし、フォトカプラPCのフォトダイオードD11が点灯して前記短絡スイッチSWを構成するフォトトランジスタTR2がONし、インピーダンス素子Aをバイパスする。 Therefore, when the high level is outputted from the AND gate G, the transistor TR1 is turned ON, the phototransistor TR2 constituting the short-circuit switch SW photodiode D11 of the photocoupler PC is lit ON, and the impedance element A to bypass.

このように構成することで、前述のようにカレントミラーによって電流均一化動作を行おうとすると、LEDD1のON電圧Vfの総和が最も高い回路が基準電流回路とならなければならないのに対し、実際にVf検出回路52が各LED負荷回路U1〜U3におけるLEDのON電圧Vfの総和を測定してみて、インピーダンス素子Aが必要な場合にだけ、切換え制御回路53が挿入するので、経年変化などに対して、必要な場合だけインピーダンス素子Aを機能させることができ、該インピーダンス素子Aでの損失を抑えることができる。 With this configuration, when attempting to current uniform operation by a current mirror as described above, while the highest circuit the sum of the ON voltage Vf of LEDD1 shall become the reference current circuit, actually Vf detection circuit 52 try to measure the sum of the oN voltage Vf of the LED in each LED load circuits U1 to U3, only if the impedance element a is required, since the switching control circuit 53 is inserted, to such aging Te, can function only impedance element a if necessary can be suppressed loss in the impedance element a.

[実施の形態3] [Embodiment 3]
図7は、本発明の実施の他の形態に係るLED点灯回路61の構成を示すブロック図である。 Figure 7 is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit 61 according to another embodiment of the present invention. このLED点灯回路61において、前述のLED点灯回路31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 In the LED lighting circuit 61, similar to the LED lighting circuit 31 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 注目すべきは、このLED点灯回路61では、LEDモジュール32bにおいて、制御素子Q2,Q3が前記ダイオード構造となっていないLED負荷回路U2,U3の端子間に並列にインピーダンス素子A2,A3が設けられることである。 Notably, in the LED lighting circuit 61, the LED module 32b, the impedance elements A2, A3 are provided in parallel between the control elements Q2, Q3 are the diode structure and is optionally not LED load circuit U2, U3 of the terminal it is. そして、このインピーダンス素子A2,A3は、対応するLED負荷回路U2,U3のインピーダンスを低減し、端子間電圧を前記LED負荷回路U1の端子間電圧よりも低くクランプするものであり、たとえば図7で示すようにツェナダイオードから成り、或いはツェナダイオードと直列にさらに抵抗素子を備える構成なども用いることができる。 Then, the impedance elements A2, A3 reduces the impedance of the corresponding LED load circuit U2, U3, and the voltage between the terminals intended to clamp lower than the terminal voltage of the LED load circuit U1, for example, in FIG. 7 It consists Zener diode as shown, or the like configured to include a further resistive element Zener diode in series can also be used.

このように構成してもまた、LEDD1のON電圧Vfにばらつきがあっても、前記カレントミラー回路の基準電流を作成するLED負荷回路U1は、LEDD1のON電圧Vfの総和を含めて、LED電流による電圧降下が最も高い回路となっており、各LED負荷回路U1〜U3における電流値を均等に制御し、多数のLEDD1からの光出力を、均一化することができる。 Even with such configuration also, even if there are variations in the ON voltage Vf of LEDD1, LED load circuit U1 to create a reference current of the current mirror circuit, including the sum of the ON voltage Vf of LEDD1, LED current voltage drop has become the highest circuit according to evenly control the current value of each LED load circuits U1 to U3, the light output from multiple LEDD1, can be made uniform. また、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすこともできる。 The circuit to create only the reference current is not required, it is also possible to eliminate the circuit loss of that amount.

[実施の形態4] [Embodiment 4]
図8は、本発明の実施の他の形態に係るLED点灯回路71の構成を示すブロック図である。 Figure 8 is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit 71 according to another embodiment of the present invention. このLED点灯回路71において、前述のLED点灯回路31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 In the LED lighting circuit 71, similar to the LED lighting circuit 31 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 注目すべきは、このLED点灯回路71では、DC−DCコンバータ35に定電流のフィードバック制御を行うにあたって、その電流検知抵抗R2を、各LED負荷回路U1〜U3の内、何れか1つ(図8の例ではU1)に挿入することである。 Notably, in the LED lighting circuit 71, in performing the feedback control of the constant current to the DC-DC converter 35, the current sensing resistor R2, one of, any one of the LED load circuits U1 to U3 (Fig. in 8 example it is to insert the U1). この場合、前記抵抗R2による損失を削減することができる(図8の例では、図1の例に対して、略1/3)。 In this case, it is possible to reduce the loss due to the resistance R2 (in the example of FIG. 8, for the example of FIG. 1, substantially 1/3). また、基準となるLED負荷回路以外でLEDD1に断線が生じても、残余の回路は、一定の電流値のままで点灯を続けることができる。 Further, even if disconnection LEDD1 outside LED load circuit as a reference is generated, the circuit of the residual can continue lighting remain constant current value.

