JP2004356000A - Led駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のLEDを用いた信号灯器において、LEDが故障しても信号灯器全体に及ぶ輝度低下の影響を少なくして信頼性を確保する。
【解決手段】複数のLED1‥1をマトリクス状に接続するとともに、そのLED駆動回路ブロックB1の各列L1‥Lnごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続することで、LEDが故障しても輝度低下の影響を少なくするとともに、故障しているLED以外の正常なLEDに異常な電流が流れることを防止する。
【選択図】図1
【解決手段】複数のLED1‥1をマトリクス状に接続するとともに、そのLED駆動回路ブロックB1の各列L1‥Lnごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続することで、LEDが故障しても輝度低下の影響を少なくするとともに、故障しているLED以外の正常なLEDに異常な電流が流れることを防止する。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばLED式信号灯器やLED式注意灯など、複数のLEDを光源とする発光・表示装置に適用されるLED駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
道路等に設置される3色信号灯器としては、従来、白熱電球(光源)と、この白熱電球の背面側に配置される反射板と、白熱電球の前面側に配置される前面カバーとからなり、その前面カバーに赤・青・黄の信号色を着色した構造のものが使用されている。
【0003】
また、最近では、消費電力の低減化や保守・管理に要する手間の削減等をはかることを目的として、LED式信号灯器が実用化されてきている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
LED式信号灯器は、多数のLED(発光色:赤、青または黄)がプリント配線基板に実装されてなるLEDユニットを光源とし、そのLEDユニットを灯器ケース内に収容し、LED群の前面側を透明の前面カバー(前面レンズカバー)で覆った構造となっている。また、LEDユニットを光源に用いた信号灯器としては、3色信号灯器のほか、例えばLED式矢印灯器や一灯点滅灯器なども実用化されている。
【0005】
このようなLED式信号灯器に適用されるLED駆動回路としては、従来、例えば図6に示すように、複数のLED1‥1と電流制限抵抗62が直列に接続された直列点灯回路61を複数並列に接続した回路構成で、その並列接続回路60にダイオードブリッジ回路63から直流電圧を供給することにより各LED1‥1を点灯する駆動回路が知られている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−67386号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図6に示す従来の駆動回路によれば、1つのLEDが断線故障すると、故障したLEDを含む1つの直列点灯回路全体が点灯しなくなる。例えば図6においてX箇所のLED1が故障すると、この故障したLED1が接続されている直列点灯回路61の全てのLED1‥1が消えてしまうので、灯器全体の輝度低下が大きくなってしまい、信号灯器としての信頼性が低下するという問題がある。
【0008】
本発明はそのような問題を解消するためになされたもので、例えば複数のLEDを用いた交通信号灯器において、LEDが故障しても信号灯器全体に及ぶ輝度低下の影響を少なくして、信号灯の信頼性を確保することことが可能なLED駆動回路の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のLED駆動回路は、複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDがマトリクス状に接続されているとともに、そのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ、閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴としている。
【0010】
なお、この発明に用いる「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」としては、ツェナーダイオードを挙げることができる。以下、この発明の説明においては「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」をツェナーダイオードという。また、ツェナーダイオードのツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値とする。
【0011】
この発明の駆動回路によれば、複数のLEDがマトリクス状に接続されているので、1つのLEDが断線故障した場合、その故障したLEDの後段の正常なLEDには、別のLED接続経路(隣接する行ライン)によって電流が供給されるので、消えてしまうLEDは1つだけで済み、輝度低下を少なくすることができる。
【0012】
しかも、LED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されたLED群に対してツェナーダイオードを並列接続しているので、次のような作用効果を奏することができる。
【0013】
まず、複数のLEDをマトリクス状に接続した回路において、LEDの断線故障が発生すると、故障したLEDとマトリクス上で並列に接続されたLEDを経由して電流が流れるため、同一の並列接続部分で複数のLEDが故障した場合、残った正常なLEDの電流負担が増え、LEDの輝度寿命に影響が及ぶ。
