JP2009283775A

JP2009283775A - Ｌｅｄ駆動回路

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Publication number: JP2009283775A
Application number: JP2008135783A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oshima; 博大嶌
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】交流電源をダイオードブリッジで整流した直後の脈流電源を用いることによる低価格化及び小型化の利点を生かし、且つ従来よりも発光光量の増加を図ったＬＥＤ駆動回路を提供することにある。
【解決手段】ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２に印加される電圧に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧より低い間はＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２による並列接続回路を構成し、閾値電圧以上にある間はＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２による直列接続回路を構成するようにした。その結果、印加される電圧に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧よりも低いときのＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２に流れる電流が増加した。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤ駆動回路に関するものであり、詳しくは、交流電源（例えば、商用電源）を使用するＬＥＤ駆動回路に関する。

ＬＥＤを商用電源等の交流電源で駆動（点灯）する場合、ＬＥＤを直接交流電源で駆動する方法と交流電源を整流して得られた直流電源で駆動する方法がある。

ＬＥＤを交流電源で駆動する方法は、過大な逆電圧に対する保護手段が必要であると共に、ちらつきが問題となることがある。

そこで一般的には、交流電源を整流して得られた直流電源で駆動する方法が用いられる。この場合、交流電源の整流直後に得られた脈流電源を用いる方法と、脈流電源を安定化して得られた安定化電源を用いる方法がある。

そのうち、脈流電源でＬＥＤ（複数のＬＥＤが結線されてなるＬＥＤアレイを含む）を駆動する方法は、ダイオードブリッジのみで交流電源から脈流電源が得られるために回路部品点数が少なくて済み、低価格で小型の駆動回路が実現できる。

但し、ＬＥＤに脈流電源を印加した場合、印加電圧の上昇、降下に伴ってＬＥＤに供給される電流（ＬＥＤの駆動電流）も増加、減少するが、ＬＥＤが非線形の電圧電流特性を有するために所定以下の電圧においてはほとんど電流が流れず、発光（点灯）に寄与しない。言い換えると、脈流電源によるＬＥＤの点灯はＬＥＤの点灯電圧（複数のＬＥＤが結線されてなるＬＥＤアレイの場合は各ＬＥＤの点灯電圧の積算電圧）以上の電圧領域に限られ、供給電力に対する光変換効率が良くない。同時に、膜流電源の周期に対する点灯時間の長さの比率が小さく、明るさが抑制される。

また、ＬＥＤに過大な電流を供給しないように、脈流電源を所定電圧値にクランプする保護手段が施され場合もあるが、この場合も上記同様に光変換効率が良くなく、明るさも抑制される。

特に、複数のＬＥＤが結線されてなるＬＥＤアレイを駆動する場合、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤの数は、夫々のＬＥＤの電圧電流特性のばらつきを考慮して各ＬＥＤの最大点灯電圧値による積算電圧値が脈流電源の最大電圧値以下となるように設定される。すると、１個以上のＬＥＤにおいて点灯電圧値が想定した最大点灯電圧値よりも低い場合（現実にはほとんどの場合がそうである）、絶対最大定格以上の過大電流がＬＥＤに供給され、ＬＥＤの信頼性が損なわれる。

また、ＬＥＤアレイを構成する各ＬＥＤが直接脈流電源の電圧変動の影響を受けるため、１周期単位の光量変化が生じ、一定の明るさを確保することが困難である。

一方、脈流電源を安定化して得られた安定化電源を用いてＬＥＤを駆動する方法としては、例えば、図５に示すような点灯回路が提案されている。それは、交流電源をダイオードブリッジで全波整流してその脈流出力を第１の定電流回路に入力し、その直流出力を前記第１の定電流回路よりも少ない電流を出力する第２の定電流回路に入力し、その直流出力によりＬＥＤを駆動するものである。

