JP2016536784A - 同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法 - Google Patents

Abstract

同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法を提供する。既定パワー値が設定される工程と、前記既定パワー値に符合する発光ダイオードチップが提供される工程と、前記発光ダイオードチップが前記既定パワー値に符合する場合に必要な動作電流値が取得される工程と、駆動電流が前記発光ダイオードチップに出力され、且つ前記駆動電流の電流値が前記動作電流値に維持される工程とを含む。これにより、前記駆動方法は同じ定格パワーを有するが定格電圧及び定格電流が異なる仕様のあらゆる発光ダイオードチップの駆動に適用される。

Description

本発明は、同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法に関する。

発光ダイオード照明装置は発光ダイオードチップ及び駆動装置を備え、前記駆動装置は前記発光ダイオードチップに必要な電気エネルギーを提供する。現在市場に出回る発光ダイオードチップの仕様は多種多様である。同じパワーを有する発光ダイオードチップについて言えば、その定格電圧及び定格電流の組み合わせが雑多で、２８Ｗの発光ダイオードチップを例にすれば、その定格電圧及び定格電流の組み合わせは、８０Ｖ／３５０ｍＡ、５６Ｖ／５００ｍＡ、４０Ｖ／７００ｍＡ等が存在する。このため、このように多様な仕様の組み合わせの発光ダイオードチップを駆動させるために、現在の方式では、発光ダイオードチップの種類毎に発光ダイオードチップ駆動装置を開発している。

しかしながら、前述した従来の技術では、すなわち、発光ダイオード照明装置の製造メーカーにとっては、発光ダイオードチップのパワー別に多種類の駆動装置を製造することは、駆動装置の在庫を増やすリスクが高く、且つ量産化によるコストダウンが図れず、製造コストが高止まりした。同じパワーであるが定格電圧及び定格電流が異なるあらゆる組み合わせに適用可能な発光ダイオードチップの駆動方法が開発されれば、発光ダイオードチップの駆動装置の在庫リスクを軽減でき、且つ製造コストを有効的に削減できる。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本発明の目的は、同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法を提供することである。つまり、同じパワーであるが定格電圧及び定格電流の組み合わせが異なるあらゆる発光ダイオードチップの駆動に適用可能であり、且つ発光ダイオードチップに出力されるパワーが所定の範囲に維持されるように制御される。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、本発明に係る同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法は、以下の工程を含む。既定パワー値が設定される工程Ａ。前記既定パワー値に符合する発光ダイオードチップが提供される工程Ｂ。前記発光ダイオードチップが前記既定パワー値に符合する場合に必要な動作電流値が取得される工程Ｃ。駆動電流が前記発光ダイオードチップに出力され、且つ前記駆動電流の電流値が前記動作電流値に維持される工程Ｄ。

従って、本発明の発光ダイオードチップの駆動方法によれば、同じパワーで定格電圧及び定格電流の組み合わせが異なるあらゆる発光ダイオードチップの駆動に適用され、且つ発光ダイオードチップに出力されるパワーが既定の範囲内に維持され、従来の駆動装置では単一の仕様の発光ダイオードチップにしか適用できないという不便を有効的に改善させる。

本発明の第１実施形態による駆動装置を示すブロック図である。 本発明の好ましい実施形態を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態による駆動装置を示すブロック図である。 本発明のさらなる実施形態による所定のパワー値の設定際の駆動装置を示すブロック図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

実施形態

（第１実施形態）
図１は本発明の好ましい実施形態に係る発光ダイオードチップの駆動方法に応用される駆動装置１であり、入力ポート１ａと、出力ポート１ｂと、駆動ユニット１０と、電圧検出ユニット２０と、電流検出ユニット３０と、演算ユニット４０と、制御ユニット５０とを備える。