【0014】
これを解消するため、この本発明では、マトリクスの各列(または各行)ごとに並列接続されたLED群に対してツェナーダイオードを並列接続し、LED群内の1つのLEDが故障した際に他の正常なLEDに流れる電流が、LEDの最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流をツェナーダイオードに流すことでLEDを保護する。
【0015】
この発明のLED駆動回路において、複数のLEDがマトリクス状に接続されてなる回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路を接続しておいてもよい。このように駆動回路に定電流駆動回路を接続すると次のような利点がある。
【0016】
まず、複数のLEDをマトリクス状に接続しても、図7に示すように、電流制限抵抗72を用いた回路構成では、LED1の断線故障により電流経路が変わることで、個々のLED1に流れる電流が変化するため、信号灯器全体の輝度に影響が出るが、この発明のように、電流制限抵抗部分をマトリクス状に接続した回路全体の電流を一定に保つ定電流駆動回路とすることで、信号灯器全体の輝度変化を、電流制限抵抗を用いる場合よりも少なくすることができる。
【0017】
本発明のLED駆動回路は、複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDをマトリクス状に接続してなるLED駆動回路ブロックが複数並列接続されているとともに、その各LED駆動回路ブロックのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴としている。
【0018】
なお、この発明に用いる「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」としては、ツェナーダイオードを挙げることができる。以下、この発明の説明においては「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」をツェナーダイオードという。また、ツェナーダイオードのツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値とする。
【0019】
この発明の駆動回路によれば、LED駆動回路ブロックごとにLEDがマトリクス状に接続されているので、1つのLED駆動回路ブロックにおいて、1つのLEDが断線故障した場合、その故障したLEDの後段の正常なLEDには、別のLED接続経路(隣接する行ライン)にて電流が供給されるので、消えてしまうLEDは1つだけで済み、輝度低下を少なくすることができる。
【0020】
さらに、この発明の駆動回路では、以下の(1)及び(2)の作用効果を奏することができる。
【0021】
(1)LED接続マトリクス上において並列接続されたLEDのうち、1つを残した全てが断線故障した場合は、残った正常なLEDの電流負担が最大値となるが、全体の回路構成を複数のLED駆動回路ブロックに系統分けし、1系統のマトリクスにおける並列回路数(LEDの並列接続個数)を少なくすることで、LEDの電流負担を減らすことができる。また、このことにより、下記の(2)のツェナーダイオードに必要な電流容量を小さくすることができる。
【0022】
(2)前記したように、複数のLEDをマトリクス状に接続した回路において、LEDの断線故障が発生すると、故障したLEDとマトリクス上で並列に接続されたLEDを経由して電流が流れるため、同一の並列接続部分で複数のLEDが故障した場合、残った正常なLEDの電流負担が増え、LEDの輝度寿命に影響が出るが、各LED駆動回路ブロックの各列(または各行)ごとに並列接続されているLED群に対してツェナーダイオードをそれぞれ並列接続することで、LED群内の1つのLEDが故障した際に他の正常なLEDに流れる電流が、LEDの最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオードに流れるようになり、LEDを保護することができる。
【0023】
この発明のLED駆動回路において、複数のLED駆動回路ブロックには、その各回路ブロックの電流を一定に保つための定電流駆動回路を接続しておいてもよい。このように、各LED駆動回路ブロックに定電流駆動回路を接続しておくと、前記した発明と同様な理由により、信号灯器全体の輝度変化を、電流制限抵抗を用いる場合よりも少なくすることができる。
【0024】
なお、本発明のLED駆動回路は、LED式信号灯器に限られることなく、LED式注意灯あるいはその他のLED発光・表示装置などにも適用可能であり、それらの機器・装置に適用した場合でも、上記と同様な作用効果を達成することできる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
まず、本発明を適用するLED式信号灯器について図3を参照しながら説明する。
【0027】
図3に示すLED式信号灯器11は、道路上の車両交通の制御に用いられる信号灯器であって、プリント配線基板10にドット配置された多数のLED(発光色:赤、青または黄)1‥1と、プリント配線基板10の裏面側に配置(または、プリント配線基板10にLED1と共に混載配置)された駆動回路部及び電源部(いずれも図示せず)と、プリント配線基板10の前方(LED1・・1の前方)に配置された前面カバー(図示せず)などを備えており、図4に示すような交通信号灯12の灯器ケース13内に収容される。
【0028】
次に、図3に示すようなLED式信号灯器11に適用するLED駆動回路の具体的な例(本発明の実施形態)について説明する。
【0029】
<実施形態1>
図1は本発明の実施形態の回路構成を示す図である。
【0030】
