JP2014096576A - LED Drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED駆動回路に関し、特に定電流回路を複数備えたLED駆動回路に関する。 The present invention relates to an LED driving circuit, and more particularly to an LED driving circuit including a plurality of constant current circuits.
商用交流電源を利用し、交流電圧を脈流に整流して発光ダイオード(以下、「LED」という。)を発光させる照明装置が知られている(例えば、特許文献1)。図1に従来のLED駆動回路の構成を示す。従来のLED駆動回路1001は、交流電源107から入力される交流電圧を脈流に変換するダイオードを用いたブリッジ整流回路105と、ヒューズ106と、LED回路10aと、を備えており、LED回路10aにはブリッジ整流回路105から出力される脈流が入力される。
There is known an illumination device that uses a commercial AC power source to rectify an AC voltage into a pulsating flow to emit light from a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) (for example, Patent Document 1). FIG. 1 shows a configuration of a conventional LED driving circuit. A conventional
LED回路10aは複数のLEDを直列接続したLED列1011及び定電流回路100aを有する。LED列1011は、例えばLEDが80個直列に接続された構成を有する。個々のLEDには順方向電圧Vfと称する閾値があり、閾値電圧Vf以上の電圧が印加されるとLEDに電流が流れ発光する。閾値電圧Vfは約3[V]である。
The
定電流回路100aは、デプレッション型のn型MOS電界効果トランジスタ(以下、単に「FET」という。)1021と、ゲート保護用抵抗1031と、電流検出用抵抗1041と、を有する。ゲート保護用抵抗1031はサージからFET1021のゲートを保護するための保護抵抗である。電流検出用抵抗1041は電流を検出するための抵抗であって、電流検出用抵抗1041を流れる電流が一定になるようFET1021にフィードバックが掛かる。
The constant
LEDを用いた照明装置は家庭やオフィスで使用されることを想定して、電力線が雷等の外乱(雷サージ)を受けた場合の影響を見極めるための試験(IEC 61000−4−5)が行われている。そこで、従来のLEDを用いた照明装置について雷サージの影響について検討する。 Assuming that lighting devices using LEDs are used in homes and offices, there is a test (IEC 61000-4-5) to determine the effects when power lines are subjected to lightning disturbances (lightning surges). Has been done. Then, the influence of a lightning surge is examined about the illuminating device using conventional LED.
商用交流電源107として230[V]の交流電源を使用し、サージ電圧の大きさを1[kV]とすると、脈流の最大値約300[V]を加えた1.3[kV]がLED回路10aに印加される。LEDの閾値電圧を3[V]とすると、80個のLED列1011における電圧降下は240[V]となる。この場合、FET1021には約1[kV]の電圧が印加されることとなる。FET1021として耐圧600[V]のFETを用いた場合には、耐圧を超えた電圧がFET1021に印加されてブレークダウンを起こし、その結果、LED列1011に瞬間的に数[A]が流れることによりLED列1011を構成する個々のLEDが破壊されることとなる。
When a 230 [V] AC power supply is used as the commercial
一方、高電圧から電子機器を保護するための部品としてバリスタが知られている。そこで、バリスタを用いた場合におけるサージ電圧の影響について検討する。図2に、バリスタを備えた従来のLED駆動回路を示す。バリスタ208は、ブリッジ整流回路205と並列に接続されている。上記と同様の条件の場合、サージ耐圧1[kV]のバリスタ208を用いることにより、LED回路20aに印加される電圧が緩和されるため、LED列2011や、FET2021の破壊を避けることができる。しかしながら、バリスタ208に一定以上の電圧が印加されると100[A]以上の大電流が流れる場合がある。
On the other hand, a varistor is known as a component for protecting an electronic device from a high voltage. Therefore, the effect of surge voltage when using a varistor is examined. FIG. 2 shows a conventional LED driving circuit including a varistor. The
しかしながら、LED駆動回路1002に設けられたヒューズ206は、溶断するまでの期間に流れる電流の平均値が数[A]〜数十[A]であるときに切れることが望ましい。しかしながら、バリスタ208を機能させるため、瞬間的にヒューズ206に100[A]以上の電流が流れてもヒューズ206が切れないようヒューズ206を設定することは難しいという課題がある。
However, it is desirable that the
また、バリスタがONする電圧はバリスタに流れる電流と共に増加する。このため、サージ電流が大きい場合、バリスタは充分にサージ電圧を低下させることができない場合があり、このとき負荷回路であるLED回路20aが破壊されるという問題がある。
The voltage at which the varistor is turned on increases with the current flowing through the varistor. For this reason, when the surge current is large, the varistor may not be able to sufficiently reduce the surge voltage. At this time, there is a problem that the
さらに、バリスタには数回から10回程度のインパルス寿命がある。バリスタには過電流保護が必須であり、中途半端に大きな電圧が掛かった場合に温度の上昇を防ぐ加熱保護が電源側に必要になってくるという問題がある。 Furthermore, the varistor has an impulse life of several to 10 times. Overcurrent protection is indispensable for varistors, and there is a problem that heating protection is required on the power supply side to prevent temperature rise when a large voltage is applied halfway.
