WO2011105630A1 - Led駆動回路 - Google Patents

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WO2011105630A1
WO2011105630A1 PCT/JP2011/055003 JP2011055003W WO2011105630A1 WO 2011105630 A1 WO2011105630 A1 WO 2011105630A1 JP 2011055003 W JP2011055003 W JP 2011055003W WO 2011105630 A1 WO2011105630 A1 WO 2011105630A1
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current
led
circuit
led block
block
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PCT/JP2011/055003
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English (en)
French (fr)
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俊二 柄川
功 越智
Original Assignee
シチズンホールディングス株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines

Definitions

  • the present invention relates to an LED drive circuit, and more particularly to an LED drive circuit for performing efficient LED light emission using an AC power supply.
  • LED In lighting equipment using LEDs, AC power supplied from a commercial power source is rectified by a bridge diode that performs full-wave rectification, and a rectified voltage output therefrom is applied to a plurality of LEDs connected in series. LED is made to emit light.
  • the LED has a non-linear characteristic in which a current starts to flow suddenly when a voltage equal to or higher than the forward drop voltage (Vf) is applied to the LED.
  • a predetermined forward current (If) is allowed to flow by a method of inserting a current control resistor or forming a constant current circuit with an active element, whereby a predetermined light emission is performed. At this time, the forward voltage drop is the forward voltage (Vf).
  • the LEDs when n LEDs are connected in series, the LEDs emit light when a voltage of n ⁇ Vf or higher is applied to the LEDs. Further, the rectified voltage output from the bridge diode that full-wave rectifies the alternating current supplied from the commercial power supply repeats a change from 0 (v) to the maximum output voltage at a frequency twice the commercial power supply frequency. Accordingly, the plurality of LEDs emit light only when the rectified voltage becomes n ⁇ Vf (v) or more, but the plurality of LEDs do not emit light when less than n ⁇ Vf (v).
  • the plurality of LEDs are divided into four groups (3-1 to 3-10, 3-11 to 3-20, 3-21 to 3-30, and 3-31 to 3-40), and the output voltage of the rectifier Accordingly, an LED drive circuit that controls a switch that connects each LED group and a rectifier is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a switch circuit for switching the connection method of a plurality of LED blocks is required, and the control of this switch circuit is only switched by comparison between the rectified voltage and the current detector, or switched based on the rectified voltage. Therefore, in this conventional LED driving circuit, an appropriate switching voltage cannot be set in an economical manner, and the space and cost of the entire LED driving circuit are increased, and consumption for driving the switch circuit is increased. There was a problem that the power increased.
  • the switching timing of the switch circuit is set based on the expected n ⁇ Vf (v), but Vf is not constant for each LED. Therefore, the actual n ⁇ Vf (v) of each LED block is previously set. There is a difference from the set n ⁇ Vf (v). For this reason, even if the switch circuit operates according to the power supply voltage, the LEDs included in both LED blocks do not emit light, or conversely, there is a possibility that they will emit light even if they are switched earlier.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional LED driving circuit 200 described in Patent Document 2 described above.
  • a conventional LED driving circuit 200 will be described with reference to FIG.
  • LED blocks Gr1 to Gr5 including a plurality of LEDs are connected in series to a full-wave rectifier 202.
  • the LED driving circuit 200 includes circuits 231 to 235 corresponding to the LED blocks Gr1 to Gr5. Further, the LED drive circuit 200 includes comparators CMP1 to CMP3 and OR circuits OR1 and OR2 to turn off the LED blocks Gr1 to Gr3.
  • the circuits 231 and 232 perform control so that the total value of the drain current IQ1 flowing from the LED block Gr1 toward the nMOSFET Q1 and the drain current IQ2 flowing from the LED block Gr2 toward the nMOSFET Q2 is constant.
  • the rectified voltage output from the full-wave rectifier gradually increases from a voltage sufficient to light only the LED block Gr1 to a voltage sufficient to light the LED blocks Gr1 and Gr2, a drain current IQ2 flows. start.
  • the circuits 231 and 232 have a constant sum of the drain currents IQ1 and IQ2. Control is performed so that When the rectified voltage output from the full wave rectifier becomes a voltage sufficient to light the LED blocks Gr1 and Gr2, only the drain current IQ2 flows without flowing the drain current IQ1. As a result, the LED blocks Gr1 and Gr2 are connected in series to the full-wave rectifier, and the LEDs included in the LED blocks Gr1 and Gr2 are turned on.
  • the circuits 232 and 233 flow only the drain current IQ3 without flowing the drain current IQ2.
  • the LED blocks Gr1 to Gr3 are connected in series to the full-wave rectifier, and the LEDs included in the LED blocks Gr1 to Gr3 are turned on.
  • the circuits 233 and 234 do not flow the drain current IQ3 but only the drain current IQ4. To control.
  • the LED blocks Gr1 to Gr4 are connected in series to the full-wave rectifier, and the LEDs included in the LED blocks Gr1 to Gr4 are turned on. Further, when the rectified voltage output from the full-wave rectifier becomes a voltage sufficient to light the LED blocks Gr1 to Gr5, the circuits 234 and 235 do not flow the drain current IQ4 but only the drain current IQ5. To control. As a result, the LED blocks Gr1 to Gr5 are connected in series to the full-wave rectifier, and the LEDs included in the LED blocks Gr1 to Gr5 are turned on. As described above, the circuits 231 to 235 are controlled so that the drain current flowing through the downstream side (full-wave rectifier side) circuit does not flow, so that the total value becomes constant.
  • the drain current IQ1 starts flowing at a timing at which the drain current IQ3 flows without flowing the drain current IQ2, a large current flows through the LED block Gr1, which is not preferable. Therefore, at the timing when the drain current IQ3 flows, the output of the comparator CMP1 becomes H, and a control signal is sent to the circuit 231 via OR1, so that the drain current IQ1 is cut off reliably. Similarly, at the timing when the drain current IQ4 flows, the output of the comparator CMP2 becomes H, and a control signal is sent to the circuits 231 and 232 via OR1 and OR2, so that the drain currents IQ1 and IQ2 are reliably cut off. is doing.
  • the output of the comparator CMP3 becomes H, and a control signal is sent to the circuits 231 to 233 via OR1 and OR2, so that the drain currents IQ1, IQ2 and IQ3 are surely cut off. I have control.
  • the conventional LED driving circuit 200 when the LED block is further connected in series to the full-wave rectifier 202, current is directly supplied from all the LED blocks that have been connected so far to the full-wave rectifier. It is necessary to control so that it does not flow.
  • the LED blocks Gr1 to Gr4 are directly connected to the full-wave rectifier 202 and a current flows, and the LED blocks Gr5 are further connected in series and a current flows, the LED block Gr1
  • the drain currents IQ1 to IQ3 are controlled so as not to flow digitally directly from 202 to Gr4 to the full-wave rectifier 202, and the drain current IQ4 is analogized so that the total value of the drain current IQ5 is constant. It is controlled.
  • the drain current flowing from the (N-1) LED blocks to the full-wave rectifier is cut off. A structure to take is required. Therefore, the digital control circuit becomes complicated, and there is a problem that the circuit needs to be increased in size and cost.
  • An object of the present invention is to provide an LED drive circuit aimed at solving the above problems. It is another object of the present invention to provide an LED drive circuit in which each LED block is appropriately switched without switching the switch circuit according to the power supply voltage.
  • the LED drive circuit includes a rectifier having a positive output and a negative output, a first LED group connected to the rectifier, a first current detection unit that detects a current flowing from the first LED group to the negative output of the rectifier, and a first current detection unit.
  • a first circuit having a first current limiting unit that limits a current flowing from the first LED group to the negative output of the rectifier according to the detected current, and to the negative output of the rectifier through the second LED group and the second LED group.
  • a current path to be connected is formed, and the first current detection unit detects a current flowing through the first LED group and the second LED group, whereby a first current is detected. It operates the limited portion, the first 1LED group and the second 2LED group and performs a switching to a current path connected in series with the rectifier.
  • the first current limiting unit cut off the current flowing from the first LED group to the negative output of the rectifier without passing through the second LED group.
  • the first current limiting unit cut off the current flowing from the positive output of the rectifier to the first LED group without passing through the second LED group.
  • the first current detection unit detects the current flowing through the first LED group to the first current detection unit, thereby operating the first current limiting unit, and the first LED group minus the rectifier. By switching off the current flowing to the output, the current path in which only the first LED group is connected to the rectifier is switched to the current path in which the first LED group and the second LED group are connected in series to the rectifier. It is preferable.
  • the first current detection unit detects the current flowing from the positive output of the rectifier to the first LED group, thereby operating the first current limiting unit and flowing from the positive output of the rectifier to the first LED group. It is preferable to switch from a current path in which only the first LED group is connected to the rectifier to a current path in which the first LED group and the second LED group are connected in series to the rectifier by cutting off the current. .
  • the third LED group is disposed between the first circuit and the second circuit, detects a current flowing from the third LED group to the negative output of the rectifier, and a third current detection.
  • an intermediate circuit having a third current limiting unit that limits a current flowing from the third LED group to the negative output of the rectifier according to the current detected by the unit.
  • the LED drive circuit it is preferable to have a plurality of intermediate circuits between the first circuit and the second circuit.
  • the second LED group is connected in parallel to the first current limiting unit.
  • a second current detection unit that detects a current flowing from the second LED group to the first current detection unit, and a first current detection from the second LED group according to the current detected by the second current detection unit.
  • limits the electric current which flows into a part is connected to the 1st current limiting part in parallel with the 2nd LED group.
  • the current limiting unit is preferably a constant current circuit, a constant current diode, or a current limiting resistor.
  • the LED drive circuit preferably further includes a smoothing circuit connected to the rectifier.
  • a rectifier having a positive output and a negative output, a first LED group connected to the rectifier, a first current detection unit that detects a current flowing from the first LED group to the negative output of the rectifier, and a first current
  • the first circuit having a first current limiting unit that limits the current flowing from the first LED group to the negative output of the rectifier according to the current detected by the detection unit, the second LED group, and the second LED group through the first circuit
  • a second circuit having a current path flowing to the negative output of the rectifier, wherein the first current limiting unit and the second LED group are connected in parallel, and the parallel connection portion of the first current limiting unit and the second LED group
  • the first current detection unit is disposed outside, and a current path in which only the first LED group is connected to the rectifier according to the output voltage of the rectifier, and the first LED group and the rectifier Wherein said 2LED group is characterized in that a current path connected in series is formed.
  • the LED drive circuit is controlled so that the LED block is automatically switched according to a change in the power supply voltage, it is not necessary to control the switch circuit digitally by a control signal, and the configuration of the drive circuit can be simplified. Costs can be reduced.
  • the switching timing of the LED block is automatically determined according to the sum of the power supply voltage and the actual Vf of all the LEDs included in each LED block. It is not necessary to predict and control the switching timing of each block from the number, and it is possible to switch the LED block at the most efficient timing.
  • the LED drive circuit since it is not necessary to control the switch circuit digitally by a control signal, it may have a large number of LED blocks (since a large number of LED groups can be set).
  • the number of LEDs that can be included in the LED block can be reduced. Therefore, since the LED block is lit even when the power supply voltage is low, the power consumption of the LED can be increased. In other words, it is possible to form LED blocks (LED groups) as many as the number of LEDs.
