JP2012043735A - Led drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED駆動回路に関し、特に、交流電源を利用した効率の良いLED発光を行うためのLED駆動回路に関する。 The present invention relates to an LED drive circuit, and more particularly to an LED drive circuit for performing efficient LED light emission using an AC power supply.
商用電源から供給される交流電源を全波整流するブリッジダイオードから出力される整流電圧を複数のLEDブロックに印加するに際し、電源電圧に応じて、複数のLEDブロックの接続形態を並列接続と直列接続との間で切替える方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 When applying a rectified voltage output from a bridge diode for full-wave rectification of AC power supplied from a commercial power source to a plurality of LED blocks, the connection forms of the plurality of LED blocks are connected in parallel and in series according to the power supply voltage. There is known a method of switching between (see, for example, Patent Document 1).
LEDでは、順方向降下電圧以上の電圧がLEDに印加された場合に、急に電流が流れ始める非線形特性を持つ。電流制限抵抗を入れるか、又は他の能動素子で定電流回路を構成する方法によって、所定の順方向電流(If)を流して、所定の光度の発光がなされる。このとき、順方向降下電圧が順電圧(Vf)である。したがって、複数のLEDを直列にn個接続した場合には、n×Vf以上の電圧が複数のLEDに印加された場合に、複数のLEDが発光する。また、商用電源から供給される交流電流を全波整流するブリッジダイオードから出力される整流電圧は、商用電源周波数の2倍の周期で、0(v)から最大出力電圧までの変化を繰り返す。したがって、整流電圧が、n×Vf(v)以上となった場合のみ、複数のLEDが発光するが、n×Vf(v)未満では、複数のLEDは発光しない。 The LED has a non-linear characteristic in which a current starts to flow suddenly when a voltage equal to or higher than the forward drop voltage is applied to the LED. A predetermined forward current (If) is applied to emit light with a predetermined luminous intensity by a method of forming a constant current circuit by inserting a current limiting resistor or another active element. At this time, the forward voltage drop is the forward voltage (Vf). Therefore, when n LEDs are connected in series, the LEDs emit light when a voltage of n × Vf or higher is applied to the LEDs. In addition, the rectified voltage output from the bridge diode that full-wave rectifies the alternating current supplied from the commercial power supply repeats a change from 0 (v) to the maximum output voltage at a period twice the commercial power supply frequency. Accordingly, the plurality of LEDs emit light only when the rectified voltage becomes n × Vf (v) or more, but the plurality of LEDs do not emit light when less than n × Vf (v).
そこで、例えば、n個のLEDを含むLEDブロックを2つ用意し、電源電圧が2×n×Vf(v)以上となった場合には、2つのLEDブロックを直列に接続して、両方のLEDブロックに含まれるLEDを発光させ、電源電圧が2×n×Vf(v)未満の場合には、2つのLEDブロックを並列に接続し、両方のLEDブロックに含まれるLEDを発光させる。このように、電源電圧に応じて、複数のLEDブロックを並列接続と直列接続との間で切替えることによって、商用電源電圧の変化に対してLEDの発光期間を長くすることが可能となる。 Therefore, for example, two LED blocks including n LEDs are prepared, and when the power supply voltage is 2 × n × Vf (v) or more, the two LED blocks are connected in series, When the LED included in the LED block is caused to emit light and the power supply voltage is less than 2 × n × Vf (v), the two LED blocks are connected in parallel, and the LEDs included in both LED blocks are caused to emit light. Thus, by switching the plurality of LED blocks between parallel connection and series connection according to the power supply voltage, it becomes possible to lengthen the light emission period of the LED with respect to changes in the commercial power supply voltage.
しかしながら、異なったインピーダンスを有するLEDブロック同士が、電源電圧に対して並列に接続された場合、各グループに含まれるLEDは定電流駆動されるべきであるにも拘らず、インピーダンスが異なることから、電流調整部において電流調整を行わなければならず、そのために電力損失が生じるという不具合があった。 However, when LED blocks having different impedances are connected in parallel to the power supply voltage, the LEDs included in each group should be driven with a constant current, but the impedances are different. There is a problem that current adjustment must be performed in the current adjustment unit, which causes power loss.
また、複数のLEDブロックの接続方法を切替えるためのスイッチ回路が必要となり、LED駆動回路全体のスペース及びコストがアップすると共に、スイッチ回路を駆動するため分の消費電力が増加してしまうという不具合があった。特に、LEDの発光期間をより長くするためには、LEDブロックを数多く設ける必要があるが、LEDブロックを多く設定すれば、それだけ多くのスイッチ回路が必要となる。 In addition, a switch circuit for switching the connection method of a plurality of LED blocks is required, which increases the space and cost of the entire LED drive circuit, and increases the power consumption for driving the switch circuit. there were. In particular, in order to make the light emission period of the LED longer, it is necessary to provide a large number of LED blocks. However, if a large number of LED blocks are set, more switch circuits are required.
さらに、スイッチ回路の切り換えタイミングは、予想されるn×Vf(v)に基づいて設定されるが、LED毎にVfが一定ではないため、各LEDブロックの実際のn×Vf(v)と予め設定されるn×Vf(v)との間に差が生じてしまう。このため、電源電圧に応じてスイッチ回路が動作しても、両方のLEDブロックに含まれるLEDが発光しなかったり、逆にもっと早く切替えても発光する可能性があったりと、LEDの発光効率及び消費電力を最適化することが難しいという不具合があった。 Furthermore, the switching timing of the switch circuit is set based on the expected n × Vf (v), but since Vf is not constant for each LED, the actual n × Vf (v) of each LED block is preliminarily determined. There is a difference from the set n × Vf (v). For this reason, even if the switch circuit operates according to the power supply voltage, the LEDs included in both LED blocks do not emit light, or conversely, there is a possibility that they will emit light even if they are switched earlier. In addition, there is a problem that it is difficult to optimize power consumption.
そこで、本発明は、上記の問題点を解決することを目的としたLED駆動回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an LED drive circuit that aims to solve the above-mentioned problems.
また、本発明は、電力損失を防止しながら、デジタル的に制御するスイッチ回路を設けずに電流経路を切替えることによって、適切に各LEDブロックの切り換えが行われるLED駆動回路を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an LED drive circuit in which each LED block is appropriately switched by switching a current path without providing a digitally controlled switch circuit while preventing power loss. And
本発明に係るLED駆動回路は、整流器と、整流器に接続される第1LED群と、整流器に接続される第2LED群と、整流器に接続される第3LED群と、第1LED群、第2LED群及び第3LED群の内の連続する2つのLED群を直列に接続させた時に連続する2つのLED群を流れる電流を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて整流器から第1LED群、第2LED群及び第3LED群の内の残りのLED群へ流れる電流を制限する電流制限部を有することを特徴とする。 An LED driving circuit according to the present invention includes a rectifier, a first LED group connected to the rectifier, a second LED group connected to the rectifier, a third LED group connected to the rectifier, a first LED group, a second LED group, and A detection unit that detects a current flowing through the two consecutive LED groups when the two consecutive LED groups of the third LED group are connected in series, and the first LED group, the first LED from the rectifier based on the detection result of the detection unit; It has the current limiting part which restrict | limits the electric current which flows into the remaining LED group of 2LED group and 3rd LED group, It is characterized by the above-mentioned.
本発明に係るLED駆動回路では、全波整流回路12に対して異なったインピーダンスを有するLED群が並列接続されないように、所定のLED群へ電流が流れるのを制限する制限機構を設けたので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
In the LED drive circuit according to the present invention, since the LED group having different impedance with respect to the full-
また、本発明に係るLED駆動回路では、全波整流回路12の出力電圧に応じて、電流経路が切り替わるように構成されているため、多数のスイッチ回路を設ける必要がない。
Further, the LED drive circuit according to the present invention is configured such that the current path is switched in accordance with the output voltage of the full-
さらに、本発明に係るLED駆動回路では、電流経路の切り換えは、全波整流回路12の出力電圧と、各LEDブロックに含まれる全てのLEDの実際のVfの合計に応じて、自動的に定まるので、予めLEDブロックに含まれるLEDの個数から、各LEDブロックを切替えるタイミングを予測して制御する必要が無く、最も効率的なタイミングで、各LEDブロック間の直列及び並列間の切り換えを行うことが可能となった。
Furthermore, in the LED driving circuit according to the present invention, the switching of the current path is automatically determined according to the output voltage of the full-
以下図面を参照して、本発明に係るLED駆動回路について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, an LED drive circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1は、本発明に係るLED駆動回路の概略説明図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an LED drive circuit according to the present invention.
