(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続されており、少なくとも一つの発光ダイオードを備えた第１発光ダイオード部と、前記第１発光ダイオード部に接続されており、少なくとも一つの発光ダイオードを備えた第２発光ダイオードとを駆動する発光ダイオード駆動装置において、
前記第１発光ダイオード部に接続されている交流電源を整流する整流部と、
前記整流部と前記第１発光ダイオード部との間に接続されており、前記整流部から出力される整流電圧に関係なく設定大きさの電流を出力する定電流部と、
前記第１発光ダイオード部と第２発光ダイオード部との間に接続されており、前記第１発光ダイオード部を介して流れる電流を感知する第１抵抗と、
前記第１発光ダイオード部と前記第１抵抗との間に接続されており、逆電流を防止する逆電流防止部と、
前記第２発光ダイオード部と接地との間に接続されており、前記第２発光ダイオード部を介して流れる電流を感知する第２抵抗と、
前記第１抵抗に接続されており、前記第１抵抗から感知された電流に応じて前記第２発光ダイオード部の点灯状態を制御する第１発光ダイオード補助駆動部と、
前記第２抵抗に接続されており、前記第２抵抗から感知された電流に応じて前記第１発光ダイオード部の点灯状態を制御する第２発光ダイオード補助駆動部とを含んでなり、
前記第１発光ダイオード補助駆動部は、
前記第１発光ダイオード部の入力端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、
前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、前記第１抵抗の他端端子と前記第２発光ダイオード部との間に出力端子が接続されている第２トランジスタと、
前記第１発光ダイオード部の入力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記第１抵抗の一側端子に出力端子が接続されている第３トランジスタとを含み、
前記第２発光ダイオード補助駆動部は、
第１発光ダイオード部の出力端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、
前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は接地されている第２トランジスタと、
前記第１発光ダイオード部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記第２抵抗の一側端子に出力端子が接続されている第３トランジスタとを含むことを特徴とする、発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
前記定電流部と接地との間にそれぞれ前記第１および第２発光ダイオード部、前記第１および第２抵抗、前記第１および第２発光ダイオード補助駆動部、並びに前記逆電流防止部からなる複数の発光ダイオード駆動ユニットが直列に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
前記定電流部は、前記整流部に直列に接続されており、互いに同じ構造を持っている複数の定電流ユニットを備え、前記複数の定電流ユニットそれぞれは、設定大きさの電流を出力する定電流器と、前記定電流器に接続されており、前記整流部から出力される前記整流電圧に比例する大きさの電流を出力する抵抗とを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
前記定電流器は、
前記整流部の出力端子および前記抵抗の一側端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、
前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は外部に接続されている第２トランジスタと、
前記整流部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記抵抗の他端端子に出力端子が接続されている第３トランジスタと、
前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が接続されており、前記定電流器の出力端子に他側端子が接続されている抵抗とを含み、
前記定電流器に接続されている前記抵抗は、前記第１および第２トランジスタの入力端子に接続された一側端子と、前記第３トランジスタの出力端子に接続された他側端子とを備えることを特徴とする、請求項３に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
少なくとも一つの発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置において、
整流電圧を出力する整流部と、
前記整流部と前記少なくとも一つの発光ダイオードとの間に接続されている定電流部とを含み、
前記定電流部は、
前記整流部に直列に接続されており、互いに同じ構造を持っている複数の定電流ユニットを備え、
前記複数の定電流ユニットそれぞれは、前記整流電圧の印加を受けて一定の大きさの電流を出力する定電流器と、前記定電流器に接続され、印加される前記整流電圧に比例する大きさの電流を出力する抵抗とを含み、
前記整流電圧が設定電圧に到達するまで、前記定電流器と前記抵抗を介して電流は分配されて流れ、前記整流電圧が前記設定電圧以上になると、前記電流は前記抵抗を介してのみ流れることを特徴とする、発光ダイオード駆動装置。
【請求項６】
前記定電流器は、
前記整流部の出力端子および前記抵抗の一側端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、
前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は外部に接続されている第２トランジスタと、
前記整流部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記抵抗の他端端子に出力端子が接続されている第３トランジスタと、
前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が接続されており、前記定電流器の出力端子に他側端子が接続されている抵抗とを含み、
前記定電流器に接続されている前記抵抗は、前記第１および第２トランジスタの入力端子に接続された一側端子、および前記第３トランジスタの出力端子に接続された他側端子を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項７】
前記第１トランジスタは接合電界効果トランジスタであり、前記第２および第３トランジスタはｎｐｎバイポーラトランジスタであることを特徴とする、請求項６に記載の発光ダイオード駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は、一般なダイオード特性のように順方向電圧が印加されるとき、印加される電圧の大きさがしきい電圧以上であればターンオンされ、電流が流れて光が放出される特性を持っている。
【０００３】
交流電源の電圧（以下、「電源電圧」という。）に直接駆動される直結型の発光ダイオードは、全波整流器に接続されており、このとき、一つ以上の発光ダイオードは、直列形態で接続されるか、或いは直列形態と並列形態の接続構造が組み合わされた直並列形態で接続されている。
【０００４】
このような発光ダイオードは、上述したように、ターンオン電圧以上の電圧が印加される場合にはターンオンされ、それにより発光ダイオードを介して電流が流れるが、ターンオン電圧未満の電圧が印加される場合にはターンオフされ、それにより発光ダイオードには電流が流れない。
【０００５】
