JP4581646B2 - Light emitting diode lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、直列接続された複数の発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置に関する。 The present invention relates to a light emitting diode lighting device that lights a plurality of light emitting diodes connected in series.
近年、発光ダイオードを照明用として用いた発光ダイオード点灯装置が汎用されている。この発光ダイオード点灯装置は、駆動電圧(定格電圧)が3.6Vの発光ダイオードの場合では、35個の発光ダイオードを直列接続すると駆動電圧が126Vとなることから、図10に示すように、整流回路201から出力される脈流電圧を35個の発光ダイオード202を直列接続して構成した発光ダイオード回路203に電流制限抵抗204を介して供給するようにしたものである。このように構成された発光ダイオード点灯装置では、簡単な回路構成で発光ダイオード回路203を点灯させることができるが、図11に示すように、発光ダイオードの固有の特性により脈流電圧のピーク値を中心とした狭い位相範囲(時刻t1―t2区間)でしか点灯しないことになり、休止期間の多い電源活用効率の低いものとなる。
In recent years, light emitting diode lighting devices using light emitting diodes for illumination have been widely used. In this light emitting diode lighting device, in the case of a light emitting diode having a driving voltage (rated voltage) of 3.6V, when 35 light emitting diodes are connected in series, the driving voltage becomes 126V. The pulsating voltage output from the
このため、図12に示すように、整流回路201から出力される脈流電圧を電解コンデンサ205により平滑化することでリップルの少ない直流電圧に変換し、この直流電圧を発光ダイオード回路203に供給するようにしたものも提案されている。このように構成された発光ダイオード点灯装置では、発光ダイオード回路203に常に一定の電流を流すことができ、休止期間のないものとすることができる(例えば、特許文献1)。
Therefore, as shown in FIG. 12, the pulsating voltage output from the
しかしながら、このような発光ダイオード点灯装置では、静電容量の大きな電解コンデンサ205が必要になって電源投入時の突入電流が大きくなることから、この突入電流を抑制するための大きな突入電流制限抵抗が必要になると共に、電解コンデンサ205が寿命部品であることから周囲温度が高くならないようにする必要があり、照明器具設計が煩雑になるという不都合が生じる。 However, in such a light emitting diode lighting device, an electrolytic capacitor 205 having a large capacitance is required, and the inrush current when the power is turned on increases. Therefore, there is a large inrush current limiting resistor for suppressing the inrush current. In addition, since the electrolytic capacitor 205 is a life component, it is necessary to prevent the ambient temperature from becoming high, resulting in inconvenience that the lighting fixture design becomes complicated.
このため、図13に示すように、2次側出力が24Vになるように設定した絶縁型トランス206を用いたスイッチング電源から出力される直流電圧を発光ダイオード回路207に供給することも考えられる。このように構成した発光ダイオード点灯装置では、静電容量の大きな電解コンデンサを不要にすると共に、発光ダイオード回路207に常に電流を流すことができ、休止期間のないものとすることができる。
ところが、上記のようなスイッチング電源を用いた発光ダイオード点灯装置では、スイッチング電源が数十kHz以上の高い周波数でスイッチングされることから整流回路201の前段に雑音防止回路208が必要になる一方、部品点数が不可避的に多くなって回路が大型化し、コストアップの要因になるという別の不都合が生じる。
However, in the light emitting diode lighting device using the switching power supply as described above, since the switching power supply is switched at a high frequency of several tens of kHz or more, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる発光ダイオード点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a light emitting diode lighting device capable of efficiently controlling lighting of a plurality of light emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、直列接続された複数の発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置であって、交流電圧を整流して得た脈流電圧を前記複数の発光ダイオードの直列接続回路に供給する整流回路と、この整流回路から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して点灯個数が増加するように前記発光ダイオードを点灯制御し、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して点灯個数が減少するように前記発光ダイオードを点灯制御する点灯制御回路とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a light emitting diode lighting device for lighting a plurality of light emitting diodes connected in series, wherein a pulsating voltage obtained by rectifying an alternating voltage is used as the plurality of light emitting diodes. In the phase range in which the pulsating voltage supplied from the rectifier circuit changes from a low value to a high value, the light emitting diode is adjusted so that the number of lighting increases corresponding to the change. And a lighting control circuit for controlling the lighting of the light emitting diodes so that the number of lighting is reduced corresponding to the change in a phase range where the pulsating voltage changes from a high value to a low value. It is said.
請求項2の発明は、請求項1に係るものにおいて、前記点灯制御回路が、前記複数の発光ダイオードの隣り合う発光ダイオード同士の複数の接続点のうち所定の接続点とグランドとの間に接続された複数の駆動スイッチ素子と、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の発光ダイオードのうち高電位側の発光ダイオードからグランド側の発光ダイオードに向けて点灯個数が増加するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにし、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の発光ダイオードのうちグランド側の発光ダイオードから高電位側の発光ダイオードに向けて点灯個数が減少するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにするスイッチ制御回路とを備えたことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the lighting control circuit is connected between a predetermined connection point and a ground among a plurality of connection points between adjacent light emitting diodes of the plurality of light emitting diodes. In the phase range in which the pulsating voltage changes from a low value to a high value, and corresponding to the change, a plurality of the driving switch elements and a light emitting diode on the ground side from a light emitting diode on the high potential side among the plurality of light emitting diodes In a phase range in which the pulsating current voltage changes from a high value to a low value, the predetermined driving switch element is turned on so that the number of lighting increases toward the Among the plurality of light emitting diodes, the plurality of driving switch elements are arranged so that the number of lightings decreases from the ground side light emitting diode toward the high potential side light emitting diode. It is characterized in that a switch control circuit for turning on the predetermined driving switch element within the.
請求項3の発明は、請求項2に係るものにおいて、前記スイッチ制御回路が、クロック発振回路を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されたもので、前記クロック発振回路で生成されるクロック数と前記脈流電圧の瞬時値とを前記脈流電圧のゼロ電位点を基準にして対応づけ、このクロック数が前記脈流電圧の低い値から高い値に変化する位相範囲にある場合には当該クロック数に対応して前記複数の発光ダイオードのうち高電位側の発光ダイオードからグランド側の発光ダイオードに向けて点灯個数が増加するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにし、前記クロック数が前記脈流電圧の高い値から低い値に変化する位相範囲にある場合には当該クロック数に対応して前記複数の発光ダイオードのうちグランド側の発光ダイオードから高電位側の発光ダイオードに向けて点灯個数が減少するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにするものであることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the switch control circuit according to the second aspect includes a microcomputer including a clock oscillation circuit, wherein the number of clocks generated by the clock oscillation circuit and the The instantaneous value of the pulsating voltage is associated with the zero potential point of the pulsating voltage as a reference, and when the number of clocks is in a phase range where the pulsating voltage changes from a low value to a high value, the number of clocks Corresponding to, turning on a predetermined drive switch element among the plurality of drive switch elements so that the number of lighting increases from the light emitting diode on the high potential side to the light emitting diode on the ground side among the plurality of light emitting diodes, When the number of clocks is in a phase range in which the pulsating voltage changes from a high value to a low value, the plurality of light emitting diodes correspond to the number of clocks. It is characterized in that to turn on the predetermined driving switch element of the plurality of drive switching element so that the lighting number is decreased toward the Chi ground side of the light emitting diode to the high potential side of the light emitting diode.
請求項4の発明は、請求項2に係るものにおいて、前記スイッチ制御回路が、前記脈流電圧の瞬時値が所定値を超えると駆動状態にされることで前記複数の駆動スイッチのうち対応する駆動スイッチをオンにする複数の素子駆動回路が前記整流回路に対して互いに並列接続されて構成された素子駆動制御回路と、前記発光ダイオード同士の接続点とグランドとの間に接続された駆動スイッチ素子の各制御端子とグランドとの間に前記素子駆動制御回路により駆動制御される遮断スイッチ素子を接続して構成され、前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子がオンにされたときに当該駆動スイッチ素子よりも高電位側のオンになっている駆動スイッチ素子をオフにする素子遮断回路とから構成されたもので、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の発光ダイオードのうち高電位側の発光ダイオードからグランド側の発光ダイオードに向けて点灯個数が増加されるように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにし、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の発光ダイオードのうちグランド側の発光ダイオードから高電位側の発光ダイオードに向けて点灯個数が減少されるように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにするものであることを特徴としている。
A fourth aspect of the present invention, in which according to
請求項5の発明は、直列接続された複数の発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置であって、交流電圧を整流して得た脈流電圧を前記複数の発光ダイオードの直列接続回路に供給する整流回路と、前記直列接続された複数の発光ダイオードに直列接続され、前記脈流電圧の瞬時値に対応してインピーダンス値を可変するものであり、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値を順次大きくすると共に、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値を順次小さくする可変インピーダンス回路からなるものであることを特徴としている。 The invention of claim 5 is a light emitting diode lighting device for lighting a plurality of light emitting diodes connected in series, and supplies a pulsating voltage obtained by rectifying an AC voltage to a series connection circuit of the plurality of light emitting diodes. A rectifier circuit and a plurality of light emitting diodes connected in series are connected in series, and the impedance value is varied corresponding to the instantaneous value of the pulsating voltage, and the pulsating voltage changes from a low value to a high value. In the phase range in which the impedance value is sequentially increased in response to the change, and in the phase range in which the pulsating voltage is changed from a high value to a low value, the impedance value is sequentially reduced in response to the change. It is characterized by
請求項6の発明は、請求項5に係るものにおいて、前記可変インピーダンス回路が、直列接続された複数の抵抗素子からなり、前記複数の発光ダイオードに直列接続される抵抗回路と、この抵抗回路の抵抗素子の両端に接続され、当該抵抗素子を短絡する複数の短絡スイッチ素子と、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記抵抗回路の抵抗値が増大するように前記短絡スイッチ素子をオンからオフにすることでインピーダンス値を順次大きくし、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記抵抗回路の抵抗値が減少するように前記短絡スイッチ素子をオフからオンにすることでインピーダンス値を順次小さくするスイッチ制御回路とを備えたことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, the variable impedance circuit includes a plurality of resistance elements connected in series, the resistance circuit connected in series to the plurality of light emitting diodes, and the resistance circuit. A plurality of short-circuit switch elements that are connected to both ends of the resistance element and short-circuit the resistance element, and in a phase range in which the pulsating voltage changes from a low value to a high value, the resistance value of the resistance circuit corresponds to the change. The impedance value is sequentially increased by turning the short-circuit switch element from on to off so as to increase, and in the phase range where the pulsating voltage changes from a high value to a low value, the resistance of the resistance circuit corresponds to the change. And a switch control circuit for sequentially decreasing the impedance value by turning the short-circuit switch element from OFF to ON so that the value decreases. .
請求項7の発明は、請求項6に係るものにおいて、前記スイッチ制御回路が、クロック発振回路を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されたもので、前記クロック発振回路で生成されるクロック数と前記脈流電圧の瞬時値とを前記脈流電圧のゼロ電位点を基準にして対応づけ、このクロック数が前記脈流電圧の低い値から高い値に変化する位相範囲にある場合には当該クロック数に対応して前記抵抗回路の抵抗値が増大するように前記短絡スイッチ素子をオンからオフにすることでインピーダンス値を順次大きくし、前記クロック数が前記脈流電圧の高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記抵抗回路の抵抗値が減少するように前記短絡スイッチ素子をオフからオンにすることでインピーダンス値を順次小さくするものであることを特徴としている。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the switch control circuit includes a microcomputer including a clock oscillation circuit, and the number of clocks generated by the clock oscillation circuit The instantaneous value of the pulsating voltage is associated with the zero potential point of the pulsating voltage as a reference, and when the number of clocks is in a phase range in which the pulsating voltage changes from a low value to a high value, The impedance value is sequentially increased by turning the short-circuit switch element from on to off so that the resistance value of the resistance circuit increases in response to the number of clocks, and the number of clocks changes from a high value to a low value of the pulsating voltage. In this phase range, the impedance value is gradually decreased by turning the short-circuit switch element from OFF to ON so that the resistance value of the resistor circuit decreases corresponding to the change. It is characterized in that it is shall.