LED駆動回路1は、商用交流電源(交流100V)10と接続する接続端子11、全波整流回路12、始端回路20、中間回路30、及び終端回路40、逆電流防止用ダイオード15及び16、定電流ダイオード17等から構成される。始端回路20、中間回路30、及び終端回路40は、全波整流回路12のプラス電源出力13及びマイナス電源出力14間に並列に接続されている。また、始端回路20及び中間回路30はダイオード15を介して接続されており、中間回路30及び終端回路40はダイオード16及び定電流ダイオード17を介して接続されている。
The
始端回路20は、1個から複数のLEDを含む第1LEDブロック(LED群)21、第1LEDブロック21を流れる電流I1を検出するための第1電流モニタ22、第1電流制御部23等を含んでいる。第1電流モニタ22は、第1LEDブロック21を流れる電流I1に応じて第1電流制御部23を流れる電流を制限するように動作する。
The
中間回路30は、1個から複数のLEDを含む第2LEDブロック(LED群)31、第2LEDブロック31を流れる電流を検出するための第2−1電流モニタ32及び第2−2電流モニタ34、第2−1電流制御部33、及び第2−2電流制御部35、及び第2−3電流モニタ36等を含んでいる。第2−1電流モニタ32は、第2LEDブロック31を流れる電流I5に応じて第2−1電流制御部33を流れる電流I4を調整するように制御し、第2−2電流モニタ34は、第2LEDブロック31を流れる電流I5に応じて第2−2電流制御部35を流れる電流I6を制限するように動作する。また、第2−3電流モニタ36は、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31とが直列に接続された場合に両LEDブロックを流れる電流I5に応じて後述する第3−2電流制御部44を流れる電流I8を制限するように動作する。
The
終端回路40は、1個から複数のLEDを含む第3LEDブロック(LED群)41、第3LEDブロック41を流れる電流I9を検出するための第3電流モニタ42、第3−1電流制御部43、第3−2電流制御部44等を含んでいる。第3電流モニタ42は、第3LEDブロック41を流れる電流I9に応じて第3−1電流制御部43を流れる電流I8を制限するように動作する。また、第3−2電流制御部44は、第2LEDブロック31を流れる電流I5に応じて後述する第3−2電流制御部44を流れる電流I8を制限するように動作する。
The
図2は、図1に示すLED駆動回路1の具体的な回路例100を示す図である。なお、回路例100において、図1と同じ構成は同じ番号を付し、図1の各構成に対応する部分を点線で示している。
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit example 100 of the
回路例100の接続端子11は、商用交流電源10と接続するためのものであって、LED駆動回路1がLED電球に使用される場合には、LED電球の口金として形成される。
The
全波整流回路12は、4つの整流素子D1〜D4から構成されるダイオードブリッジ式であって、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14を有する。なお、全波整流回路12は、トランスによる変圧回路を含んだ全波整流回路であって良く、またセンタータップ付きのトランスを用いた二相全波整流回路であっても良い。
The full-
始端回路20の第1LEDブロック21は、直列に接続された12個のLEDを含んで構成されている。第1電流モニタ22は2つの抵抗R1及びR2と、トランジスタQ1を含んで構成され、第1電流制御部23は、P型MOSFETであるM1を含んで構成されている。第1LEDブロック21を流れる電流によって抵抗R1で生じる電圧降下を利用してトランジスタQ1のベース電圧を変化させる。トランジスタQ1のベース電圧が変化することによって、抵抗R2を流れるトランジスタQ1のエミッタ−コレクタ間電流に変化が起こり、それによってMOSFET M1のゲート電圧を調整して、MOSFET M1のソース−ドレイン間の電流を制限する構成となっている。
The
中間回路30の第2LEDブロック31は、直列に接続された12個のLEDを含んで構成されている。第2−1電流モニタ32は2つの抵抗R3及びR4と、トランジスタQ2を含んで構成され、第2−1電流制御部33は、N型MOSFETであるM2を含んで構成されている。第2LEDブロック31を流れる電流によって抵抗R3で生じる電圧降下を利用してトランジスタQ2のベース電圧を変化させる。トランジスタQ2のベース電圧が変化することによって、抵抗R4を流れるトランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間電流に変化が起こり、それによってMOSFET M2のゲート電圧を調整して、MOSFET M2のソース−ドレイン間の電流を制限する構成となっている。
The
第2−2電流モニタ34は2つの抵抗R5及びR6と、トランジスタQ3を含んで構成され、第2−2電流制御部35は、P型MOSFETであるM3を含んで構成されている。第2−2電流モニタ34及び第2−2電流制御部35の動作は、第1電流モニタ22及び第1電流制御部23と同様である。また、第2−3電流モニタ36は2つの抵抗R7及びR8と、トランジスタQ4を含んで構成される。
The 2-2
終端回路40の第3LEDブロック41は、直列に接続された12個のLEDを含んで構成されている。第3電流モニタ42は2つの抵抗R9及びR10と、トランジスタQ5を含んで構成され、第3−1電流制御部43は、N型MOSFETであるM4を含んで構成されている。第3電流モニタ42及び第3−1電流制御部43の動作は、第2−1電流モニタ32及び第2−1電流制御部33と同様である。
The
第3−2電流制御部44は、N型MOSFETであるM5を含んで構成されている。第2−3電流モニタ36において、電流I5によって抵抗R7で生じる電圧降下を利用してトランジスタQ4のベース電圧を変化させる。トランジスタQ4のベース電圧が変化することによって、抵抗R8を流れるトランジスタQ4のコレクタ−エミッタ間電流に変化が起こり、それによってMOSFET M5のゲート電圧を調整して、MOSFET M5のソース−ドレイン間の電流を制限する構成となっている。
The 3-2
回路例100では、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41には、それぞれ12個のLEDが直列に接続されているので、第1の順電圧V1(12×Vf=12×3.2=38.4(v))程度の電圧が各第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に印加されると、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
In the circuit example 100, each of the
また、第2の順電圧V2((12+12)×3.2=76.8(v))程度の電圧が第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が直列に接続されたものに印加されると、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31に含まれるLEDが点灯する。さらに、第3の順電圧V3((12+12+12)×3.2=115.2(v))程度の電圧が第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41が直列に接続されたものに印加されると、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
When a voltage of about the second forward voltage V2 ((12 + 12) × 3.2 = 76.8 (v)) is applied to the
商用電源電圧を100(V)で利用すると、最大電圧は約141(V)となる。この電圧の安定性は、±10%程度の変動を考慮すべきである。全波整流回路12の整流素子D1〜D4の順電圧は1.0(V)であり、回路例100では、商用電源電圧が100(V)のときにはブリッジ全波整流回路12の最大出力電圧は約139(V)となる。第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれる全てのLEDが直列に接続された場合の総個数(n)×Vfが、全波整流回路12の最大出力電圧を超えないように、総個数を36個とした(36×3.2=115.2)。なお、前述した様に、全てのLEDの順電圧Vfは3.2(v)であるが、個体差があり、実際の値は多少バラツキがある。
When the commercial power supply voltage is used at 100 (V), the maximum voltage is about 141 (V). The stability of this voltage should take into account fluctuations of about ± 10%. The forward voltage of the rectifying elements D1 to D4 of the full-
なお、図2に示す回路例100の回路構成は一例であって、これに限定するものではなく、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれるLEDの個数を含めて、様々な変更等が可能である点に留意されたい。
Note that the circuit configuration of the circuit example 100 shown in FIG. 2 is an example, and is not limited thereto, including the number of LEDs included in the
以下、回路例100の動作について図3〜図5を用いて説明する。図3は全波整流回路12の出力電圧波形例50を示す図であり、図4は回路例100のLEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図であり、図5は図3の時刻T0〜T7の期間の各部の電流例を示す図である。なお、図5(a)は電流I1を示し、図5(b)は電流I2を示し、図5(c)は電流I4を示し、図5(d)は電流I6を示し、図5(e)は電流I8を示し、図5(f)は電流I9を示している。
Hereinafter, the operation of the circuit example 100 will be described with reference to FIGS. 3 is a diagram illustrating an output voltage waveform example 50 of the full-
また、第1電流モニタ22で設定されている電流I2の設定電流をS2、第2−1電流モニタ32で設定されている電流I4の設定電流をS4、第2−2電流モニタ34で設定されている電流I6の設定電流をS6、第3電流モニタ42で設定されている電流I8の設定電流をS8、第2−3電流モニタ36で設定されている電流I8の設定電流をS10、定電流ダイオード17で設定されている電流I7の設定電流をS7とする。図1に示すLED駆動回路1では、例えば、S2=S4=S8<S10<S6<S7と設定してある。なお、設定電流の大小関係は、上記に限らず、他の関係に設定しても良い。
Further, the set current of the current I 2 set by the first
時刻T0(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が0(v)の場合、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41の何れのLEDブロックを点灯させるための電圧に達していないので、全てのLEDブロックに含まれるLEDは点灯していない。
At time T0 (see FIG. 3), when the output voltage of the full-
時刻T1(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第1の順電圧V1となり、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を、それぞれ点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41をそれぞれ通る電流経路が形成され、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する(図4(a)参照)。なお、前述したように、各LEDブロックに含まれる各LEDのVfに固体差があるため、実際に点灯を開始するのが、第1の順電圧V1(38.4(v))となるか否かは実際の回路に依存する。しかしながら、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41にそれぞれ含まれる12個のLEDのVfを合算した電圧が印加された時点で、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41にそれぞれ含まれる12個のLEDが点灯を開始する。
At time T1 (see FIG. 3), the output voltage of the full-
図4(a)の状態では、I1=I2、I4=I5=I6、I8=I9であって、ダイオード15及び16には逆電圧が印加されているので、I3及びI7の電流は流れていない。ここで、第1電流制限部23、第2−1電流制御部33及び第3−1電流制限部43が、第1ブロック20〜第3ブロック40の電流をそれぞれ制御している。その際、上述した設定電流の関係から、第2−2電流制御部35及び第3−2電流制限部44のインピーダンスは、極めて低い状態、即ちON状態となっている。
In the state of FIG. 4A, since I 1 = I 2 , I 4 = I 5 = I 6 , and I 8 = I 9 , and a reverse voltage is applied to the
なお、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41は、定電流駆動されているので、時刻T1〜T2の間は、電流I1、I2、I4、I6、I8及びI9はほぼ一定の値を示す(図5(a)〜図5(f)参照)。
Since the
次に、時刻T2(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2となり、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31を直列に接続した場合でも、それらに含まれる全てのLEDを点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31とが、全波整流回路12に対して直列に接続されるように、電流経路が切り換えられる(図4(b)参照)。
Next, at time T2 (see FIG. 3), the output voltage of the full-
以下、図4(a)から図4(b)への移行について説明する。
全波整流回路12の出力電圧が第1の順電圧V1から第2の順電圧V2へ上昇するとき、第1電流モニタ22は、第1電流制御部23において電流I3を制限するように制御している。前述したように、図4(a)の状態では第1電流制限部23、第2−1電流制御部33及び第3−1電流制限部43が、第1ブロック20〜第3ブロック40の電流をそれぞれ制御している。しかしながら、全波整流回路12の出力電圧が上がると、第1LEDブロック21の順電圧は一定のV1のままであり、第1電流制御部23での電圧降下が増える、即ち、第1の電流制御部23のインピーダンスが高い状態になるように制御される。
Hereinafter, the transition from FIG. 4A to FIG. 4B will be described.