  • the first current detection unit operates the first current limiting unit by detecting the current flowing through the first LED block and the second LED block, and the first LED block and the second LED block with respect to the rectifier. Is switched to a current path connected in series. Therefore, it is no longer necessary to consider the interruption of the drain current flowing directly from the LED block that has been connected to the rectifier to the rectifier when switching.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the LED drive circuit 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit example 1 ′ of the LED driving circuit shown in FIG.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of an output voltage waveform of the full-wave rectifier circuit 12
  • FIGS. 3B to 3D are diagrams showing current waveforms of respective parts of the circuit example 1 ′.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the circuit example 1 ′.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another LED drive circuit 2.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a developed form of the LED driving circuit.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another development form of the LED drive circuit.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of still another LED drive circuit 100.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the LED drive circuit 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit example 1 ′ of the LED driving circuit shown in FIG.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of an
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of still another LED drive circuit 101.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of still another LED driving circuit 102.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of still another LED drive circuit 103.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of still another LED drive circuit 104.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional drive circuit 200.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the LED drive circuit 1.
  • the LED drive circuit 1 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 20, a second circuit 30, a third circuit 40, and the like.
  • the first circuit 20 includes a first LED block (LED group) 21 including one to a plurality of LEDs, a first current limiting unit 22 that controls current flowing through the first LED block 21, and a first current limiting unit that detects current.
  • the 22 includes a first current monitor 23 for controlling the current set at 22.
  • the second circuit 30 includes a second LED block (LED group) 31 including one to a plurality of LEDs, a second current limiting unit 32 that controls a current flowing through the second LED block 31, and a second current limiting unit that detects a current.
  • the second current monitor 33 for controlling the current value set at 32 is connected to the first current limiting unit 22 in parallel. That is, the first current limiter 22 and the second LED block 31 are connected in parallel, and the first current monitor 23 is disposed outside the parallel connection portion between the first current limiter 22 and the second LED block 31. Yes.
  • the third circuit 40 includes a third LED block (LED group) 41 including one to a plurality of LEDs, a third current limiting unit 42 that controls a current flowing through the third LED block 41, and a third current limiting unit that detects a current.
  • the third current monitor 43 and the like that control the current value set in 42 are included and connected in parallel to the second current limiter 32. That is, the second current limiter 32 and the third LED block 41 are connected in parallel, and the second current monitor 33 is disposed outside the parallel connection portion between the second current limiter 32 and the third LED block 41.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit example 1 ′ of the LED drive circuit 1 shown in FIG. In the circuit example 1 ′, the same components as those in FIG.
  • the connection terminal 11 of the circuit example 1 ′ is for connecting to the commercial AC power supply 10, and is formed as a base of the LED bulb when the LED drive circuit 1 is used for the LED bulb.
  • the full-wave rectifier circuit 12 is a diode bridge type composed of four rectifier elements D1 to D4, and has a plus output 13 and a minus output 14.
  • the full-wave rectifier circuit 12 may be a full-wave rectifier circuit including a transformer circuit using a transformer, or may be a two-phase full-wave rectifier circuit using a transformer with a center tap.
  • the first LED block 21 of the first circuit 20 includes 15 LEDs connected in series.
  • the first current monitor 23 includes two resistors R1 and R3 and a transistor Q1, and the first current limiter 22 includes U1 that is an N-type MOSFET and is a constant current circuit.
  • the constant current circuit shown here uses a voltage drop generated in the resistor R3 of the first current monitor 23 due to the drain current of the MOSFET U1 of the first current limiting unit 22. This voltage drop changes the base voltage of the transistor Q1, causing a change in the collector current of the transistor Q1 flowing through the resistor R1.
  • the gate voltage of the MOSFET U1 of the first current limiting unit 22 is adjusted to limit the drain current of the MOSFET U1.
  • the second LED block 31 of the second circuit 30 includes 12 LEDs connected in series, and is connected to the first current limiting unit 22 in parallel.
  • the configurations and operations of the second current monitor 33 and the second current limiting unit 32 are the same as those of the first current monitor 23 and the first current limiting unit 22.
  • the third LED block 41 of the third circuit 40 includes nine LEDs connected in series, and is configured to be connected to the second current limiting unit 32 in parallel.
  • the configurations and operations of the third current monitor 43 and the third current limiting unit 42 are the same as those of the first current monitor 23 and the first current limiting unit 22.
  • the LEDs included in the first LED block 21 are turned on.
  • the LEDs included in the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit.
  • the LEDs included in the first LED block 21 to the third LED block 41 are turned on.
  • the commercial power supply voltage is used at 100 V
  • the maximum voltage is about 141 (v).
  • the stability of this voltage should take into account fluctuations of about ⁇ 10%.
  • the forward voltage of the rectifier elements D1 to D4 of the full-wave rectifier circuit 12 is 1.0 (v), and when the commercial power supply voltage is 100 (v), the maximum output of the full-wave rectifier circuit 12 is about 139 (v).
  • the total number (n) ⁇ Vf when all the LEDs included in the first LED block 21 to the third LED block 41 are connected in series does not exceed the maximum output voltage of the full-wave rectifier circuit 12.
  • the voltage drop of the third current limiting unit 42 is set to one quarter or less of the maximum output voltage of the full-wave rectifier circuit 12.
  • the voltage drop of the third current monitor 43 is about 0.6 V and does not affect the design of the total number of LEDs.
  • the forward voltage V3 of the total number n of LEDs be 75% or more and less than 90% of the maximum output voltage of the full-wave rectifier circuit 12. That is, when the total number n of LEDs is determined from 139 ⁇ 0.75 ⁇ n ⁇ 3.2 ⁇ 139 ⁇ 0.90, it is preferably 33 to 39, and is set to 36 here.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an output voltage waveform example 80 of the full-wave rectifier circuit 12, and FIG.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a current waveform 81 in the first current limiting unit 22 in the circuit example 1 ′.
  • FIG. 3C illustrates a current waveform 82 in the second current limiting unit 32 in the circuit example 1 ′
  • FIG. 3D illustrates a current waveform 83 in the third current limiting unit 42 in the circuit example 1 ′.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the circuit example 1 ′.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is the first forward voltage V1, and there is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21.
  • the voltage output for lighting the 2LED block 31 and the third LED block 41 is not enough.
  • the current I1 flows to the first LED block 21, but the second circuit 30 including the second LED block 31 has a low applied voltage, that is, a voltage drop of the current limiting unit 22, and thus the current I4 to the current I6. Is not flowing (see FIG. 4).
  • the current I7 does not flow through the third circuit 40 including the third LED block 41.
  • the first current monitor 23 detects the current flowing through the current I3 and controls the first current limiting unit 22 so that the current I3 becomes a predetermined current.
  • the current waveform 81 in FIG. 3B corresponds to the current I2.
  • the second LED block 31 and the second LED block 31 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12, and the LEDs included in the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 approaches the second forward voltage V2 while only the first LED block 21 is lit, so that the voltage drop of the first current control unit 22 is parallel.
  • the first current monitor 23 monitors the current I3.
  • the first current limiter 22 is controlled to limit the current I2. Operates to (decrease). When the current path is switched, such an operation is repeated, the current I4 gradually increases, and the current I2 gradually decreases.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like.
  • the current path is automatically switched. That is, here, according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, the voltage Vf of the LEDs included in each LED block is added to the current path from which only the first LED block 21 is lit, and from the first LED block 21 to the first LED block 21.
  • the 2LED block 31 is automatically switched to a current path for lighting.
  • T3 see FIG.
  • the current waveform 83 in FIG. 3 (d) corresponds to the current I7.
  • the state is automatically switched from the state in which the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit to the state in which the first LED block 21 to the third LED block 41 are lit.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the third current monitor 43 and the third current limiting unit 42 of the third circuit 40 do not contribute to the switching of the current path, but in the time T3 to T4, that is, in the state where the first LED block 21 to the third LED block 41 are lit. The current is adjusted so that no overcurrent flows through each LED block.
  • the third current monitor 43 and the third current limiting unit 42 function as a constant current circuit.
  • the first LED A current path is formed such that the block 21 and the second LED block 31 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12, the LEDs included in the third LED block 41 are turned off, and the first LED block 21 and the second LED block 31 LEDs included in the 2LED block 31 are lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 approaches the third forward voltage V3, the current I7 starts to decrease.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes less than the second forward voltage V2 at time T5 (see FIG. 3) and becomes less than a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the second LED block 31, the first LED A current path is formed so that only the block 21 is connected in series to the full-wave rectifier circuit 12, the LED included in the second LED block 31 is turned off, and the LED included in the first LED block 21 is turned on. .
  • the current I4 starts to decrease.
  • the first current monitor 23 monitors the current I3.
  • the first current limiter 22 is controlled to release the limit of the current I2 ( To increase).
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is done automatically with the Vf of the included LED.
  • T6 when the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes less than the first forward voltage V1 and less than a voltage sufficient to light the first LED block 21, all the LED blocks are turned off. .
  • a reverse current is used. You may make it arrange
  • the circuit example 1 ′ is configured such that the current path is switched according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, and thus it is not necessary to provide a large number of switch circuits.
  • the switching of the current path is automatically determined according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the voltage obtained by adding the actual Vf of all LEDs included in each LED block. There is no need to predict and control the switching timing of each block from the number of LEDs included, and switching between the LED blocks can be performed at the most efficient timing.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of another LED drive circuit 2. The difference between the LED drive circuit 2 shown in FIG.
  • the LED drive circuit 2 has an electrolytic capacitor 90 that is a smoothing circuit between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12. It is only a point.
  • the output voltage waveform of the full-wave rectifier circuit 12 is smoothed by the electrolytic capacitor 90 (see the voltage waveform 85 in FIG. 3A).
  • the output voltage waveform 80 of the LED drive circuit 1 shown in FIG. 1 since the time T0 to the time T1 and the time T6 to the next time T0 is less than the first forward voltage V1, none of the LEDs is lit. . Therefore, in the LED drive circuit 1 shown in FIG.
  • the period in which the LED is not lit and the period in which the LED is lit are alternately repeated, that is, the frequency is 100 Hz when the commercial frequency is 50 Hz, and 120 Hz when the commercial frequency is 60 Hz. Will blink.
  • the LED drive circuit 2 shown in FIG. 5 since the output voltage waveform of the full-wave rectifier circuit 12 is smoothed, the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is always higher than the first forward voltage V1. Thus, at least the first LED block 21 is always lit. Therefore, the LED drive circuit 2 shown in FIG. 5 can prevent the LED from blinking.
  • FIG. 5 can prevent the LED from blinking.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a developed form of the LED driving circuit.
  • the first current monitor 23 operates the first current limiter 22 by detecting the current flowing through the third LED block 41 to the first current monitor 23.
  • the first LED block 21 and the current LED path 21 are connected to the full wave rectifier circuit 12 only from the current path. Switching to the current path in which the third LED block 41 is connected in series is performed.
  • the LED driving circuit 4 substituted with the constant current diode 44 is used instead of the third current limiting unit 42 and the third current monitor 43 of the third circuit 40. Is also applicable.
  • the constant current diode 44 is an overcurrent in the first LED block 21 and the third LED block 41 when a current path is formed such that the first LED block 21 and the third LED block 41 are connected to the full-wave rectifier circuit 12 in series.
  • FIG. 6C in the LED driving circuit, a current limiting resistor 45 of, for example, 1 ⁇ to 50 ⁇ is used instead of the third current limiting unit 42 and the third current monitor 43 of the third circuit 40.
  • the present invention can also be applied to the LED drive circuit 5.
  • the resistor 45 causes an overcurrent to flow through the first LED block 21 and the third LED block 41 when a current path is formed such that the first LED block 21 and the third LED block 41 are connected in series with the full-wave rectifier circuit 12.
  • the current limit operation is performed so that there is no current.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another development form of the LED drive circuit. As shown in FIG.
  • the present invention can also be applied to the LED drive circuit 6 in which a plurality of intermediate circuits are provided between the first circuit 20 and the third circuit 40.