前記入力ポート１ａは電源７０に電気的に接続され、前記出力ポート１ｂは発光ダイオードチップ８０に電気的に接続される。前記駆動ユニット１０は前記入力ポート１ａ及び前記出力ポート１ｂに電気的に接続され、前記発光ダイオードチップ８０は前記出力ポート１ｂに電気的に接続された後、前記駆動ユニット１０により前記電源７０の電気エネルギーが受電されると共に駆動電圧及び駆動電流が前記発光ダイオードチップ８０に出力される。前記駆動ユニット１０が制御を受けることで、前記駆動電圧の電圧値及び前記駆動電流の電流値が改変される。実務では、前記駆動ユニット１０にはＰＷＭ、半ブリッジ、Buck、Boost等の型式の回路が基礎に採用されて設計される。

前記電圧検出ユニット２０は前記駆動ユニット１０及び前記出力ポート１ｂに電気的に接続され、前記駆動ユニット１０から前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電圧の電圧値の検出に使用される。前記電流検出ユニット３０は前記駆動ユニット１０及び前記出力ポート１ｂに電気的に接続され、前記駆動ユニット１０から前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電流の電流値の検出に用いられる。

前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０及び前記電流検出ユニット３０に電気的に接続され、且つ前記演算ユニット４０は前記制御ユニット５０を介して前記駆動ユニット１０に電気的に接続される。前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０及び電流検出ユニット３０により検出された電圧値及び電流値に基づいて演算を行い、且つ前記制御ユニット５０を介して電流制御信号が前記駆動ユニット１０に出力され、これにより前記駆動ユニット１０が制御されて前記駆動電流の電流値が改変される。

上述したように、前述の駆動装置１を利用して本発明に係る発光ダイオードチップの駆動方法を実行する場合、前記駆動方法は図２に示す以下の工程を含む。

工程Ａでは、前記演算ユニット４０に既定パワー値が予め設定され、前記既定パワー値は前記駆動装置１により既定された接続される発光ダイオードチップ８０に出力されるパワーである。例えば、接続される発光ダイオードチップ８０の定格パワーが２８Ｗである場合、前記既定パワー値が２８Ｗに設定される。

工程Ｂでは、前記既定パワー値に符合する発光ダイオードチップ８０が提供され、本実施形態での発光ダイオードチップ８０は、定格パワー及び前記既定パワー値が同じ発光ダイオードチップであり、例えば、８０Ｖ／３５０ｍＡ、５６Ｖ／５００ｍＡ、４０Ｖ／７００ｍＡの３種類の仕様の発光ダイオードチップ８０であり、定格電圧及び定格電流は共に異なるが、但し同じ定格パワー(２８Ｗ)を有する。その定格パワー及び設定された前記既定パワー値は同じであり、よって、何れか１種類の仕様の発光ダイオードチップ８０が選択されて前記駆動ユニット１０に接続される。実務上、選択された発光ダイオードチップ８０の定格パワーが前記既定パワー値の９０％‐１１０％の間の範囲内であれば須らく適用可能である。例えば、既定パワー値が２８Ｗである場合、選択された発光ダイオードチップ８０の定格パワーは２５．２Ｗ‐３０．８Ｗである。

工程Ｃでは、前記既定パワー値に符合する場合に必要な動作電流値が取得される。本実施形態では、先ず前記発光ダイオードチップ８０が前記駆動ユニット１０に電気的に接続され、前記演算ユニット４０が前記制御ユニット５０を介して前記電流制御信号を発信させて前記駆動ユニット１０を制御させることで、前記駆動ユニット１０により前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電流の電流値が前記動作電流値より小さい始動電流値から徐々に増加される。同時に、前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０及び前記電流検出ユニット３０により前記駆動電圧の電圧値及び前記駆動電流の電流値が検出され、且つ前記駆動電圧の電圧値及び前記駆動電流の電流値の積が計算される(即ち、前記発光ダイオードチップ８０に加えられる駆動パワー)。明解なのは、前記発光ダイオードチップ８０の前記駆動電圧の電圧値が前記駆動ユニット１０により出力される駆動電流の電流値の上昇に連れて増加する点であり、このため、前記発光ダイオードチップ８０に加えられる駆動パワーも共に連れて増加し、前記発光ダイオードチップ８０に加えられる駆動パワーが前記既定パワー値に達すると前記駆動電流の電流値の増加が停止される。この際の駆動電流の電流値は、前記既定パワー値に符合する場合に必要な前記動作電流値である。