したがって、電源電圧の１周期を基準とするとき、発光ダイオードのターンオン区間が短いため、発光ダイオードの発光量が低下し、全高調波歪み（ｔｏｔａｌ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）現象が発生する。
【０００６】
直列に接続される発光ダイオードの数が増加すると、発光ダイオードをターンオンさせるための電圧の大きさも増加して、発光ダイオードのターンオン区間はさらに短くなり、これにより、発光量低下現象と全高調波歪み現象はさらに激しくなり、製造コストも増加することになる。
【０００７】
逆に、直列に接続される発光ダイオードの数が減少すると、発光ダイオードを駆動するための電圧の大きさは減少するものの、発光ダイオードに過電流が流れて発光ダイオードの寿命を大幅に短縮させる問題が発生し、交流電源の電圧変動に応じて過電流現象も現れるという問題点がある。
【０００８】
したがって、電源の電圧変動に影響を受けずに、発光量を増加させ、全高調波歪みを減少させ、過電流を防止し、且つ製造コストを減らすことが可能な発光ダイオード駆動装置の開発が必要である。
【０００９】
図１は交流電源ＡＣに整流ダイオード部Ｄｒ、電流調整抵抗Ｒｒ、および直列に接続された複数の発光ダイオードを備えた発光ダイオード部Ｄｅが直列に接続された発光ダイオード駆動回路を示す。
【００１０】
図２は図１で印加した交流電源ＡＣの電圧（以下、「電源電圧」という。）ＶＡＣ、交流電源ＡＣの電流ＩＡＣ、整流ダイオード部Ｄｒによって整流された電圧である整流電圧Ｖｃｃ、および発光ダイオード部Ｄｅに流れる整流電流Ｉｃｃの波形を示す。
【００１１】
図１に示すように、電源電圧ＶＡＣが整流ダイオード部Ｄｒを通過すると全波整流され、全波整流された整流電圧Ｖｃｃが抵抗Ｒｒを経て発光ダイオード部Ｄｅに印加される。
【００１２】
整流電圧Ｖｃｃの大きさが直列に接続された複数の発光ダイオードを備えた発光ダイオード部Ｄｅの全順方向しきい電圧（すなわち、各発光ダイオードの順方向しきい電圧の和）Ｖｔｈ１以下であれば、図２に示すように、一定時間ｔ１、ｔ３の間、発光ダイオード部Ｄｅがターンオフされて発光ダイオード部Ｄｅへ電流Ｉｃｃが流れない。
【００１３】
しかし、整流電圧Ｖｃｃが順方向しきい電圧Ｖｔｈ１よりも大きい場合ｔ２、発光ダイオード部Ｄｅがターンオンされて発光ダイオード部Ｄｅを介して電流Ｉｃｃが流れ始め、流れる電流Ｉｃｃの大きさは、整流電圧Ｖｃｃと順方向しきい電圧Ｖｔｈ１との差を抵抗Ｒｒで割った値に該当する値である。したがって、整流電圧Ｖｃｃが増加すると、発光ダイオード部Ｄｅに流れる電流が最大許容電流よりも大きくなるという問題がある。
【００１４】
直列に接続される発光ダイオードの数に比例して、発光ダイオード部Ｄｅのターンオン動作に必要な電圧の大きさ、すなわち順方向しきい電圧Ｖｔｈ１の大きさが増加するので、発光ダイオード部Ｄｅのターンオン区間が短くなる。
【００１５】
これにより、全高調波歪みの大きさが増加し、発光ダイオード部Ｄｅの発光量も低下する。
【００１６】
発光ダイオード部Ｄｅの順方向しきい電圧Ｖｔｈ１を下げるか或いは電源電圧ＶＡＣが増加する場合、許容電流以上の電流が発光ダイオード部Ｄｅに流れることができるため、発光ダイオード部Ｄｅの寿命が短縮され、動作の信頼性が低下するという問題点が発生する。
【００１７】
全高調波歪みは、様々な電気的雑音を引き起こす原因であって、世界的に規制対象であり、発光ダイオード部Ｄｅの発光量が低下すると、低下した分だけさらに多くの発光ダイオードを使用しなければならないので、発光ダイオードを備えた発光装置の製造コストが増加する。
【００１８】
図３は全高調波歪みを改善する発光ダイオード駆動回路を示す図である。
【００１９】
図３を参照すると、電源ＡＣに電流調節用抵抗Ｒ、第１発光ダイオード部Ｄａおよび第２発光ダイオード部Ｄｂが直列に接続されており、第１発光ダイオード部Ｄａは逆並列形態で接続されている２つの発光ダイオードＤａ１、Ｄａ２を備え、また、第２発光ダイオード部Ｄｂも逆並列形態で接続されている２つの発光ダイオードＤｂ１、Ｄｂ２を備える。
【００２０】
図３に示した発光ダイオード駆動回路は、全高調波歪みを改善するために、キャパシタＣ１が抵抗Ｒと第１発光ダイオード部Ｄａとの接続点ｎａおよび第１発光ダイオード部Ｄａと第２発光ダイオード部Ｄｂとの接続点ｎｂに接続されており、電源電圧ＶＡＣは、整流器なしに抵抗Ｒを経て直ちに第１および第２発光ダイオード部Ｄａ、Ｄｂに接続されている。
【００２１】
図４は図３の第１および第２発光ダイオード部Ｄａ、Ｄｂに印加した電源電圧ＶＡＣと電流ＩＡＣ、抵抗Ｒを通過した電圧ＶＲ、第１発光ダイオード部Ｄａを流れる電流ＩＤａ、および第２発光ダイオード部Ｄｂを流れる電流ＩＤｂの波形を示す。
【００２２】
電圧ＶＲの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ２よりも小さいとき、第１発光ダイオード部Ｄａには電流が流れず、電圧ＶＲの大きさが全順方向しきい電圧Ｖｔｈ２以上であるとき、電源電圧ＶＡＣの陽（＋）の半周期の間に第１発光ダイオード部Ｄａの順方向発光ダイオードＤａ２に電流ＩＤａ２が流れ、電源電圧ＶＡＣの陰（−）の半周期の間に第１発光ダイオード部Ｄａの逆方向発光ダイオードＤａ１に電流ＩＤａ１が流れて第１発光ダイオード部の電流ＩＤａとなる。
【００２３】
順方向しきい電圧Ｖｔｈ２よりも小さい場合、第２発光ダイオード部Ｄｂには、電源電圧ＶＡＣが陽（＋）の方向に上昇するときにキャパシタＣ１を介して充電電流が流れ、電源電圧ＶＡＣが陰（−）の方向に上昇するときにもキャパシタＣ１を介して放電電流が流れる。
【００２４】
順方向しきい電圧Ｖｔｈ２以上である場合、電源電圧ＶＡＣの陽（＋）の半周期の間に第１発光ダイオード部Ｄａの順方向発光ダイオードＤａ２を介して第２発光ダイオード部Ｄｂの順方向発光ダイオードＤｂ２に電流ＩＤｂ２が流れ、電源電圧ＶＡＣの陰（−）の半周期の間に第１発光ダイオード部Ｄａの逆方向発光ダイオードＤａ１を介して第２発光ダイオード部Ｄｂの逆方向発光ダイオードＤｂ１に電流ＩＤｂ１が流れて第２発光ダイオード部の電流ＩＤｂとなる。
【００２５】
しかし、電源電圧ＶＡＣが下降するときは、キャパシタＣ１を介して電流が流れず、順方向しきい電圧Ｖｔｈ２よりも小さい場合には第１発光ダイオード部Ｄａと同様に第２発光イオード部Ｄｂにも電流が流れない。
【００２６】
電源電圧ＶＡＣが上昇するときは、第２発光ダイオード部Ｄｂを介してキャパシタＣ１に充放電電流を発生し、電源電圧ＶＡＣで流れる電流ＩＡＣの全高調波歪みをある程度改善させることができる。しかし、キャパシタＣ１は、寿命が短く、高電圧に耐えなければならないので、キャパシタＣ１の価格上昇問題とキャパシタＣ１の大きさによる製品の小型化が難しい。
【００２７】
また、使用された発光ダイオードの半分である第２発光ダイオード部Ｄｂのみで全高調波歪みを低減するためのキャパシタＣ１の充放電電流が流れるようになり、第２発光ダイオード部Ｄｂに流れる電流が第１発光ダイオード部Ｄａに流れる電流よりも増加して、第１発光ダイオード部Ｄａに電流を最大に供給する場合、第２発光ダイオード部Ｄｂには過電流が流れるようになる。これにより、発光ダイオード駆動回路に第１および第２発光ダイオード部Ｄａ、Ｄｂを駆動するための十分な大きさの電流を供給することができないという問題点がある。
【００２８】
したがって、発光ダイオードの最大許容電流を第１発光ダイオード部Ｄａと第２発光ダイオード部Ｄｂに流れるようにすることができないため、発光量が低下するという問題点がある。
【００２９】
