(57)【要約】【課題】力率を向上することができる交流発光ダイオード回路を提供する。【解決手段】交流電源にカップリングされ、交流電源９の一つの出力端は、第１出力端子９１と、第２出力端子９２と、を有し、発光ダイオード列１３と、複数の駆動子１２と、を含む交流発光ダイオード回路１において、発光ダイオード列１３は、複数の発光ダイオードをカップリングして構成され、一端が第１出力端子９１にカップリングされ、他端が第２出力端子９２にカップリングされ、複数の駆動子１２は、第１接点と、第２接点と、をそれぞれ有し、第１接点は、第１出力端子９１または第２出力端子９２にカップリングされ、第２接点は、発光ダイオード列１３の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源にカップリングされ、前記交流電源の一つの出力端は、第１出力端子と、第２出力端子と、を有し、発光ダイオード列と、複数の駆動子と、を含む交流発光ダイオード回路において、
前記発光ダイオード列は、複数の発光ダイオードをカップリングして構成され、一端が前記第１出力端子にカップリングされ、他端が前記第２出力端子にカップリングされ、
前記複数の駆動子は、第１接点と、第２接点と、をそれぞれ有し、前記第１接点は、前記第１出力端子または前記第２出力端子にカップリングされ、前記第２接点は、前記発光ダイオード列の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされることを特徴とする交流発光ダイオード回路。
【請求項２】
更に、ブリッジ式整流ユニットを含み、前記ブリッジ式整流ユニットの入力端は、前記第１出力端子と、前記第２出力端子と、にそれぞれカップリングされ、前記ブリッジ式整流ユニットの出力端は、第１ノードと、第２ノードとであり、前記第１ノードが前記第１接点にカップリングされ、前記第２ノードが前記発光ダイオード列の一端にカップリングされることを特徴とする、請求項１に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項３】
これらの前記発光ダイオード列にある発光ダイオードの数量は同じであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項４】
これらの前記発光ダイオード列にある発光ダイオードの数量は相違することを特徴とする、請求項１又は２に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項５】
前記ブリッジ式整流ユニットは、複数の発光ダイオードから構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項６】
前記ブリッジ式整流ユニットは、複数のダイオードから構成されることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項７】
前記第２接点には、コンデンサーがカップリングされることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項８】
前記発光ダイオード列にある複数の発光ダイオードは直列接続されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項９】
前記発光ダイオード列にある複数の発光ダイオードは並列接続されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１０】
前記駆動子は電気抵抗であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１１】
前記駆動子はコンデンサーであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１２】
前記駆動子は定電流ダイオード（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１３】
前記駆動子はインダクタンスであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１４】
前記駆動子は定電流駆動集積回路であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１５】
前記第１出力端子はＴＲＩＡＣ（ＴＲＩ−ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＡＣ  ＳＷＩＴＣＨ）にカップリングされることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の交流発光ダイオード回路。
【請求項１６】
