JP2009218594A5

JP2009218594A5 - 双極性ｌｅｄ駆動回路

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Publication number: JP2009218594A5
Application number: JP2009053285A
Authority: JP
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2012-04-19

Description

本発明の双極性ＬＥＤ駆動回路を高周波二方向性電気エネルギーの電源に応用すると、熱損失の低減、電気節約及びコストダウンが可能である。

上記目的を達成するため、本発明に係る双極性ＬＥＤ駆動回路は、第一ユニットと第二ユニットとを逆極性に直列接続する。その中の第一ユニットはダイオードと発光ダイオードとによって、発光する導電極性を順極性に直列接続してから、更に双極性コンデンサーを並列接続することによって、第一ユニットを構成する。第二ユニットは、ダイオード及び双極性コンデンサーを直列接続することによって、第二ユニットを構成し、或いはその中の第二ユニットのダイオードはニーズによって、発光ダイオードを順極性に直列接続することを選択し、別形態の第二ユニットを構成する。

本発明の第１実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路を示す模式図である。本発明の第２実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路を示す模式図である。本発明の第３実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路を示す模式図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路の他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路のまたさらに他の回路例を示すブロック図である。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路を示す模式図である。
本発明の第１実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路であって、第一ユニットと第二ユニットとを逆極性に直列接続し、その中の第一ユニットはダイオードと発光ダイオードとを発光する導電極性として順極性に直列接続してから、更に双極性コンデンサーと並列接続することによって、第一ユニットを構成する。第二ユニットは、直列接続されたダイオード及び双極性コンデンサー、或いは必要に応じて任意の発光ダイオードに直列接続されたダイオードによって構成され、第二ユニットの構成方式は以下のいずれかを満たす。１）発光ダイオードの設置を選択するとき、ダイオードと発光ダイオードを発光する導電極性と順極性に直列接続してから、更に双極性コンデンサーと並列接続することによって、第一形態の第二ユニットを構成する。２）第二ユニットに発光ダイオードを設置しない場合、ダイオードと双極性コンデンサーを並列接続することによって、第二形態の第二ユニットを構成する。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路は、双極性コンデンサーＣ２０１、Ｃ２０２と第一ユニットＵ１０１、第二ユニットＵ１０２によって構成される。以下に詳しく説明する。
双極性コンデンサーは、各種の双極性充放電ができる双極性コンデンサーＣ２０１、Ｃ２０２によって構成され、双極性コンデンサーＣ２０１、Ｃ２０２の電気容量は同じ或いは異なってもよい。

また本発明の実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路は、第一ユニットＵ１０１或いは第二ユニットＵ１０２の二者のうち少なくとも一つに充放電装置ＥＳＤ１０１、ＥＳＤ１０２を加設し、アットランダムに充電或いは電気エネルギーを放出することによって、発光ダイオードＬＥＤ１０１、ＬＥＤ１０２の発光作動を安定させ、かつ電気エネルギーを貯蔵することによって、断電時、充放電装置ＥＳＤ１０１、ＥＳＤ１０２の少なくとも一つから貯蔵した電気エネルギーを出力することより、発光ダイオードＬＥＤ１０１或いは発光ダイオードＬＥＤ１０２の少なくともその中の一つを駆動し、持続発光させる。

本発明の実施形態において、双極性ＬＥＤ駆動回路を応用するとき、以下のいずれかの入力に備える。
１）固定或いは可変電圧及び固定或いは可変周波数の交流電気エネルギー。
２）直流電源によって転換される固定或いは可変電圧及び固定或いは可変交換極性周期の電気エネルギー。
３）交流電気エネルギーを直流電気エネルギーにさらに整流し、転換される固定或いは可変電圧及び固定或いは可変交換極性周期の電気エネルギー。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路は、更にニーズによって下記の各能動コントロール回路装置との接続が可能である。
直列式交流電気エネルギーパワーコントローラー３００は、よく使われるメカトロニクスコンポネント或いは固体パワーコンポネント及び電子回路関連コンポネントより構成され、交流電源の電気エネルギーを入力するために充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００に直列接続され、電源より入力する固定或いは可変電圧及び固定或いは可変周波数の交流電気エネルギーに対して、パルス幅変調（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、導電の位相角制御、及びインピーダンスの調整制御を行う。

