JP2013504198A - 発光ダイオード回路 - Google Patents

Abstract

第１及び第２の発光ダイオードをもつ直列に結合された第１及び第２の回路１１，１２を有する発光ダイオード回路１において、第３の回路１３は、第１の回路１１における第１の発光ダイオード及び／又は第４の回路１４における第３の発光ダイオードを制御するために第２の回路１２と並列に結合される。これは、より多くのオプション、より多くの最適化、より多くのフレキシビリティ及び／又はより多くの効率を可能にする。発光ダイオード回路１は、発光ダイオード回路１に給電するための電源２，３から供給電圧を受信する。第３の回路１３は、第３の回路１３に給電するために第２の回路１２から給電電圧を受信する。給電電圧は、第２の回路１２間に存在する電圧であり得る。第３の回路１３は、第２の回路１２における第２の発光ダイオードを更に制御し得る。前記の制御は、調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクションの目的で、発光ダイオードを流れる電流を制御することを有し得る。

Description

本発明は、発光ダイオード回路に関する。本発明は、更に、斯様な発光ダイオード回路を有するデバイスに関する。

斯様なデバイスの例は、発光ダイオードを備えたランプである。

国際公開第２００９／０１３６７５号は、発光ダイオード列が、それぞれがバイパススイッチ及び前記バイパススイッチのためのドライバをもつセグメントに分割される、電源内蔵型発光ダイオードバイパススイッチ構造を開示している。前記ドライバは、セグメントの発光ダイオードの順方向電圧から局所的に生成された供給電圧により給電される。

本発明の目的は、改良された発光ダイオード回路を提供すること、及び、改良された発光ダイオード回路を有するデバイスを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、少なくとも第１の発光ダイオードユニットを有する第１の回路と、少なくとも第２の発光ダイオードユニットを有する第２の回路と、前記第２の発光ダイオードユニットとは異なる少なくとも１つの発光ダイオードユニットを制御するための第３の回路とを有し、前記第３の回路は、前記第２の回路と並列に結合され、前記第２の回路は、前記第１の回路と直列に結合される、発光ダイオード回路が提供される。