また、電源電圧ＶＡＣが電圧変動によって増加すると、第１および第２発光ダイオード部Ｄａ、Ｄｂに流れる電流の大きさが最大許容電流の大きさよりも大きくなるという問題点があって、電源電圧ＶＡＣの電圧変動を考慮すると、発光ダイオードに流れる電流は最大許容電流まで到達することができないため、発光量が低下するという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題は、順方向しきい電圧以下でも発光ダイオードを駆動させて全高調波歪みを減らし且つ発光量を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の一特徴に係る発光ダイオード駆動装置は、直列に接続されており、少なくとも一つの発光ダイオードを備えた第１発光ダイオード部、および前記第１発光ダイオード部に接続されており、少なくとも一つの発光ダイオードを備えた第２発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、前記第１発光ダイオード部に接続されている交流電源を整流する整流部と、前記整流部と前記第１発光ダイオード部との間に接続されており、前記整流部から出力される整流電圧に関係なく設定大きさの電流を出力する定電流部と、前記第１発光ダイオード部と前記第２発光ダイオード部との間に接続されており、前記第１発光ダイオード部を介して流れる電流を感知する第１抵抗と、前記第１発光ダイオード部と前記第１抵抗との間に接続され、逆電流を防止する逆電流防止部と、前記第２発光ダイオード部と接地との間に接続されており、前記第２発光ダイオード部を介して流れる電流を感知する第２抵抗と、前記第１抵抗に接続されており、前記第１抵抗から感知された電流に応じて前記第２発光ダイオード部の点灯状態を制御する第１発光ダイオード補助駆動部と、前記第２抵抗に接続されており、前記第２抵抗から感知された電流に応じて前記第１発光ダイオード部の点灯状態を制御する第２発光ダイオード補助駆動部とを含んでなる。
【００３２】
この際、前記第１発光ダイオード補助駆動部は、第１発光ダイオード部の入力端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、前記第１抵抗の他端端子と前記第２発光ダイオード部との間に出力端子が接続されている第２トランジスタと、前記第１発光ダイオード部の入力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記第１抵抗の一側端子に出力端子が接続されている第３トランジスタとを含み、前記第２発光ダイオード補助駆動部は、第１発光ダイオード部の出力端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は接地されている第２トランジスタと、前記第１発光ダイオード部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記第２抵抗の一側端子に出力端子が接続されている第３トランジスタとを含む。
【００３３】
前記特徴による発光ダイオード駆動装置は、前記定電流部と接地との間にそれぞれ前記第１および第２発光ダイオード部、前記第１および第２抵抗、前記第１および第２発光ダイオード補助駆動部、並びに前記逆電流防止部からなる複数の発光ダイオード駆動ユニットが直列に接続できる。
【００３４】
前記定電流部は、前記整流部に直列に接続されており、互いに同じ構造を持っている複数の定電流ユニットを備えることができ、前記複数の定電流ユニットそれぞれは、設定大きさの電流を出力する定電流器と、前記定電流器に接続されており、前記整流部から出力される前記整流電圧に比例する大きさの電流を出力する抵抗とを含むことができる。
【００３５】
前記定電流器は、前記整流部の出力端子および前記抵抗の一側端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は外部に接続されている第２トランジスタと、前記整流部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記抵抗の他端端子に出力端子が接続されている第３トランジスタと、前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が接続されており、前記定電流器の出力端子に他側端子が接続されている抵抗とを含み、前記定電流器に接続されている前記抵抗は、前記第１および第２トランジスタの入力端子に接続された一側端子と、前記第３トランジスタの出力端子に接続された他側端子とを備えることがよい。
【００３６】
本発明の他の特徴に係る発光ダイオード駆動装置は、少なくとも一つの発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、整流電圧を出力する整流部と、前記整流部と前記少なくとも一つの発光ダイオードとの間に接続されている定電流部とを含み、前記定電流部は、前記整流部に直列に接続されており、互いに同じ構造を持っている複数の定電流ユニットを備え、前記複数の定電流ユニットそれぞれは、前記整流電圧の印加を受けて一定の大きさの電流を出力する定電流器と、前記定電流器に接続され、印加される前記整流電圧に比例する大きさの電流を出力する抵抗とを含み、前記整流電圧が設定電圧に到達するまで、前記定電流器と前記抵抗を介して電流は分配されて流れ、前記整流電圧が前記設定電圧以上になると、前記電流は前記抵抗を介してのみ流れる。
【００３７】
前記定電流器は、前記整流部の出力端子および前記抵抗の一側端子に入力端子が接続されており、出力端子と制御端子とが互いに接続されている第１トランジスタと、前記第１トランジスタの出力端子に入力端子が接続されており、出力端子は外部に接続されている第２トランジスタと、前記整流部の出力端子に入力端子が接続されており、前記第１トランジスタの出力端子に制御端子が接続されており、前記第２トランジスタの制御端子と前記抵抗の他端端子に出力端子が接続されている第３トランジスタと、前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が接続されており、前記定電流器の出力端子に他側端子が接続されている抵抗とを含み、前記定電流器に接続されている前記抵抗は、前記第１および第２トランジスタの入力端子に接続された一側端子、および前記第３トランジスタの出力端子に接続された他側端子を備えることができる。
【００３８】
前記第１トランジスタは接合電界効果トランジスタであり、前記第２および第３トランジスタはｎｐｎバイポーラトランジスタであることができる。
【発明の効果】
【００３９】
このような特徴によれば、交流電源が印加されると、発光ダイオードに流れる電流を感知し、しきい電圧以下でもすべての発光ダイオードに電流が流れるようにする電流スイッチを実現する。これにより、発光ダイオードの駆動時間が増加して全高調波歪みが減少し、発光量が向上する。
【００４０】
また、発光量が高く、電圧変動による過電流を防止して照明装置の信頼性が非常に高く、全高調波歪みが改善されるという効果がある。
【００４１】
また、直列に接続された複数の発光ダイオード駆動ユニットによって過電圧防止効率がさらに向上する。
【００４２】
また、定電流部は複数の定電流ユニットを備えることにより、電圧と電力を分配するので、定電流部の動作が安定して定電流部の寿命が延長される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の交流用発光ダイオード駆動回路の一例に対する回路図である。
【図２】図１における交流電圧、交流電流、整流電圧および整流電流に対する波形図を示す。
【図３】従来の交流用発光ダイオード駆動回路の他の例に対する回路図である。
【図４】図３における交流電圧、交流電流、整流電圧、整流電流に対する波形図を示す。
【図５】本発明の一実施例に係る発光ダイオード駆動装置に対する回路図である。
【図６】図５における交流電圧、交流電流、整流電圧、整流電流に対する波形図を示す。
【図７】本発明の一実施例に係る発光ダイオード駆動装置の他の例に対する回路図である。
【図８】図７における交流電圧、交流電流、整流電圧、整流電流の波形図を示す。
【図９】本発明の他の実施例に係る発光ダイオード駆動装置の回路図である。
【図１０】図９の発光ダイオード駆動部の定電流ユニットに対する動作波形図であって、（ａ）は定電流器と抵抗から出力される電流の波形図、（ｂ）は定電流ユニットから出力される出力電流の波形図である。
