JP6013809B2 - Ledドライバ回路および照明装置 - Google Patents
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Description
特に、複数のLEDを直列接続したLEDアレイを有する直管型のLEDランプは、従来の蛍光灯に代えて、室内照明や電車等の車両用の照明に適用されつつある。
(LEDドライバ回路の構成例)
図1のブロック図および図2の回路図を参照して、第1の実施の形態に係るLEDドライバ回路1の構成例について説明する。
VOPEN=((R1+R2)/R1)×(VZ+V10) (1)
また、図1および図2に示すように、過電圧防止手段30は、一対の端子15a・15bの端子間の電流を低減させる過電流保護回路12を備えていても良い。
Vshort=V10/R3 (2)
なお、LEDアレイ14は、例えば、直管型のLEDランプとすることができる。直管型のLEDランプの具体例については後述する。
ここで、図2の回路図を参照して、第1の実施の形態に係るLEDドライバ回路1の回路構成について説明する。
まず、LEDアレイ14が、端子15a・15bに接続されている状態において、トランジスタQ4がオンすると、インダクタンスL1(L2)およびLEDアレイ14を介して電流が流れる。これにより、LEDアレイ14には、電圧制御回路11で制御された所定電圧(例えば、35V)が供給され、LEDアレイ14が点灯される。
過電流保護回路12が有する抵抗素子R3に電流が流れると電圧差が生じ、トランジスタQ3のベース−エミッタ間の電圧VBEが例えば、約0.7Vになると、トランジスタQ3がオンする。これにより、過電圧保護回路13の場合と同様に、MOSFETQ2がオフになり、端子15a・15bの端子間に設定電圧以上の開放電圧VOが出ないようにされる。
(LEDドライバ回路の構成例)
図7のブロック図および図8の回路図を参照して、第2の実施の形態に係るLEDドライバ回路2の構成例について説明する。
ここで、図8の回路図を参照して、第2の実施の形態に係るLEDドライバ回路2の回路構成について説明する。
第2の実施の形態に係るLEDドライバ回路2において、トランス50の2次側の第1巻線50bに誘起される電圧によって、LEDアレイ14が発光される。
図12および図13を参照して、第2の実施の形態に係るLEDドライバ回路2のレイアウトパターンの例について説明する。
図14および図15を参照して、第1の実施の形態および第2の実施の形態に係るLEDドライバ回路1、2を適用可能なLEDアレイ14を用いた直管型のLEDランプ500の構成例について説明する。
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
B…2次側領域
C7、C10、C11、C20…コンデンサ
D7、D10、D11…ダイオード
DB…ダイオードブリッジ
F1…ヒューズ
L1、L2…インダクタンス(コイル)
N1〜N29…ノード
Q1〜Q9…トランジスタ
R1〜R57…抵抗値
1、2…LEDドライバ回路
11…電圧制御回路
12…過電流保護回路
13…過電圧保護回路
14…LEDアレイ
15a、15b…端子
16…LED駆動回路
21…電圧制御回路
22…ブリーダ回路
23…電流制御回路
30…過電圧防止手段
40…定電圧回路
41…交流電源
42…ブリッジ形全波整流回路
50…トランス
50a…一次側
50b…2次側の第1巻線
50c…2次側の第2巻線
100…入力端子
101…GND端子
103…トランス回路部
104…出力端子
105…調光端子
130…オペアンプ
150…フォトカプラ
500…LEDランプ
520…電源モジュール
530…放熱板
533…端子
540…ケース
Claims (15)
- 直流電源と、
複数のLEDが直列に接続されたLEDアレイを着脱可能に保持する正負一対の端子と、
前記直流電源を用いて前記LEDアレイを点灯させるLED駆動回路と、
前記LED駆動回路に一定電圧を供給するように制御する電圧制御回路と、
前記LEDアレイを前記端子から取り外した場合に、前記一対の端子間の開放電圧を所定の電圧以下にする過電圧防止手段と
を備え、
前記過電圧防止手段は、
前記一対の端子の端子間の電圧を監視する監視手段と、
前記LEDアレイに対する供給電圧の一部をオン・オフするスイッチング手段と、