前記第２出力端子はＴＲＩＡＣ（ＴＲＩ−ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＡＣ  ＳＷＩＴＣＨ）にカップリングされることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の交流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、交流発光ダイオード回路に関し、特に、複数の発光ダイオード列を並列接続することにより、入力電流の波形を正弦波に近似し、力率を向上することができる交流発光ダイオード回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーが不足である現在では、効率が高くてエネルギーの消費が少ないものを使用する傾向が強くになる。発光ダイオードは、エネルギーの変換効率が高く、応答速度が速く、点滅の周波数が高く、ライフタイムが長く、電力の消費が少ないので、新世代の照明装置として利用される。
【０００３】
交流電源を利用する交流発光ダイオードは、従来の照明装置に置換可能である他、従来の発光ダイオードの放熱問題を解決し、ハイパワー発光ダイオードのパッケージおよび使用方式を完全に変更したので、従来の発光ダイオードの直流/交流の変換過程における電力ロス（１５〜３０％）を節約することができ、発光ダイオードの発光効率も向上する。
【０００４】
半導体光源に属する発光ダイオードは、直流の定電流によって駆動することが必要であり、交流電源を利用可能にするために、下記の方法が使用される。
（１）直流電源と交流電源との間に、変換器（例えば高圧駆動集積回路、又はトランスに駆動集積回路を加え）を設ける。
【０００５】
（２）図１のＡ及びＢに示すように、数十個の発光ダイオードを直列接続して発光ダイオード列を構成し、このような二列の発光ダイオード列を逆方向に電気的に連接し、更に、例えば電気抵抗などの簡単な回路により、発光ダイオードの通過可能の電圧を超える部分を吸収する。
【０００６】
（３）発光ダイオード列にブリッジ式整流器をカップリングして、更に、例えば電気抵抗Ｒ１、Ｒ２などの簡単な回路により、発光ダイオードの通過可能の電圧を超える部分を吸収する。
【０００７】
（４）発光ダイオードによってブリッジ式整流器を構成し、且つブリッジ式整流器の前に電気抵抗Ｒ１、Ｒ２をカップリングすることにより、発光ダイオードの通過可能の電圧を超える部分を吸収する。
【０００８】
しかしながら、第１の方法によれば、変換器は体積が大きく、重量が重いので、生産コストが増加し、そして電力を変換する過程中に電力ロスが発生し、これにより、電力を利用する従来の光源よりも生産コストが高いので、利用の普及が困難である。第２の方法によれば、部品数が増加するので、生産コストが増加する。上記の四つの方法は、力率（Ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ、ＰＦ）が約０．８〜０．９だけであり、現在の照明装置の力率が０．９以上要求されているので、従来の交流発光ダイオードの力率を向上しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主な目的は、力率を向上することができる交流発光ダイオード回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の交流発光ダイオード回路によると、交流電源にカップリングされ、交流電源の一つの出力端は、第１出力端子と、第２出力端子と、を有し、発光ダイオード列と、複数の駆動子と、を含む交流発光ダイオード回路において、発光ダイオード列は、複数の発光ダイオードをカップリングして構成され、一端が第１出力端子にカップリングされ、他端が第２出力端子にカップリングされ、複数の駆動子は、第１接点と、第２接点と、をそれぞれ有し、第１接点は、第１出力端子または第２出力端子にカップリングされ、第２接点は、発光ダイオード列の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされることを特徴とする交流発光ダイオード回路である。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の交流発光ダイオード回路によると、更に、ブリッジ式整流ユニットを含み、ブリッジ式整流ユニットの入力端は、第１出力端子と、第２出力端子と、にそれぞれカップリングされ、ブリッジ式整流ユニットの出力端は、第１ノードと、第２ノードとであり、第１ノードが第１接点にカップリングされ、第２ノードが発光ダイオード列の一端にカップリングされる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の交流発光ダイオード回路によると、これらの発光ダイオード列にある発光ダイオードの数量は同じである。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の交流発光ダイオード回路によると、これらの発光ダイオード列にある発光ダイオードの数量は相違する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の交流発光ダイオード回路によると、ブリッジ式整流ユニットは、複数の発光ダイオードから構成される。