JP2015088445A - 発光ダイオード列の電源駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】分流機能を有する発光ダイオード列の電源駆動システムを提供する。【解決手段】本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムは、絶縁変圧器と、分流コンデンサと、２つの整流ユニットと、電流制御集積回路とを含む。絶縁変圧器は、一次側巻線と、二次側巻線とを含み、二次側巻線は、ドット端子と非ドット端子とを有する。分流コンデンサの一端は、二次側巻線のドット端子に接続される。２つの整流ユニットのうち１つは、分流コンデンサの他端に接続され、もう１つは二次側巻線の非ドット端子に接続される。各整流ユニットは、１列の発光ダイオード列に接続される。電流制御集積回路は、２つの整流ユニットと複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子と、複数の発光ダイオード列のカソード端子との間に接続され、複数の発光ダイオード列を駆動することにより、複数の発光ダイオード列の総電流を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオード列の電源駆動システムに関し、特に、分流機能を有する発光ダイオード列の電源駆動システムに関する。

発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ， ＬＥＤ）は、携帯用電子機器のバックライトとして揺るぎない地位を確立した。照明分野において、ＬＥＤは、半導体照明における最も重要部品とし、省エネ、環境にやさしく、長寿命、メンテナンスフリーなどの利点を有している。ＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤ製品の重要な構成要素である。照明分野、バックライト分野、または表示パネル分野においても、駆動回路技術の構成の選択は、具体的な応用と一致する必要がある。そのうち、バックライトモジュールは、フラットパネルディスプレイ技術において、光源駆動の主要部品であり、ランプ輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）の信頼性及び安定性を決定するものであり、その機能がフラットパネルディスプレイの表示品質に直接影響を与える。

しかしながら、電圧によって複数の発光ダイオードチップを有する発光ダイオード列を駆動する場合、発光ダイオード列における発光ダイオードチップが異なる順電圧を有するため、各列の発光ダイオード列の電圧も異なり、各発光ダイオードチップに流す電流量が等しくない。また、ＬＥＤの発光輝度が順電流に比例することで、各発光ダイオードチップの発光強度が異なり、輝度むらが生じることによって、発光ダイオード列の全体効率が低下する。よって、発光ダイオード列を使用するには、各列の電流バランスを確保する必要があり、これによって、テレビ画面表示の発光均一性と解像度を向上させる。よって、様々な電流バランス回路に応じて様々な発光ダイオード駆動回路が開発されてきた。

図１は、先行技術の発光ダイオード列の駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。図１に示すように、複数の発光ダイオード列の駆動システムは、外部交流電源Ｖａｃにより電源が供給されるとともに、整流器１０Ａを介して外部交流電源Ｖａｃを直流電圧Ｖｂｕｓに変換する。そして、発光ダイオード列の駆動システムは、複数の電流調整器（ＤＣ／ＤＣ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）によって複数の発光ダイオード列の電流調整が調整される。より具体的に言うと、電流調整器の数が複数の発光ダイオード列の数と一致するとともに、各発光ダイオード列は、１つの電流調整器に電気的に接続される。各電流調整器は、整流器１０Ａから出力された直流電圧Ｖｂｕｓを受けるとともに、複数の電流調整器２１Ａ〜２４Ａを介して対応する発光ダイオード列に対し、必要な直流駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤ４を提供する。言い換えると、各電流調整器は、１列の発光ダイオード列に対応して制御するため、各電流調整器のそれぞれは、対応する発光ダイオード列のフィードバック電流を検知することにより、出力される直流駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤ４を変更することで、各発光ダイオード列の電流を制御する。

また、発光ダイオード列における発光ダイオードチップが異なる順電圧を有するため、各列の発光ダイオード列の電圧も異なり、各発光ダイオードチップに流す電流量が等しくないといった問題をもたらす。この問題を克服するため、複数の電流調整器を介して、対応する発光ダイオード列に対して、分流（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｈａｒｉｎｇ）制御を提供することで、発光ダイオード列の発光輝度を均一にする。ただし、各列の発光ダイオード列が所望の電流に達するように、各列の発光ダイオード列に１つの電流調整器を用いることが必要である。したがって、複数の電流調整器を用いることによって、大幅に回路のコストを増加するだけではなく、発光ダイオード列の駆動システムの応用に薄型化の利点を失うことになる。

したがって、１つの集積回路を用いることだけで、複数列の発光ダイオード列の総電流を制御でき、且つ受動部品のコンデンサやインダクタを増加するだけで、分流機能を実現可能な発光ダイオード列の電源駆動システムを如何にして設計するかということは、本発明の発明者が克服して、解決すべき一大課題である。それにより、回路の設計の簡素化を図るだけではなく、回路のコストも大幅に低減させることができ、さらに発光ダイオード列の電源駆動システムの適応性を向上させることができる