発光ダイオード回路は、第１の発光ダイオードユニットを備えた第１の回路と、第２の発光ダイオードユニットを備えた第２の回路とを有する。第１及び第２の回路は、互いに直列に結合される。発光ダイオード回路は、第３の回路を更に有する。第３の回路は、第２の回路と並列に結合され、第２の回路の外側に配置された少なくとも１つの発光ダイオードユニットを制御する。結果として、発光ダイオード列の各セグメントに対して、及び、各セグメントの各ドライバに対して、ドライバを給電するための局所的に生成された電源を用いる必要はない。本発明の第１の態様によれば、発光ダイオード回路は、第１及び第２の回路に分割され、一の第３の回路が、多くの位置（より多くのオプション、より多くの最適化）のうち１つに配置され、他の、より多くの及び／又は全ての回路を（よりフレキシブルに、より効果的に）制御するために用いられ得る。これらは大きな改良である。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、発光ダイオード回路が、発光ダイオード回路に給電するために電源から供給電圧を受信するために設けられ、第３の回路が、第３の回路に給電するために第２の回路から給電電圧を受信するために設けられることにより規定される。電源は、交流電圧を供給するための交流電源であってもよく、直流電圧を供給するための整流装置を備えた交流電源であってもよく、直流電圧を供給するための直流電源であってもよい。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、給電電圧が、第２の回路間に存在する電圧であることにより規定される。これは、簡素で低コストの実施形態である。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第３の回路が、第２の回路の終端端子に結合された給電端子を有することにより規定される。これは、実現が容易である、簡素で低コストの実施形態である。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、少なくとも１つの発光ダイオードユニットが、第１の発光ダイオードユニット、及び／又は、発光ダイオード回路の第４の回路の第３の発光ダイオードユニットを有することにより規定される。第３の回路は、第１の回路における第１の発光ダイオードユニットを制御してもよく、及び／又は、第４の回路における第３の発光ダイオードユニットを制御してもよい。この第４の回路は、第１及び／若しくは第２の回路と直列に結合されてもよく、又は、第１の回路と並列に若しくは第１及び第２の回路等の組み合わせに結合されてもよい。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第３の回路が、少なくとも第２の発光ダイオードユニットを更に制御するために設けられることにより規定される。第３の回路は、第１の発光ダイオードユニット及び／又は第３の発光ダイオード回路を制御することに加えて、第２の回路における第２の発光ダイオードユニットを制御してもよい。これは、効果的な実施形態である。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、前記の制御が、調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクションの目的で、少なくとも１つの発光ダイオードユニットを流れる電流を制御することを有することにより規定される。電流は、少なくとも１つの発光ダイオードユニットと直列又は並列に結合された制御装置を介して制御され得る。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第３の回路が、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び／又はプロセッサを有することにより規定される。斯様な装置又は要素は、多くの場合、供給電圧よりも非常に小さい給電電圧しか必要としない。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第１の回路が、１若しくはそれ以上の更なる第１の発光ダイオードユニット及び／若しくは１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに／又は、第２の回路が、１若しくはそれ以上の更なる第２の発光ダイオードユニット及び／若しくは１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに／又は、発光ダイオード回路が、１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有することにより規定される。発光ダイオードユニットは、それぞれ、１又はそれ以上の発光ダイオードを有する。他のユニットは、発光ダイオードユニットではなく、発光ダイオードユニットと直列及び／又は並列に結合される。他のユニットは、抵抗、電源、制御装置、他の装置及び他の要素であり得る。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、発光ダイオードユニットのうち１若しくはそれ以上について、各ダイオードユニットが、逆並列発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、第３の回路が整流回路を介して第２の回路と並列に結合されるか、又は、発光ダイオードユニットのうち１若しくはそれ以上について、各ダイオードユニットが、単一方向（uni-directional）発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、第３の回路が、接続を介して第２の回路と並列に結合されることにより規定される。交流供給電圧の場合において、逆並列発光ダイオードが用いられてもよく、１つのダイオード若しくは２つのダイオード又は４つのダイオードをもつダイオードブリッジ等のような整流回路が、第２の回路間の交流電圧を、第３の回路のための直流給電電圧に変換するために用いられてもよい。直流電圧の場合において、単一方向発光ダイオードが用いられてもよく、簡素な接続が、第２の回路間の直流電圧を、直流給電電圧として第３の回路に送るために用いられてもよい。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第３の回路が、第１及び第２の回路に給電するためのコンバータの部分を形成することにより規定される。ここで、コンバータ及び第３の回路は組み合わせられ、これは、この実施形態をより高効率の実施形態にする。

一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第３の回路が、コンバータの制御の部分を形成するか、又は、この制御が、第３の回路の部分を形成することにより規定される。コンバータは、第１及び第２の回路に給電する。コンバータの制御は、第２の回路を介して給電される。この制御は、第３の回路の部分を有するか又は形成する。

本発明の第２の態様によれば、前に規定された発光ダイオード回路を有するデバイスが提供される。

本発明は、完全な自給セグメントが高価なソリューションであるという見識に基づいている。本発明は、第１及び第２の発光ダイオードユニットを備えた直列に結合された第１及び第２の回路を有する発光ダイオード回路において、第３の回路が、第２の回路と並列に結合されるとともに、第２の回路の外側に配置された少なくとも１つの発光ダイオードユニットを制御すべきであるという基本的な概念に基づいている。

本発明は、改良された発光ダイオード回路を提供するという課題を解決している。本発明は、より多くのオプション、より多くの最適化、より多くのフレキシビリティ、及び／又は、より多くの効率が可能になるという点について、更に有利である。

本発明のこれらの及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照して説明されるだろう。

第１の発光ダイオード回路を示す。 第２の発光ダイオード回路を示す。 第３の発光ダイオード回路を示す。 第４の発光ダイオード回路を示す。 第５の発光ダイオード回路を示す。