これにより、電源電圧の変動による明るさの変化を少なくし、過電流によるＬＥＤの劣化を防止したものである（例えば、特許文献１参照。）。

なお、直流電源には乾電池や充電式電池などの汎用簡易電源があるが、電池の消耗による電圧降下に伴ってＬＥＤに供給される電流が低下して発光光量が低下し、電圧がＬＥＤの点灯電圧よりも低下すると発光が停止する。そのため、電池の効率的な活用ができない。
特開２００７−１４７６６８号公報

ところで、上記提案された点灯回路は、第１の定電流回路及び第２の定電流回路に係る設計工数、回路部品が必要であり、低価格化及び小型化については対応が困難である。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、交流電源をダイオードブリッジで整流した直後の脈流電源を用いることによる低価格化及び小型化の利点を生かし、且つ従来よりも発光光量の増加を図ったＬＥＤ駆動回路を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、同一個数のＬＥＤが同一結線されてなる２つのＬＥＤアレイを、交流電源を全波整流して得られた脈流電源により駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
交流電源を全波整流して脈流電源を得る整流手段を有する電源部と、
前記電源部の前記整流手段により得られた脈流電源に対応する被比較電圧が、所定の閾値電圧を超えないときに制御信号を出力する第１の制御信号出力手段と、前記所定の閾値電圧以上にあるときに制御信号を出力する第２の制御信号出力手段を有する中間電位判別回路部と、
前記２つのＬＥＤアレイのうち一方のＬＥＤアレイと、該ＬＥＤアレイのカソード側に設けられた、前記第１の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第１のスイッチ手段により構成された第１の直列接続回路と、前記２つのＬＥＤアレイのうち他方のＬＥＤアレイと、該ＬＥＤアレイのアノード側に設けられた、前記第１の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第２のスイッチ手段により構成された第２の直列接続回路と、前記第１の直列接続回路における前記一方のＬＥＤアレイと前記第１のスイッチ手段の接続点、と、前記第２の直列接続回路における前記他方のＬＥＤアレイと前記第２のスイッチ手段の接続点、の間に設けられた、前記第２の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第３のスイッチ手段で構成されると共に、前記第１の直列接続回路と前記第２の直列接続回路の夫々の両端に前記脈流電源が印加される直並列切替回路部を具備し、
前記被比較電圧が所定の閾値電圧を超えないときは、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段がＯＮ状態となって前記第１の直列接続回路及び前記第２の直列接続回路による並列接続回路が形成され、前記被比較電圧が所定の閾値電圧以上にある間は前記第３のスイッチ手段がＯＮ状態となって前記２つのＬＥＤアレイ及び前記第３のスイッチ手段による直列接続回路が形成されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記中間電位判別回路部は、前記脈流電源を抵抗分圧した電圧を前記被比較電圧とし、ＣＭＯＳインバータの入力の閾値電圧を前記閾値電圧とすることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２のいずれか１項において、前記被比較電圧は前記脈流電源の略１／２の電圧値であることを特徴とするものである。

本発明は、同一個数のＬＥＤが同一結線されてなる２つのＬＥＤアレイを交流電源を全波整流して得られた脈流電源により駆動するＬＥＤ駆動回路について、２つのＬＥＤアレイに印加される脈流電圧に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧より低い間は２つのＬＥＤアレイによる並列接続回路を構成し、閾値電圧以上にある間は２つのＬＥＤアレイによる直列接続回路を構成するようにした。

その結果、脈流電圧に対応する被比較電圧が閾値電圧よりも低いときの各ＬＥＤアレイに供給される駆動電流を増加させることができた。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１に本発明のＬＥＤ駆動回路の回路構成を示している。ＬＥＤ駆動回路は電源部１、中間電位判別回路部２、及び直並列切替回路部３からなっている。