  • the plurality of intermediate circuits includes the second circuit 30, the fourth circuit 50, and the fifth circuit 60, and can be N in total.
  • Each intermediate circuit like the second circuit 30 described above, includes at least an LED group, a current limiting circuit, and a current monitor for controlling the current limiting circuit, and is connected in parallel to the current limiting unit 22 of the preceding circuit. It is necessary to have a configuration. In this way, it is possible to perform lighting control so that a plurality of LEDs are divided into (N + 2) groups and automatically switched according to the power supply voltage.
  • the total number n of LEDs at this time is set as follows.
  • the LED block is divided into N + 2, and when all the LEDs are connected in series, the voltage drop of the current limiting unit 42 is 1 / (N + 3) or less of the maximum output voltage of the full-wave rectifier circuit 12.
  • N 6, and 139 ⁇ 8/9 ⁇ n ⁇ 3.2
  • the total number of LEDs satisfying this condition is preferably 39.
  • the switching of the current path is automatically determined according to the total output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the actual Vf of all LEDs included in each LED block. At most, there is an advantage that switching between LED blocks can be performed efficiently.
  • FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of still another LED driving circuit 100.
  • the LED drive circuit 100 shown in FIG. 8 the same components as those in FIG.
  • the LED drive circuit 100 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 120, a second circuit 130, a third circuit 140, and the like.
  • AC 100 V commercial AC power supply
  • the first LED block 21 includes the positive output 13 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current limiting unit 22. However, in the LED drive circuit 100, the first LED block 21 is disposed between the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current monitor 23. Similarly, in the LED drive circuit 1, the second LED block 31 is disposed between the first LED block 21 and the second current limiting unit 32. However, in the LED drive circuit 100, the second LED block 31 is the first LED block 31. Arranged between the current monitor 23 and the second current monitor 33. Further, in the LED drive circuit 1, the third LED block 41 is disposed between the second LED block 31 and the third current limiting unit 42.
  • the third LED block 41 is not connected to the second current block 42. It is arranged between the monitor 33 and the third current monitor 43.
  • the first current monitor 23 detects the current flowing from the first LED block 21 to the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12.
  • the schematic operation of the LED drive circuit 100 shown in FIG. 8 will be described.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21, the currents I1 to I3 begin to flow, and the LEDs included in the first LED block 21 are lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21, but further a voltage output for lighting the second LED block 31 and the third LED block 41. Therefore, although the currents I1 to I3 flow, the voltage drop of the first current limiting unit 22 is low, so that the currents I4 to I7 do not flow.
  • the voltage drop of the first current control unit 22 is reduced to the second LED of the second circuit 130 connected in parallel.
  • currents I4 to I6 begin to flow.
  • the current I7 does not flow because it is not high until the third LED block 41 is turned on.
  • an equal current always flows through the currents I1 and I3.
  • the first current limiting unit 22 functions as a current limiting circuit that limits the current I2.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the second LED block 31
  • the first LED block 21 and the second LED block 31 are converted into the full-wave rectifier circuit 12.
  • Current paths (I1, I4, I5, I6, and I3) that are connected in series are formed, and the LEDs included in the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit. Therefore, switching is automatically performed from a state in which only the first LED block 21 is lit to a state in which the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like.
  • the current path is automatically switched. That is, here, according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, the voltage Vf of the LEDs included in each LED block is added to the current path from which only the first LED block 21 is lit, and from the first LED block 21 to the first LED block 21.
  • the 2LED block 31 is automatically switched to a current path for lighting.
  • the voltage drop of the second current limiter 32 is connected to the third circuit connected in parallel.
  • the current I7 begins to flow, approaching the forward voltage of the 140 third LED block 41.
  • the second current monitor 33 monitors the current I6, and the current I6 increases by the current I7. Therefore, the second current monitor 33 controls the second current limiter 32 to limit (reduce) the current I5.
  • an equal current always flows through the currents I4 and I6.
  • the second current limiting unit 32 functions as a current limiting circuit that limits the current I5.
  • the first LED block 21 to the third LED block 41 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12.
  • Current paths I1, I4, I7, I6 and I3 are formed, and the LEDs included in the first LED block 21 to the third LED block 41 are turned on. Therefore, the state is automatically switched from the state in which the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit to the state in which the first LED block 21 to the third LED block 41 are lit.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the output of the full-wave rectifier circuit 12 is the same as the LED drive circuit 1 shown in FIG.
  • the current path is switched according to the voltage.
  • the switching of the current path is automatically determined according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the voltage obtained by adding the actual Vf of all LEDs included in each LED block. There is no need to predict and control the switching timing of each block from the number of LEDs included, and switching between the LED blocks can be performed at the most efficient timing.
  • an electrolytic capacitor 90 that is a smoothing circuit may be disposed between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12 as in the LED drive circuit 2 shown in FIG.
  • the LED drive circuit 100 may be configured by only the first circuit 120 and the third circuit 140 except for the second circuit 130.
  • the third current limiting unit 42 and the third current monitor 43 of the third circuit 140 are replaced with the constant current diode 44 or the current limiting resistor 45. May be substituted.
  • a plurality of intermediate circuits having the same configuration as the second circuit 30 may be provided between the first circuit 20 and the third circuit 40 as shown in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of still another LED drive circuit 101.
  • the LED drive circuit 101 shown in FIG. 9 the same components as those in FIG.
  • the LED drive circuit 101 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 121, a second circuit 131, a third circuit 141, and the like.
  • the LED drive circuit 101 shown in FIG. 9 and the LED drive circuit 1 shown in FIG. 1 are different from each other in the LED drive circuit 101 in that the first LED block 21 includes the plus output 13 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current limiting unit 22.
  • the fourth LED block 26 is disposed between the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current monitor 23.
  • the second LED block 31 is disposed between the first LED block 21 and the second current limiting unit 32, and the fifth LED block 36 includes the first current monitor 23 and the second current monitor. 33.
  • the third LED block 41 is disposed between the second LED block 31 and the third current limiting unit 42, and the sixth LED block 46 is provided with the second current monitor 33 and the third current monitor 43. It is arranged between.
  • the schematic operation of the LED drive circuit 101 shown in FIG. 9 will be described below. When the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is 0 (v), the voltage for lighting any LED block of the first LED block 21 to the sixth LED block 46 has not been reached, so the LEDs included in all the LED blocks Is not lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the fourth LED block 26, currents I1 to I3 begin to flow and are included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26. LED lights up.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26, but further, the second LED block 31, the third LED block 41, Since the voltage output for lighting the 5LED block 36 and the 6th LED block 46 is not enough, the currents I1 to I3 are flowing, but the voltage drop of the first current limiting unit 22 is low, so the currents I4 to The current I7 does not flow.
  • the voltage drop of the first current control unit 22 is a second circuit connected in parallel.
  • the currents I4 to I6 begin to flow.
  • the current I7 does not flow because it is not high until the third LED block 41 and the sixth LED block 46 are turned on.
  • an equal current always flows through the currents I1 and I3.
  • the first current limiting unit 22 functions as a current limiting circuit that limits the current I2.
  • the first LED block 21, the second LED A current path I1, I4, I5, I6, and I3 is formed such that the block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12, and the first LED block is formed. 21, the LED contained in the 2nd LED block 31, the 4th LED block 26, and the 5th LED block 36 lights.
  • switching is automatically performed from the state in which the first LED block 21 and the second LED block 26 are lit to the state in which the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are lit. Is called.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like. In this operation, when the voltage drop of the first current limiting unit 22 approaches the sum of the forward voltages of the second LED block 31 and the fifth LED block 36 of the second circuit 131 connected in parallel, the current path is automatically switched. .
  • the first LED block 21 and the fourth LED block 26 are turned on from the current path where the first LED block 21 and the fourth LED block 26 are lit with the voltage obtained by adding the Vf of the LEDs included in each LED block.
  • the block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are automatically switched to a current path that lights up.
  • the voltage drop of the second current limiting unit 32 When the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 gradually increases while the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are lit, the voltage drop of the second current limiting unit 32 However, it approaches the sum of the forward voltages of the third LED block 41 and the sixth LED block 46 of the third circuit 141 connected in parallel, and the current I7 begins to flow.
  • the second current monitor 33 monitors the current I6, and the current I6 increases by the current I7. Therefore, the second current monitor 33 controls the second current limiter 32 to limit (reduce) the current I5. However, an equal current always flows through the currents I4 and I6. When the current path is switched, such an operation is repeated, and the current I7 gradually increases and the current I5 gradually decreases.
  • the second current limiting unit 32 functions as a current limiting circuit that limits the current I5.
  • Paths I1, I4, I7, I6 and I3 are formed, and the LEDs included in the first LED block 21 to the sixth LED block 46 are turned on. Therefore, the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are automatically switched from the state in which the first LED block 21, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are lit to the state in which the first LED block 21 to the sixth LED block 46 are lit. Is called.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the fourth LED block 26, the fifth LED block 36, and the sixth LED block 46 are added.
  • the current path is switched according to the output voltage. The switching of the current path is performed by adding the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the actual Vf of all LEDs included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26, the second LED block 31 and the fifth LED.
  • an electrolytic capacitor 90 that is a smoothing circuit may be disposed between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12. Further, as shown in FIG. 6A, the LED drive circuit 101 may be configured by only the first circuit 121 and the third circuit 141 except for the second circuit 131.
  • FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of still another LED driving circuit 102.
  • the LED drive circuit 102 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 122, a second circuit 132, a third circuit 142, and the like.
  • AC 100 V commercial AC power supply
  • the difference between the LED drive circuit 102 shown in FIG. 10 and the LED drive circuit 1 shown in FIG. 1 is that in the LED drive circuit 102, the positions of the first current monitor 23 and the first current limiting circuit 22 in the first circuit 122 are up and down.
  • the first LED block 21 is arranged between the positive output 13 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current monitor 23, and the first current limiting circuit 22 is the negative output of the full-wave rectifier circuit 12. 14.
  • the positions of the second current monitor 33 and the second current limit circuit 32 are upside down in the second circuit 132, and the second LED block 31 is connected to the first current monitor 23 and the second current monitor 33.
  • the second current limiting circuit 32 is connected to the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12.
  • the positions of the third current monitor 43 and the third current limiting circuit 42 are upside down in the drawing, and the third LED block 41 is located between the second LED monitor 33 and the third LED monitor 43.
  • the third current limiting circuit 42 is connected to the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 When the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is 0 (v), the voltage for lighting any LED block of the first LED block 21 to the third LED block 41 has not been reached, so the LEDs included in all the LED blocks Is not lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21, the currents I1 to I3 begin to flow, and the LEDs included in the first LED block 21 are lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21, but further a voltage output for lighting the second LED block 31 and the third LED block 41. Therefore, the currents I1 to I3 are flowing, but the currents I4 to I7 are not flowing.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 gradually increases, and the voltage drop of the first current limiting unit 22 is the second LED of the second circuit 132 connected in parallel.
  • the forward voltage of the block 31 is approached, currents I4 to I6 begin to flow.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is not sufficiently high, the current I7 does not flow.
  • the first current limiting unit 22 functions as a current limiting circuit that limits the current I3.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the second LED block 31, the first LED block 21 and the second LED block 31 are converted into the full-wave rectifier circuit 12.
  • the voltage Vf of the LEDs included in each LED block is added to the current path from which only the first LED block 21 is lit, and from the first LED block 21 to the first LED block 21.
  • the 2LED block 31 is automatically switched to a current path for lighting.
  • the voltage drop of the second current limiter 32 is connected to the third circuit connected in parallel. As the voltage approaches the forward voltage of the third LED block 41 of 142, the current I7 begins to flow.