図1に示す実施形態においては、多数のLED1‥1をマトリクス状に接続して1つのLED駆動回路ブロックB1を構成している。このLED駆動回路ブロックB1はダイオードブリッジ回路3に接続される。
【0031】
ダイオードブリッジ回路3は、交流電圧入力端子5,6に供給される交流電圧を直流電圧に変換し、その変換後の直流電圧をLED駆動回路ブロックB1に供給する。この電圧供給により、LED駆動回路ブロックB1の全てのLED1‥1が点灯する。
【0032】
そして、この実施形態においては、LEDの順電流増加に応じて順電圧も増加するという特性を利用し、マトリクス接続されている多数のLED1‥1のうち、各列L1,L2,‥Lnごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続している点に特徴がある。さらに、LED駆動回路ブロックB1の回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路4を接続している点に特徴がある。
【0033】
なお、ツェナーダイオード2は、LED群1‥1のアノードライン−カソードライン間に逆並列(LED1のアノード側にツェナーダイオード2のカソードを接続、LED1のカソード側にツェナーダイオード2のアノードを接続)で接続されている。また、ツェナーダイオード2のツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値としている。
【0034】
この実施形態によれば、LED1‥1をマトリクス状に接続しているので、1つのLED1が断線故障した場合、その故障したLED1の後段の正常なLED1には、別のLED接続経路(隣接する行ライン)で電流が供給されるので、1つのLED分の輝度低下で済む。
【0035】
また、各列L1,L2,‥Lnごとにツェナーダイオード2を並列接続しているので、例えば、LED駆動回路ブロックB1の列L1に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障して他の正常なLED1‥1に流れる電流が、LED1の最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオード2に流れるようになり、これにより、残った正常なLED1‥1に流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、正常なLED1‥1を保護することができる。さらに、LED駆動回路ブロックB1に定電流駆動回路4を接続しているので、信号灯器全体の輝度変化を少なくすることができる。
【0036】
<実施形態2>
図2は本発明の他の実施形態の回路構成を示す図である。
【0037】
図2に示す実施形態においては、複数のLED1‥1をマトリクス状に接続してなる複数のLED駆動回路ブロックB21‥B2nを、さらに並列接続してLED駆動回路ブロック群B20を構成している。このLED駆動回路ブロック群B20はダイオードブリッジ回路3に接続される。
【0038】
ダイオードブリッジ回路3は、交流電圧入力端子5,6に供給される交流電圧を直流電圧に変換し、その変換後の直流電圧を各LED駆動回路ブロックB21‥B2nに供給する。この電圧供給により、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの全てのLED1‥1が点灯する。
【0039】
そして、この実施形態においては、LEDの順電流増加に応じて順電圧も増加するという特性を利用し、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとにマトリクス接続されているLED1‥1のうち、各列L21,L22,‥L2nごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続している点に特徴がある。さらに、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとに、その各ブロックの回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路4をそれぞれ接続している点に特徴がある。
【0040】
なお、ツェナーダイオード2は、LED群1‥1のアノードライン−カソードライン間に逆並列(LED1のアノード側にツェナーダイオード2のカソードを接続、LED1のカソード側にツェナーダイオード2のアノードを接続)で接続されている。また、ツェナーダイオード2のツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値としている。
【0041】
この実施形態によれば、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとにLED1‥1をマトリクス状に接続しているので、例えば、1つのLED駆動回路ブロックB21の列L21に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障した場合、その故障したLED1の後段の正常なLED1には、別のLED接続経路(隣接する行ライン)で電流が供給されるので、1つのLED分の輝度低下で済む。さらに、全体の回路構成を複数のLED駆動回路ブロックB21‥B2nに系統分けし、1系統のLED駆動回路ブロックB21‥B2nにおけるLED1の接続個数を少なくしているので、LED1が断線故障した際における、他の正常なLED1の電流負担を減らすことができる。
【0042】
また、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの各列L1,L2,‥Lnごとに、ツェナーダイオード2を並列接続しているので、例えば、1つのLED駆動回路ブロックB21の列L21に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障して他の正常なLEDに流れる電流が、LED1の最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオード2に流れるようになり、これにより、残った正常なLED1‥1に流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、LED1を保護することができる。