工程Ｄでは、前記演算ユニット４０は前記制御ユニット５０を介して前記電流制御信号を発信させて前記駆動ユニット１０の制御を行い、前記駆動電流の電流値が前記動作電流値に維持され、前記既定パワー値に符合する前記駆動パワーが前記発光ダイオードチップ８０に提供され、前記発光ダイオードチップ８０が既定パワーの状態を達成させる。換言すれば、この際の駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電流値の積が工程Ａで設定された既定パワー値に維持される。

さらに、上述の工程Ｄの後に、工程Ｅが実行され、前記発光ダイオードチップ８０に加えられる駆動パワーが変動して所定の範囲を超過しているか否かが検出される。本実施形態では、前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０及び前記電流検出ユニット３０を介して前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電流値を持続的に検出させ、且つ二者の積を計算し(即ち、前記駆動パワー)、前記駆動パワーが前記既定パワー値の９７％から１０３％の範囲(即ち、前記既定パワー値の±３％)を超えている場合、前記演算ユニット４０は前記制御ユニット５０を介して前記駆動ユニット１０の制御を行い、前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電流の電流値が増加或いは減少され、積が前記既定パワー値の９７％から１０３％の範囲内に戻される。これにより、前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動パワーが安定する。

上述の駆動方法により、前記駆動装置１は接続される発光ダイオードチップ８０が前記既定パワー値に維持されるために必要な前記動作電流値を自動的に検出させ、定格電圧及び定格電流の異なる発光ダイオードチップ８０に交換されても、その定格パワーが前記既定パワー値に符合されるのみで、前記駆動装置１に適用可能になる。

ある実施形態では、前記駆動方法は、前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０により検出された電圧値が上限電圧値より大きい場合、前記制御ユニット５０により電圧制限信号が前記駆動ユニット１０に発信され、前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電圧の電圧値が前記上限電圧値に維持されるように制限されることを更に含む。同様に、前記駆動方法は、前記演算ユニット４０は前記電流検出ユニット３０により検出された電流値が上限電流値より大きい場合、前記制御ユニット５０により電流制限信号が前記駆動ユニット１０に発信され、前記発光ダイオードチップ８０に出力される駆動電流の電流値が前記上限電流値に維持されるように制限されることを更に含む。これにより、前記駆動ユニット１０により出力される前記駆動電圧或いは前記駆動流に異常が発生し、前記発光ダイオードチップ８０或いは前記駆動ユニット１０が損壊する事態が回避される。

ある実施形態では、工程Ａの執行前に、複数の異なるパワー値が前記演算ユニット４０に予め設定され、前記駆動装置１は、前記演算ユニット４０に電気的に接続される入力ユニット６０を更に備える(図３参照)。工程Ａ中では、前記入力ユニット６０により前述のパワー値の内の何れか１つが選択されて前記既定パワー値となる。これにより、前記駆動装置１が定格パワーの異なる発光ダイオードチップ８０の駆動に適用される。実務上、前記入力ユニット６０はスイッチが基礎に採用されて設計され、使用者はスイッチを切り換えることで前記既定パワー値を設定できる。

ある実施形態では、前述の入力ユニット６０を利用して前記既定パワー値が設定される以外、以下では前記既定パワー値を設定する他の方法が更に提供される。工程Ａの執行前には、先ず比較電圧値が前記演算ユニット４０に組み込まれることと、図４に示す電源供給装置８２が提供され、前記電源供給装置８２は出力端８２２を有し、前記電源供給装置８２は前記出力端８２２から出力電圧が出力されることとを含む。

続いて、前記電源供給装置８２の出力端８２２は前記駆動装置１の出力ポート１ｂに電気的に接続される。前記電圧検出ユニット２０により前記電源供給装置８２の出力電圧の電圧値が検出されて取得される。

