JP2011198561A - Ｌｅｄ駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＬＥＤブロックをスイッチングにより切替えて駆動する場合に、複数のＬＥＤブロックに含まれるＬＥＤの順電圧のバラツキによる影響をできるだけ抑えることを可能としたＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。
【解決手段】整流器（１２）に接続された第１ＬＥＤ群（２１）を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第１スイッチ部（２３）、第１ＬＥＤ群を流れる電流を一定とする定電流回路（２４）及び第１電圧検出部（２２）を有する第１回路（２０）と、整流器に接続された第２ＬＥＤ群（４１）を有する第２回路（４０）を有し、第１電圧検出部は、第１ＬＥＤ群と接続されている定電流回路による電圧降下を検出し、第１スイッチ部を制御して、第１ＬＥＤ群から次段のＬＥＤ群への電流経路と、第１ＬＥＤ群からマイナス出力への電流経路との切り替えを行うことを特徴とするＬＥＤ駆動回路（３）。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動回路に関し、特に、交流電源を利用した効率の良いＬＥＤ発光を行うためのＬＥＤ駆動回路に関する。

ＬＥＤを利用した照明機器では、商用電源から供給される交流電源を全波整流するブリッジダイオードから出力される整流電圧を直列接続した複数個のＬＥＤに印加して、複数個のＬＥＤを発光させている。

ＬＥＤでは、順方向降下電圧（Ｖｆ）以上の電圧がＬＥＤに印加された場合に、急に電流が流れ始める非線形特性を持つ。電流制御抵抗を入れるか、又は能動素子で定電流回路を構成する方法によって、所定の順方向電流（Ｉｆ）を流して、所定の発光がなされる。このとき、順方向降下電圧が順電圧（Ｖｆ）である。したがって、複数のＬＥＤを直列にｎ個接続したときには、ｎ×Ｖｆ以上の電圧が複数のＬＥＤに印加された場合に、複数のＬＥＤが発光する。また、商用電源から供給される交流電流を全波整流するブリッジダイオードから出力される整流電圧は、商用電源周波数の２倍の周期で、０（ｖ）から最大出力電圧までの変化を繰り返す。したがって、整流電圧が、ｎ×Ｖｆ（ｖ）以上となった場合のみ、複数のＬＥＤが発光するが、ｎ×Ｖｆ（ｖ）未満では、複数のＬＥＤは発光しない。

そこで、複数のＬＥＤを４つのグループ（グループＡ（２個）、グループＢ（４個）、グループＣ（８個）、グループＤ（１６個））に分け、印加電圧が低い場合には、グループＡのみに電圧を印加し、電圧が高くなる毎に、グループＡとＢ、グループＡ〜Ｃ、最も電圧が高い場合には４つの全てのグループに電圧が印加されるように制御するＬＥＤ駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記の例では、電源電圧に応じて各グループ間の接続切り替えを行う必要がある。また、スイッチ部の切り替えタイミングは、予想されるｎ×Ｖｆ（ｖ）に基づいて設定されるが、ＬＥＤ毎にＶｆが一定ではないため、各ＬＥＤブロックの実際のｎ×Ｖｆ（ｖ）と予め設定されるｎ×Ｖｆ（ｖ）との間に差が生じてしまう。特に、複数のブロックに跨って複数のブロックに含まれるＬＥＤを全て点灯させようとする場合には、更に各ＬＥＤの順電圧Ｖｆのバラツキの影響を受けることとなる。

例えば、上記の例では、グループＡに含まれるＬＥＤを点灯しようとする場合、電源電圧がＶｆ×２となったタイミングで、スイッチングを行うこととなる。また、グループＡ〜Ｄに含まれるＬＥＤを全て点灯しようとする場合には、電源電圧がＶｆ×３０となったタイミングで、スイッチングを行うこととなる。

しかしながら、前述したように、実際にはＬＥＤ毎に順電圧Ｖｆがバラツクために、Ｖｆ×２又はＶｆ×３０と言ったタイミングで、スイッチングを行っても、ＬＥＤブロックに含まれるＬＥＤが発光しなかったり、逆にもっと早くスイッチングされても発光したりする、場合がある。特に、多くのＬＥＤを含むＬＥＤブロックのスイッチグを行う場合（グループＡ〜Ｄに含まれるＬＥＤを全て点灯しようとする場合）には、（グループＡ〜Ｄに含まれる３０個のＬＥＤ分の）順電圧Ｖｆのバラツキが累積されて、適切なスイッチングのタイミングから大きく逸脱してしまうという不具合があった。

特開２００７−１２３５６２（図１）

そこで、本発明は、上記の問題点を解決することを目的としたＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数のＬＥＤブロックをスイッチングにより切替えて駆動する場合に、複数のＬＥＤブロックに含まれるＬＥＤの順電圧のバラツキによる影響をできるだけ抑えることを可能としたＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、整流器に接続された第１ＬＥＤ群、第１ＬＥＤ群を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第１スイッチ部、第１ＬＥＤ群を流れる電流を一定とする定電流回路、及び第１電圧検出部を有する第１回路と、整流器に接続された第２ＬＥＤ群を有する第２回路を有し、第１電圧検出部は、第１ＬＥＤ群と接続されている定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて第１スイッチ部を制御して、第１ＬＥＤ群から前記次段のＬＥＤ群への電流経路と、第１ＬＥＤ群からマイナス出力への電流経路との切り替えを行うことを特徴とする。

また、本発明に係るＬＥＤ駆動回路では、第１回路と前記第２回路との間に配置され、整流器に接続された第３ＬＥＤ群、第３ＬＥＤ群を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する第３スイッチ部、第３ＬＥＤ群を流れる電流を一定とする定電流回路、及び第３電圧検出部を有する中間回路を更に有し、第３電圧検出部は、第３ＬＥＤ群と接続されている定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて第３スイッチ部を制御して、第３ＬＥＤ群から次段のＬＥＤ群への電流経路と、第３ＬＥＤ群からマイナス出力への電流経路との切り替えを行うことが好ましい。

