(57)【要約】【目的】本発明は、発光ダイオードに流れる電流の激しい変動を防止することのできる発光ダイオード回路を提供する。【解決手段】発光ダイオード回路は、交流電源と、整流器と、電圧制限回路と、発光ダイオードモジュールとを備える。交流電源は交流電圧を提供し、整流器は交流電圧に基づいて第１整流電圧を生成する。電圧制限回路によって第１整流電圧の上限を定格電圧で制限し、第１整流電圧に基づいて電源制限回路が定格電圧よりも低い第２整流電圧を生成する。発光ダイオードモジュールは、第２整流電圧を受け取る。それによって、交流電圧が不安定の時に、発光ダイオードモジュールに流れる電流の変動を大幅に減らすことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を提供するための交流電源と、
前記交流電源に接続され、前記交流電圧に基づいて第１整流電圧を生成する整流器と、
前記整流器に接続され、前記第１整流電圧の上限を定格電圧で制限して、前記定格電圧よりも低い第２整流電圧を生成する電圧制限回路と、
前記電圧制限回路に接続され、前記第２整流電圧を受け取る発光ダイオードモジュールと
を備えた発光ダイオード回路。
【請求項２】
前記交流電源と前記整流器の間に接続されたトライアック調光器をさらに備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項３】
前記整流器がフルブリッジ型整流器である請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項４】
前記電圧制限回路が、
前記整流器の出力端子に接続されたコレクタ端子、前記発光ダイオードモジュールの入力端子に接続されたエミッタ端子、および電圧に接続されたベース端子を有するトランジスタをさらに備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項５】
前記電圧制限回路が、
前記整流器の出力端子に接続されたコレクタ端子、前記発光ダイオードモジュールの入力端子に接続されたエミッタ端子、およびベース端子を有するトランジスタと、
前記整流器の出力端子に接続された第１端子、および前記トランジスタの前記ベース端子に接続された第２端子を有する電流制限抵抗と、
前記発光ダイオードモジュールの出力端子に接続されたアノード端子、および前記トランジスタの前記ベース端子に接続されたカソード端子を有するツェナーダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項６】
前記電圧制限回路が、
前記トランジスタの前記ベース端子と前記ツェナーダイオードの前記カソード端子の間に接続された可変抵抗をさらに備えた請求項５記載の発光ダイオード回路。
【請求項７】
前記電圧制限回路が、
前記トランジスタの前記ベース端子と前記ツェナーダイオードの前記カソード端子の間に接続されたサーミスタをさらに備えた請求項５記載の発光ダイオード回路。
【請求項８】
前記電圧制限回路が、
前記整流器の出力端子に接続されたコレクタ端子、前記発光ダイオードモジュールにおける複数組の直列接続された発光ダイオードの入力端子に接続されたエミッタ端子、およびベース端子を有する複数のトランジスタと、
前記整流器の出力端子に接続された第１端子、および前記各トランジスタのベース端子に接続された第２端子を有する電流制限抵抗と
前記各組の直列接続された発光ダイオードの出力端子に接続されたアノード端子、および前記各トランジスタの前記ベース端子に接続されたカソード端子を有するツェナーダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項９】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続された第１端子を有する抵抗と、
前記抵抗の第２端子に接続された入力端子、および電圧に接続された出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項１０】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続されたカソード端子を有するツェナーダイオードと、
前記ツェナーダイオードのアノード端子に接続された入力端子、および電圧に接続された出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項１１】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続されたアノード端子を有する定電流ダイオードと、
前記定電流ダイオードのカソード端子に接続された入力端子、および電圧に接続された出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項１２】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続された第１端子を有する可変抵抗と、
前記可変抵抗の第２端子に接続された入力端子、および電圧に接続された出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項１３】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続された第１端子を有するサーミスタと、