請求項8の発明は、請求項5に係るものにおいて、前記可変インピーダンス回路が、直列接続された複数の抵抗素子からなり、前記複数の発光ダイオードに直列接続される抵抗回路と、少なくとも前記複数の抵抗素子の隣り合う抵抗素子同士の各接続点とグランドとの間に接続された複数の駆動スイッチ素子と、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記抵抗回路の抵抗値が増大するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチをオンにすることでインピーダンス値を順次大きくし、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記抵抗回路の抵抗値が減少するように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチをオンにすることでインピーダンス値を順次小さくするスイッチ制御回路とを備えたことを特徴としている。 The invention according to claim 8 is the one according to claim 5, wherein the variable impedance circuit comprises a plurality of resistance elements connected in series, and a resistance circuit connected in series to the plurality of light emitting diodes; A plurality of drive switch elements connected between respective connection points of adjacent resistance elements of the resistance element and the ground, and a phase range in which the pulsating voltage changes from a low value to a high value, corresponds to the change. A phase in which the impedance value is sequentially increased by turning on a predetermined drive switch among the plurality of drive switch elements so that the resistance value of the resistance circuit increases, and the pulsating voltage changes from a high value to a low value. In the range, the impedance is changed by turning on a predetermined drive switch among the plurality of drive switch elements so that the resistance value of the resistor circuit decreases in response to the change. It is characterized in that a switch control circuit for sequentially reduced dance values.
請求項9の発明は、請求項8に係るものにおいて、前記スイッチ制御回路が、前記脈流電圧の瞬時値が所定値を超えると駆動状態にされることで前記複数の駆動スイッチのうち対応する駆動スイッチをオンにする複数の素子駆動回路が前記整流回路に対して互いに並列接続されて構成された素子駆動制御回路と、前記抵抗素子同士の接続点とグランドとの間に接続された駆動スイッチ素子の各制御端子とグランドとの間に前記素子駆動制御回路により駆動制御される遮断スイッチ素子を接続し、前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子がオンにされたときに当該駆動スイッチ素子よりも高電位側のオンになっている駆動スイッチ素子を前記遮断スイッチ素子がオンにされることでオフにする素子遮断回路とから構成されたもので、前記脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の抵抗素子のうち高電位側の抵抗素子からグランド側の抵抗素子に向けて当該抵抗素子の接続個数が増加されるように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにすることでインピーダンス値を順次大きくし、前記脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して前記複数の抵抗素子のうちグランド側の抵抗素子から高電位側の抵抗素子に向けて当該抵抗素子の接続個数が減少されるように前記複数の駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチ素子をオンにすることでインピーダンス値を順次小さくするものであることを特徴としている。 A ninth aspect of the invention relates to the eighth aspect of the invention, wherein the switch control circuit corresponds to the driving switch when the instantaneous value of the pulsating current voltage exceeds a predetermined value. An element drive control circuit configured by connecting a plurality of element drive circuits for turning on the drive switch to each other in parallel with the rectifier circuit; and a drive switch connected between a connection point of the resistance elements and a ground A cut-off switch element that is driven and controlled by the element drive control circuit is connected between each control terminal of the element and the ground, and when the predetermined drive switch element is turned on among the plurality of drive switch elements, the drive is performed The drive switch element that is turned on on the higher potential side than the switch element includes an element cutoff circuit that turns off when the cutoff switch element is turned on. Therefore, in the phase range in which the pulsating voltage changes from a low value to a high value, corresponding to the change, the resistance element of the resistance element from the high potential side resistance element to the ground side resistance element among the plurality of resistance elements. In a phase range in which the impedance value is sequentially increased by turning on a predetermined drive switch element among the plurality of drive switch elements so that the number of connections is increased, and the pulsating voltage is changed from a high value to a low value. Corresponding to the change, a predetermined number of the drive switch elements are selected from the plurality of resistance elements so that the number of connections of the resistance elements is decreased from the resistance element on the ground side toward the resistance element on the high potential side. It is characterized in that the impedance value is sequentially reduced by turning on the drive switch element.
請求項1の発明によれば、脈流電圧の瞬時値に対応して発光ダイオードの点灯個数を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the first aspect of the present invention, the number of light emitting diodes to be lit is increased / decreased corresponding to the instantaneous value of the pulsating voltage, and therefore, it is possible to efficiently control lighting of a plurality of light emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration. .
請求項2の発明によれば、隣り合う発光ダイオード同士の複数の接続点のうち所定の接続点とグランドとの間に接続された所定の駆動スイッチを脈流電圧の瞬時値に対応してオンにすることにより発光ダイオードの点灯個数を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、隣り合う発光ダイオード同士の複数の接続点のうち所定の接続点とグランドとの間に接続された所定の駆動スイッチをクロック発振回路で生成されるクロック数に対応してオンにすることにより発光ダイオードの点灯個数を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the invention of claim 3, the predetermined drive switch connected between the predetermined connection point and the ground among the plurality of connection points of the adjacent light emitting diodes corresponds to the number of clocks generated by the clock oscillation circuit. Since the number of lighting of the light emitting diodes is increased or decreased by turning it on, lighting control of a plurality of light emitting diodes connected in series can be efficiently performed with a simple circuit configuration.
請求項4の発明によれば、隣り合う発光ダイオード同士の複数の接続点のうち所定の接続点とグランドとの間に接続された所定の駆動スイッチを脈流電圧の瞬時値に対応して駆動される素子駆動制御回路と素子遮断回路とによりオンにすることにより発光ダイオードの点灯個数を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the invention of claim 4, the predetermined drive switch connected between the predetermined connection point and the ground among the plurality of connection points of the adjacent light emitting diodes is driven corresponding to the instantaneous value of the pulsating voltage. Since the number of light-emitting diodes to be turned on / off is increased / decreased by turning on the element drive control circuit and the element cut-off circuit, it is possible to efficiently control lighting of a plurality of light-emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration.
請求項5の発明によれば、発光ダイオードに直列接続された可変インピーダンス回路のインピーダンス値を脈流電圧の瞬時値に対応して増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the invention of claim 5, since the impedance value of the variable impedance circuit connected in series to the light emitting diode is increased or decreased according to the instantaneous value of the pulsating voltage, a plurality of light emitting diodes connected in series can be configured with a simple circuit configuration. Lighting control can be performed efficiently.
請求項6の発明によれば、直列接続された複数の抵抗素子の両端に接続された短絡スイッチ素子を脈流電圧の瞬時値に対応してオンオフ制御することで発光ダイオードに直列接続された可変インピーダンス回路のインピーダンス値を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the short-circuit switch element connected to both ends of the plurality of resistance elements connected in series is controlled to be turned on / off corresponding to the instantaneous value of the pulsating voltage, thereby being variable connected in series to the light emitting diode. Since the impedance value of the impedance circuit is increased or decreased, it is possible to efficiently control lighting of a plurality of light emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration.
請求項7の発明によれば、直列接続された複数の抵抗素子の両端に接続された短絡スイッチ素子をクロック発振回路で生成されるクロック数に対応してオンオフ制御することで発光ダイオードに直列接続された可変インピーダンス回路のインピーダンス値を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the short-circuit switch element connected to both ends of the plurality of resistance elements connected in series is connected in series to the light emitting diode by on / off control corresponding to the number of clocks generated by the clock oscillation circuit. Since the impedance value of the variable impedance circuit is increased or decreased, it is possible to efficiently control lighting of a plurality of light emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration.