さらに、本発明に係るＬＥＤ駆動回路では、中間回路を、第１回路と第２回路との間に複数有することが好ましい。

さらに、本発明に係るＬＥＤ駆動回路では、第３電圧検出部は、第３ＬＥＤ群と接続されている定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて第１スイッチ部を制御して、第１ＬＥＤ群から次段のＬＥＤ群への電流経路と、第１ＬＥＤ群からマイナス出力への電流経路との切り替えを行うことが好ましい。

さらに、本発明に係るＬＥＤ駆動回路では、第１回路が第１ＬＥＤ群を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流を調整する第１電流調整部を有すること、第２回路が第２ＬＥＤ群を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流を調整する第２電流調整部を有すること、又は、第３回路が第３ＬＥＤ群を通ってプラス出力からマイナス出力に流れる電流を調整する第３電流調整部を有することが好ましい。

さらに、本発明に係るＬＥＤ駆動回路では、プラス出力及びマイナス出力間に配置された平滑回路を更に有することが好ましい。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路によれば、ＬＥＤブロックを含む各回路では、各ＬＥＤブロックによる電圧降下をそれぞれ検出し、検出した値に基づいて、各ＬＥＤブロックの切替えタイミングを制御している。したがって、複数のＬＥＤブロックに係る切替えタイミングを制御する場合にも、全てのＬＥＤブロックに含まれるＬＥＤの順電圧Ｖｆのバラツキによる影響が反映されることがなく、より適切なタイミングで、ＬＥＤブロックの切り替えを行うことが可能となった。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路の概略構成図である。 図１に示すＬＥＤ駆動回路の回路例１００を示す図である。 全波整流回路１２の出力電圧波形例を示す図である。 本発明に係る他のＬＥＤ駆動回路の概略説明図である。 本発明の発展形態を説明するための図である。 本発明の他の発展形態を説明するための図である。 本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路の概略説明図である。 図７に示すＬＥＤ駆動回路の回路例１１０を示す図である。

以下図面を参照して、本発明に係るＬＥＤ駆動回路について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の概略説明図である。

ＬＥＤ駆動回路１は、商用交流電源（交流１００Ｖ）１０と接続する接続端子１１、全波整流回路１２、始端回路２０、中間回路３０、及び終端回路４０等から構成される。始端回路２０、中間回路３０、及び終端回路４０は、全波整流回路１２のプラス出力１３及びマイナス出力１４間に並列に接続されている。

始端回路２０は、１個から複数のＬＥＤを含む第１ＬＥＤブロック（ＬＥＤ群）２１、第１ＬＥＤブロック２１を通って全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第１スイッチ部２３、第１ＬＥＤブロック２１を流れる電流を一定とする第１定電流回路２４、第１定電流回路２４の電圧降下を検出して、第１スイッチ部２３を制御する第１電圧モニタ回路２２等を含んで構成される。

中間回路３０は、１個から複数のＬＥＤを含む第２ＬＥＤブロック（ＬＥＤ群）３１、第２ＬＥＤブロック３１を通って全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第２スイッチ部３３、第２ＬＥＤブロック３１を流れる電流を一定とする第２定電流回路３４、第２定電流回路３４の電圧降下を検出して、第２スイッチ部３３を制御する第２電圧モニタ回路３２等を含んで構成される。なお、中間回路３０は、第１スイッチ部２３と第１定電流回路２４の直列回路に、並列に接続されている。

終端回路４０は、１個から複数のＬＥＤを含む第３ＬＥＤブロック（ＬＥＤ群）４１及び第３定電流回路４４等を含んで構成される。なお、終端回路４０は、第２スイッチ部３３と第３定電流回路３４の直列回路に、並列に接続されている。

図２は、図１に示すＬＥＤ駆動回路１の具体的な回路例１００を示す図である。なお、回路例１００において、図１と同じ構成は同じ番号を付している。

回路例１００の接続端子１１は、商用交流電源１０と接続するためのものであって、ＬＥＤ駆動回路１がＬＥＤ電球に使用される場合には、ＬＥＤ電球の口金として形成される。

全波整流回路１２は、４つの整流素子Ｄ１〜Ｄ４から構成されるダイオードブリッジ式であって、プラス出力１３及びマイナス出力１４を有する。なお、全波整流回路１２は、トランスによる変圧回路を含んだ全波整流回路であって良く、またセンタータップ付きのトランスを用いた二相全波整流回路であっても良い。

回路例１００では、始端回路２０の第１ＬＥＤブロック２１は、直列に接続された１４個のＬＥＤを含んで構成され、中間回路３０の第２ＬＥＤブロック３１は、直列に接続された１２個のＬＥＤを含んで構成され、終端回路４０の第３ＬＥＤブロック４１は、直列に接続された１０個のＬＥＤを含んで構成されている。

始端回路２０の動作について説明する。Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１のゲートは、抵抗Ｒ３を介して点Ｐ１で全波整流回路１２のプラス出力１３と接続されている。点Ｐ１の電圧が、後述する第１ＬＥＤブロック２１が点灯するのに必要な第１の順電圧Ｖ１に達する前に、Ｕ１がＯＮ状態となるように設定されている。また、点Ｐ２の電圧を抵抗Ｒ１及びＲ２で抵抗分割した電圧が、トランジスタＱ１のベースに印加されている。トランジスタＱ１のベース電圧が閾値を超えると、トランジスタＱ１がＯＮ状態となり、Ｕ１のゲート電圧が低下して（ＧＮＤレベル）となって、Ｕ１がＯＦＦ状態となる。即ち、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びトランジスタＱ１は点Ｐ２における電圧をモニタする第１電圧モニタ回路２２として動作し、Ｕ１は点Ｐ１における電圧に応じてＯＮし、第１電圧モニタ回路２２によってＯＦＦされる第１スイッチ部２３として動作している。

