(57)【要約】【課題】多数のＬＥＤを用いたサイン表示装置において、各ＬＥＤを点灯するための制限抵抗を極力小さくし発熱を抑え、電源電圧の変動が生じてもＬＥＤの明るさが極力変化しない交流用ＬＥＤ点灯回路を提供する。【解決手段】交流電源１と整流器１１と電流調整回路１２と抵抗１３とＬＥＤ２とを直列に接続し、前記抵抗１３に印可される電圧を前記電流調整回路１２の制御信号として帰還させることによって前記ＬＥＤ２に流れる電流を一定とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域を構成する発光体としてＬＥＤを用いたサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路であって、交流電源と整流器と電流調整回路と抵抗とＬＥＤとを直列に接続し、前記抵抗に印可される電圧を前記電流調整回路の制御信号として帰還させることによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とすることを特徴とするサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
前記電流調整回路が三端子レギュレータであり、前記抵抗に印可される電圧を前記三端子レギュレータの調整用端子に帰還させることによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とするようになっている請求項１に記載のサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
前記電流調整回路がトランジスタであり、前記抵抗に印可される電圧を前記トランジスタのエミッタ，ベース間に帰還させ、コレクタ電流を制御することによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とするようになっている請求項１に記載のサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電源によるＬＥＤの点灯若しくは明滅により広告，装飾等のサインを表示するサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広告や装飾用として使用されるサイン表示装置は、表示領域を構成する発光体の発光源としてネオン管を用いたネオンサインや、フィラメント発光する電球や蛍光表示管を用いたものが主であり、色彩変化による強い印象を与える媒体として古くから活用されている。これらのネオンサインや電球照明広告の代用としては、消費電力や耐久性などの点で利点のあるＬＥＤ（発光ダイオード）を利用したサイン表示装置が実現されつつある。ＬＥＤは、上記のような利点の他、発光部の形状の自由度、光の三原色を利用した色彩の表現の自由度にも優れており、また、ネオン管等と同様に昼間でも明るく人目を惹き付けることができるため、例えば交通信号機の信号灯器や道路標識などにも適用されつつある。このように、表示領域を構成する発光体の発光源としてＬＥＤを用いたサイン表示装置は、広告や装飾用に限らず、種々の情報を表示する装置としても適用することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなサイン表示装置は、電源としては商用電源が使用されるが、ＬＥＤは原理的に直流で駆動され、その電圧は数ボルト以下である。そこで、商用電源を用いてＬＥＤを点灯させる場合は、ＬＥＤと電流制限抵抗を直列につないで電流を制限する方式がとられる。しかし、商用電源で直接ＬＥＤを点灯する方法は、電流制限抵抗の発熱を抑えるために多数（約４０個〜６０個）のＬＥＤと制限抵抗を直列につないで点灯させる必要がある。また、この方式では商用電源の電圧変動に大きく左右されて、明るさのバラツキを生じるという問題がある。
【０００４】
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、多数のＬＥＤを用いたサイン表示装置において、各ＬