JP2012023217A - 発光ダイオード駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱を抑制することができると共に、消灯状態において発光ダイオードが発光することを防止できる発光ダイオード駆動回路を実現する。
【解決手段】交流電源12と接続される一対の入力端子14，14と、４個のダイオード20ａをブリッジ接続して構成されるブリッジ回路20と、複数個の発光ダイオード16を直列接続して成る発光ダイオード群18を備え、上記ブリッジ回路20の入力側が上記入力端子14，14と接続されると共に出力側が上記発光ダイオード群18と接続される発光ダイオード駆動回路10であって、上記ブリッジ回路20を構成する各ダイオード20ａに、抵抗22及び定電圧ダイオード24を直列接続した。
【選択図】図１

Description

この発明は、発光ダイオード駆動回路に係り、特に、交流電源の供給を受けて、複数個の発光ダイオードを同時に点灯駆動させる発光ダイオード駆動回路に関する。

照明器具の光源等として集積された複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）を用いて点灯駆動させるための発光ダイオード駆動回路として、図２に示すものが用いられている。
この発光ダイオード駆動回路60は、交流電源62と接続される一対の入力端子64，64と、入力側が上記入力端子64，64と接続されると共に、出力側が複数個の発光ダイオード66を直列接続して成る発光ダイオード群68と接続されるブリッジ回路70と、上記発光ダイオード群68と直列接続される抵抗72を備えている。

上記ブリッジ回路70は、４個のダイオード70ａをブリッジ接続して構成されており、交流電源62から入力された交流を直流に整流して出力するものである。
而して、ブリッジ回路70から出力された直流が発光ダイオード群68に供給されることにより発光ダイオード66が点灯駆動するのである。また、上記抵抗72は、電圧降下用のものであり、発光ダイオード群68と直列に接続することにより、発光ダイオード66の点灯に適した電圧値に電圧降下させるものである。

尚、図２に示した構成の発光ダイオード駆動回路は、例えば特開平２−２６７５８６号公報に開示されている。
特開平２−２６７５８６号公報

ところで、上記発光ダイオード群68を構成する発光ダイオード66の数が例えば３０個であり、発光ダイオード66の定格電流が３０ｍＡ、駆動電圧が３Ｖである場合、上記抵抗72による電圧降下分は「１００Ｖ−（３Ｖ×３０個）＝１０Ｖ」であり、従って、抵抗72の消費電力は「１０Ｖ×３０ｍＡ＝３００ｍＷ」程度であるため、抵抗72からの発熱はさほど問題とはならない。
しかしながら、小型化への要求、部品点数の削減要求等により、発光ダイオード66の数が例えば１８個に減少すると、抵抗72による電圧降下分は「１００Ｖ−（３Ｖ×１８個）＝４６Ｖ」であり、従って、抵抗72の消費電力は「４６Ｖ×３０ｍＡ＝１，３８０ｍＷ」と４倍以上となり、それに対応して抵抗72からの発熱量も４倍以上となるため、発光ダイオード66の熱劣化や上記発光ダイオード駆動回路60を内蔵した電子機器の熱変形等を生じる虞があった。

また、定格電流３０ｍＡ通電時の順方向駆動電圧が３Ｖの発光ダイオード66を１８個直列接続した場合の電圧降下は５４Ｖであるが、定格電流３０ｍＡ未満の通電でも発光ダイオード66が微弱に光ることがあり、消灯状態においても発光ダイオード66が光っていることがある。これは、交流電源62に複数の電気機器が接続されているとき、電源スイッチを切って消灯状態と成しても、他の電気機器からの電圧の回り込みによって、数十Ｖの電圧がかかる場合があり、この数十Ｖの電圧で定格電流値未満の電流が流れるためである。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発熱を抑制することができると共に、消灯状態において発光ダイオードが発光することを防止できる発光ダイオード駆動回路を実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の発光ダイオード駆動回路は、
交流電源と接続される一対の入力端子と、４個のダイオードをブリッジ接続して構成されるブリッジ回路と、複数個の発光ダイオードを直列接続して成る発光ダイオード群を備え、上記ブリッジ回路の入力側が上記入力端子と接続されると共に出力側が上記発光ダイオード群と接続される発光ダイオード駆動回路であって、
上記ブリッジ回路を構成する各ダイオードに、抵抗及び定電圧ダイオードを直列接続したことを特徴とする。

本発明の発光ダイオード駆動回路にあっては、ブリッジ回路を構成する各ダイオードに抵抗を直列接続したことにより、各半波毎に電流の流れる抵抗は２個となるため、１個当たりの抵抗の消費電力が１／２となる。しかも、交流電流は、半波毎に交互に流れるため、各抵抗の通電時間が半分となることから、各抵抗の消費電力量は更に１／２となる。
さらに、本発明の発光ダイオード駆動回路は、ブリッジ回路を構成する各ダイオードに定電圧ダイオードを直列接続しているので、定電圧ダイオードによる電圧降下分、抵抗の消費電力が低減される。
従って、本発明の発光ダイオード駆動回路にあっては、各抵抗の消費電力量が、従来の発光ダイオード駆動回路60の抵抗72の消費電力量に比べて１／４未満となるため、発熱を抑制することができる。