本発明の実施例に係るLED駆動回路は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路と、ブリッジ整流回路の出力側に接続されたLED列と、LED列に直列接続された第1の定電流回路と、ブリッジ整流回路とLED列との間に直列接続され、且つ、第1の定電流回路に流れる通常の電流値以上に設定されている電流設定値を有する、第2の定電流回路と、を有することを特徴とする。 An LED driving circuit according to an embodiment of the present invention includes a bridge rectifier circuit that converts an AC voltage into a pulsating current and outputs the LED, an LED string connected to the output side of the bridge rectifier circuit, and a first LED connected in series to the LED string. A second constant current circuit, a current setting value that is connected in series between the bridge rectifier circuit and the LED string, and has a current setting value that is set to be equal to or higher than a normal current value that flows through the first constant current circuit; And a constant current circuit.
本発明の実施例に係るLED駆動回路において、第2の定電流回路は、デプレッション型のFETを含むことが好ましい。 In the LED drive circuit according to the embodiment of the present invention, the second constant current circuit preferably includes a depletion type FET.
本発明の他の実施例に係るLED駆動回路は、ブリッジ整流回路の交流電圧の入力端子にバリスタをさらに備えていることが好ましい。 The LED driving circuit according to another embodiment of the present invention preferably further includes a varistor at the input terminal of the AC voltage of the bridge rectifier circuit.
本発明のさらに他の実施例に係るLED駆動回路において、LED列及び第1の定電流回路は、複数のLED列及び複数の第1の定電流回路が並列接続された多段構成とされていてもよい。 In the LED driving circuit according to still another embodiment of the present invention, the LED array and the first constant current circuit are configured in a multi-stage configuration in which a plurality of LED arrays and a plurality of first constant current circuits are connected in parallel. Also good.
本発明の他の実施例に係るLED駆動回路において、第2の定電流回路は、ブリッジ整流回路のグランド側に接続されていてもよい。 In the LED drive circuit according to another embodiment of the present invention, the second constant current circuit may be connected to the ground side of the bridge rectifier circuit.
本発明のさらに他の実施例に係るLED駆動回路において、第2の定電流回路は、直列接続した複数の定電流回路を含むことが好ましい。 In the LED drive circuit according to still another embodiment of the present invention, the second constant current circuit preferably includes a plurality of constant current circuits connected in series.
本発明のさらに他の実施例に係るLED駆動回路において、第2の定電流回路は、LED列及び第1の定電流回路の少なくとも一方と同一の基板上に設けられていることが好ましい。 In the LED drive circuit according to still another embodiment of the present invention, it is preferable that the second constant current circuit is provided on the same substrate as at least one of the LED array and the first constant current circuit.
本発明のさらに他の実施例に係るLED駆動回路において、第1の定電流回路がデプレッション型のFETを含み、FETのゲート保護用抵抗を備えることが好ましい。 In an LED drive circuit according to still another embodiment of the present invention, it is preferable that the first constant current circuit includes a depletion type FET and includes a FET gate protection resistor.