前記サーミスタの第２端子に接続された入力端子、および電圧に接続された出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【請求項１４】
前記発光ダイオードモジュールが、
前記電圧制限回路に接続された第１端子を有する抵抗と、
前記抵抗の第２端子に接続された入力端子、および出力端子を有する１組の直列接続された発光ダイオードと、
前記１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子に接続されたドレイン端子、電圧に接続されたソース端子、およびパルス幅変調信号を受信するゲート端子を有する電界効果トランジスタと
を備えた請求項１記載の発光ダイオード回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（Light Emitting Diode, LED）回路に関するものであり、特に、発光ダイオードに流れる電流の激しい変動を防止することのできる発光ダイオード回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長寿命、小型サイズ、高振動、耐衝撃性、低電力消費等の数多くの利点のおかげで、発光ダイオードは、様々な家電機器や器械に用いる指示灯または光源に幅広く応用されている。近年、発光ダイオードは、多色で高輝度なものに発展したため、その応用範囲は大型野外用表示板や交通信号灯等にまで拡大されている。将来的に、発光ダイオードは、節電および環境保護の機能を兼ね備えた主要照明光源になることが可能である。
【０００３】
図１は、従来の発光ダイオード回路の概略的回路図である。図２は、従来の交流（ＡＣ）電圧の電圧波形図である。図３は、従来の整流電圧の電圧波形図である。図１から図３を参照すると、交流電源Ｖａｃは、交流電圧ＡＳ１を整流器ＢＤ１に提供することができる。整流器ＢＤ１は、交流電圧ＡＳ１に基づいて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮのような複数の発光ダイオードに整流電圧ＤＳ１を提供することができる。電流制限抵抗Ｒ１は、例えば、８９６Ωである。Ｎは、例えば、３４である。
【０００４】
注意すべきこととして、交流電源Ｖａｃによって提供された交流電圧ＡＳ１が不安定の時、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに流れる電流も激しい変動を受け、それによって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮは大幅な輝度の変動や色温度の偏移を有する。例えば、交流電源Ｖａｃは、理想的には１１０Ｖの交流電圧ＡＳ１を提供するが、実際には、交流電圧ＡＳ１は１００Ｖから１２０Ｖの間で変動する。
【０００５】
図４は、複数の異なる従来の整流交流電圧の電圧波形図である。図１および図４を参照すると、交流電圧ＡＳ１が１００Ｖから１２０Ｖの間で変動する時、整流電圧ＤＳ１も図４に示した曲線Ｃ１とＣ２の間で変動する。整流電圧ＤＳ１の激しい変動は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに流れる電流の大幅な変動をもたらす。発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに流れる電流の二乗平均平方根（root mean square, RMS）電流値の変化は、（２６．５３／１５．１９４）≒１．７５倍と計算される。その結果、このＲＭＳ電流値の変化は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに対して大幅な輝度の変動および色温度の偏移をもたらす。
【０００６】
【表１】
2010272840.tif 000003
表１は、図１の実験データを示す表である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上を考慮すると、発光ダイオード産業において、発光ダイオードの輝度の変動や色温度の偏移等の問題を克服するには、複数の供給電圧条件の下での発光ダイオードの電流の変動や電圧の安定性について、大幅な改善が必要である。
【０００８】
本発明は、発光ダイオードに流れる電流の激しい変動を防止することのできる発光ダイオード回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、交流電源と、整流器と、電圧制限回路と、発光ダイオードモジュールとを備えた発光ダイオード回路を提供する。交流電源は、交流電圧を提供する。整流器は、交流電源に接続され、交流電源によって提供された交流電圧に基づいて第１整流電圧を生成する。電圧制限回路は、整流器に接続され、第１整流電圧の上限を定格電圧で制限する。第１整流電圧に基づいて、電圧制限回路が定格電圧よりも低い第２整流電圧を生成する。発光ダイオードモジュールは、電圧制限回路に接続され、第２整流電圧を受け取ることができる。
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオード回路は、トライアック調光器をさらに備える。トライアック調光器は、交流電源と整流器の間に接続される。
【００１１】