  • the second current monitor 33 monitors the current I4, and since the current I5 has decreased by an amount corresponding to the current I7, the second current monitor 33 controls the second current limiter 32 to limit (reduce) the current I5. However, since the current I6 is obtained by adding the current I7 to the current I5, an equal current flows through the current I4 and the current I6. When the current path is switched, such an operation is repeated, and the current I7 gradually increases and the current I5 gradually decreases. That is, the second current limiting unit 32 functions as a current limiting circuit that limits the current I5. Next, when the voltage is sufficient to light the first LED block 21 to the third LED block 41, the first LED block 21 to the third LED block 41 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12.
  • the state is automatically switched from the state in which the first LED block 21 and the second LED block 31 are lit to the state in which the first LED block 21 to the third LED block 41 are lit.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the LED drive circuit 102 is configured such that the current path is switched according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 as in the LED drive circuit 1 shown in FIG.
  • an electrolytic capacitor 90 which is a smoothing circuit, may be disposed between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12 as in the LED drive circuit 2 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6A, the LED drive circuit 102 may be configured by only the first circuit 122 and the third circuit 142 except for the second circuit 132. Further, in the LED driving circuit 102, as shown in FIGS.
  • FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of still another LED driving circuit 103.
  • the LED drive circuit 103 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 123, a second circuit 133, a third circuit 143, and the like.
  • the difference between the LED drive circuit 103 shown in FIG. 11 and the LED drive circuit 102 shown in FIG. 10 is that, in the LED drive circuit 103, the first LED block 21 is connected to the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12 in the first circuit 123. It is a point arranged between the first current limiting unit 22.
  • the second LED block 31 is disposed between the first LED block 21 and the second current limiting unit 32.
  • the third LED block 41 is disposed between the second LED block 31 and the third current limiting unit 42.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is 0 (v)
  • the voltage for lighting any LED block of the first LED block 21 to the third LED block 41 has not been reached, so the LEDs included in all the LED blocks Is not lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21, the currents I1 to I3 begin to flow, and the LEDs included in the first LED block 21 are lit.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21, but further a voltage output for lighting the second LED block 31 and the third LED block 41.
  • the currents I1 to I3 are flowing, but the currents I4 to I7 are not flowing.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 gradually increases in the state where only the first LED block 21 is lit, the voltage drop of the first current control unit 22 becomes the second LED of the second circuit 133 connected in parallel.
  • the forward voltage of the block 31 is approached, currents I4 to I6 begin to flow.
  • the current I7 does not flow.
  • the current I1 is a current obtained by adding the current I2 and the current I4.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the second LED block 31, the first LED block 21 and the second LED block 31 are converted into the full-wave rectifier circuit 12.
  • the voltage Vf of the LEDs included in each LED block is added to the current path from which only the first LED block 21 is lit, and from the first LED block 21 to the first LED block 21.
  • the 2LED block 31 is automatically switched to a current path for lighting.
  • the voltage drop of the second current limiter 32 is connected to the third circuit connected in parallel.
  • 143 approaches the forward voltage of the 3rd LED block 41 of 143, and electric current I7 begins to flow.
  • the second current monitor 33 monitors the current I4, and since the current I5 has decreased by an amount corresponding to the current I7, the second current monitor 33 controls the second current limiter 32 to limit (reduce) the current I5. However, since the current I6 is obtained by adding the current I7 to the current I5, an equal current always flows through the current I4 and the current I6. When the current path is switched, such an operation is repeated, and the current I7 gradually increases and the current I5 gradually decreases. That is, the second current limiting unit 32 functions as a current limiting circuit that limits the current I5. Next, when the voltage is sufficient to light the first LED block 21 to the third LED block 41, the first LED block 21 to the third LED block 41 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12.
  • the output of the full-wave rectifier circuit 12 is the same as the LED drive circuit 102 shown in FIG.
  • the current path is switched according to the voltage.
  • the switching of the current path is automatically determined according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the voltage obtained by adding the actual Vf of all LEDs included in each LED block. There is no need to predict and control the switching timing of each block from the number of LEDs included, and switching between the LED blocks can be performed at the most efficient timing.
  • an electrolytic capacitor 90 that is a smoothing circuit may be disposed between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12, as in the LED drive circuit 2 shown in FIG. 5.
  • the LED drive circuit 103 may be configured by only the first circuit 123 and the third circuit 143 except for the second circuit 133.
  • the third current limiting unit 42 and the third current monitor 43 of the third circuit 143 are replaced with the constant current diode 44 or the current limiting resistor 45. May be substituted.
  • the LED drive circuit 103 as shown in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of still another LED driving circuit 104.
  • the LED drive circuit 104 shown in FIG. 12 the same components as those in FIG.
  • the LED drive circuit 104 includes a connection terminal 11 connected to a commercial AC power supply (AC 100 V) 10, a full-wave rectifier circuit 12, a first circuit 124, a second circuit 134, a third circuit 144, and the like.
  • AC 100 V commercial AC power supply
  • the first LED block 21 is connected to the plus output 13 of the full-wave rectifier circuit 12 in the first circuit 124.
  • the fourth LED block 26 is disposed between the first current monitor 23 and the fourth LED block 26 is disposed between the negative output 14 of the full-wave rectifier circuit 12 and the first current control unit 22.
  • the second LED block 134 the second LED block 31 is arranged between the first current monitor 23 and the second current monitor 33, and the fifth LED block 36 is arranged with the fourth LED block 26 and the second current limiting unit. 32.
  • the third LED block 41 is disposed between the second current monitor 33 and the third current monitor 43, and the sixth LED block 46 is provided with the fifth LED block 36 and the third current limiting unit 42. It is arranged between.
  • the LED drive circuit 104 shown in FIG. 12 will be described.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 becomes a voltage sufficient to light the first LED block 21 and the fourth LED block 26, currents I1 to I3 begin to flow and are included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26. LED lights up.
  • the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is a voltage output for lighting the LEDs included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26, but further, the second LED block 31, the third LED block 41, Since the voltage output for lighting the 5LED block 36 and the sixth LED block 46 is not enough, the currents I1 to I3 flow, but the currents I4 to I7 do not flow.
  • the voltage drop of the first current control unit 22 is a second circuit connected in parallel.
  • the currents I4 to I6 start to flow as the forward voltage of the second LED block 31 and the fifth LED block 36 of the 134 approaches the sum.
  • the current I7 does not flow.
  • the current I1 is a current obtained by adding the current I2 and the current I4.
  • the first LED block 21, the second LED A current path (I1, I4, I5, I6, and I3) is formed such that the block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are connected in series to the full-wave rectifier circuit 12, and the first LED block is formed. 21, the LED contained in the 2nd LED block 31, the 4th LED block 26, and the 5th LED block 36 lights. Therefore, switching is automatically performed from the state in which the first LED block 21 and the second LED block 26 are lit to the state in which the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are lit. Is called.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like.
  • the current path is automatically switched. . That is, here, according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, the first LED block 21 and the fourth LED block 26 are turned on from the current path where the first LED block 21 and the fourth LED block 26 are lit with the voltage obtained by adding the Vf of the LEDs included in each LED block.
  • the block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are automatically switched to a current path that lights up.
  • the voltage drop of the second current limiting unit 32 When the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 gradually increases while the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26, and the fifth LED block 36 are lit, the voltage drop of the second current limiting unit 32 However, it approaches the sum of the forward voltages of the third LED block 41 and the sixth LED block 46 of the third circuit 144 connected in parallel, and the current I7 begins to flow.
  • the second current monitor 33 monitors the current I4. Since the current I5 has decreased by the amount corresponding to the current I7, the second current limiter 32 is controlled to limit (reduce) the current I5. To work. At this time, the current I6 is obtained by adding the current I7 to the current I5, and an equal current always flows through the currents I4 and I6.
  • the second current limiting unit 32 functions as a current limiting circuit that limits the current I5.
  • Paths I1, I4, I7, I6 and I3 are formed, and the LEDs included in the first LED block 21 to the sixth LED block 46 are turned on.
  • the first LED block 21, the second LED block 31, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are automatically switched from the state in which the first LED block 21, the fourth LED block 26 and the fifth LED block 36 are lit to the state in which the first LED block 21 to the sixth LED block 46 are lit. Is called.
  • the above switching is not performed by setting a switching voltage of each LED block that is predicted in advance and using a control signal or the like, but depending on the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12, This is automatically performed with the voltage obtained by adding Vf of the included LEDs.
  • the LED drive circuit 104 the positional relationship between the current monitor and the current limit circuit changes, but the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 is similar to the LED drive circuit 101 shown in FIG.
  • the current path is switched.
  • the switching of the current path is performed by adding the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and the actual Vf of all LEDs included in the first LED block 21 and the fourth LED block 26, the second LED block 31 and the fifth LED. Automatically depending on the voltage obtained by adding up the actual Vf of all LEDs included in the block 36 or the voltage obtained by adding up the actual Vf of all LEDs included in the third LED block 41 and the sixth LED block 46. Therefore, it is not necessary to predict and control the switching timing of each block based on the number of LEDs included in the LED block in advance, and switching between the LED blocks can be performed at the most efficient timing. .
  • an electrolytic capacitor 90 which is a smoothing circuit, may be disposed between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 12 as in the LED drive circuit 2 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6A, the LED drive circuit 104 may be configured by only the first circuit 124 and the third circuit 144 except for the second circuit 134. Further, in the LED drive circuit 104, as shown in FIGS. 6B and 6C, the third current limiting unit 42 and the third current monitor 43 of the third circuit 144 are replaced with the constant current diode 44 or the current limiting resistor 45. May be substituted. Further, in the LED drive circuit 104, as shown in FIG.
  • a plurality of intermediate circuits having the same configuration as the second circuit 134 may be provided between the first circuit 124 and the third circuit 144.
