(57)【要約】      （修正有）【課題】並列接続される発光素子を駆動する駆動装置の構成を簡素化すること。【解決手段】並列接続される複数の発光素子列を有する光源１を駆動するための装置であって、光源に電圧を供給する電圧供給部３と、温度上昇に伴って抵抗値が増加する特性を有しており、複数の発光素子列Ｓ１〜Ｓ３の各々に対して直列に接続される複数の正温度係数素子４ａ〜４ｃと、複数の発光素子列の各々又は複数の正温度係数素子の各々に対して共通に接続される１つの定電流回路５を含む、発光素子の駆動装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続される複数の発光素子列を有する光源を駆動するための装置であって、
前記光源に電圧を供給する電圧供給部と、
温度上昇に伴って抵抗値が増加する特性を有しており、前記複数の発光素子列の各々に対して直列に接続される複数の正温度係数素子と、
前記複数の発光素子列の各々又は前記複数の正温度係数素子の各々に対して共通に接続される１つの定電流回路と、
を含む、発光素子の駆動装置。
【請求項２】
前記複数の正温度係数素子は、正温度係数抵抗素子又はＰＴＣサーミスタである、
請求項１に記載の発光素子の駆動装置。
【請求項３】
前記複数の正温度係数素子は、電界効果型トランジスタである、
請求項１に記載の発光素子の駆動装置。
【請求項４】
前記光源が車両用灯具である、
請求項１〜３の何れか１項に記載の発光素子の駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の発光素子の駆動装置と、当該駆動装置によって駆動される複数の発光素子列を有する光源と、を含む発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどの発光素子の駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子の駆動装置の一例として、特開２０１４−１０８００４号公報（特許文献１）には、各々が複数のＬＥＤを直列接続して構成されるＬＥＤストリングスを複数並列に接続したＬＥＤマトリクスを駆動するために、ＬＥＤマトリクスの各ＬＥＤのアノード側に昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータにより直流電圧を与えるとともに、ＬＥＤマトリクスの各ＬＥＤストリングスのそれぞれに一対一に定電流回路を設けたＬＥＤドライバ回路が開示されている。この構成によれば、例えばＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの温度特性による変動により各ＬＥＤストリングスごとの電位降下が異なっていたとしても、各ＬＥＤストリングスの間の明るさのバラツキを軽減することができる。
【０００３】
ところで、通常、定電流回路を構成するには制御用ＩＣ、コンデンサ、抵抗素子など多くの部品が必要となる。このため、各ＬＥＤストリングスにそれぞれ定電流回路を設けることは、駆動装置のコスト増の要因になるとともに駆動装置の省スペース化の妨げともなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０８００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、並列接続される発光素子を駆動する駆動装置の構成を簡素化することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る一態様の発光素子の駆動装置は、並列接続される複数の発光素子列を有する光源を駆動するための装置であって、（ａ）前記光源に電圧を供給する電圧供給部と、（ｂ）温度上昇に伴って抵抗値が増加する特性を有しており、前記複数の発光素子列の各々に対して直列に接続される複数の正温度係数素子と、（ｃ）前記複数の発光素子列の各々又は前記複数の正温度係数素子の各々に対して共通に接続される１つの定電流回路を含む、発光素子の駆動装置である。
［２］本発明に係る一態様の発光装置は、上記した発光素子の駆動装置と、この駆動装置によって駆動される複数の発光素子列を有する光源と、を含む発光装置である。
【０００７】
上記構成によれば、並列接続される発光素子を駆動する駆動装置の構成を簡素化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態の発光素子の駆動装置ならびにこれを含んで構成される発光装置の構成を示す回路図である。
【図２】図２は、正温度係数素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いた場合の発光素子の駆動装置ならびに発光装置の構成を示す回路図である。
【図３】図３は、正温度係数素子としてＰＴＣサーミスタを用いた場合の発光素子の駆動装置ならびに発光装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、一実施形態の発光素子の駆動装置ならびにこれを含んで構成される発光装置の構成を示す回路図である。図１に示す発光装置は、半導体発光素子の１つであるＬＥＤを複数備えるＬＥＤマトリクス（光源）１と、電源２から得られる電圧を用いてＬＥＤマトリクス１を駆動するための電圧を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）３と、３つの正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃと、１つの定電流回路５を含んで構成されている。これらのうち、ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）３と、３つの正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃと、１つの定電流回路５を含んで駆動装置が構成されている。この発光装置は、例えば室内照明、屋外照明、液晶装置のバックライト、あるいは車両用照明に用いられるものである。
【００１０】
ＬＥＤマトリクス１は、各々が複数のＬＥＤを直列接続して構成されるＬＥＤストリングスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を並列に接続して構成されている。各ＬＥＤストリングスＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれの一端側のＬＥＤのアノードがＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続されている。各ＬＥＤストリングスＳ１、Ｓ２、Ｓ３には、それぞれ同数のＬＥＤが含まれている。なお、各ＬＥＤストリングスＳ１等には、それぞれ少なくとも１つＬＥＤが含まれていればよい。
【００１１】