図１において、電源１６、第１の回路１１及び第２の回路１２の第１の直列接続を有し、電源１７、第４の回路１４及び第５の回路１５の第２の直列接続を有する第１の発光ダイオード回路１が示されている。第１及び第４の回路１１及び１４は、それぞれ、４つの直列発光ダイオードを有する。第２及び第５の回路１２及び１５は、それぞれ、２つの直列発光ダイオードを有する。第１及び第２の直列接続は、互いに並列に接続され、発光ダイオード回路１を給電するための直流電源２に接続される。発光ダイオード回路１は、少なくとも第１の回路１１又は第４の回路１４における少なくとも１つの発光ダイオードを制御するための第３の回路１３を更に有する。好ましくは、第３の回路１３は、少なくとも第１の回路１１若しくは第４の回路１４における各発光ダイオードを制御するか、又は、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれにおける少なくとも１つの発光ダイオードを制御する。最も好ましくは、第３の回路１３は、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれにおける各発光ダイオードを制御する。

第３の回路１３は、第３の回路１３に給電するために第２の回路１２から給電電圧を受信するように設けられる。好ましくは、この給電電圧は、第２の回路間に存在する電圧である。この理由のために、第３の回路１３は、第２の回路１２の終端端子に結合された給電端子２１，２２を備え得る。第３の回路１３は、例えば、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び／又はプロセッサ等を有する。

図１に示されるような第１の発光ダイオード回路１において、前記の制御は、例えば調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクション等の目的で、少なくとも１つの発光ダイオードを流れる電流の制御を有する。この理由のために、第３の回路１３の出力部は、電源１６，１７の入力を制御するように接続される。

実際の実装において、給電端子２１の上流の、第１の回路１１と第２の回路１２との間に電源１６を配置することが最良の選択であり得る。オプション的な第２の列において、電源１７は、第５の回路１５の下流に配置されてもよく、又は、第４の回路１４と第５の回路１５との間に配置されてもよい。

代わりに、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれは、任意の種類の直列及び／又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有してもよい。最低限の状況においては、第１及び第２の回路１１，１２だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び／又は並列接続における第１，第２，第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５に追加される第６の回路は、除外されてはならない。双方の電源１６，１７は、一の電源に組み合わせられてもよく、及び／又は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の直列制御装置に置換されてもよい。

図２において、電源１６，１７が抵抗１８，１９に置換され、第２及び第５の回路１２，１５が２つの発光ダイオードと直列に接続された電源３１，３２をもち、第３の回路１３により制御される点のみについて、図１に示されたものと異なる第２の発光ダイオード回路１が示されている。

図３において、第１及び第４の回路１１，１４が、ぞれぞれ、２つの直列発光ダイオードを有し、第１（第２，第４、第５）の回路１１（１２，１４，１５）において、２つの直列発光ダイオードがトランジスタ４３（４１，４４，４２）を介してブリッジされ得る点のみについて、図２に示されたものと異なる第３の発光ダイオード回路１が示されている。トランジスタ４１〜４４は、第３の回路１３により制御される。この理由のために、第３の回路１３の出力は、これらのトランジスタ４１〜４４の電極を制御するように接続される。

代わりに、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれは、任意の種類の直列及び／又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有し得る。最低限の状況において、回路毎に１つだけのトランジスタが存在してもよい。より高度な状況において、１よりも多いトランジスタが、回路毎に存在してもよい。最大限の状況において、発光ダイオード毎のトランジスタが用いられてもよい。電源３１，３２は、第３の回路１３により同様に制御されてもよい。示されていない、例えば任意の種類の直列及び／又は並列接続における第１，第２，第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５に追加される第６の回路は、除外されてはならない。双方の電源３１，３２は、一の電源に組み合わせられてもよく、及び／又は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の直列制御装置に置換されてもよい。各トランジスタ４１〜４４は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の並列制御装置に置換されてもよい。