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の交流発光ダイオード回路によると、ブリッジ式整流ユニットは、複数のダイオードから構成される。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の交流発光ダイオード回路によると、第２接点には、コンデンサーがカップリングされる。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の交流発光ダイオード回路によると、発光ダイオード列にある複数の発光ダイオードは直列接続されている。
【００１８】
本発明の請求項９に記載の交流発光ダイオード回路によると、発光ダイオード列にある複数の発光ダイオードは並列接続されている。
【００１９】
本発明の請求項１０に記載の交流発光ダイオード回路によると、駆動子は電気抵抗である。
【００２０】
本発明の請求項１１に記載の交流発光ダイオード回路によると、駆動子はコンデンサーである。
【００２１】
本発明の請求項１２に記載の交流発光ダイオード回路によると、駆動子は定電流ダイオード（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。
【００２２】
本発明の請求項１３に記載の交流発光ダイオード回路によると、前記駆動子はインダクタンスである。
【００２３】
本発明の請求項１４に記載の交流発光ダイオード回路によると、前記駆動子は定電流駆動集積回路である。
【００２４】
本発明の請求項１５に記載の交流発光ダイオード回路によると、前記第１出力端子はＴＲＩＡＣ（ＴＲＩ−ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＡＣ  ＳＷＩＴＣＨ）にカップリングされる。
【００２５】
本発明の請求項１６に記載の交流発光ダイオード回路によると、前記第２出力端子はＴＲＩＡＣ（ＴＲＩ−ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＡＣ  ＳＷＩＴＣＨ）にカップリングされる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の交流発光ダイオード回路によれば、力率を向上することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】Ａは従来の交流発光ダイオード回路の模式図であり、Ｂは従来の交流発光ダイオード回路の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態の交流発光ダイオード回路の模式図であり、Ａは本発明の第２実施形態の交流発光ダイオード回路の模式図であり、Ｂは本発明の第３実施形態の交流発光ダイオード回路の模式図である。
【図３】本発明の第４実施形態の交流発光ダイオード回路の模式図である。
【図４】本発明の第５実施形態の交流発光ダイオード回路の模式図である。
【図５】本発明の交流発光ダイオード回路の正弦波が分割された状態の模式図である。
【図６】本発明の交流発光ダイオード回路の電流の重ね合せの図形である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
まず、図２を参照する。図２は本発明の第１実施形態の交流発光ダイオード回路１の模式図である。本実施形態の交流発光ダイオード回路１は、図２に示すように、複数の駆動子１２と、複数の発光ダイオード列１３と、を含む。交流発光ダイオード回路１は、ブリッジ式整流ユニット１１を介して交流電源９にカップリングされる。前記交流電源９の出力端は、第１出力端子９１と、第２出力端子９２と、を有し、ロードが前記第１出力端子９１と前記第２出力端子９２とにカップリングされる。前記駆動子１２は、電気抵抗でもいいし、コンデンサーでもいいし、インダクタンスでもいいし、定電流ダイオードでもいいし、集積回路でもいいし、これらの組合でもよい。
【００３０】
ブリッジ式整流ユニット１１は、四つのダイオードを含み、すなわち、第１ダイオード１１１と、第２ダイオード１１２と、第３ダイオード１１３と、第４ダイオード１１４と、を含む。前記第１ダイオード１１１の正極が前記第１出力端子９１にカップリングされ、前記第１ダイオード１１１の負極が前記第２ダイオード１１２の負極にカップリングされ、前記第２ダイオード１１２の正極が前記第３ダイオード１１３の負極にカップリングされて前記第２出力端子９２にカップリングされ、前記第３ダイオード１１３の正極が前記第４ダイオード１１４の正極にカップリングされ、前記第３ダイオード１１３の負極が前記第１出力端子９１にカップリングされる。
【００３１】
前記第１ダイオード１１１の負極と前記第２ダイオード１１２の負極とのカップリングする箇所は第１ノード１１８であり、前記第３ダイオード１１３の正極と前記第４ダイオード１１４の正極とのカップリングする箇所は第２ノード１１９である。