本発明の一つの目的は、複数の発光ダイオード列を駆動するための発光ダイオード列の電源駆動システムを提供することにある。前記電源駆動システムは、絶縁変圧器と、分流コンデンサと、第１整流ユニットと、第２整流ユニットと、電流制御集積回路とを含む。前記絶縁変圧器は、一次側巻線と、二次側巻線とを含み、前記一次側巻線は、交流電源を受け、前記二次側巻線は、ドット端子と非ドット端子とを有する。前記分流コンデンサの一端は、前記二次側巻線の前記ドット端子に接続される。前記第１整流ユニットは、前記分流コンデンサの他端に接続され、前記第２整流ユニットは、前記二次側巻線の前記非ドット端子に接続される。且つ、前記各整流ユニットは、前記複数の発光ダイオード列の１列に接続される。前記電流制御集積回路は、前記複数の整流ユニットと前記複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子と、前記複数の発光ダイオード列のカソード端子との間に接続され、前記複数の発光ダイオード列を駆動することにより、前記複数の発光ダイオード列の総電流を制御する。

本発明のもう一つの目的は、複数の発光ダイオード列を駆動するための発光ダイオード列の電源駆動システムを提供することにある。前記電源駆動システムは、絶縁変圧器と、第１分流コンデンサと、第２分流コンデンサと、少なくとも１つのコモンモードコイルと、少なくとも４つの整流ユニットと、電流制御集積回路とを含む。前記絶縁変圧器は、一次側巻線と少なくとも第１の二次側巻線と第２の二次側巻線とを含み、前記一次側巻線は、交流電源を受け、前記各二次側巻線は、ドット端子と非ドット端子とを有する。前記第１分流コンデンサの一端は、前記第１の二次側巻線の前記ドット端子に接続され、前記第２分流コンデンサの一端は、前記第２の二次側巻線の前記非ドット端子に接続され、すなわち、前記第１分流コンデンサと、前記第２分流コンデンサとは、それぞれ、前記第１の二次側巻線及び前記第２の二次側巻線の最も外側の前記ドット端子と、前記非ドット端子とに接続される。各前記コモンモードコイルは、前記第１の二次側巻線の前記非ドット端子と、前記第２の二次側巻線の前記ドット端子との間に接続され、すなわち、前記少なくとも１つのコモンモードコイルは、前記第１の二次側巻線及び前記第２の二次側巻線の内側の前記ドット端子と前記非ドット端子とに接続される。前記少なくとも４つの整流ユニットのうち２つの整流ユニットは、それぞれ、前記第１分流コンデンサの他端と、前記第２分流コンデンサの他端とに接続され、少なくとももう２つの整流ユニットは、前記少なくとも１つのコモンモードコイルに接続される。且つ、各前記整流ユニットは、発光ダイオード列の１列に接続される。前記電流制御集積回路は、前記複数の整流ユニットと前記複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子と、前記複数の発光ダイオード列のカソード端子との間に接続され、前記複数の発光ダイオード列を駆動することにより、前記複数の発光ダイオード列の総電流を制御する。

本発明の特徴と利点は次の通りである。
１.電流制御集積回路４０を１つだけ用いることで、複数列の発光ダイオード列の総電流を制御できるため、回路の設計を簡素化でき、回路のコストを大幅に低減させることができる。
２.駆動電圧に関する設計の重点を整流ユニット側に置くことにより、電流制御集積回路４０のエネルギー変換過程におけるエネルギー損失を低減させることができ、効率をさらに向上させることができる。
３.受動部品のコンデンサ（分流コンデンサ）、インダクタ（コモンモードコイル）を増加するだけで、分流機能を実現することができ、さらに、コモンモードコイルの巻数比を調整するだけで、発光ダイオード列間の異なる電流比を設計することを実現できる。
４.回路の接続関係を調整することによって発光ダイオード列の数が偶数又は奇数である場合に適用できる電源駆動を実現できる。言い換えると、発光ダイオード列の数が偶数である場合、各二次側巻線は、２列の発光ダイオード列に接続される。発光ダイオード列の数が奇数である場合、選択された１つの二次側巻線は、１列の発光ダイオード列に接続される（残りの二次側巻線は、２列の発光ダイオード列に接続される）。
５.分流回路によって生成された変換電圧Ｖ_ＬＬＣを一定電圧値にし、電流制御集積回路４０によって生成された昇圧電圧Ｖｂｓｔを調整可能な電圧値にするように設計することによって、適応的な電圧制御を提供することができる。これにより、発光ダイオード列の発光輝度が均一になり、駆動電圧の大きさを柔軟に制御することにより、発光ダイオード列が異なる電流仕様に用いられるという要求を満たすことができる。

先行技術の発光ダイオード列の駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の第２の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の第３の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の第４の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の第５の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。 本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムの駆動電圧生成を示す回路概略図である。 本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムの分流コンデンサによる分流制御の波形概略図である。 本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムのコモンモードコイルによる電流比例制御の回路概略図である。