この様に、ふたつの抵抗Ｒ３とＲ４、バイポーラトランジスタＱ２、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１を含んで第１定電流回路２４が構成される。ここで、基本的な定電流回路の動作について説明する。ここに示す第１定電流回路２４は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１のドレイン電流によって、抵抗Ｒ４で生じる電圧降下を利用している。抵抗Ｒ４を流れる電流が変化すると、抵抗Ｒ４で生じる電圧によって、バイポーラトランジスタＱ２のベース電圧が変化し、それに応じてトランジスタＱ２のコレクタ電流が変化する。トランジスタＱ２のコレクタ電流が変化すると、抵抗Ｒ３で電圧降下が生じて、Ｕ１のゲート電圧が調整され、Ｕ１のドレイン電流が制御される。即ち、バイアス抵抗Ｒ３、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１、バイポーラトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ４は第１定電流回路２４として動作し、抵抗Ｒ４を流れる電流が一定となるように、Ｕ１のドレイン電流を制御している。ここでは、Ｕ１は、第１のスイッチ部２３と第１定電流回路２４の一部を兼ねた動作をしている。なお、この第１定電流回路２４は、定電流ダイオードを用いて構成しても良い。

中間回路３０の動作について説明する。始端回路２０と同様に、抵抗Ｒ５、Ｒ６及びトランジスタＱ３は点Ｐ４における電圧をモニタする第２電圧モニタ回路３２として動作し、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ２は点Ｐ３における電圧に応じてＯＮし、第２電圧モニタ回路３２によってＯＦＦされる第２スイッチ部３３として動作している。また、バイアス抵抗Ｒ７、ＭＯＳＦＥＴ Ｕ２、バイポーラトランジスタＱ４及び抵抗Ｒ８は第２定電流回路３４として動作し、抵抗Ｒ８を流れる電流が一定となるように、Ｕ２のドレイン電流を制御している。ここでは、Ｕ２は、第２のスイッチ部３３と第２定電流回路３４の一部を兼ねた動作をしている。また、この第２定電流回路３４も、定電流ダイオードを用いて構成しても良い。

終端回路４０の動作について説明する。始端回路２０と同様に、バイアス抵抗Ｒ９、ＭＯＳＦＥＴ Ｕ３、バイポーラトランジスタＱ５及び抵抗Ｒ１０は第３定電流回路４４として動作し、抵抗Ｒ１０を流れる電流が一定となるように、Ｕ３のドレイン電流を制御している。なお、Ｕ３は、点Ｐ５における電圧に応じてＯＮ状態となる。

図２に示す回路例１００の回路構成は一例であって、これに限定するものではなく、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１に含まれるＬＥＤの個数を含めて、様々な変更等が可能である点に留意されたい。

以下、回路例１００の動作について図３を用いて説明する。図３は全波整流回路１２の出力電圧波形例５０を示す図である。

回路例１００では、第１ＬＥＤブロック２１は１４個のＬＥＤが直列に接続されているので、第１の順電圧Ｖ１（１４×Ｖｆ＝１４×３．２＝４４．８（ｖ））程度の電圧が第１ＬＥＤブロック２１に印加されると、第１ＬＥＤブロック２１に含まれるＬＥＤが点灯する。また、第２ＬＥＤブロック３１は１２個のＬＥＤが直列に接続されているので、第２の順電圧Ｖ２（（１４＋１２）×Ｖｆ＝２６×３．２＝８９．６（ｖ））程度の電圧が第１ＬＥＤブロック２１と第２ＬＥＤブロック３１が直列に接続されたものに印加されると、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１に含まれるＬＥＤが点灯する。さらに、第３ＬＥＤブロック４１は１０個のＬＥＤが直列に接続されているので、第３の順電圧Ｖ３（（１４＋１２＋１０）×Ｖｆ＝３６×３．２＝１１５．２（ｖ））程度の電圧が第１ＬＥＤブロック２１〜第３ＬＥＤブロック４１が直列に接続されたものに印加されると、第１ＬＥＤブロック２１〜第３ＬＥＤブロック４１に含まれるＬＥＤが点灯する。

商用電源電圧を１００Ｖで利用すると、最大電圧は約１４１（ｖ）となる。この電圧の安定性は±１０％程度の変動を考慮すべきである。全波整流回路１２の整流素子Ｄ１〜Ｄ４の順電圧は１．０（ｖ）であり、商用電源電圧が１００（ｖ）のときには、全波整流回路１２の最大出力は約１３９（ｖ）となる。回路例１００では、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１に含まれる全てのＬＥＤが直列に接続された場合の総個数（ｎ）×Ｖｆが、全波整流回路１２の最大出力電圧を超えないように、総個数を３６個とした（３６×３．２＝１１５．２）。

なお、すべてのＬＥＤが直列に接続した場合には、ＬＥＤの第３の順電圧Ｖ３だけでなく、定電流回路やスイッチ部の電圧降下の因子の存在を考慮する必要があるし、全波整流回路１２の出力電圧の変動も考慮する必要がある。そのため、実際には、上述のように、第３の順電圧Ｖ３が全波整流回路１２の最大出力電圧を超えないようにだけを考慮して、ＬＥＤの総個数ｎを決めているのではない。

例えば、ＬＥＤブロックを３つで構成するときには、定電流回路やスイッチ部の電圧降下を、全波整流回路１２の最大出力電圧の４分の１以下に設定する。但し、定電流回路やスイッチ部の電圧降下は０．６Ｖ程度であり、ＬＥＤの総個数の設計には影響しない。このようにして、ＬＥＤの総個数ｎの第３の順電圧Ｖ３を、全波整流回路１２の最大出力電圧の７５％以上９０％未満とするのが望ましい。つまり、１３９×０．７５≦ｎ×３．２＜１３９×０．９０からＬＥＤの総個数ｎを求めると、３３個から３９個が望ましいので、ここでは３６個とした。このように構成することで、ＬＥＤ以外での電力損失を制限することができ、電気変換効率を上げることができる。さらに、電源電圧が変動してもすべてのＬＥＤを点灯させることができる。また、前述した様に、全てのＬＥＤの順電圧Ｖｆは３．２（ｖ）としたが、個体差があり、実際の値は多少バラツキがある。

時刻Ｔ０（図３参照）において、全波整流回路１２の出力電圧が０（ｖ）の場合、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１の何れのＬＥＤブロックを点灯させるための電圧に達していないので、全てのＬＥＤブロックに含まれるＬＥＤは点灯していない。

全波整流回路１２の出力電圧が第１の順電圧Ｖ１に近づき、点Ｐ１の電圧が上昇すると、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１がＯＮして第１スイッチ部２３がＯＮ状態となる。

時刻Ｔ１（図３参照）となると、全波整流回路１２の出力電圧が第１の順電圧Ｖ１以上となり、第１ＬＥＤブロック２１を点灯させるのに充分な電圧となるので、電流Ｉ１及びＩ２が流れ始める。したがって、第１ＬＥＤブロック２１のみが、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続されるような電流経路が形成され、第１ＬＥＤブロック２１に含まれるＬＥＤが点灯する。このとき、点Ｐ２における電圧が充分に高くないので、トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、電流Ｉ２が流れ始めることからトランジスタＱ２がＯＮ状態で、一定電流となるように制御している。

点Ｐ２における電圧は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１の電圧降下分を差し引いた値となる。正確に言えば、抵抗Ｒ４の電圧降下０．６（ｖ）と、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１のドレイン電圧１（ｖ）であるが、この電圧は比較的小さな値なので、ここではほぼ０（ｖ）として簡略化して説明する。時刻Ｔ１（図３参照）では、全波整流回路１２の出力電圧がほぼ第１の順電圧Ｖ１に等しいので、点Ｐ２の電圧はほぼ０（ｖ）であり、点Ｐ３及び点Ｐ５における電圧も、ほぼ０（ｖ）である。よって、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ２及びＵ３はＯＦＦ状態であって、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１に電流が流れるための経路が形成されていない。そのため、電流Ｉ３〜電流Ｉ５は流れていない。この状態で、電流Ｉ１は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１に流れ、電流Ｉ２として、全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れ込む。即ち、Ｉ１＝Ｉ２であり、Ｉ３＝０、Ｉ４＝０及びＩ５＝０である。

全波整流回路１２の出力電圧が第２の順電圧Ｖ２に近づき、点Ｐ３の電圧が上昇すると、ＭＯＳＦＥＴ Ｕ２のゲート電圧が上がり、第２スイッチ部３３がＯＮ状態となる。しかしながら、全波整流回路１２の出力電圧は充分ではなく、更に、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１を点灯させるための第２、第３の順電圧Ｖ２及びＶ３が印加されることはない。したがって、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１を含む、中間回路３０及び終端回路４０側は、始端回路２０からみて高インピーダンス状態となっているため、電流Ｉ３〜電流Ｉ５は流れていない。

Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ２がＯＮ状態となり、全波整流回路１２の出力電圧が第２の順電圧Ｖ２となる前の所定のタイミングで、第１電圧モニタ回路２２が動作して、第１スイッチ部２３をＯＦＦ状態とする。即ち、第１電圧モニタ回路２２では、点Ｐ２の電圧を検出し、所定値以上となったら、トランジスタＱ１がＯＮとなり、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１のゲート電圧が下がり、Ｕ１をＯＦＦ状態として、第１スイッチ部２３がＯＦＦ状態となるように制御している。第１スイッチ部２３がＯＦＦ状態となることで、電流Ｉ２が遮断される。

ここで、点Ｐ２における電圧は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１の電圧降下分を差し引いた値、即ち、第２ＬＥＤブロック３１による電圧降下分と等しい電圧となる。このように、第１電圧モニタ回路２２は、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１の両方による電圧降下分の電圧を検出しているのではなく、第２ＬＥＤブロック３１による電圧降下分に相当する電圧のみを検出して、ＬＥＤブロックの切り替えタイミングを制御している。したがって、この場合の回路例１００では、ＬＥＤブロックの切り替えタイミングが、第１ＬＥＤブロック２１による順電圧Ｖｆによるバラツキによって影響されることがない。

なお、第２ＬＥＤブロック３１に電流が流れ始める前に、第１スイッチ部２３をＯＦＦ状態とするのは、第１スイッチ部２３及び第２スイッチ部３３が共にＯＮ状態となり、電流Ｉ２及び電流Ｉ４が共に流れると、第１ＬＥＤブロック２１に、電流Ｉ２と電流Ｉ４が加算された過電流が流れて、ＬＥＤを破壊する可能性があるからである。

時刻Ｔ２（図３参照）となると、全波整流回路１２の出力電圧が第２の順電圧Ｖ２以上となり、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１を点灯させるのに充分な電圧となるので、第２ＬＥＤブロック３１に電流Ｉ３が流れ始める。したがって、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続されるような電流経路が形成され、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１に含まれるＬＥＤが点灯する。このように、時刻Ｔ２となると、第１ＬＥＤブロック２１のみが点灯していた状態から、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が点灯する状態に、第１スイッチ部２３及び第２スイッチ部３３によって、切り替えが行われる。このとき、点Ｐ４における電圧が充分に高くないので、トランジスタＱ３はＯＦＦ状態であり、電流Ｉ４が流れ始めることからトランジスタＱ４がＯＮ状態で一定電流となるように制御している。

点Ｐ４における電圧は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１の電圧降下分を差し引いた値となる。したがって、時刻Ｔ２（図３参照）では、全波整流回路１２の出力電圧がほぼ第２の順電圧Ｖ２に等しいので、点Ｐ４の電圧はほぼ０（ｖ）であり、点Ｐ５における電圧も、ほぼ０（ｖ）である。よって、Ｕ３はＯＦＦ状態であって、第３ＬＥＤブロック４１に電流が流れるための経路が形成されていない。そのため、電流Ｉ５は流れていない。この状態で、電流Ｉ１は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１に流れ、電流Ｉ３として、第２ＬＥＤブロック３１に流れ、電流Ｉ４として、全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れ込む。即ち、Ｉ１＝Ｉ３＝Ｉ４であり、Ｉ２＝０及びＩ５＝０である。

全波整流回路１２の出力電圧が第３の順電圧Ｖ３に近づき、点Ｐ５の電圧が上昇すると、ＭＯＳＦＥＴ Ｕ３がＯＮする。しかしながら、全波整流回路１２の出力電圧は充分ではなく、更に、第３ＬＥＤブロック４１を点灯させるための第３の順電圧Ｖ３が印加されることはない。したがって、第３ＬＥＤブロック４１を含む終端回路４０側は、中間回路３０からみて高インピーダンス状態となっているため、電流Ｉ５は流れていない。

Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ３がＯＮ状態となり、全波整流回路１２の出力電圧が第３の順電圧Ｖ３となる前の所定のタイミングで、第２電圧モニタ回路３２が動作して、第２スイッチ部３３をＯＦＦ状態とする。即ち、第２電圧モニタ回路３２では、点Ｐ４の電圧を検出し、所定値以上となったら、トランジスタＱ３がＯＮとなり、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ２のゲート電圧が下がり、Ｕ２をＯＦＦ状態として、第２スイッチ部３３がＯＦＦ状態となるように制御している。第２スイッチ部３３がＯＦＦ状態となることで、電流Ｉ４が遮断される。

ここで、点Ｐ４における電圧は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１の電圧降下分を差し引いた値、即ち、第３ＬＥＤブロック４１による電圧降下分と等しい電圧となる。このように、第２電圧モニタ３２は、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１全てによる電圧降下分の電圧を検出しているのではなく、第３ＬＥＤブロック４１による電圧降下分に相当する電圧のみを検出して、ＬＥＤブロックの切り替えタイミングを制御している。したがって、この場合の回路例１００では、ＬＥＤブロックの切り替えタイミングが、第１および第２ＬＥＤブロック２１、３１による順電圧Ｖｆによるバラツキによって影響されることがない。

なお、第３ＬＥＤブロック４１に電流が流れ始める前に、第２スイッチ部３３をＯＦＦ状態とするのは、第２スイッチ部３３及びＵ３が共にＯＮ状態となり、電流Ｉ４及び電流Ｉ５が共に流れると、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１に、電流Ｉ４と電流Ｉ５が加算された過電流が流れて、ＬＥＤを破壊する可能性があるからである。

時刻Ｔ３（図３参照）となると、全波整流回路１２の出力電圧が第３の順電圧Ｖ３以上となり、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１を点灯させるのに充分な電圧となるので、第３ＬＥＤブロック４１に電流Ｉ５が流れ始める。したがって、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１が、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続されるような電流経路が形成され、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１に含まれるＬＥＤが点灯する。このように、時刻Ｔ３となると、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１のみが点灯していた状態から、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１が点灯する状態に、第２スイッチ部３３によって、自動的に切り替えが行われる。このとき、電流Ｉ５が流れ始めることからトランジスタＱ５がＯＮ状態で、一定電流となるように制御している。

この状態で、電流Ｉ１は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１に流れ、電流Ｉ３として、第２ＬＥＤブロック３１に流れ、電流Ｉ５として、第３ＬＥＤブロック４１に流れ、全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れ込む。即ち、Ｉ１＝Ｉ３＝Ｉ５であり、Ｉ２＝０及びＩ４＝０である。

時刻Ｔ４（図３参照）において、全波整流回路１２の出力電圧が第３の順電圧Ｖ３未満となり、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１を点灯させるのに充分な電圧未満となると、第３ＬＥＤブロック４１へ電流Ｉ５が流れなくなる。

なぜなら、全波整流回路１２の出力電圧が下がると、第２電圧モニタ回路３２が動作して、第２スイッチ部３３をＯＮ状態とするからである。即ち、第２電圧モニタ回路３２では、点Ｐ４の電圧を検出し、所定値以下となったら、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ２をＯＮ状態として、第２スイッチ部３３がＯＮ状態となるように制御している。第２スイッチ部３３がＯＮ状態となることで、電流Ｉ４が流れ始める。このように、時刻Ｔ４となると、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続されるような電流経路が形成され、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１が点灯していた状態から、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が点灯する状態に、第２スイッチ部３３によって、自動的に切り替えが行われる。

時刻Ｔ４（図３参照）では、電流Ｉ１（＝Ｉ３）は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１に流れ、全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れ込む。また、第１スイッチ部２３がＯＦＦ状態であるため、電流Ｉ２は流れていない。

時刻Ｔ５（図３参照）において、全波整流回路１２の出力電圧が第２の順電圧Ｖ２未満となり、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１を点灯させるのに充分な電圧未満となると、第２ＬＥＤブロック３１へ電流Ｉ３が流れなくなる。

なぜなら、全波整流回路１２の出力電圧が下がると、第１電圧モニタ回路２２が動作して、第１スイッチ部２３をＯＮ状態とするからである。即ち、第１電圧モニタ回路２２では、点Ｐ２の電圧を検出し、所定値以下となったら、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１をＯＮ状態として、第１スイッチ部２３がＯＮ状態となるように制御している。第１スイッチ部２３がＯＮ状態となることで、電流Ｉ２が流れ始める。このように、時刻Ｔ５となると、第１ＬＥＤブロック２１が、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続されるような電流経路が形成され、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が点灯していた状態から、第１ＬＥＤブロック２１のみが点灯する状態に、第１スイッチ部２３によって、自動的に切り替えが行われる。

時刻Ｔ５（図３参照）では、電流Ｉ１は、全波整流回路１２のプラス出力１３から第１ＬＥＤブロック２１に流れ、全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れ込む。

時刻Ｔ６（図３参照）において、全波整流回路１２の出力電圧が第１の順電圧Ｖ１未満となり、第１ＬＥＤブロック２１を点灯させるのに充分な電圧未満となると、第１ＬＥＤブロック２１へ電流Ｉ１が流れなくなる。したがって、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１の何れのＬＥＤブロックも点灯しなくなる。以後、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ７（次にサイクルの時刻Ｔ０に相当）の状態を繰り返しながら、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１の各ＬＥＤの点灯を行う。

図４は、本発明に係る他のＬＥＤ駆動回路の概略説明図である。

図４に示すＬＥＤ駆動回路２と、図１に示すＬＥＤ駆動回路１との差異は、ＬＥＤ駆動回路２が、全波整流回路１２の出力端子間に、平滑回路である電解コンデンサ６０を有している点のみである。

電解コンデンサ６０によって、全波整流回路１２の出力電圧波形が平滑化される（図３の電圧波形５５参照）。図１に示すＬＥＤ駆動回路１の出力電圧波形５０では、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１及び時刻Ｔ６〜時刻Ｔ７間は、第１の順電圧Ｖ１未満であるため、いずれのＬＥＤも点灯していない。したがって、図１に示すＬＥＤ駆動回路１では、ＬＥＤが点灯しない期間とＬＥＤが点灯する期間が交互に繰り返す、即ち、商用周波数５０Ｈｚのときは１００Ｈｚで商用周波数が６０Ｈｚのときは１２０ＨｚでＬＥＤが点滅することとなる。

これに対して、図４に示すＬＥＤ駆動回路２では、全波整流回路１２の出力電圧波形が平滑化されているため、常に、全波整流回路１２の出力電圧が、全期間で第１の順電圧Ｖ１以上となり、第１ＬＥＤブロック２１のＬＥＤは必ず点灯することとなる（図３の点線５５参照）。このように、図４に示すＬＥＤ駆動回路２ではＬＥＤの点滅を防止することが可能となる。

なお、図４の例では、電解コンデンサ６０を追加したが、電解コンデンサ６０の代わりに、全波整流回路１２の出力電圧波形を平滑化させるためのセラミックコンデンサ、他の素子又は回路を利用しても良い。さらに、高調波電流を抑制して力率を改善するために、コイルを全波整流回路１２のダイオードブリッジより前のＡＣ入力側やダイオードブリッジより後の整流出力側に置いても良い。

図５は、本発明の発展形態を説明するための図である。

前述したＬＥＤ駆動回路１及び２では、始端回路２０、中間回路３０及び終端回路４０と言う、３つの回路を有する場合について説明した。しかしながら、図５（ａ）に示す様に、本発明は、始端回路２０及び終端回路４０のみを有するＬＥＤ駆動回路３にも適用可能である。

図５（ａ）に示すＬＥＤ駆動回路３では、第１電圧モニタ回路２２は第１定電流回路２４による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて第１スイッチ部２３を制御して、第１ＬＥＤブロック２１から第３ＬＥＤブロック４１への電流経路と、第１ＬＥＤブロック２１から全波整流回路１２のマイナス出力１４への電流経路との切換えを行っている。

また、図５（ｂ）に示す様に、本発明は、終端回路４０の第３定電流回路４４の代わりに、定電流ダイオード４５で代用したＬＥＤ駆動回路４にも適用可能である。定電流ダイオード４５は、第１ＬＥＤブロック２１から第３ＬＥＤブロック４１への電流経路が形成された場合に、第１ＬＥＤブロック２１及び第３ＬＥＤブロック４１に過電流が流れないように動作する。

さらに、図５（ｃ）に示す様に、本発明は、終端回路４０の第第３定電流回路４４の代わりに、電流制限抵抗４６で代用したＬＥＤ駆動回路５にも適用可能である。抵抗４６は、第１ＬＥＤブロック２１から第３ＬＥＤブロック４１への電流経路が形成された場合に、第１ＬＥＤブロック２１及び第３ＬＥＤブロック４１に過電流が流れないように動作する。例えば、ＬＥＤブロックを２つで構成するときには、定電流回路やスイッチ部の電圧降下を、全波整流回路１２の最大出力電圧の３分の１以下に設定する。そして、図５（ｃ）のように電流制限抵抗４６を用いる場合、電流を６０ｍＡに制限するならば、抵抗４６は２４０Ωから７５０Ω程度の抵抗値を選択するのが望ましい。

図６は、本発明の他の発展形態を説明するための図である。

さらに、本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、中間回路がＮ個ある場合にも適用可能である。即ち、図６に示すように、始端回路２０と終端回路４０との間には、複数の中間回路を適宜設けたＬＥＤ駆動回路６とすることができる。

なお、図６の例で追加した第２の中間回路７０は、１個から複数のＬＥＤを含む第４ＬＥＤブロック７１、検出した電圧に応じて第４スイッチ部７３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う第４電圧モニタ回路７２、第４定電流回路７４等を含んで構成されており、前述した（第１の）中間回路３０と同様の構成を有している。なお、更に中間回路を追加する場合においても、各中間回路は、同様の構成を有することが必要である。

始端回路２０の第１ＬＥＤブロック２１に含まれるＬＥＤの個数を少なくすれば、それだけ、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１（ＬＥＤが最初に点灯し始める時間）までの時間を短くすることができる。さらに、中間回路の個数を増やして、１つの中間回路に含まれるＬＥＤの個数を少なくすることによって、より電気変換効率を高めることができる。つまり、ＬＥＤブロック数を多くして、ＬＥＤブロック内のＬＥＤの順電圧を低くしておくと、ＭＯＳＦＥＴを含む電流制御回路の電力損失を減少させることができる。このことによって、投入電力の割合を高めることができる。

図７は、本発明に係る更に他のＬＥＤ駆動回路７の概略説明図である。図７において、図１に示すＬＥＤ駆動回路１と同様の構成には同じ番号を付して、説明を省略する。

始端回路１２０は、１個から複数のＬＥＤを含む第１ＬＥＤブロック２１、第１ＬＥＤブロック２１から全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第１スイッチ部２３、第１スイッチ部２３を制御する第１制御部１２５、第１ＬＥＤブロック２１を流れる電流を一定とする第１定電流回路２４、及び第１定電流回路２４の電圧降下を検出する第１電圧モニタ回路１２２等を含んで構成される。

中間回路１３０は、１個から複数のＬＥＤを含む第２ＬＥＤブロック３１、第２ＬＥＤブロック３１から全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第２スイッチ部３３、第２スイッチ部３３を制御する第２制御部１３５、第２ＬＥＤブロック３１を流れる電流を一定とする第２定電流回路３４、及び第２定電流回路３４の電圧降下を検出する第２電圧モニタ回路１３２等を含んで構成される。

終端回路１４０は、１個から複数のＬＥＤを含む第３ＬＥＤブロック４１、第３ＬＥＤブロック４１から全波整流回路１２のマイナス出力１４に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第３スイッチ部１４３、第３スイッチ部１４３を制御する第３制御部１４５、第３ＬＥＤブロック４１を流れる電流を一定とする第３定電流回路４４、及び第３定電流回路４４の電圧降下を検出する第３電圧モニタ１４２等を含んで構成される。