電源部１は、交流電源４に整流用のダイオードブリッジ５が接続され、ダイオードブリッジ５の出力が中間電位判別回路部２及び直並列切替回路部３に供給される。

中間電位判別回路部２は、夫々略同一抵抗値の抵抗６と抵抗７とからなる直列接続回路の両端がダイオードブリッジ５の出力端子間に接続され、抵抗６と抵抗７の接続点Ｐに第１のＣＭＯＳインバータ８の入力端子が接続され、第１のＣＭＯＳインバータ８の出力端子が第２のＣＭＯＳインバータ９の入力端子に接続されている。従って、接続点Ｐの電圧はダイオードブリッジ５による整流後の出力電圧の略１／２の値となる。

直並列切替回路部３は、複数のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ｎ）が直列接続されてなるＬＥＤアレイＬＡ１のカソード端子が第１のアナログスイッチ１０の入力端子に接続され、ＬＥＤアレイＬＡ１と第１のアナログスイッチ１０とからなる直列接続回路の両端がダイオードブリッジ５の出力端子間に接続されている。

同様に、第２のアナログスイッチ１１の出力端子が複数のＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ｎ）が直列接続されてなるＬＥＤアレイＬＡ２のアノード端子に接続され、第２のアナログスイッチ１１とＬＥＤアレイＬＡ２とからなる直列接続回路の両端がダイオードブリッジ５の出力端子間に接続されている。

なお、ＬＥＤアレイＬＡ１を構成するＬＥＤの数とＬＥＤアレイＬＡ２を構成するＬＥＤの数は同数とする。

そして、ＬＥＤアレイＬＡ１のカソード端子と第１のアナログスイッチ１０の入力端子の接続点に第３のアナログスイッチ１２の入力端子が接続され、その出力端子が第２のアナログスイッチ１１の出力端子とＬＥＤアレイＬＡ２のアノード端子の接続点に接続されている。

３つのアナログスイッチ１０、１１、１２のうち、第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１の夫々のコントロール端子は第１のＣＭＯＳインバータ８の出力端子に接続され、第３のアナログスイッチ１２のコントロール端子は第２のＣＭＯＳインバータ９の出力端子に接続されている。

このような回路構成において、電源部１のダイオードブリッジ５の出力電圧が０Ｖから徐々に上昇して、中間電位判別回路部２の抵抗６と抵抗７の接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧に到達するまでの間は、第１のＣＭＯＳインバータ８の出力はＨレベルを維持し、第２のＣＭＯＳインバータ９の出力はＬレベルを維持している。

するとこの間、直並列切替回路部３は図２に示すように、第１のＣＭＯＳインバータ８のＨレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１はＯＮ状態を維持し、第２のＣＭＯＳインバータ９のＬレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第３のアナログスイッチ１２はＯＦＦ状態を維持している。

そこで、ＬＥＤアレイＬＡ１と第１のアナログスイッチ１０とからなる直列接続回路と第２のアナログスイッチ１１とＬＥＤアレイＬＡ２とからなる直列接続回路からなる並列接続回路が形成される。

そのため、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の両端には夫々ダイオードブリッジ５の出力電圧が印加され、ＬＥＤアレイＬＡ１には第１のアナログスイッチ１０を介して駆動電流Ｉ１が供給され、ＬＥＤアレイＬＡ２には第２のアナログスイッチ１１を介して駆動電流Ｉ２が供給され、駆動電流Ｉ１、Ｉ２はいずれも０から徐々に増加する。

そして、中間電位判別回路部２の抵抗６と抵抗７の接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧に達すると第１のＣＭＯＳインバータ８の出力がＬレベルとなり、第２のＣＭＯＳインバータ９の出力がＨレベルとなる。

すると、直並列切替回路部３は図３に示すように、第２のＣＭＯＳインバータ９のＨレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第３のアナログスイッチ１２がＯＮ状態となり、第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１がＯＦＦ状態となる。

そこで、ＬＥＤアレイＬＡ１と第３のアナログスイッチ１２とＬＥＤアレイＬＡ２からなる直列接続回路が形成される。

そのため、ＬＥＤアレイＬＡ１とＬＥＤアレイＬＡ２の直列接続回路の両端にはダイオードブリッジ５の出力電圧が印加されると共にＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々の両端には夫々ダイオードブリッジ５の出力電圧の1／２（半分）の電圧が印加され、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２には第３のアナログスイッチ１２を介して駆動電流Ｉ３が供給される。

