Die vorliegende Erfindung betrifft LED-Treiberschaltungen, und insbesondere eine LED-Treiberschaltung mit mehreren Konstantstromschaltungen.The present invention relates to LED driving circuits, and more particularly to an LED driver circuit having a plurality of constant current circuits.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Es sind Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, wobei unter Verwendung einer kommerziellen Wechselspannungsquelle eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umgerichtet und eine Leuchtdiode (im Folgenden kurz „LED”) zum Leuchten gebracht wird (beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-178571 ). 1 zeigt den Aufbau einer LED-Treiberschaltung des Stands der Technik. Die LED-Treiberschaltung 1001 des Stands der Technik umfasst eine Brücken-Gleichrichterschaltung 105 unter Verwendung von vier Dioden, die eine Wechselspannung, die von einer Wechselspannungsquelle 107 eingespeist wird, in eine pulsierende Gleichspannung umwandeln, eine Sicherung 106 und eine LED-Schaltung 10a aufweist, wobei eine pulsierende Gleichspannung, die von der Brücken-Gleichrichterschaltung 105 ausgegeben wird, in die LED-Schaltung 10a eingespeist wird.Lighting devices are known in which, using a commercial AC voltage source, an AC voltage is converted into a pulsating DC voltage and a light-emitting diode (hereinafter referred to as "LED") is lit up (for example the LED) Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-178571 ). 1 shows the structure of a LED driver circuit of the prior art. The LED driver circuit 1001 The prior art includes a bridge rectifier circuit 105 using four diodes, which have an AC voltage coming from an AC source 107 is fed into a pulsating DC voltage, a fuse 106 and an LED circuit 10a having a pulsating DC voltage provided by the bridge rectifier circuit 105 is spent in the LED circuit 10a is fed.
Die LED-Schaltung 10a weist ein LED-Array 1011, wobei mehrere LEDs in Serie geschaltet sind, und eine Konstantstromschaltung 100a auf. Das LED-Array 1011 weist beispielsweise einen Aufbau auf, wobei 80 LEDs in Serie geschaltet sind. Die einzelnen LEDs weisen jeweils einen Schwellenwert auf, der als Spannung in Durchlassrichtung Vf bezeichnet wird, und wenn eine Spannung an die LEDs angelegt wird, die mindestens so hoch wie oder höher als die Schwellenwertspannung Vf ist, fließt Strom an die LED, so dass diese leuchtet. Die Schwellenwertspannung Vf beträgt etwa 3 V.The LED circuit 10a has an LED array 1011 , wherein a plurality of LEDs are connected in series, and a constant current circuit 100a on. The LED array 1011 has, for example, a structure with 80 LEDs connected in series. The individual LEDs each have a threshold, referred to as the forward voltage Vf, and when a voltage is applied to the LEDs that is at least as high as or higher than the threshold voltage Vf, current flows to the LED, so that it shines. The threshold voltage Vf is about 3 V.
Die Konstantstromschaltung 100a weist einen NMOS-Feldeffekttransistor 1021 (im Folgenden kurz FET) des Verarmungstyps, einen Gate-Schutzwiderstand 1031 und einen Stromdetektionswiderstand 1041 auf. Der Gate-Schutzwiderstand 1031 ist ein Schutzwiderstand, der das Gate des FET 1021 vor Überspannung schützt. Der Stromdetektionswiderstand 1041 ist ein Widerstand zum Detektieren von Strom und ist derart an den FET 1021 rückgekoppelt, dass der im Stromdetektionswiderstand 1041 fließende Strom konstant wird.The constant current circuit 100a has an NMOS field effect transistor 1021 (hereinafter, FET for short) of the depletion type, a gate protection resistor 1031 and a current detection resistor 1041 on. The gate protection resistor 1031 is a protective resistor that is the gate of the FET 1021 protects against overvoltage. The current detection resistor 1041 is a resistor for detecting current and is thus to the FET 1021 fed back that in the current detection resistor 1041 flowing stream becomes constant.
Da vorgesehen ist, Beleuchtungsvorrichtungen mit LEDs in Haushalten oder Büros zu benutzen, wird eine Prüfung (IEC 61000-4-5) durchgeführt, die feststellt, welche Auswirkungen äußere Störungen wie etwa durch Blitzeinschlag usw. (Überspannung durch Blitzeinschlag) auf die Stromleitungen haben. Daher soll nun betrachtet werden, wie sich eine Überspannung durch Blitzeinschlag auf eine Beleuchtungsvorrichtung mit LED des Stands der Technik auswirkt.Since it is intended to use lighting fixtures with LEDs in homes or offices, a test (IEC 61000-4-5) is carried out to determine the effects on the power lines of external disturbances such as lightning, etc. (lightning surge). Therefore, let us consider how an overvoltage caused by lightning strikes a lighting device with LED of the prior art.
Als kommerzielle Wechselspannungsquelle 107 wird eine Wechselspannungsquelle 107 mit 230 V benutzt, und wenn die Stärke der Überspannung 1 kV beträgt, werden unter Hinzurechnung des maximalen Wertes der pulsierenden Gleichspannung von etwa 300 V insgesamt 1,3 kV an die LED-Schaltung 10a angelegt. Ausgehend von einer Schwellenwertspannung von 3 V für die LED beträgt der Spannungsabfall an dem Array aus 80 LEDs 1011 somit 240 V. Das bedeutet, dass in diesem Fall etwa 1 kV Spannung an den FET 1021 angelegt wird. Wird ein FET mit einer Durchschlagfestigkeit von 600 V als FET 1021 benutzt, verursacht das Anlegen einer diese Durchschlagfestigkeit übersteigenden Spannung an den FET 1021 einen Durchschlag, und indem nun für einen Moment ein Strom von einigen Ampere im LED-Array 1011 fließt, werden die LEDs, die das LED-Array 1011 bilden, zerstört.As a commercial AC source 107 becomes an AC voltage source 107 used with 230 V, and if the magnitude of the overvoltage is 1 kV, adding the maximum value of the pulsating DC voltage of about 300 V, a total of 1.3 kV to the LED circuit 10a created. Based on a threshold voltage of 3V for the LED, the voltage drop across the array is 80 LEDs 1011 thus 240 V. This means that in this case about 1 kV voltage to the FET 1021 is created. Is a FET with a dielectric strength of 600 V as FET 1021 causes the application of a voltage exceeding this dielectric strength to the FET 1021 a punch, and by now for a moment a current of a few amps in the LED array 1011 flows, the LEDs that make up the LED array 1011 form, destroyed.
Es ist allerdings als Bauteil zum Schützen elektronischer Geräte vor Hochspannungen ein Varistor bekannt. Daher soll nun die Auswirkung von Überspannung im Falle der Verwendung eines Varistors betrachtet werden. 2 zeigt eine LED-Treiberschaltung des Stands der Technik, die einen Varistor aufweist. Der Varistor 208 ist parallel mit der Brücken-Gleichrichterschaltung 205 verbunden. Unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben kann durch Verwenden eines Varistors 208 mit einer Durchschlagfestigkeit von 1 kV eine Zerstörung des LED-Arrays 2011 und des FET 2021 verhindert werden, da die an die LED-Schaltung 20a angelegte Spannung abgeschwächt wird. Wird jedoch eine Spannung an den Varistor 208 angelegt, die höher als eine bestimmte Spannung ist, kann es vorkommen, dass ein starker Strom von 100 A oder mehr fließt.However, it is known as a component for protecting electronic equipment from high voltages a varistor. Therefore, the effect of overvoltage in the case of using a varistor will now be considered. 2 shows a prior art LED driving circuit having a varistor. The varistor 208 is in parallel with the bridge rectifier circuit 205 connected. Under the same conditions as described above, by using a varistor 208 with a dielectric strength of 1 kV, destruction of the LED array 2011 and the FET 2021 be prevented, since the to the LED circuit 20a applied voltage is attenuated. However, a voltage is applied to the varistor 208 If it is higher than a certain voltage, it may happen that a high current of 100 A or more is flowing.
Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Vorzugsweise brennt jedoch die Sicherung 206, die an der LED-Treiberschaltung 1002 vorgesehen ist,
durch, wenn der Durchschnittswert des Stroms, der bis zum Schmelzen fließt, einige Ampere bis einige Dutzend Ampere beträgt. Es ist jedoch eine schwierige Aufgabe, die Sicherung 206 derart einzustellen, dass die Sicherung 206 auch dann nicht durchbrennt, wenn für einen Moment ein Strom von 100 A oder mehr in der Sicherung 206 fließt, damit der Varistor 208 seine Funktion ausüben kann.Preferably, however, the fuse is burning 206 connected to the LED driver circuit 1002 is provided,
when the average value of the current flowing to the melt amounts to a few amperes to tens of amperes. However, securing it is a difficult task 206 to adjust so that the fuse 206 even then does not blow if for a moment a current of 100 A or more in the fuse 206 flows, hence the varistor 208 can perform its function.
Die Spannung zum Aktivieren des Varistors steigt außerdem zusammen mit dem im Varistor fließenden Strom an. Bei einem starken Stoßstrom kann es daher vorkommen, dass der Varistor die Überspannung nicht ausreichend reduzieren kann, wodurch sich das Problem ergibt, dass die LED-Schaltung 20a, die in diesem Fall belastet wird, zerstört wird.The voltage for activating the varistor also increases along with that in the varistor flowing electricity. With a strong surge current, it may therefore happen that the varistor can not sufficiently reduce the overvoltage, which leads to the problem that the LED circuit 20a that is charged in this case is destroyed.
Darüber hinaus beträgt die Impulslebensdauer eines Varistors zwischen einigen Belastungen und etwa 10 Belastungen. Daraus ergibt sich das Problem, dass ein Varistor somit zwingend einen Überstromschutz benötigt und dass stromquellenseitig ein Erwärmungsschutz notwendig ist, der einen Anstieg der Temperatur verhindert, falls eine erhöhte Spannung angelegt wird.In addition, the pulse life of a varistor is between several loads and about 10 loads. This results in the problem that a varistor thus imperatively requires overcurrent protection and that the current source side, a warming protection is necessary, which prevents an increase in temperature, if an increased voltage is applied.
Mittel zum Lösen der AufgabeMeans for solving the problem
Eine LED-Treiberschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, ein LED-Array, das mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung verbunden ist, eine erste Konstantstromschaltung, die mit dem LED-Array in Serie geschaltet ist, und eine zweite Konstantstromschaltung auf, die zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung und dem LED-Array in Serie geschaltet ist und einen Stromeinstellwert aufweist, der auf einen Wert gleich oder höher als ein Normalstromwert eingestellt ist, der in der ersten Konstantstromschaltung fließt.An LED drive circuit according to an embodiment of the present invention includes a bridge rectifier circuit that converts and outputs an AC voltage to a pulsating DC voltage, an LED array connected to the output side of the bridge rectifier circuit, a first constant current circuit coupled to the LED array is connected in series, and a second constant-current circuit, which is connected in series between the bridge rectifier circuit and the LED array and having a Stromeinstellwert which is set to a value equal to or higher than a normal current value, in the first constant current circuit flows.
Bei einer LED-Treiberschaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung umfasst die zweite Konstantstromschaltung vorzugsweise einen FET des Verarmungstyps.In an LED driver circuit of the embodiment of the present invention, the second constant current circuit preferably includes a depletion mode FET.
Eine LED-Treiberschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise außerdem einen Varistor an einer Wechselspannungseingangsklemme der Brücken-Gleichrichterschaltung auf.An LED drive circuit according to another embodiment of the present invention preferably further includes a varistor at an AC input terminal of the bridge rectifier circuit.
Bei einer LED-Treiberschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können das LED-Array und die erste Konstantstromschaltung auch mehrstufig aufgebaut sein, indem mehrere LED-Arrays und mehrere erste Konstantstromschaltungen parallel geschaltet sind.In an LED driver circuit according to another embodiment of the present invention, the LED array and the first constant current circuit may also be multi-level by having a plurality of LED arrays and a plurality of first constant current circuits connected in parallel.
Bei einer LED-Treiberschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die zweite Konstantstromschaltung mit der Masseseite der Brücken-Gleichrichterschaltung verbunden sein.In an LED drive circuit according to another embodiment of the present invention, the second constant current circuit may be connected to the ground side of the bridge rectifier circuit.
Bei einer LED-Treiberschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die zweite Konstantstromschaltung vorzugsweise mehrere in Serie geschaltete Konstantstromschaltungen.In an LED driver circuit according to another embodiment of the present invention, the second constant current circuit preferably includes a plurality of series-connected constant current circuits.
Bei einer LED-Treiberschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die zweite Konstantstromschaltung vorzugsweise auf demselben Substrat wie wenigstens eins von dem LED-Array und der ersten Konstantstromschaltung vorgesehen.In an LED driver circuit according to another embodiment of the present invention, the second constant current circuit is preferably provided on the same substrate as at least one of the LED array and the first constant current circuit.
Bei einer LED-Treiberschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Konstantstromschaltung vorzugsweise einen FET des Verarmungstyps und weist einen Schutzwiderstand für das Gate des FET auf.In an LED driving circuit according to another embodiment of the present invention, the first constant current circuit preferably includes a depletion mode FET and has a protective resistance for the gate of the FET.
Wirkung der ErfindungEffect of the invention
Da für den Fall, dass eine Überspannung an die LED-Treiberschaltung angelegt wird, auf einer Stufe fast unmittelbar zu Beginn des Durchschlagens der einen Konstantstromschaltung eine Strombegrenzung der anderen Konstantstromschaltung stattfindet, kann eine Zerstörung des FET im Zusammenhang mit dem Durchschlagen der einen Konstantstromschaltung unterdrückt werden. Bis zum Erreichen der Summe der Durchschlagfestigkeit der zwei Konstantstromschaltungen und der Abfallmenge der Spannung in Durchlassrichtung des LED-Arrays kommt es daher nicht zu einer Zerstörung des FET aufgrund von Durchschlagen, wodurch das Fließen eines hohen Stroms in der gesamten LED-Treiberschaltung vermieden werden kann.In the case where an overvoltage is applied to the LED driver circuit, current limiting of the other constant current circuit occurs almost immediately at the beginning of the breakdown of the one constant current circuit, destruction of the FET in connection with the breakdown of one constant current circuit can be suppressed , Therefore, until the sum of the breakdown strength of the two constant current circuits and the drop amount of the forward-bias voltage of the LED array is achieved, breakdown of the FET due to breakdown does not occur, whereby the flow of high current in the entire LED drive circuit can be avoided.
Wenn eine Leiterplatte auf derselben Fläche mit dem LED-Array und seiner Treiberschaltung bestückt wird, kann die Leiterplatte auch mit der Konstantstromschaltung bestückt werden, da die hinzugefügte Konstantstromschaltung mit den Bauteilen in der Treiberschaltung identisch oder ähnlich ist. Auf diese Weise kann ein leicht handhabbares LED-Modul mit Schaltungen erlangt werden.If a printed circuit board is populated on the same surface with the LED array and its driver circuit, the printed circuit board can also be equipped with the constant current circuit, since the added constant current circuit is identical or similar to the components in the driver circuit. In this way, an easily manageable LED module with circuits can be obtained.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
1 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung des Stands der Technik zeigt. 1 Fig. 13 is a view showing the structure of a prior art LED drive circuit.