本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路は、上記の能動コントロール装置と接続することによって、下記の各種応用回路を構成する。
１）本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路は、交流電気エネルギーパワーコントローラーと直列に接続することが可能で、充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００とよく使われる直列式制御可能な交流電気エネルギーのパワーコントローラー３００とを直列接続してから、更に固定或いは可変電圧及び固定或いは可変周波数の交流電気エネルギーによって駆動され、充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００の入力パワーを調整制御する。接続方式は二者を直列接続する。図４に本発明の第４実施形態による双極性充放電のＬＥＤ駆動回路と直列式交流電気エネルギーパワーコントローラーとを直列接続する回路例を示すブロック図を示す。

２）本発明の第４実施形態による双極性ＬＥＤ駆動回路を交流電気エネルギーパワーコントローラーと並列に接続することが可能で、充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００とよく使われる並列式制御可能な交流電気エネルギーパワーコントローラー３１０の出力端とを並列接続してから、固定或いは可変電圧及び固定或いは可変周波数の交流電気エネルギーを並列式制御可能な交流電気エネルギーパワーコントローラー３１０の入力端に入力し、更に並列式制御可能な交流電気エネルギーパワーコントローラー３１０の出力端から充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００へ伝送することによって、充放電のＬＥＤ駆動回路Ｕ１００の入力パワーを調整制御する。図５に本発明の第４実施形態による双極性充放電のＬＥＤ駆動回路と並列式交流電気エネルギーパワーコントローラーとを並列接続する回路例を示すブロック図を示す。

本発明の実施形態の双極性ＬＥＤ駆動回路の第一ユニットＵ１０１及び第二ユニットＵ１０２を構成する個別発光ダイオードＬＥＤ１０１及びＬＥＤ１０２の色は、ニーズによって一種或いは一種以上の色を選択することが可能である。
本発明の実施形態の双極性ＬＥＤ駆動回路の第一ユニットＵ１０１及び第二ユニットＵ１０２を構成する個別発光ダイオードＬＥＤ１０１及びＬＥＤ１０２の間の配列の位置関係は、（１）順序に従う線状配列、（２）順序に従う面状配列、（３）交錯する線状配列、（４）交錯する面状配列、（５）特定平面に従う幾何学的な位置配列、または（６）特定立体に従う幾何的な位置配列を示すことが可能である。

本発明の実施形態の双極性ＬＥＤ駆動回路コンポネントの各項の構成形態は、（１）個別回路コンポネントより単独構成してから互いに接続する、或いは、（２）少なくとも二個の回路コンポネントセットによって組立てから、少なくとも二個の一部の機能のユニットを互いに接続する、或いは、（３）全体が一体構造を示す。
上記をまとめると、本発明の双極性ＬＥＤ駆動回路は、電気容量双極性充放電によって発光ダイオードを駆動すると、一歩進んだ電気節約、熱損失の低減及びコスト削減機能を特徴とする。