【図１１】図９の発光ダイオード駆動部の定電流部に対する動作波形図であって、（ａ）は第１および第２定電流ユニットから出力される電流の波形図、（ｂ）は定電流部から出力される出力電流の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。ところが、本発明は、様々な互いに異なる形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって、類似の部分については類似の符号を付した。
【００４５】
次に、添付図面を参照して、本発明の一実施例に係る発光ダイオード駆動装置について説明する。
【００４６】
まず、図５を参照して、本発明の一実施例に係る発光ダイオード駆動装置について詳細に説明する。
【００４７】
図５を参照すると、本発明の一実施例に係る発光ダイオード駆動装置は、交流電源ＡＣに接続されている整流部１０と、整流部１０に接続されている定電流部２０と、定電流部２０に接続されている第１発光ダイオード部３０と、第１発光ダイオード部３０に接続されている逆電流防止部４０と、逆電流防止部４０に接続されている抵抗（第１抵抗）Ｒ６１と、抵抗Ｒ６１に接続されている第２発光ダイオード部５０と、第２発光ダイオード部５０と接地との間に接続されている抵抗（第２抵抗）Ｒ７１と、定電流部２０の出力端子と抵抗Ｒ６１の両端に接続されている第１発光ダイオード補助駆動部（以下、「第１ＬＥＤ補助駆動部」という）６０と、第１発光ダイオード部３０の出力端子と第２発光ダイオード部５０の出力端子に接続されている第２発光ダイオード補助駆動部（以下、「第２ＬＥＤ補助駆動部」という）７０とを備える。
【００４８】
交流電源ＡＣは家庭や事務室に供給される交流電源である。
【００４９】
整流部１０は、直列に接続されて接地されているダイオードＤ１１、Ｄ１２からなる一つのダイオード列と、直列に接続されて接地されているダイオードＤ１３、Ｄ１４からなる他のダイオード列とを備え、これらの２つのダイオード列は並列に接続されている。
【００５０】
このような整流部１０の動作に交流電源ＡＣは全波整流され、これにより、整流部１０は全波整流された電圧たる整流電圧Ｖｃｃを出力する。
【００５１】
定電流部２０は、整流部１０にドレイン端子（または入力端子）が接続されており、ゲート端子（または制御端子）と出力端子としてのソース端子とが互いに接続されているトランジスタＴＲ２１からなっている。しかし、これに限定されず、他の構造を持つ定電流部が使用できる。
【００５２】
本例において、トランジスタＴＲ２１は、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ、ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる。
【００５３】
このような定電流部２０は、整流電圧Ｖｃｃが設定電圧以上に上昇しても、設定電流を超えることなく、定められた大きさの一定電流、すなわち設定電流を出力して、整流電圧Ｖｃｃの変化を問わずに設定電流を供給する。これにより、電源の１周期における発光期間を増加させることができるうえ、第１および第２発光ダイオード部３０、５０に許容された最大電流まで電流の供給も行われる。
【００５４】
したがって、電源電圧ＶＡＣの電圧変化による過電流が第１および第２発光ダイオード部３０、５０に印加されないので、第１および第２発光ダイオード部３０、５０を備えた照明装置の寿命が増加し、発光量が向上する。
【００５５】
第１発光ダイオード部３０は、定電流部２０の出力端子と逆電流防止部４０との間に順方向に直列接続されている少なくとも一つの発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎを備え、第２発光ダイオード部５０は、抵抗Ｒ６１と抵抗Ｒ７１との間に順方向に直列接続されている少なくとも一つの発光ダイオードＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎを備える。
【００５６】
各発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎは、自分のしきい電圧以上の電圧が印加されるときに導通して発光することになる。
【００５７】
逆電流防止部４０は、第１発光ダイオード部３０と抵抗Ｒ６１との間に順方向に接続されているダイオードＤ４１を備える。
【００５８】
ダイオードＤ４１は、第１発光ダイオード部３０と第２発光ダイオード部５０を電気的に分離し、抵抗Ｒ６１から第１発光ダイオード部３０へ逆電流が流れることを防止する。
【００５９】
抵抗Ｒ６１は、ダイオードＤ４１のカソード端子と第１ＬＥＤ補助駆動部６０に一側端子が接続されており、第２発光ダイオード部５０の入力端子に他側端子が接続されており、抵抗Ｒ７１は、第２ＬＥＤ補助駆動部７０に一側端子が接続されており、他側端子は接地されている。
【００６０】
このような抵抗Ｒ６１、Ｒ７１は、第１および２発光ダイオード部３０、５０に流れる電流を用いて、第１および第２発光ダイオード部３０、５０それぞれに印加される電圧の大きさを判定した後、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作状態を制御する。よって、抵抗Ｒ６１、Ｒ７１はそれぞれ電流感知用抵抗として機能する。
【００６１】
すなわち、第１および第２発光ダイオード部３０、５０に順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上の電圧が印加されて抵抗Ｒ６１、Ｒ７１に一定の電流が流れると、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作が遮断される。
【００６２】
逆に、第１および第２発光ダイオード部３０、５０に順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満の電圧が印加されて抵抗Ｒ６１、Ｒ７１に所定の一定の電流が流れなくなると、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０に印加される電圧によって第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０は動作する。
【００６３】
本例において、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３は、直列に接続された第１および第２発光ダイオード部３０、５０に備えられた各発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎのしきい電圧を全て加算した電圧を示す。
【００６４】
したがって、抵抗Ｒ６１、Ｒ７１と第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作により、第１および第２発光ダイオード部３０、５０は、整流部１０から出力される整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上であるときだけでなく、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満でも動作して発光する。
【００６５】
例えば、第１および第２発光ダイオード部３０、５０に備えられた発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎの数が互いに同一である場合、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満と順方向しきい電圧の１／２の大きさ（Ｖｔｈ３／２）以上の区間でも、第１および第２発光ダイオード部３０、５０それぞれは動作して点灯する。
【００６６】