2 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung des Stands der Technik mit einem Varistor zeigt. 2 Fig. 10 is a view showing the structure of a prior art LED driving circuit with a varistor.
3 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG.
4 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG.
5 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED driver circuit according to a third embodiment of the present invention. FIG.
6 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to a fourth embodiment of the present invention. FIG.
7 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
8 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 8th FIG. 14 is a view showing the construction of an LED drive circuit according to a sixth embodiment of the present invention. FIG.
9 ist eine Ansicht, die ein erstes Bestückungsbeispiel einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 FIG. 12 is a view showing a first mounting example of an LED driver circuit of the present invention. FIG.
10 ist eine Ansicht, die ein zweites Bestückungsbeispiel einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 Fig. 12 is a view showing a second mounting example of an LED driving circuit of the present invention.
11 ist eine Ansicht, die ein drittes Bestückungsbeispiel einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. 11 Fig. 10 is a view showing a third example of mounting of an LED driving circuit of the present invention.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren LED-Treiberschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, sondern erstreckt sich auf die in den Patentansprüchen aufgeführten Erfindungen und deren äquivalente.Hereinafter, LED driver circuits according to the present invention will be described with reference to the figures. However, the technical scope of the present invention is not limited to the described embodiments, but extends to the inventions listed in the claims and their equivalents.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 3 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung 15, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, ein LED-Array 11, das mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 15 verbunden ist, und eine erste Konstantstromschaltung 19 auf, die mit dem LED-Array 11 in Serie geschaltet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 10x zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 15 und dem LED-Array 11 aufweist.First, an LED drive circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the figures. 3 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. The LED driver circuit 101 according to the first embodiment of the present invention comprises a bridge rectifier circuit 15 which converts an AC voltage to a pulsating DC voltage and outputs an LED array 11 connected to the output side of the bridge rectifier circuit 15 is connected, and a first constant current circuit 19 on that with the LED array 11 is connected in series, and is characterized in that it also has a second constant current circuit 10x between the bridge rectifier circuit 15 and the LED array 11 having.
Die LED-Treiberschaltung 101 ist mit einer kommerziellen Wechselspannungsquelle 17 verbunden, und über eine Sicherung 16 wird Wechselspannung in die Brücken-Gleichrichterschaltung 15 eingespeist.The LED driver circuit 101 is with a commercial AC source 17 connected, and about a backup 16 becomes AC voltage in the bridge rectifier circuit 15 fed.
Die Brücken-Gleichrichterschaltung 15 bildet eine Diodenbrücke aus vier Dioden. Die kommerzielle Wechselspannungsquelle 17 ist mit der Wechselspannungseingangsseite der Diodenbrücke verbunden, wandelt die Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung um und gibt diese aus. Eine Klemme A auf der Stromausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 15 ist mit einem FET 10 der zweiten Konstantstromschaltung 10x verbunden, und eine Klemme B der Stromeingangsseite ist mit einem Gate-Schutzwiderstand 13 und einem Stromdetektionswiderstand 14 der ersten Konstantstromschaltung 19 verbunden.The bridge rectifier circuit 15 forms a diode bridge of four diodes. The commercial AC source 17 is connected to the AC input side of the diode bridge, converts the AC voltage to a pulsating DC voltage and outputs it. A terminal A on the current output side of the bridge rectifier circuit 15 is with a FET 10 the second constant current circuit 10x connected, and a terminal B of the current input side is provided with a gate protective resistor 13 and a current detection resistor 14 the first constant current circuit 19 connected.
Das LED-Array 11 ist mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 15 verbunden. Bei dem LED-Array 11 sind beispielsweise 80 LEDs in Serie geschaltet. Eine Schwellenspannung Vf der einzelnen LEDs, die das LED-Array 11 bilden, beträgt etwa 3 V, weshalb das LED-Array 11 leuchtet, wenn an das LED-Array 11, bei dem 80 LEDs geschaltet sind, insgesamt eine Spannung von 240 V angelegt wird.The LED array 11 is to the output side of the bridge rectifier circuit 15 connected. In the LED array 11 For example, 80 LEDs are connected in series. A threshold voltage Vf of each LED, which is the LED array 11 is about 3 V, which is why the LED array 11 lights when connected to the LED array 11 , in which 80 LEDs are connected, a total of 240 V is applied.
Die erste Konstantstromschaltung 19 ist mit dem LED-Array 11 in Serie geschaltet. Die erste Konstantstromschaltung 19 weist einen NMOS-Feldeffekttransistor 12 (im Folgenden kurz FET) des Verarmungstyps, einen Gate-Schutzwiderstand 13 und einen Stromdetektionswiderstand 14 auf. Der Gate-Schutzwiderstand 13 ist ein Schutzwiderstand, der das Gate des FET 12 vor Überspannung schützt. Der Stromdetektionswiderstand 14 ist ein Widerstand zum Detektieren von Strom und ist derart an den FET 12 rückgekoppelt, dass der zum Stromdetektionswiderstand 14 fließende Strom konstant wird. Als FET 12 kann beispielsweise ein FET mit einer Durchschlagfestigkeit von 600 V zwischen Drain und Source benutzt werden.The first constant current circuit 19 is with the LED array 11 connected in series. The first constant current circuit 19 has an NMOS field effect transistor 12 (hereinafter, FET for short) of the depletion type, a gate protection resistor 13 and a current detection resistor 14 on. The gate protection resistor 13 is a protective resistor that is the gate of the FET 12 protects against overvoltage. The current detection resistor 14 is a resistor for detecting current and is thus to the FET 12 fed back that to the current detection resistor 14 flowing stream becomes constant. As FET 12 For example, a FET with a dielectric strength of 600 V between drain and source can be used.
Die zweite Konstantstromschaltung 10x ist zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 15 und dem LED-Array 11 in Serie geschaltet. Die zweite Konstantstromschaltung 10x weist einen FET 10 auf. Als FET 10 kann beispielsweise ein FET mit einer Durchschlagfestigkeit von 600 V benutzt werden. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 10x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in der ersten Konstantstromschaltung 19 fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass der FET 12 nicht durch Überstrom zerstört wird. Ein Normalstromwertbezeichnetdabei einen Stromwert, der einen Betrieb ermöglicht, wobei am FET 12 kein Durchschlag auftritt. Die zweite Konstantstromschaltung 10x umfasst vorzugsweise einen FET des Verarmungstyps.The second constant current circuit 10x is between the bridge rectifier circuit 15 and the LED array 11 connected in series. The second constant current circuit 10x has a FET 10 on. As FET 10 For example, a FET with a dielectric strength of 600 V can be used. A current setting value of the second constant current circuit 10x is equal to or higher than a normal current value in the first constant current circuit 19 flows, and is preferably set in such a range that the FET 12 not destroyed by overcurrent. A normal current value refers to a current value that allows operation, with the FET 12 no breakdown occurs. The second constant current circuit 10x preferably comprises a depletion type FET.
