(57)【要約】【課題】  全てのＬＥＤを一様な明るさで点灯させ、一つのＬＥＤに障害が発生したときでも他のＬＥＤを点灯させることができ、また動作時の発熱が小さく高い効率でＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置を得る。【解決手段】  コイルとＬＥＤとを直列に接続したＬＥＤ回路と、複数の前記ＬＥＤ回路を電源に対し並列に接続するスイッチング素子とを備え、定電流回路は、前記各ＬＥＤ回路に流れる電流が所定値になったことを検出して前記スイッチング素子のオン・オフを制御する。【選択図】        図１
2006147360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルとＬＥＤとを直列に接続したＬＥＤ回路と、
複数の前記ＬＥＤ回路を電源に対し並列に接続するスイッチング素子と、
前記各ＬＥＤ回路に流れる電流が所定値になったことを検出して前記スイッチング素子のオン・オフを制御する定電流回路とを備えたＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
定電流回路は、ＬＥＤに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出値と基準値とを比較して自ら有するヒステリシス特性により出力信号を反転させる比較手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
スイッチング素子はＮチャネルの電界効果トランジスタを用い、この電界効果トランジスタを駆動するブートストラップ式の駆動回路を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
電源電圧を検出し当該電圧が所定の値よりも低下するとスイッチング素子をオフ状態に制御する電源電圧検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
コイルは、インダクタンスを変化可能な調整式コイルを用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
複数のＬＥＤ回路からなるＬＥＤの集合は、車両のヘッドランプの光源を構成していることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載する）を点灯させるＬＥＤ点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源として例えば車両用のヘッドランプなどに応用する場合、個々のＬＥＤは発光量が小さいことから複数のＬＥＤを同時に点灯させ、ヘッドランプに適した明るさを得ている。
従来のＬＥＤ点灯装置には、複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤユニットに、電源電圧を昇圧回路によって昇圧した電圧を印加するものがある。ＬＥＤユニットは、一端に昇圧した電圧を印加する昇圧回路が接続され、また他端に定電流回路が接続され、この定電流回路によってＬＥＤユニットに流れる電流が制御される。定電流回路には当該定電流回路に流れる電流から電圧を検出する電圧検出回路が接続される。電圧検出回路は検出した電圧と電源から取り込んだ基準電圧とを比較し、昇圧制御信号を生成する。昇圧回路は、この昇圧制御信号に基づいてＬＥＤユニットへ印加する電圧を調整し、ＬＥＤユニットに流れる電流を一定に保つようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように複数のＬＥＤを直列接続すると、簡単な回路構成で各ＬＥＤに流れる電流を一定にすることができ、個々のＬＥＤの順方向の電圧降下のばらつきの影響を排除して発光量を略同等にそろえることができる。複数のＬＥＤを直列接続すると、一つの点灯回路によって全てのＬＥＤを点灯させることになり、一つのＬＥＤの順方向電圧降下を、例えば２Ｖ程度とすると、この電圧降下分の数倍の電圧、即ち２ＶのＬＥＤの個数分の倍数分の電圧をＬＥＤユニットへ印加する必要がある。そのため、高電圧を出力する昇圧回路が必要になり、昇圧回路は定格電圧の高い高価な各回路素子等を使用して構成することになる。また、高輝度のＬＥＤを使用する場合には、一つの高輝度ＬＥＤの順方向電圧降下が３Ｖ程度となることから、昇圧回路がさらに高価なものとなる。
【０００４】