また、本発明の発光ダイオード駆動回路は、ブリッジ回路を構成する各ダイオードに定電圧ダイオードを直列接続したので、消灯状態において他の電気機器からの回り込み電圧がかかったとしても、各半波毎に通電する２個の定電圧ダイオードの降伏電圧の合計分、回り込み電圧を低下させることができるので、消灯状態において発光ダイオードが発光することを防止できる。

図１は、本発明に係る発光ダイオード駆動回路10を示すものであり、この発光ダイオード駆動回路10は、交流電源12と接続される一対の入力端子14，14と、入力側が上記入力端子14，14と接続されると共に、出力側が複数個の発光ダイオード16を直列接続して成る発光ダイオード群18と接続されるブリッジ回路20を備えている。
尚、本実施形態においては、上記発光ダイオード群18は１８個の発光ダイオード16で構成されており、また、各発光ダイオード16の定格電流は３０ｍＡ、駆動電圧は３Ｖである。

上記ブリッジ回路20は、４個のダイオード20ａをブリッジ接続して構成されており、交流電源12から入力された交流を直流に整流して発光ダイオード群18へと出力するものである。
また、上記ブリッジ回路20を構成する各ダイオード20ａに、抵抗22及び定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）24が直列接続されている。すなわち、図１に示すように、各ダイオード20ａに、抵抗22が直列接続されると共に、各抵抗22に定電圧ダイオード24が直列接続されている。尚、上記定電圧ダイオード24の降伏電圧（ツェナー電圧）は１０Ｖと成されている。

上記発光ダイオード駆動回路10において、電流の流れは、（１）−（２）−（３）−（４）−（５）−（６）−（７）−（８）で半波、（１’）−（２’）−（３）−（４）−（５）−（６）−（７’）−（８’）で次の半波となる。
而して、上記ブリッジ回路20から出力された直流が発光ダイオード群18に供給されることにより発光ダイオード16が点灯駆動するのである。

本発明の上記発光ダイオード駆動回路10にあっては、ブリッジ回路20を構成する各ダイオード20ａに抵抗22を直列接続したことにより、各半波毎に電流の流れる抵抗22は２個となるため、１個当たりの抵抗22の消費電力が１／２となる。しかも、交流電流は、直流電流と異なり、半波毎に交互に流れるため、各抵抗22の通電時間が半分となることから、各抵抗22の消費電力量は更に１／２となる。
さらに、本発明の発光ダイオード駆動回路10は、ブリッジ回路20を構成する各ダイオード20ａに定電圧ダイオード24を直列接続しているので、定電圧ダイオード24による電圧降下分、抵抗22の消費電力が低減される。
従って、本発明の発光ダイオード駆動回路10にあっては、各抵抗22の消費電力量が、従来の発光ダイオード駆動回路60の抵抗72の消費電力量に比べて１／４未満となるため、発熱を抑制することができる。
尚、各抵抗22の消費電力量が低減されるため、電力容量の小さい抵抗を使用できるようになり、回路の小型化にも寄与する。

上記の通り、発光ダイオード群18が１８個の発光ダイオード16（定格電流３０ｍＡ、駆動電圧３Ｖ）で構成されている場合、従来の発光ダイオード駆動回路60における抵抗72の消費電力量は１，３８０ｍＷｓである。
これに対し、本発明の発光ダイオード駆動回路10にあっては、各定電圧ダイオード24の降伏電圧が１０Ｖであり、各半波毎に通電する２個の定電圧ダイオード24の電圧降下は２０Ｖであることから、６００ｍＷ（２０Ｖ×３０ｍＡ）分、４個の抵抗22の合計消費電力が低減される。従って、本発明の発光ダイオード駆動回路10における各抵抗22の消費電力量は１９５ｍＷｓ（［１，３８０ｍＷｓ−６００ｍＷｓ］×１／４）となるため、抵抗22からの発熱を抑制することができる。

また、本発明の発光ダイオード駆動回路10は、ブリッジ回路20を構成する各ダイオード20ａに定電圧ダイオード24を直列接続したので、消灯状態において他の電気機器からの回り込み電圧がかかったとしても、各半波毎に通電する２個の定電圧ダイオード24の降伏電圧の合計分、回り込み電圧を低下させることができるので、消灯状態において発光ダイオード16が発光することを防止できる。
本実施形態の場合には、各定電圧ダイオード24の降伏電圧が１０Ｖであることから、回り込み電圧を２０Ｖ分（１０Ｖ×２個）低下させることができる。尚、使用する定電圧ダイオード24の降伏電圧は、交流電源12に接続される電気機器の数、種類等に応じて適宜選定されるものである。

本発明に係る発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。 従来の発光ダイオード駆動回路を示す回路図である。

10 発光ダイオード駆動回路
12 交流電源
14 入力端子
16 発光ダイオード
18 発光ダイオード群
20 ブリッジ回路
20ａ ダイオード
22 抵抗
24 定電圧ダイオード

Claims (1)

1. 交流電源と接続される一対の入力端子と、４個のダイオードをブリッジ接続して構成されるブリッジ回路と、複数個の発光ダイオードを直列接続して成る発光ダイオード群を備え、上記ブリッジ回路の入力側が上記入力端子と接続されると共に出力側が上記発光ダイオード群と接続される発光ダイオード駆動回路であって、
   上記ブリッジ回路を構成する各ダイオードに、抵抗及び定電圧ダイオードを直列接続したことを特徴とする発光ダイオード駆動回路。

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