請求項8の発明によれば、直列接続された複数の抵抗素子の隣り合う抵抗素子同士の各接続点とグランドとの間に接続された所定の駆動スイッチを脈流電圧の瞬時値に対応してオンにすることで発光ダイオードに直列接続された可変インピーダンス回路のインピーダンス値を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the invention of claim 8, the predetermined drive switch connected between each connection point of the adjacent resistance elements of the plurality of resistance elements connected in series and the ground corresponds to the instantaneous value of the pulsating voltage. Since the impedance value of the variable impedance circuit connected in series to the light emitting diode is increased or decreased by turning on the light, it is possible to efficiently control lighting of the plurality of light emitting diodes connected in series with a simple circuit configuration.
請求項9の発明によれば、直列接続された複数の抵抗素子の隣り合う抵抗素子同士の各接続点とグランドとの間に接続された所定の駆動スイッチを脈流電圧の瞬時値に対応して駆動される素子駆動制御回路と素子遮断回路とによりオンにすることで発光ダイオードに直列接続された可変インピーダンス回路のインピーダンス値を増減させるので、直列接続した複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯制御することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the predetermined drive switch connected between each connection point of the adjacent resistance elements of the plurality of resistance elements connected in series and the ground corresponds to the instantaneous value of the pulsating voltage. Since the impedance value of the variable impedance circuit connected in series to the light emitting diode is increased or decreased by turning on the element drive control circuit and the element cut-off circuit that are driven in a simple manner, a plurality of light emitting diodes connected in series can be configured with a simple circuit configuration. Lighting control can be performed efficiently.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置の回路構成を示す図である。この図において、発光ダイオード点灯装置10aは、実効値が100Vの正弦波交流電源(50Hz又は60Hz)11にヒューズ12を介して接続された整流回路13と、整流回路13からの出力電圧が供給されるもので、複数の発光ダイオード14を同一方向に直列接続して構成された発光ダイオード回路15と、整流回路13と発光ダイオード回路15との間に接続された電流制限用抵抗素子(電流制限用素子)16と、発光ダイオード回路15の各発光ダイオード14を点灯制御する点灯制御回路17とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a light-emitting diode lighting device according to the first embodiment of the present invention. In this figure, a light emitting
整流回路13は、図略の複数の整流素子により全波整流を行うことで、図2に示すような出力波形を有する脈流電圧を得るように構成されたものである。発光ダイオード回路15は、複数の発光ダイオード14が各アノードを整流回路13の高電位側に向けると共に、各カソードをグランド側に向けて直列接続されたものであり、複数の発光ダイオード14のうち連続する所定数の発光ダイオード14を単位として複数のグループに分割されたものである。
The
すなわち、この実施形態では、この発光ダイオード回路15は、合計35個の発光ダイオード14で構成され、それぞれ6個の発光ダイオード14からなる第1のダイオード回路17、第2のダイオード回路18、第3のダイオード回路19、第4のダイオード回路20及び第5のダイオード回路21、並びに、5個の発光ダイオード14からなる第6のダイオード回路22の6個のグループで構成されたもので、整流回路13から供給される脈流電圧の瞬時値に対応してグループ単位で点灯制御される。
That is, in this embodiment, the light-emitting
また、この発光ダイオード回路15は、第1のダイオード回路17と第2のダイオード回路18との間に第1の中間抵抗素子23が、第2のダイオード回路18と第3のダイオード回路19との間に第2の中間抵抗素子24が、第3のダイオード回路19と第4のダイオード回路20との間に第3の中間抵抗素子25がそれぞれ接続されると共に、第4のダイオード回路20と第5のダイオード回路21との間に第4の中間抵抗素子26が、第5のダイオード回路21と第6のダイオード回路22との間に第5の中間抵抗素子27がそれぞれ接続されて構成されている。これら第1乃至第5の中間抵抗素子23乃至27は、電流制限用抵抗素子16と共に電流制限用抵抗素子を構成するものである。
Further, the light emitting
点灯制御回路17は、第1のダイオード回路17及び第1の中間抵抗素子23の接続点とグランドとの間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第1の駆動スイッチ素子30と、第2のダイオード回路18及び第2の中間抵抗素子24の接続点とグランドとの間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第2の駆動スイッチ素子31と、第3のダイオード回路19及び第3の中間抵抗素子25の接続点とグランドとの間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第3の駆動スイッチ素子32と、第4のダイオード回路20及び第4の中間抵抗素子26の接続点とグランドとの間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第4の駆動スイッチ素子33と、第5のダイオード回路21及び第5の中間抵抗素子27の接続点とグランドとの間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第5の駆動スイッチ素子34と、第6のダイオード回路22のグランド側にある最終段の発光ダイオード14とグランドと間に接続されたMOSFETからなる制御端子付きの第6の駆動スイッチ素子35とを備えている。
The
また、点灯制御回路17は、第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35の制御端子(MOSFETのゲート)に電流制限用の抵抗素子36乃至41を介して制御信号を供給することで第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をオンオフ制御するマイクロコンピュータで構成されたスイッチ制御部45と、抵抗素子46とコンデンサ47との直列接続回路により構成され、整流回路13から出力される脈流電圧を所定値の直流電圧(例えば、5V)に整流してスイッチ制御部45に供給する電圧供給回路48と、整流回路13に接続された複数の抵抗素子49,50の直列接続回路により構成され、整流回路13から出力される脈流電圧の瞬時値(電圧値)を検出する電圧検出回路51とを備えている。なお、スイッチ制御部45、電圧供給回路48及び電圧検出回路51は、スイッチ制御回路52を構成する。
The
ここで、スイッチ制御部45は、当該スイッチ制御部45を動作させるためのクロック信号を生成するクロック発振回路53と、電源入力時や電源遮断時などにスイッチ制御部45の動作をリセットするリセット回路54と、クロック発振回路53で生成されるクロック数をカウントするカウンター55とを備えると共に、カウンター55でカウントされた時刻が所定値に達したか否かを判別する時刻判別部、カウンター55でカウントされた時刻(時間)に対応して制御端子に制御信号を供給することで第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をオンオフ制御するスイッチ素子制御部、及び、電圧検出回路51で検出された脈流電圧の瞬時値が図略のインターフェース回路に設けられている比較回路における基準値との比較結果に基づきゼロ電位になったか否かを判別する電圧判別部としての各機能実現部を備えている。
Here, the
すなわち、スイッチ制御部45は、マイクロコンピュータを構成している記憶部にカウンター55でカウントされたクロック数(時刻)と脈流電圧の瞬時値とが対応づけられて記憶されており、電圧検出回路51で検出された瞬時値がゼロ電位になった時点をカウンター55のカウント開始点としてカウントされたクロック数に基づき、整流回路13から出力される脈流電圧の瞬時値を監視すると共に、そのカウント数に対応して第1乃至第6のダイオード回路17乃至22のうち所定のダイオード回路を点灯させるべく第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35に制御信号(ロー信号又はハイ信号)を供給する。
That is, the
なお、この実施形態では、脈流電圧が25V乃至50V未満である位相範囲では第1のダイオード回路17が点灯し、脈流電圧が50V乃至75V未満である位相範囲では第1及び第2のダイオード回路17乃至18が点灯し、脈流電圧が75V乃至100V未満である位相範囲では第1乃至第3のダイオード回路17乃至19が点灯し、脈流電圧が100V乃至125V未満である位相範囲では第1乃至第4のダイオード回路17乃至20が点灯し、脈流電圧が125V乃至140V未満であるで位相範囲では第1乃至第5のダイオード回路17乃至21が点灯し、脈流電圧が140Vを超える位相範囲では第1乃至第6のダイオード回路17乃至22が点灯するように設定されている。
In this embodiment, the
図3は、上記のように構成された第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおける点灯制御回路17の動作を説明するためのタイムチャートであり、整流回路13から出力される脈流電圧の波形図と対応づけて示すものである。ここで、点灯制御回路17は、整流回路13から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して発光ダイオード14の高電位側のグループからグランド側のグループに向けて点灯個数が増加するように発光ダイオード14を点灯制御すると共に、整流回路13から供給される脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して発光ダイオード14のグランド側のグループから高電位側のグループに向けて点灯個数が減少するように発光ダイオード14を点灯制御する。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the
すなわち、整流回路13から出力される脈流電圧がゼロ電位点(時刻t0)から第1のダイオード回路17が点灯する25Vに達する手前の所定の駆動開始値(例えば、10V)に達するまでの間(時刻t0−t1)は、リセット回路54によるスイッチ制御部45のリセット期間となり、スイッチ制御部45からロー信号が供給されることで第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35はすべてオフとなっている。このため、第1乃至第6のダイオード回路17乃至22は、すべて消灯された状態となっている。
That is, until the pulsating voltage output from the
そして、脈流電圧が駆動開始値(例えば、10V)に達すると(時刻t1)、スイッチ制御部45から第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35のそれぞれにハイ信号が供給されて第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がすべてオンにされ、脈流電圧が25Vに達した時点で第1のダイオード回路17の各発光ダイオード14が点灯される(時刻t2)。すなわち、ここでは、第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がすべてオンにされているが、第1の駆動スイッチ素子30がオンにされていることで第1のダイオード回路17のみに整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1のダイオード回路17のみが点灯される。
When the pulsating voltage reaches a drive start value (for example, 10 V) (time t1), a high signal is supplied from the
次に、脈流電圧が50Vに達すると(時刻t3)、スイッチ制御部45から第1の駆動スイッチ素子30にロー信号が供給されて第1の駆動スイッチ素子30がオフにされることで第1及び第2のダイオード回路17及び18の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1及び第2のダイオード回路17及び18の各発光ダイオード14が点灯される。ここでは、第2乃至第6の駆動スイッチ素子31乃至35がオンにされているが、第1の駆動スイッチ素子30がオフにされ、第2の駆動スイッチ素子31がオンにされていることで第1及び第2のダイオード回路17及び18だけに整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1及び第2のダイオード回路17及び18だけが点灯される。
Next, when the pulsating current voltage reaches 50V (time t3), a low signal is supplied from the
そして、脈流電圧が75Vに達すると(時刻t4)、第1の駆動スイッチ素子30に加えてスイッチ制御部45から第2の駆動スイッチ素子31にもロー信号が供給されて第1及び第2の駆動スイッチ素子30及び31がオフにされることで第1乃至第3のダイオード回路17乃至19の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第3のダイオード回路17乃至19の各発光ダイオード14が点灯される。ここでは、第3乃至第6の駆動スイッチ素子32乃至35がオンにされているが、第1及び第2の駆動スイッチ素子30及び31がオフにされ、第3の駆動スイッチ素子32がオンにされていることで第1乃至3のダイオード回路17乃至19だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至3のダイオード回路17乃至19だけが点灯される。
When the pulsating voltage reaches 75 V (time t4), a low signal is supplied from the
次に、脈流電圧が100Vに達すると(時刻t5)、第1及び第2の駆動スイッチ素子30及び31に加えてスイッチ制御部45から第3の駆動スイッチ素子32にもロー信号が供給されて第1乃至第3の駆動スイッチ素子30乃至32がオフにされることで第1乃至第4のダイオード回路17乃至20の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第4のダイオード回路17乃至20の各発光ダイオード14が点灯される。ここでは、第4乃至第6の駆動スイッチ素子33乃至35がオンにされているが、第1乃至第3の駆動スイッチ素子30乃至32がオフにされ、第4の駆動スイッチ素子33がオンにされていることで第1乃至4のダイオード回路17乃至20だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至4のダイオード回路17乃至20だけが点灯される。
Next, when the pulsating voltage reaches 100 V (time t5), a low signal is supplied from the
そして、脈流電圧が125Vに達すると(時刻t6)、第1乃至第3の駆動スイッチ素子30乃至32に加えてスイッチ制御部45から第4の駆動スイッチ素子33にもロー信号が供給されて第1乃至第4の駆動スイッチ素子30乃至33がオフにされることで第1乃至第5のダイオード回路17乃至21の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第5のダイオード回路17乃至21の各発光ダイオード14が点灯される。ここでは、第5及び第6の駆動スイッチ素子34及び35がオンにされているが、第1乃至第4の駆動スイッチ素子30乃至33がオフにされ、第5の駆動スイッチ素子34がオンにされていることで第1乃至5のダイオード回路17乃至21だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至5のダイオード回路17乃至21だけが点灯される。
When the pulsating voltage reaches 125 V (time t6), a low signal is supplied from the
次に、脈流電圧が140Vに達すると(時刻t7)、第1乃至第4の駆動スイッチ素子30乃至33に加えてスイッチ制御部45から第5の駆動スイッチ素子34にもロー信号が供給されて第1乃至第5の駆動スイッチ素子30乃至34がオフにされることで第1乃至第6のダイオード回路17乃至22の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第6のダイオード回路17乃至22の各発光ダイオード14が点灯される。なお、第6の駆動スイッチ素子35は、その後も時刻t14に達するまではオンのままとなる。
Next, when the pulsating voltage reaches 140 V (time t7), a low signal is supplied from the