【００３２】
前記交流電源９が正電圧であるときには、前記第１ダイオード１１１と前記第４ダイオード１１４とがオン状態にあり、また、前記第２ダイオード１１２と前記第３ダイオード１１３とがオフ状態にあり、そうすると、電流は、前記第１出力端子９１から前記第１ダイオード１１１を通過して、前記第１ノード１１８からロードに出力して、前記第２ノード１１９から前記第４ダイオード１１４を通過して前記第２出力端子９２に流入する。
【００３３】
前記交流電源９が負電圧であるときには、前記第２ダイオード１１２と前記第３ダイオード１１３とがオン状態にあり、また、前記第１ダイオード１１１と前記第４ダイオード１１４とがオフ状態にあり、そうすると、電流は、前記第２出力端子９２から前記第２ダイオード１１２を通過して、前記第１ノード１１８からロードに出力して、前記第２ノード１１９から前記第３ダイオード１１３を通過して前記第１出力端子９１に流入する。前記ロードは、受動ユニット１２と発光ダイオード列１３とである。
【００３４】
図２に示すように、前記発光ダイオード列１３は、一端が前記駆動子１２の前記第２接点１２２にカップリングされて前記第１ノード１１８にカップリングされ、また、他端が前記第２ノード１１９にカップリングされる。駆動子１２ａの第１接点１２１´が前記第１ノード１１８にカップリングされ、駆動子１２ａの第２接点１２２´が前記発光ダイオード列１３の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされる。そして、駆動子１２、１２ａの第１接点１２１、１２１´は、更に、前記第２ノード１１９にカップリングされてもよく、また、前記駆動子１２ａの第２接点１２２´は、同じように前記発光ダイオード列１３の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされる。交流発光ダイオード１は、ブリッジ式整流ユニット１１に、複数の発光ダイオード列１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ・・・を並列接続し、且つブリッジ式整流ユニット１１に前記各発光ダイオード列１３を並列接続する前に、前記各発光ダイオード列１３には、駆動子１２が直列接続され、駆動子１２ａがカップリングされる。前記発光ダイオード列１３は、複数の発光ダイオードを直列接続して構成され、これらの発光ダイオード列１３にある発光ダイオードの数量は、同じでもいいし、相違してもよい。すなわち、発光ダイオード列１３ａと発光ダイオード列１３ｂとに設けられた発光ダイオードの数量は、同じでもいいし、相違してもよい。
【００３５】
（第２実施形態）
図２のＡに示すように、発光ダイオード列１３には、複数の駆動子１２、１２ａを同時にカップリングされてもよく、前記駆動子１２、１２ａの第１接点１２１、１２１´が第１ノード１１８または第２ノード１１９にカップリングされる。また、前記駆動子１２ａの第２接点１２２´は、発光ダイオード列１３の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされる。
【００３６】
（第３実施形態）
図２のＢに示すように、本発明の第３実施形態の交流発光ダイオード回路１には、更に、少なくとも一つのコンデンサーＣをカップリングしてもよい。前記コンデンサーＣは、駆動子１２の第２接点１２２にカップリングされてもいいし、駆動子１２ａの第２接点１２２´にカップリングされてもよい。すなわち、前記コンデンサーＣは、駆動子１２にカップリングされてもいいし、発光ダイオード列１３にカップリングされてもいいし、発光ダイオード列１３の何れかの二つの発光ダイオードの間にカップリングされてもよい。
【００３７】
このように、前記交流電源９が交流電流を出力するときには、交流電流は、ブリッジ式整流ユニット１１に整流されて、通過可能の電圧を超える部分が駆動子１２に吸収される。そしてアナログをデジタルに変換する概念を利用し、正弦波Ｓを横に切って多数の条状ブロックになる。前記駆動子１２をカップリングすることにより、各発光ダイオード列１３の稼動電流が一致するようになり、各発光ダイオード列１３がそれぞれ一つの条状ブロックｂに対応するので、相違する電圧が発生するときには、前記各発光ダイオード列１３が相違する電圧に応じて発光する。
【００３８】
一方、前記発光ダイオード列１３にある発光ダイオードの数量は自分で設定することができ、且つ各発光ダイオード列１３の駆動電流が同じであるので、各発光ダイオード列１３にある発光ダイオードの数量を適当に設定することにより、正弦波Ｓの各点の電圧を充分に利用可能な発光ダイオード列１３を組合うことができ、そうすると、交流発光ダイオードの力率を向上することができる。
【００３９】
（第４実施形態）