Bei der LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird selbst dann, wenn eine Überspannung angelegt wird und einen Durchschlag an der ersten Konstantstromschaltung 19 verursacht, so dass ein Überstrom fließen könnte, der Strom durch die zweite Konstantstromschaltung 10x begrenzt. Daher kann eine Zerstörung des FET im Zusammenhang mit einem Durchschlag an der ersten Konstantstromschaltung 19 unterdrückt werden. Bis zum Erreichen der Summe der Durchschlagfestigkeit der ersten Konstantstromschaltung 19 und der zweiten Konstantstromschaltung 10x und der Abfallmenge der Spannung in Durchlassrichtung des LED-Arrays 11 kommt es daher nicht zu einer Zerstörung des FET aufgrund von Durchschlagen, wodurch das Fließen eines hohen Stroms in der gesamten Schaltung vermieden werden kann. So kann zum Beispiel eine Durchschlagfestigkeit von insgesamt 1440 V erlangt werden, indem die an das LED-Array 11 angelegte Spannung von 240 V, die Durchschlagfestigkeit des FET 12 der ersten Konstantstromschaltung 19 von 600 V und die Durchschlagfestigkeit des FET 10 der zweiten Konstantstromschaltung 10x von 600 V summiert werden. Wenn also als Wechselspannungsquelle 17 eine Wechselspannung von 230 V genutzt, kann auch dann eine Zerstörung des FET im Zusammenhang mit einem Durchschlagen unterdrückt werden, wenn bei einer Spitzenspannung der pulsierenden Gleichspannung von 300 V eine Überspannung von 1 kV angelegt wird. In the LED driver circuit 101 According to the first embodiment of the present invention, even if an overvoltage is applied and a breakdown on the first constant current circuit 19 caused so that an overcurrent could flow, the current through the second constant current circuit 10x limited. Therefore, destruction of the FET may be associated with breakdown of the first constant current circuit 19 be suppressed. Until reaching the sum of the breakdown strength of the first constant current circuit 19 and the second constant current circuit 10x and the amount of waste of the voltage in the forward direction of the LED array 11 Therefore, there is no destruction of the FET due to breakdown, whereby the flow of a high current can be avoided throughout the circuit. For example, a total dielectric strength of 1440 V can be achieved by connecting to the LED array 11 applied voltage of 240 V, the dielectric strength of the FET 12 the first constant current circuit 19 of 600 V and the breakdown strength of the FET 10 the second constant current circuit 10x of 600V. So if as an AC source 17 used an AC voltage of 230 V, even if destruction of the FET in the context of strike-through can be suppressed, if at a peak voltage of the pulsating DC voltage of 300 V, a surge of 1 kV is applied.
Indem als Maßnahme gegen Überspannung anstelle des Varistors des Stands der Technik ein FET benutzt wird, ist es möglich, bezüglich des Chip-on-Board-(COB)-Aufbaus einen Nackt-Chip-FET in das Kunstharz einer Deckschicht einzubetten, wodurch eine Platzeinsparung erreicht werden kann.By using a FET as an overvoltage measure instead of the prior art varistor, it is possible to embed a bare-chip FET into the resin of a cap layer in terms of chip-on-board (COB) structure, thereby saving space can be achieved.
Da kein Varistorstrom mehr zur Sicherung fließt, vereinfacht sich die Einstellung der Sicherung, so dass eine flinke Sicherung benutzt werden kann.Since no more varistor current flows to the fuse, simplifies the setting of the fuse, so that a nimble fuse can be used.
Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 4 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich dadurch von der LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass an der Eingangsklemme der Wechselspannung der Brücken-Gleichrichterschaltung 25 außerdem ein Varistor 28 vorgesehen ist. Ansonsten ist der Aufbau der gleiche wie derjenige der LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.Next, an LED driving circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the figures. 4 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to the second embodiment of the present invention. FIG. The LED driver circuit 102 according to the second embodiment of the present invention differs thereby from the LED drive circuit 101 according to the first embodiment of the present invention, that at the input terminal of the AC voltage of the bridge rectifier circuit 25 also a varistor 28 is provided. Otherwise, the structure is the same as that of the LED driver circuit 101 according to the first embodiment, which is why a detailed description is omitted.
Die LED-Treiberschaltung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung 25, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, ein LED-Array 21, das mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 25 verbunden ist, und eine erste Konstantstromschaltung 29 auf, die mit dem LED-Array 21 in Serie geschaltet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 20x zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 25 und dem LED-Array 21 aufweist und ferner einen Varistor 28 umfasst. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 20x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in der ersten Konstantstromschaltung 29 fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass der FET 22 nicht durch Überstrom zerstört wird.The LED driver circuit 102 according to the second embodiment of the present invention comprises a bridge rectifier circuit 25 which converts an AC voltage to a pulsating DC voltage and outputs an LED array 21 connected to the output side of the bridge rectifier circuit 25 is connected, and a first constant current circuit 29 on that with the LED array 21 is connected in series, and is characterized in that it also has a second constant current circuit 20x between the bridge rectifier circuit 25 and the LED array 21 and also a varistor 28 includes. A current setting value of the second constant current circuit 20x is equal to or higher than a normal current value in the first constant current circuit 29 flows, and is preferably set in such a range that the FET 22 not destroyed by overcurrent.
Bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann selbst dann, wenn eine höhere Überspannung angelegt wird als bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, durch Hinzufügen des Varistors zusätzlich zur zweiten Konstantstromschaltung 20x, ein Durchschlagen am FET 10, 20 unterdrückt werden, wodurch der Betrieb weiter stabilisiert werden kann.In the LED driving circuit according to the second embodiment of the present invention, even when a higher overvoltage is applied than in the LED driving circuit according to the first embodiment, by adding the varistor in addition to the second constant current circuit 20x , a blow through at the FET 10 . 20 can be suppressed, whereby the operation can be further stabilized.
Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 5 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich dadurch von der LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, dass das LED-Array und die erste Konstantstromschaltung als mehrstufiger Aufbau ausgebildet sind, wobei mehrere LED-Arrays 311–314 und mehrere erste Konstantstromschaltungen 30a–30d parallel geschaltet sind.Next, an LED driving circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the figures. 5 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED driving circuit according to the third embodiment of the present invention. The LED driver circuit 103 according to the third embodiment of the present invention differs thereby from the LED drive circuit 101 according to the first embodiment, that the LED array and the first constant current circuit are formed as a multi-stage structure, wherein a plurality of LED arrays 311 - 314 and a first plurality of constant current circuits 30a - 30d are connected in parallel.
Während die LED-Schaltung 1 der LED-Treiberschaltung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus nur einer Stufe aufgebaut ist, wie in 3 gezeigt, ist die LED-Schaltung der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus vier Stufen 3a–3d aufgebaut. Der Betrieb der LED-Treiberschaltung mit mehrstufigem Aufbau soll im Folgenden kurz beschrieben werden.While the LED circuit 1 the LED driver circuit 101 is constructed according to the first embodiment of only one stage, as in 3 shown is the LED circuit of the LED driver circuit 103 according to the third embodiment of four stages 3a - 3d built up. The operation of the multi-stage LED driving circuit will be briefly described below.
Wenn eine pulsierende Gleichspannung als Spannung für den Betrieb des LED-Arrays benutzt wird, verändert sich die an das LED-Array angelegte Spannung zyklisch zwischen 0 V und der Spitzenspannung. Bei Verwendung einer Wechselspannungsquelle mit 230 V beträgt die Spitzenspannung etwa 320 V. Die an das LED-Array angelegte Spannung ist auf eine Spannung unterhalb der Spitzenspannung eingestellt. Da die Schwellenspannung der LEDs bei etwa 3 V liegt, ist beispielsweise ein Aufbau mit 80 seriell geschalteten LEDs als LED-Array möglich. Da das LED-Array nicht leuchtet, solange die an das LED-Array angelegte Spannung unter der Schwellenspannungssumme des LED-Arrays von 240 V liegt, ergibt sich das Problem einer geringen Leuchtperiode des LED-Arrays und damit einer geringen Effektivität. Aus diesem Grund ist ein mehrstufiger Aufbau der LED-Schaltung für den Betrieb des LED-Arrays vorgesehen.When a pulsating DC voltage is used as the voltage for the operation of the LED array, the voltage applied to the LED array varies cyclically between 0 V and the peak voltage. When using a The AC voltage source at 230 V, the peak voltage is about 320 V. The voltage applied to the LED array voltage is set to a voltage below the peak voltage. Since the threshold voltage of the LEDs is about 3 V, for example, a structure with 80 series-connected LEDs as an LED array is possible. Since the LED array is not lit as long as the voltage applied to the LED array voltage is below the threshold voltage sum of the LED array of 240 V, there is the problem of a low light-emitting period of the LED array and thus a low efficiency. For this reason, a multi-stage structure of the LED circuit for the operation of the LED array is provided.