本発明の所定目的を達成するために採用する技術、手法および効果がより詳しく理解できるように、下記する本発明についての詳細な説明および図面を参照されたい。これにより本発明の目的、特徴および特長がより一層、しかも具体的に理解できるものと信じる。しかしながら図面は参考および説明用に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。

以下、本発明の技術内容及び詳細な説明について、図面を参照しつつ説明する。
図２は、本発明の第１の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。発光ダイオード列の電源駆動システムは、複数の発光ダイオード列を駆動する。説明の便宜上、本実施例において、２列の発光ダイオード列（第１発光ダイオード列ＬＥＤ１と第２発光ダイオード列ＬＥＤ２とを含む）を例に挙げて説明する。そのうち、各発光ダイオード列は、直列に接続された複数の発光ダイオードからなる。電源駆動システムは、絶縁変圧器１０と、分流コンデンサ２０と、２つの整流ユニット、すなわち第１整流ユニット３１と第２整流ユニット３２と、電流制御集積回路４０とを含む。絶縁変圧器１０は、一次側巻線１０１と、二次側巻線１０２とを含み、一次側巻線１０１は、交流電源Ｖａｃを受け、二次側巻線１０２は、ドット端子１０２ｄと非ドット端子１０２ｎとを有する。分流コンデンサ２０の一端は、二次側巻線１０２のドット端子１０２ｄに接続される。第１整流ユニット３１は、分流コンデンサ２０の他端に接続され、第２整流ユニット３２は、二次側巻線１０２の非ドット端子１０２ｎに接続される。また、第１整流ユニット３１は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１に直列に接続され、第２整流ユニット３２は、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に直列に接続される。

電流制御集積回路４０は、第１整流ユニット３１と第１発光ダイオード列ＬＥＤ１のアノード端子との共通端子と、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１のカソード端子との間に接続される。且つ、電流制御集積回路４０は、第２整流ユニット３２と第２発光ダイオード列ＬＥＤ２のアノード端子との共通端子と、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２のカソード端子との間に接続される。電流制御集積回路４０は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１と第２発光ダイオード列ＬＥＤ２とを駆動することにより、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１及び第２発光ダイオード列ＬＥＤ２の総電流の大きさを制御する。絶縁変圧器１０の一次側巻線１０１は交流電源Ｖａｃを受けることで、交流電源Ｖａｃが正の半サイクルのとき、交流電源Ｖａｃが変換されて生成された第１発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ１は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１を駆動し、交流電源Ｖａｃが負の半サイクルのとき、交流電源Ｖａｃが変換されて生成された第２発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ２は、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２を駆動する。

また、図７は、本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムの駆動電圧生成を示す回路概略図である。図７を合わせて参照する。上述のように、発光ダイオード列における発光ダイオードチップが異なる順電圧を有するため、各列の発光ダイオード列の電圧も異なる。本発明が提出した駆動電圧生成の技術は、絶縁変圧器１０の二次側巻線の負極端子が電流制御集積回路４０の正極端子に接続されることにより、分流回路によって生成された１列のフローティング変換電圧Ｖ_ＬＬＣと、電流制御集積回路４０によって生成された昇圧電圧Ｖｂｓｔとの和が、複数列の発光ダイオード列駆動電圧Ｖ_ＬＥＤである、という技術である。つまり、Ｖ_ＬＥＤ＝Ｖ_ＬＬＣ＋Ｖ_ｂｓｔである。より具体的には、分流回路によって生成された変換電圧Ｖ_ＬＬＣが一定電圧値であり、電流制御集積回路４０によって生成された昇圧電圧Ｖ_ｂｓｔが調整可能な電圧値であることで、各列の発光ダイオード列の電圧が異なることに起因する、各発光ダイオードチップに流す電流量が等しくないという問題を克服できる。そのため、電流制御集積回路４０が適応的な電圧制御を提供することにより、発光ダイオード列の発光輝度を均一になることができる。そうすると、発光ダイオード列が電流仕様の異なる場合に比較的に大きい駆動電圧差の要求を満たすことができる。

なお、分流コンデンサ２０が分流バランス作用を提供できるのは、分流コンデンサに流入した電流が分流コンデンサから流出した電流に等しいという特性によって、２列の発光ダイオード列の電圧差を平衡させることにより、発光ダイオード列の電流のバランスを保つことができるためである。図８は、本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムの分流コンデンサによる分流制御の波形概略図である。同図を参照する。例えば、２列の発光ダイオード列の間に電圧差があり、且つ第１発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ１が第２発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ２より低いと仮定すると、交流電源Ｖａｃが正の半サイクルのとき、分流コンデンサは充電されて、交流電源Ｖａｃから第１発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ１を引いた電圧値に達する電圧差Ｖｃを生成することで、電流バランスを維持することができる。そして、交流電源Ｖａｃが負の半サイクルのとき、分流コンデンサの電圧は、第２発光ダイオード駆動電圧Ｖ_ＬＥＤ２によって交流電源Ｖａｃに達するため、この時のコンデンサ電圧が放電状態になる。そのゆえ、２列の発光ダイオード列の電圧差が分流コンデンサに分担されることによって、分流コンデンサ２０は電流バランス作用を提供することができる。

