JPS6025615Y2 - ランプ表示回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコンピュータシステムにおけるランプ表示回路
に係り、特に発光ダイオード（以下、”ＬＥＤ、と称す
）を用いて明点灯および暗点灯により２個表示をするラ
ンプ表示回路に関する。

近年、コンピュータシステムは半導体技術の発達に伴っ
て、ＬＳＩさらには超ＬＳＩの採用により高集積大容量
化されてさている。

このようなコンピュータシステムにおいて、障害が発生
した場合は、自己診断プログラム等により障害原因や障
害個所の探索作業が自動化されてきているものの、各装
置単体の障害となるとシステム保守者がその装置の動作
状態を示す監視用表示ランプによって障害か否かを判断
する部分が多く残されている。

すなわち障害時には、システム保守者は障害原因の追求
のため、まず監視用表示ランプの点灯状態を点検し、次
にコンピュータシステムまたは装置の動作条件が詳細に
書かれた説明書やハード図面を見ながら表示ランプの点
灯動作と比較してどの過程まで正常に動作しているかま
たは論理予盾がないかどうかを調査するのである。

このように監視用表示ランプはシステム障害時に重要な
役割を果している。

ところで、これら監視用表示ランプの点灯方法をみると
、通常、有意信号時に点灯し、無信号時においては消灯
している。

しかし一旦ランプ切れが起こると、有意信号時であって
もランプ切れのため点灯していないのか、あるいは無信
号時のため点灯していないのかが判別できなくなる。

このことは、前述したように監視用表示ランプの重要性
を考えるとき重大な問題で、特に中央処理装置やチャン
ネル制御装置等表示ランプが多量に設けられているとこ
ろでは度々直面する問題でもある。

この問題を解決するには、無信号時であっても表示ラン
プを暗点灯として、有意信号時における明点灯との輝度
差をもたせておけばよく、システム保守者に、有意信号
時であるのか、無信号時であるのか、またはランプ切れ
であるのかを容易に判断させえることができる。

この方法は、従来の技術の中でも、表示ランプとして白
熱電球を使用した場合において、上述の目的の外にラン
プの点灯瞬間のラッシュ電流を軽減し表示ランプの延命
化を図ることと、表示ランプ用電源の小容量化を図るこ
となどの目的をもって使用されてきている。

しかしながら、白熱電球を使用した場合、その平均寿命
が２０００〜３０００１１？間であるため１０００個程
度の白熱電球を使用する通常のシステムにおいては１田
こ１倒同程度のランプ切れが発生することとなる。

このことは表示ランプの交換作業に多大な工数を必要と
する。

そこで、表示ランプの延命化を図る手段として、長寿命
で消費電力が小さいといわれるＬＥＤの採用が考えられ
る。

しかし、ＬＥＤと白熱電球では動作条件が全く異り、既
に白熱電球を採用したシステムを単にＬＥＤ化するため
にはランプ駆動回路の改修が必要となり、延いてはシス
テムタウンを余義なくされる。

このシステムダウンはシステムの使用上甚だ問題である
。

以下に図面を用いて従来技術の問題点を詳しく説明する
。

第１図ａ、ｂは従来の白熱電球用ランプ駆動回路の二個
を示す。

第１図ａにおいて、１は電源端子、２は白熱電球、Ｒ，
、Ｒ２は抵抗器、３はスイッチングトランジスタ、４は
信号の入力端子、５は出力端子、６はアースである。

いま入力端子４に有意信号が入力されると、スイッチン
グトランジスタ３はＯＮとなり出力端子５とアース６間
はほぼ抵抗器Ｒ１の値となる。

従って白熱電球２の抵抗値をＲＬとすれば該白熱電球２
に流れる電流■ ■、は電源端子１の電圧を■とした場合１１”Ｒ１＋
ＲＬとなる。

入力端子４に信号がない場合はスイッチングトランジス
タ３はＯＦＦとなり、出力端子５とアース６間は抵抗器
Ｒ２の値となるため白熱型球２に流れる電流ｌ２＝２゜
＋ＲＬとなる。