また、従来のＬＥＤ点灯装置として、複数のＬＥＤを並列に接続し、ＬＥＤ毎に定電流回路を備えたものがある。これは、並列接続されたＬＥＤの中で最も抵抗の小さいものに電流が集中して流れることを防ぐため、サーミスタの抵抗値に基づいて動作する定電流回路をＬＥＤ毎に備え、周囲温度に応じて各ＬＥＤに流れる電流をそれぞれ制御することにより、個々のＬＥＤの明るさのむらを抑えるものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８７６１４号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２９８０４４号公報（第３，４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＬＥＤ点灯装置は以上のように構成されているので、複数のＬＥＤを全て直列接続したＬＥＤユニットでは、大きな電圧を発生させる昇圧回路が必要になり、また、一つのＬＥＤに断線等の障害が生じると、全てのＬＥＤが点灯することができなくなる。また、複数のＬＥＤを並列に接続したものでは個々のＬＥＤに流れる電流をそれぞれ制御する複数の定電流回路が必要になり、回路構成が複雑になると共に各定電流回路の抵抗やトランジスタによる電力損失が大きくなる。特にヘッドランプ等に用いられる高輝度ＬＥＤは大きな電流が流れ、複数の高輝度ＬＥＤを使用するときには電流制御を行う回路素子の発熱も大きくなることから、高価な回路素子を使用することになり、回路構成が複雑になってコストが高くなるという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、全てのＬＥＤを一様な明るさで点灯させ、一つのＬＥＤに障害が発生したときでも他のＬＥＤを点灯させることができ、また動作時の発熱が小さく高い効率でＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るＬＥＤ点灯装置は、コイルとＬＥＤとを直列接続したＬＥＤ回路と、複数のＬＥＤ回路を電源に対し並列に接続するスイッチング素子と、各ＬＥＤ回路に流れる電流が所定値になったことを検出してスイッチング素子のオン・オフを制御する定電流回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、コイルとＬＥＤとを直列接続した複数のＬＥＤ回路を電源に対し並列に接続するスイッチング素子と、各ＬＥＤ回路に流れる電流が所定値になったことを検出してスイッチング素子のオン・オフを制御する定電流回路とを備えたので、インダクタンスが揃ったコイルを用いれば、それぞれのＬＥＤ回路に流れる電流が等しくなり、ＬＥＤには均一な電流を供給できる。また、スイッチング素子のオン・オフにより電流制御を行うので、電力損失の少ない回路構成により、電源の効率が高く、発熱も少ない。また、並列に接続した複数のＬＥＤ回路に通電するため、１回路が断線しても、他のＬＥＤ回路の通電は確保されるため、全てのＬＥＤが同時に消灯することがなくなり、突発的に発生する危険を回避することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。バッテリ等の電源１は、電圧ＶＢをダイオード２のアノード及びスイッチング素子３のドレインへ印加する。スイッチング素子３は、例えばＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタから成る。ダイオード２のカソードは、抵抗４の一端及びコンデンサ５の一端に接続される。抵抗４の他端はスイッチング素子３のゲート及びトランジスタ６のコレクタに接続される。スイッチング素子３には、ダイオード２、抵抗４、及びコンデンサ５によって構成されるブートストラップ式の駆動回路が接続される。なお、図１に例示したトランジスタ６は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタから成るものである。
コンデンサ５の他端はスイッチング素子３のソース、フライホイールダイオード１４のカソード、コイル１５ａ〜１５ｎに接続される。フライホイールダイオード１４のアノードは接地される。
【００１１】
コイル１５ａ〜１５ｎはｎ個（ｎは正の整数）のコイルで、各々の一端が前述のようにスイッチング素子３のソースやコンデンサ５の他端に接続される。コイル１５ａの他端にはＬＥＤ１６ａのアノードが接続され、コイル１５ｂの他端にはＬＥＤ１６ｂのアノードが、またさらにコイル１５ｎの他端にはＬＥＤ１６ｎのアノードが接続される。コイル１５ａ〜１５ｎには、例えばそれぞれ直列接続された二つのＬＥＤが接続されてＬＥＤ回路を構成している。ＬＥＤ１６ａのカソードはＬＥＤ１７ａのアノードへ接続され、ＬＥＤ１６ｂのカソードはＬＥＤ１７ｂのアノードへ、ＬＥＤ１６ｎのカソードはＬＥＤ１７ｎのアノードへ接続され、図示を省略したＬＥＤも同様に接続される。ＬＥＤ１７ａ〜１７ｎのカソードはコンパレータ（比較手段）１０の反転入力端子へ接続される。図示を省略したＬＥＤのうち、直列接続の後段となるＬＥＤのカソードも同様にコンパレータ１０の反転入力端子へ接続される。