また、図９は、本発明の発光ダイオード列の電源駆動システムのコモンモードコイルによる電流比例制御の回路概略図である。同図を参照する。本発明が提出した電流比例制御技術とは、コモンモードコイル（ｃｏｍｍｏｎ ｃｈｏｋｅ）の巻数比によって電流比の関係を決定するという技術である。例えば、コモンモードコイルは、第１側巻線Ｗ_Ｃ１１と第２側巻線Ｗ_Ｃ１２とを有するとともに、第１側巻線Ｗ_Ｃ１１と第２側巻線Ｗ_Ｃ１２との巻数比がＮ_Ｃ１１：Ｎ_Ｃ１２であると仮定すると、巻数Ｎ_Ｃ１１と巻数Ｎ_Ｃ１２が等しくなるように調整した場合、すなわちＮ_Ｃ１１：Ｎ_Ｃ１２＝１：１のとき、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に流す電流Ｉ_ＬＥＤ２が第３発光ダイオード列ＬＥＤ３に流す電流Ｉ_ＬＥＤ３と等しい結果が得られる。同様に、巻数Ｎ_Ｃ１２が巻数Ｎ_Ｃ１１のＮ倍であるように調整した場合、すなわちＮ_Ｃ１１：Ｎ_Ｃ１２＝１：Ｎのとき、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に流す電流Ｉ_ＬＥＤ２が第３発光ダイオード列ＬＥＤ３に流す電流Ｉ_ＬＥＤ３のＮ倍になる結果が得られる。そのゆえ、コモンモードコイルの巻線比を調整することによって、発光ダイオード列間の異なる電流比の設計が実現できる。

また、本発明により開示される発光ダイオード列の電源駆動システムは、複数の発光ダイオード列を駆動するために用いられる。具体的に言うと、このような電源駆動システムは、３列以上の発光ダイオード列を駆動するために用いられる。以下、様々な実施態様によって、電源駆動システムが異なる数の発光ダイオード列に用いるときの駆動原理を説明する。電源駆動システムは、絶縁変圧器と、２つの分流コンデンサ（第１分流コンデンサ２１と第２分流コンデンサ２２とを含む）と、少なくとも１つのコモンモードコイルと、少なくとも４つの整流ユニットと、電流制御集積回路とを含む。

図３は、本発明の第２の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。同図を参照する。また、本実施例において、発光ダイオード列の数が４列、すなわち第１発光ダイオード列ＬＥＤ１、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３、第４発光ダイオード列ＬＥＤ４であり、そのうち各発光ダイオード列は、直列に接続された複数の発光ダイオードからなる。整流ユニットの数が４つ（第１整流ユニット３１と、第２整流ユニット３２と、第３整流ユニット３３と、第４整流ユニット３４とを含む）である。本実施例において、絶縁変圧器１０は、一次側巻線１０１と、２つの二次側巻線（第１の二次側巻線１０２１と第２の二次側巻線１０２２とを含む）とを含み、一次側巻線１０１は、交流電源Ｖａｃを受ける。第１の二次側巻線１０２１及び第２の二次側巻線１０２２のそれぞれは、ドット端子と非ドット端子とを有する。すなわち、第１の二次側巻線１０２１は、第１ドット端子１０２１ｄと第１非ドット端子１０２１ｎとを有し、第２の二次側巻線１０２２は、第２ドット端子１０２２ｄと第２非ドット端子１０２２ｎとを有する。第１分流コンデンサ２１の一端は、第１の二次側巻線１０２１の第１ドット端子１０２１ｄに接続され、第２分流コンデンサ２２は、第２の二次側巻線１０２２の第２非ドット端子１０２２ｎに接続される。また、第１分流コンデンサ２１及び第２分流コンデンサ２２のそれぞれは、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子と非ドット端子とに接続される。言い換えると、本実施例において、第１分流コンデンサ２１は、第１の二次側巻線１０２１の第１ドット端子１０２１ｄに接続され、第２分流コンデンサ２２は、第２の二次側巻線１０２２の第２非ドット端子１０２２ｎに接続される。すなわち、第１分流コンデンサ２１は、第１整流ユニット３１を介して第１発光ダイオード列ＬＥＤ１に接続され、第２分流コンデンサ２２は、第４整流ユニット３４を介して第４発光ダイオード列ＬＥＤ４に接続される。