従ってＲ１＜Ｒ２としておけば、入力端子４に信号が入
力された時は白熱電球２は明点灯となり、信号がない時
は暗点灯となる。

実際には■は＋１２Ｖ、 Ｒｔは明点灯用として２７Ω
、Ｒ２は暗点灯用として２７０Ωが使用されている。

第１図すにおいては電源端子１とアース６の間に白熱電
球２と抵抗器Ｒ１，Ｒ２を直列に接続しておいて、入力
端子４に信号が入力された時に、スイッチングトランジ
スタ３により抵抗器Ｒ２を短絡するものである。

この場合の明点灯時の電流１１− ■ 一２□＋ＲＬであり、暗点灯時の電流はＩ２＝■ Ｒ１＋Ｒ２＋ＲＬであり、通常Ｖとシテ＋１２Ｖ１Ｒ１
ハ２７Ω、Ｒ２は５６０Ωが使われている。

次にＬＥＤの駆動について述べる。

第２図は一般的なＬＥＤ駆動回路を示す。

７はＬＥＤ、８はＲ（Ω）なる抵抗値をもつ外部抵抗器
、９はＥ（Ｖ）なる起電力をもつ直流電源である。

この回路において、回路電流ＩＰはＬＥＤ７にかる順方
向電圧を■１とするとき次式（１）で与えられる。

−ＶＦ ＩＩ７＝Ｒ・・・・・・（１） この回路によって明点灯、暗点灯の２値表示をさせよう
とすると、通常のＬＥＤ ７にあっては明点灯時の回路
電流Ｉｐ１は２０１ＴＩＡ、暗点灯時の回路電流ＩＦ２
は２〜３ｍＡを必要とする。

いま第１図ａと同様に電源電圧をＥ＝１２Ｖとして外部
抵抗器８の所要の抵抗値Ｒ（Ω）を求めると、ｖＦ＝２
ＶのＬＥＤを用いた場合、明点時はＲ＝５００Ω、暗点
時はＲ＝ ５０００〜３３３３Ωとなる。

以上述べたことから分るように、明点と暗点を区別する
抵抗の値が白熱電球２とＬＥＤ７では略−桁違うため第
１図ａ及びｂに示した従来の白熱電球用ランプ駆動回路
ではＬＥＤ ７を直接駆動できないことは明らかである
。

そこでＬＥＤ化に当り従来は白熱電球２とＬＥＤ ７の
交換のみならず抵抗器Ｒ１，Ｒ２の交換を要し、しかも
システムダウンを余儀なくされたのである。

本考案は上記従来技術の問題を定電圧ダイオード（以下
１ツェナーダイオ−トヨと称す）を用いて解決したもの
であり、従来の白熱電球用ランプ駆動回路をそのまま使
用して明点灯及び暗点灯の２値表示をＬＥＤ化できるラ
ンプ表示回路を提供する。

実施例の基本回路を第３図に示す。

この回路は第２図に示した回路にツェナーダイオード１
０を追加したものである。

いまツェナーダイオード１０に９Ｖ用のものを使用した
例について述べると、ツェナー電圧はＶ ｚ ” ９ｖ
一定で、ＬＥＤ７の■、が回路電流ＩＰに無関係に２Ｖ
一定と仮定できるから抵抗器８の電圧降下ＶＲは常にＩ
Ｖである。

そこで明点灯の電流Ｉ Ｆ １ ＝ ２０ｍＡ、暗点灯
時の電流ＩＦ２＝２〜３ｍＡを流すために必要な外部抵
抗器８の抵抗値Ｒ１およびＲ２を計算で求めると、Ｒ１
−５０Ω、Ｒ２−５００〜３３３Ωとなり、第２図に示
した回路に比べて抵抗値は１／１０になっていることが
わかる。

このことを実際に実験値として求めたものが第４図に示
す特性である。

第４図は、外部抵抗器８の値Ｒを可変した場合の回路電
流ＩＦとの関係を示すもので、横軸に外部抵抗器８の抵
抗値（Ω）、縦軸に電流値ｔＦ（ｍＡ）をとっているが
、ツェナーダイオード１０とＬＥＤ ７の動作抵抗の非
直線性が良く現われている。

この特性かられかるように、ＩＦｌ ＝２０ｍＡを流す
ためには明点灯用の抵抗値Ｒ１が約２５Ω、ＩＦ２＝２
〜３ｍＡを流すためには暗点灯用の抵抗値Ｒ２が約４０
０Ωであることを示しており、更に暗点灯時の電流ＩＦ
２が５ｍＡとなってもＬＥＤ ７の特性上明点灯時とは
充分な輝度差が得られることを考えれば、暗点灯用の抵
抗値Ｒ２は２００Ω〜６００Ωの範囲であればよいこと
が分かる。