本発明の１つの実施形態において、整流器はフルブリッジ型整流器（full bridge rectifier）である。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、電圧制限回路は、トランジスタを備える。トランジスタのコレクタ端子は、整流器の出力端子に接続される。トランジスタのエミッタ端子は、発光ダイオードモジュールの入力端子に接続される。トランジスタのべース端子は、電圧に接続される。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、電圧制限回路は、トランジスタと、電流制限抵抗と、ツェナーダイオードとを備える。トランジスタのコレクタ端子は、整流器の出力端子に接続される。トランジスタのエミッタ端子は、発光ダイオードモジュールの入力端子に接続される。電流制限抵抗の第１端子は、整流器の出力端子に接続される。電流制限抵抗の第２端子は、トランジスタのベース端子に接続される。ツェナーダイオードのアノード端子は、発光ダイオードモジュールの出力端子に接続される。ツェナーダイオードのカソード端子は、トランジスタのベース端子に接続される。
【００１４】
さらに、本発明の別の実施形態において、電圧制限回路は、可変抵抗をさらに備えてもよい。可変抵抗は、トランジスタのベース端子とツェナーダイオードのカソード端子の間に接続される。本発明の別の実施形態において、電圧制限回路は、サーミスタをさらに備えてもよい。サーミスタは、トランジスタのベース端子とツェナーダイオードのカソード端子の間に接続される。
【００１５】
本発明の１つの実施形態において、電圧制限回路は、複数のトランジスタと、電流制限抵抗と、ツェナーダイオードとを備える。各トランジスタのコレクタ端子は、整流器の出力端子に接続される。各トランジスタのエミッタ端子は、発光ダイオードモジュールにおける複数組の直列接続された発光ダイオードの入力端子に接続される。電流制限抵抗の第１端子は、整流器の出力端子に接続される。電流制限抵抗の第２端子は、各トランジスタのベース端子に接続される。ツェナーダイオードのアノード端子は、各組の直列接続された発光ダイオードの出力端子に接続される。ツェナーダイオードのカソード端子は、各トランジスタのベース端子に接続される。
【００１６】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、抵抗と、１組の直列接続された発光ダイオードとを備える。抵抗の第１端子は、電圧制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、抵抗の第２端子に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子は、電圧に接続される。
【００１７】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、ツェナーダイオードと、１組の直列接続された発光ダイオードとを備える。ツェナーダイオードのカソード端子は、電圧制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、ツェナーダイオードのアノード端子に接続され、１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子は、電圧に接続される。
【００１８】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、定電流ダイオード（current regulative diode, CRD）と、１組の直列接続された発光ダイオードとを備える。定電流ダイオードのアノード端子は、電流制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、定電流ダイオードのカソード端子に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子は、電圧に接続される。
【００１９】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、可変抵抗と、１組の直列接続された発光ダイオードとを備える。可変抵抗の第１端子は、電圧制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、可変抵抗の第２端子に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子は、電圧に接続される。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、サーミスタと、１組の直列接続された発光ダイオードとを備える。サーミスタの第１端子は、電圧制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、サーミスタの第２端子に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子は、電圧に接続される。
【００２１】
本発明の１つの実施形態において、発光ダイオードモジュールは、抵抗と、１組の直列接続された発光ダイオードと、電界効果トランジスタ（field effect transistor, FET）とを備える。抵抗の第１端子は、電圧制限回路に接続される。１組の直列接続された発光ダイオードの入力端子は、抵抗の第２端子に接続される。電界効果トランジスタのドレイン端子は、１組の直列接続された発光ダイオードの出力端子に接続される。電界効果トランジスタのソース端子は、電圧に接続される。電界効果トランジスタのゲート端子は、パルス幅変調（pulse width modulation, PWM）信号を受信する。