本実施例において、二次側巻線の数が２つであるため、コモンモードコイル５０の数が１つであることになる。言い換えると、コモンモードコイル５０の数と二次側巻線の数が直接な関係を有する。コモンモードコイル５０は、第１側巻線５０１と第２側巻線５０２とを有し、且つ、第１側巻線５０１は、第１端子と第２端子とを有し、第２側巻線５０２は、第１端子と第２端子とを有する。コモンモードコイル５０は、第１の二次側巻線１０２１の第１非ドット端子１０２１ｎと、第２の二次側巻線１０２２の第２ドット端子１０２１ｄとの間に接続される。より具体的に言うと、第１側巻線５０１の第１端子は、第１の二次側巻線１０２１の第１非ドット端子１０２１ｎに接続され、第２側巻線５０２の第１端子は、第２の二次側巻線１０２２の第２ドット端子１０２２ｄに接続される。上記第１分流コンデンサ２１、及び第２分流コンデンサ２２は、それぞれ、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子及び非ドット端子に接続されることに対して、コモンモードコイル５０は、第１の二次側巻線１０２１及び第２の二次側巻線１０２２の内側のドット端子及び非ドット端子に接続される。

本実施例において、整流ユニットの数が４つ、すなわち第１整流ユニット３１、第２整流ユニット３２、第３整流ユニット３３、第４整流ユニット３４である。第１整流ユニット３１は、第１分流コンデンサ２１に接続され、第４整流ユニット３４は、第２分流コンデンサ２２に接続され、第２整流ユニット３２は、コモンモードコイル５０の第１側巻線５０１に接続され、第３整流ユニット３３は、コモンモードコイル５０の第２側巻線５０２に接続される。より具体的に言うと、第１の二次側巻線１０２１の第１ドット端子１０２１ｄは、第１分流コンデンサ２１を介して第１整流ユニット３１に接続され、第２の二次側巻線１０２２の第２非ドット端子１０２１ｎは、第２分流コンデンサ２２を介して第４整流ユニット３４に接続される。また、第１整流ユニット３１は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１に直列に接続され、第２整流ユニット３２は、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に直列に接続され、第３整流ユニット３３は、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３に直列に接続され、第４整流ユニット３４は、第４発光ダイオード列ＬＥＤ４に直列に接続される。

電流制御集積回路４０は、第１整流ユニット３１と第１発光ダイオード列ＬＥＤ１のアノード端子との共通端子と、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１のカソード端子との間に接続される。電流制御集積回路４０は、第２整流ユニット３２と第２発光ダイオード列ＬＥＤ２のアノード端子との共通端子と、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２のカソード端子との間に接続される。電流制御集積回路４０は、第３整流ユニット３３と第３発光ダイオード列ＬＥＤ３のアノード端子との共通端子と、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３のカソード端子との間に接続される。電流制御集積回路４０は、第４整流ユニット３４と第４発光ダイオード列ＬＥＤ４のアノード端子との共通端子と、第４発光ダイオード列ＬＥＤ４のカソード端子との間に接続される。電流制御集積回路４０は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３及び第４発光ダイオード列ＬＥＤ４を駆動することにより、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３及び第４発光ダイオード列ＬＥＤ４の総電流の大きさを制御する。

図４は、本発明の第３の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。同図を参照する。本実施例と上記の第２の実施例との主な相違点は、本実施例の発光ダイオード列の数が３列である点にある。第２実施例のように、第１整流ユニット３１は、第１発光ダイオード列ＬＥＤ１に接続され、第２整流ユニット３２は、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に接続される。また、コモンモードコイル５０は、第１の二次側巻線１０２１の第１非ドット端子１０２１ｎと、第２の二次側巻線１０２２の第２ドット端子１０２２ｄとに、接続される。しかしながら、第２実施例との相違点は、本実施例の発光ダイオード列の数が３列であるため、第３整流ユニット３３は、第４整流ユニット３４の出力端子に接続され、さらに第４整流ユニット３４と共に第３発光ダイオード列ＬＥＤ３に接続される。上記の回路の接続関係は、単に一種の実施態様であるが、それに限定されない。言い換えると、第１整流ユニット３１は、第２整流ユニット３２の出力端子に接続され、さらに第２整流ユニット３２と共に第１発光ダイオード列ＬＥＤ１に接続される。第３整流ユニット３３は、第２発光ダイオード列ＬＥＤ２に接続され、第４整流ユニット３４は、第３発光ダイオード列ＬＥＤ３に接続される。