そして、脈流電圧がピーク値に達した後に140Vを割る値にまで減少すると(時刻t8)、第6の駆動スイッチ素子35に加えてスイッチ制御部45から第5の駆動スイッチ素子34にもハイ信号が供給されて第5及び第6の駆動スイッチ素子34及び35がオンにされ、第1乃至第4の駆動スイッチ素子30乃至33がオフにされていることで第1乃至第5のダイオード回路17乃至21の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第6のダイオード回路22の各発光ダイオード14は消灯され、第1乃至第5のダイオード回路17乃至21の各発光ダイオード14だけが点灯される。ここでは、第5及び第6の駆動スイッチ素子34及び35がオンにされているが、第1乃至第4の駆動スイッチ素子30乃至33がオフにされており、第5の駆動スイッチ素子34がオンにされることで第1乃至5のダイオード回路17乃至21だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至5のダイオード回路17乃至21だけが点灯される。
Then, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 140 V after reaching the peak value (time t8), the
次に、脈流電圧が125Vを割る値にまで減少すると(時刻t9)、第5及び第6の駆動スイッチ素子34及び35に加えてスイッチ制御部45から第4の駆動スイッチ素子33にもハイ信号が供給されて第4乃至第6の駆動スイッチ素子33乃至35がオンにされ、第1乃至第3の駆動スイッチ素子30乃至32がオフにされていることで第1乃至第4のダイオード回路17乃至20の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第4のダイオード回路17乃至20の各発光ダイオード14だけが点灯される。ここでは、第4乃至第6の駆動スイッチ素子33乃至35がオンにされているが、第1乃至第3の駆動スイッチ素子30乃至32がオフにされており、第4の駆動スイッチ素子33がオンにされることで第1乃至4のダイオード回路17乃至20だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至4のダイオード回路17乃至20だけが点灯される。
Next, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 125V (time t9), in addition to the fifth and sixth
そして、脈流電圧が100Vを割る値にまで減少すると(時刻t10)、第4乃至第6の駆動スイッチ素子33乃至35に加えてスイッチ制御部45から第3の駆動スイッチ素子32にもハイ信号が供給されて第3乃至第6の駆動スイッチ素子32乃至35がオンにされ、第1及び第2の駆動スイッチ素子30及び31がオフにされていることで第1乃至第3のダイオード回路17乃至19の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1乃至第3のダイオード回路17乃至19の各発光ダイオード14だけが点灯される。ここでは、第3乃至第6の駆動スイッチ素子32乃至35がオンにされているが、第1及び第2の駆動スイッチ素子30及び31がオフにされており、第3の駆動スイッチ素子32がオンにされることで第1乃至3のダイオード回路17乃至19だけに出力電圧が供給されることになり、第1乃至3のダイオード回路17乃至19だけが点灯される。
When the pulsating current voltage decreases to a value that divides 100V (time t10), in addition to the fourth to sixth
次に、脈流電圧が75Vを割る値にまで減少すると(時刻t11)、第3乃至第6の駆動スイッチ素子32乃至35に加えてスイッチ制御部45から第2の駆動スイッチ素子31にもハイ信号が供給されて第2乃至第6の駆動スイッチ素子31乃至35がオンにされ、第1の駆動スイッチ素子30がオフにされていることで第1及び第2のダイオード回路17及び18の直列回路に整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1及び第2のダイオード回路17及び18の各発光ダイオード14だけが点灯される。ここでは、第2乃至第6の駆動スイッチ素子31乃至35がオンにされているが、第1の駆動スイッチ素子30がオフにされており、第2の駆動スイッチ素子31がオンにされることで第1及び第2のダイオード回路17及び18だけに出力電圧が供給されることになり、第1及び第2のダイオード回路17及び18だけが点灯される。
Next, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 75V (time t11), the
そして、脈流電圧が50Vを割る値にまで減少すると(時刻t12)、第2乃至第6の駆動スイッチ素子31及び35に加えてスイッチ制御部45から第1の駆動スイッチ素子30にもハイ信号が供給されて第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がオンにされることで第1のダイオード回路17だけに整流回路13からの出力電圧が供給されることになり、第1のダイオード回路17の各発光ダイオード14だけが点灯される。ここでは、第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がすべてオンにされているが、第1の駆動スイッチ素子30がオンにされることで第1のダイオード回路17だけに出力電圧が供給されることになり、第1のダイオード回路17だけが点灯される。
When the pulsating current voltage decreases to a value that divides 50 V (time t12), in addition to the second to sixth
次に、脈流電圧が25Vを割る値にまで減少し(時刻t13)、さらにそれ以下に減少すると第1乃至第6のダイオード回路17乃至22は非駆動状態となり、すべての発光ダイオード14が消灯された状態となる。そして、駆動終了値(例えば、10V)にまで減少すると(時刻t14)、スイッチ制御部45から第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35のそれぞれにロー信号が供給されて第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がすべてオフにされる。
Next, the pulsating voltage is reduced to a value that divides 25V (time t13). When the pulsating voltage is further reduced, the first to
この第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35がすべてオフにされる期間は、次に続く脈流電圧波形における脈流電圧が駆動開始値(例えば、10V)に達するまで継続される。すなわち、この期間(時刻t14から次の脈流電圧波形における時刻t1までの期間)は、スイッチ制御部45のリセット期間とされる。その後、脈流電圧の各半周期について先と同様の動作を繰り返すことで第1乃至第6のダイオード回路17乃至22が順次点灯制御されることになる。
The period in which all of the first to sixth
このように構成された第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aによれば、脈流電圧の瞬時値に対応して第1乃至第6のダイオード回路17乃至22が点灯制御されることで発光ダイオード14の点灯個数が増減されるので、脈流電圧を用いることで簡単な回路構成となるにも拘わらず直列接続された複数の発光ダイオードを効率よく点灯させることができる。また、整流回路13から出力される脈流電圧の各半周期の広範囲に亘って第1乃至第6のダイオード回路17乃至22のうちの少なくとも一部のダイオード回路が点灯されることになるので、発光のちらつきなどを効果的に抑制することができる。さらに、整流回路13から出力される脈流電圧が駆動初期値(例えば、10V)に達したときに第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をすべてオンにし、その後に各駆動スイッチ素子30乃至35を順次オフにするようにしているので、駆動初期時に第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をすべてオンにした後は、各駆動スイッチ素子30乃至35を1つずつ駆動制御するだけでよいので、効率よく各ダイオード回路17乃至22を点灯制御することができる。
According to the light emitting
図4は、本発明の第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置の回路構成を示す図である。この図において、発光ダイオード点灯装置10bは、実効値が100Vの正弦波交流電源(50Hz又は60Hz)60にヒューズ61を介して接続された整流回路62と、整流回路62からの出力電圧が供給されるもので、複数の発光ダイオード63を同一方向に直列接続して構成した発光ダイオード回路64と、発光ダイオード回路64の各発光ダイオード63を点灯制御する点灯制御回路65とを備えている。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a light-emitting diode lighting device according to the second embodiment of the present invention. In this figure, a light emitting
整流回路62は、図略の複数の整流素子により全波整流を行うことで、第1の実施形態の場合と同様の出力波形を有する脈流電圧を得るように構成されたものである。発光ダイオード回路64は、第1の実施形態の場合と同様に、複数の発光ダイオード63が各アノードを整流回路62の高電位側に向けると共に、各カソードをグランド側に向けて直列接続されたものであり、複数の発光ダイオード63のうち連続する所定数の発光ダイオード63を単位として複数のグループに分割されたものである。
The
すなわち、この発光ダイオード回路64は、この実施形態では、30個の発光ダイオード63で構成され、それぞれ10個の発光ダイオード63からなる第1のダイオード回路66、第2のダイオード回路67及び第3のダイオード回路68の3つのグループで構成されたもので、整流回路13から供給される脈流電圧の瞬時値に対応してグループ単位で点灯制御される。
That is, this light-emitting
点灯制御回路65は、第1のダイオード回路66及び第2のダイオード回路67の接続点とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第1の駆動スイッチ素子69と、第2のダイオード回路67及び第3のダイオード回路64の接続点とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第2の駆動スイッチ素子70と、第3のダイオード回路64のグランド側にある最終段の発光ダイオード63とグランドと間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第3の駆動スイッチ素子71とを備えている。ここで、第1の駆動スイッチ素子69とグランドとの間に第1の抵抗素子72が接続され、第2の駆動スイッチ素子70とグランドとの間に第2の抵抗素子73が接続され、第3の駆動スイッチ素子71とグランドとの間に第3の抵抗素子74が接続されている。
The
また、点灯制御回路65は、第1乃至第3の駆動スイッチ素子69乃至71を駆動制御(オンオフ制御)する素子駆動制御回路75と、第1の駆動スイッチ素子69の制御端子(ベース)とグランドとの間に接続され、素子駆動制御回路75により駆動制御(オンオフ制御)されるバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第1の遮断スイッチ素子76、及び、第2の駆動スイッチ素子70の制御端子(ベース)とグランドとの間に接続され、素子駆動制御回路75により駆動制御(オンオフ制御)されるバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第2の遮断スイッチ素子77を含んで構成された素子遮断回路78とを備えている。これらの素子駆動制御回路75及び素子遮断回路78は、スイッチ制御回路79を構成する。
In addition, the
素子駆動制御回路75は、カソードが整流回路62の高電位側に接続された第1の定電圧ダイオード80、第1の定電圧ダイオード80のアノードに接続された第4の抵抗素子81及び第4の抵抗素子81にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第2の定電圧ダイオード82の直列接続回路からなる第1の素子駆動回路83と、カソードが整流回路62の高電位側に接続された第3の定電圧ダイオード84、第3の定電圧ダイオード84のアノードに接続された第5の抵抗素子85及び第5の抵抗素子85にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第4の定電圧ダイオード86の直列接続回路からなる第2の素子駆動回路87と、カソードが整流回路62の高電位側に接続された第5の定電圧ダイオード88、第5の定電圧ダイオード88のアノードに接続された第6の抵抗素子89及び第6の抵抗素子89にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第6の定電圧ダイオード90の直列接続回路からなる第3の素子駆動回路91とを備えている。
The element
ここで、第1の素子駆動回路83は、第4の抵抗素子81及び第2の定電圧ダイオード82の接続点が第1の駆動スイッチ素子69の制御端子(ベース)に接続され、整流回路62から供給される脈流電圧が40V以上であるときに第1の定電圧ダイオード80及び第2の定電圧ダイオード82がオンになることで第1の駆動スイッチ素子69の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第1の駆動スイッチ素子69をオンにする。これにより、第1のダイオード回路66の各発光ダイオード63が点灯される。このとき、第1の抵抗素子72と第2の定電圧ダイオード82とで定電流回路が構成されることで第1のダイオード回路66に流れる電流が規定値を超えないようにされる。
Here, in the first
また、第2の素子駆動回路87は、第5の抵抗素子85及び第4の定電圧ダイオード86の接続点が第2の駆動スイッチ素子70の制御端子(ベース)に接続され、整流回路62から供給される脈流電圧が80V以上であるときに第3の定電圧ダイオード84及び第4の定電圧ダイオード86がオンになることで第2の駆動スイッチ素子70の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第2の駆動スイッチ素子70をオンにする。また、この第2の素子駆動回路87は、第3の定電圧ダイオード84及び第5の抵抗素子85の接続点が電流制限用の第7の抵抗素子92を介して第1の遮断スイッチ素子76の制御端子(ベース)に接続され、第2の駆動スイッチ素子70がオンにされるときに第1の遮断スイッチ素子76をオンにし、これにより第1の駆動スイッチ素子69をオフにする。
In the second
これにより、第1及び第2のダイオード回路66及び67が直列接続されることで当該第1及び第2のダイオード回路66及び67の各発光ダイオード63が点灯される。このとき、第2の抵抗素子73と第4の定電圧ダイオード86とで定電流回路が構成され、第1及び第2のダイオード回路65及び66に流れる電流が規定値を超えないようにされる。なお、第7の抵抗素子92は、素子遮断回路78の一部を構成する。
Thus, the first and
また、第3の素子駆動回路91は、第6の抵抗素子89及び第6の定電圧ダイオード90の接続点が第3の駆動スイッチ素子71の制御端子(ベース)に接続され、整流回路62から供給される脈流電圧が120V以上であるときに第5の定電圧ダイオード88及び第6の定電圧ダイオード90がオンになることで第3の駆動スイッチ素子71の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第3の駆動スイッチ素子71をオンにする。また、この第3の素子駆動回路91は、第5の定電圧ダイオード88及び第6の抵抗素子89の接続点が電流制限用の第8の抵抗素子93を介して第2の遮断スイッチ素子77の制御端子(ベース)に接続され、第3の駆動スイッチ素子71がオンにされるときに第2の遮断スイッチ素子77をオンにし、これにより第2の駆動スイッチ素子70をオフにする。なお、整流回路62から供給される脈流電圧が120V以上であるときには、第2の素子駆動回路87も駆動状態にあることから第1の遮断スイッチ素子76もオンにされ、第1の駆動スイッチ素子69もオフになっている。
In the third
これにより、第1乃至第3のダイオード回路66乃至68が直列接続されることで当該第1乃至第3のダイオード回路66乃至68の各発光ダイオード63が点灯される。このとき、第3の抵抗素子74と第6の定電圧ダイオード90とで定電流回路が構成されることで第1乃至第3のダイオード回路66乃至68に流れる電流が規定値を超えないようにされる。なお、第8の抵抗素子93は、素子遮断回路78の一部を構成する。
As a result, the first to
すなわち、素子駆動制御回路75は、脈流電圧の瞬時値が所定値を超えると駆動状態にされることで第1至第3の駆動スイッチ素子69乃至71のうちの対応する駆動スイッチをオンにする第1の素子駆動回路83、第2の素子駆動回路87及び第3の素子駆動回路91が整流回路62に対して互いに並列接続されて構成されたものである。また、素子遮断回路78は、第1乃至第3のダイオード回路66乃至68の隣り合うグループ単位同士の各接続点とグランドとの間に接続された第1及び第2の駆動スイッチ素子69及び70の各制御端子とグランドとの間に素子駆動制御回路75により駆動制御される第1及び第2の遮断スイッチ素子76及び77を接続して構成されたものであり、第1乃至第3の駆動スイッチ素子69乃至71のうち所定の駆動スイッチ素子がオンにされたときに当該駆動スイッチ素子よりも高電位側のオンになっている駆動スイッチ素子をオフにするものである。
That is, the element
