JP4873847B2

JP4873847B2 - Ｌｅｄ点灯駆動回路

Info

Publication number: JP4873847B2
Application number: JP2004295622A
Authority: JP
Inventors: 浩明中瀬
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: JP2006108519A

Description

本発明は、照明用ＬＥＤの点灯駆動回路に関するものであり、特にＬＥＤラインの異常による電流の増加を防止するＬＥＤ点灯駆動回路に関するものである。

従来のＬＥＤ点灯駆動回路の一例を図２に示す。従来のＬＥＤ点灯駆動回路は、ＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤライン１１，１２，１３，１４を複数個設け、これらを並列に接続してＬＥＤモジュール１０を構成してある照明用ＬＥＤの点灯駆動回路は、定電流で電流制御されている。その制御方法は電流検出抵抗Ｒ１の両端の電位変化を検出して、電流検出エラーアンプEA1で増幅し、制御回路にフィードバックすることにより定電流制御させている（その他の例として特許文献１参照。）。
特開昭６３−２２６０７９号公報

しかし、一つのＬＥＤライン１１，１２，１３，１４が異常によりオープンになった場合にも、電流検出エラーアンプEA1の基準電圧Vrefによって定電流値が決まるため、ＬＥＤ全体に流れる電流値は変化しない。そのため、その異常のラインに流れていた電流分は分散して他のラインに流れる事になり、電流が増加し、照度や色温度が変化したり、ＬＥＤの定格電流を超えてＬＥＤの寿命が短くなるという問題が生じた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤラインの異常による電流の増加を防止するＬＥＤ点灯駆動回路を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係るＬＥＤ点灯駆動回路は、ＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤラインを複数個設け、これらを並列に接続してＬＥＤモジュールを構成してある照明用ＬＥＤの点灯駆動回路において、前記ＬＥＤモジュールの定電流制御を行う定電流制御エラーアンプと、前記ＬＥＤモジュールが故障などの異常で定電流ループからオープンになった場合に、その異常のラインを検出する正常動作電流検出回路とを設け、前記正常動作電流検出回路で異常を検出した際、前記定電流制御エラーアンプの基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成してある事を特徴とする。

前記正常動作電流検出回路は、前記各ＬＥＤラインの出力と前記定電流制御エラーアンプとの間に接続し、正常電流検出コンパレータと逆方向のダイオードと抵抗との直列回路を、前記定電流制御エラーアンプの基準端子に接続し、正常動作電流検出抵抗を正常電流検出コンパレータの検出端子に接続して構成してあることを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤラインに異常が生じても、ＬＥＤラインの異常を検出した際、定電流制御エラーアンプの基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成したことにより、正常なＬＥＤラインの電流の増加を防止し、照度や色温度の変化を抑え、ＬＥＤモジュールの定格電流オーバーを防ぐことができる効果がある。

発明を実施するための最良の形態の回路図を図１に示す。図１図示のＬＥＤ点灯駆動回路は、降圧チョッパ型のスイッチング回路１で構成し、この回路１の出力部にＬＥＤモジュール１０を構成してある。本実施形態に係るＬＥＤモジュール１０は、複数のＬＥＤを直列に接続し、ＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤライン１１，１２，１３，１４を四個設け、これらを並列に接続して４系統並列ラインを構成してある。

ＬＥＤモジュール１０の定電流制御を行う定電流制御エラーアンプEA1と、前記ＬＥＤライン１１〜１４が故障などの異常で定電流ループからオープンになった場合に、その異常のラインを検出する正常動作電流検出回路２０とを設けてある。なお、正常動作電流検出回路２０の実施形態については後述する。

正常動作電流検出回路２０の出力並びにＬＥＤモジュール１０の出力を定電流制御エラーアンプEA1のそれぞれの入力に接続し、正常動作電流検出回路２０で異常を検出した際、定電流制御エラーアンプEA1の基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成してある。