このとき、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に印加される電圧は、接続点Ｐにおける電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧に達する直前の、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に印加された電圧の１／２（半分）の電圧となり、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２に供給される駆動電流Ｉ３も、接続点Ｐにおける電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧に達する直前の、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイの夫々に供給された電流Ｉ１、Ｉ２の略１／２（半分）の電流となる。

更に、ダイオードブリッジ５の出力電圧が上昇してピーク電圧に達し、その後徐々に降下して、中間電位判別回路部２の抵抗６と抵抗７の接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧以上にある間は、第１のＣＭＯＳインバータ８の出力はＬレベルを維持し、第２のＣＭＯＳインバータ９の出力はＨレベルを維持している。

するとこの間、直並列切替回路部３は第２のＣＭＯＳインバータ９のＨレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第３のアナログスイッチ１２はＯＮ状態を維持し、第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１はＯＦＦ状態を維持している。

このため、ＬＥＤアレイＬＡ１と第３のアナログスイッチ１２とＬＥＤアレイＬＡ２からなる直列接続回路が維持される。

そのため、ＬＥＤアレイＬＡ１とＬＥＤアレイＬＡ２の直列接続回路の両端にはダイオードブリッジ５の出力電圧が印加され、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２には第３のアナログスイッチ１２を介して駆動電流Ｉ３が供給され、駆動電流Ｉ３は徐々に増加してピーク電流に達し、その後徐々に減少する。

そして、中間電位判別回路部２の抵抗６と抵抗７の接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧を超えて低くなると第１のＣＭＯＳインバータ８の出力がＨレベルとなり、第２のＣＭＯＳインバータ９の出力がＬレベルとなる。

すると、直並列切替回路部３は図２に示すように、第１のＣＭＯＳインバータ８のＨレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１がＯＮ状態とり、第２のＣＭＯＳインバータ９のＬレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第３のアナログスイッチ１２がＯＦＦ状態となる。

そのため、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の両端には夫々ダイオードブリッジ５の出力電圧が印加され、ＬＥＤアレイＬＡ１には第１のアナログスイッチ１０を介して駆動電流Ｉ１が供給され、ＬＥＤアレイＬＡ２には第２のアナログスイッチ１１を介して駆動電流Ｉ２が供給される。

このとき、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に印加される電圧は、接続点Ｐにおける電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧を超えて低くなる直前の、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に印加された電圧の２/１（２倍）の電圧となり、ＬＥＤアレイＬＡ１に供給される駆動電流Ｉ１及びＬＥＤアレイＬＡ２に供給される駆動電流Ｉ２も、接続点Ｐにおける電圧が第１のＣＭＯＳインバータ８のＬレベルとＨレベルの閾値電圧を超えて低くなる直前の、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に印加されたＩ１、Ｉ２の略２／１（２倍）の電流となる。

更に、ダイオードブリッジ５の出力電圧が低下して０に達する間、第１のＣＭＯＳインバータ８の出力はＨレベルを維持し、第２のＣＭＯＳインバータ９の出力はＬレベルを維持している。

するとこの間、第１のＣＭＯＳインバータ８のＨレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第１のアナログスイッチ１０及び第２のアナログスイッチ１１はＯＮ状態を維持し、第２のＣＭＯＳインバータ９のＬレベルの出力信号がコントロール端子に入力された第３のアナログスイッチ１２はＯＦＦ状態を維持している。

そこで、ＬＥＤアレイＬＡ１と第１のアナログスイッチ１０とからなる直列接続回路と第２のアナログスイッチ１１とＬＥＤアレイＬＡ２とからなる直列接続回路からなる並列接続回路が維持される。