これにより、工程Ａ中では、前記電圧検出ユニット２０により検出されて取得された前記出力電圧の電圧値が前記比較電圧値に等しいかより大きい場合、前記演算ユニット４０は前記電圧検出ユニット２０により検出された電圧値の数値を前記既定パワー値として設定する。

このほか、電圧検出ユニット２０により前記電源供給装置８２の出力電圧の電圧値が検出されて取得された後、前記電源供給装置８２の出力端８２２が前記駆動装置１の出力ポート１ｂから取り外され、前記電源供給装置８２と前記駆動装置１との間の電気的な接続が遮断されることを更に含む。

例えば、前記演算ユニット４０に組み込まれる比較電圧値が３０Ｖであり、本来の前記既定パワー値が４０Ｗであり、前記既定パワー値を３２Ｗに設定する場合、前記電源供給装置８２の出力電圧が３２Ｖに調整された後、前記電源供給装置８２が前記駆動装置１の出力ポート１ｂに電気的に接続される。この際、前記電圧検出ユニット２０により検出された前記出力電圧の電圧値が３２Ｖとなり、前記演算ユニット４０により前記出力電圧の電圧値が前記比較電圧値(３０Ｖ)より大きいと判断され、これにより、数値"３２"が前記既定パワー値の３２Ｗとして設定され、既定パワー値の設定が完成する。

続いて、前記電源供給装置８２の出力端８２２が前記駆動装置１の出力ポート１ｂから取り外され、その後に前述の工程Ｂから工程Ｄまでが実行され、接続される発光ダイオードチップ８０が前記既定パワー値に必要な前記動作電流値に維持されていることが自動的に検出される。定格電圧及び定格電流が異なる発光ダイオードチップ８０に交換されても、その定格パワーを前記既定パワー値に符合させるのみで、前記駆動装置１に適用可能になる。

ちなみに、前記電源供給装置８２の出力電圧が前記電圧検出ユニット２０により検出可能な電圧範囲内にあれば、設定が必要な既定パワー値の数値の如何によらず、前記出力電圧の電圧値が前記既定パワー値として設定される数値となる。これにより、前記駆動装置１が定格パワーの異なるより多くの種類の発光ダイオードチップ８０に適用され、且つ工程Ｃ中では、前記駆動ユニット１０により前記発光ダイオードに供給される駆動電圧及び駆動電流がより精確に計算される。

実務上、前記駆動装置１と前記電源供給装置８２との間の電気的な接続が遮断される工程は、工程Ａの後且つ工程Ｃの前に執行される。換言すれば、前記電源供給装置８２の出力電圧が検出された後、且つ前記発光ダイオードチップ８０が前記出力ポート１ｂに電気的に接続される前に執行される。

本発明の同じパワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法は、駆動装置が同じ定格パワーであるが定格電圧及び定格電流が異なる仕様を有するあらゆる発光ダイオードチップの駆動に適用可能であり、単一の定格電圧及び定格電流の発光ダイオードチップに限定されない。従来の駆動装置では１種類の仕様の発光ダイオードチップにしか使用できないという不便を有効的に改善させる。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１ａ 入力ポート
１ｂ 出力ポート
１ 駆動装置
１０ 駆動ユニット
２０ 電圧検出ユニット
３０ 電流検出ユニット
４０ 演算ユニット
５０ 制御ユニット
６０ 入力ユニット
７０ 電源
８０ 発光ダイオードチップ

Claims (13)