Bei der LED-Treiberschaltung 103 aus 5 umfasst die LED-Schaltung vier Stufen 3a–3d. Bei vierstufiger Ausbildung der LED-Schaltungen zum Betreiben von LED-Arrays mit beispielsweise 80 seriell geschalteten LEDs kann ein Aufbau erzielt werden, wobei in LED-Arrays 311–314 jeweils zwanzig LEDs seriell geschaltet sind. Solange in diesem Fall die pulsierende Gleichspannung 60 V nicht überschreitet, leuchtet keins der LED-Arrays; sobald jedoch die pulsierende Gleichspannung etwa 60 V überschreitet, führt ausschließlich der FET 321 der ersten Konstantstromschaltung 30a Strom, während die FETs 322–324 keinen Strom führen, so dass nur an das LED-Array 311 60 V angelegt werden und nur dieses leuchtet. Wenn die pulsierende Gleichspannung weiter erhöht wird und etwa 120 V überschreitet, nimmt der Spannungsabfall am Stromdetektionswiderstand 341 der ersten Konstantstromschaltung 30a, die die LED-Schaltung 3a der ersten Stufe bildet, zu, weshalb der FET 321 unterbrochen wird, während ausschließlich der FET 322 der zweiten Konstantstromschaltung 30b, die die LED-Schaltung 3b der zweiten Stufe bildet, Strom führt und der FET 323 und der FET 324 weiterhin keinen Strom führen. Daher wird die pulsierende Gleichspannung an die LED-Arrays 311 und 312 angelegt, die deshalb leuchten. Durch weiteres Erhöhen der pulsierenden Gleichspannung leuchten außerdem die LED-Arrays 313 und 314, weshalb das Leuchten der LED-Arrays 311–314 bereits bei einer pulsierenden Gleichspannung von etwa 60 V beginnt, wodurch sich die Effektivität steigern lässt.In the LED driver circuit 103 out 5 The LED circuit has four stages 3a - 3d , In four-stage design of the LED circuits for operating LED arrays with, for example, 80 series-connected LEDs, a structure can be achieved, wherein in LED arrays 311 - 314 each twenty LEDs are connected in series. As long as in this case the pulsating DC voltage does not exceed 60 V, none of the LED arrays will be illuminated; however, as soon as the pulsating DC voltage exceeds about 60 V, only the FET will run 321 the first constant current circuit 30a Electricity while the FETs 322 - 324 do not carry any current, so only to the LED array 311 60 V are applied and only this lights up. When the pulsating DC voltage is further increased and exceeds about 120 V, the voltage drop on the current detection resistor decreases 341 the first constant current circuit 30a that the LED circuit 3a the first stage forms, why the FET 321 is interrupted while excluding the FET 322 the second constant current circuit 30b that the LED circuit 3b the second stage forms, current leads and the FET 323 and the FET 324 continue to carry no electricity. Therefore, the pulsating DC voltage is applied to the LED arrays 311 and 312 created that therefore shine. By further increasing the pulsating DC voltage, the LED arrays also shine 313 and 314 , which is why the lights of the LED arrays 311 - 314 already begins with a pulsating DC voltage of about 60 V, which can increase the effectiveness.
Bei mehrstufiger Ausbildung der LED-Schaltung in dieser Weise nimmt die Anzahl der LEDs eines LED-Arrays in einer jeweiligen LED-Schaltung gegenüber einer einstufigen Ausbildung ab. Wird eine LED-Schaltung mit einer Stufe, die ein LED-Array mit 80 in Serie geschalteten LEDs aufweist, vierstufig ausgebildet und somit die Anzahl der LEDs, die in den LED-Arrays der einzelnen LED-Schaltungen enthalten sind, gleichmäßig auf vier verteilt, so beträgt die Anzahl der in den LED-Arrays enthaltenen LEDs jeweils zwanzig. Führt nun nur die LED-Schaltung 3a der ersten Stufe Strom, so beträgt der Spannungsabfall am LED-Array 311 etwa 60 V, womit bei der mehrstufigen Ausbildung im Vergleich zur einstufigen Ausbildung die an die erste Konstantstromschaltung 30a angelegte Spannung größer wird, weshalb eine höhere Durchschlagfestigkeit erforderlich wird.With multi-level design of the LED circuit in this way, the number of LEDs of an LED array in a respective LED circuit decreases from a single-stage training. If a single-stage LED circuit having an LED array of 80 LEDs connected in series is formed in four stages, and thus the number of LEDs included in the LED arrays of the individual LED circuits is equally divided into four, For example, the number of LEDs included in each LED array is twenty. Now performs only the LED circuit 3a the first stage current, this is the voltage drop across the LED array 311 about 60 V, which in the multi-stage training compared to the single-stage training to the first constant current circuit 30a applied voltage increases, which is why a higher dielectric strength is required.
Bei der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die LED-Schaltungen mehrstufig ausgebildet, und sie weist außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 30x auf, die zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 35 und den LED-Arrays 311–314 in Serie geschaltet ist. Auf diese Weise kann ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Durchschlagfestigkeit der LED-Treiberschaltung 103 um den Betrag der Durchschlagfestigkeit des FET 30 der zweiten Konstantstromschaltung 30x verbessert werden. Wenn beispielsweise die Durchschlagfestigkeit des FET 321 der ersten Konstantstromschaltung 30a 600 V und die Durchschlagfestigkeit des FET 30 der zweiten Konstantstromschaltung 30x 600 V beträgt, kann auch unter der schwierigsten Bedingung, nämlich einem ausschließlichen Leuchten des LED-Arrays 311, eine Durchschlagfestigkeit von 1260 V erlangt werden. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 30x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 30a–30d fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 321–324 nicht durch Überstrom zerstört werden.In the LED driver circuit 103 According to the third embodiment of the present invention, the LED circuits are multi-stage, and further includes a second constant-current circuit 30x on that between the bridge rectifier circuit 35 and the LED arrays 311 - 314 connected in series. In this way, as well as the first embodiment, the dielectric strength of the LED driving circuit 103 by the amount of dielectric strength of the FET 30 the second constant current circuit 30x be improved. For example, if the breakdown strength of the FET 321 the first constant current circuit 30a 600 V and the dielectric strength of the FET 30 the second constant current circuit 30x 600 V can, even under the most difficult condition, namely an exclusive illumination of the LED array 311 , a dielectric strength of 1260 V can be achieved. A current setting value of the second constant current circuit 30x is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 30a - 30d flows, and is preferably set in such a range that the FETs 321 - 324 not be destroyed by overcurrent.
Bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann also durch Hinzufügen der zweiten Konstantstromschaltung auch dann, wenn durch mehrstufiges Ausbilden der LED-Schaltungen der Spannungsabfall an den LED-Arrays der einzelnen LED-Schaltungen geringer ist, eine hohe Durchschlagfestigkeit erreicht werden.In the LED driving circuit according to the third embodiment of the present invention, therefore, by adding the second constant current circuit, even if the voltage drop across the LED arrays of the individual LED circuits is lower by multi-stage formation of the LED circuits, a high dielectric strength can be achieved ,
Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 6 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 104 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich dadurch von der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass an der Eingangsklemme der Wechselspannung der Brücken-Gleichrichterschaltung 45 außerdem ein Varistor 48 vorgesehen ist. Ansonsten ist der Aufbau der gleiche wie derjenige der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.Next, an LED driver circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the figures. 6 FIG. 14 is a view showing the structure of an LED drive circuit according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. The LED driver circuit 104 according to the fourth embodiment of the present invention differs thereby from the LED drive circuit 103 according to the third embodiment of the present invention, that at the input terminal of the AC voltage of the bridge rectifier circuit 45 also a varistor 48 is provided. Otherwise, the structure is the same as that of the LED driver circuit 103 according to the third embodiment, which is why a detailed description is omitted.