そのため、ＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の両端には夫々ダイオードブリッジ５の出力電圧が印加され、ＬＥＤアレイＬＡ１には第１のアナログスイッチ１０を介して駆動電流Ｉ１が供給され、ＬＥＤアレイＬＡ２には第２のアナログスイッチ１１を介して駆動電流Ｉ２が供給され、駆動電流Ｉ１、Ｉ２はいずれも徐々に減少し最後に０になる。

以上は、交流電源をダイオードブリッジで全波整流して得られた脈流の１周期の電圧変動に対しするＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に供給される駆動電流の変動を説明したものであり、連続的な周期で変動する脈流に対しては上記電流変動が周期的に繰り返される。

図４は、交流電源の１周期分をダイオードブリッジで全波整流して得られた脈流に対する接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧波形（ａ）と、そのときに上記実施形態のＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の夫々に供給される駆動電流の電流波形（ｂ）を示したものである。脈流電圧としては２周期分（交流電源電圧の１周期分）が示されている。

なお、比較例として、上記実施形態のＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２と同一の構成からなる２つのＬＥＤアレイの直列接続回路にダイオードブリッジの出力電圧を印加した回路構成における駆動電流の電流波形も示している。

比較例の駆動電流の波形はダイオードブリッジの出力電圧の波形と同一形状を示しており、各ＬＥＤの点灯開始電圧におけるＬＥＤに供給される電流（順方向電流）をＩｖとすると、脈流の１周期当たりの点灯時間（発光時間）はｔ１となる。

それに対し、実施形態のものは、接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が０から第１のＣＭＯＳインバータ８の閾値電圧Ｖｔｈに達する直前まではＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の並列接続領域Ａを構成して比較例よりも急峻な立ち上がり特性を示し、第１のＣＭＯＳインバータ８の閾値電圧Ｖｔｈ以上の間はＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の直列接続領域Ｂを構成して比較例と同一の特性を示し、第１のＣＭＯＳインバータ８の閾値電圧Ｖｔｈよりも低くなってから０になるまではＬＥＤアレイＬＡ１及びＬＥＤアレイＬＡ２の並列接続領域Ａを構成して比較例よりも急峻な立ち下がり特性を示している。

そこで、比較例と同様に各ＬＥＤの点灯開始電圧におけるＬＥＤに供給される電流（順方向電流）をＩｖとすると、脈流電源の１周期当たりの点灯時間（発光時間）はｔ２となり、比較例に比べて点灯時間を長時間維持することができると共に非点灯時間が短縮される。そのため、膜流電源の周期に対する点灯時間の長さの比率が長くなって明るさが向上し、非点灯時間の長さの比率が短くなってちらつきが改善される。

また、接続点Ｐにおける抵抗分圧の電圧が、０から第１のＣＭＯＳインバータ８の閾値電圧Ｖｔｈになる直前まで間、及び閾値電圧Ｖｔｈよりも低くなってから０になるまでの間は、実施形態のものは比較例に対してＬＥＤの駆動電流が大きく発光光量も大きい。そのため、膜流電源の周期における積算発光光量が増加して明るさが増大する。実験により、実施形態のものは比較例に対して２０％以上の明るさの向上がみられた。

更に、ＬＥＤのこのような明るさ、ちらつきの改善が、抵抗とＣＭＯＳインバータとアナログスイッチによる少数の回路部品で実現でき、ＬＥＤ駆動回路の低価格化、小型化を損なうことがない。

なお、ＬＥＤは直列接続されたＬＥＤアレイに限られるものではなく、同一個数のＬＥＤが同一結線されていればよい。また、ＣＭＯＳインバータの電源は脈流電源をコンデンサと抵抗で平滑した直流電源を使用する。但し、ＣＭＯＳインバータは低消費電力のため容量の小さいコンデンサ及び電力の小さい抵抗の使用が可能であり、ＬＥＤ駆動回路の低価格化及び小型化に対してほとんど影響を与えるものではない。