図８は、図７に示すＬＥＤ駆動回路７の具体的な回路例１１０を示す図である。なお、回路例１１０において、図７と同じ構成は同じ番号を付している。

回路例１１０では、回路例１００と同様に、始端回路１２０の第１ＬＥＤブロック２１は、直列に接続された１４個のＬＥＤを含んで構成され、中間回路１３０の第２ＬＥＤブロック３１は、直列に接続された１２個のＬＥＤを含んで構成され、終端回路１４０の第３ＬＥＤブロック４１は、直列に接続された１０個のＬＥＤを含んで構成されている。

始端回路１２０の動作について説明する。図２に示す始端回路２０と同様に、抵抗Ｒ１及びＲ２は点Ｐ２における電圧をモニタする第１電圧モニタ回路１２２として動作し、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１は第１スイッチ部２３として動作し、バイアス抵抗Ｒ３、Ｕ１、バイポーラトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ４は第１定電流回路２４として動作している。

また、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１０及びＵ１１は、第１スイッチ部２３のＯＮ／ＯＦＦを行うための第１制御部１２５として動作している。具体的には、Ｕ１０は、中間回路１３０における抵抗Ｒ５、Ｒ１１及びＲ６で分圧した点Ｐ４の電圧が極めて低い電圧（０〜５Ｖ程度）でない場合にＯＮ状態となる。また、Ｕ１１は、抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧した点Ｐ２における電圧が第２の順電圧Ｖ２から第１の順電圧Ｖ１を差し引いた電圧値を超えるとＯＮ状態となる。Ｕ１０及びＵ１１が共にＯＮ状態となると、Ｕ１がＯＦＦ状態となって、電流Ｉ２が遮断される。

中間回路１３０の動作について説明する。抵抗Ｒ５、Ｒ１１及びＲ６は点Ｐ４における電圧をモニタする第２電圧モニタ回路１３２として動作し、Ｕ２は第２スイッチ部３３として動作し、バイアス抵抗Ｒ７、Ｕ２、バイポーラトランジスタＱ４及び抵抗Ｒ８は第２定電流回路３４として動作している。

また、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１２、Ｕ１３及びＵ１４は、第２スイッチ部１２３を制御するための第２制御部１３５として動作している。具体的には、Ｕ１がＯＮ状態の場合は、Ｕ１２もＯＮ状態となり、Ｕ２をＯＦＦ状態に維持するように動作し、Ｕ１がＯＦＦ状態の場合は、Ｕ１２もＯＦＦ状態となって、Ｕ２がＯＮ状態となることを許可している。即ち、Ｕ２は始端回路１２０の第１スイッチ部２３がＯＮの間は、中間回路１３０の第２スイッチ部３３がＯＮとならないように動作している。Ｕ２がＯＦＦ状態となると、電流Ｉ４が遮断される。

また、Ｕ１３は、終端回路１４０における抵抗Ｒ１２及びＲ１３で分圧した点Ｐ６の電圧が極めて低い電圧（０〜５Ｖ程度）でない場合にＯＮ状態となる。また、Ｕ１４は、抵抗Ｒ５、Ｒ１１及びＲ６で分圧した点Ｐ４における電圧が第３の順電圧Ｖ３から第２の順電圧Ｖ２を差し引いた電圧値を超えるとＯＮ状態となる。Ｕ１３及びＵ１４が共にＯＮ状態となると、Ｕ２がＯＦＦ状態となって、電流Ｉ４が遮断される。

終端回路１４０の動作について説明する。Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ３は第３スイッチ部１４３として動作し、バイアス抵抗Ｒ９、Ｕ３、バイポーラトランジスタＱ５及び抵抗Ｒ１０は第３定電流回路４４として動作している。また、抵抗Ｒ１２及びＲ１３は点Ｐ６における電圧が極めて低い電圧（０〜５（ｖ）程度）でない場合に、Ｕ１３をＯＮ状態とする第３電圧モニタ回路１４２として動作する。

また、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１５は、第３スイッチ部１４３を制御するための第３制御部１４５として動作している。具体的には、Ｕ２がＯＮ状態の場合は、Ｕ１５もＯＮ状態となり、Ｕ３をＯＦＦ状態に維持するように動作し、Ｕ２がＯＦＦ状態の場合は、Ｕ１５もＯＦＦ状態となって、Ｕ３がＯＮ状態となることを許可している。即ち、Ｕ３は中間回路１３０の第２スイッチ部３３がＯＮの間は、終端回路１４０の第２スイッチ部４３がＯＮとならないように動作している。Ｕ３がＯＦＦ状態となると、電流Ｉ５が遮断される。

ここで、始端回路１２０の動作についてさらに詳しく説明する。

例えば、図２に示した回路例１００では、全波整流回路１２の出力電圧が低下して、第２の順電圧Ｖ２は超えているが超え方が極めて低い場合（図３の時刻Ｔ５の直前）、点Ｐ２の電圧は充分に高いので、第１電圧モニタ回路２２の動作によって第１スイッチ部２３をＯＦＦするので、全波整流回路１２に対して、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が直列に接続された状態となる。この状態から、さらに全波整流回路１２の出力電圧が低下していくと、第１ＬＥＤブロック２１及び第２ＬＥＤブロック３１が、順電圧Ｖｆ未満の電圧で駆動するような特殊な状態となり、良好な発光を行えない状態となる場合がある。

そこで、図７に示す回路例１１０では、第２電圧モニタ回路１３２が極めて低い電圧を検出して、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１０をＯＦＦにすることにより、第１スイッチ部２３をＯＮとし、上記のような特殊な状態とならないように制御している。第１スイッチ部２３をＯＮすることにより、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１２をＯＮとし、第２スイッチ部３３がＯＦＦとなるため、第１ＬＥＤブロック２１のみが、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続された状態となる。

次に、中間回路１３０の動作についてさらに詳しく説明する。

例えば、図２に示した回路例１００において、全波整流回路１２の出力電圧が低下して、第３の順電圧Ｖ３は超えているが超え方が極めて低い場合（図３の時刻Ｔ４の直前）、点Ｐ４の電圧は充分に高いので、第２電圧モニタ回路３２の動作によって第２スイッチ部３３をＯＦＦするので、全波整流回路１２のプラス出力１３から、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１がマイナス出力１４に接続された状態となる。この状態で、さらに全波整流回路１２の出力電圧が低下していくと、第１ＬＥＤブロック２１、第２ＬＥＤブロック３１及び第３ＬＥＤブロック４１が、順電圧Ｖｆ未満の電圧で駆動するような特殊な状態となり、良好な発光を行えない状態となる場合がある。