図３を参照する。図３は本発明の第４実施形態の交流発光ダイオード回路１の模式図である。図３に示すように、本実施形態の交流発光ダイオード回路１は各セットの駆動子１２と発光ダイオード列１３とに、ブリッジ式整流ユニット１１を並列接続し、且つ駆動子１２を電気的に連接すると共に、駆動子１２ａをカップリングする。この連接方法は第１実施形態の連接方法と同じである。各発光ダイオード列１３の前に、複数の発光ダイオードから構成されるブリッジ式整流ユニット１１を増加する長所は、唯一のブリッジ式整流ユニット１１が故障する場合には、個別に整流し発光することができ、全体の回路に影響しないことである。また結晶成長のプロセスが同じであるので、生産コストを減少することができ、不良率を減少することができることである。
【００４０】
（第５実施形態）
図４を参照する。図４は本発明の第５実施形態の交流発光ダイオード回路１の模式図である。図４に示すように、ブリッジ式整流ユニット１１の代りに発光ダイオード列１３が使用され、二つごとの発光ダイオード列１３が一セットになり、発光ダイオード列１３ａと発光ダイオード列１３ａ´とが一セットになり、各発光ダイオード列１３にある発光ダイオードの数量は、同様であってもいいし、相違してもよいが、各セットは、両端の極性が互いに逆にされた二列の発光ダイオード列１３がそれぞれ第１出力端子９１と第２出力端子９２とにカップリングされる。正電圧が発生しているときには、発光ダイオード列１３ａ´と発光ダイオード列１３ｂ´とがオフ状態にあり、電流が発光ダイオード列１３ａと発光ダイオード列１３ｂとを通過する。負電圧が発生しているときには、発光ダイオード列１３ａ´と発光ダイオード列１３ｂ´とがオン状態にあり、発光ダイオード列１３ａと発光ダイオード列１３ｂとがオフ状態にある。これは、交流電源９に適用することもできる。
【００４１】
図５を参照する。図５は本発明の交流発光ダイオード回路１の正弦波Ｓが分割された状態の模式図である。図５に示すのは、正電圧の半分周期の正弦波Ｓであり、正弦波Ｓが多数の条状ブロックｂに分割される。電圧が極めて低いときには、第１条状ブロックｂ１が駆動される。また、第１条状ブロックｂ１が図２におけるｎ個の発光ダイオードを有する発光ダイオード列１３ａに対応する。第２条状ブロックｂ２が図２におけるｎ+ａ個の発光ダイオードを有する発光ダイオード列１３ｂに対応し、第３条状ブロックｂ３が図２におけるｎ+ｂ個の発光ダイオードを有する発光ダイオード列１３ｃに対応し、第４条状ブロックｂ４が図２におけるｎ+ｃ個の発光ダイオードを有する発光ダイオード列１３ｄに対応し、このように、電圧が高いほど、駆動される発光ダイオード列１３の数量が多い。図６は、本発明の交流発光ダイオード回路１の電流の重ね合せの図形であり、図５に示す正電圧の半分周期の正弦波Ｓによく近似するので、力率が有効に向上される。
【００４２】
このように、本発明の交流発光ダイオード回路１は交流電源９を利用することができる。各発光ダイオード列１３にある発光ダイオードの数量を適当に設定することにより、正弦波Ｓの各点の電圧を充分に利用可能な発光ダイオード列１３を組合わせることができ、そうすると、交流発光ダイオードの力率を０．９７以上に達することができる。
【００４３】
一方、本発明の交流発光ダイオード回路１にＴＲＩＡＣを電気的に連接することにより、入力電圧の位相を調整することができ、入力電流の大きさを調整することにより、入力電流がより多いときには、オンされる発光ダイオード列１３の数量が増加し、発光ダイオード列１３から構成される光源の光度が増加し、逆に、入力電流がより少ないときには、オンされる発光ダイオード列１３の数量が減少し、発光ダイオード列１３から構成される光源の光度が減少し、そうすることで、発光ダイオード列１３から構成される光源の光度を調整することができる。これにより、従来の発光ダイオードの光度を調整できない問題を解決することができる。
【００４４】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１  交流発光ダイオード回路
９  交流電源
１１  ブリッジ式整流ユニット
１２、１２ａ  駆動子
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ａ´、１３ｂ´  発光ダイオード列
９１  第１出力端子
９２  第２出力端子
１１１  第１ダイオード
１１２  第２ダイオード
１１３  第３ダイオード
１１４  第４ダイオード
１１８  第１ノード
１１９  第２ノード
１２１、１２１´  第１接点
１２２、１２２´  第２接点
ｂ  条状ブロック
ｂ１  第１条状ブロック
ｂ２  第２条状ブロック
ｂ３  第３条状ブロック
ｂ４  第４条状ブロック
Ｃ  コンデンサー
Ｒ１、Ｒ２  電気抵抗
Ｓ  正弦波
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、交流発光ダイオードに適用することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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