これにより、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の発光時間が増加して発光量および全高調波歪みが改善され、力率（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ）も向上する。
【００６７】
第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０は、これらを構成する構成要素とこれらの構成要素間の接続関係は互いに同一である。
【００６８】
このとき、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０は、それぞれ入力端子ａ１、ａ２、制御端子ｂ１、ｂ２および出力端子ｃ１、ｃ２を備えている。
【００６９】
第１ＬＥＤ補助駆動部６０は、第１発光ダイオード部３０の入力端子、すなわち、定電流部２０と第１発光ダイオード部３０との間にドレイン端子が接続されており、ソース端子とゲート端子とが互いに接続されている第１トランジスタＴＲ６１と、第１トランジスタＴＲ６１のソース端子にコレクタ端子（または入力端子）が接続されており、エミッタ端子（または出力端子）は抵抗Ｒ６１の他側端子に接続されている第２トランジスタＴＲ６２と、定電流部２０の出力端子にコレクタ端子が接続されており、第１トランジスタＴＲ６１のソース端子にベース端子（または制御端子）が接続されており、第２トランジスタＴＲ６１のベース端子と抵抗Ｒ６１の一側端子にエミッタ端子が接続されている第３トランジスタＴＲ６３とを備える。
【００７０】
このとき、互いに接続されているトランジスタＴＲ６１のドレイン端子とトランジスタＴＲ６３のコレクタ端子は第１ＬＥＤ補助駆動部６０の入力端子ａ１をそれぞれ成し、第１抵抗Ｒ６１の一側端子に共通で接続されているトランジスタＴＲ６２のベース端子とトランジスタＴＲ６３のエミッタ端子は第１ＬＥＤ補助駆動部６０の制御端子ｃ１を成し、第１抵抗Ｒ６１の他側端子に接続されているトランジスタＴＲ６２のエミッタ端子は第１ＬＥＤ補助駆動部６０の出力端子ｂ１を成す。
【００７１】
第１トランジスタＴＲ６１は接合電界効果トランジスタＪＦＥＴからなっており、第２および第３トランジスタＴＲ６２、ＴＲ６３はｎｐｎバイポーラトランジスタ（ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなっている。
【００７２】
前述したように、第２ＬＥＤ補助駆動部７０の構造は、第１ＬＥＤ補助駆動部６０の構造と同様であるので、接合電界効果トランジスタたる第１トランジスタＴＲ７１、並びにｎｐｎバイポーラトランジスタたる第２および第３トランジスタＴＲ７２、ＴＲ７３を備えている。
【００７３】
しかし、第１ＬＥＤ補助駆動部６０とは異なり、第１トランジスタＴＲ７１のドレイン端子と第３トランジスタＴＲ７３のコレクタ端子は、第１発光ダイオード部３０の出力端子、すなわち第１発光ダイオード部３０とダイオードＤ４１との間に接続されており、第２トランジスタＴＲ７２のベース端子と第３トランジスタＴＲ７３のエミッタ端子は、第２発光ダイオード部５０の出力端子、すなわち抵抗Ｒ７１の一側端子との間に接続されている。
【００７４】
また、第２トランジスタＴＲ７２のエミッタ端子は接地されている。
【００７５】
このとき、互いに接続されているトランジスタＴＲ７１のドレイン端子とトランジスタＴＲ７３のコレクタ端子は第２ＬＥＤ補助駆動部７０の入力端子ａ２をそれぞれ成し、第２抵抗Ｒ７１の一側端子に共通で接続されているトランジスタＴＲ７２のベース端子とトランジスタＴＲ７３のエミッタ端子は第２ＬＥＤ補助駆動部６０の制御端子ｃ２を成し、第２抵抗Ｒ７１の他側端子、すなわち接地に接続されているトランジスタＴＲ７２のエミッタ端子は第２ＬＥＤ補助駆動部７０の出力端子ｂ２を成す。
【００７６】
各抵抗Ｒ６１、Ｒ７１によって第１および第２発光ダイオード部３０、５０に流れる電流は該当地点Ａ、Ｂで感知され、感知された電流の大きさに応じてトランジスタＴＲ６２、ＴＲ７２の動作が制御されることで、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０が動作するか或いは動作しない。
【００７７】
このとき、各ＬＥＤ補助駆動部６０、７０とこれに接続された各抵抗Ｒ６１、Ｒ７１は一定の大きさの電流を出力する定電流回路として機能し、各抵抗Ｒ６１、Ｒ７１の値を調整して第２トランジスタＴＲ６２、ＴＲ７２の動作を制御する電流の大きさが制御できる。
【００７８】
したがって、整流部１０の整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上の電圧である場合、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の第２トランジスタＴＲ６２、ＴＲ７２がターンオンされ、整流部１０の整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の半分以上であり且つ順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満である場合、第３トランジスタＴＲ６３、ＴＲ７３と抵抗Ｒ６１、Ｒ７１を介して電流が流れるようになる。
【００７９】
よって、整流電圧Ｖｃｃが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の半分（Ｖｔｈ３／２）以上であり且つ順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満であるとき、第１ＬＥＤ補助駆動部６０−抵抗Ｒ６１−第２発光ダイオード部５０−抵抗Ｒ７１を介して電流が流れるようになって第２発光ダイオード部５０が点灯し、第１発光ダイオード部３０−第２ＬＥＤ補助駆動部７０−抵抗Ｒ７１を介して電流が流れて第１発光ダイオード部３０が点灯する。
【００８０】
このとき、第２および第３定電流部６０、７０それぞれを介して流れる電流の大きさは、定電流部２０を経て出力される電流Ｉ１の大きさの１／２であるＩ１／２となる。
【００８１】
このような構造を持つ発光ダイオード駆動装置の動作を詳細に説明する。
【００８２】
まず、図６の（ａ）に示すような交流電源の電圧ＶＡＣが整流部１０に印加されると、整流部１０は交流信号を全波整流して直流信号に変換するので、整流部１０は図６の（ｂ）のような整流電圧Ｖｃｃを出力する。
【００８３】
このような整流電圧Ｖｃｃは、定電流部２０に印加され、定電流部２０を通過して該当大きさの電流Ｉ１を出力する。このとき、定電流部１０の動作によって、定電流部２０から出力される電流Ｉ１の大きさは設定大きさを超えない。よって、整流電圧Ｖｃｃの電圧変動による過電流が発生しないため、発光ダイオード駆動装置の寿命が増加し、第１および第２発光ダイオード部３０、５０が許容する最大電流まで電流の供給が可能なので、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の発光量が向上する。
【００８４】
その後、整流電圧Ｖｃｃの大きさが増加して整流電圧Ｖｃｃの大きさが設定電圧、すなわち、各発光ダイオード部３０、５０の点灯動作に必要な電圧に到達すると、各発光ダイオード部３０、５０に存在するすべての発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎを発光させるのに必要な電圧が供給された状態となる。本例において、第１および第２発光ダイオード部３０、５０それぞれに存在する発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎの数は全て同一であり、動作特性も同じ状態であるので、各発光ダイオード部３０、５０の駆動電圧は順方向しきい電圧の１／２に該当する電圧Ｖｔｈ３／２となる。
【００８５】