Die LED-Treiberschaltung 104 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung 45, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, LED-Arrays 411–414, die mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 45 verbunden sind, und erste Konstantstromschaltungen 40a–40d auf, die jeweils mit den LED-Arrays 411–414 in Serie geschaltet sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 40x zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 45 und dem LED-Array 411 aufweist und ferner einen Varistor 48 umfasst. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 40x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 40a–40d fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 421–424 nicht durch Überstrom zerstört werden.The LED driver circuit 104 according to the fourth embodiment of the present invention comprises a bridge rectifier circuit 45 that converts and outputs an AC voltage to a pulsating DC voltage, LED arrays 411 - 414 connected to the output side of the bridge rectifier circuit 45 are connected, and first constant current circuits 40a - 40d on, each with the LED arrays 411 - 414 are connected in series, and is characterized by further comprising a second constant current circuit 40x between the bridge rectifier circuit 45 and the LED array 411 and also a varistor 48 includes. A current setting value of the second constant current circuit 40x is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 40a - 40d flows, and is preferably set in such a range that the FETs 421 - 424 not be destroyed by overcurrent.
Bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann selbst dann, wenn eine höhere Überspannung angelegt wird als bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, durch Hinzufügen des Varistors zusätzlich zur zweiten Konstantstromschaltung 40x ein Durchschlagen an den FETs 421–424 und 40 unterdrückt werden, wodurch der Betrieb weiter stabilisiert werden kann.In the LED driving circuit according to the fourth embodiment of the present invention, even when a higher overvoltage is applied than in the LED driving circuit according to the third embodiment, by adding the varistor in addition to the second constant current circuit 40x a breakthrough at the FETs 421 - 424 and 40 can be suppressed, whereby the operation can be further stabilized.
Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 7 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich dadurch von der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, dass die zweite Konstantstromschaltung 50x mit der Masseseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 55 verbunden ist. Ansonsten ist der Aufbau der gleiche wie derjenige der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.Next, an LED driver circuit according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the figures. 7 FIG. 14 is a view showing the construction of an LED drive circuit according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. The LED driver circuit 105 according to the fifth embodiment of the present invention differs thereby from the LED drive circuit 103 according to the third embodiment of the present invention, that the second constant current circuit 50x with the ground side of the bridge rectifier circuit 55 connected is. Otherwise, the structure is the same as that of the LED driver circuit 103 according to the third embodiment, which is why a detailed description is omitted.
Die LED-Treiberschaltung 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung 55, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, LED-Arrays 511–514, die mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 55 verbunden sind, und erste Konstantstromschaltungen 50a–50d auf, die jeweils mit den LED-Arrays 511–514 in Serie geschaltet sind, und weist außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 50x auf, die mit der Masseseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 55 verbunden ist. Wenn die zweite Konstantstromschaltung 50x mit der Masseseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 55 verbunden ist, ist zum Schutz des Gates des FET 50 ein Gate-Schutzwiderstand 59 vorgesehen. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 50x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 50a–50d fließt, undistvorzugsweiseineinem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 521–524 nicht durch Überstrom zerstört werden.The LED driver circuit 105 according to the fifth embodiment of the present invention comprises a bridge rectifier circuit 55 that converts and outputs an AC voltage to a pulsating DC voltage, LED arrays 511 - 514 connected to the output side of the bridge rectifier circuit 55 are connected, and first constant current circuits 50a - 50d on, each with the LED arrays 511 - 514 are connected in series, and also has a second constant current circuit 50x on that with the ground side of the bridge rectifier circuit 55 connected is. When the second constant current circuit 50x with the ground side of the bridge rectifier circuit 55 is connected to protect the gate of the FET 50 a gate protection resistor 59 intended. A current setting value of the second constant current circuit 50x is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 50a - 50d flows, and is preferably set in such a range that the FETs 521 - 524 not be destroyed by overcurrent.
Bei der LED-Treiberschaltung 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die LED-Schaltungen mehrstufig ausgebildet, und sie weist außerdem eine zweite Konstantstromschaltung 50x auf, die zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 55 und den ersten Konstantstromschaltungen 50a–50d in Serie geschaltet ist. Auf diese Weise kann ebenso wie beim dritten Ausführungsbeispiel die Durchschlagfestigkeit der LED-Treiberschaltung 105 um den Betrag der Durchschlagfestigkeit des FET 50 der zweiten Konstantstromschaltung 50x verbessert werden. Wenn beispielsweise die Durchschlagfestigkeit des FET 521 der ersten Konstantstromschaltung 50a 600 V und die Durchschlagfestigkeit des FET 50 der zweiten Konstantstromschaltung 50x 600 V beträgt, kann auch unter der schwierigsten Bedingung, nämlich einem ausschließlichen Leuchten des LED-Arrays 511, eine Durchschlagfestigkeit von 1260 V erlangt werden.In the LED driver circuit 105 According to the fifth embodiment of the present invention, the LED circuits are multi-stage, and further includes a second constant-current circuit 50x on that between the bridge rectifier circuit 55 and the first constant current circuits 50a - 50d connected in series. In this way, as well as the third embodiment, the dielectric strength of the LED driving circuit 105 by the amount of dielectric strength of the FET 50 the second constant current circuit 50x be improved. For example, if the breakdown strength of the FET 521 the first constant current circuit 50a 600 V and the dielectric strength of the FET 50 the second constant current circuit 50x 600 V can, even under the most difficult condition, namely an exclusive illumination of the LED array 511 , a dielectric strength of 1260 V can be achieved.
Bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann also durch Hinzufügen der zweiten Konstantstromschaltung auch dann, wenn durch mehrstufiges Ausbilden der LED-Schaltungen der Spannungsabfall an den LED-Arrays der einzelnen LED-Schaltungen geringer ist, eine hohe Durchschlagfestigkeit erreicht werden.In the LED driving circuit according to the fifth embodiment of the present invention, therefore, by adding the second constant current circuit, even if the voltage drop across the LED arrays of the individual LED circuits is smaller by multi-stage formation of the LED circuits, a high dielectric strength can be achieved ,
Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine LED-Treiberschaltung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 8 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer LED-Treiberschaltung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die LED-Treiberschaltung 106 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich dadurch von der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass die zweite Konstantstromschaltung mehrere Konstantstromschaltungen 60x, 60y umfasst, die in Serie geschaltet sind. Ansonsten ist der Aufbau der gleiche wie derjenige der LED-Treiberschaltung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.Next, an LED driving circuit according to a sixth embodiment will be described with reference to the figures. of the present invention. 8th FIG. 14 is a view showing the structure of an LED driver circuit according to the sixth embodiment of the present invention. The LED driver circuit 106 according to the sixth embodiment of the present invention differs thereby from the LED drive circuit 103 According to the third embodiment of the present invention, the second constant current circuit includes a plurality of constant current circuits 60x . 60y includes, which are connected in series. Otherwise, the structure is the same as that of the LED driver circuit 103 according to the third embodiment, which is why a detailed description is omitted.