図５は、本発明の第４の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。同図を参照する。本実施例と上記の第２実施例との主な相違点は、本実施例の発光ダイオード列の数が６列である点にある。本実施例では、発光ダイオード列の数が６列であるため、複数の二次側巻線の数が３つであり、複数の整流ユニットの数が６つであり、複数の分流コンデンサの数が２つであり、コモンモードコイルの数が２つである。複数の整流ユニットは、それぞれ、発光ダイオード列に対応して接続され、且つ、各二次側巻線は、２つの整流ユニットと２列の発光ダイオード列に対応して接続される。また、２つの分流コンデンサ、すなわち、第１分流コンデンサ２１及び第２分流コンデンサ２２は、それぞれ、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子及び非ドット端子に接続される。言い換えると、本実施例において、第１分流コンデンサ２１は、第１の二次側巻線１０２１の第１ドット端子１０２１ｄに接続され、第２分流コンデンサ２２は、第３の二次側巻線１０２３の第３非ドット端子１０２３ｎに接続される。また、２つのコモンモードコイル、すなわち、第１コモンモードコイル５１は、第１の二次側巻線１０２１と第２の二次側巻線１０２２との間に設けられ、第２コモンモードコイル５２は、第２の二次側巻線１０２２と第３の二次側巻線１０２３との間に設けられる。より具体的に言うと、第１コモンモードコイル５１は、第１の二次側巻線１０２１の第１非ドット端子１０２１ｎ、及び第２の二次側巻線１０２２の第２ドット端子１０２２ｄに接続され、第２コモンモードコイル５２は、第２の二次側巻線１０２２の第２非ドット端子１０２２ｎ、及び第３の二次側巻線１０２３の第３ドット端子１０２３ｄに接続される。上記の第１分流コンデンサ２１、及び第２分流コンデンサ２２は、それぞれ、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子及び非ドット端子に接続されることに対して、第１コモンモードコイル５１及び第２コモンモードコイル５２は、第１の二次側巻線１０２１、第２の二次側巻線１０２２及び第３の二次側巻線１０２３の内側のドット端子及び非ドット端子に接続される。

図６は、本発明の第５の実施例に係る発光ダイオード列の電源駆動システムを模式的に示す回路ブロック図である。同図を参照する。本実施例と上記の第２実施例との主な相違点は、本実施例の発光ダイオード列が８列である点にある。本実施例では、発光ダイオード列が８列であるため、複数の二次側巻線の数が４つであり、複数の整流ユニットの数が８つであり、複数の分流コンデンサの数が２つであり、及びコモンモードコイルの数が３つである。複数の整流ユニットは、それぞれ、発光ダイオード列に対応して接続され、且つ、各二次側巻線は、２つの整流ユニットと２列の発光ダイオード列とに対応して接続される。また、２つの分流コンデンサ、すなわち、第１分流コンデンサ２１及び第２分流コンデンサ２２は、それぞれ、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子及び非ドット端子に接続される。言い換えると、本実施例において、第１分流コンデンサ２１は、第１の二次側巻線１０２１の第１ドット端子１０２１ｄに接続され、第２分流コンデンサ２２は、第４の二次側巻線１０２４の第４非ドット端子１０２４ｎに接続される。また、３つのコモンモードコイル、すなわち、第１コモンモードコイル５１は、第１の二次側巻線１０２１と第２の二次側巻線１０２２との間に設けられ、第２コモンモードコイル５２は、第２の二次側巻線１０２２と第３の二次側巻線１０２３との間に設けられ、第３コモンモードコイル５３は、第３の二次側巻線１０２３と第４の二次側巻線１０２４との間に設けられる。より具体的に言うと、第１コモンモードコイル５１は、第１の二次側巻線１０２１の第１非ドット端子１０２１ｎ、及び第２の二次側巻線１０２２の第２ドット端子１０２２ｄに接続され、第２コモンモードコイル５２は、第２の二次側巻線１０２２の第２非ドット端子１０２２ｎ、及び第３の二次側巻線１０２３の第３ドット端子１０２３ｄに接続され、第３コモンモードコイル５３は、第３の二次側巻線１０２３の第３非ドット端子１０２３ｎ、及び第４の二次側巻線１０２４の第４ドット端子１０２４ｄに接続される。上記の第１分流コンデンサ２１、及び第２分流コンデンサ２２は、それぞれ、複数の二次側巻線の最も外側のドット端子及び非ドット端子に接続されることに対して、第１コモンモードコイル５１、第２コモンモードコイル５２及び第３コモンモードコイル５３は、第１の二次側巻線１０２１、第２の二次側巻線１０２２、第３の二次側巻線１０２３及び第４の二次側巻線１０２４の内側のドット端子及び非ドット端子に接続される。

上記発光ダイオード列の電源駆動システムの異なる実施例の回路構成についての説明によれば、発光ダイオード列の電源駆動システムの特徴は次の通りである。
１.発光ダイオード列の数が２列である場合に応じて、二次側巻線の数が１つであり、整流ユニットの数が２つである。また、必要な分流コンデンサの数が１つだけであり、コモンモードコイルが不要である（図２参照）。
２.発光ダイオード列の数が２列を超えて偶数である場合に応じて、分流コンデンサの数が２つであり、整流ユニットの数が発光ダイオード列の数と同じであり、二次側巻線の数が発光ダイオード列の数の半分である。また、コモンモードコイルの数が二次側巻線の数より１つ少ない（図３、図５及び図６参照）。
３.発光ダイオード列の数が２列を超えて奇数である場合に応じて、分流コンデンサの数が２つであり、整流ユニットの数が複数の発光ダイオード列の数より１つ多く、二次側巻線の数が整流ユニットの数の半分である。また、コモンモードコイルの数が二次側巻線の数より１つ少ない（図４参照）。