  • the LED drive circuit described above can be used for indoor LED lighting fixtures such as LED bulbs, signboard lighting that uses LEDs as an internally lit unit, road lights, street lights, traffic lights, and the like.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

電源電圧と各LEDブロックに含まれるLEDに固有なVfに応じて、各LEDブロックの切り替えが行われるLED駆動回路を提供する。LED駆動回路は、整流器と、第1LED群、第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を検出する第1電流検出部及び第1電流検出部で検出される電流に応じて第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第1電流制限部を有する第1回路と、第2LED群及び第2LED群を通って整流器のマイナス出力へ流れる電流経路を有する第2回路を有し、整流器の出力電圧に応じて、整流器に対して第1LED群のみが接続される電流経路と、整流器に対して第1LED群及び第2LED群が直列に接続される電流経路とが形成され、第1電流検出部が、第1LED群及び第2LED群を流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、電流経路の切り替えを行うことを特徴とする。

Description

LED駆動回路
 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。
 LEDを利用した照明機器では、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で整流して、そこから出力される整流電圧を直列接続した複数個のLEDに印加して、複数個のLEDを発光させている。
 LEDでは、順方向降下電圧(Vf)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。電流制御抵抗を入れるか、又は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個接続したときには、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倍の周波数で、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、複数のLEDを4つのグループ(3−1~3−10、3−11~3−20、3−21~3−30、及び3−31~3−40)に分け、整流器の出力電圧に応じて、各LEDグループと整流器とを接続する切換器を制御するLED駆動回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。
 しかしながら、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、このスイッチ回路の制御は、整流電圧と電流検出器の比較によって切替えるか、または整流電圧に基づき切替える方法でしかない。したがって、この従来のLED駆動回路では、適切な切替電圧を経済的な方法で設定しておくことができず、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。
 また、スイッチ回路の切り替えタイミングは、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。
 また、複数のLEDを含むLEDブロックを複数個直列接続し、全波整流器から出力される整流電圧に応じて、効率良くLEDブロックの点灯/消灯を制御する方法が知られている(例えば、特許文献2)。
 図13は、上記の特許文献2に記載される従来のLED駆動回路200の概略構成を示す図である。以下図13を用いて、従来のLED駆動回路200について説明する。
 LED駆動回路200では、複数のLEDを含むLEDブロックGr1~Gr5が、全波整流器202に直列に接続されている。また、LED駆動回路200は、各LEDブロックGr1~Gr5に対応した回路231~235を有している。さらに、LED駆動回路200は、LEDブロックGr1~Gr3を消灯させるために、比較器CMP1~CMP3、及びOR回路OR1及びOR2を有している。
 回路231及び232は、LEDブロックGr1からnMOSFET Q1に向かって流れるドレイン電流IQ1と、LEDブロックGr2からnMOSFET Q2に向かって流れるドレイン電流IQ2の合計値が一定になるように制御している。全波整流器から出力される整流電圧が、LEDブロックGr1のみを点灯させるのに十分な電圧からLEDブロックGr1及びGr2を点灯させるのに十分な電圧に向かって徐々に上昇すると、ドレイン電流IQ2が流れ始める。しかしながら、ドレイン電流IQ1及びIQ2をそのまま流れるに任せていると、LEDブロックGr1を流れる電流が許容量を超える可能性があるので、回路231及び232は、ドレイン電流IQ1及びIQ2の合計値が一定になるように制御を行っている。全波整流器から出力される整流電圧が、LEDブロックGr1及びGr2を点灯させるのに十分な電圧になると、ドレイン電流IQ1を流さずに、ドレイン電流IQ2のみが流れるようになる。これによって、全波整流器に対して、LEDブロックGr1及びGr2が直列に接続された状態となり、LEDブロックGr1及びGr2に含まれるLEDが点灯する。
 同様に、全波整流器から出力される整流電圧が、LEDブロックGr1~Gr3を点灯させるのに十分な電圧になると、回路232及び233は、ドレイン電流IQ2を流さずに、ドレイン電流IQ3のみが流れるように制御する。これによって、全波整流器に対して、LEDブロックGr1~Gr3が直列に接続された状態となり、LEDブロックGr1~Gr3に含まれるLEDが点灯する。
 また、全波整流器から出力される整流電圧が、LEDブロックGr1~Gr4を点灯させるのに十分な電圧になると、回路233及び234は、ドレイン電流IQ3を流さずに、ドレイン電流IQ4のみが流れるように制御する。これによって、全波整流器に対して、LEDブロックGr1~Gr4が直列に接続された状態となり、LEDブロックGr1~Gr4に含まれるLEDが点灯する。
 さらに、全波整流器から出力される整流電圧が、LEDブロックGr1~Gr5を点灯させるのに十分な電圧になると、回路234及び235は、ドレイン電流IQ4を流さずに、ドレイン電流IQ5のみが流れるように制御する。これによって、全波整流器に対して、LEDブロックGr1~Gr5が直列に接続された状態となり、LEDブロックGr1~Gr5に含まれるLEDが点灯する。
 このように、回路231~235は、下流側(全波整流器側)の回路を流れるドレイン電流を流さないように制御して、合計値が一定になるように制御している。
 しかしながら、例えば、ドレイン電流IQ2を流さずに、ドレイン電流IQ3に電流が流れるようなタイミングで、ドレイン電流IQ1が流れ始めると、LEDブロックGr1に大きな電流が流れることになってしまい好ましくない。そこで、ドレイン電流IQ3が流れるタイミングで、比較器CMP1の出力がHとなり、OR1を介して回路231に制御信号を送って、確実にドレイン電流IQ1を遮断するように制御している。
 同様に、ドレイン電流IQ4が流れるタイミングで、比較器CMP2の出力がHとなり、OR1及びOR2を介して回路231及び232に制御信号を送って、確実にドレイン電流IQ1及びIQ2を遮断するように制御している。
 さらに、ドレイン電流IQ5が流れるタイミングで、比較器CMP3の出力がHとなり、OR1及びOR2を介して回路231~233に制御信号を送って、確実にドレイン電流IQ1、IQ2及びIQ3を遮断するように制御している。
 上記のように、従来のLED駆動回路200では、LEDブロックを更に全波整流器に202対して直列に接続する場合に、それまでに接続されていた全てのLEDブロックから全波整流器に直接電流が流れないように制御を行う必要がある。例えば、LEDブロックGr1~Gr4が全波整流器に202に対して直接接続されて電流が流れている状態で、さらにLEDブロックGr5が直列に接続されて電流が流れている場合には、LEDブロックGr1~Gr4のそれぞれから全波整流器に202に対して直接ドレイン電流IQ1~IQ3はデジタル的に流れないように制御され、ドレイン電流IQ4はドレイン電流IQ5との合計値が一定となるようにアナログ的に制御されている。
 このように、従来のLED駆動回路200では、最大N個のLEDブロックを全波整流器へ直列に接続する場合には、(N−1)個のLEDブロックから全波整流器へ流れるドレイン電流を遮断する構造が必要とる。したがって、このデジタル制御回路が複雑になり、回路の大型化、コストアップが必要となるという不具合があった。
特開2006−244848(図1) 特開2010−109168(図1)
 そこで、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、電源電圧に応じてスイッチ回路を切替えることなしに、適切に各LEDブロックの切り替えが行われるLED駆動回路を提供することを目的とする。
 LED駆動回路は、プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、整流器に接続された第1LED群、第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を検出する第1電流検出部及び第1電流検出部で検出される電流に応じて第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第1電流制限部を有する第1回路と、第2LED群及び前記第2LED群を通って前記整流器のマイナス出力へ流れる電流経路を有する第2回路を有し、整流器の出力電圧に応じて、整流器に対して第1LED群のみが接続される電流経路と、整流器に対して第1LED群及び第2LED群が直列に接続される電流経路が形成され、前記第1電流検出部が、前記第1LED群及び前記第2LED群を流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、前記整流器に対して前記第1LED群及び前記第2LED群が直列に接続される電流経路への切り替えを行うことを特徴とする。
 また、LED駆動回路では、第1電流制限部は、第2LED群を経由せずに、第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を遮断することが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第1電流制限部は、第2LED群を経由せずに、整流器のプラス出力から第1LED群へ流れる電流を遮断することが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第1電流検出部が、第1LED群を通って第1電流検出部へ流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、第1LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を遮断することによって、整流器に対して第1LED群のみが接続される電流経路から、整流器に対して第1LED群及び第2LED群が直列に接続される電流経路への切り替えを行うことが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第1電流検出部が、整流器のプラス出力から第1LED群へ流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、整流器のプラス出力から第1LED群へ流れる電流を遮断することによって、整流器に対して第1LED群のみが接続される電流経路から、整流器に対して第1LED群及び第2LED群が直列に接続される電流経路への切り替えを行うことが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第1回路と第2回路との間に配置され、第3LED群、第3LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を検出する第3電流検出部、及び第3電流検出部で検出される電流に応じて第3LED群から整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第3電流制限部を有する中間回路を更に有することが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、中間回路を、第1回路と第2回路との間に複数有することが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第1電流制限部に、第2LED群が並列に接続されていることが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、第2LED群から第1電流検出部へ流れる電流を検出する第2電流検出部、及び第2電流検出部で検出される電流に応じて第2LED群から第1電流検出部へ流れる電流を制限する第2電流制限部が、第2LED群とともに、第1電流制限部に並列に接続されていることが好ましい。
 さらに、LED駆動回路では、電流制限部は、定電流回路、定電流ダイオード、又は電流制限抵抗であることが好ましい。
 さらにLED駆動回路では、整流器と接続された平滑回路を更に有することが好ましい。
 LED駆動回路では、プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、整流器に接続された第1LED群、前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を検出する第1電流検出部、及び第1電流検出部で検出される電流に応じて第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第1電流制限部を有する第1回路と、第2LED群、及び前記第2LED群を通って前記整流器のマイナス出力へ流れる電流経路を有する第2回路を有し、第1電流制限部と第2LED群とが並列に接続されており、第1電流制限部と第2LED群との並列接続部分の外側に前記第1電流検出部が配置され、整流器の出力電圧に応じて、整流器に対して第1LED群のみが接続される電流経路と、整流器に対して第1LED群及び前記第2LED群が直列に接続される電流経路とが形成されることを特徴とする。
 LED駆動回路では、電源電圧の変化に応じて自動的にLEDブロックが切り替わるように制御されるため、制御信号によってデジタル的にスイッチ回路を制御する必要がなく、駆動回路の構成を単純化でき、コストを減少させることが可能となる。
 またLED駆動回路では、LEDブロックの切り替えタイミングは、電源電圧と、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、LEDブロックの切り替えを行うことが可能となる。
 さらに、LED駆動回路では、制御信号によってデジタル的にスイッチ回路を制御する必要がないことから、LEDブロックを多数有するようにしても良く(LED群の段数を多く設定できるので)、そのため、1つのLEDブロックに含めることができるLEDの個数を少なくすることが可能となる。したがって、電源電圧が低くでもLEDブロックが点灯するため、LEDの消費電力を高くすることが可能となる。言い換えれば、最大で、LEDの個数だけ、LEDブロック(LED群)を形成することも可能である。
 さらに、LED駆動回路では、第1電流検出部が、第1LEDブロック及び第2LEDブロックを流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、整流器に対して第1LEDブロック及び第2LEDブロックが直列に接続される電流経路への切り替えを行っている。したがって、切換に際してそれまで整流器に接続されていたLEDブロックから直接整流器に流れるドレイン電流の遮断を考慮する必要が無くなった。
 図1は、LED駆動回路1の概略構成図である。
 図2は、図1に示すLED駆動回路の回路例1´を示す図である。
 図3(a)は全波整流回路12の出力電圧波形例を示す図であり、図3(b)~(d)は回路例1´の各部の電流波形を示す図である。
 図4は、回路例1´の動作を説明するための図である。
 図5は、他のLED駆動回路2の概略構成図である。
 図6は、LED駆動回路の発展形態を説明するための図である。
 図7は、LED駆動回路の他の発展形態を説明するための図である。
 図8は、更に他のLED駆動回路100の概略構成図である。
 図9は、更に他のLED駆動回路101の概略構成図である。
 図10は、更に他のLED駆動回路102の概略構成図である。
 図11は、更に他のLED駆動回路103の概略構成図である。
 図12は、更に他のLED駆動回路104の概略構成図である。
 図13は、従来の駆動回路200の概略構成図である。
 以下図面を参照して、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、LED駆動回路1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、第1回路20、第2回路30、及び第3回路40等から構成される。
 第1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を流れる電流を制御する第1電流制限部22、電流を検出して第1電流制限部22で設定される電流を制御する第1電流モニタ23等を含んで構成される。
 第2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を流れる電流を制御する第2電流制限部32、電流を検出して第2電流制限部32で設定される電流値を制御する第2電流モニタ33等を含んで、第1電流制限部22に並列に接続して構成される。即ち、第1電流制限部22と第2LEDブロック31とが並列に接続されており、第1電流制限部22と第2LEDブロック31との並列接続部分の外側に第1電流モニタ23が配置されている。
 第3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を流れる電流を制御する第3電流制限部42、電流を検出して第3電流制限部42で設定される電流値を制御する第3電流モニタ43等を含んで、第2電流制限部32に並列に接続して構成される。即ち、第2電流制限部32と第3LEDブロック41とが並列に接続されており、第2電流制限部32と第3LEDブロック41との並列接続部分の外側に第2電流モニタ33が配置されている。
 図2は、図1に示すLED駆動回路1の具体的な回路例1´を示す図である。なお、回路例1´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1´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、プラス出力13及びマイナス出力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。
 第1回路20の第1LEDブロック21は、直列に接続された15個のLEDを含んで構成されている。第1電流モニタ23は2つの抵抗R1及びR3と、トランジスタQ1を含んで構成され、第1電流制限部22は、N型MOSFETであるU1を含んで構成され、定電流回路となっている。ここで、基本的な定電流回路について説明する。ここに示す定電流回路は、第1電流制限部22のMOSFET U1のドレイン電流によって、第1電流モニタ23の抵抗R3で生じる電圧降下を利用している。この電圧降下によってトランジスタQ1のベース電圧を変化させ、抵抗R1を流れるトランジスタQ1のコレクタ電流に変化を起こす。これによって、第1電流制限部22のMOSFET U1のゲート電圧を調整して、MOSFET U1のドレイン電流を制限するものである。