1. 既定パワー値が設定される工程Ａと、
   前記既定パワー値に符合する発光ダイオードチップが提供される工程Ｂと、
   前記発光ダイオードチップが前記既定パワー値に符合する場合に必要な動作電流値が取得される工程Ｃと、
   駆動電流が前記発光ダイオードチップに出力され、且つ前記駆動電流の電流値が前記動作電流値に維持される工程Ｄと、
   を含むことを特徴とする同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
2. 前記発光ダイオードチップに出力される前記駆動電流は駆動装置により提供され、前記既定パワー値は前記駆動装置により既定される前記発光ダイオードチップを駆動させるためのパワーであり、工程Ａ中では、前記既定パワー値が前記駆動装置に予め設定されることを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
3. 工程Ａの前には、複数の異なるパワー値が前記駆動装置に予め設定されることを含み、工程Ａ中では、前記複数のパワー値の中から何れか１つが前記既定パワー値として選択されることを特徴とする、請求項２に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
4. 工程Ｂ中で提供される発光ダイオードチップの定格パワーは、前記既定パワー値の９０％〜１１０％の間であることを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
5. 前記工程Ｃ中では、前記駆動電流が前記発光ダイオードチップに出力され、且つ前記駆動電流の電流値は前記動作電流値より小さい始動電流値から徐々に増加され、前記発光ダイオードチップに出力される駆動電圧の電圧値が同時に検出され、前記駆動電圧の電圧値及び前記駆動電流の電流値の積が計算され、前記積が前記既定パワー値に等しくなると前記駆動電流の電流値の増加が停止され、前記動作電流値は前記積が前記既定パワー値に等しい場合に前記発光ダイオードチップに出力される前記駆動電流の電流値であることを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
6. 工程Ｄの後には、前記発光ダイオードチップに出力される駆動パワーが前記既定パワー値の所定の範囲を超過していることが検出されると、前記発光ダイオードチップに出力される前記駆動電流の電流値が改変され、前記発光ダイオードチップに出力される駆動パワーが前記既定パワー値の前記所定の範囲内になり、また、前記駆動パワーは駆動電圧の電圧値及び前記駆動電流の電流値の積であり、且つ前記駆動電圧は前記発光ダイオードチップに出力される電圧である工程Ｅを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
7. 前記所定の範囲は前記既定パワー値の９７％から１０３％の間であることを特徴とする、請求項６に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
8. 前記発光ダイオードチップに出力される駆動電圧の電圧値が上限電圧値より大きいことが検出されると、前記発光ダイオードチップに出力される駆動電圧が制限され、前記駆動電圧の電圧値が前記上限電圧値に維持されることを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
9. 前記発光ダイオードチップに出力される前記駆動電流の電流値が上限電流値より大きいことが検出されると、前記発光ダイオードチップに出力される前記駆動電流が制限され、前記駆動電流の電流値が前記上限電流値に維持されることを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
10. 前記駆動装置は、前記発光ダイオードチップに電気的に接続される出力ポートを有し、工程Ａが執行される前には、先ず電源供給装置が提供され、且つ前記電源供給装置は出力端を有し、前記出力端からは出力電圧が出力され、その後、前記電源供給装置の前記出力端が前記駆動装置の出力ポートに電気的に接続されると共に前記出力電圧の電圧値が検出されて取得され、工程Ａでは、前記出力電圧の電圧値の数値が前記既定パワー値に設定され、また、前記出力電圧の電圧値が検出されて取得された後、前記電源供給装置の前記出力端と前記駆動装置の出力ポートとの間の電気的な接続が遮断されることを特徴とする、請求項２に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
11. 工程Ａの前には、比較電圧値が前記駆動装置に予め設定されることを更に含み、工程Ａ中では、検出された前記出力電圧の電圧値が前記比較電圧値に等しいかより大きい場合、前記出力電圧の電圧値の数値が前記既定パワー値に設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
12. 前記電源供給装置の前記出力端と前記駆動装置の出力ポートとの間の電気的な接続が遮断されることが、工程Ａの前に執行されることを特徴とする、請求項１０に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。
13. 前記電源供給装置の前記出力端と前記駆動装置の出力ポートとの間の電気的な接続が遮断されることが、工程Ａの後且つ工程Ｃの前に執行されることを特徴とする、請求項１０に記載の同一パワーであるものの電圧と電流が異なる仕様に応用される発光ダイオードチップの駆動方法。

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