JP5562175B2 - Ｌｅｄ駆動回路 - Google Patents

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００９−２８３７７５（図１）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路１の概略構成図である。 図１に示すＬＥＤ駆動回路１の回路例１００を示す図である。 全波整流回路１２の出力電圧波形例を示す図である。 図１に示すＬＥＤ駆動回路１のＬＥＤブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。 図３の時刻Ｔ０〜Ｔ７の期間の各部の電流例を示す図である。 ＬＥＤ駆動回路１及び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。 本発明に係る他のＬＥＤ駆動回路２の概略構成図である。 本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路３の概略構成図である。 本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路４の概略構成図である。 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。 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。 本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路５の概略構成図である。 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。 ＬＥＤ駆動回路５の投入電力、消費電力及び電力損失を示す図である。 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。 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。 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。 本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路７の概略構成図である。 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。 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。 ＬＥＤ駆動回路８の概略構成図である。 図２１に示すＬＥＤ駆動回路８におけるＬＥＤブロックの切り換えシーケンス例を示す図である。

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。

図１は、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の概略説明図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (8)

1. 整流器と、
   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。
2. 前記電流制限部は、前記整流器に対して、インピーダンスの異なるＬＥＤ群が並列に接続されないように、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、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 前記整流器の出力電圧に応じて、前記整流器に対して前記第１ＬＥＤ群、前記第２ＬＥＤ群及び前記第３ＬＥＤ群がそれぞれ並列に接続される電流経路と、前記整流器に対して前記第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群が直列に接続される電流経路とが形成される、請求項１又は２に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記整流器は、プラス電源出力及びマイナス電源出力を有し、
   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。
5. 前記第１ＬＥＤ群、前記第２ＬＥＤ群及び前記第３ＬＥＤ群の間に配置された電流調整部を更に有する、請求項１〜４の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。
6. 前記電流調整部は、定電流ダイオード、高抵抗、又は定電流回路である、請求項５に記載のＬＥＤ駆動回路。
7. 前記第１ＬＥＤ群、前記第２ＬＥＤ群及び前記第３ＬＥＤ群の間に配置された逆電流防止用のダイオードを更に有する、請求項１〜６の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。
8. 前記整流器の電源出力間に配置された平滑部を更に有する、請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。

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