図5は、上記のように構成された第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bにおける点灯制御回路65の動作を説明するためのタイムチャートであり、整流回路62から出力される脈流電圧の波形図と対応づけて示すものである。ここで、点灯制御回路65は、整流回路62から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して発光ダイオード63の高電位側のグループからグランド側のグループに向けて点灯個数が増加するように発光ダイオード63を点灯制御すると共に、整流回路62から供給される脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して発光ダイオード63のグランド側のグループから高電位側のグループに向けて点灯個数が減少するように発光ダイオード63を点灯制御する。
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the
すなわち、整流回路13から出力される脈流電圧がゼロ電位点(時刻t0)から第1のダイオード回路66が点灯する40Vに達するまでの間(時刻t0−t1)は、それぞれの素子駆動回路83,87,91が非駆動状態となり、第1乃至第3の駆動スイッチ素子69乃至71の各制御端子には電流が供給されないことから第1乃至第3の駆動スイッチ素子69乃至71はすべてオフとなっている。このため、第1乃至第3のダイオード回路66乃至68は、すべて消灯された状態となっている。
That is, during the period from the zero potential point (time t0) to 40V when the
そして、脈流電圧がゼロ電位点(時刻t0)から第1のダイオード回路66が点灯する40Vに達すると(時刻t1)、第1及び第2の定電圧ダイオード80及び82がオンになることで第1の素子駆動回路83が駆動状態になり、これにより第1の駆動スイッチ素子69の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第1の駆動スイッチ素子69がオンにされる。このため、第1のダイオード回路66に脈流電圧が供給されることで第1のダイオード回路66の各発光ダイオード63が点灯される。
When the pulsating voltage reaches 40 V at which the
次に、脈流電圧が80Vに達すると(時刻t2)、第3及び第4の定電圧ダイオード84及び86がオンになることで第2の素子駆動回路87が駆動状態になり、これにより第2の駆動スイッチ素子70の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第2の駆動スイッチ素子70がオンにされる。このとき、脈流電圧が40Vを超えているので第1の素子駆動回路83も駆動状態になり、第1の素子駆動回路83のみが駆動状態にある場合は第1の駆動スイッチ素子69がオンになることになるが、第2の素子駆動回路87が駆動状態になることで第1の遮断スイッチ素子76がオンになる結果、第1の駆動スイッチ素子69はオフにされる。このため、第2の駆動スイッチ素子70のみがオンにされることで第1及び第2のダイオード回路66及び67が直列接続され、この直列接続回路の両端に脈流電圧が供給されることで第1及び第2のダイオード回路66及び67の各発光ダイオード63が点灯される。
Next, when the pulsating voltage reaches 80 V (time t2), the third and fourth
そして、脈流電圧が120Vに達すると(時刻t3)、第5及び第6の定電圧ダイオード88及び90がオンになることで第3の素子駆動回路91が駆動状態になり、これにより第3の駆動スイッチ素子71の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第3の駆動スイッチ素子71がオンにされる。このとき、脈流電圧が40Vを超えているので第1及び第2の素子駆動回路83及び87もそれぞれ駆動状態になり、第1及び第2の素子駆動回路83及び87のみが駆動状態にある場合は第1の駆動スイッチ69がオフになって第2の駆動スイッチ素子70がオンになることになるが、第3の素子駆動回路91が駆動状態になることで第2の遮断スイッチ素子77がオンになる結果、第2の駆動スイッチ素子70はオフにされる。このため、第3の素子駆動回路91のみがオンにされることで第1乃至第3のダイオード回路66乃至68がそれぞれ直列接続され、この直列接続回路の両端に脈流電圧が供給されることで第1乃至第3のダイオード回路66乃至68の各発光ダイオード63が点灯される。
Then, when the pulsating voltage reaches 120 V (time t3), the fifth and sixth
次に、脈流電圧がピーク値に達した後に120Vを割る値にまで減少すると(時刻t4)、第5及び第6の定電圧ダイオード88及び90がオフになることで第3の素子駆動回路91が非駆動状態になる結果、第3の駆動スイッチ素子71がオフになり、第2の遮断スイッチ素子77もオフになる。なお、脈流電圧が120Vを割る値にまで減少しても第1及び第2の素子駆動回路83及び87は駆動状態にある。このため、第2の駆動スイッチ素子70のみがオンにされることで第1及び第2のダイオード回路66及び67が直列接続され、この直列接続回路の両端に脈流電圧が供給されることで第1及び第2のダイオード回路66及び67の各発光ダイオード63のみが点灯される。
Next, when the pulsating current voltage reaches the peak value and then decreases to a value that divides 120V (time t4), the fifth and sixth
そして、脈流電圧が80Vを割る値にまで減少すると(時刻t5)、第3及び第4の定電圧ダイオード84及び86がオフになることで第2の素子駆動回路87も非駆動状態になる結果、第2の駆動スイッチ素子70がオフになり、第1の遮断スイッチ素子76もオフになる。なお、脈流電圧が80Vを割る値にまで減少しても第1の素子駆動回路83は駆動状態にある。このため、第1の駆動スイッチ素子69のみがオンにされることで第1のダイオード回路66の両端に脈流電圧が供給され、第1のダイオード回路66の各発光ダイオード63のみが点灯される。
When the pulsating voltage decreases to a value that divides 80 V (time t5), the third and fourth
次に、脈流電圧が40Vを割る値になると(時刻t6)、第1及び第2の定電圧ダイオード80及び82がオフになることで第1の素子駆動回路83も非駆動状態になる結果、第1の駆動スイッチ素子69がオフになり、第1乃至第3のダイオード回路66乃至68の各発光ダイオード63はすべて消灯された状態となる。その後、脈流電圧の各半周期について先と同様の動作を繰り返すことで第1乃至第3のダイオード回路66乃至68が順次点灯制御されることになる。
Next, when the pulsating voltage becomes a value that divides 40V (time t6), the first and second
このように構成された第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bによれば、
脈流電圧の瞬時値に対応して第1乃至第3のダイオード回路66乃至68が点灯制御されることで発光ダイオード63の点灯個数が増減されるので、脈流電圧を用いることで簡単な回路構成となるにも拘わらず直列接続された複数の発光ダイオード63を効率よく点灯させることができる。また、整流回路62から出力される脈流電圧の各半周期の広範囲に亘って第1乃至第3のダイオード回路65乃至67のうちの少なくとも一部のダイオード回路が点灯されることになるので、発光のちらつきなどを効果的に抑制することができる。
According to the light emitting
Since the lighting number of the
図6は、本発明の第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置の回路構成を示す図である。この図において、発光ダイオード点灯装置10cは、実効値が100Vの正弦波交流電源(50Hz又は60Hz)95にヒューズ96を介して接続された整流回路97と、整流回路97からの出力電圧が供給されるもので、複数の発光ダイオード98を同一方向に直列接続して構成された発光ダイオード回路99と、この発光ダイオード回路99に直列接続され、整流回路97から供給される脈流電圧の瞬時値(電圧値)に対応してインピーダンスを可変することにより発光ダイオード回路99に流れる電流を略一定にする可変インピーダンス回路100とを備えている。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a light-emitting diode lighting device according to the third embodiment of the present invention. In this figure, a light emitting
整流回路97は、図略の複数の整流素子により全波整流を行うことで、第1及び第2の実施形態の場合と同様の出力波形を有する脈流電圧を得るように構成されたものである。発光ダイオード回路99は、複数(ここでは、駆動電圧3.6Vのものを18個)の発光ダイオード98が各アノードを整流回路97の高電位側に向けると共に、各カソードをグランド側に向けて直列接続され、脈流電圧が例えば70V以上となったときに点灯するように設定されたものである。
The
可変インピーダンス回路100は、脈流電圧の瞬時値が所定値(ここでは、70V)以上の位相範囲において、整流回路97から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値(抵抗値)が大きくなると共に、脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値(抵抗値)が小さくなるようにしたもので、発光ダイオード回路99に直列接続された抵抗回路101と、この抵抗回路101の抵抗値(合成抵抗値)を脈流電圧の瞬時値に応じて可変する抵抗制御回路108とを備えている。
In the phase range where the instantaneous value of the pulsating current voltage is a predetermined value (70 V in this case) or more, the
抵抗回路101は、第1の抵抗素子103、第2の抵抗素子104、第3の抵抗素子105及び第4の抵抗素子106が直列接続されて構成されたものである。抵抗制御回路108は、第2の抵抗素子104の両端に接続されたMOSFETなどの制御端子付きの第1の短絡スイッチ素子107と、第3の抵抗素子105の両端に接続されたMOSFETなどの制御端子付きの第2の短絡スイッチ素子108と、第4の抵抗素子106の両端に接続されたMOSFETなどの制御端子付きの第3の短絡スイッチ素子109と、これらの第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109の制御端子に制御信号を供給することで第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109をオンオフ制御するマイクロコンピュータで構成されたスイッチ制御部110と、抵抗素子111とコンデンサ112との直列接続回路により構成され、整流回路97から出力される脈流電圧を所定値の直流電圧(例えば、5V)に整流してスイッチ制御部110に供給する電圧供給回路113と、整流回路97に接続された複数の抵抗素子113,114の直列接続回路により構成され、整流回路97から出力される脈流電圧の瞬時値(電圧値)を検出する電圧検出回路115とを備えている。なお、スイッチ制御部110、電圧供給回路113及び電圧検出回路115は、スイッチ制御回路117を構成する。
The
ここで、スイッチ制御部110は、当該スイッチ制御部110を動作させるためのクロック信号を生成するクロック発振回路118と、電源入力時や電源遮断時などにスイッチ制御部110の動作をリセットするリセット回路119と、クロック発振回路118で生成されるクロック数をカウントするカウンター120とを備えると共に、カウンター120でカウントされた時刻が所定値に達したか否かを判別する時刻判別部、カウンター120でカウントされた時刻に対応して制御端子に制御信号を供給することで第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109をオンオフ制御するスイッチ素子制御部、及び、電圧検出回路116で検出された脈流電圧の瞬時値が図略のインターフェイス回路に設けられている比較回路における基準値との比較結果に基づきゼロ電位になったか否かを判別する電圧判別部としての各機能実現部を備えている。
Here, the
すなわち、スイッチ制御部110は、マイクロコンピュータを構成している記憶部にカウンター120でカウントされたクロック数(時刻)と脈流電圧の瞬時値とが対応づけられて記憶されており、電圧検出回路116で検出された瞬時値がゼロ電位になった時点をカウンター120のカウント開始点としてカウントされたクロック数に基づき、整流回路97から出力される脈流電圧の瞬時値を監視すると共に、そのカウント数に対応して第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109に制御信号(ロー信号又はハイ信号)を供給する。
That is, the
図7は、上記のように構成された第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cにおける可変インピーダンス回路100の動作を説明するためのタイムチャートであり、整流回路97から出力される脈流電圧の波形図と対応づけて示すものである。ここで、可変インピーダンス回路100は、上述したように、整流回路97から供給される脈流電圧の瞬時値が所定値以上の位相範囲において、その脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して抵抗回路101の抵抗値(インピーダンス値)が高くなるようにし、高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して抵抗回路101の抵抗値(インピーダンス値)が低くなるようにすることで発光ダイオード回路99に流れる電流が略一定の範囲内に収まるようにし、これにより発光ダイオード98を点灯制御する。
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the
すなわち、整流回路97から出力される脈流電圧がゼロ電位点(時刻t0)から70Vに達するまでの間(時刻t0−t1)は、スイッチ制御部110から第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109に対してハイ信号が供給され、これにより第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109はすべてオンとなる。このため、抵抗回路101の第2乃至第4の抵抗素子104乃至106はすべて短絡された状態となり、発光ダイオード回路99には第1の抵抗素子103のみが接続された状態となっている。この実施形態では、70Vに達するまでは発光ダイオード回路99は非駆動状態となり、各発光ダイオード98が点灯しないように第1の抵抗素子103の抵抗値が設定されている。このため、時刻t0−t1の期間では、各発光ダイオード98は消灯したままとなっている。
That is, the first to third short-
そして、脈流電圧が70Vに達すると(時刻t1)、この時点でも第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109はオンとなるように設定されているので、発光ダイオード回路99には第1の抵抗素子103を介して脈流電圧が供給され、各発光ダイオード98が点灯する。なお、第1の抵抗素子103が存在していることで回路電流が規制されるため、発光ダイオード回路99には規定値以上の電流が流れることはない。
When the pulsating voltage reaches 70 V (time t1), the first to third short-
次に、脈流電圧が100Vに達すると(時刻t2)、第1の短絡スイッチ素子107にスイッチ制御部110からロー信号が供給され、第1の短絡スイッチ素子107のみがオフとなることで脈流電圧は第1及び第2の抵抗素子103及び104を介して発光ダイオード回路99に供給される。ここで、第1及び第2の抵抗素子103及び104の各抵抗値は、第1の抵抗素子103を介して発光ダイオード回路99に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路99に流れるように設定されているので、脈流電圧が100V以上に上昇しても各発光ダイオード98は略同じ明るさで点灯される。
Next, when the pulsating current voltage reaches 100 V (time t2), a low signal is supplied from the
そして、脈流電圧が125Vに達すると(時刻t3)、第1の短絡スイッチ素子107に加え、第2の短絡スイッチ素子108にもスイッチ制御部110からロー信号が供給され、第1及び第2の短絡スイッチ素子107乃至109がオフとなることで脈流電圧は第1乃至第3の抵抗素子103乃至105を介して発光ダイオード回路99に供給される。ここで、第1乃至第3の抵抗素子103及び105の各抵抗値は、第1の抵抗素子103を介して発光ダイオード回路99に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路99に流れるように設定されているので、脈流電圧が125V以上に上昇しても各発光ダイオード98は略同じ明るさで点灯される。
When the pulsating voltage reaches 125 V (time t3), a low signal is supplied from the
次に、脈流電圧が140Vに達すると(時刻t4)、第1及び第2の短絡スイッチ素子107及び108に加え、第3の短絡スイッチ素子109にもスイッチ制御部110からロー信号が供給され、第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109がオフとなることで脈流電圧は第1乃至第4の抵抗素子103乃至106を介して発光ダイオード回路99に供給される。ここで、第1乃至第4の抵抗素子103乃至106の各抵抗値は、第1の抵抗素子103を介して発光ダイオード回路99に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路99に流れるように設定されているので、脈流電圧が140V以上に上昇しても各発光ダイオード98は略同じ明るさで点灯される。