Die LED-Treiberschaltung 106 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Brücken-Gleichrichterschaltung 65, die eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandelt und ausgibt, LED-Arrays 611–614, die mit der Ausgangsseite der Brücken-Gleichrichterschaltung 65 verbunden sind, und erste Konstantstromschaltungen 60a–60d auf, die jeweils mit den LED-Arrays 611–614 in Serie geschaltet sind, und weist außerdem mehrere Konstantstromschaltungen 60x, 60y auf, die zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 65 und dem LED-Array 611 in Serie geschaltet sind. Ein Stromeinstellwert der mehreren Konstantstromschaltungen 60x, 60y ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 60a–60d fließt, undistvorzugsweiseineinem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 621–624 nicht durch Überstrom zerstört werden.The LED driver circuit 106 according to the sixth embodiment of the present invention comprises a bridge rectifier circuit 65 that converts and outputs an AC voltage to a pulsating DC voltage, LED arrays 611 - 614 connected to the output side of the bridge rectifier circuit 65 are connected, and first constant current circuits 60a - 60d on, each with the LED arrays 611 - 614 are connected in series, and also has a plurality of constant current circuits 60x . 60y on that between the bridge rectifier circuit 65 and the LED array 611 are connected in series. A current setting value of the plurality of constant current circuits 60x . 60y is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 60a - 60d flows, and is preferably set in such a range that the FETs 621 - 624 not be destroyed by overcurrent.
Bei der LED-Treiberschaltung 106 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die LED-Schaltungen mehrstufig ausgebildet, und sie weist außerdem zwei zweite Konstantstromschaltungen 60x und 60y auf, die zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung 65 und dem LED-Array 611–614 in Serie geschaltet sind. Auf diese Weise kann ebenso wie beim dritten Ausführungsbeispiel die Durchschlagfestigkeit der LED-Treiberschaltung 106 um den Betrag der Durchschlagfestigkeit des FET 601 und des FET 602 der zweiten Konstantstromschaltung 60x und 60y verbessert werden. Wenn beispielsweise die Durchschlagfestigkeit des FET 621 der ersten Konstantstromschaltung 60a 600 V und die Durchschlagfestigkeit des FET 601 der zweiten Konstantstromschaltung 60x und des FET 602 der zweiten Konstantstromschaltung 60y 600 V beträgt, kann auch unter der schwierigsten Bedingung, nämlich einem ausschließlichen Leuchtendes LED-Arrays 611, eine Durchschlagfestigkeit von 1860 V erlangt werden.In the LED driver circuit 106 According to the sixth embodiment of the present invention, the LED circuits are multi-stage, and also includes two second constant-current circuits 60x and 60y on that between the bridge rectifier circuit 65 and the LED array 611 - 614 are connected in series. In this way, as well as the third embodiment, the dielectric strength of the LED driving circuit 106 by the amount of dielectric strength of the FET 601 and the FET 602 the second constant current circuit 60x and 60y be improved. For example, if the breakdown strength of the FET 621 the first constant current circuit 60a 600 V and the dielectric strength of the FET 601 the second constant current circuit 60x and the FET 602 the second constant current circuit 60y 600 V can, even under the most difficult condition, namely an exclusive luminous LED arrays 611 , a dielectric strength of 1860 V can be achieved.
Die Anzahl der hinzuzufügenden zweiten Konstantstromschaltungen lässt sich allgemein wie folgt berechnen. Zunächst wird anhand der Überspannung und der Spitzenspannung der pulsierenden Gleichspannung die gewünschte Gesamtdurchschlagfestigkeit berechnet. Sodann wird die Anzahl der in Serie geschalteten LEDs in einem LED-Array bestimmt, und von der Gesamtdurchschlagfestigkeit wird ein Wert abgezogen, der sich durch Multiplikation der Anzahl der in Serie geschalteten LEDs mit dem Spannungsabfall der LEDs ergibt; durch Vergleichen des Ergebnisses mit der FET-Durchschlagfestigkeit kann dann die Anzahl der zweiten Konstantstromschaltungen ermittelt werden.The number of second constant current circuits to be added can be generally calculated as follows. First, the desired total breakdown strength is calculated from the overvoltage and the peak voltage of the pulsating DC voltage. Then, the number of LEDs connected in series is determined in an LED array, and from the total breakdown strength, a value obtained by multiplying the number of series-connected LEDs by the voltage drop of the LEDs is subtracted; By comparing the result with the FET breakdown strength, the number of second constant current circuits can then be determined.
Wie oben beschrieben, kann bei der LED-Treiberschaltung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch Hinzufügen der mehreren zweiten Konstantstromschaltungen auch dann, wenn durch mehrstufiges Ausbilden der LED-Schaltungen der Spannungsabfall an den LED-Arrays der einzelnen LED-Schaltungen geringer ist, eine hohe Durchschlagfestigkeit erreicht werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden zwei in Serie geschaltete Konstantstromschaltungen als zweite Konstantstromschaltungen dargestellt, doch liegt keine Beschränkung darauf vor, und es können auch drei oder mehr Konstantstromschaltungen in Serie geschaltet sein.As described above, in the LED driving circuit according to the sixth embodiment of the present invention, by adding the plural second constant current circuits, even if the voltage drop across the LED arrays of the individual LED circuits is smaller by multi-stage formation of the LED circuits, one can high dielectric strength can be achieved. In the present embodiment, two series-connected constant current circuits have been illustrated as second constant current circuits, but are not limited thereto, and three or more constant current circuits may be connected in series.
Wie oben beschrieben, ist bei der LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung als Maßnahme gegen Überspannungen anstelle eines Varistors oder zusätzlich zu diesem eine zweite Konstantstromschaltung mit FET vorgesehen. Da die zweite Konstantstromschaltung als Aufbauelement FET aufweist, ist es möglich, sie auf demselben Substrat wie wenigstens eins von dem LED-Array und der ersten Konstantstromschaltung vorzusehen. Im Folgenden sollen Beispiele der Bestückung eines COB mit der zweiten Konstantstromschaltung beschrieben werden.As described above, in the LED drive circuit of the present invention, as a measure against surges, instead of or in addition to a varistor, there is provided a second constant current circuit with FET. Since the second constant current circuit has FET as a constituent element, it is possible to provide it on the same substrate as at least one of the LED array and the first constant current circuit. In the following, examples of the mounting of a COB with the second constant current circuit will be described.
Als erstes zeigt 9 ein erstes Bestückungsbeispiel der Bestückung eines COB mit einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung. 9(a) zeigt als LED-Treiberschaltung eine Schaltungskonfigurierung mit einer zweiten Konstantstromschaltung 70x, und 9(b) ist eine Draufsicht auf den COB mit der Schaltungskonfigurierung aus 9(a).First shows 9 a first mounting example of the mounting of a COB with an LED driver circuit of the present invention. 9 (a) shows as LED driver circuit a circuit configuration with a second constant current circuit 70x , and 9 (b) is a plan view of the COB with the circuit configuration off 9 (a) ,
In 9(b) bezeichnet 107 ein Substrat, wobei das Substrat 107 mit LED-Arrays 711 und 712, FETs 721 und 722, die erste Konstantstromschaltungen 70a und 70b bilden, Gate-Schutzwiderständen 731 und 732 und Stromdetektionswiderständen 741 und 742 bestückt ist, wobei dasselbe Substrat außerdem mit einem FET 70 bestückt ist, der eine zweite Konstantstromschaltung 70x der vorliegenden Erfindung bildet. 79a und 79b bezeichnen Anschlussklemmen für die Brücken-Gleichrichterschaltung 75. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 70x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 70a und 70b fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 721 und 722 nicht durch Überstrom zerstört werden.In 9 (b) designated 107 a substrate, wherein the substrate 107 with LED arrays 711 and 712 , FETs 721 and 722 , the first constant current circuits 70a and 70b form, gate protection resistors 731 and 732 and current detection resistors 741 and 742 equipped with the same substrate also with a FET 70 equipped, which is a second constant current circuit 70x of the present invention. 79a and 79b designate terminals for the bridge rectifier circuit 75 , A current setting value of the second constant current circuit 70x is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 70a and 70b flows, and is preferably set in such a range that the FETs 721 and 722 not be destroyed by overcurrent.