前記監視手段による検出電圧が予め設定される閾値を超えた場合に、前記スイッチング手段をオフさせる過電圧保護回路と
を備え、
前記過電圧保護回路は、前記LEDアレイが前記一対の端子から外されると、前記一対の端子間の電圧を監視する抵抗素子における分圧電圧の変化に伴ってトランジスタをオフし、インダクタンスコイルに逆起電力を発生させ、前記スイッチング手段がオン・オフを繰り返す状態とし、前記一対の端子間に前記所定の電圧以上の開放電圧が出ないようにする
ことを特徴とするLEDドライバ回路。 - 前記監視手段は、電圧検出用の抵抗素子を備え、
前記スイッチング手段は、前記監視手段による検出電圧に基づいてオン・オフされるトランジスタを備え、
さらに、前記トランジスタに接続されて定電圧を確保する定電圧ダイオードを備えることを特徴とする請求項1に記載のLEDドライバ回路。 - 前記電圧検出用の抵抗素子は、抵抗値R1、R2の2つの抵抗素子を直列接続して構成され、
前記トランジスタは、動作電圧VBEが電圧V10であるバイポーラトランジスタで構成され、
前記定電圧ダイオードによって供給される定電圧が電圧Vzである場合に、
前記LEDアレイを前記端子から取り外した際に、前記過電圧保護回路によって低減された前記一対の端子間の開放電圧VOPENは、
VOPEN=((R1+R2)/R1)×(VZ+V10)
であることを特徴とする請求項2に記載のLEDドライバ回路。 - 前記過電圧防止手段は、前記一対の端子の端子間の電流を低減させる過電流保護回路を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路。
- 前記過電流保護回路は、
前記監視手段による検出電圧に基づいてオン・オフされるバイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタのエミッタ端子側に接続される電流調節用の抵抗素子と
を備えることを特徴とする請求項4に記載のLEDドライバ回路。 - 前記電流調節用の抵抗素子の抵抗値がR3であり、
前記バイポーラトランジスタの動作電圧VBEが電圧V10である場合に、
前記過電流保護回路によって低減された電流値Vshortは、
Vshort=V10/R3
であることを特徴とする請求項5に記載のLEDドライバ回路。 - 前記LEDアレイは、直管型のLEDランプであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路。
- 前記LEDアレイに対する出力負荷が低下した際に、前記LEDアレイに供給する電流を制御する電流制御回路に供給する電力を確保するブリーダ回路を備え、
前記電圧制御回路は、前記LED駆動回路、前記電流制御回路および前記ブリーダ回路への電圧を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路。 - 前記ブリーダ回路は、
前記一対の端子間に供給される電圧を監視する抵抗素子と、
前記抵抗素子の監視結果に応じて、前記電圧制御回路に供給する電力を調整するスイッチング手段としてのトランジスタ、オペアンプおよびコンデンサと
を備えることを特徴とする請求項8に記載のLEDドライバ回路。 - 前記直流電源に一次側が接続されるトランスを備え、
前記電圧制御回路は、前記トランスの一次側の出力をオン・オフ制御することを特徴とする請求項8または9に記載のLEDドライバ回路。 - 前記電圧制御回路は、フォトカプラを介して定電圧回路に結合され、
前記定電圧回路は、前記トランスの2次側の第1巻線および第2巻線に接続されることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路。 - 前記ブリーダ回路は、前記トランスの2次側の第1巻線および第2巻線に接続されていることを特徴とする請求項11に記載のLEDドライバ回路。
- 前記LEDアレイに対する出力負荷が低下は、前記LEDアレイの調光に基づく出力負荷の低下を含むことを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載のLEDドライバ回路を備え、LEDアレイを点灯させることを特徴とする照明装置。
- 前記LEDアレイは、直管型のLEDランプであることを特徴とする請求項14に記載の照明装置。
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