図４において、抵抗１８、第１の回路１１、第２の回路１２及び第１の直列制御装置３３の第１の直列接続を有し、抵抗１９、第４の回路１４、第５の回路１５及び第２の直列制御装置３４の第２の直列接続を有する、第４の発光ダイオード回路１が示されている。第１及び第４の回路１１，１４は、それぞれ、逆並列発光ダイオードの４つの組、又は、４つの直列発光ダイオードをそれぞれもつ２つの逆並列ストリングスを有する。第２及び第５の回路１２，１５は、それぞれ、逆並列発光ダイオードの２つの組、又は、２つの直列発光ダイオードをそれぞれもつ２つの逆並列ストリングスを有する。第１及び第２の直列接続は、互いに並列に接続され、発光ダイオード回路１に給電するために交流電源３に接続される。発光ダイオード回路１は、少なくとも第１の回路１１又は第４の回路１４を制御するための第３の回路１３を更に有する。好ましくは、第３の回路１３は、少なくとも第１の回路１１又は第４の回路１４における各発光ダイオードを制御するか、又は、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれにおける少なくとも１つの発光ダイオードを制御する。最も好ましくは、第３の回路１３は、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５における各発光ダイオードを制御する。

第３の回路１３は、第３の回路１３に給電するために第２の回路１２から給電電圧を受信するために設けられる。好ましくは、この給電電圧は、第２の回路１２間に存在する電圧である。この理由のために、第３の回路１３は、整流回路３５を介して第２の回路１２の上流側端子に結合された給電端子２１を備え、第２の回路１２の下流側端子に結合された給電端子２２を備える。第３の回路１３は、例えば、多くの場合直流電圧を必要とする、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び／又はプロセッサ等を有する。整流回路３５はダイオードであり得る。代わりに、２つのダイオード、又は、４つのダイオードをもつダイオードブリッジが用いられてもよい。更に代わりに、整流回路３５は、第３の回路１３に転換されてもよい。

図４に示されたような第４の発光ダイオード回路１において、前記の制御は、例えば、調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクション等の目的で、少なくとも１つの発光ダイオードを流れる電流の制御を有する。この理由のために、第３の回路１３の出力部は、直列制御装置３３，３４の入力を制御するように接続される。

代わりに、第１、第２、第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５のそれぞれは、任意の種類の直列及び／又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有し得る。最低限の状況においては、第１及び第２の回路１１，１２だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び／又は並列接続における第１，第２，第４及び第５の回路１１，１２，１４，１５に追加される第６の回路は、除外されてはならない。双方の直列制御装置３３，３４は、一の直列制御装置に組み合わせられてもよく、並びに／又は、前述された並列制御装置等と置換され及び／若しくは拡張されてもよい。双方の直列制御装置３３，３４は、抵抗１８，１９を置換してもよく、これらの抵抗１８，１９の近くに配置されてもよい。

図５において、整流装置３７、コンバータ３８並びに第１及び第２の回路１１，１２を有する第５の発光ダイオード回路１が示されている。整流装置３７の入力部は、交流電源３の出力部に結合され、整流装置３７の出力部は、コンバータ３８の入力部に結合され、コンバータ３８の出力部は、第１及び第２の回路１１及び１２の直列接続の終端端子に結合される。第１及び第２の回路１１，１２のそれぞれは、１又はそれ以上の発光ダイオードを有する。第１の回路１１と第２の回路１２との間の中間端子は、例えばダイオード３６を介して、ここではコンバータ３８の部分を形成する第３の回路１３に結合される。代わりに、このダイオード３６は、コンバータ３８及び／又は第３の回路１３に転換されてもよい。更に代わりに、このダイオード３６は、１若しくはそれ以上の他の素子若しくは接続に置換されてもよく、及び／又は、１若しくはそれ以上の素子により拡張されてもよい。

第２の回路１２から得られた電圧は、これまで用いられてきたより高価であまり効率的ではないソリューションを置き換えるために、コンバータ３８の制御を出力するために用いられる。第３の回路１３は、コンバータ３８の制御の部分を形成するか、又は、この制御が、第３の回路１３の部分を形成する。

図５における第１及び第２の回路１１，１２のそれぞれは、任意の種類の直列及び／又は並列接続において任意の数の発光ダイオードを有してもよい。最低限の状況においては、第１及び第２の回路１１，１２だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び／又は並列接続における前述されたような第１及び第２の回路１１，１２に追加される第４の回路は、除外されてはならない。コンバータ３８は、任意の種類のコンバータであり得る。