Im oben beschriebenen ersten Bestückungsbeispiel der LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung kann eine zweite Konstantstromschaltung als Überspannungsgegenmaßnahme auf einem COB des Stands der Technik verkapselt werden, so dass die Überspannungsgegenmaßnahme ohne Größenzunahme des Chips möglich ist.In the above-described first mounting example of the LED driver circuit of the present invention, a second constant current circuit may be encapsulated as a surge countermeasure on a COB of the prior art, so that the surge countermeasure is possible without increasing the size of the chip.
Als nächstes zeigt 10 ein zweites Bestückungsbeispiel der Bestückung eines COB mit einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung. 10(a) zeigt als LED-Treiberschaltung eine Schaltungskonfigurierung mit mehreren zweiten Konstantstromschaltungen 80x und 80y, und 10(b) ist eine Draufsicht auf den COB mit der Schaltungskonfigurierung aus 10(a). Next shows 10 a second example of equipping a COB with an LED driver circuit of the present invention. 10 (a) shows as LED driver circuit a circuit configuration with a plurality of second constant current circuits 80x and 80y , and 10 (b) is a plan view of the COB with the circuit configuration off 10 (a) ,
In 10(b) bezeichnet 108 ein Substrat, wobei das Substrat 108 mit LED-Arrays 811–814, FETs 821–825, die erste Konstantstromschaltungen 80a–80e bilden, Gate-Schutzwiderständen 831–835 und Stromdetektionswiderständen 841–845 bestückt ist, wobei dasselbe Substrat außerdem mit FETs 801 und 802 bestückt ist, die mehrere zweite Konstantstromschaltungen 80x und 80y der vorliegenden Erfindung bilden. 89a und 89b bezeichnen Anschlussklemmen für eine Brücken-Gleichrichterschaltung 85. Ein Stromeinstellwert der mehreren Konstantstromschaltungen 80x, 80y ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 80a–80e fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 821–825 nicht durch Überstrom zerstört werden.In 10 (b) designated 108 a substrate, wherein the substrate 108 with LED arrays 811 - 814 , FETs 821 - 825 , the first constant current circuits 80a - 80e form, gate protection resistors 831 - 835 and current detection resistors 841 - 845 equipped with the same substrate also with FETs 801 and 802 is equipped, the several second constant current circuits 80x and 80y of the present invention. 89a and 89b denote terminals for a bridge rectifier circuit 85 , A current setting value of the plurality of constant current circuits 80x . 80y is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 80a - 80e flows, and is preferably set in such a range that the FETs 821 - 825 not be destroyed by overcurrent.
Im oben beschriebenen zweiten Bestückungsbeispiel der LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung können mehrere zweite Konstantstromschaltungen als Überspannungsgegenmaßnahme auf einem COB des Stands der Technik verkapselt werden, so dass die Überspannungsgegenmaßnahme ohne Größenzunahme des Chips möglich ist.In the above-described second mounting example of the LED driver circuit of the present invention, a plurality of second constant current circuits may be encapsulated as a surge countermeasure on a COB of the prior art, so that the surge countermeasure is possible without increasing the size of the chip.
Als nächstes zeigt 11 ein drittes Bestückungsbeispiel der Bestückung eines COB mit einer LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung. 11(a) zeigt als LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung eine Schaltungskonfigurierung mit einer zweiten Konstantstromschaltung 90x, und 11(b) ist eine Draufsicht auf den COB mit der Schaltungskonfigurierung aus 11(a). Wenn der Sollwert der Durchschlagfestigkeit niedrig ist oder wenn die Durchschlagfestigkeit der zweiten Konstantstromschaltung 90x hoch ist, kann auf einen Varistor 98 verzichtet werden. Da in diesem Fall die außerhalb der LED-Treiberschaltung 109 vorzubereitenden Elemente auf die Sicherung beschränkt werden können, lassen sich die externen Schaltungen vereinfachen.Next shows 11 A third example of equipping a COB with an LED driving circuit of the present invention. 11 (a) shows as LED driver circuit of the present invention, a circuit configuration with a second constant current circuit 90x , and 11 (b) is a plan view of the COB with the circuit configuration off 11 (a) , When the set value of the breakdown resistance is low or when the breakdown resistance of the second constant current circuit 90x is high, can on a varistor 98 be waived. Because in this case the outside of the LED driver circuit 109 can be limited to be prepared elements to the fuse, the external circuits can be simplified.
In 11(b) bezeichnet 109 ein Substrat, wobei das Substrat 109 mit LED-Arrays 911 und 912, FETs 921 und 922, die erste Konstantstromschaltungen 90a und 90b bilden, Gate-Schutzwiderständen 931 und 932 und Stromdetektionswiderständen 941 und 942 bestückt ist, wobei dasselbe Substrat außerdem mit einem FET 90 bestückt ist, der eine zweite Konstantstromschaltung 90x der vorliegenden Erfindung bildet. Im dritten Bestückungsbeispiel ist dasselbe Substrat auch mit einer Brücken-Gleichrichterschaltung 95 bestückt. 99a und 99b bezeichnen Anschlussklemmen für die Wechselspannungsquelle 97. Ein Stromeinstellwert der zweiten Konstantstromschaltung 90x ist gleich oder höher als ein Normalstromwert, der in den ersten Konstantstromschaltungen 90a und 90b fließt, und ist vorzugsweise in einem derartigen Bereich eingestellt, dass die FETs 921 und 922 nicht durch Überstrom zerstört werden.In 11 (b) designated 109 a substrate, wherein the substrate 109 with LED arrays 911 and 912 , FETs 921 and 922 , the first constant current circuits 90a and 90b form, gate protection resistors 931 and 932 and current detection resistors 941 and 942 equipped with the same substrate also with a FET 90 equipped, which is a second constant current circuit 90x of the present invention. In the third mounting example, the same substrate is also with a bridge rectifier circuit 95 stocked. 99a and 99b designate terminals for the AC voltage source 97 , A current setting value of the second constant current circuit 90x is equal to or higher than a normal current value included in the first constant current circuits 90a and 90b flows, and is preferably set in such a range that the FETs 921 and 922 not be destroyed by overcurrent.
Im oben beschriebenen dritten Bestückungsbeispiel der LED-Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung sind als Überspannungsgegenmaßnahme eine zweite Konstantstromschaltung und eine Brücken-Gleichrichterschaltung auf einem COB des Stands der Technik verkapselt, so dass die Überspannungsgegenmaßnahme ohne Größenzunahme des Chips möglich ist.In the above-described third mounting example of the LED driver circuit of the present invention, as a surge countermeasure, a second constant current circuit and a bridge rectifier circuit are encapsulated on a COB of the prior art, so that the surge countermeasure is possible without increasing the size of the chip.
In der vorstehenden Beschreibung wurde ein zweistufiger, vierstufiger oder fünfstufiger Aufbau der LED-Schaltungen dargestellt, doch liegt keine Einschränkung darauf vor, und es ist auch ein dreistufiger oder sechs- oder mehrstufiger Aufbau möglich.In the above description, a two-stage, four-stage or five-stage construction of the LED circuits has been illustrated, but is not limited thereto, and a three-stage or six-stage or multi-stage construction is also possible.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2010-178571 [0002] JP 2010-178571 [0002]