また、定電流制御エラーアンプEA1の出力端子をドライバDrに接続し、このドライバDrはスイッチング回路１に設けたスイッチTrのベースに接続してあり、定電流検出エラーアンプEA1の出力によりスイッチTrはスイッチングされて、ＬＥＤモジュール１０に定電流が流れるように構成してある。

続いて、正常動作電流検出回路２０について説明する。本実施形態に係る正常動作電流検出回路２０は、各ＬＥＤライン１１〜１４の出力と定電流制御エラーアンプEA1の基準電圧Vref設定側のプラス入力端子との間に、正常電流検出コンパレータEA2，EA3，EA4，EA5、逆方向のダイオードD10，D11，D12，D13及び抵抗R7，R8，R9，R10とを直列に接続してなる直列回路を接続してある。

具体的には、各ＬＥＤライン１１〜１４の出力を各正常電流検出コンパレータEA2〜EA5の検出端子に接続してある。各正常電流検出コンパレータEA2〜EA5の基準端子には基準設定電圧V2の基準電圧回路を接続してあり、この基準設定電圧V2と各ＬＥＤライン１１〜１４の出力電圧とを比較するよう構成してある。

各正常電流検出コンパレータEA2〜EA5の出力端子を各ダイオードD10，D11，D12，D13のカソードに接続し、これらダイオードD10〜D13のアノードを抵抗R7，R8，R9，R10に接続してある。これら抵抗R7〜R10を接続して統合し、さらに検出用基準設定電圧V1が加わるように、抵抗R6と基準電圧電源V1の直列回路で基準電圧回路を構成し、さらにこの直列回路と並列に調整用抵抗VR1を接続して、定電流制御エラーアンプEA1の基準電圧Vrefを設けてあり、定電流検出エラーアンプEA1の基準電圧Vref設定側のプラス入力端子に接続してある。

各ＬＥＤライン１１〜１４の出力と定電流制御エラーアンプEA1のマイナス入力端子との間に、正常動作電流検出抵抗R2，R3，R4，R5を接続してあり、正常動作電流検出抵抗R2〜R5はＬＥＤ電流検出抵抗R1に接続してある。

以上のように構成してあるＬＥＤ点灯駆動回路は以下のような作用をする。先ず、正常時の場合は、各ＬＥＤライン１１〜１４には電流が流れているので、各ＬＥＤライン１１〜１４の電流検出抵抗R2〜R5に電流が流れる為、正常動作電流検出回路２０を構成する正常電流検出コンパレータEA2〜EA5のプラス入力には基準設定電圧V2より高い電圧が入力され出力にはハイが出力されるためであるため、正常動作電流検出回路２０の直列回路を構成する抵抗R7〜R10は同直列回路を構成するダイオードD10〜D13により導通は阻止される。よって定電流検出エラーアンプEA1のプラス端子の入力基準電圧は基準電圧V1と等しく、基準電圧Vrefは、Vref＝（VR1/（R6+VR1））*V1+VF（D10）となっており、この電圧に合わせるべくドライバDrは定電流制御される。

続いて、ＬＥＤライン１１を構成するＬＥＤが素子の異常等によりオープン状態になった場合、正常動作電流検出抵抗R2に電流が流れなくなるため、ＬＥＤライン１１に接続する正常電流検出コンパレータEA2の出力はローになる。これにより、正常であるＬＥＤライン１２，１３，１４に接続する抵抗R8,R9，R10は導通しないのに対し、ＬＥＤライン１１に接続する抵抗R7は導通するため、基準電圧Vrefは、Vref＝(R7//VR1（R6＋R7//VR1）)*V1＋VF（D10）に変化する。従って、定電流設定値が引き下げられることになり、他の正常なＬＥＤラインの電流は一定に制御される事になる。