【００１２】
電源１に対してコイル１５ａとＬＥＤ１６ａとＬＥＤ１７ａは直列接続され、コイル１５ｂとＬＥＤ１６ｂとＬＥＤ１７ｂは直列接続され、またコイル１５ｎとＬＥＤ１６ｎとＬＥＤ１７ｎは直列接続され、同様に図示を省略したコイルと二つのＬＥＤも直列接続される。即ち、コイルと二つのＬＥＤを直列接続した回路が複数構成され、さらにこの直列接続によって構成された回路が複数個、例えば図１に例示したようにｎ個並列に接続される。なお、各コイルに接続されるＬＥＤの個数は、図示した二つに限定されない。
【００１３】
コンパレータ１０は、正帰還をかけることによりヒステリシス特性を有するように回路構成される。コンパレータ１０の正入力端子と出力端子との間には、帰還抵抗の抵抗１２が接続される。反転入力端子には抵抗（電流検出手段）２０の一端が接続される。この抵抗２０の他端は接地される。コンパレータ１０の正入力端子には、前述の抵抗１２の他に抵抗１１の一端と抵抗１３の一端が接続される。抵抗１１の他端には電源１の電圧ＶＢが印加され、抵抗１３の他端は接地される。コンパレータ１０の出力端子には、前述の抵抗１２の他に抵抗９の一端とインバータ８の入力端子が接続される。抵抗９の他端には、電源１の電圧ＶＢが印加される。インバータ８の出力端子は、抵抗７の一端に接続され、抵抗７の他端はトランジスタ６のベースに接続される。トランジスタ６のエミッタは接地される。
このように接続されたコンパレータ１０、抵抗１２、電圧Ｖｔｈを定める抵抗１１，１３、シャント抵抗の抵抗２０、コンパレータ１０の出力端子のプルアップを行う抵抗９、フライホイールダイオード１４、インバータ８、抵抗７、トランジスタ６によって定電流回路が構成される。
【００１４】
次に動作について説明する。
前述のようにスイッチング素子３にはダイオード２、抵抗４、及びコンデンサ５から成るブートストラップ式の駆動回路が接続されている。Ｎチャネルのスイッチング素子３をＯＮ状態へ移行するときには、電圧ＶＢよりも高い電圧をゲートへ印加する必要がある。電源１の電圧ＶＢはダイオード２を介してコンデンサ５に印加され、当該コンデンサ５に電圧エネルギが蓄積される。スイッチング素子３をＯＮ状態とするため、トランジスタ６がＯＦＦ状態に制御されると、電源１の電圧ＶＢが印加されているダイオード２から抵抗４を介してトランジスタ６へ流れていた電流が遮断され、電源１からダイオード２及び抵抗４を介した電圧がスイッチング素子３のゲートに印加される。このとき、コンデンサ５に蓄積されている電圧エネルギが抵抗４を介してスイッチング素子３のゲートへ移動し、スイッチング素子３のゲート電圧をさらに上昇させ、当該スイッチング素子３がＯＮ状態となる。
【００１５】
スイッチング素子３がＯＮ状態になると、電源１の電圧ＶＢはスイッチング素子３を介してコイル１５ａ〜１５ｎの一端に印加される。コイル１５ａ〜１５ｎは電源１に対して並列接続されていることから、各コイル１５ａ〜１５ｎにはスイッチング素子３から出力された電圧が同様に印加される。
このように電圧が印加された例えばコイル１５ａには後述するような電流が流れ、この電流はコイル１５ａに直列接続されているＬＥＤ１６ａ及びＬＥＤ１７ａに流れる。ＬＥＤ１６ａ及びＬＥＤ１７ａに流れた電流は、他のＬＥＤに流れた各電流と合流し、概ね抵抗２０を介して電源１へ回帰する。そのため抵抗２０の両端には、全ＬＥＤに流れた総電流量を表す電圧が生じる。この電圧、即ち図１に示した接続点Ａの電圧を電圧ＶＩとしてコンパレータ１０の反転入力端子へ入力する。
【００１６】
図２は、実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の動作を示す説明図である。この図は、スイッチング素子３のＯＮ／ＯＦＦ動作によって各コイルに印加される電圧と、図１に示した回路の接続点Ａの電圧ＶＩと接続点Ｂの電圧Ｖｔｈとを示したものである。図中縦軸は電圧の大きさを表し、横軸は経過時間を表している。また実線で表した電圧ＶＩは、前述のようにコンパレータ１０の反転入力端子へ入力される電圧で、並列接続されたＬＥＤ１７ａ〜１７ｎから流れ出る電流の総量を、シャント抵抗として作用する抵抗２０によって電圧の大きさとして現れるようにしたものである。