 まず、第1電流モニタ23の抵抗R3を流れる電流が所定電流よりも少ないときには、抵抗R3の電圧降下は小さく、トランジスタQ1のベース電圧は低くなり、トランジスタQ1のエミッタ−コレクタ電流も少なくなる。このときには、抵抗R1の電圧降下も小さくなるので、U1のゲート電圧は高くなり、U1は、そのドレイン−ソース間の電流を増やすように制御される。また、逆に、第1電流モニタ23の抵抗R3を流れる電流が所定電流よりも多いときには、トランジスタQ1のベース電圧が高くなり、エミッタ−コレクタ電流が多くなる。そして、U1のゲート電圧は低くなり、U1は、そのドレイン−ソース間の電流を減少させるように制御される。即ち、抵抗R3を流れる電流が一定となるように、U1のドレイン−ソース間の電流が制御される。
 第2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、第1電流制限部22に並列に接続して構成されている。第2電流モニタ33及び第2電流制限部32の構成及び作用は、第1電流モニタ23及び第1電流制限部22と同様である。
 第3回路40の第3LEDブロック41は、直列に接続された9個のLEDを含んで、第2電流制限部32に並列に接続して構成されている。第3電流モニタ43及び第3電流制限部42の構成及び作用は、第1電流モニタ23及び第1電流制限部22と同様である。
 回路例1´では、第1LEDブロック21は15個のLEDが直列に接続されているので、第1の順電圧V1(15×Vf=15×3.2=48.0(v))程度の電圧が第1LEDブロック21に印加されると、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。また、第2LEDブロック31は12個のLEDが直列に接続されているので、第2の順電圧V2((15+12)×Vf=27×3.2=86.4(v))程度の電圧が第1LEDブロック21と第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3LEDブロック41は9個のLEDが直列に接続されているので、第3の順電圧V3((15+12+9)×Vf=36×3.2=115.2(v))程度の電圧が第1LEDブロック21~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3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
 商用電源電圧を100V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、商用電源電圧が100(v)のときには、全波整流回路12の最大出力は約139(v)となる。回路例1´では、第1LEDブロック21~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、すべてのLEDが直列に接続した場合には、LEDの順電圧V3だけでなく、第3電流制限部42と第3電流モニタ43の電圧降下の因子の存在を考慮する必要があるし、全波整流回路12の出力電圧の変動も考慮する必要がある。そのため、実際には、上述のように、順電圧V3が全波整流回路12の最大出力電圧を超えないようにだけを考慮して、LEDの総個数nを決めているのではない。
 例えば、LEDブロックを3つで構成するときには、第3電流制限部42の電圧降下を、全波整流回路12の最大出力電圧の4分の1以下に設定する。但し、第3電流モニタ43の電圧降下は0.6V程度であり、LEDの総個数の設計には影響しない。このようにして、LEDの総個数nの順電圧V3を、全波整流回路12の最大出力電圧の75%以上90%未満とするのが望ましい。つまり、139×0.75≦n×3.2<139×0.90からLEDの総個数nを求めると、33個から39個が望ましいので、ここでは36個とした。このように構成することで、LED以外での電力損失を制限することができ、電気変換効率を上げることができる。さらに、電源電圧が変動してもすべてのLEDを点灯させることができる。また、前述した様に、全てのLEDの順電圧Vfは3.2(v)としたが、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1´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1´の動作について図3及び図4を用いて説明する。図3(a)は全波整流回路12の出力電圧波形例80を示す図であり、図3(b)は回路例1´における第1電流制限部22における電流波形81を示す図であり、図3(c)は回路例1´における第2電流制限部32における電流波形82を示す図であり、図3(d)は回路例1´における第3電流制限部42における電流波形83を示す図であり、図4は回路例1´の動作を説明するための図である。
 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を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1が流れ始め、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。なお、前述したように、第1LEDブロック21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(48.0(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に含まれる15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に含まれる15個のLEDが点灯を開始する。なお、第2の順電圧V2及び第3の順電圧V3についても同様である。
 時刻T1(図3参照)では、全波整流回路12の出力電圧は第1の順電圧V1であって、第1LEDブロック21に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を点灯させるための電圧出力には満たない。この場合、電流I1は第1LEDブロック21に流れているが、第2LEDブロック31を含む第2回路30は、印加される電圧、つまり電流制限部22の降下電圧が低いため、電流I4~電流I6は流れていない(図4参照)。さらに、第3LEDブロック41を含む第3回路40にも電流I7は流れていない。
 時刻T1の状態では、第1電流モニタ23は、電流I3を流れる電流を検出して、第1電流制限部22を制御して電流I3が所定の電流になるように制御を行っている。この状態は、第1LEDブロック21を流れる電流I1を検出して、その電流を所定の電流に制御している状態であり、I1=I2=I3である。なお、図3(b)の電流波形81は、電流I2に対応している。
 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及び第2LEDブロック31を点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21及び第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な電流経路が形成され、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。
 時刻T2の直前では、第1LEDブロック21のみが点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2に近づくため、第1電流制御部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路30の第2LEDブロック31の順電圧に近づき、電流I4が流れ始める。しかしながら、第3の順電圧V3には満たないため、電流I7は流れていない。したがって、この状態で、I4=I5=I6であり、I3=I2+I6であり、I1=I2+I4である。第1電流モニタ23は、電流I3をモニタしているが、電流I4(=電流I6)分だけ電流I3が増加していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2を制限する(低下させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少して、時刻T2には、I2=0となり、I1=I4=I5=I6=I3となる。即ち、第1電流制限部22は、電流I2を制限する電流制限回路として機能している。なお、図3(c)の電流波形82は、電流I5に対応している。
 したがって、時刻T2となると、第1LEDブロック21のみが点灯していた状態から、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路30の第2LEDブロック31の順電圧が近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21のみが点灯する電流経路から、第1LEDブロック21から第2LEDブロック31が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 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3LEDブロック41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な電流経路が形成され、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
 時刻T3の直前では、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が第3の順電圧V3に近づくため、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路40の第3LEDブロック41の順電圧に近づき、電流I7が流れ始める。したがって、この状態で、I4=I5+I7であり、I6=I5+I7であり、I1=I4であり、I2=0である。第2電流モニタ33は、電流I6をモニタしているが、電流I7分だけ電流I6が増加していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少して、時刻T3には、I5=0となり、I1=I4=I6=I7となる。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。なお、図3(d)の電流波形83は、電流I7に対応している。
 したがって、時刻T3となると、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 第3回路40の第3電流モニタ43及び第3電流制限部42は、電流経路の切り替えには寄与しないが、時刻T3~T4、即ち、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯する状態において、各LEDブロックに過電流が流れないような電流の調整を行っている。即ち、第3電流モニタ43及び第3電流制限部42は、定電流回路として機能している。
 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未満となり、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41を点灯させるのに充分な電圧未満となると、第1LEDブロック21及び第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な電流経路が形成され、第3LEDブロック41に含まれるLEDが消灯して、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。
 時刻T4の直前では、全波整流回路12の出力電圧が第3の順電圧V3に近づくため、電流I7が減少し始める。第2電流モニタ33は、電流I6をモニタしているが、電流I7の減少分だけ電流I6が減少していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5の制限を解除する(増加させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が減少し、徐々に電流I5が流れ始め、時刻T4には、I7=0となり、I1=I3=I4=I5=I6となる。
 したがって、時刻T4となると、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯していた状態から、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 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未満となり、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を点灯させるのに充分な電圧未満となると、第1LEDブロック21のみが、全波整流回路12に対して直列に接続されるような電流経路が形成され、第2LEDブロック31に含まれるLEDが消灯して、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。
 時刻T5の直前では、全波整流回路12の出力電圧が第2の順電圧V2に近づくため、電流I4が減少し始める。第1電流モニタ23は、電流I3をモニタしているが、電流I4の減少分だけ電流I3が減少していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2の制限を解除する(増加させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が減少し、徐々に電流I2が流れ始め、時刻T5には、I4=0となり、I1=I2=I3となる。
 したがって、時刻T5となると、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯していた状態から、第1LEDブロック21のみが点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfで自動的に行われる。
 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未満となり、第1LEDブロック21を点灯させるのに充分な電圧未満となると、全てのLEDブロックが消灯する。
 なお、第1LEDブロック21と第2LEDブロック31との間、及び/又は、第2LEDブロック31と第3LEDブロック41との間に、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を保護するために、逆電流防止用のダイオードを配置するようにしても良い。
 上述したように、回路例1´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、電流経路の切り替えは、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が合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 さらに、前述したLED駆動回路1では、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が全波整流回路12に対して直列に接続されて電流が流れている状態及び第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が全波整流回路12に対して直列に接続されて電流が流れている状態に、第1電流モニタ23が、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31又は第1LEDブロック21~第3LEDブロック41に流れる電流を検出しながら第1電流制限回路22を制御している。したがって、特別に第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31から、直接全波整流回路12に対して流れる電流を遮断するための新たなデジタル制御回路構成を設ける必要が無い。
 図5は、他のLED駆動回路2の概略説明図である。
 図5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の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を有している点のみである。
 電解コンデンサ90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(a)の電圧波形85参照)。図1に示すLED駆動回路1の出力電圧波形80では、時刻T0~時刻T1及び時刻T6~次の時刻T0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50Hzのときは100Hzで、商用周波数が60Hzのときは120Hzで、LEDが点滅することとなる。
 これに対して、図5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、少なくとも、第1LEDブロック21は常に点灯することとなる。したがって、図5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5の例では、電解コンデンサ90を追加したが、電解コンデンサ90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にセラミックコンデンサなど他の素子又は回路を利用しても良い。
 図6は、LED駆動回路の発展形態を説明するための図である。
 前述したLED駆動回路1及び2では、第1回路20~第3回路40と言う、3つの回路を有する場合について説明した。しかしながら、図6(a)に示す様に、本発明は、第1回路20及び第3回路40のみを有するLED駆動回路3にも適用可能である。
 図6(a)に示すLED駆動回路3では、第1電流モニタ23が、第3LEDブロック41を通って第1電流モニタ23へ流れる電流を検出することによって、第1電流制限部22を動作させ、第1LEDブロック21から全波整流器回路12のマイナス出力14へ流れる電流を遮断することによって、全波整流器回路12に対して第1LEDブロック21のみが接続される電流経路から、第1LEDブロック21及び第3LEDブロック41が直列に接続される電流経路への切り替えを行っている。
 また、図6(b)に示す様に、LED駆動回路では、第3回路40の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43に代わりに、定電流ダイオード44で代用したLED駆動回路4にも適用可能である。定電流ダイオード44は、第1LEDブロック21及び第3LEDブロック41が直列に全波整流回路12と接続されるような電流経路が形成された場合に、第1LEDブロック21及び第3LEDブロック41に過電流が流れないように動作する。
 さらに、図6(c)に示す様に、LED駆動回路では、第3回路40の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43に代わりに、例えば1Ωから50Ωの電流制限抵抗45で代用したLED駆動回路5にも適用可能である。抵抗45は、第1LEDブロック21及び第3LEDブロック41が直列に全波整流回路12と接続されるような電流経路が形成された場合に、第1LEDブロック21及び第3LEDブロック41に過電流が流れないように電流制限動作を行っている。
 図7は、LED駆動回路の他の発展形態を説明するための図である。
 図7に示す様に、第1回路20と第3回路40の間に、複数の中間回路を設けたLED駆動回路6にも適用することができる。複数の中間回路は、第2回路30、第4回路50及び第5回路60を含み、全部でN個とすることが可能である。各中間回路には、前述した第2回路30と同様に、少なくともLED群、電流制限回路及び電流制限回路を制御するための電流モニタを含み、前段の回路の電流制限部22に並列に接続した構成とすることが必要である。このように、複数のLEDを(N+2)のグループに分割して、電源電圧に応じて、自動的に切替えるように点灯制御を行うことが可能となる。なお、このときのLED総個数nは次のように設定している。LEDブロックをN+2に分割した構成であり、すべてのLEDが直列に接続した状態では、電流制限部42の電圧降下が、全波整流回路12の最大出力電圧の1/(N+3)以下となるように設定する。例えば、LEDを8ブロックに分割した構成ではN=6であり、139×8/9≦n×3.2 この条件を満たすLED総個数は39個が望ましい。