ここで、特開2006−203044号公報には、ON電圧Vfが異なる並列LEDの電流調整を行うにあたって、直列にトランジスタを接続するとともに、そのゲートを共通に駆動し、さらに前記ON電圧Vfが小さいLEDに対しては、直列にダミーのダイオードを接続し、前記ON電圧Vfの差を小さくすることが示されている。 Here, JP 2006-203044, when ON voltage Vf performs current regulation of different parallel LED, with connecting transistors in series, drives the gate in common, a small further the ON voltage Vf for LED, the dummy diode connected in series, has been shown to reduce the difference of the oN voltage Vf. しかしながら、この先行技術では、カレントミラーの基準電流は別途に作成しており、前記ON電圧Vfの差を小さくするためにダイオードが挿入されるのに対して、本実施の形態では、カレントミラーの基準電流が作成できるように、前記ON電圧Vfの差が大きくなるように挿入される。 However, in this prior art, the reference current of the current mirror have been prepared separately, whereas the diode in order to reduce the difference of the ON voltage Vf is inserted, in this embodiment, the current mirror as the reference current can be created, the difference between the ON voltage Vf is inserted so as to increase. したがって、この先行技術のようにRGB発光で白色光を発生する場合、この先行技術ではON電圧Vfの小さい(2V程度)Rの素子の系統にダイオードを挿入することになるが、本実施の形態では、ON電圧Vfの大きい(3〜3.5V程度)Bの素子の系統にダイオードを挿入することになり、全く異なるものである。 Therefore, when generating white light with RGB light emission as in the prior art, in this prior art but will insert the diode to the system elements of the small (about 2V) R a ON voltage Vf, the present embodiment in, will be inserted a diode to the system elements of the oN voltage Vf large (about 3~3.5V) B, is completely different.

本発明の実施の一形態に係るLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit according to an embodiment of the present invention. 図1で示す点灯回路におけるインピーダンス素子の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of the impedance element in the lighting circuit shown in FIG. 図1で示す本発明の一実施形態と図10および図11で示す従来技術とで、並列のLED負荷回路へ供給する電流のバランス制御に要する損失計算の結果を示す図である。 In the prior art shown in an embodiment and FIG. 10 and FIG. 11 of the present invention shown in FIG. 1 is a graph showing the results of a loss calculation required for the balance control of the current supplied to the parallel LED load circuit. 本発明の実施の一形態に係るLED点灯回路における他の構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing another configuration example of the LED lighting circuit according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の他の形態に係るLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit according to another embodiment of the present invention. 図1で示す点灯回路におけるVf検出回路および切換え制御回路の一構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of Vf detection circuit and the switching control circuit in the lighting circuit shown in FIG. 本発明の実施のさらに他の形態に係るLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit according to still another embodiment of the present invention. 本発明の実施の他の形態に係るLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit according to another embodiment of the present invention. 典型的な従来技術のLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a typical configuration of an LED lighting circuit of the prior art. 他の従来技術のLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit of another prior art. 図10で示すLED点灯回路における定電流回路の具体例を示す電気回路図である。 It is an electric circuit diagram showing a specific example of the constant current circuit in the LED lighting circuit shown in FIG. 10. さらに他の従来技術のLED点灯回路の構成を示すブロック図である。 Further is a block diagram showing a configuration of an LED lighting circuit of another prior art.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

31,31a,51,61,71 LED点灯回路32,32a,32b LEDモジュール33 商用電源34 整流ブリッジ35 DC−DCコンバータ36 制御回路37 比較回路38 基準電圧源52 Vf検出回路53 切換え制御回路A,A2,A3 インピーダンス素子C2 平滑コンデンサCP1,CP2 比較器 D ダイオードD1,D10 LED 31, 31a, 51, 61, 71 LED lighting circuit 32, 32a, 32 b LED module 33 commercial power supply 34 rectifier bridge 35 DC-DC converter 36 control circuit 37 comparison circuit 38 a reference voltage source 52 Vf detection circuit 53 switching control circuit A, A2, A3 impedance element C2 smoothing capacitor CP1, CP2 comparator D diode D1, D10 LED
D11 フォトダイオード G ANDゲート L チョークコイルPC フォトカプラQ0 スイッチング素子Q1〜Q3 制御素子R1,R2 抵抗R11 ベース抵抗R12 コレクタ抵抗SW 短絡スイッチTR1 トランジスタTR2 フォトトランジスタU1,U1a,U2,U3 LED負荷回路 D11 photodiode G the AND gate L choke coil PC photocoupler Q0 switching element Q1~Q3 control element R1, R2 resistor R11 base resistor R12 collector resistor SW short-circuit switch TR1 transistor TR2 phototransistor U1, U1a, U2, U3 LED load circuit