図中破線で表した電圧Ｖｔｈは、コンパレータ１０の正入力端子へ入力される電圧で、電圧ＶＩと比較する基準電圧である。コンパレータ１０の正入力端子には、抵抗１１及び抵抗１３により電圧ＶＢを分圧した電圧が印加され、さらに、この電圧に抵抗１２によって帰還された電圧成分が付加される。帰還抵抗の抵抗１２によって正帰還をかけたコンパレータ１０は、比較動作にヒステリシス特性を有することから、帰還成分を含む電圧Ｖｔｈは、図２に例示したように高電位のレベルＨと低電位のレベルＬの二つの値を有する。
【００１７】
コイルにパルス電圧を加えると、コイルに流れる電流は三角波状に変化し、詳しくは時間と共に増大する積分波形のように変化する。図２に示した電圧ＶＩは、直列接続されたＬＥＤ１６ａとＬＥＤ１７ａ、直列接続されたＬＥＤ１６ｂとＬＥＤ１７ｂ〜直列接続されたＬＥＤ１６ｎとＬＥＤ１７ｎにそれぞれ流れた電流の総和の大きさを示すもので、この電圧ＶＩはスイッチング素子３がＯＮ状態となっている間増加を続ける。このことから、スイッチング素子３のＯＮ時間を制御することにより、コイル１５ａ〜１５ｎに流れる電流を任意の値に調整することができる。
【００１８】
図３は、実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の動作を示す説明図である。この図は、例えばスイッチング素子３から出力されるパルス電圧が印加されたとき各コイルに流れる電流の経時変化を示したものである。コイルに流れる電流は、パルス電圧が印加されている間増加する。コイルに印加される電圧をＶ、当該コイルのインダクタンスをＬとしたとき、コイルの通電電流の増加分をＶ／Ｌで表すことができる。図３に示した、スイッチング素子３がＯＮ状態の間に増加しているコイルの通電電流の波形の傾きがこのＶ／Ｌに相当する。ＬＥＤが直列に接続されたコイルの通電電流は、次の式（１）で表される。
通電電流＝（コイルに印加される電圧―ＬＥＤの順方向電圧）×ＯＮ時間
／コイルのインダクタンス                            …（１）
図１に示した回路では、式（１）の「コイルに印加される電圧」はスイッチング素子３から出力される電圧に相当し、例えばコイル１５ａに印加される電圧である。また、式（１）の「ＬＥＤの順方向電圧」は、例えば直列接続されたＬＤＥ１６ａとＬＥＤ１７ａとの両端電圧、即ちＬＥＤ１６ａのアノードとＬＥＤ１７ａのカソードの間の電圧である。このようにコイル１５ａやその他のコイル１５ｂ〜１５ｎに流れる電流は、スイッチング素子３がＯＮ状態となっている経過時間に伴って上昇し、ＯＮ時間が長くなるほど大きな電流となる。
【００１９】
スイッチング素子３のソースとコイル１５ａ〜１５ｎに接続されているフライホイールダイオード１４は、スイッチング素子３がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化したとき、各ＬＥＤから流れ出た電流をコイル１５ａ〜１５ｎへ還流させるもので、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに流れる電流が急峻に減少することを抑制している。フライホイールダイオード１４によって還流される電流は時間経過と共に減少するもので、スイッチング素子３がＯＦＦしたときに各ＬＥＤに流れる電流は、図２に示した電圧ＶＩのように徐々に減少する。
【００２０】
各コイル１５ａ〜１５ｎのインダクタンスを同様な値に揃えると、直列接続されている二つのＬＥＤ、例えばＬＥＤ１６ａ及びＬＥＤ１７ａやＬＥＤ１６ｂ及びＬＥＤ１７ｂにそれぞれ流れる電流を均一にすることができ、電源１からみて並列に接続されている各ＬＥＤに流れる電流を同様な値に揃えることができる。詳しくは並列接続された各ＬＥＤに流れるピーク電流を揃えることができる。コイル１５ａ〜１５ｎとして、例えばコイルに挿入されているコア部材の挿入量を調整することによりインダクタンスが変化するものを用い、各ＬＥＤの発光量を揃えるようにしてもよい。
【００２１】
コンパレータ１０は、電圧Ｖｔｈと電圧ＶＩとを比較し、その比較結果を電圧にて出力する。図１に示したようにコンパレータ１０の出力端子は抵抗９を介してプルアップされている。コンパレータ１０の正入力端子には、プルアップされた出力端子から抵抗１２によって正帰還がかけられ、図２に示したレベルＨの電圧Ｖｔｈが印加される。
コンパレータ１０の出力端子が高電位となっているとき、当該コンパレータ１０の出力信号はインバータ８によって反転され、低電位の信号に変換されてトランジスタ６のベースに抵抗７を介して入力される。低電位の出力信号をベースへ入力したトランジスタ６はＯＦＦ状態になり、スイッチング素子３のゲートの接地接続をオープン状態とする。するとスイッチング素子３のゲート電圧が上昇し、スイッチング素子３がＯＮ状態になって各コイル１５ａ〜１５ｎに電圧が印加される。するとコイル１５ａ〜１５ｎ、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ、及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに電流が流れはじめ、この電流はコイル１５ａ〜１５ｎの作用によって徐々に増大する。