この状態［すなわち、整流電圧Ｖｃｃが設定電圧Ｖｔｈ３／２に到達した状態］であるとき、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の第１トランジスタＴＲ６１、ＴＲ７１のソース端子の電圧であるソース電圧によって、第３トランジスタＴＲ６３、ＴＲ７３はそれぞれターンオン状態になる。
【００８６】
これにより、定電流部２０から出力される電流Ｉ１の半分Ｉ１／２は、ターンオンされた第１ＬＥＤ補助駆動部６０の第３トランジスタＴＲ６３を介して抵抗Ｒ６１を経て第２発光ダイオード部５０と抵抗Ｒ７１を介して流れるようになる。よって、第２発光ダイオード部５０は発光する。
【００８７】
また、定電流部２０から出力される電流Ｉ１の残り半分Ｉ１／２も、第１発光ダイオード部３０を経て第２ＬＥＤ補助駆動部７０の第３トランジスタＴＲ７３と抵抗Ｒ７１を介して流れ、第１発光ダイオード部３０も発光状態になる。
【００８８】
このように、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３に到達しなくても、第１および第２発光ダイオード部３０、５０は各第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作によって並列駆動されて発光状態となる。
【００８９】
このような第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作によって、第２および第１発光ダイオード部５０、３０が動作して抵抗Ｒ６１、Ｒ７１へ電流が流れ始めると、各接点Ａ、Ｂから抵抗Ｒ６１、Ｒ７１を介して流れる電流の大きさに応じて該当する大きさの電圧が第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の第２トランジスタＴＲ６２、ＴＲ７２のベース端子に印加される。
【００９０】
図６の（ｂ）に示した整流電圧Ｖｃｃが増加して順方向しきい電圧Ｖｔｈ３に到達すると、整流部１０に直列に接続された第１および第２発光ダイオード部３０、５０のすべての発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３ｎ、ＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５ｎを直列駆動させることができる状態になる。
【００９１】
したがって、定電流部２０から出力される電流Ｉ１は、第１発光ダイオード部３０−ダイオードＤ４１−抵抗Ｒ６１−第２発光ダイオード部５０−抵抗Ｒ７１を順次経て接地へ流れるようになる。
【００９２】
このような第１および第２発光ダイオード部３０、５０の直列駆動によって第１および第２発光ダイオード部３０、５０を流れる電流の大きさは、「Ｉ１」に増加することになる。
【００９３】
したがって、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の直列駆動によって接点Ａの流れる電流の大きさが設定大きさ（例えば、Ｉ１）以上であれば、この電流の大きさＩ１に対応する増加した電圧が第１ＬＥＤ補助駆動部６０の第２トランジスタＴＲ６２のベース端子に印加されて、第２トランジスタＴＲ６２はターンオフからターンオン状態に変わることになる。
【００９４】
整流電圧Ｖｃｃが順方向しきい電圧Ｖｔｈ２以上に増加して接点Ａの電流が設定電流以上になり、第１ＬＥＤ補助駆動部６０の第２トランジスタＴＲ６２がターンオンされると、定電流部２０から出力される電流Ｉ１の一部は、第１および第２トランジスタＴＲ６１、ＴＲ６２を介して第２発光ダイオード部５０と抵抗Ｒ７１を経て接地へ流れるようになる。これにより、ターンオン状態を維持していた第３トランジスタＴＲ６３はターンオフ状態に変わることになる。
【００９５】
第１ＬＥＤ補助駆動部６０と同様に、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の直列駆動によって接点Ｂの流れる電流の大きさが設定大きさ（Ｉ１）以上であれば、この電流の大きさＩ１に対応する増加した電圧が第２ＬＥＤ補助駆動部７０の第２トランジスタＴＲ７２のベース端子に印加されて、第２トランジスタＴＲ７２はターンオフからターンオン状態に変わることになる。
【００９６】
したがって、第２ＬＥＤ補助駆動部７０の第２トランジスタＴＲ７２がターンオンされると、第１および第２トランジスタＴＲ７１、ＴＲ７２を介して電流Ｉ１の一部が接地へ流れるようになり、第３トランジスタＴＲ７３はターンオフ状態に変わることになる。
【００９７】
このように、整流電圧Ｖｃｃが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上である場合、接点Ａ、Ｂそれぞれに流れる電流の大きさが設定大きさ以上に増加して第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の第２トランジスタＴＲ６２、ＴＲ７２をターンオンさせ、第３トランジスタＴＲ６３、ＴＲ７３をターンオフさせることにより、第１および第２発光ダイオード部３０、５０は、第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０を介して並列方式で点灯する代わりに、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３によって直列方式で点灯して駆動方式が変わることになる。
【００９８】
このような動作によって、電源電圧ＶＡＣの１周期の間に、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の動作区間は整流電圧Ｖｃｃが順方向しきい電圧の半分（Ｖｔｈ３／２）以上を維持する区間であるので、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の点灯時間が増加して第１および第２発光ダイオード部３０、５０の発光量が増加する。
【００９９】
次に、図７を参照して、本発明の実施例に係る発光ダイオード駆動装置の他の例について説明する。
【０１００】
図５と比較するとき、同じ機能を行う部分については同じ符号を付し、それについての詳細な説明も省略する。
【０１０１】
図５の場合は定電流部２０と接地との間に第１発光ダイオード部３０、第２発光ダイオード部５０、逆電流防止部４０、第１ＬＥＤ補助駆動部６０、および第２ＬＥＤ補助駆動部７０からなる発光ダイオード駆動ユニットが一つ存在するのに対し、図７の場合は定電流部２０と接地との間に互いに直列に接続されている発光ダイオード駆動ユニットが複数数個存在する。
【０１０２】
図７において、複数の発光ダイオード駆動ユニットに存在する発光ダイオードの総数は、図５のように一つの発光ダイオード駆動ユニットを備えるとき、１つの発光ダイオード駆動ユニットに存在する発光ダイオードの総数と同一であり、これにより、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の大きさは図５と同様である。
【０１０３】
図７のように、２つの発光ダイオード駆動ユニットを備える場合、４つの発光ダイオード部３０、４０それぞれに存在する発光ダイオードの数は、図５の各発光ダイオード部３０、４０に存在する発光ダイオードの数の半分でありうる。
【０１０４】
また、同じ発光ダイオード駆動ユニットに存在する電流感知用抵抗Ｒ６１、Ｒ７１は互いに同一の抵抗値を持つことができ、互いに異なる発光ダイオード駆動ユニットに存在する電流感知用抵抗Ｒ６１、Ｒ７１は互いに異なる抵抗値を持つことができる。
【０１０５】
このように、複数の発光ダイオード駆動ユニットが複数個直列に接続されるときの動作を説明する。
【０１０６】
一例として、図７のように２つの発光ダイオード駆動ユニットが直列に接続されるときの動作を、図８を参照して説明する。
【０１０７】
図７において、定電流部２０に接続されており、発光ダイオード駆動装置の上端に位置している発光ダイオード駆動ユニットを第１発光ダイオード駆動ユニットと称し、第１発光ダイオード駆動ユニットに直列に接続されており、発光ダイオード駆動装置の下端に位置している発光ダイオード駆動ユニットを第２発光ダイオード駆動ユニットと称する。