【発明の効果】
【００２２】
以上述べたように、本発明の実施形態は、発光ダイオードモジュールに提供された電圧の上限を定格電圧で制限する電圧制限回路を提供することができる。その結果、発光ダイオードモジュールに流れる電流の激しい変動を大幅に減らすことができ、さらに、発光ダイオードの輝度の変動および色温度の偏移を大幅に改善することができる。
【００２３】
本発明の上記特徴および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の発光ダイオード回路の概略的回路図である。
【図２】従来の交流電圧の電圧波形図である。
【図３】従来の整流電圧の電圧波形図である。
【図４】複数の異なる従来の整流交流電圧の電圧波形図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る複数の異なる整流交流電圧の電圧波形図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。
【図１５】図１４に示したトライアック調光器が全周期(fully cycle)で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。
【図１６】図１４に示したトライアック調光器が全周期(fully cycle)で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。
【図１７】図１４に示したトライアック調光器が半周期(half cycle)で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。
【図１８】図１４に示したトライアック調光器が半周期(half cycle)で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。
【図１９】図１４に示したトライアック調光器が４分の１の周期(quarter cycle)で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。
【図２０】図１４に示したトライアック調光器が４分の１の周期(quarter cycle)で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図５は、本発明の第１実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。図５を参照すると、本実施形態において、発光ダイオード回路１０は、交流電源Ｖａｃと、整流器ＢＤ１と、電圧制限回路３０と、発光ダイオードモジュール５０とを備える。交流電源Ｖａｃは、整流器ＢＤ１に接続され、整流器ＢＤ１に交流電圧ＡＳ１を提供することができる。整流器ＢＤ１は、電圧制限回路３０に接続される。整流器ＢＤ１は、例えば、交流電圧ＡＳ１を整流して図３の整流電圧ＤＳ１に類似した整流電圧を電源制限回路３０に提供するフルブリッジ型整流器でもよい。
【００２６】
注意すべきこととして、電圧制限回路３０は、発光ダイオードモジュール５０に接続される。電圧制限回路３０は、整流電圧ＤＳ１に基づいて、整流電圧ＤＳ１の上限を定格電圧で制限することができる。電圧制限回路３０は、整流電圧ＤＳ２を上述した定格電圧よりも低い発光ダイオードモジュール５０に提供することもできる。
【００２７】
本実施形態において、電圧制限回路３０は、電流制限抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とを備える。電流制限抵抗Ｒ１は、例えば、１０ＫΩである。トランジスタＱ１は、例えば、バイポーラ接合トランジスタ（bipolar junction transistor, BJT）でもよい。ツェナーダイオードＺＤ１の逆ブレークダウン電圧は、例えば、１３２Ｖであるが、これに限定されない。そのため、トランジスタＱ１は、１３１．３Ｖよりも低い整流電圧ＤＳ２を発光ダイオードモジュール５０に提供することができる。つまり、本実施形態の定格電圧は、１３１．３Ｖである。
【００２８】
本実施形態において、発光ダイオードモジュール５０は、電流制限抵抗Ｒ２と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮとを備え、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮは、１組の直列接続された発光ダイオードを形成する。電流制限抵抗Ｒ２は、例えば、２１８Ωである。Ｎは、例えば、３４であるが、他の実施形態ではこれに限定されないため、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮはここで述べていない他の数量でもよい。
【００２９】
図６は、本発明の第１実施形態に係る複数の異なる整流交流電圧の電圧波形図である。図５および図６を参照すると、交流電圧ＡＳ１が１００Ｖから１２０Ｖの間で変動する時、整流電圧ＤＳ２は、図６に示した曲線Ｃ３と曲線Ｃ４の間で変動する。以下の表２に示すように、交流電圧ＡＳ１が１００Ｖから１２０Ｖの間で変動する時、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに流れる電流のＲＭＳ電流値の変化は、約（２７．２８／２２．１）で１．２６倍であり、表１の値よりも大幅に小さい。注意すべきこととして、本実施形態において、ツェナーダイオードＺＤ１の逆ブレークダウン電圧が低ければ低いほど、入力電圧ＡＳ１が変化する時の電流の変動が小さくなる。しかしながら、逆ブレークダウン電圧の小さいツェナーダイオードＺＤ１は、かなり大きなエネルギー損失をもたらす可能性があるため、電流の変動を選択するか、エネルギー損失を選択するかは、それに応じて比較検討することができる。