ただし、上記は、本発明の好ましい実施例の詳細な説明および図面に過ぎず、本発明の特徴がこれに限定されないため、本発明を限定するために用いられるものではなく、本発明の全ての範囲は別紙の特許請求の範囲を基準とすべきである。およそ本発明の特許請求の範囲における技術的思想およびその類似の変化の実施例に合うものは、いずれも本発明の範疇に含まれるものであって、当業者が本発明の範囲内で容易に想到し得る変化または付加はいずれも本願の特許請求の範囲に含まれるものである。

（先行技術）
１０Ａ 整流器
Ｖｂｕｓ 直流電圧
２１Ａ〜２４Ａ 電流調整器
Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤ４ 発光ダイオード駆動電圧
（本発明）
１０ 絶縁変圧器
１０１ 一次側巻線
１０２ 二次側巻線
１０２１ 第１の二次側巻線
１０２２ 第２の二次側巻線
１０２３ 第３の二次側巻線
１０２４ 第４の二次側巻線
１０２ｄ ドット端子
１０２ｎ 非ドット端子
１０２１ｄ 第１ドット端子
１０２１ｎ 第１非ドット端子
１０２２ｄ 第２ドット端子
１０２２ｎ 第２非ドット端子
１０２３ｄ 第３ドット端子
１０２３ｎ 第３非ドット端子
１０２４ｄ 第４ドット端子
１０２４ｎ 第４非ドット端子
２０ 分流コンデンサ
２１ 第１分流コンデンサ
２２ 第２分流コンデンサ
３１ 第１整流ユニット
３２ 第２整流ユニット
３３ 第３整流ユニット
３４ 第４整流ユニット
４０ 電流制御集積回路
５０ コモンモードコイル
５１ 第１コモンモードコイル
５２ 第２コモンモードコイル
５３ 第３コモンモードコイル
５０１ 第１側巻線
５１１ 第１側巻線
５２１ 第１側巻線
５３１ 第１側巻線
５０２ 第２側巻線
５１２ 第２側巻線
５２２ 第２側巻線
５３２ 第２側巻線
ＬＥＤ１ 第１発光ダイオード列
ＬＥＤ２ 第２発光ダイオード列
ＬＥＤ３ 第３発光ダイオード列
ＬＥＤ４ 第４発光ダイオード列
Ｖａｃ 交流電源
Ｖ_ＬＥＤ１ 第１発光ダイオード駆動電圧
Ｖ_ＬＥＤ２ 第２発光ダイオード駆動電圧
Ｖ_ＬＥＤ３ 第３発光ダイオード駆動電圧
Ｖ_ＬＥＤ４ 第４発光ダイオード駆動電圧
Ｖ_ＬＬＣ 変換電圧
Ｖｂｓｔ 昇圧電圧
Ｗ_Ｃ１１ 第１側巻線
Ｗ_Ｃ１２ 第２側巻線
Ｎ_Ｃ１１ 巻数
Ｎ_Ｃ１２ 巻数
Ｉ_ＬＥＤ２ 発光ダイオード電流
Ｉ_ＬＥＤ３ 発光ダイオード電流

本発明の一つの目的は、複数の発光ダイオード列を駆動するための発光ダイオード列の電源駆動システムを提供することにある。前記電源駆動システムは、絶縁変圧器と、分流コンデンサと、第１整流ユニットと、第２整流ユニットと、電流制御集積回路とを含む。前記絶縁変圧器は、一次側巻線と、二次側巻線とを含み、前記一次側巻線は、交流電源を受け、前記二次側巻線は、ドット端子と非ドット端子とを有する。前記分流コンデンサの一端は、前記二次側巻線の前記ドット端子に接続される。前記第１整流ユニットは、前記分流コンデンサの他端に接続され、前記第２整流ユニットは、前記二次側巻線の前記非ドット端子に接続される。且つ、前記各整流ユニットは、前記複数の発光ダイオード列の１列に接続される。前記電流制御集積回路は、第１端子と、第２端子と、第３端子とを有し、前記第１端子は前記複数の整流ユニットと前記複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子に接続され、前記第２端子は前記複数の発光ダイオード列のカソード端子に接続され、前記第３端子はアースに接続されることにより、前記複数の発光ダイオード列を駆動し、前記複数の発光ダイオード列の総電流を制御する。

Claims (9)