【０１０８】
まず、図５のように、図７に示した発光ダイオード駆動装置は、整流部１０から出力される整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上であるときだけでなく、順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満と順方向しきい電圧の１／２の大きさ（Ｖｔｈ３／２）以上の区間でも４つの発光ダイオード部３０、５０それぞれが動作して点灯する。
【０１０９】
このとき、各発光ダイオード駆動ユニットの動作状態は整流電圧Ｖｃｃの大きさに応じて変わる。
【０１１０】
すなわち、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の１／２の大きさ（Ｖｔｈ３／２）以上であり且つ３／４の大きさ（３Ｖｔｈ３／４）未満であるとき、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットに存在する２つの第２発光ダイオード部５０の点灯のために、整流電流Ｉｃｃは、定電流部２０を経て、第１発光ダイオード駆動ユニットの第１ＬＥＤ補助駆動部６０−第１発光ダイオード駆動ユニットの第２発光ダイオード部５０−第１発光ダイオード駆動ユニットの抵抗Ｒ７１−第２発光ダイオード駆動ユニットの第１ＬＥＤ補助駆動部６０−第２発光ダイオード駆動ユニットの第２発光ダイオード部５０−第２発光ダイオード駆動ユニットの抵抗Ｒ７１を介して流れる。
【０１１１】
これと同様に、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の１／２の大きさ（Ｖｔｈ３／２）以上であり且つ３／４の大きさ（３Ｖｔｈ３／４）未満であるとき、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットに存在する２つの第１発光ダイオード部３０の点灯のために、整流電流Ｉｃｃは、定電流部２０を経て第１発光ダイオード部３０−第１発光ダイオード駆動ユニットの第２ＬＥＤ補助駆動部７０−第２発光ダイオード駆動ユニットの第１発光ダイオード部３０−第２発光ダイオード駆動ユニットの第２ＬＥＤ補助駆動部７０を介して流れる。
【０１１２】
このように、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の１／２の大きさ（Ｖｔｈ３／２）以上であり且つ３／４の大きさ（３Ｖｔｈ３／４）未満であるとき、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットに存在する第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の両方が動作して、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットそれぞれに位置する第１および第２発光ダイオード部３０、５０の点灯動作が行われる。
【０１１３】
しかし、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３の３／４以上であり且つ順方向しきい電圧Ｖｔｈ３未満であるとき、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットのいずれかに存在する第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０のみが駆動して、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットに存在する４つの発光ダイオード部３０、５０が点灯する。
【０１１４】
このとき、第１および第２発光ダイオード駆動ユニットに存在する抵抗Ｒ６１、Ｒ７１の大きさに応じて動作する発光ダイオード駆動ユニットが選択される。
【０１１５】
一例として、第２発光ダイオード駆動ユニットが動作する場合、整流電流Ｉｃｃは、第１発光ダイオード駆動ユニットの第１および第２発光ダイオード部３０、５０を通過して第２発光ダイオード駆動ユニットの第１ＬＥＤ補助駆動部６０と第２発光ダイオード部５０を介して流れるようになり、また、第２発光ダイオード駆動ユニットの第１発光ダイオード部３０と第２ＬＥＤ補助駆動部７０を介して流れるようになる。
【０１１６】
しかし、整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧Ｖｔｈ３以上である場合、整流電流Ｉｃｃが直列接続されている発光ダイオード部３０、５０を介して流れて４つの発光ダイオード部３０、５０は点灯し、この場合、電流感知用抵抗Ｒ６１、Ｒ７１を介して各発光ダイオード駆動ユニットの第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０に印加される電流によって、各発光ダイオード駆動ユニットの第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０の動作は遮断される。
【０１１７】
このように、複数の発光ダイオード駆動ユニットを直列に接続して発光ダイオード部３０、５０を駆動する場合、図５を参照して説明したように、電源電圧ＶＡＣの１周期の間に第１および第２発光ダイオード部３０、５０の点灯時間が増加して第１および第２発光ダイオード部３０、５０の発光量が増加する。
【０１１８】
また、さらに、第１および第２発光ダイオード部３０、５０の点灯により、第１および第２発光ダイオード部３０、５０を流れる電流変化の緩やかさが増加して発光ダイオード駆動装置の寿命が増加し、且つ、直列に接続された複数の発光ダイオード駆動ユニットにより駆動電圧ＡＣが分圧される効果が発生して過電流防止効果が向上する。
【０１１９】
次に、図９を参照して、本発明の他の実施例に係る発光ダイオード駆動装置について説明する。
【０１２０】
図９に示すように、本実施例に係る発光ダイオード駆動装置は、交流電源ＡＣと、交流電源ＡＣに接続されている整流部１０と、整流部１０に接続されている定電流部２００と、定電流部２００と接地との間に接続されており、複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを備えた発光ダイオード部３１０とを含んでなる。
【０１２１】
整流部１０は、図５に示した定電流部と同様の全波整流器である。
【０１２２】
本例において、定電流部２００は、整流部１０と発光ダイオード部３１０との間に直列に接続されている第１および第２定電流ユニット２１０、２２０を備える。
【０１２３】
このとき、第１および第２定電流ユニット２１０、２２０は、入力端子と出力端子との接続関係を除けば同じ構造を持っており、本例の場合、定電流部２００を構成する定電流ユニット２１０、２２０の数は２つであるが、必要に応じて２つ以上の複数個に変更可能である。
【０１２４】
このような第１および第２定電流ユニット２１０、２２０それぞれは、図５に示した発光ダイオード駆動装置の第１および第２ＬＥＤ補助駆動部６０、７０と、この駆動部６０、７０にそれぞれ接続された抵抗Ｒ６１、Ｒ７１と同一の構造を持っており、一定の大きさの電流を出力する定電流器２１ａ、２２ａと、定電流器２１ａ、２２ａそれぞれに接続されており、印加される電圧に比例する大きさの電流を出力する抵抗Ｒ２１２、Ｒ２２２とを備える。
【０１２５】
したがって、第１および第２定電流ユニット２１０、２２０それぞれは、ゲート端子とソース端子が接続されており、接合電界効果トランジスタからなる第１トランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２２１と、第１トランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２２１に接続されており、バイポーラトランジスタからなる第２および第３トランジスタＴＲ２１２、ＴＲ２１３、ＴＲ２２２、ＴＲ２２３と、第３トランジスタＴＲ２１３、ＴＲ２２３に接続された抵抗Ｒ２１１、Ｒ２１１とからなる定電流器２１ａ、２２ａ、並びに整流器２１、２２ａの第３トランジスタＴＲ２１３、ＴＲ２２３のコレクタ端子とエミッタ端子との間に接続されている抵抗Ｒ２１２、Ｒ２２２を備える。