When the output voltage of the full-
このように、図4(a)から図4(b)への移行状態では、第1電流制御部23の電圧降下と、第2−1電流制御部33の電圧降下が大きい状態となる。ここで、ダイオード15には、それまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、電流I3が流れ始める。すると、第1電流モニタ22は、第1電流制御部23のインピーダンスを高くして、電流I2が減るように動作する。
Thus, in the transition state from FIG. 4A to FIG. 4B, the voltage drop of the first
また、第2−1電流モニタ32は、それまでモニタしていた電流I4に電流I3分が加算されるため、第2−1電流制御部33において電流I4を減らす方向に、即ち、第2−1電流制御部33のインピーダンスを高くするように制御する。したがって、徐々に電流I2及びI4が少なくなり、最後には電流I2及びI4がほぼゼロとなって、I1=I3=I5=I6の状態(図4(b)の状態)となる(図5(b)及び図5(c)参照)。このとき、第1電流制御部23及び第2−1電流制御部33は高インピーダンス、即ちOFF状態となっている。そして、第2−2電流モニタ34は、第2−2電流制御部35のインピーダンスを制御して、電流I6の設定電流S6で電流を流している。
Further, since the 2-1
このように、第2−2電流モニタ34による第2−2電流制御部35のインピーダンス制御によって、時刻T2〜T3の間、電流I1、I3、I5及びI6は、時刻T1〜T2よりも高い値で定電流駆動されることとなる(図5(a)及び図5(d)参照)。この時、第2−3電流モニタ36は、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31が直列に接続された場合に両LEDブロックに流れる電流I5の値の上昇を検出して、第3−2電流制御部44を制御して、電流I8を流さないように制御し、第3LEDブロック41を点灯させないように制御している(図5(e)及び図5(f)参照)。したがって、図4(b)のような電流経路のみが形成される。なお、図4(b)において、第3LEDブロック41を点灯させないように制御させる理由については後述する。
Thus, by the impedance control of the 2-2
前述したように、設定電流は、S2=S4=S8<S6となっているので、図4(b)の状態では、第1電流制限部23及び第2−1電流制限部33はインピーダンスが高くOFF状態となっている。また、S10<S6と設定されていることから、第2−3電流モニタ36によって、第3−2電流制限部44はインピーダンスが高くOFF状態、即ち電流I8は遮断された状態となっている。したがって、図4(b)の状態では、第3−2電流制限部35が、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を流れる電流を制御している。ところで、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2以上では、第2−3電流モニタ36によって、常に第3−2電流制限部44による電流制限が解除されることはないので、常に電流I8は遮断されることとなる。
As described above, since the setting current is S2 = S4 = S8 <S6, in the state of FIG. 4B, the first current limiting
次に、時刻T3(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第3の順電圧V3となり、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を直列に接続した場合でも、それらに含まれる全てのLEDを点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41とが、全波整流回路12に対して直列に接続されるように、電流経路が切り換えられる(図4(c)参照)。
Next, even at the time T3 (see FIG. 3), the output voltage of the full-
以下、図4(b)から図4(c)への移行について説明する。
全波整流回路12の出力電圧が第3の順電圧V3に近づくと、ダイオード16には、それまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、電流I7が終端回路40に流れ始める。
Hereinafter, the transition from FIG. 4B to FIG. 4C will be described.
When the output voltage of the full-
全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2から第3の順電圧V3へ上昇するとき、第2−2電流モニタ34は、第2−2電流制御部35のインピーダンスを調整して、電流I6を制限するように制御している。このとき、第2−2電流制御部35の電圧降下は徐々に増えている。第2−3電流モニタ36の電流設定S10を、第2−2電流モニタ34の電流設定S6より低く設定しているため、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2以上では、第3−2電流制限部44のインピーダンスは高く、電流I8が流れることはない。また、第2−2電流モニタ34は、第2−2電流制御部35のインピーダンスを高くして、電流I6を減らすように制御する。したがって、徐々に電流I6が少なくなり、最後には電流I6がほぼゼロとなって、I1=I3=I5=I7=I9の状態(図4(c)の状態)となる。
When the output voltage of the full-
図4(c)の状態では、I1=I3=I5=I7=I9であって、定電流ダイオード17の設定電流をS7とすると、この状態での電流はS7である(図5(a)及び図5(f)参照)。また、この状態で、I2、I4、I6及びI8の電流はほぼ流れていない(図5(b)〜図5(e)参照)。前述したように、S2=S4=S8<S10<S6<S7と設定されているので、図4(c)の状態では定電流ダイオード17が、第1ブロック20〜第3ブロック40を流れる電流を制御している。
In the state of FIG. 4C, if I 1 = I 3 = I 5 = I 7 = I 9 and the set current of the constant
次に、時刻T4(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第3の順電圧V3未満に低下すると、第2−2電流モニタ34は、第2−2電流制御部35において電流I6の制限を緩めるように制御する。すると、徐々に、電流I6が流れ始め、電流I7が低下する。その際、第2−3電流モニタ36の電流設定S10を、第2−2電流モニタ34の電流設定S6より低く設定しているため、電源電圧がV2以上では、第3−2電流制限部44のインピーダンスは高く、電流I8が流れることはない。電源電圧がV3以下に低下すると、第3LEDブロック41が消灯して、図4(c)の状態から、図4(d)の状態に移行することとなる。この状態では、電流I1=I3=I5=I6となる(図5(a)及び図5(d)参照)。
Next, at time T4 (see FIG. 3), when the output voltage of the full-
なお、前述したように、第1電流も似た22の設定電圧S2と第2−2電流モニタ34の設定電圧S6は、S2<S6の関係となるように予め設定されていることから、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31との直列関係より、第2LEDブロック31と第3LEDブロック41との直列関係の方が先に切断されることとなる。
As described above, the set voltage S2 of 22 similar to the first current and the set voltage S6 of the 2-2
次に、時刻T5(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2未満となると、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31を直列に接続したものに含まれるLEDを点灯させるのに充分な電圧未満となるため、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41をそれぞれ通る電流経路が形成され、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する(図4(e)参照)。なお、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2未満となることによって、第2−3電流モニタ36は、第3−2電流制御部44をON状態とするので、電流I8の遮断が解除される。したがって、I1=I2、I4=I5=I6、I8=I9であって、ダイオード15及び16には逆電圧が印加されているので、I3及びI7の電流は流れていない(図5(a)〜図5(f)参照)。
Next, when the output voltage of the full-
次に、時刻T6(図3参照)において、全波整流回路12の出力電圧が第1の順電圧V1未満となると、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に含まれる全てのLEDを点灯させるのに充分な電圧未満となるため、全ての電流I1〜I9が流れなくなる(図5(a)〜図5(f)参照)。以後、時刻T0〜時刻T7(次にサイクルの時刻T0に相当)の状態を繰り返しながら、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41の各LEDの点灯を行う。
Next, at time T6 (see FIG. 3), when the output voltage of the full-
逆電流防止用ダイオード15は、中間回路30から始端回路20側へ誤って電流が流れ、それによって第1LEDブロック21に含まれるLEDが破損するのを防止している。また、逆電流防止用ダイオード16は、終端回路40から中間回路30側へ誤って電流が流れ、それによって第2LEDブロック31に含まれるLEDが破損するのを防止している。なお、始端回路20、中間回路30、及び終端回路40に含まれる電流制御部では、それぞれインピーダンスを調整し、電流制御を行っている。このとき、電流制御部の電圧降下も変化する。そして、逆電流防止用ダイオード15及び16に順方向バイアスがかかると、電流が徐々に流れ始め、電流経路が上述したように切り替わることとなる。
The reverse current preventing
定電流ダイオード17は、特に、図4(c)の状況で、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に過電流が流れるのを防止している。図4(a)〜図4(e)を見ると理解できるように、図4(c)の状態以外では、何れかの電流制御部が電流経路中に存在するため、各LEDブロックに過電流が流れるのを防止することができる。しかしながら、図4(c)の状態では、電流経路に電流制御部が存在しないこととなるため、定電流ダイオード17を挿入している。なお、定電流ダイオード17の挿入箇所は、中間回路30と終端回路40との間に限定されるものではなく、図4(c)の状態における電流経路中であれば、他の箇所でも良い。