LED駆動回路にサージ電圧が印加され、一方の定電流回路のブレークダウンのごく初期的な段階において他方の定電流回路が電流制限するため、一方の定電流回路のブレークダウンに伴うFETの破壊を抑制することができる。この結果、2つの定電流回路の耐圧とLED列の順方向電圧降下量の和となるまでブレークダウンに伴うFETの破壊が起こらず、LED駆動回路全体に大きな電流が流れることを防止することができる。 A surge voltage is applied to the LED drive circuit, and the other constant current circuit limits the current at the very early stage of the breakdown of one constant current circuit. Can be suppressed. As a result, the FET does not break down due to breakdown until the sum of the withstand voltage of the two constant current circuits and the forward voltage drop amount of the LED string, and it is possible to prevent a large current from flowing through the entire LED driving circuit. it can.
また、回路基板にLED列とその駆動回路を同一面に実装する場合、追加する定電流回路が駆動回路に含まれる部品と同じ若しくは類似するので、定電流回路も回路基板に実装することができる。その結果、扱い易い回路付きLEDモジュールを得ることができる。 In addition, when the LED array and its driving circuit are mounted on the same surface on the circuit board, the constant current circuit to be added is the same as or similar to the components included in the driving circuit, so the constant current circuit can also be mounted on the circuit board. . As a result, an LED module with a circuit that is easy to handle can be obtained.
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。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、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.
[実施例1]
まず、本発明の実施例1に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図3は、本発明の実施例1に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例1に係るLED駆動回路101は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路15と、ブリッジ整流回路15の出力側に接続されたLED列11と、LED列11に直列接続された第1の定電流回路19と、を備え、ブリッジ整流回路15とLED列11との間に直列接続された第2の定電流回路10xをさらに有する、ことを特徴とする。
[Example 1]
First, an LED drive circuit according to Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of the LED drive circuit according to the first embodiment of the present invention. The
LED駆動回路101は、商用の交流電源17に接続され、ヒューズ16を介してブリッジ整流回路15に交流電圧が入力される。
The
ブリッジ整流回路15は、4個のダイオードからなるダイオードブリッジを構成する。ダイオードブリッジの交流入力側に商用の交流電源17が接続され、交流電圧を脈流に変換して出力する。ブリッジ整流回路15の電流流出側の端子Aは第2の定電流回路10xのFET10と接続され、電流流入側の端子Bは第1の定電流回路19のゲート保護用抵抗13及び電流検出用抵抗14と接続されている。
The
LED列11は、ブリッジ整流回路15の出力側に接続されている。LED列11は、例えば80個のLEDが直列接続されている。LED列11を構成する個々のLEDの閾値電圧Vfは約3[V]であるため、80個のLEDが接続されたLED列11に全体に240[V]の電圧が印加されたときにLED列11が発光する。
The LED string 11 is connected to the output side of the
第1の定電流回路19は、LED列11に直列接続されている。第1の定電流回路19は、デプレッション型のn型MOS電界効果トランジスタ(以下、単に「FET」という)12と、ゲート保護用抵抗13と、電流検出用抵抗14と、を有する。ゲート保護用抵抗13はサージからFET12のゲートを保護するための保護抵抗である。電流検出用抵抗14は電流を検出するための抵抗であって、電流検出用抵抗14に流れる電流が一定になるようFET12にフィードバックが掛かる。FET12として、例えばドレイン−ソース間が600[V]の耐圧を有するFETを用いることができる。
The first constant
第2の定電流回路10xは、ブリッジ整流回路15とLED列11との間に直列接続されている。第2の定電流回路10xは、FET10を備えている。FET10として、例えば600[V]の耐圧を有するFETを用いることができる。第2の定電流回路10xの電流設定値は、第1の定電流回路19に流れる通常の電流値以上で、且つ、FET12を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。ここで、「通常の電流値」とは、FET12がブレークダウンを起こさずに動作することが可能な電流値をいう。また、第2の定電流回路10xは、デプレッション型のFETを含むことが好ましい。
The second constant
本発明の実施例1に係るLED駆動回路101によれば、サージ電圧が入力された場合に、第1の定電流回路19がブレークダウンし過電流が流れそうになっても第2の定電流回路10xが電流を制限する。このため、第1の定電流回路19のブレークダウンに伴うFET破壊を抑制することができる。この結果、第1の定電流回路19と第2の定電流回路10xの耐圧とLED列11の順方向電圧降下量の和となるまでブレークダウンに伴うFET破壊が起こらず、回路全体に大きな電流が流れることを防止することができる。一例としてLED列11に印加される電圧240[V]と、第1の定電流回路19のFET12の耐圧600[V]と、第2の定電流回路10xのFET10の耐圧600[V]とを合計した1440[V]の耐圧を得ることができる。従って、交流電源17として230[V]の交流電圧を利用した場合、脈流のピーク電圧300[V]にサージ電圧1[kV]が印加されてもブレークダウンに伴うFET破壊を抑制することができる。
According to the
さらに、サージ対策として、従来のバリスタに代えてFETを用いることによって、COB(Chip On Board)構造において被覆用の樹脂にベアーチップのFETを埋め込むことができるため、省スペース化を実現することができる。 Further, as a countermeasure against surges, by using an FET instead of a conventional varistor, it is possible to embed a bare chip FET in a coating resin in a COB (Chip On Board) structure, thereby realizing space saving. it can.