【0043】
さらに、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとに、それぞれ定電流駆動回路4を接続しているので、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの回路全体に流れる電流を一定に保つことができ、信号灯器全体の輝度変化を少なくすることができる。
【0044】
以上の実施形態では、LED式信号灯器に本発明のLED駆動回路を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば図5に示すようなLED式矢印灯器21や一灯点滅灯器等の他の信号灯器、あるいは、複数のLEDを光源とする各種の発光・表示装置などにも適用できる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のLED駆動回路によれば、複数のLEDをマトリクス状に接続するとともに、そのLED接続マトリクスの各列(または各行)ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子(ツェナーダイオード)を並列接続しているので、LEDが故障しても輝度低下の影響を少なくすることができる。しかも、故障しているLED以外の正常なLEDに異常な電流が流れることを防止することができるので、残った正常なLEDの輝度寿命が低下すること抑制することができる。従って、本発明のLED駆動回路を用いることにより、例えばLED式信号灯器において信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の回路構成を示す図である。
【図2】本発明の他の実施形態の回路構成を示す図である。
【図3】本発明を適用するLED式信号灯器の構成を模式的に示す正面図である。
【図4】交通信号灯の一例を模式的に示す外観図である。
【図5】LED式矢印灯器の一例を模式的に示す正面図である。
【図6】LED式信号灯器の回路構成の一例を示す図である。
【図7】LED式信号灯器の回路構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 LED
10 プリント配線基板
2 ツェナーダイオード
3 ダイオードブリッジ回路
4 定電流駆動回路
B1 LED駆動回路ブロック
B21‥B2n LED駆動回路ブロック
11 LED式信号灯器
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばLED式信号灯器やLED式注意灯など、複数のLEDを光源とする発光・表示装置に適用されるLED駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
道路等に設置される3色信号灯器としては、従来、白熱電球(光源)と、この白熱電球の背面側に配置される反射板と、白熱電球の前面側に配置される前面カバーとからなり、その前面カバーに赤・青・黄の信号色を着色した構造のものが使用されている。
【0003】
また、最近では、消費電力の低減化や保守・管理に要する手間の削減等をはかることを目的として、LED式信号灯器が実用化されてきている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
LED式信号灯器は、多数のLED(発光色:赤、青または黄)がプリント配線基板に実装されてなるLEDユニットを光源とし、そのLEDユニットを灯器ケース内に収容し、LED群の前面側を透明の前面カバー(前面レンズカバー)で覆った構造となっている。また、LEDユニットを光源に用いた信号灯器としては、3色信号灯器のほか、例えばLED式矢印灯器や一灯点滅灯器なども実用化されている。
【0005】
このようなLED式信号灯器に適用されるLED駆動回路としては、従来、例えば図6に示すように、複数のLED1‥1と電流制限抵抗62が直列に接続された直列点灯回路61を複数並列に接続した回路構成で、その並列接続回路60にダイオードブリッジ回路63から直流電圧を供給することにより各LED1‥1を点灯する駆動回路が知られている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−67386号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図6に示す従来の駆動回路によれば、1つのLEDが断線故障すると、故障したLEDを含む1つの直列点灯回路全体が点灯しなくなる。例えば図6においてX箇所のLED1が故障すると、この故障したLED1が接続されている直列点灯回路61の全てのLED1‥1が消えてしまうので、灯器全体の輝度低下が大きくなってしまい、信号灯器としての信頼性が低下するという問題がある。
【0008】
本発明はそのような問題を解消するためになされたもので、例えば複数のLEDを用いた交通信号灯器において、LEDが故障しても信号灯器全体に及ぶ輝度低下の影響を少なくして、信号灯の信頼性を確保することことが可能なLED駆動回路の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のLED駆動回路は、複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDがマトリクス状に接続されているとともに、そのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ、閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴としている。
【0010】
なお、この発明に用いる「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」としては、ツェナーダイオードを挙げることができる。以下、この発明の説明においては「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」をツェナーダイオードという。また、ツェナーダイオードのツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値とする。
【0011】
この発明の駆動回路によれば、複数のLEDがマトリクス状に接続されているので、1つのLEDが断線故障した場合、その故障したLEDの後段の正常なLEDには、別のLED接続経路(隣接する行ライン)によって電流が供給されるので、消えてしまうLEDは1つだけで済み、輝度低下を少なくすることができる。
【0012】
しかも、LED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されたLED群に対してツェナーダイオードを並列接続しているので、次のような作用効果を奏することができる。
【0013】
まず、複数のLEDをマトリクス状に接続した回路において、LEDの断線故障が発生すると、故障したLEDとマトリクス上で並列に接続されたLEDを経由して電流が流れるため、同一の並列接続部分で複数のLEDが故障した場合、残った正常なLEDの電流負担が増え、LEDの輝度寿命に影響が及ぶ。
【0014】
これを解消するため、この本発明では、マトリクスの各列(または各行)ごとに並列接続されたLED群に対してツェナーダイオードを並列接続し、LED群内の1つのLEDが故障した際に他の正常なLEDに流れる電流が、LEDの最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流をツェナーダイオードに流すことでLEDを保護する。
【0015】
この発明のLED駆動回路において、複数のLEDがマトリクス状に接続されてなる回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路を接続しておいてもよい。このように駆動回路に定電流駆動回路を接続すると次のような利点がある。
【0016】
まず、複数のLEDをマトリクス状に接続しても、図7に示すように、電流制限抵抗72を用いた回路構成では、LED1の断線故障により電流経路が変わることで、個々のLED1に流れる電流が変化するため、信号灯器全体の輝度に影響が出るが、この発明のように、電流制限抵抗部分をマトリクス状に接続した回路全体の電流を一定に保つ定電流駆動回路とすることで、信号灯器全体の輝度変化を、電流制限抵抗を用いる場合よりも少なくすることができる。
【0017】
本発明のLED駆動回路は、複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDをマトリクス状に接続してなるLED駆動回路ブロックが複数並列接続されているとともに、その各LED駆動回路ブロックのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴としている。
【0018】
なお、この発明に用いる「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」としては、ツェナーダイオードを挙げることができる。以下、この発明の説明においては「閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子」をツェナーダイオードという。また、ツェナーダイオードのツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値とする。
【0019】
この発明の駆動回路によれば、LED駆動回路ブロックごとにLEDがマトリクス状に接続されているので、1つのLED駆動回路ブロックにおいて、1つのLEDが断線故障した場合、その故障したLEDの後段の正常なLEDには、別のLED接続経路(隣接する行ライン)にて電流が供給されるので、消えてしまうLEDは1つだけで済み、輝度低下を少なくすることができる。
【0020】
さらに、この発明の駆動回路では、以下の(1)及び(2)の作用効果を奏することができる。
【0021】
(1)LED接続マトリクス上において並列接続されたLEDのうち、1つを残した全てが断線故障した場合は、残った正常なLEDの電流負担が最大値となるが、全体の回路構成を複数のLED駆動回路ブロックに系統分けし、1系統のマトリクスにおける並列回路数(LEDの並列接続個数)を少なくすることで、LEDの電流負担を減らすことができる。また、このことにより、下記の(2)のツェナーダイオードに必要な電流容量を小さくすることができる。
【0022】
(2)前記したように、複数のLEDをマトリクス状に接続した回路において、LEDの断線故障が発生すると、故障したLEDとマトリクス上で並列に接続されたLEDを経由して電流が流れるため、同一の並列接続部分で複数のLEDが故障した場合、残った正常なLEDの電流負担が増え、LEDの輝度寿命に影響が出るが、各LED駆動回路ブロックの各列(または各行)ごとに並列接続されているLED群に対してツェナーダイオードをそれぞれ並列接続することで、LED群内の1つのLEDが故障した際に他の正常なLEDに流れる電流が、LEDの最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオードに流れるようになり、LEDを保護することができる。
【0023】