The constant
また、図4(c)の状態における電流経路中の複数個所に定電流ダイオードを配置しても良い。なお、図4(c)の状況で、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41に過電流が流れるのを防止できるのであれば、定電流回路又は高抵抗等の電流調整回路又は素子を、定電流ダイオード17の代わりに用いても良い。
Also, constant current diodes may be arranged at a plurality of locations in the current path in the state of FIG. In addition, if it can prevent that overcurrent flows into the
上述したように、回路例100では、全波整流回路12の出力電圧に応じて、電流経路が切り替わるように構成されているため、多数のスイッチ回路を設ける必要がない。また、電流経路の切り換えは、全波整流回路12の出力電圧と、各LEDブロックに含まれる全てのLEDの実際のVfの合計に応じて、自動的に定まるので、予めLEDブロックに含まれるLEDの個数から、各LEDブロックを切替えるタイミングを予測して制御する必要が無く、最も効率的なタイミングで、各LEDブロック間の直列及び並列間の切り換えを行うことが可能となった。
As described above, the circuit example 100 is configured such that the current path is switched according to the output voltage of the full-
以下、LED駆動回路1における第2−3電流モニタ36と第3−2電流制御部44の働きについて、更に図21及び図22を用いて説明する。
Hereinafter, the functions of the second-3
図21は、図1に示すLED駆動回路1から、第2−3電流モニタ36と第3−2電流制御部44を削除したLED駆動回路8を示している。図22は、図21に示すLED駆動回路8において、図3に示した波形例50のように全波整流回路12の出力電圧が変化した場合の、LEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。
FIG. 21 shows an LED drive circuit 8 in which the 2-3
図21に示すLED駆動回路8では、第2−3電流モニタ36と第3−2電流制御部44が存在しないことから、全波整流回路12の出力電圧が第1の電圧V1から第2の電圧V2となった場合に、図22(a)に示す状態から図22(b)の状態に移行することとなる。
In the LED drive circuit 8 shown in FIG. 21, since the second-3
図22(b)の状態では、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を直列に接続した状態で両LEDブロックに含まれるLEDを点灯させるだけの電圧が、第3LEDブロック41のみに印加されることとなる。第3LEDブロック41のインピーダンスは、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31の合計のインピーダンスの約1/2であるので、通常であればその分多くの電流が流れることとなる、しかしながら、第3LEDブロック41は、第3電流制御部43によって定電流駆動されている。即ち、第3電流制御部43における電流制限分が、図21に示す回路の損失となってしまっている。上記の電力損失は、図22(c)の状態から図22(d)の状態に移行した場合にも生じる。
In the state of FIG. 22B, a voltage for lighting the LEDs included in both LED blocks with the
このように、第2−3電流モニタ36と第3−2電流制御部44は、図22(b)及び図22(d)に示すような、2つのLEDブロックが直列に接続されたものと、1つのLEDブロックが並列に全波整流回路12に対して接続されるような、互いにインピーダンスの異なるLEDブロックが全波整流回路12に対して並列に接続されることを防止している。即ち、図4(b)及び図4(d)に示すように、不均一な状態が発生するのを防止するために、第3LEDブロック41が点灯しないように制御を行っており、それによって、電力損失が発生するのを防止している。
As described above, the second-3
図6(a)はLED駆動回路1の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図であり、図6(b)はLED駆動回路8の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。
6A is a diagram showing the input power, power consumption, and power loss of the
図6(a)において、実線70がLED駆動回路1における投入電力を示し、点線71がLED駆動回路1における消費電力を示し、一点鎖線72がLED駆動回路1における電力損失を示している。同様に、図6(b)において、実線73がLED駆動回路8における投入電力を示し、点線74がLED駆動回路8における消費電力を示し、一点鎖線75がLED駆動回路8における電力損失を示している。
In FIG. 6A, the
変換効率(%)=消費電力/投入電力×100と定義すると、図6(a)及び(b)より、図1に示すLED駆動回路1における変換効率は80.3(%)であるのに対して、図21に示すLED駆動回路8の変換効率は72.9(%)と低い。これは、前述したように、図22(b)又は図22(d)の状態において、同じ個数のLEDを含む2つのLEDブロックが直列に接続されたものと、1つのLEDブロックが並列に全波整流回路12に対して接続されるような、インピーダンスの不均一な状態が発生するからであると考えられる。このように、LED駆動回路1では、第2−3電流モニタ36と第3−2電流制御部44によって、所定のタイミングで第3LEDブロック41を消灯させているので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
If conversion efficiency (%) = power consumption / input power × 100 is defined, from FIG. 6A and FIG. 6B, the conversion efficiency in the
図7は、本発明に係る他のLED駆動回路の概略説明図である。 FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of another LED driving circuit according to the present invention.
図7に示すLED駆動回路2と、図1に示すLED駆動回路1との差異は、LED駆動回路2が、全波整流回路12の出力端子間に電解コンデンサ60を有している点のみである。
The LED drive circuit 2 shown in FIG. 7 is different from the
電解コンデンサ60によって、全波整流回路12の出力電圧波形が平滑化される(図3の電圧波形51参照)。図1に示すLED駆動回路1の電圧波形例50では、時刻T0〜時刻T1及び時刻T6〜時刻T7間は、第1の順電圧V1未満であるため、いずれのLEDも点灯していない。したがって、図1に示すLED駆動回路1では、LEDが点灯しない期間とLEDが点灯する期間が交互に繰り返す、即ち、商用周波数が50Hzでは100Hz、商用周波数が60Hzでは120HzでLEDが点滅することとなる。
The output voltage waveform of the full-
これに対して、図7に示すLED駆動回路2では、全波整流回路12の出力電圧波形が平滑化されているため、常に、全波整流回路12の出力電圧が、第1の順電圧V1以上となり、全てのLEDブロックが点灯することとなる(図3の点線51参照)。なお、全波整流回路12の出力電圧が、常に、第2の順電圧V2以上となるようにしても良い。このように、図7に示すLED駆動回路2ではLEDの点滅を防止することが可能となる。
On the other hand, in the LED drive circuit 2 shown in FIG. 7, since the output voltage waveform of the full-
なお、図7の例では、電解コンデンサ60を追加したが、電解コンデンサ60の代わりに、全波整流回路12の出力電圧波形を平滑化させるためのセラミックコンデンサ、他の素子又は回路を利用しても良い。さらに、高調波電流を抑制して力率を改善するために、コイルを全波整流回路12のダイオードブリッジより前のAC入力側やダイオードブリッジより後の整流出力側に置いても良い。
In the example of FIG. 7, the
図8は、本発明に係る更に他のLED駆動回路の概略構成図である。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit according to the present invention.
図8に示すLED駆動回路3において、図1に示す商用交流電源(交流100V)10、商用交流電源10と接続する接続端子11及び全波整流回路12を省略して記載しているが、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14が不図示の全波整流回路12と接続されている。図8に示すLED駆動回路3と図1に示すLED駆動回路1との差異は、LED駆動回路3では第2−3電流モニタ36が、第2LEDブロック31と第2−2電流モニタ34との間に配置されているのではなく、逆電流防止ダイオード15と第2−1電流モニタ32との間に配置されている点のみである。なおLED駆動回路3における電流経路の切り換えシーケンスは、図4に示すLED駆動回路1の場合と同様である。
In the
図1に示すLED駆動回路1では、前述したように、第2−3電流モニタ36の電流設定S10は、第2−1電流モニタ32の電流設定S4と、第2−2電流モニタ34の電流設定S6との中間に設定する必要がある。これは、図4(a)の状態では第3−2電流制限部44をON状態とし、図4(b)の状態では第3−2電流制限部44をOFF状態とする必要があるからである。
In the
これに対して、図8に示すLED駆動回路3では、第2−3電流モニタ36の電流設定S10は、第2−2電流モニタ34の電流設定S6より低ければ良く、電流設定の自由度が増すという利点がある。さらに、第2−3電流モニタ36の電流設定S10と第2−2電流モニタ34の電流設定S6との差異が大きいほど、図4(b)の状態における第3−2電流制限部44の動作が安定するという利点もある。
On the other hand, in the
図9は、本発明に係る更に他のLED駆動回路の概略構成図である。 FIG. 9 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit according to the present invention.