具体例として、各ＬＥＤライン１１〜１４を３００ｍＡで電流を流す様に設計している場合、本実施形態においてはＬＥＤモジュール１０が４系統並列ラインで構成してあるため、正常時の場合、１２００ｍＡになるように基準電圧Vrefを設定するが、この実施形態の場合、ＬＥＤライン１１を構成するＬＥＤが素子の異常等によりオープン状態であるため、９００ｍＡになるように基準電圧Vrefを可変することになる。

本実施形態は以上のような作用をすることにより、ＬＥＤライン１１〜１４のいずれかに異常が生じても、各ＬＥＤライン１１〜１４の異常を検出した際、定電流制御エラーアンプEA1の基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成したことにより、正常なＬＥＤラインの電流の増加を防止し、照度や色温度の変化を抑え、ＬＥＤモジュール１０の定格電流オーバーを防ぐことができる。

なお、他のＬＥＤライン１２，１３，１４のＬＥＤが素子の異常等によりオープン状態になった場合も同様の作用をする。また、本実施形態では、ＬＥＤモジュール１０を４系統並列ラインで構成してあるが、４系統並列ラインに限定されない。

本発明によれば、ＬＥＤラインに異常が生じても、ＬＥＤラインの異常を検出した際、定電流制御エラーアンプの基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成したことにより、正常なＬＥＤラインの電流の増加を防止し、照度や色温度の変化を抑え、ＬＥＤモジュールの定格電流オーバーを防ぐことができる。

本発明に係るＬＥＤ点灯駆動回路における発明を実施するための最良の形態の回路図である。従来のＬＥＤ点灯駆動回路の回路図である。

符号の説明

１スイッチング回路
１０ＬＥＤモジュール
１１，１２，１３，１４ＬＥＤライン
２０正常動作電流検出回路
Tr スイッチ
L インダクタ
R 抵抗
VR1 調整用抵抗
C コンデンサ
D ダイオード
V1，V2 基準設定電圧
EA1 定電流制御エラーアンプ
EA2，EA3，EA4，EA5 正常電流検出コンパレータ
Dr ドライバ
Vref 基準電圧

Claims

ＬＥＤを直列に接続してなるＬＥＤラインを複数個設け、これらを並列に接続してＬＥＤモジュールを構成してある照明用ＬＥＤの点灯駆動回路において、前記ＬＥＤモジュールの定電流制御を行う定電流制御エラーアンプと、前記ＬＥＤモジュールが故障などの異常で定電流ループからオープンになった場合に、その異常のラインを検出する正常動作電流検出回路とを設け、前記正常動作電流検出回路で異常を検出した際、前記定電流制御エラーアンプの基準電圧レベルを下げるように変化させて、ＬＥＤ点灯駆動回路全体の定電流レベルを下げて電流を一定にするように構成してあり、
前記正常動作電流検出回路は、前記各ＬＥＤラインを構成する下流のＬＥＤのカソードと前記定電流制御エラーアンプの入力端子との間に設け、前記各ＬＥＤラインを構成する下流のＬＥＤのカソードと前記定電流制御エラーアンプの検出端子との間に正常動作電流検出抵抗を接続するとともに、これら正常動作電流検出抵抗にＬＥＤ電流検出抵抗を接続し、前記各ＬＥＤラインを構成する下流のＬＥＤのカソードと前記定電流制御エラーアンプの基準端子との間に正常電流検出コンパレータとダイオードと抵抗とからなる回路を接続し、該回路は前記正常電流検出コンパレータの検出端子を前記ＬＥＤラインを構成する下流のＬＥＤのカソードに接続し、前記正常電流検出コンパレータの出力端子をダイオードのカソードに接続し、ダイオードのアノードを抵抗に接続し、この抵抗を前記定電流制御エラーアンプの基準端子に接続し、前記定電流制御エラーアンプの出力端子を前記照明用ＬＥＤの点灯駆動回路のドライバに接続して構成してあることを特徴とするＬＥＤ点灯駆動回路。