この発明のLED駆動回路において、複数のLED駆動回路ブロックには、その各回路ブロックの電流を一定に保つための定電流駆動回路を接続しておいてもよい。このように、各LED駆動回路ブロックに定電流駆動回路を接続しておくと、前記した発明と同様な理由により、信号灯器全体の輝度変化を、電流制限抵抗を用いる場合よりも少なくすることができる。
【0024】
なお、本発明のLED駆動回路は、LED式信号灯器に限られることなく、LED式注意灯あるいはその他のLED発光・表示装置などにも適用可能であり、それらの機器・装置に適用した場合でも、上記と同様な作用効果を達成することできる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
まず、本発明を適用するLED式信号灯器について図3を参照しながら説明する。
【0027】
図3に示すLED式信号灯器11は、道路上の車両交通の制御に用いられる信号灯器であって、プリント配線基板10にドット配置された多数のLED(発光色:赤、青または黄)1‥1と、プリント配線基板10の裏面側に配置(または、プリント配線基板10にLED1と共に混載配置)された駆動回路部及び電源部(いずれも図示せず)と、プリント配線基板10の前方(LED1・・1の前方)に配置された前面カバー(図示せず)などを備えており、図4に示すような交通信号灯12の灯器ケース13内に収容される。
【0028】
次に、図3に示すようなLED式信号灯器11に適用するLED駆動回路の具体的な例(本発明の実施形態)について説明する。
【0029】
<実施形態1>
図1は本発明の実施形態の回路構成を示す図である。
【0030】
図1に示す実施形態においては、多数のLED1‥1をマトリクス状に接続して1つのLED駆動回路ブロックB1を構成している。このLED駆動回路ブロックB1はダイオードブリッジ回路3に接続される。
【0031】
ダイオードブリッジ回路3は、交流電圧入力端子5,6に供給される交流電圧を直流電圧に変換し、その変換後の直流電圧をLED駆動回路ブロックB1に供給する。この電圧供給により、LED駆動回路ブロックB1の全てのLED1‥1が点灯する。
【0032】
そして、この実施形態においては、LEDの順電流増加に応じて順電圧も増加するという特性を利用し、マトリクス接続されている多数のLED1‥1のうち、各列L1,L2,‥Lnごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続している点に特徴がある。さらに、LED駆動回路ブロックB1の回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路4を接続している点に特徴がある。
【0033】
なお、ツェナーダイオード2は、LED群1‥1のアノードライン−カソードライン間に逆並列(LED1のアノード側にツェナーダイオード2のカソードを接続、LED1のカソード側にツェナーダイオード2のアノードを接続)で接続されている。また、ツェナーダイオード2のツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値としている。
【0034】
この実施形態によれば、LED1‥1をマトリクス状に接続しているので、1つのLED1が断線故障した場合、その故障したLED1の後段の正常なLED1には、別のLED接続経路(隣接する行ライン)で電流が供給されるので、1つのLED分の輝度低下で済む。
【0035】
また、各列L1,L2,‥Lnごとにツェナーダイオード2を並列接続しているので、例えば、LED駆動回路ブロックB1の列L1に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障して他の正常なLED1‥1に流れる電流が、LED1の最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオード2に流れるようになり、これにより、残った正常なLED1‥1に流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、正常なLED1‥1を保護することができる。さらに、LED駆動回路ブロックB1に定電流駆動回路4を接続しているので、信号灯器全体の輝度変化を少なくすることができる。
【0036】
<実施形態2>
図2は本発明の他の実施形態の回路構成を示す図である。
【0037】
図2に示す実施形態においては、複数のLED1‥1をマトリクス状に接続してなる複数のLED駆動回路ブロックB21‥B2nを、さらに並列接続してLED駆動回路ブロック群B20を構成している。このLED駆動回路ブロック群B20はダイオードブリッジ回路3に接続される。
【0038】
ダイオードブリッジ回路3は、交流電圧入力端子5,6に供給される交流電圧を直流電圧に変換し、その変換後の直流電圧を各LED駆動回路ブロックB21‥B2nに供給する。この電圧供給により、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの全てのLED1‥1が点灯する。
【0039】
そして、この実施形態においては、LEDの順電流増加に応じて順電圧も増加するという特性を利用し、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとにマトリクス接続されているLED1‥1のうち、各列L21,L22,‥L2nごとに並列接続されているLED群1‥1に対してそれぞれツェナーダイオード2を並列接続している点に特徴がある。さらに、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとに、その各ブロックの回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路4をそれぞれ接続している点に特徴がある。
【0040】