1. 複数の発光ダイオード列を駆動するための発光ダイオード列の電源駆動システムであって、
   絶縁変圧器と、分流コンデンサと、第１整流ユニットと、第２整流ユニットと、電流制御集積回路とを含み、
   前記絶縁変圧器は、交流電源を受ける一次側巻線と、ドット端子と非ドット端子とを有する二次側巻線とを含み、
   前記分流コンデンサの一端は、前記二次側巻線の前記ドット端子に接続され、
   前記第１整流ユニットは、前記分流コンデンサの他端に接続され、
   前記第２整流ユニットは、前記二次側巻線の前記非ドット端子に接続され、
   前記各整流ユニットは、前記複数の発光ダイオード列の１列に接続され、
   前記電流制御集積回路は、前記複数の整流ユニットと前記複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子と、前記複数の発光ダイオード列のカソード端子との間に接続され、前記複数の発光ダイオード列を駆動することにより、前記複数の発光ダイオード列の総電流を制御することを特徴とする発光ダイオード列の電源駆動システム。
2. 前記交流電源が正の半サイクルのとき、前記二次側巻線の前記ドット端子に電気的に接続された前記発光ダイオード列が駆動され、前記交流電源が負の半サイクルのとき、前記二次側巻線の前記非ドット端子に電気的に接続された前記発光ダイオード列が駆動されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
3. 前記分流コンデンサと前記第１整流ユニットとによって生成された変換電圧が一定電圧値であり、
   前記電流制御集積回路によって生成された昇圧電圧が調整可能な電圧値であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
4. 複数の発光ダイオード列を駆動するための発光ダイオード列の電源駆動システムであって、
   絶縁変圧器と、第１分流コンデンサと、第２分流コンデンサと、少なくとも１つのコモンモードコイルと、少なくとも４つの整流ユニットと、電流制御集積回路とを含み、
   前記絶縁変圧器は、交流電源を受ける一次側巻線と、少なくとも第１の二次側巻線及び第２の二次側巻線とを含み、
   前記各二次側巻線は、それぞれ、ドット端子及び非ドット端子を有し、
   前記第１分流コンデンサの一端は、前記第１の二次側巻線の前記ドット端子に接続され、
   前記第２分流コンデンサの一端は、前記第２の二次側巻線の前記非ドット端子に接続され、すなわち、前記第１分流コンデンサと、前記第２分流コンデンサとは、それぞれ、前記第１の二次側巻線及び前記第２の二次側巻線の最も外側の前記ドット端子と、前記非ドット端子とに接続され、
   各前記コモンモードコイルは、前記第１の二次側巻線の前記非ドット端子と、前記第２の二次側巻線の前記ドット端子との間に接続され、すなわち、前記少なくとも１つのコモンモードコイルは、前記第１の二次側巻線及び前記第２の二次側巻線の内側の前記ドット端子と前記非ドット端子とに接続され、
   前記少なくとも４つの整流ユニットのうち２つの整流ユニットは、それぞれ、前記第１分流コンデンサの他端と、前記第２分流コンデンサの他端とに接続され、
   少なくとももう２つの整流ユニットは、前記少なくとも１つのコモンモードコイルに接続され、
   各前記整流ユニットは、発光ダイオード列の１列に接続され、
   前記電流制御集積回路は、前記複数の整流ユニットと前記複数の発光ダイオード列のアノード端子との共通端子と、前記複数の発光ダイオード列のカソード端子との間に接続され、前記複数の発光ダイオード列を駆動することにより、前記複数の発光ダイオード列の総電流を制御することを特徴とする発光ダイオード列の電源駆動システム。
5. 前記交流電源が正の半サイクルのとき、前記第１の二次側巻線の前記ドット端子に電気的に接続された前記発光ダイオード列が駆動され、前記交流電源が負の半サイクルのとき、前記第２の二次側巻線の前記非ドット端子に電気的に接続された前記発光ダイオード列が駆動されることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
6. 前記第１分流コンデンサ及び前記第２分流コンデンサと前記整流ユニットとによって生成された変換電圧が一定電圧値であり、前記電流制御集積回路によって生成された昇圧電圧が調整可能な電圧値であることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
7. 前記複数の発光ダイオード列の数が２列を超えて偶数である場合に応じて、前記少なくとも４つの整流ユニットの数が前記複数の発光ダイオード列の数と同じであり、前記少なくとも２つの二次側巻線の数が前記複数の発光ダイオード列の数の半分であり、且つ、前記少なくとも１つのコモンモードコイルの数が前記少なくとも２つの二次側巻線の数より１つ少ないことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
8. 前記複数の発光ダイオード列の数が２列を超えて奇数である場合に応じて、前記整流ユニットの数が前記複数の発光ダイオード列の数より１つ多く、前記二次側巻線の数が前記整流ユニットの数の半分であり、且つ、前記コモンモードコイルの数が前記二次側巻線の数より１つ少ないことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。
9. 前記複数の発光ダイオード列の数が２列を超えて奇数である場合に応じて、前記二次側巻線のうち１つが１列の発光ダイオード列に接続され、残りの前記二次側巻線が２列の発光ダイオード列に接続されることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオード列の電源駆動システム。