図9に示すLED駆動回路4において、図1に示す商用交流電源(交流100V)10、商用交流電源10と接続する接続端子11及び全波整流回路12を省略して記載しているが、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14が不図示の全波整流回路12と接続されている。また、LED駆動回路4は、始端回路101、4つの中間回路102〜105、及び終端回路106を有し、各回路間に逆電流防止用ダイオード181〜185及び定電流ダイオード190を有している。
In the LED drive circuit 4 shown in FIG. 9, the commercial AC power supply (AC 100 V) 10, the
始端回路101は、図1に示す始端回路20と同様に、複数のLEDを含む第1LEDブロック110、第1LEDブロック110を流れる電流を検出する第1電流モニタ111、第1電流制御部112等を含んでいる。第1電流モニタ111は、第1LEDブロック110を流れる電流に応じて第1電流制御部112を流れる電流を制限するように動作する。
As with the
終端回路106は、図1に示す終端回路40と同様に、複数のLEDを含む第6LEDブロック160、第6LEDブロック160を流れる電流を検出するための第6電流モニタ161、第6電流制御部162等を含んでいる。第6電流モニタ161は、第6LEDブロック160を流れる電流に応じて第6電流制御部162を流れる電流を制限するように動作する。
As with the
中間回路102は、図1に示す中間回路30と同様に、複数のLEDを含む第2LEDブロック120、第2LEDブロック120を流れる電流を検出するための第2−1電流モニタ121及び第2−2電流モニタ123、第2−1電流制御部122、及び第2−2電流制御部124等を含んでいる。第2−1電流モニタ121は、第2LEDブロック120を流れる電流に応じて第2−1電流制御部122を流れる電流を調整するように制御し、第2−2電流モニタ123は、第2LEDブロック120を流れる電流に応じて第2−2電流制御部124を流れる電流を制限するように動作する。なお、中間回路103〜105も、中間回路103と同様に、複数のLEDを含むLEDブロックと、LEDブロックを流れる電流を検出する2つに電流モニタと、電流モニタによって電流が制限される2つの電流制御部を有している。
Similar to the
また、LED駆動回路4は、図1に示すLED駆動回路1の第2−3電流モニタ36及び第3−2電流制御部44と同様の機能を有し、LEDブロックが直列及び/又は並列に切り換えられる場合に不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止するための、電流モニタ171と電流モニタによって流れる電流(第3LEDブロック130と第4LEDブロック140が直列に接続された場合に両LEDブロックを流れる電流)が制限される電流制御部172を有している。
Further, the LED drive circuit 4 has the same functions as the 2-3
図10は、図9に示すLED駆動回路4のLEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the LED block switching sequence of the LED drive circuit 4 shown in FIG.
図9において、始端回路101、終端回路106及び中間回路102〜105において、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの直列及び/又は並列の切換が行われる方式は、LED駆動回路1において説明したのと同様であるので、図10を用いて、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの切り換えシーケンスについて説明する。なお、始端回路101、終端回路106及び4つの中間回路102〜105のそれぞれのLEDブロックには、全て6個ずつのLEDが直列に接続されており、LED駆動回路4に含まれるLEDの総数は36個である。
In FIG. 9, in the
例えば、時刻T0において、全波整流回路12の出力電圧が、0(ゼロ)である場合、第1LEDブロック110〜第6LEDブロック160に含まれるLEDはいずれも点灯しない。
For example, when the output voltage of the full-
第1LEDブロック110〜第6LEDブロック160には、それぞれ6個のLEDが直列に接続されているので、例えば、時刻T1となって、全波整流回路12から、第1の順電圧V1(6×Vf=6×3.2=19.2(v))程度の電圧が各第1LEDブロック110〜第6LEDブロック160に印加されると、各第1LEDブロック110〜第6LEDブロック160に含まれるLEDが点灯する(図10(a)参照)。この時、電流制御部172はON状態で、第5LEDブロック150を流れる電流は第5−2電流制御部154によって制御され、第6LEDブロック160を流れる電流は第6電流制御部162によって制御されている。
Since six LEDs are connected in series to each of the
次に、例えば、時刻T2となって、全波整流回路12から、第2の順電圧V2((6+6)×3.2=38.4(v))程度の電圧が、第1LEDブロック110及び第2LEDブロック120が直列に接続されたもの、第3LEDブロック130及び第4LEDブロック140が直列に接続されたもの、及び第5LEDブロック150及び第6LEDブロック160が直列に接続されたもの、に印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図10(b)参照)。この時、電流制御部172はON状態で、第5LEDブロック150及び第6LEDブロック160を流れる電流は第5−1電流制御部152によって制御されている。
Next, for example, at time T2, a voltage of about the second forward voltage V2 ((6 + 6) × 3.2 = 38.4 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T3となって、全波整流回路12から、第3の順電圧V3((6+6+6+6)×3.2=76.8(v))程度の電圧が、第1LEDブロック110、第2LEDブロック120、第3LEDブロック130及び第4LEDブロック140が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図10(c)参照)。ここで、全波整流回路12から、第3の順電圧V3が第5LEDブロック150及び第6LEDブロック160が直列に接続されたものに印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第3の順電圧V3で、第5LEDブロック150及び第6LEDブロック160に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、第5−1電流制限部152における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路4では、電流モニタ171によって電流制御部172がOFF状態となり、第5LEDブロック150及び第6LEDブロック160に電流が流れないように制御を行っている。なお、第3の順電圧V3以上では、電流モニタ171が電流制御部172をOFF状態とし、電流制御部172を通過する電流を遮断している。
Next, for example, at time T <b> 3, a voltage of about the third forward voltage V <b> 3 ((6 + 6 + 6 + 6) × 3.2 = 76.8 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T4となって、全波整流回路12から、第4の順電圧V4((6+6+6+6+6)×3.2=96.0(v))程度の電圧が、第1LEDブロック110、第2LEDブロック120、第3LEDブロック130、第4LEDブロック140及び第5LEDブロック150が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図10(d)参照)。第4の順電圧V4に近づくと、ダイオード184にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第5LEDブロック150に電流が流れはじめる。しかしながら、出全波整流回路12の出力電圧が充分に高くないため、第6LEDブロック160にまで電流は流れることはない。この時、電流モニタ171によって電流制御部172はOFF状態である。
Next, for example, at time T <b> 4, a voltage of about the fourth forward voltage V <b> 4 ((6 + 6 + 6 + 6 + 6) × 3.2 = 96.0 (v)) from the full-
ここで、全波整流回路12から、第4の順電圧V4が第6LEDブロック160に印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第4の順電圧V4で、第6LEDブロック160に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、第6電流制限部162における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路4では、前述したように電流モニタ171と電流制御部172が動作して、第6LEDブロック160に電流が流れないように制御を行っている。
Here, even if the fourth forward voltage V4 is applied from the full-
次に、例えば、時刻T5となって、全波整流回路12から、第5の順電圧V5((6+6+6+6+6+6)×3.2=115.2(v))程度の電圧が第1LEDブロック110〜第6LEDブロック160が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図10(e)参照)。第5の順電圧V5に近づくと、ダイオード185にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第6LEDブロック160に電流が流れはじめる。この時、電流モニタ171によって電流制御部172はOFF状態である。
Next, for example, at time T <b> 5, a voltage of about the fifth forward voltage V <b> 5 ((6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 6) × 3.2 = 15.2 (v)) from the full-
図9に示すLED駆動回路4では、以下、全波整流回路12の出力電圧に応じて、図10(a)〜図10(e)の状態を繰り返しながら、各LEDブロックが点灯する。上述したように、LED駆動回路4では、電流モニタ171と電流制御部172によって、不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止している。
In the LED drive circuit 4 shown in FIG. 9, each LED block is turned on while repeating the states of FIGS. 10A to 10E according to the output voltage of the full-
図11は、LED駆動回路4の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating input power, power consumption, and power loss of the LED drive circuit 4.
図11において、実線191がLED駆動回路4における投入電力を示し、点線192がLED駆動回路4における消費電力を示し、一点鎖線193がLED駆動回路4における電力損失を示している。図11より、図9に示すLED駆動回路4における変換効率は81.5(%)である。このように、LED駆動回路4では、電流モニタ171と電流制御部172によって、所定のタイミングで第5LEDブロック150及び/又は第6LEDブロック160を消灯させているので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
In FIG. 11, the
図12は、本発明に係る更に他のLED駆動回路の概略構成図である。 FIG. 12 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit according to the present invention.