また、ヒューズにバリスタ電流が流れなくなるため、ヒューズの設定が容易となり、速断タイプのヒューズを使用することができる。 In addition, since the varistor current does not flow through the fuse, it is easy to set the fuse, and a fast-acting type fuse can be used.
[実施例2]
次に、本発明の実施例2に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図4は、本発明の実施例2に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例2に係るLED駆動回路102が、実施例1に係るLED駆動回路101と異なっている点は、ブリッジ整流回路25の交流電圧の入力端子にバリスタ28をさらに備えている点である。他の構成は実施例1に係るLED駆動回路101の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
[Example 2]
Next, an LED drive circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of an LED drive circuit according to the second embodiment of the present invention. The
本発明の実施例2に係るLED駆動回路102は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路25と、ブリッジ整流回路25の出力側に接続されたLED列21と、LED列21に直列接続された第1の定電流回路29と、を備え、ブリッジ整流回路25とLED列21との間に直列接続された第2の定電流回路20xをさらに有し、これに加えてバリスタ28をさらに備えている。第2の定電流回路20xの電流設定値は、第1の定電流回路29に流れる通常の電流値以上で、且つ、FET22を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
The
本発明の実施例2に係るLED駆動回路によれば、第2の定電流回路20xに加えてバリスタを付加することにより、実施例1に係るLED駆動回路に比べてより大きなサージ電圧が印加されてもFET10、20のブレークダウンを抑制することができ、動作をより安定化させることができる。
According to the LED drive circuit according to the second embodiment of the present invention, by adding a varistor in addition to the second constant
[実施例3]
次に、本発明の実施例3に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図5は、本発明の実施例3に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例3に係るLED駆動回路103が、実施例1に係るLED駆動回路101と異なっている点は、LED列及び第1の定電流回路は、複数のLED列311〜314及び複数の第1の定電流回路30a〜30dが並列接続された多段構成とされている点である。
[Example 3]
Next, an LED drive circuit according to
図3に示すように実施例1に係るLED駆動回路101のLED回路1は1段のみの構成となっているのに対して、実施例3に係るLED駆動回路103のLED回路は3a〜3dからなる4段構成となっている。この多段構成のLED駆動回路の動作について簡単に説明する。
As shown in FIG. 3, the
LED列を駆動する電圧として脈流を用いた場合、LED列に印加される電圧は0[V]からピーク電圧まで周期的に変動する。230[V]の交流電源を用いた場合にはピーク電圧は約320[V]である。LED列に印加される電圧はピーク電圧より低い電圧に設定される。LEDの閾値電圧は約3[V]であるため、例えばLED列はLEDを80個直列接続した構成とすることができる。この場合、LED列に印加される電圧がLED列の閾値電圧の合計値240[V]以下ではLED列は発光しないため、LED列が発光する期間が短く効率が悪いという問題がある。そこで、LED列を駆動するためのLED回路を多段構成とすることが考えられる。 When a pulsating current is used as a voltage for driving the LED array, the voltage applied to the LED array periodically varies from 0 [V] to the peak voltage. When an AC power supply of 230 [V] is used, the peak voltage is about 320 [V]. The voltage applied to the LED string is set to a voltage lower than the peak voltage. Since the threshold voltage of the LED is about 3 [V], for example, the LED array can be configured by connecting 80 LEDs in series. In this case, when the voltage applied to the LED array is equal to or lower than the total threshold voltage 240 [V] of the LED array, the LED array does not emit light. In view of this, it is conceivable that the LED circuit for driving the LED array has a multi-stage configuration.