【００３０】
【表２】
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表２は、図５の実験データを示す表である。
【００３１】
本分野の技術者にとって、発光ダイオードの輝度と発光ダイオードに流れる電流が直接関連することは周知のことである。本実施形態において、交流電圧ＡＳ１が１００Ｖから１２０Ｖの間で変動する時、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮに流れる電流のＲＭＳ電流値の変化は、約１．２６倍である。従来の技術と比較すると、本実施形態は、発光ダイオードの輝度の変動や色温度の偏移のような問題を大幅に改善することができる。
【００３２】
上述した実施形態において、発光ダイオード回路に対して可能な形態を開示したが、本技術分野において通常の知識を有する者であれば、製造業者が異なれば発光ダイオード回路の設計も異なる可能性があることを認識しているため、本発明の応用はこの形態のみに限られるものではない。つまり、電圧制限回路が発光ダイオードモジュールに提供された電圧を定格電圧で制限する限りは、これらの実施が本発明の精神から離れることはない。ここで、本技術分野の技術者が本発明を理解し、実施できるようにするために、さらにいくつかの他の実施形態を説明する。
【００３３】
上述した実施形態において、電流制限抵抗Ｒ１およびＲ２とツェナーダイオードＺＤ１は、それぞれ単一の構成要素を用いて実施されるが、本発明はこれだけに限定されない。本発明の他の実施形態において、電流制限抵抗Ｒ１およびＲ２とツェナーダイオードＺＤ１は、直列または並列に接続された複数の構成要素を用いて実施することができる。整流器ＢＤ１はフルブリッジ型整流器を例としたが、本発明はこれに限定されない。本発明の他の実施形態において、整流器ＢＤ１は他の方法でも実施することができる。例えば、整流器ＢＤ１は、ハーフブリッジ型整流器をコンデンサと組合せて実施することができる。電流制限抵抗Ｒ１を１０ＫΩとし、電流制限抵抗Ｒ２を２１８ＫΩとして例示したが、本発明はここで説明した実施形態のみに限定されるものではない。本発明の他の実施形態において、異なる抵抗値の電流制限抵抗を、電流制限抵抗Ｒ１およびＲ２の代わりに用いることができる。
【００３４】
さらに、定格電圧を例として１３１．３Ｖと設定するが、本発明はこれに限定されない。本発明の他の実施形態では、本分野の技術者が必要に応じて定格電圧を変更してもよい。例えば、ツェナーダイオードＺＤ１の逆ブレークダウン電圧を変えて、定格電圧を変えることができる。別の例では、トランジスタＱ１のベース端子に提供される基準電圧を変えて、定格電圧を変えることができる。
【００３５】
更に詳しく説明すると、本発明の第１実施形態において、図５に示した電圧制限回路３０および発光ダイオードモジュール５０は、単なる例示的な実施形態であって、本発明はこれだけに限定されない。本発明の他の実施形態において、本分野の技術者が必要に応じて電圧制限回路３０および発光ダイオードモジュール５０の実施方式を変えてもよい。
【００３６】
例えば、図７は、本発明の第２実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。図５および図７を参照すると、発光ダイオード回路１１は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオード回路１１が電圧制限回路３１および発光ダイオードモジュール５１を含む複数の並列した構成要素を備えた構造を有することにある。本実施形態において、電圧制限回路３１は、電流制限抵抗Ｒ１と、ツェナーダイオードＺＤ１と、本発明のトランジスタＱ１からＱ３のような複数のトランジスタとを備える。発光ダイオードモジュール５１は、本実施形態の３組の直列接続された発光ダイオードのような、複数組の直列接続された発光ダイオードを備えてもよい。第１組の直列接続された発光ダイオードは、電流制限抵抗Ｒ２−１および発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１Ｎによって形成される。第２組の直列接続された発光ダイオードは、電流制限抵抗Ｒ２−２および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２Ｎによって形成される。第３組の直列接続された発光ダイオードは、電流制限抵抗Ｒ２−３および発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３Ｎによって形成される。そのため、第１実施形態と類似する効果を実質的に達成することができる。
【００３７】
図８は、本発明の第３実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。図５および図８を参照すると、発光ダイオード回路１２は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオード回路１２の電圧制限回路３２にある。本実施形態において、電圧制限回路３２は、整流器ＢＤ１と発光ダイオードモジュール５０の間に接続されたトランジスタＱ１を備える。トランジスタＱ１のベース端子は、基準電圧ＶＣＣに接続される。さらに、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度は、基準電圧ＶＣＣの変化に応じて調整することができる。