【０１２６】
しかし、図５とは異なり、本例において、互いに接続されている第１定電流ユニット２１０の定電流器２１ａの出力端子であるトランジスタＴＲ２１２のエミッタ端子と抵抗Ｒ２１１の他側端子は、第２定電流ユニット２１０の入力端子であるトランジスタＴＲ２２１のドレイン端子およびトランジスタＴＲ２２３のコレクタ端子に接続されており、第２定電流ユニット２１０の出力端子であるトランジスタＴＲ２２２のエミッタ端子と抵抗Ｒ２２１の他側端子は、発光ダイオード部３１０の入力端子に接続されている。
【０１２７】
上述したように、第１および第２定電流器２１ａ、２２ａは互いに同一の構造を持っているので、図１０を参照して第１定電流器２１ａの動作を説明する。
【０１２８】
第１整流器２１ａの入力端子、すなわち、互いに接続されている第１トランジスタＴＲ２１１のドレイン端子、トランジスタＴＲ２１３のコレクタ端子および抵抗Ｒ２１２の一側端子に整流電圧Ｖｃｃが印加されると、トランジスタＴＲ２１３と抵抗Ｒ２１１を介して電流が外部［例えば、第２定電流ユニット２２０］へ流れ且つトランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２１２を介して流れる。
【０１２９】
このとき、トランジスタＴＲ２１２のベース端子とエミッタ端子との間に印加される電圧ＶＢＥ、すなわち、抵抗Ｒ２１１の両端に印加される電圧が設定電圧（例えば、０．６Ｖ）以上であれば、電流はトランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２１２を介してのみ出力されるので、トランジスタＴＲ２１３はターンオフされ、トランジスタＴＲ２１３を流れる電流は遮断される。
【０１３０】
このような構造で、トランジスタＴＲ２１２のベース端子とエミッタ端子との間の電圧ＶＢＥが設定電圧（例えば、０．６Ｖ）以上で印加されるとき、抵抗Ｒ２１１を流れる電流ＩＲ２１１はＩＲ２１１＝０．６／Ｒ２１１で算出される。
【０１３１】
したがって、抵抗Ｒ２１１の大きさを用いて、整流器２１ａから出力される電流、すなわち、抵抗Ｒ２１１を流れる電流の大きさが定められるので、既に説明したように、トランジスタＴＲ２１１〜ＴＲ２１３と抵抗Ｒ２１１は定電流回路を構成し、図１０の（ａ）に示したグラフＧ１のように、電圧の大きさに関係なく、整流回路には一定の電流ＩＲ２１１が流れるようになる。
【０１３２】
しかし、定電流回路の入力端子と制御端子との間に接続されている抵抗Ｒ２１２を介して流れる電流ＩＲ２１２は、電圧の変化に応じて比例する電流が流れ、図１０の（ａ）のグラフＧ２のような電流が流れる。
【０１３３】
図１０の（ａ）に示したグラフで、定電流器２１ａの入力端子に印加される電圧としての整流電圧Ｖｃｃが設定電圧Ｖ１未満であるとき、抵抗Ｒ２１２を介して流れる電流ＩＲ２１１の大きさはＩ１１となり、トランジスタＴＲ２１３を介して流れる電流はＩ１２となって、第１電圧Ｖ１になるまでトランジスタＴＲ２１３と抵抗Ｒ２１２によって電流は互いに分配されて流れるようになる。
【０１３４】
しかし、設定電圧Ｖ１になると［例えば、トランジスタＴＲ２１２のベース端子とエミッタ端子間の電圧ＶＢＥが０．６Ｖになるとき］、トランジスタＴＲ２１３を介しては電流が流れないので、抵抗Ｒ２１２を介して流れる電流が定電流ユニット２１０の出力電流Ｉｏｕｔ１となる。
【０１３５】
このとき、トランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２１２を介しても電流が流れるが、抵抗Ｒ２１２を介して流れる電流に比べて非常に小さいため、トランジスタＴＲ２１１、ＴＲ２１２を介して流れる電流は無視される。
【０１３６】
したがって、定電流ユニット２１０に設定電圧Ｖ１以上の電圧が印加されると、定電流ユニット２１０から出力される出力電流Ｉｏｕｔ１は抵抗Ｒ２１２を介して流れる電流と同一である。
【０１３７】
このような電圧−電流特性を持っている定電流ユニット２１０を図９のように直列に複数個［第１および第２定電流ユニット２１０、２２０］接続するときの動作について、図１１を参照して説明する。
【０１３８】
既に図１０を参照して説明したように、図９の（ａ）において、第１および第２定電流ユニット２１０、２２０のいずれかから出力される電圧−電流特性はグラフＧ１１のとおりあり、残りの定電流ユニット２１０または２２０から出力される電圧−電流特性はグラフＧ１２のとおりである。
【０１３９】
図１１において、整流電圧Ｖｃｃが設定電圧Ｖ１１［すなわち、第１および第２定電流ユニット２１０、２２０からそれぞれ出力される電流Ｉ２１、Ｉ２２が互いに出会う地点］までは、定電流部２００で先に動作する第１または第２定電流ユニット２１０または２２０にのみ電流Ｉ２１が流れるようになり、先に動作する該当定電流ユニット２１０または２２０の電圧のみ増加し、増加する電圧の大きさに該当する電流Ｉ２１が出力電流Ｉｏｕｔ２として出力される。
【０１４０】
しかし、該当電圧Ｖ１１以上では、残りの定電流ユニット２２０または２１０に電流が流れるようになり、このときからは残りの定電流ユニット２２０または２１０にのみ電圧が増加し、増加する電圧の大きさに対応する電流Ｉ２２が出力電流Ｉｏｕｔ２として出力される。
【０１４１】
その後、電圧が設定電圧Ｖ１２、すなわち、後で動作する定電流ユニット２２０または２１０の電流が抵抗Ｒ２２２またはＲ２１２の動作により増加する時点になると、そのときからは第１および第２定電流ユニット２１０、２２０の両方が動作して出力電流Ｉｏｕｔ２を出力することになる。この時点から出力される電流Ｉｏｕｔ２の大きさは、第１および第２整流部２１０、２２０からそれぞれ出力される電流Ｉ２１、Ｉ２２の大きさよりも大きい値を持つことになる。
【０１４２】
この動作により、定電流部２００から出力される電流Ｉｏｕｔ２は整流電圧Ｖｃｃの大きさに応じて段階的に増加する値を持つことになる。
【０１４３】
発光ダイオード部３００は、整流部１０から出力される整流電圧Ｖｃｃの大きさが順方向しきい電圧以上になると、動作して点灯状態を維持することになる。
【０１４４】
このように、複数の定電流ユニット２１０、２２０を備えた定電流部２００の場合、複数の定電流ユニット２１０、２２０の抵抗Ｒ２１２、Ｒ２２２の動作によっていずれか一つの定電流ユニット２１０または２２０が電圧の増加により破損する前に、他の定電流ユニット２２０または２１０への動作が切り替えられるので、定められた大きさの電流を出力すると同時に電圧を互いに分配する電圧分配器として機能である。
【０１４５】
これにより、整流電圧Ｖｃｃの増加により定電流ユニット２１０、２２０が損傷することが防止されて定電流部２００の安定性および寿命が増加する。
【０１４６】
このような定電流部２００は、図５および図７に示した定電流部２０にも適用可能である。
【０１４７】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【符号の説明】
【０１４８】
１０  整流部
２０  定電流部
３０  第１発光ダイオード部
４０  逆電流防止部
５０  第２発光ダイオード部
６０  第１発光ダイオード補助駆動部
７０  第２発光ダイオード補助駆動部
２００  定電流部
２１０  第１定電流ユニット
２２０  第２定電流ユニット
３１０  発光ダイオード部
【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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