なお、ツェナーダイオード2は、LED群1‥1のアノードライン−カソードライン間に逆並列(LED1のアノード側にツェナーダイオード2のカソードを接続、LED1のカソード側にツェナーダイオード2のアノードを接続)で接続されている。また、ツェナーダイオード2のツェナー電圧は、LEDの設計上の最大許容電流時の順電圧と同じ値、もしくは所定量だけ小さい値としている。
【0041】
この実施形態によれば、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとにLED1‥1をマトリクス状に接続しているので、例えば、1つのLED駆動回路ブロックB21の列L21に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障した場合、その故障したLED1の後段の正常なLED1には、別のLED接続経路(隣接する行ライン)で電流が供給されるので、1つのLED分の輝度低下で済む。さらに、全体の回路構成を複数のLED駆動回路ブロックB21‥B2nに系統分けし、1系統のLED駆動回路ブロックB21‥B2nにおけるLED1の接続個数を少なくしているので、LED1が断線故障した際における、他の正常なLED1の電流負担を減らすことができる。
【0042】
また、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの各列L1,L2,‥Lnごとに、ツェナーダイオード2を並列接続しているので、例えば、1つのLED駆動回路ブロックB21の列L21に並列接続されているLED群1‥1のうち、1つのLED1が断線故障して他の正常なLEDに流れる電流が、LED1の最大許容電流を超えるときには、その最大許容電流を超える電流がツェナーダイオード2に流れるようになり、これにより、残った正常なLED1‥1に流れる電流値を最大許容電流値以内に維持することができ、LED1を保護することができる。
【0043】
さらに、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nごとに、それぞれ定電流駆動回路4を接続しているので、各LED駆動回路ブロックB21‥B2nの回路全体に流れる電流を一定に保つことができ、信号灯器全体の輝度変化を少なくすることができる。
【0044】
以上の実施形態では、LED式信号灯器に本発明のLED駆動回路を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば図5に示すようなLED式矢印灯器21や一灯点滅灯器等の他の信号灯器、あるいは、複数のLEDを光源とする各種の発光・表示装置などにも適用できる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のLED駆動回路によれば、複数のLEDをマトリクス状に接続するとともに、そのLED接続マトリクスの各列(または各行)ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子(ツェナーダイオード)を並列接続しているので、LEDが故障しても輝度低下の影響を少なくすることができる。しかも、故障しているLED以外の正常なLEDに異常な電流が流れることを防止することができるので、残った正常なLEDの輝度寿命が低下すること抑制することができる。従って、本発明のLED駆動回路を用いることにより、例えばLED式信号灯器において信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の回路構成を示す図である。
【図2】本発明の他の実施形態の回路構成を示す図である。
【図3】本発明を適用するLED式信号灯器の構成を模式的に示す正面図である。
【図4】交通信号灯の一例を模式的に示す外観図である。
【図5】LED式矢印灯器の一例を模式的に示す正面図である。
【図6】LED式信号灯器の回路構成の一例を示す図である。
【図7】LED式信号灯器の回路構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 LED
10 プリント配線基板
2 ツェナーダイオード
3 ダイオードブリッジ回路
4 定電流駆動回路
B1 LED駆動回路ブロック
B21‥B2n LED駆動回路ブロック
11 LED式信号灯器
Claims (5)
- 複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDがマトリクス状に接続されているとともに、そのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴とするLED駆動回路。
- 複数のLEDがマトリクス状に接続されてなる回路全体の電流を一定に保つための定電流駆動回路が接続されていることを特徴とする請求項1記載のLED駆動回路。
- 複数のLEDを点灯する駆動回路であって、複数のLEDをマトリクス状に接続してなるLED駆動回路ブロックが複数並列接続されているとともに、その各LED駆動回路ブロックのLED接続マトリクスの各列または各行ごとに並列接続されているLED群に対して、それぞれ、閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が並列接続されていることを特徴とするLED駆動回路。
- 前記複数のLED駆動回路ブロックには、その各回路ブロックの電流を一定に保つための定電流駆動回路がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項3記載のLED駆動回路。
- 前記閾値電圧を超えたときに電流が流れる素子が、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のLED駆動回路。
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