如何なる実施形態においても、キャパシタが、直流電源２からの直流供給電圧を平滑化するため、及び、第２の回路２から第３の回路３に供給された給電電圧を平滑化するために追加されてもよい。直流電源２は、バッテリ等であってもよく、又は、図５に示されたような交流電源３及び整流装置３７の組み合わせであってもよい。

要約すると、第１及び第２の発光ダイオードをもつ直列に結合された第１及び第２の回路１１，１２を有する発光ダイオード回路１において、第３の回路１３は、第１の回路１１における第１の発光ダイオード及び／又は第４の回路１４における第３の発光ダイオードを制御するために第２の回路１２と並列に結合される。これは、より多くのオプション、より多くの最適化、より多くのフレキシビリティ及び／又はより多くの効率を可能にする。発光ダイオード回路１は、発光ダイオード回路１に給電するための電源２，３から供給電圧を受信する。第３の回路１３は、第３の回路１３に給電するために第２の回路１２から給電電圧を受信する。給電電圧は、第２の回路１２間に存在する電圧であり得る。第３の回路１３は、第２の回路１２における第２の発光ダイオードを更に制御し得る。前記の制御は、調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクションの目的で、発光ダイオードを流れる電流を制御することを有し得る。

本発明は、図面及び前述した説明において詳細に示され説明された一方で、斯様な図示及び説明は、例示又は単なる例であり、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。例えば、異なって開示された実施形態の異なる部分が新たな実施形態に組み合わせられる実施形態において本発明を動作させることが可能である。

開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解され実施され得る。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。

Claims (13)

1. 少なくとも第１の発光ダイオードユニットを有する第１の回路と、
   少なくとも第２の発光ダイオードユニットを有する第２の回路と、
   前記第２の発光ダイオードユニットとは異なる少なくとも１つの発光ダイオードユニットを制御するための第３の回路とを有し、
   前記第３の回路は、前記第２の回路と並列に結合され、前記第２の回路は、前記第１の回路と直列に結合される、発光ダイオード回路。
2. 当該発光ダイオード回路は、当該発光ダイオード回路に給電するために電源から供給電圧を受信するために設けられ、前記第３の回路は、前記第３の回路に給電するために前記第２の回路から給電電圧を受信するために設けられる、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
3. 前記給電電圧は、前記第２の回路間に存在する電圧である、請求項２に記載の発光ダイオード回路。
4. 前記第３の回路は、前記第２の回路の終端端子に結合された給電端子を有する、請求項３に記載の発光ダイオード回路。
5. 前記少なくとも１つの発光ダイオードユニットは、前記第１の発光ダイオードユニット、及び／又は、当該発光ダイオード回路の第４の回路の第３の発光ダイオードユニットを有する、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
6. 前記第３の回路は、少なくとも前記第２の発光ダイオードユニットを更に制御するために設けられる、請求項５に記載の発光ダイオード回路。
7. 前記の制御は、調光、フリッカー抑制、色制御及び／又は温度プロテクションの目的で、前記少なくとも１つの発光ダイオードユニットを流れる電流を制御することを有する、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
8. 前記第３の回路は、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び／又はプロセッサを有する、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
9. 前記第１の回路は、１若しくはそれ以上の更なる第１の発光ダイオードユニット及び／若しくは１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに／又は、前記第２の回路が、１若しくはそれ以上の更なる第２の発光ダイオードユニット及び／若しくは１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに／又は、当該発光ダイオード回路が、１若しくはそれ以上の他のユニットを更に有する、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
10. 各ダイオードユニットは、逆並列発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、前記第３の回路が整流回路を介して前記第２の回路と並列に結合されるか、又は、発光ダイオードユニットのうち１若しくはそれ以上が、それぞれ、単一方向発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、前記第３の回路が、接続を介して前記第２の回路と並列に結合される、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
11. 前記第３の回路は、前記第１及び第２の回路に給電するためのコンバータの部分を形成する、請求項１に記載の発光ダイオード回路。
12. 前記第３の回路は、前記コンバータの制御の部分を形成するか、又は、この制御が、前記第３の回路の部分を形成する、請求項１１に記載の発光ダイオード回路。
13. 請求項１に記載の発光ダイオード回路を有する、デバイス。

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