【００３８】
図９は、本発明の第４実施形態に係る発光ダイオード回路の概略的回路図である。図５および図９を参照すると、発光ダイオード回路１３は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオードモジュール５２にある。本実施形態において、発光ダイオードモジュール５２は、定電流ダイオードＣＲＤ１と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮとを備える。定電流ダイオードＣＲＤ１は、電流制限抵抗と置き換えることができる。本発明の他の実施形態において、複数の定電流ダイオードを直列または並列の形態で実施して、発光ダイオードモジュール５２の電流を所定の電流レベル以下に維持することができる。ツェナーダイオードＺＤ１は、所定の適切な範囲で電圧を制限することができるため、定電流ダイオードにかかる電圧が大きすぎて、構成部品を燃焼させることはない。
【００３９】
図１０は、本発明の第５実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。図５および図１０を参照すると、発光ダイオード回路１４は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオードモジュール５３にある。本実施形態において、発光ダイオードモジュール５３は、ツェナーダイオードＺＤ２と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮとを備える。ツェナーダイオードＺＤ２は、電流制限抵抗と置き換えることができる。抵抗Ｒ２をツェナーダイオードＺＤ２で置き換えた場合、ツェナーダイオードＺＤ２はＡ点とＢ点間にかかる残りの電圧を吸収して、発光ダイオードモジュール５３が燃焼するのを防ぐことができる。
【００４０】
図１１は、本発明の第６実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。図５および図１１を参照すると、発光ダイオード回路１５は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオードモジュール５４にある。本実施形態において、発光ダイオードモジュール５４は、可変抵抗ＶＲ１と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮとを備える。可変抵抗ＶＲ１は、電流制限抵抗として使用することができる。さらに、可変抵抗ＶＲ１を調整することによって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を変えることができる。そのため、本実施形態は、本発明の第１実施形態と類似する効果を達成できるだけでなく、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整する機能も追加される。
【００４１】
注意すべきこととして、本発明の別の実施形態において、図１１の可変抵抗ＶＲ１をサーミスタで置き換えることもできる。そのため、本実施形態は本発明の第１実施形態と類似する効果を達成できるだけでなく、環境温度に応じて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整する機能も追加される。
【００４２】
図１２は、本発明の第７実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。図５および図１２を参照すると、発光ダイオード回路１６は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、電圧制限回路３３にある。本実施形態において、電圧制限回路３３は、可変抵抗ＶＲ１と、電流制限抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とを備える。可変抵抗ＶＲ１を調整することによって、トランジスタＱ１のベース端子における電圧を変えることができ、それによって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整することができる。そのため、本実施形態は、本発明の第１実施形態と類似する効果を達成できるだけでなく、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整する機能も追加される。
【００４３】
注意すべきこととして、本発明の別の実施形態において、図１２の可変抵抗ＶＲ１をサーミスタで置き換えることもできる。そのため、本実施形態は本発明の第１実施形態と類似する効果を達成できるだけでなく、環境温度に応じて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整する機能も追加される。
【００４４】