図12に示すLED駆動回路5において、図1に示す商用交流電源(交流100V)10、商用交流電源10と接続する接続端子11及び全波整流回路12を省略して記載しているが、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14が不図示の全波整流回路12と接続されている。また、LED駆動回路5は、始端回路201、2つの中間回路202及び203、及び終端回路204を有し、各回路間に逆電流防止用ダイオード281〜283及び定電流ダイオード290を有している。
In the
始端回路201は、図1に示す始端回路20と同様に、複数のLEDを含む第1LEDブロック210、第1LEDブロック210を流れる電流を検出する第1電流モニタ211、第1電流制御部212等を含んでいる。第1電流モニタ211は、第1LEDブロック210を流れる電流に応じて第1電流制御部212を流れる電流を制限するように動作する。
As with the
終端回路204は、図1に示す終端回路40と同様に、複数のLEDを含む第4LEDブロック240、第4LEDブロック240を流れる電流を検出するための第4電流モニタ241、第4電流制御部242等を含んでいる。第4電流モニタ241は、第4LEDブロック240を流れる電流に応じて第4電流制御部242を流れる電流を制限するように動作する。
Similarly to the
中間回路202は、図1に示す中間回路30と同様に、複数のLEDを含む第2LEDブロック220、第2LEDブロック220を流れる電流を検出するための第2−1電流モニタ221及び第2−2電流モニタ223、第2−1電流制御部222、及び第2−2電流制御部224等を含んでいる。第2−1電流モニタ221は、第2LEDブロック220を流れる電流に応じて第2−1電流制御部222を流れる電流を調整するように制御し、第2−2電流モニタ223は、第2LEDブロック220を流れる電流に応じて第2−2電流制御部224を流れる電流を制限するように動作する。なお、中間回路203も、中間回路202と同様に、複数のLEDを含むLEDブロックと、LEDブロックを流れる電流を検出する2つに電流モニタと、電流モニタによって電流が制限される2つの電流制御部を有している。
Similar to the
また、LED駆動回路5は、図1に示すLED駆動回路1の第2−3電流モニタ36及び第3−2電流制御部44と同様の機能を有し、LEDブロックが直列及び/又は並列に切り換えられる場合に不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止するための、電流モニタ271と電流モニタ271によって流れる電流(第1LEDブロック210と第2LEDブロック220が直列に接続された場合に両LEDブロックを流れる電流)が制限される電流制御部272を有している。
Further, the
図13は、図12に示すLED駆動回路5のLEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the LED block switching sequence of the
図12において、始端回路201、終端回路204及び中間回路202、203において、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの直列及び/又は並列の切換が行われる方式は、LED駆動回路1において説明したのと同様であるので、図13を用いて、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの切り換えシーケンスについて説明する。なお、始端回路201の第1LEDブロック210には6個、中間回路202の第2LEDブロック220には6個、中間回路203の第3LEDブロックには12個、終端回路204の第4LEDブロック240には12個のLEDがそれぞれ直列に接続されており、LED駆動回路5に含まれるLEDの総数は36個である。
In FIG. 12, in the
例えば、時刻T0において、全波整流回路12の出力電圧が、0(ゼロ)である場合、第1LEDブロック210〜第4LEDブロック240に含まれるLEDはいずれも点灯しない。
For example, when the output voltage of the full-
第1LEDブロック210及び第2LEDブロック220には、それぞれ6個のLEDが直列に接続されているので、例えば、時刻T1となって、全波整流回路12から、第1の順電圧V1(6×Vf=6×3.2=19.2(v))程度の電圧が各第1LEDブロック210及び第2LEDブロック220に印加されると、各第1LEDブロック210及び第2LEDブロック220に含まれるLEDが点灯する(図13(a)参照)。
Since six LEDs are connected in series to each of the
次に、例えば、時刻T2となって、全波整流回路12から、第2の順電圧V2((6+6)×3.2=38.4(v))程度の電圧が、第1LEDブロック210及び第2LEDブロック220が直列に接続されたもの、第3LEDブロック230、及び第4LEDブロック240に印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図13(b)参照)。
Next, for example, at time T2, a voltage of about the second forward voltage V2 ((6 + 6) × 3.2 = 38.4 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T3となって、全波整流回路12から、第3の順電圧V3((6+6+12)×3.2=76.8(v))程度の電圧が、第1LEDブロック210、第2LEDブロック220及び第3LEDブロック230が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図13(c)参照)。ここで、全波整流回路12から、第3の順電圧V3が第4LEDブロック240に印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第3の順電圧V3で、第4LEDブロック240に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、第4電流制限部242における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路5では、電流モニタ271と電流制御部272が動作して、第4LEDブロック240に電流が流れないように制御を行っている。
Next, for example, at time T3, a voltage of about the third forward voltage V3 ((6 + 6 + 12) × 3.2 = 76.8 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T4となって、全波整流回路12から、第4の順電圧V4((6+6+12+12)×3.2=115.2(v))程度の電圧が、第1LEDブロック210、第2LEDブロック220、第3LEDブロック230及び第4LEDブロック240が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図13(d)参照)。
Next, for example, at time T <b> 4, a voltage of about the fourth forward voltage V <b> 4 ((6 + 6 + 12 + 12) × 3.2 = 115.2 (v)) from the full-
図12に示すLED駆動回路5では、以下、全波整流回路12の出力電圧に応じて、図13(a)〜図13(d)の状態を繰り返しながら、各LEDブロックが点灯する。上述したように、LED駆動回路5では、電流モニタ271と電流制御部272によって、不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止している。
In the
図14は、LED駆動回路4の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating input power, power consumption, and power loss of the LED drive circuit 4.
図14において、実線291がLED駆動回路5における投入電力を示し、点線292がLED駆動回路5における消費電力を示し、一点鎖線293がLED駆動回路5における電力損失を示している。図14より、図12に示すLED駆動回路5における変換効率は80.0(%)である。このように、LED駆動回路5では、電流モニタ271と電流制御部272によって、所定のタイミングで第4LEDブロック240を消灯させているので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
In FIG. 14, the
図15は、本発明に係る更に他のLED駆動回路6の概略構成図である。 FIG. 15 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit 6 according to the present invention.
図15に示すLED駆動回路6において、図1に示す商用交流電源(交流100V)10、商用交流電源10と接続する接続端子11及び全波整流回路12を省略して記載しているが、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14が不図示の全波整流回路12と接続されている。また、LED駆動回路6は、始端回路301、2つの中間回路302、303、及び終端回路304を有し、各回路間に逆電流防止用ダイオード381〜383及び定電流ダイオード390を有している。
In the LED drive circuit 6 shown in FIG. 15, the commercial AC power supply (AC 100 V) 10, the
始端回路301は、図1に示す始端回路20と同様に、複数のLEDを含む第1LEDブロック310、第1LEDブロック310を流れる電流を検出する第1電流モニタ311、第1電流制御部312等を含んでいる。第1電流モニタ311は、第1LEDブロック310を流れる電流に応じて第1電流制御部312を流れる電流を制限するように動作する。
Like the
終端回路304は、図1に示す終端回路40と同様に、複数のLEDを含む第4LEDブロック340、第4LEDブロック340を流れる電流を検出するための第4電流モニタ341、第4電流制御部342等を含んでいる。第4電流モニタ341は、第4LEDブロック340を流れる電流に応じて第4電流制御部342を流れる電流を制限するように動作する。
As with the
中間回路302は、図1に示す中間回路30と同様に、複数のLEDを含む第2LEDブロック320、第2LEDブロック320を流れる電流を検出するための第2−1電流モニタ321及び第2−2電流モニタ323、第2−1電流制御部322、及び第2−2電流制御部324等を含んでいる。第2−1電流モニタ321は、第2LEDブロック320を流れる電流に応じて第2−1電流制御部322を流れる電流を調整するように制御し、第2−2電流モニタ323は、第2LEDブロック320を流れる電流に応じて第2−2電流制御部324を流れる電流を制限するように動作する。なお、中間回路303も、中間回路302と同様に、複数のLEDを含むLEDブロックと、LEDブロックを流れる電流を検出する2つに電流モニタと、電流モニタによって電流が制限される2つの電流制御部を有している。
Similar to the
また、LED駆動回路6は、図1に示すLED駆動回路1の第2−3電流モニタ36及び第3−2電流制御部44と同様の機能を有し、LEDブロックが直列及び/又は並列に切り換えられる場合に不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止するための、電流モニタ371と電流モニタ371によって流れる電流(第1LEDブロック310と第2LEDブロック320が直列に接続された場合に両LEDブロックに流れる電流)が制限される電流制御部372を有している。
Moreover, the LED drive circuit 6 has the same function as the 2-3
図16は、図15に示すLED駆動回路6のLEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing an example of the LED block switching sequence of the LED drive circuit 6 shown in FIG.