図5に示したLED駆動回路103においては、LED回路を3a〜3dの4段構成としている。例えば80個のLEDを直列接続したLED列を駆動する1段のLED回路を4段構成とした場合、LED列311〜314は、20個のLEDを直列接続した構成とすることができる。この場合、脈流電圧が60[V]を超えるまではどのLED列も点灯しないが、脈流電圧が約60[V]を越えると第1の定電流回路30aのFET321のみが導通し、FET322〜324は非導通状態であるため、LED列311のみに60[V]が印加され発光する。さらに脈流電圧が増加し、約120[V]を超えると、1段目のLED回路3aを構成する第1の定電流回路30aの電流検出用抵抗341の電圧降下が大きくなりFET321が遮断し、2段目のLED回路3bを構成する第2の定電流回路30bのFET322のみが導通し、FET323、324は非導通状態のままである。その結果、脈流電圧がLED列311及び312に印加され、これらが発光する。以下同様にして、脈流電圧の増加に伴って、LED列313及び314が追加的に発光するため、LED列311〜314は脈流電圧約60[V]以上で発光を開始することとなり、効率を高めることができるというものである。
In the
上記のようにLED回路を多段構成とした場合には、各LED回路に含まれるLED列のLEDの個数は1段構成の場合に比べて少なくなる。例えば、上記のように80個のLEDを直列接続したLED列を有する1段構成のLED回路を4段構成とした場合、各LED回路に含まれるLED列のLEDの個数を均等に4等分すればLED列に含まれるLEDの数は20個である。この場合、1段目のLED回路3aのみが導通している場合を考えると、LED列311における電圧降下は約60[V]となり、多段構成とした場合には1段構成の場合に比べて第1の定電流回路30aに印加される電圧は大きくなり、より大きな耐圧が求められることとなる。
When the LED circuit has a multi-stage configuration as described above, the number of LEDs in the LED array included in each LED circuit is smaller than that in the single-stage configuration. For example, when a single-stage LED circuit having an LED array in which 80 LEDs are connected in series as described above has a four-stage configuration, the number of LEDs in the LED array included in each LED circuit is equally divided into four equal parts. In this case, the number of LEDs included in the LED array is 20. In this case, considering the case where only the first-
本発明の実施例3に係るLED駆動回路103においては、LED回路を多段構成とし、ブリッジ整流回路35とLED列311〜314との間に直列接続された第2の定電流回路30xをさらに有している。その結果、実施例1の場合と同様に、第2の定電流回路30xのFET30の耐圧の分だけLED駆動回路103の耐圧を改善することができる。例えば、第1の定電流回路30aのFET321の耐圧を600[V]、第2の定電流回路30xのFET30の耐圧を600[V]とすれば、LED列311のみが点灯する最も厳しい条件においても1260[V]の耐圧を得ることができる。第2の定電流回路30xの電流設定値は、第1の定電流回路30a〜30dに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET321〜324を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
In the
従って、本発明の実施例3に係るLED駆動回路によれば、LED回路を多段構成とすることによって、各LED回路に含まれるLED列の電圧降下が低下しても、第2の定電流回路を付加することによって大きな耐圧を得ることができる。 Therefore, according to the LED drive circuit according to the third embodiment of the present invention, the second constant current circuit can be realized even if the voltage drop of the LED array included in each LED circuit is reduced by configuring the LED circuit in a multistage configuration. A large breakdown voltage can be obtained by adding.