Claims (6)

  1. 1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたLED点灯回路において、 The LED module LED load circuit consisting of one or a series a plurality of stages of the LED formed by a plurality disposed in parallel to each other, the LED lighting circuit to perform the energization from a DC power source,
    前記各LED負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各LED負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、いずれか1つが前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とされるそのような制御素子と、 Wherein provided in series to each LED load circuits, a control element for interlocking the energization current in each LED load circuit configure a current mirror circuit, as any one of the reference current circuit of the current mirror with such control elements are diode structure,
    前記ダイオード構造の制御素子の回路に直列に挿入され、LEDのON電圧をVfとし、そのばらつきをσとし、直列段数をnとするとき、定格電流でVf×n×σ以上の電圧降下を生じるインピーダンス素子とを含むことを特徴とするLED点灯回路。 Said diode is inserted in series to the circuit of the control elements of the structure, the ON voltage of the LED and Vf, and the variation sigma, when the serial number is n, results in a Vf × n × sigma or more voltage drop at rated current LED lighting circuit which comprises an impedance element.
  2. 前記インピーダンス素子は、LEDであることを特徴とする請求項1記載のLED点灯回路。 The impedance element, LED lighting circuit according to claim 1, characterized in that an LED.
  3. 前記インピーダンス素子の端子間を短絡することができる短絡スイッチと、 A short-circuit switch capable of short-circuiting between the terminals of said impedance element,
    前記短絡スイッチが開成され、前記制御素子がカレントミラー動作を行っている状態で、前記各LED負荷回路におけるLEDのON電圧Vfの総和を検出する検出手段と、 The short-circuit switch is opened, in a state where the control device is performing a current mirror operation, and detecting means for detecting the sum of the LED of the ON voltage Vf in each of the LED load circuits,
    前記検出手段の検出結果に応答し、制御素子が前記ダイオード構造となっているLED負荷回路のON電圧Vfの総和が最も高い場合には前記短絡スイッチを閉成し、そうでない場合には前記短絡スイッチを開成する切換え制御手段とを含むことを特徴とする請求項1または2記載のLED点灯回路。 The response to the detection result of the detecting means, closes said short-circuit switch when the sum of the ON voltage Vf of the LED load circuit control element is in the said diode structure is highest, the short circuit otherwise LED lighting circuit according to claim 1 or 2 wherein, characterized in that it comprises a switching control means for opening the switch.
  4. 1または直列複数段のLEDから成るLED負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るLEDモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたLED点灯回路において、 The LED module LED load circuit consisting of one or a series a plurality of stages of the LED formed by a plurality disposed in parallel to each other, the LED lighting circuit to perform the energization from a DC power source,
    前記各LED負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各LED負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、いずれか1つが前記カレントミラーの基準電流回路となるようにダイオード構造とされるそのような制御素子と、 Wherein provided in series to each LED load circuits, a control element for interlocking the energization current in each LED load circuit configure a current mirror circuit, as any one of the reference current circuit of the current mirror with such control elements are diode structure,
    前記ダイオード構造の制御素子の回路以外の回路に並列に挿入され、そのLED負荷回路のインピーダンスを低減するインピーダンス素子とを含むことを特徴とするLED点灯回路。 Said diode is inserted in parallel with the circuits other than the circuit of the control elements of the structure, LED lighting circuit which comprises an impedance element for reducing the impedance of the LED load circuit.
  5. 前記直流電源は、DC−DCコンバータであり、 The DC power source is a DC-DC converter,
    前記各LED負荷回路を流れる総電流値または前記ダイオード接続された制御素子に対応するLED負荷回路を流れる電流値を検出する電流検出手段と、 Current detecting means for detecting a current flowing through the LED load circuits corresponding to the total current value or the diode connected control device through the respective LED load circuits,
    前記電流検出手段からの検出結果を比較するための基準電圧源および比較器と、 A reference voltage source and comparator for comparing the detection result from the current detection means,
    前記比較器からの出力に応じて、前記LEDモジュールへの通電電流値の総和が予め定める値となるように前記直流電源をフィードバック制御する制御手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED点灯回路。 Claims wherein in response to an output from the comparator, wherein the sum of the electric current value to the LED module is configured to include a control means for feedback controlling the DC power supply so that the predetermined value LED lighting circuit according to any one of claim 1 to 4.
  6. 前記請求項1〜5のいずれか1項に記載のLED点灯回路を用いることを特徴とする照明器具。 Luminaire, which comprises using an LED lighting circuit according to any one of the claims 1-5.
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