図15において、始端回路301、終端回路304及び中間回路302、303において、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの直列及び/又は並列の切換が行われる方式は、LED駆動回路1において説明したのと同様であるので、図16を用いて、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの切り換えシーケンスについて説明する。なお、始端回路301の第1LEDブロック310には12個、中間回路302の第2LEDブロック320には12個、中間回路303の第3LEDブロック330には6個、終端回路304の第4LEDブロック340には6個のLEDがそれぞれ直列に接続されており、LED駆動回路6に含まれるLEDの総数は36個である。
In FIG. 15, in the
例えば、時刻T0において、全波整流回路12の出力電圧が、0(ゼロ)である場合、第1LEDブロック310〜第4LEDブロック340に含まれるLEDはいずれも点灯しない。
For example, when the output voltage of the full-
第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340には、それぞれ6個のLEDが直列に接続されているので、例えば、時刻T1となって、全波整流回路12から、第1の順電圧V1(6×Vf=6×3.2=19.2(v))程度の電圧が各第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340に印加されると、各第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340に含まれるLEDが点灯する(図16(a)参照)。
Since six LEDs are connected in series to each of the
次に、例えば、時刻T2となって、全波整流回路12から、第2の順電圧V2((6+6)×3.2=38.4(v))程度の電圧が、第1LEDブロック310、第2LEDブロック320、第3LEDブロック330と第4LEDブロック340が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図16(b)参照)。
Next, for example, at time T2, a voltage of about the second forward voltage V2 ((6 + 6) × 3.2 = 38.4 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T3となって、全波整流回路12から、第3の順電圧V3((12+12)×3.2=76.8(v))程度の電圧が、第1LEDブロック310及び第2LEDブロック320が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図16(c)参照)。なお、第3の順電圧V3以上では、電流モニタ371が電流制御部372をOFF状態とし、電流制御部372を通過する電流を遮断している。
Next, for example, at time T <b> 3, a voltage of about the third forward voltage V <b> 3 ((12 + 12) × 3.2 = 76.8 (v)) from the full-
ここで、全波整流回路12から、第3の順電圧V3が第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340が直列に接続されたものに印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第3の順電圧V3で、第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、電流制限部332における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路6では、電流モニタ371と電流制御部372が動作して、第3LEDブロック330及び第4LEDブロック340に電流が流れないように制御を行っている。
Here, even if the third forward voltage V3 is applied from the full-
次に、例えば、時刻T4となって、全波整流回路12から、第4の順電圧V4((12+12+6)×3.2=96.0(v))程度の電圧が、第1LEDブロック310、第2LEDブロック320及び第3LEDブロック330が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図16(d)参照)。第4の順電圧V4に近づくと、ダイオード382にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第3LEDブロック330に電流が流れはじめる。しかしながら、出全波整流回路12の出力電圧が充分に高くないため、第4LEDブロック340にまで電流は流れることはない。
Next, for example, at time T4, a voltage of about the fourth forward voltage V4 ((12 + 12 + 6) × 3.2 = 96.0 (v)) is output from the full-
ここで、全波整流回路12から、第4の順電圧V4が第4LEDブロック340に印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。第4の順電圧V4で、第4LEDブロック340に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、電流制限部342における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路6では、電流モニタ371と電流制御部372が動作して、第4LEDブロック340に電流が流れないように制御を行っている。
Here, even if the fourth forward voltage V4 is applied from the full-
次に、例えば、時刻T5となって、全波整流回路12から、第5の順電圧V5((12+12+6+6)×3.2=115.2(v))程度の電圧が第1LEDブロック310〜第4LEDブロック340が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図16(e)参照)。第5の順電圧V5に近づくと、ダイオード383にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第4LEDブロック340に電流が流れはじめる。しかしながら、第3の順電圧V3以上では、電流モニタ371が電流制御部372をOFF状態とし、電流制御部372を通過する電流を遮断している。
Next, for example, at time T <b> 5, a voltage of about the fifth forward voltage V <b> 5 ((12 + 12 + 6 + 6) × 3.2 = 15.2 (v)) from the full-
図15に示すLED駆動回路6では、以下、全波整流回路12の出力電圧に応じて、図5(a)〜図16(e)の状態を繰り返しながら、各LEDブロックが点灯する。上述したように、LED駆動回路6では、電流モニタ371と電流制御部372によって、不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止している。
In the LED drive circuit 6 shown in FIG. 15, each LED block is turned on while repeating the states of FIGS. 5A to 16E in accordance with the output voltage of the full-
図17は、LED駆動回路6の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。 FIG. 17 is a diagram illustrating input power, power consumption, and power loss of the LED drive circuit 6.
図17において、実線391がLED駆動回路6における投入電力を示し、点線392がLED駆動回路6における消費電力を示し、一点鎖線393がLED駆動回路6における電力損失を示している。図17より、図15に示すLED駆動回路6における変換効率は82.3(%)である。このように、LED駆動回路6では、電流モニタ371と電流制御部372によって、所定のタイミングで第3LEDブロック330及び/又は第4LEDブロック340を消灯させているので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
In FIG. 17, the
図18は、本発明に係る更に他のLED駆動回路の概略構成図である。 FIG. 18 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit according to the present invention.
図18に示すLED駆動回路7において、図1に示す商用交流電源(交流100V)10、商用交流電源10と接続する接続端子11及び全波整流回路12を省略して記載しているが、プラス電源出力13及びマイナス電源出力14が不図示の全波整流回路12と接続されている。また、LED駆動回路7は、始端回路401、3つの中間回路402〜404、及び終端回路405を有し、各回路間に逆電流防止用ダイオード481〜484及び定電流ダイオード490を有している。
In the LED drive circuit 7 shown in FIG. 18, the commercial AC power supply (AC 100 V) 10, the
始端回路401は、図1に示す始端回路20と同様に、複数のLEDを含む第1LEDブロック410、第1LEDブロック410を流れる電流を検出する第1電流モニタ411、第1電流制御部412等を含んでいる。第1電流モニタ411は、第1LEDブロック410を流れる電流に応じて第1電流制御部412を流れる電流を制限するように動作する。
As with the
終端回路405は、図1に示す終端回路40と同様に、複数のLEDを含む第5LEDブロック450、第5LEDブロック450を流れる電流を検出するための第5電流モニタ451、第5電流制御部452等を含んでいる。第5電流モニタ451は、第5LEDブロック450を流れる電流に応じて第5電流制御部452を流れる電流を制限するように動作する。
Similar to the
中間回路402は、図1に示す中間回路30と同様に、複数のLEDを含む第2LEDブロック420、第2LEDブロック420を流れる電流を検出するための第2−1電流モニタ421及び第2−2電流モニタ423、第2−1電流制御部422、及び第2−2電流制御部424等を含んでいる。第2−1電流モニタ421は、第2LEDブロック420を流れる電流に応じて第2−1電流制御部422を流れる電流を調整するように制御し、第2−2電流モニタ423は、第2LEDブロック420を流れる電流に応じて第2−2電流制御部424を流れる電流を制限するように動作する。なお、中間回路403及び404も、中間回路402と同様に、複数のLEDを含むLEDブロックと、LEDブロックを流れる電流を検出する2つに電流モニタと、電流モニタによって電流が制限される2つの電流制御部を有している。
Similar to the
また、LED駆動回路7は、図1に示すLED駆動回路1の第2−3電流モニタ36及び第3−2電流制御部44と同様の機能を有し、LEDブロックが直列及び/又は並列に切り換えられる場合に不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止するための、電流モニタ471と電流モニタ471によって流れる電流(第1LEDブロック410、第2LEDブロック420及び第3LEDブロック430が直列に接続された場合に、LEDブロックを流れる電流)が制限される電流制御部472を有している。
Further, the LED drive circuit 7 has the same functions as the 2-3
図19は、図18に示すLED駆動回路7のLEDブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram showing an example of the LED block switching sequence of the LED drive circuit 7 shown in FIG.