[実施例4]
次に、本発明の実施例4に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図6は、本発明の実施例4に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例4に係るLED駆動回路104が、実施例3に係るLED駆動回路103と異なっている点は、ブリッジ整流回路45の交流電圧の入力端子にバリスタ48をさらに備えている点である。他の構成は実施例3に係るLED駆動回路103の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
[Example 4]
Next, an LED drive circuit according to
本発明の実施例4に係るLED駆動回路104は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路45と、ブリッジ整流回路45の出力側に接続されたLED列411〜414と、LED列411〜414にそれぞれ直列接続された第1の定電流回路40a〜40dと、を備え、ブリッジ整流回路45とLED列411との間に直列接続された第2の定電流回路40xをさらに有し、これに加えてバリスタ48をさらに備えている。第2の定電流回路40xの電流設定値は、第1の定電流回路40a〜40dに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET421〜424を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
The
本発明の実施例4に係るLED駆動回路によれば、第2の定電流回路40xに加えてバリスタを付加することにより、実施例3に係るLED駆動回路に比べてより大きなサージ電圧が印加されてもFET421〜424及び40のブレークダウンを抑制することができ、動作をより安定化させることができる。
According to the LED drive circuit according to the fourth embodiment of the present invention, by adding a varistor in addition to the second constant
[実施例5]
次に、本発明の実施例5に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図7は、本発明の実施例5に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例5に係るLED駆動回路105が、実施例3に係るLED駆動回路103と異なっている点は、第2の定電流回路50xが、ブリッジ整流回路55のグランド側に接続されている点である。その他の構成は実施例3に係るLED駆動回路103の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
[Example 5]
Next, an LED drive circuit according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of an LED drive circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The
本発明の実施例5に係るLED駆動回路105は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路55と、ブリッジ整流回路55の出力側に接続されたLED列511〜514と、LED列511〜514にそれぞれ直列接続された第1の定電流回路50a〜50dと、を備え、ブリッジ整流回路55のグランド側に接続された第2の定電流回路50xをさらに備えている。第2の定電流回路50xをブリッジ整流回路55のグランド側に接続した場合には、FET50のゲートの保護のためにゲート保護用抵抗59を設ける。第2の定電流回路50xの電流設定値は、第1の定電流回路50a〜50dに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET521〜524を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
The
本発明の実施例5に係るLED駆動回路105においては、LED回路を多段構成とし、ブリッジ整流回路55と第1の定電流回路50a〜50dとの間に直列接続された第2の定電流回路50xをさらに有している。その結果、実施例3の場合と同様に、第2の定電流回路50xのFET50の耐圧の分だけLED駆動回路105の耐圧を改善することができる。例えば、第1の定電流回路50aのFET521の耐圧を600[V]、第2の定電流回路50xのFET50の耐圧を600[V]とすれば、LED列511のみが点灯する最も厳しい条件においても1260[V]の耐圧を得ることができる。
In the
従って、本発明の実施例5に係るLED駆動回路によれば、LED回路を多段構成とすることによって、各LED回路に含まれるLED列の電圧降下が低下しても、第2の定電流回路を付加することによって大きな耐圧を得ることができる。 Therefore, according to the LED drive circuit according to the fifth embodiment of the present invention, the second constant current circuit can be provided even if the voltage drop of the LED array included in each LED circuit is reduced by using the multi-stage LED circuit. A large breakdown voltage can be obtained by adding.
[実施例6]
次に、本発明の実施例6に係るLED駆動回路について図面を用いて説明する。図8は、本発明の実施例6に係るLED駆動回路の構成図である。本発明の実施例6に係るLED駆動回路106が、実施例3に係るLED駆動回路103と異なっている点は、第2の定電流回路は直列接続した複数の定電流回路60x、60yを含む点である。その他の構成は実施例3に係るLED駆動回路103の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
[Example 6]
Next, an LED drive circuit according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram of an LED drive circuit according to Embodiment 6 of the present invention. The
本発明の実施例6に係るLED駆動回路106は、交流電圧を脈流に変換して出力するブリッジ整流回路65と、ブリッジ整流回路65の出力側に接続されたLED列611〜614と、LED列611〜614にそれぞれ直列接続された第1の定電流回路60a〜60dと、を備え、ブリッジ整流回路65とLED列611との間に直列接続された複数の定電流回路60x、60yをさらに備えている。複数の定電流回路60x、60yの電流設定値は、第1の定電流回路60a〜60dに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET621〜624を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
The
本発明の実施例6に係るLED駆動回路106においては、LED回路を多段構成とし、ブリッジ整流回路65とLED列611〜614との間に直列接続された2つの第2の定電流回路60x及び60yをさらに有している。その結果、実施例3の場合と同様に、第2の定電流回路60x及び60yのFET601及び602の耐圧の分だけLED駆動回路106の耐圧を改善することができる。例えば、第1の定電流回路60aのFET621の耐圧を600[V]、第2の定電流回路60xのFET601及び第2の定電流回路60yのFET602の耐圧を600[V]とすれば、LED列611のみが点灯する最も厳しい条件においても1860[V]の耐圧を得ることができる。
In the
また、一般的には付加する第2の定電流回路の個数は以下のようにして算出することができる。まず、サージ電圧及び脈流のピーク電圧から所望の全耐圧を算出する。次にLED列に含まれるLEDの直列数を決め、全耐圧から、LEDの直列数にLEDの電圧降下分を乗算した値を引いた結果をFETの耐圧と比較することによって第2の定電流回路の個数が求められる。 In general, the number of second constant current circuits to be added can be calculated as follows. First, the desired total withstand voltage is calculated from the surge voltage and the peak voltage of the pulsating current. Next, the second constant current is determined by determining the series number of LEDs included in the LED string and comparing the result obtained by subtracting the value obtained by multiplying the series number of LEDs by the voltage drop of the LED from the total breakdown voltage with the breakdown voltage of the FET. The number of circuits is determined.