正温度係数抵抗素子４ａは、その一端側がＬＥＤストリングスＳ１の他端側のＬＥＤのカソードと接続されている。同様に、正温度係数抵抗素子４ｂは、その一端側がＬＥＤストリングスＳ２の他端側のＬＥＤのカソードと接続されている。同様に、正温度係数抵抗素子４ｃは、その一端側がＬＥＤストリングスＳ３の他端側のＬＥＤのカソードと接続されている。正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃの各々の他端側は、共通接続され、定電流回路５と接続されている。ここで、「正温度係数抵抗素子」とは、温度の上昇に応じて抵抗値の増加する抵抗素子であり、本発明における「正温度係数素子」の一例である。各正温度係数抵抗素子４ａ等としては、特に、リニアな特性を有する正温度係数抵抗素子を用いるのが好ましい。
【００１２】
なお、各ＬＥＤストリングスＳ１、Ｓ２、Ｓ３と各正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃとの接続関係は逆でもよい。すなわち、各ＬＥＤストリングスＳ１等のアノード側とＤＣ−ＤＣコンバータ３との間に各正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃがそれぞれ直列に接続されてもよい。
【００１３】
定電流回路５は、正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃの各々の他端側と共通に接続されており、これらの正温度係数抵抗素子４ａ、４ｂ、４ｃに対して定電流を与えるためのものである。
【００１４】
次に、本実施形態の発光装置の動作原理について説明する。
各ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３に含まれる各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆは負の温度特性（一例として、−２〜−４ｍＶ／℃）を有しており、ＬＥＤの温度が上昇するほどＶｆが低下する。ここで、例えばＬＥＤストリングスＳ１のＬＥＤのＶｆが低下したとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３から供給される電圧は一定であるので、ＬＥＤストリングスＳ１に流れる電流は増加する。すると、ＬＥＤストリングスＳ１と直列接続されている正温度係数抵抗素子４ａは、電流の増加に伴う発熱により温度が上昇し、それによって抵抗値が増加する。その結果、正温度係数抵抗素子４ａの抵抗値の増加により、ＬＥＤストリングスＳ１の電流は減少する。なお、温度が低下した場合には上記と逆の作用が働く。
【００１５】
ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３は、１つの定電流回路５によって電流が供給されているので、何れかのＬＥＤストリングスの電流が温度変化によってバラツキを生じたとしても、ＬＥＤマトリクス１の全体としてはバランスを保つことができるようになる。従って、定電流回路５を各ＬＥＤストリングスごとに設置しなくても、ＬＥＤマトリクス１の各ＬＥＤに対して安定した定電流を供給することができる。
【００１６】
図２は、正温度係数素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いた場合の発光素子の駆動装置ならびに発光装置の構成を示す回路図である。図２に示す発光装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と各ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３のアノード側との間に正温度係数素子としてのＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが直列に接続されており、各ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３のカソード側と定電流回路５とが接続されている。各ＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれのゲートとＤＣ−ＤＣコンバータ３との間に抵抗素子が接続され、ゲートとドレインの間に抵抗素子が接続され、ソースが各ＬＥＤストリングスＳ１、Ｓ２、Ｓ３と接続されている。
【００１７】
このような構成によっても、上記と同様の効果が得られる。具体的には、例えばＬＥＤストリングスＳ１のＬＥＤのＶｆが低下したとすると、ＬＥＤストリングスＳ１に流れる電流は増加し、それに伴いＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａに流れる電流も増加し、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａが発熱する。この発熱により温度が上昇し、それによってＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａのドレイン−ソース間の抵抗値（オン抵抗）が増加する。その結果、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４ａの抵抗値の増加により、ＬＥＤストリングスＳ１の電流は減少する。なお、温度が低下した場合には上記と逆の作用が働く。従って、定電流回路５を各ＬＥＤストリングスごとに設置しなくても、ＬＥＤマトリクス１の各ＬＥＤに対して安定した定電流を供給することができる。
【００１８】
図３は、正温度係数素子としてＰＴＣサーミスタを用いた場合の発光素子の駆動装置ならびに発光装置の構成を示す回路図である。図３に示す発光装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と各ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３のアノード側との間に正温度係数素子としてのＰＴＣサーミスタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃが直列に接続されており、各ＬＥＤストリングスＳ１〜Ｓ３のカソード側と定電流回路５とが接続されている。ここで、「ＰＴＣサーミスタ」とは、温度の上昇に伴って抵抗値が増加するサーミスタである。
【００１９】
このような構成によっても、上記と同様の原理により、定電流回路５を各ＬＥＤストリングスごとに設置しなくても、ＬＥＤマトリクス１の各ＬＥＤに対して安定した定電流を供給することができる。
【００２０】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。正温度係数素子の一例としてＭＯＳ−ＦＥＴを挙げていたが、他の種類の電界効果型トランジスタ（例えば、ジャンクションＦＥＴ、ＭＥＳ−ＦＥＴ等）を用いてもよい。また、上記した実施形態ではＬＥＤマトリクスに含まれるＬＥＤストリングスが３つの場合を例示していたがＬＥＤストリングスの数はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００２１】
１：ＬＥＤマトリクス
２：電源
３：ＤＣ−ＤＣコンバータ
４ａ、４ｂ、４ｃ：正温度係数抵抗素子
５：定電流回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：ＬＥＤストリングス
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019040691.tif 000005