Next, when the pulsating voltage reaches 140 V (time t4), a low signal is supplied from the
そして、脈流電圧がピーク値に達した後に140Vを割る値にまで減少すると(時刻t5)、第3の短絡スイッチ素子109にスイッチ制御部110からハイ信号が供給され、第3の短絡スイッチ素子109がオンとなることで脈流電圧は第1乃至第3の抵抗素子103乃至105を介して発光ダイオード回路99に供給される。ここで、第1乃至第3の抵抗素子103乃至105の各抵抗値は、第1の抵抗素子103を介して発光ダイオード回路99に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路99に流れるように設定されているので、脈流電圧が140V以下に減少しても各発光ダイオード98は略同じ明るさで点灯される。
When the pulsating voltage decreases to a value that divides 140 V after reaching the peak value (time t5), a high signal is supplied from the
次に、脈流電圧が125Vを割る値にまで減少すると(時刻t6)、第2及び第3の短絡スイッチ素子108及び109にスイッチ制御部110からハイ信号が供給され、第2及び第3の短絡スイッチ素子107乃至109がオンとなることで脈流電圧は第1及び第2の抵抗素子103及び104を介して発光ダイオード回路99に供給される。ここで、第1及び第2の抵抗素子103及び104の各抵抗値は、第1の抵抗素子103を介して発光ダイオード回路99に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路99に流れるように設定されているので、脈流電圧が125V以下に減少しても各発光ダイオード98は略同じ明るさで点灯される。
Next, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 125V (time t6), a high signal is supplied from the
次いで、脈流電圧が100Vを割る値にまで減少すると(時刻t7)、第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109にスイッチ制御部110からハイ信号が供給され、第1乃至第3の短絡スイッチ素子107乃至109がオンとなることで脈流電圧は第1の抵抗素子103のみを介して発光ダイオード回路99に供給され、各発光ダイオード98が点灯される。
Next, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 100 V (time t7), a high signal is supplied from the
そして、脈流電圧が70Vを割る値にまで減少すると(時刻t8)、発光ダイオード回路99は非駆動状態となるので、すべての発光ダイオード98は消灯された状態となる。その後、脈流電圧の各半周期について上記と同様の動作を繰り返すことで発光ダイオード回路99が点灯制御される。
When the pulsating voltage decreases to a value that divides 70 V (time t8), the light emitting
このように構成された第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cによれば、脈流電圧の瞬時値が所定値を超える位相範囲において、発光ダイオード回路99に略一定の電流が流れるように脈流電圧の瞬時値に対応してインピーダンス値が増減されるので、脈流電圧を用いることで簡単な回路構成となるにも拘わらず直列接続された複数の発光ダイオード98を効率よく点灯制御することができる。また、整流回路97から出力される脈流電圧の各半周期の広範囲に亘って発光ダイオード98が点灯されることになるので、発光のちらつきなどを効果的に抑制することができる。
According to the light emitting
図8は、本発明の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置の回路構成を示す図である。この図において、発光ダイオード点灯装置10dは、実効値が100Vの正弦波交流電源(50Hz又は60Hz)121にヒューズ122を介して接続された整流回路123と、整流回路123からの出力電圧が供給されるもので、複数の発光ダイオード124を同一方向に直列接続して構成された発光ダイオード回路125と、この発光ダイオード回路125に直列接続され、整流回路123から供給される脈流電圧の瞬時値(電圧値)に対応してインピーダンスを可変することにより発光ダイオード回路125に流れる電流が略一定となるようにする可変インピーダンス回路126とを備えている。
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a light-emitting diode lighting device according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, the
整流回路123は、図略の複数の整流素子により全波整流を行うことで、第1乃至第3の実施形態の場合と同様の出力波形を有する脈流電圧を得るように構成されたものである。発光ダイオード回路125は、複数(ここでは、駆動電圧3.6Vのものを18個)の発光ダイオード124が各アノードを整流回路123の高電位側に向けると共に、各カソードをグランド側に向けて直列接続され、脈流電圧が所定値(ここでは、70V)以上となったときに点灯するように設定されたものである。可変インピーダンス回路126は、脈流電圧が所定値(ここでは、70V)以上となる位相範囲において、発光ダイオード回路125に略一定の電流を流すことができるように脈流電圧の瞬時値に対応してインピーダンス値が可変(調整)されるように構成されたものである。
The
すなわち、可変インピーダンス回路126は、第3の実施形態の場合と同様に、脈流電圧の瞬時値が所定値を超える位相範囲において、整流回路123から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値(抵抗値)が大きくなると共に、脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してインピーダンス値(抵抗値)が小さくなるようにしたもので、発光ダイオード回路125に直列接続された抵抗回路127と、この抵抗回路127の抵抗値を脈流電圧の瞬時値に応じて可変する抵抗制御回路128とを備えている。
That is, the
抵抗回路127は、第1の抵抗素子131、第2の抵抗素子132、第3の抵抗素子133及び第4の抵抗素子134が直列接続されて構成されたものである。抵抗制御回路128は、第1の抵抗素子131及び第2の抵抗素子132の接続点とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第1の駆動スイッチ素子135と、第2の抵抗素子132及び第3の抵抗素子133の接続点とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第2の駆動スイッチ素子136と、第3の抵抗素子133とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第3の駆動スイッチ素子137と、第4の抵抗素子134とグランドとの間に接続されたバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第4の駆動スイッチ素子138とを備えている。
The
また、抵抗制御回路128は、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138を駆動制御(オンオフ制御)する素子駆動制御回路140と、第1の駆動スイッチ素子135の制御端子(ベース)とグランドとの間に接続され、素子駆動制御回路140により駆動制御(オンオフ制御)されるバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第1の遮断スイッチ素子141、第2の駆動スイッチ素子136の制御端子(ベース)とグランドとの間に接続され、素子駆動制御回路140により駆動制御(オンオフ制御)されるバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第2の遮断スイッチ素子142及び第3の駆動スイッチ素子137の制御端子(ベース)とグランドとの間に接続され、素子駆動制御回路140により駆動制御(オンオフ制御)されるバイポーラトランジスタからなる制御端子付きの第3の遮断スイッチ素子143を含んで構成された素子遮断回路144とを備えている。これらの素子駆動制御回路140及び素子遮断回路144は、スイッチ制御回路145を構成する。
In addition, the
素子駆動制御回路140は、発光ダイオード回路125よりも整流回路123側に設けられたものであり、カソードが整流回路123の高電位側に接続された第1の定電圧ダイオード147、第1の定電圧ダイオード147のカソードに接続された第5の抵抗素子148及び第5の抵抗素子148にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第2の定電圧ダイオード149の直列接続回路からなる第1の素子駆動回路150と、カソードが整流回路123の高電位側に接続された第3の定電圧ダイオード151、第3の定電圧ダイオード151のカソードに接続された第6の抵抗素子152及び第6の抵抗素子152にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第4の定電圧ダイオード153の直列接続回路からなる第2の素子駆動回路154と、カソードが整流回路123の高電位側に接続された第5の定電圧ダイオード155、第5の定電圧ダイオード155のカソードに接続された第7の抵抗素子156及び第7の抵抗素子156にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第6の定電圧ダイオード157の直列接続回路からなる第3の素子駆動回路158と、カソードが整流回路123の高電位側に接続された第7の定電圧ダイオード159、第7の定電圧ダイオード159のカソードに接続された第8の抵抗素子160び第8の抵抗素子160にカソードが接続され、アノードがグランドに接続された第8の定電圧ダイオード161の直列接続回路からなる第4の素子駆動回路162とを備えている。
The element
ここで、第1の素子駆動回路150は、第5の抵抗素子148及び第2の定電圧ダイオード149の接続点が第1の駆動スイッチ素子135の制御端子(ベース)に接続され、整流回路123から供給される脈流電圧が70V以上であるときに第1の定電圧ダイオード147及び第2の定電圧ダイオード149がオンになることで第1の駆動スイッチ素子135の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第1の駆動スイッチ素子135をオンにする。これにより、脈流電圧が第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に供給され、発光ダイオード回路125の各発光ダイオード124が点灯される。
Here, in the first
また、第2の素子駆動回路154は、第6の抵抗素子152及び第4の定電圧ダイオード153の接続点が第2の駆動スイッチ素子136の制御端子(ベース)に接続され、整流回路123から供給される脈流電圧が100V以上であるときに第3の定電圧ダイオード151及び第4の定電圧ダイオード153がオンになることで第2の駆動スイッチ素子136の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第2の駆動スイッチ素子136をオンにする。また、この第2の素子駆動回路154は、第3の定電圧ダイオード151及び第6の抵抗素子152の接続点が電流制限抵抗である第9の抵抗素子164を介して第1の遮断スイッチ素子141の制御端子(ベース)に接続され、第2の駆動スイッチ素子136がオンにされるときに第1の遮断スイッチ素子141をオンにし、これにより第1の駆動スイッチ素子135をオフにする。
The second
これにより、第1及び第2の抵抗素子131及び132が直列接続されることで脈流電圧が第1及び第2の抵抗素子131及び132を介して発光ダイオード回路125に供給され、発光ダイオード回路125の各発光ダイオード124が点灯される。なお、第9の抵抗素子164は、素子遮断回路144の一部を構成する。
As a result, the first and
また、第3の素子駆動回路158は、第7の抵抗素子156及び第6の定電圧ダイオード157の接続点が第3の駆動スイッチ素子136の制御端子(ベース)に接続され、整流回路123から供給される脈流電圧が125V以上であるときに第5の定電圧ダイオード155及び第6の定電圧ダイオード157がオンになることで第3の駆動スイッチ素子137の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第3の駆動スイッチ素子137をオンにする。また、この第3の素子駆動回路158は、第5の定電圧ダイオード155及び第7の抵抗素子156の接続点が電流制限抵抗である第10の抵抗素子165を介して第2の遮断スイッチ素子142の制御端子(ベース)に接続され、第3の駆動スイッチ素子137がオンにされるときに第2の遮断スイッチ素子142をオンにし、これにより第2の駆動スイッチ素子136をオフにする。
The third
ここで、整流回路123から供給される脈流電圧が125V以上であるときには、第1の遮断スイッチ素子141もオンにされ、第1の駆動スイッチ素子135もオフになっている。このため、第1乃至第3の抵抗素子131乃至133が直列接続されることで脈流電圧が第1乃至第3の抵抗素子131乃至133を介して発光ダイオード回路125に供給され、発光ダイオード回路125の各発光ダイオード124が点灯される。なお、第10の抵抗素子165は、素子遮断回路144の一部を構成する。
Here, when the pulsating voltage supplied from the
また、第4の素子駆動回路162は、第8の抵抗素子160及び第8の定電圧ダイオード161の接続点が第4の駆動スイッチ素子138の制御端子(ベース)に接続され、整流回路123から供給される脈流電圧が140V以上であるときに第7の定電圧ダイオード159及び第8の定電圧ダイオード161がオンになることで第4の駆動スイッチ素子138の制御端子(ベース)にベース電流を供給して第4の駆動スイッチ素子138をオンにする。また、この第4の素子駆動回路162は、第7の定電圧ダイオード159及び第8の抵抗素子160の接続点が電流制限抵抗である第11の抵抗素子166を介して第3の遮断スイッチ素子143の制御端子(ベース)に接続され、第4の駆動スイッチ素子138がオンにされるときに第3の遮断スイッチ素子143をオンにし、これにより第3の駆動スイッチ素子137をオフにする。
The fourth
ここで、整流回路123から供給される脈流電圧が140V以上であるときには、第1及び第2の遮断スイッチ素子141及び142もオンにされ、第1及び第2の駆動スイッチ素子135及び136もオフになっている。このため、第1乃至第4の抵抗素子131乃至134が直列接続されることで脈流電圧が第1乃至第4の抵抗素子131乃至134を介して発光ダイオード回路125に供給され、発光ダイオード回路125の各発光ダイオード124が点灯される。なお、第11の抵抗素子166は、素子遮断回路144の一部を構成する。
Here, when the pulsating voltage supplied from the
すなわち、素子駆動制御回路140は、脈流電圧の瞬時値が所定値を超えると駆動状態にされることで第1至第4の駆動スイッチ素子135乃至138のうち対応する駆動スイッチをそれぞれオンにする第1の素子駆動回路150、第2の素子駆動回路154、第3の素子駆動回路158及び第4の素子駆動回路162が整流回路123に対して互いに並列接続されて構成されたものである。また、素子遮断回路144は、第1乃至第4の抵抗素子131乃至134の隣り合う抵抗素子同士の各接続点とグランドとの間に接続された第1乃至第3の駆動スイッチ素子135乃至137の各制御端子とグランドとの間に、素子駆動制御回路140から第9乃至第11の抵抗素子164乃至166を介して供給される制御信号により駆動制御される第1乃至第3の遮断スイッチ素子141乃至143を接続して構成したものであり、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138のうち所定の駆動スイッチ素子がオンにされたときに当該駆動スイッチ素子よりも高電位側のオンになっている駆動スイッチ素子をオフにするものである。
That is, the element
図9は、上記のように構成された第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおける可変インピーダンス回路128の動作を説明するためのタイムチャートであり、整流回路123から出力される脈流電圧の波形図と対応づけて示すものである。ここで、可変インピーダンス回路128は、上述したように、整流回路123から供給される脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して抵抗回路127の抵抗値(インピーダンス値)が高くなるようにすると共に、整流回路123から供給される脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して抵抗回路127の抵抗値(インピーダンス値)が低くなるようにすることで発光ダイオード回路125に流れる電流が略一定の範囲内に収まるようにし、これにより発光ダイオード124を点灯制御する。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the
すなわち、整流回路123から出力される脈流電圧がゼロ電位点(時刻t0)から発光ダイオード回路125の各発光ダイオード124が点灯する70Vに達するまでの間(時刻t0−t1)は、第1,第2,第3及び第4の素子駆動回路150,154,158及び162が非駆動状態となり、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138の各制御端子には電流が供給されなことから第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138はすべてオフとなっている。
That is, during the period from the zero potential point (time t0) to 70V when each