【００２２】
電圧ＶＩは、コイル１５ａ〜１５ｎ、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ、及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに流れた電流を示すものなので、スイッチング素子３がＯＮ状態になると徐々に増大する。コンパレータ１０は、増大する電圧ＶＩがレベルＨの電圧Ｖｔｈよりも大きくなると出力電圧を低電位に反転する。するとコンパレータ１０の正入力端子には、当該反転した出力電圧が抵抗１２を介して帰還され、レベルＬの電圧Ｖｔｈが印加される。
【００２３】
コンパレータ１０の出力信号が低電位になると、インバータ８はこの出力信号を反転して高電位の信号をトランジスタ６のベースへ入力する。トランジスタ６はＯＮ状態になり、スイッチング素子３のゲートが接地されて当該ゲート電圧が降下し、スイッチング素子３はＯＦＦ状態になる。スイッチング素子３がＯＦＦ状態になると、前述のようなコイル１５ａ〜１５ｎの作用により、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ，ＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに流れる電流が減少し、電圧ＶＩが下降してレベルＬの電圧Ｖｔｈよりも小さくなる。するとコンパレータ１０は出力電圧を反転し、高電位の信号を出力している最初の状態に戻り、スイッチング素子３がＯＮ状態になる。
【００２４】
このようにコンパレータ１０に正帰還をかけることによって生じるレベルＨとレベルＬの二つの基準電圧を交互に示す電圧Ｖｔｈと、経時変化する電圧ＶＩとを当該コンパレータ１０によって比較し、この比較結果に基づいてスイッチング素子３のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御すると、コイル１５ａ〜１５ｎに印加されるパルス電圧は、電圧ＶＩの経時変化に関連したパルス幅を有するものとなる。
また、前述のようにＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに流れる電流は、当該パルス電圧のパルス幅、即ちスイッチング素子３のＯＮ状態となっている時間によって定められることから、各ＬＥＤに流れる電流値が一定の範囲内に収まるようにフィードバック制御が行われることになる。
前述のコンパレータ１０などから成る定電流回路は、このように電圧ＶＩ即ち各ＬＥＤに流れる電流値をフィードバックし、また、ヒステリシス特性を用いた自励の発振動作を行うことによってスイッチング素子３をＯＮ／ＯＦＦし、このスイッチング素子３のスイッチング動作により各ＬＥＤに定電流を供給して発光動作を安定化している。
【００２５】
以上のように実施の形態１によれば、ヒステリシス付きのコンパレータ１０により各ＬＥＤに流れる電流を表す電圧ＶＩと二つの基準電圧を交互に示す電圧Ｖｔｈとを比較してスイッチング素子３をＯＮ／ＯＦＦさせ、コイル１５ａ〜１５ｎにそれぞれ直列に接続されたＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎに電流を流すようにしたので、ＬＥＤに流れる電流を制限する抵抗やトランジスタを有していないことから消費電力を抑制することができ、当該回路の発熱も少なくすることができるという効果がある。
また、電源１に対して並列に複数のＬＥＤを接続して動作させるようにしたので、一つのＬＥＤが断線した場合でも、他のＬＥＤに電流を供給するこができ、全てのＬＥＤが同時に消灯することがなくなり、突発的な消灯による危険を回避することができるという効果がある。
【００２６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。抵抗３０の一端は、電源１に接続され電圧ＶＢが印加される。抵抗３０の他端には、抵抗３１の一端とコンパレータ３４の反転入力端子に接続される。抵抗３２の一端は電源１に接続され電圧ＶＢが印加される。抵抗３２の他端は、ツェナーダイオード３３のカソードとコンパレータ３４の正入力端子に接続される。ツェナーダイオード３３のアノードは接地される。コンパレータ３４の出力端子は、抵抗３５の一端とトランジスタ３６のベースに接続される。抵抗３５の他端には電圧ＶＢが印加される。この抵抗３５はコンパレータ３４の出力端子に接続されたプルアップ抵抗である。トランジスタ３６は、例えばＮＰＮ型バイポーラトランジスタから成り、コレクタをスイッチング素子３のゲート、抵抗４の他端、及びトランジスタ６のコレクタに接続し、エミッタを接地する。そして、上記の抵抗３０〜３２，３５、ツェナーダイオード３３、コンパレータ３４、及びトランジスタ３６によって電源電圧検出手段を構成している。