Claims

１個の第一ユニット（Ｕ１０１）と第二ユニット（Ｕ１０２）とを逆極性に直列接続し、
前記第一ユニットは、１個の第一ダイオード（ＣＲ１０１）と第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）と１個の第一双極性コンデンサー（Ｃ２０１）とを有し、前記第一ダイオード（ＣＲ１０１）と前記第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）は順極性に直列接続され、前記第一双極性コンデンサー（Ｃ２０１）と前記第一ダイオード及び前記第一発光ダイオードとは並列接続され、
前記第二ユニットは、第二ダイオード（ＣＲ１０２）と第二双極性コンデンサー（Ｃ２０２）を有することを特徴とする双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第二ユニットは、第二発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）をさらに有し、前記第二ダイオード（ＣＲ１０２）と前記第二発光ダイオードとは順極性に直列接続され、前記第二双極性コンデンサー（Ｃ２０２）と前記第二ダイオード及び前記第二発光ダイオードとは同極性に並列接続されることを特徴とする請求項１に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
固定または可変電圧及び固定または可変周波数の交流電気エネルギー、直流電源により転換される固定または可変電圧及び固定または可変交換極性周期にした電気エネルギー、及び、交流電気エネルギーを直流電気エネルギーに整流してから入力し更に転換される固定または可変電圧及び固定または可変交換極性周期にした電気エネルギーの内の少なくとも一つを電源とする請求項１または２に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第一ユニットと同じユニットである第一追加ユニットを１個または複数個さらに付け加え、前記第一追加ユニットは前記第一ユニットと直列接続または並列接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第二ユニットと同じユニットである第二追加ユニットを１個または複数個さらに付け加え、前記第二追加ユニットを前記第二ユニットと直列接続または並列に接続することを特徴とする前記請求項２〜４に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）は、１個または複数個の発光ダイオードによって構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第二発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）は、１個または複数個の発光ダイオードによって構成されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
交流電源または直流電源から転換される交換極性周期を持つ二方向性電源を電源とする場合、前記第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）または前記第二発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）は、入力電圧波形及び導電と断電時間の割合及び選定する動作電流値に従って、各発光ダイオードの動作電圧のピーク値を選択することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
定格電圧以下の値をピーク電圧にすることを特徴とする請求項８に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
第一放電抵抗（Ｒ１０１）をさらに備え、
前記第一放電抵抗（Ｒ１０１）と前記双極性コンデンサー（Ｃ２０１）が並列接続されることによって、前記双極性コンデンサー（Ｃ２０１）の残留電荷を放電することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
二放電抵抗（Ｒ１０２）をさらに備え、
前記二放電抵抗（Ｒ１０２）と前記双極性コンデンサー（Ｃ２０２）が並列接続されることによって、前記双極性コンデンサー（Ｃ２０２）の残留電荷を放電することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
限流抵抗（Ｒ１０３）または誘導性インピーダンス（Ｉ１０３）をさらに備え、
前記限流抵抗（Ｒ１０３）または前記誘導性インピーダンス（Ｉ１０３）と前記第一ダイオード（ＣＲ１０１）及び前記第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）とを直列接続することによって、前記第一発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）を通る電流を制限することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
限流抵抗（Ｒ１０４）または誘導性インピーダンス（Ｉ１０４）をさらに備え、
前記限流抵抗（Ｒ１０４）または前記誘導性インピーダンス（Ｉ１０４）と前記第二ダイオード（ＣＲ１０２）及び前記第二発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）とを直列接続することによって、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）を通る電流を制限することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第一ユニット（Ｕ１０１）または前記第二ユニット（Ｕ１０２）の中に少なくとも一つの蓄放電装置を追加設置し、発光ダイオードの発光安定性を安定させ、輝度パルスを減らせ、前記蓄放電装置（ＥＳＤ１０１）は、前記第一ユニット（Ｕ１０１）の前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）と前記限流抵抗（Ｒ１０３）とを直列接続した後の両端、または前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）の両端に、極性によって並列接続され、ランダムに充電または電気エネルギーを放出し、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）の発光を安定させ、
前記第二ユニット（Ｕ１０２）に前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）を選択した場合、前記蓄放電装置（ＥＳＤ１０２）は、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）を直列接続した後の両端、または、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）の両端に、極性によって並列接続され、ランダムに充電または電気エネルギーを放出し、発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）の発光を安定させ、
前記蓄放電装置（ＥＳＤ１０１）、（ＥＳＤ１０２）は、充放電可能電池、スパーコンデンサ、またはキャパシタによって構成されることを特徴とする請求項１２に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。
前記第一ユニット（Ｕ１０１）または前記第二ユニット（Ｕ１０２）の中で少なくとも一つの蓄放電装置（ＥＳＤ１０１）、（ＥＳＤ１０２）を追加設置し、ランダムに充電または電気エネルギーを放出し、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）（ＬＥＤ１０２）の発光を安定させ、
蓄電された電気エネルギーは、電源が断になったとき、前記蓄放電装置（ＥＳＤ１０１）または前記蓄放電装置（ＥＳＤ１０２）によって、蓄電された電気エネルギーを放出し、前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０１）または前記発光ダイオード（ＬＥＤ１０２）の中で少なくとも一つに給電することによって、発光を持続させることを特徴とする請求項１４に記載の双極性ＬＥＤ駆動回路（Ｕ１００）。