図18において、始端回路401、終端回路405及び中間回路402〜404において、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの直列及び/又は並列の切換が行われる方式は、LED駆動回路1において説明したのと同様であるので、図19を用いて、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックの切り換えシーケンスについて説明する。なお、始端回路401の第1LEDブロック410には6個、中間回路402の第2LEDブロック420には6個、中間回路403の第3LEDブロック430には12個、中間回路404の第4LEDブロック440には6個、終端回路405の第5LEDブロック450には6個のLEDがそれぞれ含まれ、直列に接続されており、LED駆動回路7に含まれるLEDの総数は36個である。
In FIG. 18, in the
例えば、時刻T0において、全波整流回路12の出力電圧が、0(ゼロ)である場合、第1LEDブロック410〜第5LEDブロック450に含まれるLEDはいずれも点灯しない。
For example, when the output voltage of the full-
第1LEDブロック410、第2LEDブロック420、第4LEDブロック440、第5LEDブロック450には、それぞれ6個のLEDが直列に接続されているので、例えば、時刻T1となって、全波整流回路12から、第1の順電圧V1(6×Vf=6×3.2=19.2(v))程度の電圧が各第1LEDブロック410、第2LEDブロック420、第4LEDブロック440、第5LEDブロック450に印加されると、各第1LEDブロック410、第2LEDブロック420、第4LEDブロック440、第5LEDブロック450に含まれるLEDが点灯する(図19(a)参照)。
Since six LEDs are connected in series to each of the
次に、例えば、時刻T2となって、全波整流回路12から、第2の順電圧V2((6+6)×3.2=38.4(v))程度の電圧が、第1LEDブロック410と第2LEDブロック420が直列に接続されたもの、第3LEDブロック430、及び第4LEDブロック440と第5LEDブロック450が直列に接続されたもの、に印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図19(b)参照)。
Next, for example, at time T <b> 2, a voltage of about the second forward voltage V <b> 2 ((6 + 6) × 3.2 = 38.4 (v)) from the full-
次に、例えば、時刻T3となって、全波整流回路12から、第3の順電圧V3((6+6+12)×3.2=76.8(v))程度の電圧が、第1LEDブロック410、第2LEDブロック420及び第3LEDブロック430が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図19(c)参照)。なお、第3の順電圧V3以上では、電流モニタ471が電流制御部472をOFF状態とし、電流制御部472を通過する電流を遮断している。
Next, for example, at time T <b> 3, a voltage of about the third forward voltage V <b> 3 ((6 + 6 + 12) × 3.2 = 76.8 (v)) from the full-
ここで、全波整流回路12から、第3の順電圧V3が第4LEDブロック440及び第5LEDブロック450が直列に接続されたものに印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第3の順電圧V3が、第4LEDブロック440及び第5LEDブロック450に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、第4−1電流制限部442における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路7では、電流モニタ471と電流制御部472が動作して、第4LEDブロック440及び第5LEDブロック450に電流が流れないように制御を行っている。
Here, even if the third forward voltage V3 is applied from the full-
次に、例えば、時刻T4となって、全波整流回路12から、第4の順電圧V4((6+6+12+6)×3.2=96.0(v))程度の電圧が、第1LEDブロック410、第2LEDブロック420、第3LEDブロック430及び第4LEDブロック440が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図19(d)参照)。第4の順電圧V4に近づくと、ダイオード483にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第4LEDブロック440に電流が流れはじめる。しかしながら、出全波整流回路12の出力電圧が充分に高くないため、第5LEDブロック450にまで電流は流れることはない。
Next, for example, at time T <b> 4, a voltage of about the fourth forward voltage V <b> 4 ((6 + 6 + 12 + 6) × 3.2 = 96.0 (v)) is output from the full-
ここで、全波整流回路12から、第4の順電圧V4が第5LEDブロック450に印加されても、そこに含まれるLEDを点灯させることが可能である。しかしながら、第4の順電圧V4が、第5LEDブロック450に含まれるLEDを点灯させると、図4(b)及び図4(d)で説明したように、電流制限部452における電力損失が発生してしまう。そこで、LED駆動回路7では、電流モニタ471と電流制御部472が動作して、第5LEDブロック450に電流が流れないように制御を行っている。
Here, even if the fourth forward voltage V4 is applied from the full-
次に、例えば、時刻T5となって、全波整流回路12から、第5の順電圧V5((6+6+12+6+6)×3.2=115.2(v))程度の電圧が第1LEDブロック410〜第5LEDブロック450が直列に接続されたものに印加されると、それぞれのLEDブロックに含まれるLEDが点灯する(図19(e)参照)。第5の順電圧V5に近づくと、ダイオード484にはそれまで逆方向バイアスがかかっていたが、順方向バイアスがかかるようになり、第5LEDブロック450に電流が流れはじめる。しかしながら、第3の順電圧V3以上では、電流モニタ471が電流制御部472をOFF状態とし、電流制御部472を通過する電流を遮断している。
Next, for example, at time T <b> 5, a voltage of about the fifth forward voltage V <b> 5 ((6 + 6 + 12 + 6 + 6) × 3.2 = 15.2 (v)) from the full-
図18に示すLED駆動回路7では、以下、全波整流回路12の出力電圧に応じて、図19(a)〜図19(e)の状態を繰り返しながら、各LEDブロックが点灯する。上述したように、LED駆動回路7では、電流モニタ471と電流制御部472によって、不均一な状態が発生して電力損失を生じるのを防止している。
In the LED drive circuit 7 shown in FIG. 18, each LED block is lit while repeating the states of FIGS. 19A to 19E in accordance with the output voltage of the full-
図20は、LED駆動回路7の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating the input power, power consumption, and power loss of the LED drive circuit 7.
図20において、実線491がLED駆動回路7における投入電力を示し、点線492がLED駆動回路7における消費電力を示し、一点鎖線493がLED駆動回路7における電力損失を示している。図20より、図18に示すLED駆動回路7における変換効率は81.9(%)である。このように、LED駆動回路7では、電流モニタ471と電流制御部472によって、所定のタイミングで第3LEDブロック430及び/又は第5LEDブロック450を消灯させているので、電力損失を抑え、LED駆動回路の変換効率を高めることが可能となった。
In FIG. 20, the
上記では、始端回路及び終端回路と、複数の中間回路を有し、各回路に異なった数のLEDを含んだLEDブロックを有するLED駆動回路1〜6について説明した。しかしながら、中間回路の個数や、各回路の含まれるLEDの個数は一例であって、上述したLED駆動回路1〜6に限定されるものではない。
In the above description, the
上述したLED駆動回路1〜6は、LED電球のようなLED照明器具、LEDをバックライトとして利用する液晶テレビ、PCの画面のバックライト用の照明器具等に利用することが可能である。
The
1、2、3、4、5、6、7 LED駆動回路
11 接続端子
12 全波整流回路
13 プラス電源
14 マイナス電源
15、16、18 逆電流防止用ダイオード
17、70 定電流ダイオード
20 始端回路
21 第1LEDブロック
22 第1電流モニタ
23 第1電流制御部
30 中間回路
31 第2LEDブロック
32 第2−1電流モニタ
33 第2−1電流制御部
34 第2−2電流モニタ
35 第2−2電流制御部
36 第2−3電流モニタ
40 終端回路
41 第3LEDブロック
42 第3電流モニタ
43 第3−1電流制御部
44 第3−2電流制御部
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Claims (8)
前記整流器に接続される第1LED群と、
前記整流器に接続される第2LED群と、
前記整流器に接続される第3LED群と、
前記第1LED群、前記第2LED群及び前記第3LED群の内の連続する2つのLED群を直列に接続させた時に、前記連続する2つのLED群を流れる電流を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記整流器から、前記第1LED群、前記第2LED群及び前記第3LED群の内の残りのLED群へ流れる電流を制限する電流制限部と、
を有することを特徴とするLED駆動回路。 A rectifier,
A first LED group connected to the rectifier;
A second LED group connected to the rectifier;
A third LED group connected to the rectifier;
A detection unit for detecting a current flowing through the two consecutive LED groups when the two consecutive LED groups of the first LED group, the second LED group, and the third LED group are connected in series;
Based on the detection result of the detection unit, a current limiting unit that limits current flowing from the rectifier to the remaining LED groups of the first LED group, the second LED group, and the third LED group;
An LED driving circuit comprising:
前記第1LED群を流れる電流を検出する第1電流検出部、及び、前記第1電流検出部で検出された電流に応じて前記第1LED群から前記マイナス電源出力に流れる電流を制御する第1電流制御部を有する第1回路と、
前記第2LED群、前記第2LED群を流れる電流を検出する第2電流検出部、前記第2電流検出部で検出された電流に応じて前記プラス電源出力から前記第2LED群に流れる電流を制御する第2電流制御部と、前記第2電流検出部で検出された電流に応じて前記第2LED群から前記マイナス電源に流れる電流を制御する第3電流制御部を有する第2回路と、
前記第3LED群と、前記第3LED群を流れる電流を検出する第3電流検出部、前記第3電流検出部で検出された電流に応じて前記プラス電源出力から前記第3LED群に流れる電流を制御する第4電流制御部を有する第3回路と、
を更に有する請求項1〜3の何れか一項に記載のLED駆動回路。 The rectifier has a positive power output and a negative power output,
A first current detecting unit for detecting a current flowing through the first LED group; and a first current for controlling a current flowing from the first LED group to the negative power source output according to the current detected by the first current detecting unit. A first circuit having a control unit;
The second LED group, a second current detection unit that detects a current flowing through the second LED group, and a current that flows from the positive power output to the second LED group according to the current detected by the second current detection unit. A second circuit having a second current control unit and a third current control unit for controlling a current flowing from the second LED group to the negative power source according to the current detected by the second current detection unit;
The third LED group, a third current detection unit for detecting a current flowing through the third LED group, and a current flowing from the positive power supply output to the third LED group according to the current detected by the third current detection unit A third circuit having a fourth current control unit,
The LED drive circuit according to claim 1, further comprising:
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