また、抵抗３０〜３２は、電圧ＶＢをコンパレータ３４が入力できる電圧範囲に降下させるもので、電圧ＶＢが通常電圧の時に、抵抗３０と抵抗３１によって分圧した電圧は、同じ電圧ＶＢを入力した抵抗３２を介したツェナーダイオード３３のツェナー電圧よりも高くなるように、それぞれの抵抗値を有する。この他は、図１に示した回路と同様に構成される。
【００２７】
次に動作について説明する。
図１に示したＬＥＤ点灯装置と同様な動作について説明を省略し、実施の形態２によるＬＥＤ点灯装置の特徴となる動作を説明する。電源１の電圧ＶＢが低下すると、各ＬＥＤに流れる電流が減少する。この電流を表す電圧ＶＩは、レベルＨの電圧Ｖｔｈと同等となるまで上昇することができず、コンパレータ１０の比較結果が一定になって出力信号が反転されなくなり、トランジスタ６のベースには低電位の出力信号が入力された状態が続くことになる。スイッチング素子３のゲートは、常に接地接続がオープンされた状態となる。このような状態になると、抵抗４やコンデンサ５等から成るブートストラップ回路も正常に動作することができなくなってスイッチング素子３が不完全なＯＮ状態になり、発熱や消費電力増大などの障害が発生する。
【００２８】
図４に示したＬＥＤ点灯装置は、このような状態を避けるため、コンパレータ３４などを用いて電圧ＶＢが所定の値より低い電圧となったときスイッチング素子３をＯＦＦするものである。コンパレータ３４の反転入力端子には、電圧ＶＢを抵抗３０と抵抗３１によって分圧した電圧が入力される。コンパレータ３４の正入力端子には、電圧ＶＢから抵抗３２を介したツェナーダイオード３３のツェナー電圧が基準電圧として入力される。
【００２９】
コンパレータ３４は、正入力端子の入力電圧Ｖ＋が反転入力端子の入力電圧Ｖ−よりも小さいとき、出力電圧は低電位に飽和する。また、入力電圧Ｖ＋が入力電圧Ｖ−よりも大きいとき、出力電圧は高電位に飽和する。抵抗３０と抵抗３１により分圧された電圧をＶ−とし、ツェナーダイオード３３のツェナー電圧をＶ＋とすると、電圧ＶＢが所定の値以上であれば、電圧Ｖ−は、ツェナーダイオード３３により接地されている正入力端子の電圧Ｖ＋よりも大きく、コンパレータ３４から低電位の出力信号がトランジスタ３６のベースへ出力される。このときトランジスタ３６はＯＦＦ状態となり、スイッチング素子３のゲート電圧は、トランジスタ６のＯＮ／ＯＦＦ動作によって制御される。
【００３０】
電圧ＶＢが低下し、所定の値を下回るようになると、抵抗３０と抵抗３１により分圧された電圧も低下する。コンパレータ３４は、このとき入力している電圧Ｖ−と電圧Ｖ＋とを比較し、電圧Ｖ−が電圧Ｖ＋よりも小さくなると、高電位の出力信号をトランジスタ３６のベースへ出力する。するとトランジスタ３６はＯＮ状態となって、スイッチング素子３のゲートが接地接続され、当該スイッチング素子３がＯＦＦ状態となる。
【００３１】
以上のように実施の形態２によれば、入力端子にツェナーダイオード３３を接続したコンパレータ３４によって電源１の電圧ＶＢが所定の値より小さくなったとき、スイッチング素子３をＯＦＦするように構成したので、電源１の電圧ＶＢが低下してスイッチング素子３のスイッチング動作が停止したとき、各ＬＥＤに供給する電流を遮断することができ、当該回路の発熱等の障害発生を防ぐことができるという効果がある。
【００３２】
実施の形態３．
図５は、光源を構成する多数のＬＥＤの点灯制御に、実施の形態１または実施の形態２によるこの発明のＬＥＤ点灯装置を適用した天井照明、スタンド等の照明器具を示す説明図である。図１及び図４に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。照明装置４０は、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを光源として備えた照明灯本体４１と、実施の形態１または実施の形態２で説明したＬＥＤ点灯装置と同様な回路構成を有する制御部４２とを備える。
この制御部４２は、実施の形態１または実施の形態２において説明したＬＥＤ点灯装置と同様に動作し、多数のＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを点灯制御する。