そして、脈流電圧が70Vに達すると(時刻t1)、第1及び第2の定電圧ダイオード147及び149がオンになることで第1の素子駆動回路150が駆動状態になり、これにより第1の駆動スイッチ素子135の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第1の駆動スイッチ素子135がオンにされる。これにより、脈流電圧は第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に供給され、各発光ダイオード124が点灯される。ここで、第1の抵抗素子131は、各発光ダイオード124に規定値以上の電流が流れないようにする値に設定されている。
When the pulsating voltage reaches 70 V (time t1), the first and second
次に、脈流電圧が100Vに達すると(時刻t2)、第3及び第4の定電圧ダイオード151及び153がオンになることで第2の素子駆動回路154が駆動状態になり、これにより第2の駆動スイッチ素子136の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第2の駆動スイッチ素子136がオンにされる。このとき、脈流電圧が70Vを超えているので第1の素子駆動回路150も駆動状態になるが、第2の素子駆動回路154が駆動状態になることで第1の遮断スイッチ素子142がオンになる結果、第1の駆動スイッチ素子135はオフにされる。
Next, when the pulsating voltage reaches 100 V (time t2), the third and fourth
このため、第2の駆動スイッチ素子136のみがオンにされることで脈流電圧は第1及び第2の抵抗素子131及び132を介して発光ダイオード回路125に供給される。ここで、第1及び第2の抵抗素子131及び132の各抵抗値は、第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路125に流れるように設定されているので、脈流電圧が100Vに上昇しても各発光ダイオード124は略同じ明るさで点灯される。
Therefore, when only the second
そして、脈流電圧が125Vに達すると(時刻t3)、第5及び第6の定電圧ダイオード155及び157がオンになることで第3の素子駆動回路158が駆動状態になり、これにより第3の駆動スイッチ素子137の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第3の駆動スイッチ素子137がオンにされる。このとき、脈流電圧が70Vを超えているので第1及び第2の素子駆動回路150及び154もそれぞれ駆動状態になるが、第3の素子駆動回路158が駆動状態になることで第2の遮断スイッチ素子142がオンになることで第2の駆動スイッチ素子136はオフにされる。なお、第2の素子駆動回路154が駆動状態になることで第1の駆動スイッチ素子135もオフとなっている。
Then, when the pulsating voltage reaches 125 V (time t3), the fifth and sixth
このため、第3の駆動スイッチ素子137のみがオンにされることで脈流電圧は第1乃至第3の抵抗素子131乃至133を介して発光ダイオード回路125に供給される。ここで、第1乃至第3の抵抗素子131乃至133の各抵抗値は、第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路125に流れるように設定されているので、脈流電圧が125Vに上昇しても各発光ダイオード124は略同じ明るさで点灯される。
Therefore, when only the third
次に、脈流電圧が140Vに達すると(時刻t4)、第7及び第8の定電圧ダイオード159及び161がオンになることで第4の素子駆動回路162が駆動状態になり、これにより第4の駆動スイッチ素子138の制御端子(ベース)に電流が供給されることになって第4の駆動スイッチ素子138がオンにされる。このとき、脈流電圧が70Vを超えているので第1,第2及び第3の素子駆動回路150、154及び158もそれぞれ駆動状態になるが、第4の素子駆動回路162が駆動状態になることで第3の遮断スイッチ素子143がオンになり、第3の駆動スイッチ素子137はオフにされる。なお、第2及び第3の素子駆動回路154及び158が駆動状態になることで第1及び第2の駆動スイッチ素子135及び136もオフとなっている。
Next, when the pulsating current voltage reaches 140 V (time t4), the seventh and eighth
このため、第4の駆動スイッチ素子138のみがオンにされることで脈流電圧は第1乃至第4の抵抗素子131乃至134を介して発光ダイオード回路125に供給される。ここで、第1乃至第4の抵抗素子131乃至134の各抵抗値は、第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路125に流れるように設定されているので、脈流電圧が140Vに上昇しても各発光ダイオード124は略同じ明るさで点灯される。
Therefore, when only the fourth
そして、脈流電圧がピーク値に達した後に140Vを割る値にまで減少すると(時刻t5)、第7及び第8の定電圧ダイオード159及び161がオフになることで第4の素子駆動回路162が非駆動状態になる結果、第4の駆動スイッチ素子138がオフになり、第3の遮断スイッチ素子143もオフになる。なお、脈流電圧が140Vを割る値にまで減少しても第1,第2及び第3の素子駆動回路150、154及び158は駆動状態にある。
When the pulsating current voltage reaches a peak value and then decreases to a value that divides 140 V (time t5), the seventh and eighth
このため、第3の駆動スイッチ素子137のみがオンにされることで脈流電圧は第1乃至第3の抵抗素子131乃至133を介して発光ダイオード回路125に供給される。ここで、第1乃至第3の抵抗素子131乃至133の各抵抗値は、第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路125に流れるように設定されているので、脈流電圧が125Vに減少するまでは各発光ダイオード124は略同じ明るさで点灯される。
Therefore, when only the third
次に、脈流電圧が125Vを割る値にまで減少すると(時刻t6)、第5及び第6の定電圧ダイオード155及び157がオフになることで第3の素子駆動回路158が非駆動状態になる結果、第3の駆動スイッチ素子137がオフになり、第2の遮断スイッチ素子142もオフになる。なお、脈流電圧が125Vにまで減少しても第1及び第2の素子駆動回路150及び154は駆動状態にある。
Next, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 125V (time t6), the fifth and sixth
このため、第2の駆動スイッチ素子136のみがオンにされることで脈流電圧は第1及び第2の抵抗素子131及び132を介して発光ダイオード回路125に供給される。ここで、第1及び第2の抵抗素子131及び132の各抵抗値は、第1の抵抗素子131を介して発光ダイオード回路125に通電される場合と略同じ範囲内の大きさの電流が発光ダイオード回路125に流れるように設定されているので、脈流電圧が100Vに減少するまでは各発光ダイオード124は略同じ明るさで点灯される。
Therefore, when only the second
そして、脈流電圧が100Vを割る値にまで減少すると(時刻t7)、第3及び第4の定電圧ダイオード151及び153がオフになることで第2の素子駆動回路154が非駆動状態になる結果、第2の駆動スイッチ素子136がオフになり、第1の遮断スイッチ素子141もオフになる。なお、脈流電圧が100Vにまで減少しても第1の素子駆動回路150は駆動状態にある。このため、第1の駆動スイッチ素子135のみがオンにされることで脈流電圧は第1の抵抗素子131のみを介して発光ダイオード回路125に供給され、各発光ダイオード124が点灯される。
Then, when the pulsating voltage decreases to a value that divides 100V (time t7), the third and fourth
そして、脈流電圧が70Vを割る値にまで減少すると(時刻t8)、第1及び第2の定電圧ダイオード147及び149がオフになることで第1の素子駆動回路150が非駆動状態になり、発光ダイオード回路125も非駆動状態となるので、すべての発光ダイオード124は消灯された状態となる。その後、脈流電圧の各半周期について上記と同様の動作を繰り返すことで発光ダイオード回路125が点灯制御される。
When the pulsating voltage decreases to a value that divides 70V (time t8), the first and second
このように構成された第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dによれば、脈流電圧の瞬時値が所定値を超える位相範囲において、発光ダイオード回路125に略一定の電流が流れるように脈流電圧の瞬時値に対応してインピーダンス値が増減されるので、脈流電圧を用いることで簡単な回路構成となるにも拘わらず直列接続された複数の発光ダイオード124を効率よく点灯制御することができる。また、整流回路123から出力される脈流電圧の各半周期の広範囲に亘って複数の発光ダイオード124が点灯されることになるので、発光のちらつきなどを効果的に抑制することができる。
According to the light emitting
本発明は、以上説明したように、上記第1乃至第4の実施形態に示すように構成されているので、直列接続された複数の発光ダイオードを簡単な回路構成で効率よく点灯させることができる。なお、本発明は、上記第1乃至第4の実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べるような種々の変形態様を必要に応じて採用することができる。 Since the present invention is configured as shown in the first to fourth embodiments as described above, a plurality of light emitting diodes connected in series can be efficiently lit with a simple circuit configuration. . In addition, this invention is not limited to the thing of the said 1st thru | or 4th embodiment, The various deformation | transformation aspects described below can be employ | adopted as needed.
(1)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、発光ダイオード回路15は、第1乃至第6のダイオード回路17乃至22の6つのダイオード回路(グループ)からなるものであるが、これに限るものではない。発光ダイオード回路64は、例えば、2つのダイオード回路からなるものでもよく、7つ以上のダイオード回路からなるものであってもよい。また、直列接続される発光ダイオード14の個数についても実施形態のものに限定されるものではなく、発光ダイオード14に流せる電流の定格値などに応じて適宜設定することができる。
(1) In the light-emitting
(2)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、発光ダイオード回路15の隣り合うダイオード回路間に第1乃至第5の中間抵抗素子23乃至27を設けるようにしているが、これに限るものではない。
(2) In the light emitting
例えば、上記の構成における電流制限用抵抗素子16を第1の駆動スイッチ素子30とグランドとの間に設け、第1の中間抵抗素子23を電流制限用抵抗素子16と第1の中間抵抗素子23との合成抵抗値を有する抵抗素子に置き換えて第2の駆動スイッチ素子31とグランドとの間に設け、第2の中間抵抗素子24を電流制限用抵抗素子16と第2の中間抵抗素子24との合成抵抗値を有する抵抗素子に置き換えて第3の駆動スイッチ素子32とグランドとの間に設けると共に、第3の中間抵抗素子25を電流制限用抵抗素子16と第3の中間抵抗素子25との合成抵抗値を有する抵抗素子に置き換えて第4の駆動スイッチ素子33とグランドとの間に設け、第4の中間抵抗素子26を電流制限用抵抗素子16と第4の中間抵抗素子26との合成抵抗値を有する抵抗素子に置き換えて第5の駆動スイッチ素子34とグランドとの間に設け、第5の中間抵抗素子27を電流制限用抵抗素子16と第5の中間抵抗素子27との合成抵抗値を有する抵抗素子に置き換えて第6の駆動スイッチ素子35とグランドとの間に設けるようにしてもよい。こうした場合でも、動作的には図1に示す回路と等価となる。
For example, the current limiting
また、例えば、上記の構成における電流制限用抵抗素子16の位置に、トランジスタなどで構成される周知の定電流回路(電流制限用素子)を介挿させるようにしてもよく、この場合には電流制限用抵抗素子16及び第1乃至第5の中間抵抗素子23乃至27は不要となる。要は、各発光ダイオード14に規定値を超える電流が流れないように、電流制限用抵抗素子や定電流回路などで構成される電流制限用素子(電流制限用回路)が点灯回路中に介挿されておればよい。
Further, for example, a known constant current circuit (current limiting element) constituted by a transistor or the like may be inserted at the position of the current limiting
このため、本発明では、第1乃至第5の中間抵抗素子23乃至27の有無とは関係なく、第1の駆動スイッチ素子30は、第1のダイオード回路17及び第2のダイオード回路18の接続点とグランドとの間に、第2の駆動スイッチ素子31は、第2のダイオード回路18及び第3のダイオード回路19の接続点とグランドとの間に、第3の駆動スイッチ素子32は、第3のダイオード回路19及び第4のダイオード回路20の接続点とグランドとの間に、第4の駆動スイッチ素子33は、第4のダイオード回路20及び第5のダイオード回路21の接続点とグランドとの間に、第5の駆動スイッチ素子34は、第5のダイオード回路21及び第6のダイオード回路22の接続点とグランドとの間にそれぞれ設けられたものとする。
For this reason, in the present invention, the first
要は、第1の駆動スイッチ素子30は、第1のダイオード回路17の発光ダイオード14のうちグランド側である最終段の発光ダイオード14とグランドとの間に、第2の駆動スイッチ素子31は、第2のダイオード回路18の発光ダイオード14のうちグランド側である最終段の発光ダイオード14とグランドとの間に、第3の駆動スイッチ素子32は、第3のダイオード回路19の発光ダイオード14のうちグランド側である最終段の発光ダイオード14とグランドとの間に、第4の駆動スイッチ素子33は、第4のダイオード回路20の発光ダイオード14のうちグランド側である最終段の発光ダイオード14とグランドとの間に、第5の駆動スイッチ素子34は、第5のダイオード回路21の発光ダイオード14のうちグランド側である最終段の発光ダイオード14とグランドとの間にそれぞれ設けられておればよい。
In short, the first
(3)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、整流回路13から供給される脈流電圧が時刻t1において駆動初期値(例えば、10V)に達したときに第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をすべてオンにし、その後に各駆動スイッチ素子30乃至35を順次オフするようにしているが、これに限るものではない。
(3) In the light emitting
例えば、時刻t1あるいは時刻t2において駆動初期値に達したときに第1の駆動スイッチ素子30のみをオンにし、時刻t3に達したときに第2の駆動スイッチ素子31のみをオンにし、時刻t4に達したときに第3の駆動スイッチ素子32のみをオンにし、時刻t5に達したときに第4の駆動スイッチ素子33のみをオンにし、時刻t6に達したときに第5の駆動スイッチ素子34のみをオンにし、時刻t7に達したときに第6の駆動スイッチ素子35のみをオンにする一方、時刻t8に達したときに第5の駆動スイッチ素子34のみをオンにし、時刻t9に達したときに第4の駆動スイッチ素子33のみをオンにし、時刻t10に達したときに第3の駆動スイッチ素子32のみをオンにし、時刻t11に達したときに第2の駆動スイッチ素子31のみをオンにし、時刻t12に達したときに第1の駆動スイッチ素子30のみをオンにし、時刻t13に達したときに第1乃至第6の駆動スイッチ素子30乃至35をすべてオフにするようにしてもよい。
For example, only the first
(4)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、第6のダイオード回路22の最終段の発光ダイオード14とグランドとの間に第6の駆動スイッチ素子35を設けるようにしているが、これに限るものではない。例えば、第6のダイオード回路22とグランドとの間に第6の駆動スイッチ素子35を設けないで、第6のダイオード回路22の最終段の発光ダイオード14をグランドに直接、接続するようにしてもよい。このようにした場合、上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aと同様の作用効果を奏することに加え、部品点数を減らすことができると共に、第6の駆動スイッチ素子35の制御が不要になることで制御動作を簡素化することができる。要は、少なくとも、複数の発光ダイオード14のうち連続する所定数の発光ダイオード14を単位として分割した複数のグループの隣り合うグループ単位同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子が接続されておればよい。
(4) In the light emitting