以上説明したように、本発明のＬＥＤ駆動回路は、交流電源を全波整流した直後の脈流電源で２つのＬＥＤアレイを駆動するＬＥＤ駆動回路について、脈流電源に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧よりも低い間は互いのＬＥＤアレイで並列接続回路を構成し、脈流電源に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧以上にある間は互いのＬＥＤアレイで直列接続回路を構成するようにした。

つまり、ＬＥＤ駆動回路の回路構成を、電源電圧が閾値電圧を境にして上下するに伴って２つのＬＥＤアレイの回路構成を切り替えるようにしたものである。

その結果、脈流電源に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧よりも低い低電圧領域においては、並列接続回路を構成する夫々のＬＥＤアレイに印加される電圧は、直列接続回路を構成する夫々のＬＥＤアレイに印加される電圧の２／１（２倍）となり、電流も略２／１（２倍）となる。

また、脈流電源に対応する被比較電圧が所定の閾値電圧以上にある間は直列接続回路を構成することにより夫々のＬＥＤアレイに過大電圧が印加されないようにしている。

このように、本発明のＬＥＤ駆動回路は、明るさが向上すると共にちらつきが改善され、低価格化及び小型化が可能になる、など優れた効果を奏するものである。

本発明のＬＥＤ駆動回路の回路構成図である。本発明のＬＥＤ駆動回路の作動状態を示す説明図である。同様に、本発明のＬＥＤ駆動回路の作動状態を示す説明図である。本発明のＬＥＤ駆動回路の回路構成における電圧、電流波形である。従来例の回路構成図である。

符号の説明

１電源部
２中間電位判別回路部
３直並列切替回路部
４交流電源
５ダイオードブリッジ
６抵抗
７抵抗
８第１のＣＭＯＳインバータ
９第２のＣＭＯＳインバータ
１０第１のアナログスイッチ
１１第２のアナログスイッチ
１２第３のアナログスイッチ

Claims

同一個数のＬＥＤが同一結線されてなる２つのＬＥＤアレイを、交流電源を全波整流して得られた脈流電源により駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
交流電源を全波整流して脈流電源を得る整流手段を有する電源部と、
前記電源部の前記整流手段により得られた脈流電源に対応する被比較電圧が、所定の閾値電圧を超えないときに制御信号を出力する第１の制御信号出力手段と、前記所定の閾値電圧以上にあるときに制御信号を出力する第２の制御信号出力手段を有する中間電位判別回路部と、
前記２つのＬＥＤアレイのうち一方のＬＥＤアレイと、該ＬＥＤアレイのカソード側に設けられた、前記第１の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第１のスイッチ手段により構成された第１の直列接続回路と、前記２つのＬＥＤアレイのうち他方のＬＥＤアレイと、該ＬＥＤアレイのアノード側に設けられた、前記第１の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第２のスイッチ手段により構成された第２の直列接続回路と、前記第１の直列接続回路における前記一方のＬＥＤアレイと前記第１のスイッチ手段の接続点、と、前記第２の直列接続回路における前記他方のＬＥＤアレイと前記第２のスイッチ手段の接続点、の間に設けられた、前記第２の制御信号出力手段でＯＮ／ＯＦＦ制御される第３のスイッチ手段で構成されると共に、前記第１の直列接続回路と前記第２の直列接続回路の夫々の両端に前記脈流電源が印加される直並列切替回路部を具備し、
前記被比較電圧が所定の閾値電圧を超えないときは、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段がＯＮ状態となって前記第１の直列接続回路及び前記第２の直列接続回路による並列接続回路が形成され、前記被比較電圧が所定の閾値電圧以上にある間は前記第３のスイッチ手段がＯＮ状態となって前記２つのＬＥＤアレイ及び前記第３のスイッチ手段による直列接続回路が形成されることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
前記中間電位判別回路部は、前記脈流電源を抵抗分圧した電圧を前記被比較電圧とし、ＣＭＯＳインバータの入力の閾値電圧を前記閾値電圧とすることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記被比較電圧は前記脈流電源の略１／２の電圧値であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。