図１３は、本発明の第８実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。図５および図１３を参照すると、発光ダイオード回路１７は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオードモジュール５５にある。本実施形態において、発光ダイオードモジュール５５は、トランジスタＱ４と、電流制限抵抗Ｒ２と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮとを備える。トランジスタＱ４のゲート端子は、ＰＷＭ信号を受信することができる。発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度は、ＰＷＭ信号の周期の変化に応じて調整することができる。そのため、本実施形態は、本発明の第１実施形態と類似する効果を達成できるだけでなく、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整する機能も追加される。
【００４５】
図１４は、本発明の第９実施形態に係る発光ダイオード回路を示す概略的回路図である。図５および図１４を参照すると、発光ダイオード回路１８は、発光ダイオード回路１０に類似する。２つの回路の間の差異は、発光ダイオード回路１８がトライアック調光器７０をさらに備えることにある。トライアック調光器７０は、交流電源Ｖａｃと整流器ＢＤ１の間に接続される。そのため、本実施形態では、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を調整することができる。図１５は、図１４に示したトライアック調光器７０が全周期で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。図１６は、図１４に示したトライアック調光器７０が全周期で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。図１７は、図１４に示したトライアック調光器７０が半周期で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。図１８は、図１４に示したトライアック調光器７０が半周期で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。図１９は、図１４に示したトライアック調光器７０が４分の１の周期で導通した時の交流電圧ＡＳ２の電圧波形図である。図２０は、図１４に示したトライアック調光器７０が４分の１の周期で導通した時の整流電圧ＤＳ４の電圧波形図である。
【００４６】
図１５から図２０の電圧波形図を比較すると、これらの図面は、全周期から４分の１の周期にトライアック調光器７０を変化させることによって、交流電圧ＡＳ２を調整することを示している。そのため、本実施形態は、トライアック調光器７０を使用して交流電圧ＡＳ２の調整を行うことによって、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤＮの輝度を変化させる。
【００４７】
以上述べたように、本発明の実施形態は、電圧制限回路を用いて発光ダイオードモジュールに提供された電圧の上限を定格電圧で制限することによって、発光ダイオードモジュールに流れる電流の激しい変動を防ぐ。本発明の実施形態には、以下の特徴が含まれる。
１．可変抵抗を電圧制限回路または発光ダイオードモジュールに追加して、発光ダイオードの輝度を調整することができる。
２．サーミスタを電圧制限回路または発光ダイオードモジュールに追加して、発光ダイオードの輝度を調整することができる。
３．トランジスタを発光ダイオードモジュールに追加して、ＰＷＭ信号に基づいて発光ダイオードの輝度を調整することができる。
４．トライアック調光器を発光ダイオード回路に追加して、発光ダイオードの輝度を調整することができる。
５．トランジスタを発光ダイオードモジュールに追加し、トランジスタのベース端子を基準電圧に接続して、基準電圧の変化に応じて発光ダイオードの輝度を調整することができる。
【００４８】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【符号の説明】
【００４９】
１０〜１８  発光ダイオード回路
３０〜３３  電圧制限回路
５０〜５５  発光ダイオードモジュール
７０  トライアック調光器
Ａ、Ｂ  点
ＡＳ１、ＡＳ２  交流電圧
ＢＤ１  整流器
Ｃ１〜Ｃ４  曲線
ＣＲＤ１  定電流ダイオード
ＤＳ１〜ＤＳ４  整流電圧
ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ、ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１Ｎ、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２Ｎ、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３Ｎ  発光ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４  トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２−１、Ｒ２−２、Ｒ２−３  電流制限抵抗
Ｖａｃ  交流電源
ＶＣＣ  基準電圧
ＶＲ１  可変抵抗
ＺＤ１、ＺＤ２  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2010272840000001.pdf