(5)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、スイッチ制御部45は、整流回路13から供給される脈流電圧の瞬時値をカウンター55でカウントしたクロック数(時刻)で監視するようにしているが、これに限るものではない。例えば、脈流電圧の瞬時値を電圧検出回路51からの出力と基準値とを比較回路で比較するなどして直接的に監視するようにしてもよい。
(5) In the light emitting
(6)上記の第1の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10aにおいて、直列接続された複数の発光ダイオード14は、第1乃至第6のダイオード回路17乃至22の複数のグループに分割され、この分割された第1乃至第6のダイオード回路17乃至22のグループ単位で点灯制御するようにしているが、これに限るものではない。
(6) In the light-emitting
例えば、直列接続された複数の発光ダイオード14を各発光ダイオード14単位で点灯制御するようにしてもよい。この場合、隣り合う発光ダイオード14同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子を接続すると共に、これらの駆動スイッチ素子のうち所定の駆動スイッチを整流回路13から供給される脈流電圧の瞬時値に応じてオンオフ制御することで、脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して高電位側のグループからグランド側のグループに向けて点灯個数が増加するように発光ダイオード14を点灯制御し、脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してグランド側のグループから高電位側のグループに向けて点灯個数が減少するように発光ダイオード14を点灯制御すればよい。
For example, lighting control of a plurality of
この場合、最終段の発光ダイオード14とグランドとの間にも駆動スイッチ素子を接続するようにしてもよいし、最終段の発光ダイオード14を直接、グランドに接続するようにしてもよい。要は、少なくとも複数の発光ダイオード14の隣り合う発光ダイオード14同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子が接続されておればよい。
In this case, the drive switch element may be connected between the
(7)上記の第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bにおいて、発光ダイオード回路64は、第1乃至第3のダイオード回路65乃至67の3つのダイオード回路(グループ)からなるものであるが、これに限るものではない。例えば、2つのダイオード回路(グループ)からなるものであっても、4つ以上のダイオード回路(グループ)からなるものであってもよい。この場合、素子駆動制御回路75を構成する素子駆動回路83,87,91の個数を、増減するダイオード回路の個数に対応させて増減すると共に、この増減する素子駆動回路に応じて素子遮断回路78を構成する遮断スイッチ素子76,77の個数を増減すればよい。また、直列接続される発光ダイオード63の個数についても実施形態のものに限定されるものではなく、ダイオード回路(グループ)の個数や発光ダイオード63に流せる電流の定格値などに応じて適宜設定することができる。
(7) In the light emitting
(8)上記の第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bにおいて、第1乃至第3の駆動スイッチ素子69乃至71とグランドとの間に定電流回路を構成する第1乃至第3の抵抗素子72乃至74を介挿させているが、これに限るものではない。例えば、整流回路62の高電位側と発光ダイオード回路64との間に定電流回路を介挿させるようにしてもよい。こうした場合、第1乃至第3の抵抗素子72乃至74は不要となる。
(8) In the light-emitting
このため、本発明では、第1乃至第3の抵抗素子72乃至74の有無に関係なく、第1の駆動スイッチ素子69は、第1のダイオード回路66及び第2のダイオード回路67の接続点とグランドとの間に、第2の駆動スイッチ素子70は、第2のダイオード回路67及び第3のダイオード回路68の接続点とグランドとの間に、第3の駆動スイッチ素子71は、第3のダイオード回路68とグランドとの間にそれぞれ設けられたものとする。
Therefore, in the present invention, regardless of the presence or absence of the first to third resistance elements 72 to 74, the first
(9)上記の第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bにおいて、第3のダイオード回路68の最終段の発光ダイオード63とグランドとの間に第3の駆動スイッチ素子71を設けるようにしているが、これに限るものではない。例えば、第3のダイオード回路68とグランドとの間に第3の駆動スイッチ素子71を設けないで、第3のダイオード回路68の最終段の発光ダイオード63をグランドに直接、接続するようにしてもよい。このようにした場合でも同様の作用効果を奏することに加え、部品点数を減らすことができて回路構成を簡素化することができる。要は、少なくとも、複数の発光ダイオード63のうち連続する所定数の発光ダイオード63を単位として分割した複数のグループの隣り合うグループ単位同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子が接続されておればよい。
(9) In the light emitting
(10)上記の第2の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10bにおいて、直列接続された複数の発光ダイオード63は、第1乃至第3のダイオード回路65乃至67の複数のグループに分割され、この分割された第1乃至第3のダイオード回路65乃至67のグループ単位で点灯制御するようにしているが、これに限るものではない。
(10) In the light emitting
例えば、直列接続された複数の発光ダイオード63を各発光ダイオード63単位で点灯制御するようにしてもよい。この場合、隣り合う発光ダイオード63同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子を接続すると共に、これらの駆動スイッチ素子を整流回路62から供給される脈流電圧の瞬時値(電圧値)に応じてオンオフ制御することで、脈流電圧が低い値から高い値に変化する位相範囲では当該変化に対応して高電位側の発光ダイオード63からグランド側の発光ダイオード63に向けて点灯個数が増加するように発光ダイオード63を点灯制御し、脈流電圧が高い値から低い値に変化する位相範囲では当該変化に対応してグランド側の発光ダイオード63から高電位側の発光ダイオード63に向けて点灯個数が減少するように発光ダイオード63を点灯制御するようにすればよい。
For example, lighting control of a plurality of
この場合、グランドに接続される最終段の発光ダイオード63を直接、グランドに接続するようにしてもよいし、最終段の発光ダイオード63とグランドとの間に駆動スイッチ素子を接続するようにしてもよい。要は、少なくとも、複数の発光ダイオード63の隣り合う発光ダイオード63同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子が接続されておればよい。
In this case, the last stage
(11)上記の第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cにおいて、発光ダイオード回路99は、18個の発光ダイオード98で構成されたものであるが、これに限るものではない。実施形態のものとは駆動電圧(規定電圧)の異なる発光ダイオード98を用いるなどして適宜の個数で構成することができる。
(11) In the light-emitting
(12)上記の第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cにおいて、可変インピーダンス回路100は、第1乃至第4の抵抗素子109乃至112の4個の抵抗素子から抵抗回路101を構成しているが、これに限るものではない。例えば、抵抗素子は2個であっても4個以上であってもよく、その抵抗素子の個数に対応して短絡スイッチ素子を増減すればよい。要は、抵抗回路101を構成する抵抗素子の個数が多いほど可変インピーダンス回路100のインピーダンス値(抵抗値)を微細に調整することができ、インピーダンス値に対応して発光ダイオード回路99に流れる電流値の変化を抑制することができる。なお、可変インピーダンス回路100の抵抗回路101にさらに電流制限抵抗を直列接続しておくこともできる。
(12) In the light-emitting
(13)上記の第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cにおいて、スイッチ制御部110は、整流回路97から供給される脈流電圧の瞬時値をカウンター120でカウントしたクロック数(時刻)で監視するようにしているが、これに限るものではない。例えば、脈流電圧の瞬時値を電圧検出回路115からの出力と基準値とを比較回路で比較するなどして直接的に監視するようにしてもよい。
(13) In the light emitting
(14)上記の第3の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10cにおいて、可変インピーダンス回路100は、それぞれディスクリート部品により構成したものであるが、これに限るものではない。例えば、抵抗回路101、第1乃至第3の短絡スイッチ素子115乃至117及びスイッチ制御回路118を半導体集積回路あるいは混成集積回路として一体化された可変インピーダンス素子として構成することもできる。
(14) In the light emitting
(15)上記の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおいて、発光ダイオード回路125は、18個の発光ダイオード124で構成されたものであるが、これに限るものではない。実施形態のものとは駆動電圧(規定電圧)の異なる発光ダイオード124を用いるなどして適宜の個数で構成することができる。
(15) In the light emitting
(16)上記の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおいて、可変インピーダンス回路126は、第1乃至第4の抵抗素子109乃至112の4個の抵抗素子から抵抗回路127を構成しているが、これに限るものではない。例えば、抵抗素子は少なくとも2以上であればよく、その抵抗素子の個数に対応して駆動スイッチ素子を増減すればよい。要は、抵抗回路127を構成する抵抗素子の個数が多いほど可変インピーダンス回路126のインピーダンス値(抵抗値)を微細に調整することができ、インピーダンス値に対応して発光ダイオード回路125に流れる電流値の変化を抑制して平坦化することができる。
(16) In the light-emitting
(17)上記の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおいて、第4の抵抗素子134とグランドとの間に第4の駆動スイッチ素子138を設けるようにしているが、これに限るものではない。例えば、第4の抵抗素子134とグランドとの間に第4の駆動スイッチ素子138を設けないで、第4の抵抗素子134をグランドに直接、接続するようにしてもよい。このようにした場合でも、同様の作用効果を奏することに加え、部品点数を減らすことができると共に、第4の駆動スイッチ素子138の制御が不要になることで制御動作を簡素化することができる。要は、少なくとも、隣り抵抗素子同士の各接続点とグランドとの間に駆動スイッチ素子が接続されておればよい。
(17) In the light-emitting
(18)上記の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおいて、可変インピーダンス回路126は、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138を駆動制御する素子駆動制御回路140と、第1乃至第3の遮断スイッチ素子141乃至143を含んで構成された素子遮断回路144とからなるスイッチ制御回路145を備えているが、これに限るものではない。例えば、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138を、マイクロコンピュータを含んで構成されたスイッチ制御回路により駆動制御(オンオフ制御)するようにしてもよい。この場合、このスイッチ制御回路は、図1に示す第1の実施形態におけるスイッチ制御部45、電圧供給回路48及び電圧検出回路51からなるスイッチ制御回路52と同様の構成とすることができる。
(18) In the light-emitting
(19)上記の第4の実施形態に係る発光ダイオード点灯装置10dにおいて、可変インピーダンス回路126は、それぞれディスクリート部品により構成したものであるが、これに限るものではない。例えば、抵抗回路127、第1乃至第4の駆動スイッチ素子135乃至138、第1乃至第3の141乃至143、素子駆動制御回路140などを半導体集積回路あるいは混成集積回路として一体化された可変インピーダンス素子として構成することもできる。
(19) In the light emitting
10a、10b、10c、10d 発光ダイオード点灯装置
14、63、98,124 発光ダイオード
13、62、97、123 整流回路
17、65 点灯制御回路
30、31、32、33、34、35、69、70、71、135、136、137、138 駆動スイッチ素子
76、77、141、142、143 遮断スイッチ素子
52、79、117、145 スイッチ制御回路
75、140 素子駆動制御回路
78、144 素子遮断回路
83、87、91、150、154、158、162 素子駆動回路
100、126 可変インピーダンス回路
101、127 抵抗回路
103、104、105、106、131、132、133、134 抵抗素子
10a, 10b, 10c, 10d Light emitting
Claims (9)
Said switch control circuit, said pulsating voltage a plurality of element driving circuit the rectifier circuit instantaneous value turns on the corresponding drive switch of the plurality of drive switches by being in the driving state exceeds a predetermined value The element drive control circuit configured to be connected in parallel to each other, and the element drive control between each control terminal of the drive switch element connected between the connection point of the resistance elements and the ground and the ground A drive switch that is connected to a cutoff switch element that is driven and controlled by a circuit, and that is turned on at a higher potential side than the drive switch element when a predetermined drive switch element is turned on among the plurality of drive switch elements An element cutoff circuit that turns off the element when the cutoff switch element is turned on, and the pulsating voltage changes from a low value to a high value. In the phase range, in response to the change, the connection number of the plurality of drive switch elements is increased so that the number of connection of the resistance elements increases from the high-potential-side resistance elements to the ground-side resistance elements. The impedance value is sequentially increased by turning on a predetermined drive switch element, and in the phase range in which the pulsating voltage changes from a high value to a low value, the ground side of the plurality of resistance elements corresponds to the change. The impedance value is sequentially decreased by turning on a predetermined drive switch element among the plurality of drive switch elements so that the number of connected resistance elements decreases from the first resistance element toward the high potential side resistance element. 9. The light emitting diode lighting device according to claim 8, wherein the device is a light emitting diode lighting device.
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