 LED駆動回路6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、中間回路が多くても、効率良く、LEDブロック間の切り換えを行うことが可能となるという利点がある。さらに、LEDブロック数を多くして、LEDブロック内のLEDの順電圧を低くしておくと、MOSFETを含む電流制御部の電力損失を減少させることができる。
 図8は、更に他のLED駆動回路100の概略説明図である。
 図8に示すLED駆動回路100おいて、図1と同様の構成には同じ番号を付して説明を省略する。LED駆動回路100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、第1回路120、第2回路130、及び第3回路140等から構成される。
 図8に示すLED駆動回路100と図1に示すLED駆動回路1との差異は、LED駆動回路1では、第1LEDブロック21が、全波整流回路12のプラス出力13と第1電流制限部22との間に配置されていたが、LED駆動回路100では、第1LEDブロック21は、全波整流回路12のマイナス出力14と第1電流モニタ23との間に配置されている点である。同様に、LED駆動回路1では、第2LEDブロック31が、第1LEDブロック21と第2電流制限部32との間に配置されていたが、LED駆動回路100では、第2LEDブロック31は、第1電流モニタ23と第2電流モニタ33との間に配置されている。さらに、LED駆動回路1では、第3LEDブロック41が、第2LEDブロック31と第3電流制限部42との間に配置されていたが、LED駆動回路100では、第3LEDブロック41は、第2電流モニタ33と第3電流モニタ43との間に配置されている。
 上記の構成により、第1電流モニタ23は第1LEDブロック21から全波整流回路12のマイナス出力14へ流れる電流を検出することになる。
 以下、図8に示すLED駆動回路100の概略動作を説明する。
 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。
 全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1~I3が流れ始め、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。この場合、全波整流回路12の出力電圧は、第1LEDブロック21に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を点灯させるための電圧出力には満たないものであるので、電流I1~I3は流れているが、第1電流制限部22の降下電圧が低いため、電流I4~電流I7は流れていない。
 第1LEDブロック21のみが点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第1電流制御部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路130の第2LEDブロック31の順電圧に近づき、電流I4~I6が流れ始める。しかしながら、第3LEDブロック41を点灯させるまでは高くないので、電流I7は流れていない。第1電流モニタ23は、電流I3をモニタして、電流I4(=電流I6)分だけ電流I3が増加していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I1と電流I3には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少する。即ち、第1電流制限部22は、電流I2を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21及び第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な電流経路(I1、I4、I5、I6及びI3)が形成され、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。
 したがって、第1LEDブロック21のみが点灯していた状態から、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路130の第2LEDブロック31の順電圧が近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21のみが点灯する電流経路から、第1LEDブロック21から第2LEDブロック31が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路140の第3LEDブロック41の順電圧に近づき、電流I7が流れ始める。第2電流モニタ33は、電流I6をモニタして、電流I7分だけ電流I6が増加していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I4と電流I6には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少する。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41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な電流経路(I1、I4、I7、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 上述したように、LED駆動回路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の位置は異なるが、図1に示すLED駆動回路1と同様に、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。また、電流経路の切り替えは、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が合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 LED駆動回路100では、図5に示すLED駆動回路2と同様に、全波整流回路12の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を配置しても良い。また、LED駆動回路100では、図6(a)に示すように、第2回路130を除いて、第1回路120及び第3回路140のみで構成するようにしても良い。さらに、LED駆動回路100では、図6(b)及び(c)に示す様に、第3回路140の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43を、定電流ダイオード44又は電流制限抵抗45で代用しても良い。さらに、LED駆動回路100では、図7に示す様に、第1回路20と第3回路40の間に、第2回路30と同様の構成を有する複数の中間回路を設けても良い。
 図9は、更に他のLED駆動回路101の概略説明図である。
 図9に示すLED駆動回路101おいて、図1と同様の構成には同じ番号を付して説明を省略する。LED駆動回路101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、第1回路121、第2回路131、及び第3回路141等から構成される。
 図9に示すLED駆動回路101と図1に示すLED駆動回路1との差異は、LED駆動回路101では、第1LEDブロック21が、全波整流回路12のプラス出力13と第1電流制限部22との間に配置され、且つ第4LEDブロック26が、全波整流回路12のマイナス出力14と第1電流モニタ23との間に配置されている点である。同様に、LED駆動回路101では、第2LEDブロック31が、第1LEDブロック21と第2電流制限部32との間に配置され、且つ第5LEDブロック36は、第1電流モニタ23と第2電流モニタ33との間に配置されている。さらに、LED駆動回路101では、第3LEDブロック41が、第2LEDブロック31と第3電流制限部42との間に配置され、且つ第6LEDブロック46が、第2電流モニタ33と第3電流モニタ43との間に配置されている。
 以下、図9に示すLED駆動回路101の概略動作を説明する。
 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6LEDブロック46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。
 全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1~I3が流れ始め、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれるLEDが点灯する。この場合、全波整流回路12の出力電圧は、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31、第3LEDブロック41、第5LEDブロック36及び第6LEDブロック46を点灯させるための電圧出力には満たないものであるので、電流I1~I3は流れているが、第1電流制限部22の降下電圧が低いため、電流I4~電流I7は流れていない。
 第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第1電流制御部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路131の第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36の順電圧の合算に近づき、電流I4~I6が流れ始める。しかしながら、第3LEDブロック41及び第6LEDブロック46を点灯させるまでは高くないので、電流I7は流れていない。第1電流モニタ23は、電流I3をモニタして、電流I4(=電流I6)分だけ電流I3が増加していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I1と電流I3には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少する。即ち、第1電流制限部22は、電流I2を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36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、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36とが、全波整流回路12に対して直列に接続されるような電流経路(I1、I4、I5、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック26が点灯していた状態から、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路131の第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36の順電圧の合算に近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26が点灯する電流経路から、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路141の第3LEDブロック41及び第6LEDブロック46の順電圧の合算に近づき、電流I7が流れ始める。第2電流モニタ33は、電流I6をモニタして、電流I7分だけ電流I6が増加していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I4と電流I6には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少する。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46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6LEDブロック46が、全波整流回路12に対して直列に接続されるような電流経路(I1、I4、I7、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 上述したように、LED駆動回路101では、第4LEDブロック26、第5LEDブロック36及び第6LEDブロック46が追加されてはいるが、図1に示すLED駆動回路1と同様に、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。また、電流経路の切り替えは、全波整流回路12の出力電圧と、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧、第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧、又は第3LEDブロック41及び第6LEDブロック46に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 LED駆動回路101では、図5に示すLED駆動回路2と同様に、全波整流回路12の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を配置しても良い。また、LED駆動回路101では、図6(a)に示すように、第2回路131を除いて、第1回路121及び第3回路141のみで構成するようにしても良い。さらに、LED駆動回路101では、図6(b)及び(c)に示す様に、第3回路141の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43を、定電流ダイオード44又は電流制限抵抗45で代用しても良い。さらに、LED駆動回路101では、図7に示す様に、第1回路121と第3回路141の間に、第2回路131と同様の構成を有する複数の中間回路を設けても良い。
 図10は、更に他のLED駆動回路102の概略説明図である。
 図10に示すLED駆動回路102おいて、図1と同様の構成には同じ番号を付して説明を省略する。LED駆動回路102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、第1回路122、第2回路132、及び第3回路142等から構成される。
 図10に示すLED駆動回路102と図1に示すLED駆動回路1との差異は、LED駆動回路102では、第1回路122において第1電流モニタ23と第1電流制限回部22の位置が上下逆になっており、第1LEDブロック21が、全波整流回路12のプラス出力13と第1電流モニタ23との間に配置され、第1電流制限回路22が、全波整流回路12のマイナス出力14に接続されている点である。同様に、第2回路132において第2電流モニタ33と第2電流制限回部32の位置が上下逆になっており、第2LEDブロック31は、第1電流モニタ23と第2電流モニタ33との間に配置され、第2電流制限回路32は全波整流回路12のマイナス出力14に接続されている。更に、第3回路142において第3電流モニタ43と第3電流制限回部42の位置が図面上で上下逆になっており、第3LEDブロック41は、第2LEDモニタ33と第3LEDモニタ43の間に配置され、第3電流制限回路42は、全波整流回路12のマイナス出力14に接続されている。
 以下、図10に示すLED駆動回路102の概略動作を説明する。
 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。
 全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1~I3が流れ始め、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。この場合、全波整流回路12の出力電圧は、第1LEDブロック21に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を点灯させるための電圧出力には満たないものであるので、電流I1~I3は流れているが、電流I4~電流I7は流れていない。
 第1LEDブロック21のみが点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加し、第1電流制限部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路132の第2LEDブロック31の順電圧に近づくと、電流I4~I6が流れ始める。しかしながら、全波整流回路12の出力電圧は十分に高くないので、電流I7は流れていない。第1電流モニタ23は、電流I1をモニタしているが、電流I4(=電流I6)分だけ電流I2が減少していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2を制限する(低下させる)ように動作する。このとき電流I3は、電流I2に電流I6(=電流I4)を加えた電流となるので、電流I1と電流I3には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少する。即ち、第1電流制限部22は、電流I3を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21及び第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な電流経路(I1、I4、I5、I6及びI3)が形成され、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。
 したがって、第1LEDブロック21のみが点灯していた状態から、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路132の第2LEDブロックの順電圧が近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21のみが点灯する電流経路から、第1LEDブロック21から第2LEDブロック31が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路142の第3LEDブロック41の順電圧に近づき、電流I7が流れ始める。第2電流モニタ33は、電流I4をモニタして、電流I7分だけ電流I5が減少していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I6は、電流I5に電流I7を加えた電流となるので、電流I4と電流I6には等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少する。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41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な電流経路(I1、I4、I7、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 上述したように、LED駆動回路102では、図1に示すLED駆動回路1と同様に、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。また、電流経路の切り替えは、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が合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 LED駆動回路102では、図5に示すLED駆動回路2と同様に、全波整流回路12の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を配置しても良い。また、LED駆動回路102では、図6(a)に示すように、第2回路132を除いて、第1回路122及び第3回路142のみで構成するようにしても良い。さらに、LED駆動回路102では、図6(b)及び(c)に示す様に、第3回路142の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43を、定電流ダイオード44又は電流制限抵抗45で代用しても良い。さらに、LED駆動回路102では、図7に示す様に、第1回路122と第3回路142の間に、第2回路132と同様の構成を有する複数の中間回路を設けても良い。