したがって、ツェナータイオード１０の併用によって第
１図ａ、 ｂに示した従来の両ランプ駆動回路をその
ままＬＥＤ駆動に使用できることが容易に理解できる。

なわ、ツェナーダイオード１０はＬＥＤ ７の規格及び
電源電圧にもとすいて適宜なツェナー電圧のものを使用
すれば良い。

さらに、ＬＥＤ７とツェナータイオード１０は物理的に
一体化できるので、従来の白熱電球と同一形状に製作す
ることも可能であり、従来の白熱電球２を示す第５図ａ
に併せてＬＥＤ ７とツェナーダイオード１０を一体化
した表示ランプ１１を第５図すに示す。

この場合表示ランプ１１を白熱電球２と差し換えるだけ
でよ〈従来のランプ駆動回路には一切の改修を要さない
。

なお、第５図ａ、 ｂ中、２ａはガラス管、２ｂはフ
ィラメント、２ｃは支持筒体、２ｄ及び２ｅは電極、２
ｆはガイド突起である。

第６図ａ、 ｂに、第１図ａ、 ｂに示した従来のラン
プ駆動回路を用いた本考案の回路図を示しておく。

以上述べたように、本考案によれば、ツェナーダイオー
ドとＬＥＤのもつ特性を有効に利用することにより、従
来の白熱電球よりも表示ランプの延命化を図り、さらに
２値表示によって極めて高い信頼度を得ることができる
。

また、ＬＥＤとツェナーダイオードを一体化した表示ラ
ンプを用いればＬＥＤ化に際しても何らのシステムダウ
ンを伴なわず、しかも回路改修の場合でも抵抗器は従来
通りで良い。

更に、第３図にて分るように、ＬＥＤ７は電流９の電圧
Ｅがツェナーダイオード１０のツェナー電圧ｖコ以上に
ならなければ発光しないので、一種の電圧しきい値をも
った表示ランプと考えられる。

したがってテイジタル表示として使用する場合であって
、ノイズ等による入力信号の電圧値に変動がある場合に
はツェナー電圧を適当に選ぶことにより安定した表示か
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、 ｂは夫々白熱電球を２値点灯させるランプ
駆動回路図、第２図は一般的なＬＥＤ駆動回路図、第３
図は本考案の原理を説明するためのＬＥＤ駆動回路図、
第４図は第３図における外部抵抗器の抵抗値と回路電流
の関係の実験結果を示す特性図、第５図はａは白熱電球
を示す図、第５図すは第５図ａの白熱電球と同形にＬＥ
Ｄとツェナダイオードとを一体化して形成した表示ラン
プを一部破断して示す図、第６図ａ、 ｂは夫々第１図
ａ、 ｂに示す従来の白熱電球用ランプ駆動回路を用い
た本考案実施例の回路図である。 図面中、１・・・・・・電源端子、２・・・・・・白熱
電球、３・・・・・・スイッチングトランジスタ、４・
・・・・・信号の入力端子、５・・・・・・出力端子、
６・・・・・・アース、７・・・・・・発光ダイオード
、１０・・・・・・定電圧ダイオード、１１・・・・・
・発光ダイオードと定電圧タイオードとが一体化されて
なる表示ランプ、Ｒ１・・・・・・抵抗器、Ｒ２・・・
・・・他の抵抗器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光タイオードと定電圧ダイオードとが逆極性に直列接
   続されたものに抵抗値Ｒ１を有する第１の抵抗器とデジ
   タル信号によってオン／オフする１個のスイッチング素
   子とが直列に接続され、更に、抵抗値Ｒ２を有する第２
   の抵抗器が前記第１の抵抗器とスイッチング素子とに対
   して並列に、もしくはスイッチング素子に対して並列に
   接続されており、且つ前記抵抗値Ｒ１が抵抗値Ｒ２のほ
   ぼ１１１０〜１／１６の範囲に選択されて前記スイッチ
   ング素子がオンのときに前記発光ダイオードが明点しオ
   フのときは暗点することを特徴とするランプ表示回路。