【００３３】
図６は、バックライトとして多数のＬＥＤを使用した液晶表示装置を示した説明図で、図１、図４及び図５に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。液晶表示装置５０は、液晶パネル５１と、液晶パネル５１の後方にバックライト５２とを備える。バックライト５２は、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎと、制御部４２とから成り、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎは、液晶パネル５１を万遍なく照らすように配置される。制御部４２は、実施の形態１または実施の形態２で説明したものと同様に動作し、バックライト５２として配置された多数のＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを点灯制御する。
【００３４】
図７は、光源として多数のＬＥＤを使用した車両のヘッドランプを示した説明図で、例えばヘッドランプユニット６０を側方視したときの各構成部材の配置を示したものである。図１、図４〜図６に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。ヘッドランプユニット６０は、例えば反射鏡６１、遮光壁６２、レンズ６３、及び光源としてのＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎをその内部に備える。ヘッドランプユニット６０の深奥部には制御部４２が備えられ、この制御部４２に接続された光源としてのＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎは、ヘッドランプとして要求される照射範囲に光が照射されるように向き等を調整して反射鏡６１の内部に配置される。
制御部４２に備えられた回路は、実施の形態１または実施の形態２で説明したものと同様に反射鏡６１の内部に配置された光源としてのＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを点灯制御する。
また、上記と同様に多数のＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを光源として交通信号灯に用いてもよい。
【００３５】
以上のように実施の形態３によれば、光源として多数のＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを使用し、この多数のＬＥＤ１６ａ〜１６ｎ及びＬＥＤ１７ａ〜１７ｎを制御部４２に設けたこの発明のＬＥＤ点灯装置で点灯制御することにより、消費電力を抑制すると共に発熱も少なくすることができるという効果がある。
また、一つのＬＥＤが断線した場合でも、全てのＬＥＤが同時に消灯することがなく、突発的に消灯が発生することによる危険を回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の動作を示す説明図である。
【図３】実施の形態１によるＬＥＤ点灯装置の動作を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。
【図５】光源を構成する多数のＬＥＤの点灯制御に、実施の形態１または２によるこの発明のＬＥＤ点灯装置を適用した照明器具を示す説明図である。
【図６】バックライトとして多数のＬＥＤを使用した液晶表示装置を示す説明図である。
【図７】光源として多数のＬＥＤを使用した車両のヘッドランプを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電源、２  ダイオード、３  スイッチング素子、４，７，９，１１〜１３，２０，３０〜３２，３５  抵抗、５  コンデンサ、６，３６  トランジスタ、８  インバータ、１０，３４  コンパレータ、１４  フライホイールダイオード、１５ａ〜１５ｎ  コイル、１６ａ〜１６ｎ，１７ａ〜１７ｎ  ＬＥＤ、３３  ツェナーダイオード、４０  照明装置、４１  照明灯本体、４２  制御部、５０  液晶表示部、５１  液晶パネル、５２  バックライト、６０  ヘッドランプユニット、６１  反射鏡、６２  遮光壁、６３  レンズ。
【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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