 図11は、更に他のLED駆動回路103の概略説明図である。
 図11に示すLED駆動回路103おいて、図10と同様の構成には同じ番号を付して説明を省略する。LED駆動回路103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、第1回路123、第2回路133、及び第3回路143等から構成される。
 図11に示すLED駆動回路103と図10に示すLED駆動回路102との差異は、LED駆動回路103では、第1回路123において、第1LEDブロック21が、全波整流回路12のマイナス出力14と第1電流制限部22との間に配置されている点である。同様に、第2LEDブロック31は、第1LEDブロック21と第2電流制限部32との間に配置される。さらに、第3LEDブロック41は、第2LEDブロック31と第3電流制限部42との間に配置される。
 以下、図11に示すLED駆動回路103の概略動作を説明する。
 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。
 全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1~I3が流れ始め、第1LEDブロック21に含まれるLEDが点灯する。この場合、全波整流回路12の出力電圧は、第1LEDブロック21に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31及び第3LEDブロック41を点灯させるための電圧出力には満たないものであるので、電流I1~I3は流れているが、電流I4~電流I7は流れていない。
 第1LEDブロック21のみが点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第1電流制御部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路133の第2LEDブロック31の順電圧に近づき、電流I4~I6が流れ始める。しかしながら、全波整流回路12の出力電圧は十分に高くないので、電流I7は流れていない。このとき、電流I1は電流I2と電流I4を加えた電流である。また、電流I3は、電流I2に電流I6(=電流I4)を加えた電流となるので、電流I1と電流I3には常に等しい電流が流れる。第1電流モニタ23は、電流I1をモニタして、電流I4(=電流I6)分だけ電流I2を制限する(低下させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少する。即ち、第1電流制限部22は、電流I2を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31を点灯させるのに充分な電圧となると、第1LEDブロック21及び第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な電流経路(I1、I4、I5、I6及びI3)が形成され、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。
 したがって、第1LEDブロック21のみが点灯していた状態から、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路133の第2LEDブロック31の順電圧が近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21のみが点灯する電流経路から、第1LEDブロック21から第2LEDブロック31が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路143の第3LEDブロック41の順電圧に近づき、電流I7が流れ始める。第2電流モニタ33は、電流I4をモニタして、電流I7分だけ電流I5が減少していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作するが、電流I6は、電流I5に電流I7を加えた電流となるので、電流I4と電流I6には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少する。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41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な電流経路(I1、I4、I7、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック31が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第3LEDブロック41が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 上述したように、LED駆動回路103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の位置は異なるが、図10に示すLED駆動回路102と同様に、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。また、電流経路の切り替えは、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が合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 LED駆動回路103では、図5に示すLED駆動回路2と同様に、全波整流回路12の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を配置しても良い。また、LED駆動回路103では、図6(a)に示すように、第2回路133を除いて、第1回路123及び第3回路143のみで構成するようにしても良い。さらに、LED駆動回路103では、図6(b)及び(c)に示す様に、第3回路143の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43を、定電流ダイオード44又は電流制限抵抗45で代用しても良い。さらに、LED駆動回路103では、図7に示す様に、第1回路123と第3回路143の間に、第2回路133と同様の構成を有する複数の中間回路を設けても良い。
 図12は、更に他のLED駆動回路104の概略説明図である。
 図12に示すLED駆動回路104おいて、図10と同様の構成には同じ番号を付して説明を省略する。LED駆動回路104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、第1回路124、第2回路134、及び第3回路144等から構成される。
 図12に示すLED駆動回路104と図10に示すLED駆動回路102との差異は、LED駆動回路104では、第1回路124において、第1LEDブロック21が、全波整流回路12のプラス出力13と第1電流モニタ23との間に配置され、且つ第4LEDブロック26が、全波整流回路12のマイナス出力14と第1電流制御部22との間に配置されている点である。同様に、第2LEDブロック134において、第2LEDブロック31が、第1電流モニタ23と第2電流モニタ33との間に配置され、且つ第5LEDブロック36が、第4LEDブロック26と第2電流制限部32との間に配置されている。さらに、第3回路144において、第3LEDブロック41が、第2電流モニタ33と第3電流モニタ43との間に配置され、且つ第6LEDブロック46が第5LEDブロック36と第3電流制限部42との間に配置されている。
 以下、図12に示すLED駆動回路104の概略動作を説明する。
 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6LEDブロック46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。
 全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26を点灯させるのに充分な電圧となると、電流I1~I3が流れ始め、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれるLEDが点灯する。この場合、全波整流回路12の出力電圧は、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれるLEDを点灯させるための電圧出力はあるが、更に、第2LEDブロック31、第3LEDブロック41、第5LEDブロック36及び第6LEDブロック46を点灯させるための電圧出力には満たないものであるので、電流I1~I3は流れているが、電流I4~電流I7は流れていない。
 第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第1電流制御部22の降下電圧が、並列に接続された第2回路134の第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36の順電圧の合算に近づき、電流I4~I6が流れ始める。しかしながら、全波整流回路12の出力電圧は十分に高くないので、電流I7は流れていない。このとき、電流I1は電流I2と電流I4を加えた電流である。また、電流I3は、電流I2に電流I6(=電流I4)を加えた電流となり、電流I1と電流I3には常に等しい電流が流れる。第1電流モニタ23は、電流I1をモニタしているが、電流I4(=電流I6)分だけ電流I2が減少していることから、第1電流制限部22を制御して電流I2を制限する(低下させる)ように動作する。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I4が増加し、徐々に電流I2が減少する。即ち、第1電流制限部22は、電流I2を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、全波整流回路12の出力電圧が、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36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、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36とが、全波整流回路12に対して直列に接続されるような電流経路(I1、I4、I5、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21及び第2LEDブロック26が点灯していた状態から、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではない。この動作は、第1電流制限部22の電圧降下が、並列に接続された第2回路134の第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36の順電圧の合算に近づくと、電流経路を自動的に切り替える。つまりここでは、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26が点灯する電流経路から、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯する電流経路に自動的に切り替えている。
 第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯している状態で、全波整流回路12の出力電圧が徐々に増加すると、第2電流制限部32の降下電圧が、並列に接続された第3回路144の第3LEDブロック41及び第6LEDブロック46の順電圧の合算に近づき、電流I7が流れ始める。第2電流モニタ33は、電流I4をモニタしているが、電流I7分だけ電流I5が減少していることから、第2電流制限部32を制御して電流I5を制限する(低下させる)ように動作する。このとき、電流I6は、電流I5に電流I7を加えた電流となり、電流I4と電流I6には常に等しい電流が流れる。電流経路が切替わる時には、このような動作が繰り返され、徐々に電流I7が増加し、徐々に電流I5が減少する。即ち、第2電流制限部32は、電流I5を制限する電流制限回路として機能している。
 次に、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46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6LEDブロック46が、全波整流回路12に対して直列に接続されるような電流経路(I1、I4、I7、I6及びI3)が形成され、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46に含まれるLEDが点灯する。
 したがって、第1LEDブロック21、第2LEDブロック31、第4LEDブロック26及び第5LEDブロック36が点灯していた状態から、第1LEDブロック21~第6LEDブロック46が点灯する状態に、自動的に切り替えが行われる。上記の切り替えは、予め予想される各LEDブロックの切り替え電圧を設定して、制御信号等を利用して切り替えを行うものではなく、全波整流回路12の出力電圧に応じて、各LEDブロックに含まれるLEDのVfが合算された電圧で、自動的に行われる。
 上述したように、LED駆動回路104では、電流モニタと電流制限回部との位置関係は変化しているが、図9に示すLED駆動回路101と同様に、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。また、電流経路の切り替えは、全波整流回路12の出力電圧と、第1LEDブロック21及び第4LEDブロック26に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧、第2LEDブロック31及び第5LEDブロック36に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧、又は第3LEDブロック41及び第6LEDブロック46に含まれる全てのLEDの実際のVfが合算された電圧に応じて、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ブロック間の切り替えを行うことが可能となった。
 LED駆動回路104では、図5に示すLED駆動回路2と同様に、全波整流回路12の出力端子間に平滑回路である電解コンデンサ90を配置しても良い。また、LED駆動回路104では、図6(a)に示すように、第2回路134を除いて、第1回路124及び第3回路144のみで構成するようにしても良い。さらに、LED駆動回路104では、図6(b)及び(c)に示す様に、第3回路144の第3電流制限部42及び第3電流モニタ43を、定電流ダイオード44又は電流制限抵抗45で代用しても良い。さらに、LED駆動回路104では、図7に示す様に、第1回路124と第3回路144の間に、第2回路134と同様の構成を有する複数の中間回路を設けても良い。
 上述したLED駆動回路は、LED電球のような屋内のLED照明器具、LEDを内照式ユニットとして利用する看板照明、道路灯、街路灯、および信号機等に利用することが可能である。

Claims (10)

  1.  プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、
     前記整流器に接続された第1LED群、前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ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る電流に応じて前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第1電流制限部を有する第1回路と、
     第2LED群、及び前記第2LED群を通って前記整流器のマイナス出力へ流れる電流経路を有する第2回路と、を有し、
     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群のみが接続される電流経路と、前記整流器に対して前記第1LED群及び前記第2LED群が直列に接続される電流経路とが形成され、
     前記第1電流検出部が、前記第1LED群及び前記第2LED群を流れる電流を検出することによって、第1電流制限部を動作させ、前記整流器に対して前記第1LED群及び前記第2LED群が直列に接続される電流経路への切り替えを行う、
     ことを特徴とするLED駆動回路。
  2.  前記第1電流制限部は、前記第2LED群を経由せずに、前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を遮断する、請求項1に記載のLED駆動回路。
  3.  前記第1電流制限部は、前記第2LED群を経由せずに、前記整流器のプラス出力から前記第1LED群へ流れる電流を遮断する、請求項1に記載のLED駆動回路。
  4.  前記第1回路と前記第2回路との間に配置され、第3LED群、前記第3LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を検出する第3電流検出部、及び前記第3電流検出部で検出される電流に応じて前記第3LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第3電流制限部を有する中間回路を、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.  前記中間回路を、前記第1回路と前記第2回路との間に複数有する、請求項4に記載のLED駆動回路。
  6.  前記第1電流制限部に、前記第2LED群が並列に接続されている、請求項1~5の何れか一項に記載のLED駆動回路。
  7.  前記第2LED群から前記第1電流検出部へ流れる電流を検出する第2電流検出部、及び前記第2電流検出部で検出される電流に応じて前記第2LED群から前記第1電流検出部へ流れる電流を制限する第2電流制限部が、前記第2LED群とともに、前記第1電流制限部に並列に接続されている、請求項1~5の何れか一項に記載のLED駆動回路。
  8.  前記電流制限部は、定電流回路、定電流ダイオード、又は電流制限抵抗である、請求項1~7の何れか一項に記載のLED駆動回路。
  9.  前記整流器と接続された平滑回路を更に有する、請求項1~8の何れか一項に記載のLED駆動回路。
  10.  プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、
     前記整流器に接続された第1LED群、前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ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る電流に応じて前記第1LED群から前記整流器のマイナス出力へ流れる電流を制限する第1電流制限部を有する第1回路と、
     第2LED群、及び前記第2LED群を通って前記整流器のマイナス出力へ流れる電流経路を有する第2回路と、を有し、
     前記第1電流制限部と前記第2LED群とが並列に接続されており、前記第1電流制限部と前記第2LED群との並列接続部分の外側に前記第1電流検出部が配置され、
     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群のみが接続される電流経路と、前記整流器に対して前記第1LED群及び前記第2LED群が直列に接続される電流経路とが形成される、
     ことを特徴とするLED駆動回路。
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