以上のように、本発明の実施例6に係るLED駆動回路によれば、LED回路を多段構成とすることによって、各LED回路に含まれるLED列の電圧降下量が低下しても、複数の第2の定電流回路を付加することによって大きな耐圧を得ることができる。本実施例では第2の定電流回路として、定電流回路を2つ直列接続した例を示したが、これには限られず3つ以上の定電流回路を直列接続するようにしてもよい。 As described above, according to the LED drive circuit according to the sixth embodiment of the present invention, even if the LED circuit includes a multi-stage configuration, even when the voltage drop amount of the LED array included in each LED circuit is reduced, a plurality of LED circuits are provided. A large breakdown voltage can be obtained by adding the second constant current circuit. In this embodiment, an example in which two constant current circuits are connected in series as the second constant current circuit is shown, but the present invention is not limited to this, and three or more constant current circuits may be connected in series.
以上説明したように、本発明のLED駆動回路においてはサージ対策としてバリスタの代わりにあるいはバリスタに加えてFETを備えた第2の定電流回路を設けている。第2の定電流回路は、FETを構成要素としているため、LED列及び第1の定電流回路の少なくとも一方と同一の基板上に設けることができる。以下では第2の定電流回路をCOBに実装する例について説明する。 As described above, the LED drive circuit of the present invention is provided with the second constant current circuit including the FET instead of the varistor or in addition to the varistor as a countermeasure against the surge. Since the second constant current circuit includes an FET as a constituent element, it can be provided on the same substrate as at least one of the LED array and the first constant current circuit. Hereinafter, an example in which the second constant current circuit is mounted on the COB will be described.
(第1の実装例)
まず、本発明のLED駆動回路をCOBに実装した第1の実装例を図9に示す。図9(a)は本発明のLED駆動回路として、第2の定電流回路70xを備えた回路構成を示し、図9(b)は図9(a)の回路構成のCOBの平面図である。
(First implementation example)
First, FIG. 9 shows a first mounting example in which the LED driving circuit of the present invention is mounted on a COB. FIG. 9A shows a circuit configuration including a second constant
図9(b)において107は基板を表しており、基板107上に、LED列711及び712、第1の定電流回路70a及び70bを構成するFET721及び722、ゲート保護用抵抗731及び732、電流検出用抵抗741及び742が実装されており、さらに本発明の第2の定電流回路70xを構成するFET70が同一基板上に実装されている。79a及び79bはブリッジ整流回路75との接続端子を示している。第2の定電流回路70xの電流設定値は、第1の定電流回路70a及び70bに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET721及び722を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
In FIG. 9B,
以上のように、本発明のLED駆動回路の第1の実装例においては、サージ対策のために設けた第2の定電流回路を従来のCOBにパッケージング可能であるため、チップを大型化することなくサージ対策を行うことができる。 As described above, in the first mounting example of the LED driving circuit according to the present invention, the second constant current circuit provided for surge countermeasures can be packaged in a conventional COB, so that the chip is increased in size. Surge countermeasures can be taken without any problems.