そこで、図８に示す回路例１１０では、第３電圧モニタ回路１４２が極めて低い電圧を検出して、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１３をＯＦＦにすることにより、第２スイッチ部３３をＯＮとし、上記のような特殊な状態とならないように制御している。第２スイッチ部３３をＯＮすることにより、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１３をＯＮとし、第３スイッチ部１４３がＯＦＦとなるため、第１ＬＥＤブロック２１と第２ＬＥＤブロック３１が、全波整流回路１２のプラス出力１３からマイナス出力１４に接続された状態となる。

また、例えば、図２に示した回路例１００において、全波整流回路１２の出力電圧が上昇して、第２の順電圧Ｖ２の直前である場合（図３の時刻Ｔ２の直前）、第１電圧モニタ回路２２が点Ｐ２の電圧を検出して、検出結果に基づいてＮ型のＭＯＳＦＥＴ Ｕ１（第１スイッチ部２３）をＯＦＦ状態とする。しかしながら、その前に、Ｕ２（第２スイッチ部３３）が点Ｐ３の電圧に基づいてＯＮ状態となってしまうと、電流Ｉ２及びＩ４が同時に流れてしまい、前述したように、第１ＬＥＤブロック２１に、電流Ｉ２と電流Ｉ４が加算された過電流が流れて、ＬＥＤを破壊するといった不具合が発生する可能性がある。

そこで、図８に示す回路例１１０では、第２制御部１３５のＵ１２が、Ｕ１（第１スイッチ部２３）がＯＮ状態の間は、Ｕ２（第２スイッチ部３３）をＯＮ状態としないように制御しているため、このような不具合が発生することを防止している。

次に、終端回路１４０の動作についてさらに詳しく説明する。

例えば、図２に示した回路例１００において、全波整流回路１２の出力電圧が上昇して、第３の順電圧Ｖ３の直前である場合（図３の時刻Ｔ３の直前）、第２電圧モニタ回路３２が点Ｐ４の電圧を検出して、検出結果に基づいてＵ２（第２スイッチ部３３）をＯＦＦする。しかしながら、その前に、Ｕ３が点Ｐ５の電圧に基づいてＯＮ状態となってしまうと、電流Ｉ４及びＩ５が同時に流れてしまい、前述したような不具合が発生する可能性がある。

そこで、図８に示す回路例１１０では、第３制御部１４５が、Ｕ２（第２スイッチ部３３）がＯＮ状態の間は、Ｕ３をＯＮ状態としないように制御しているため、このような不具合が発生することを防止している。

上述したように、図８に示す回路例１１０では、図２に示す回路例１００と比べて、より細かな電流経路の切替えを行うことによって、ＬＥＤの適切な発光及び過電流の防止を行っている。なお、図７及び図８に示すＬＥＤ駆動回路においても、図５に示すように始端回路１２０及び終端回路１４０のみで構成するようにしても良いし、図６に示すように、複数の中間回路を有するように構成しても良い。

上述したＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤ電球のようなＬＥＤ照明器具、ＬＥＤを内照式ユニットとして利用する看板照明、道路灯、街路灯、および信号機等に利用することが可能である。

１、２、３、４、５、６、７ ＬＥＤ駆動回路
１１ 端子
１２ 全波整流回路
２０ 始端回路
２１ 第１ＬＥＤブロック
２２ 第１電圧モニタ
２３ 第１スイッチ部
２４ 第１定電流回路
３０ 中間回路
３１ 第２ＬＥＤブロック
３２ 第２電圧モニタ
３３ 第２スイッチ部
３４ 第２定電流回路
４０ 終端回路
４１ 第３ＬＥＤブロック
４３ 第３インピーダンス変換回路
６０ 電解コンデンサ

Claims (7)

1. プラス出力及びマイナス出力を有する整流器と、
   前記整流器に接続された第１ＬＥＤ群、前記第１ＬＥＤ群を通って前記プラス出力から前記マイナス出力に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第１スイッチ部、前記第１ＬＥＤ群を流れる電流を一定とする定電流回路、及び第１電圧検出部を有する第１回路と、
   前記整流器に接続された第２ＬＥＤ群を有する第２回路と、を有し、
   前記第１電圧検出部は、前記第１ＬＥＤ群と接続されている前記定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて前記第１スイッチ部を制御して、前記第１ＬＥＤ群から次段のＬＥＤ群への電流経路と、前記第１ＬＥＤ群から前記マイナス出力への電流経路との切り替えを行う、
   ことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記第１回路と前記第２回路との間に配置され、前記整流器に接続された第３ＬＥＤ群、前記第３ＬＥＤ群を通って前記プラス出力から前記マイナス出力に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを行う第３スイッチ部、前記第３ＬＥＤ群を流れる電流を一定とする定電流回路、及び第３電圧検出部を有する中間回路を更に有し、
   前記第３電圧検出部は、前記第３ＬＥＤ群と接続されている前記定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて前記第３スイッチ部を制御して、前記第３ＬＥＤ群から次段のＬＥＤ群への電流経路と、前記第３ＬＥＤ群から前記マイナス出力への電流経路との切り替えを行う、請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 前記中間回路を、前記第１回路と前記第２回路との間に複数有する、請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記第３電圧検出部は、前記第３ＬＥＤ群と接続されている前記定電流回路による電圧降下を検出し、検出した電圧に応じて前記第１スイッチ部を制御して、前記第１ＬＥＤ群から前記次段のＬＥＤ群への電流経路と、前記第１ＬＥＤ群から前記マイナス出力への電流経路との切り替えを行う、請求項２又は３に記載のＬＥＤ駆動回路。
5. 前記第２回路は、前記第２ＬＥＤ群を通って前記プラス出力から前記マイナス出力に流れる電流を調整する第２電流調整部を有する、請求項１〜４の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。
6. 前記第２電流調整部は、定電流回路または電流制限抵抗である、請求項５に記載のＬＥＤ駆動回路。
7. 前記プラス出力及びマイナス出力間に配置された平滑回路を更に有する、請求項１〜６の何れか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。

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