(第2の実装例)
次に、本発明のLED駆動回路をCOBに実装した第2の実装例を図10に示す。図10(a)は本発明のLED駆動回路として、複数の第2の定電流回路80x及び80yを備えた回路構成を示し、図10(b)は図10(a)の回路構成のCOBの平面図である。
(Second implementation example)
Next, FIG. 10 shows a second mounting example in which the LED driving circuit of the present invention is mounted on the COB. FIG. 10A shows a circuit configuration including a plurality of second constant
図10(b)において108は基板を表しており、基板108上に、LED列811〜814、第1の定電流回路80a〜80eを構成するFET821〜825、ゲート保護用抵抗831〜835、電流検出用抵抗841〜845が実装されており、さらに本発明の複数の第2の定電流回路80x及び80yを構成するFET801及び802が同一基板上に実装されている。89a及び89bはブリッジ整流回路85との接続端子を示している。複数の定電流回路80x、80yの電流設定値は、第1の定電流回路80a〜80eに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET821〜825を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
In FIG. 10B,
以上のように、本発明のLED駆動回路の第2の実装例においては、サージ対策のために設けた複数の第2の定電流回路を従来のCOBにパッケージング可能であるため、チップを大型化することなくサージ対策を行うことができる。 As described above, in the second mounting example of the LED drive circuit of the present invention, since a plurality of second constant current circuits provided for surge countermeasures can be packaged in a conventional COB, the chip is large-sized. Surge countermeasures can be taken without becoming
(第3の実装例)
次に、本発明のLED駆動回路をCOBに実装した第3の実装例を図11に示す。図11(a)は本発明のLED駆動回路として、第2の定電流回路90xを備えた回路構成を示し、図11(b)は図11(a)の回路構成のCOBの平面図である。なお、サージ耐圧の目標値が低い場合、又は第2の定電流回路90xの耐圧が高い場合にはバリスタ98を省略できる。このときLED駆動回路109以外に準備する素子をヒューズのみにできるため外部回路を簡単化できる。
(Third implementation example)
Next, FIG. 11 shows a third mounting example in which the LED driving circuit of the present invention is mounted on a COB. FIG. 11A shows a circuit configuration including a second constant
図11(b)において109は基板を表しており、基板109上に、LED列911及び912、第1の定電流回路90a及び90bを構成するFET921及び922、ゲート保護用抵抗931及び932、電流検出用抵抗941及び942が実装されており、さらに本発明の第2の定電流回路90xを構成するFET90が同一基板上に実装されている。また、第3の実装例においては、ブリッジ整流回路95をも同一基板上に実装している。99a及び99bは交流電源97との接続端子を示している。第2の定電流回路90xの電流設定値は、第1の定電流回路90a及び90bに流れる通常の電流値以上で、且つ、FET921及び922を過電流で破壊しない範囲で設定されていることが好ましい。
In FIG. 11B,
以上のように、本発明のLED駆動回路の第3の実装例においては、サージ対策のために設けた第2の定電流回路及びブリッジ整流回路を従来のCOBにパッケージングしているため、チップを大型化することなくサージ対策を行うことができる。 As described above, in the third mounting example of the LED driving circuit according to the present invention, the second constant current circuit and the bridge rectifier circuit provided for surge countermeasures are packaged in the conventional COB. Surge countermeasures can be taken without increasing the size.
以上の説明において、LED回路を2段、4段または5段の多段構成とする例を示したが、これらの場合には限られず、3段あるいは6段以上とすることもできる。 In the above description, an example in which the LED circuit has a multi-stage configuration of two stages, four stages, or five stages is shown, but the present invention is not limited to these cases, and may be three stages or six stages or more.
10 FET
10x 第2の定電流回路
11 LED列
12 FET
13 ゲート保護用抵抗
14 電流検出用抵抗
15 ブリッジ整流回路
16 ヒューズ
17 交流電源
19 第1の定電流回路
101 LED駆動回路
28 バリスタ
10 FET
10x second constant current circuit 11
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ブリッジ整流回路の出力側に接続されたLED列と、
前記LED列に直列接続された第1の定電流回路と、
前記ブリッジ整流回路と前記LED列との間に直列接続され、且つ、前記第1の定電流回路に流れる通常の電流値以上に設定されている電流設定値を有する、第2の定電流回路と、
を有することを特徴とするLED駆動回路。 A bridge rectifier circuit that converts an alternating voltage into a pulsating current and outputs it;
LED strings connected to the output side of the bridge rectifier circuit;
A first constant current circuit connected in series to the LED string;
A second constant current circuit connected in series between the bridge rectifier circuit and the LED string, and having a current setting value set to be equal to or higher than a normal current value flowing through the first constant current circuit; ,
An LED driving circuit comprising:
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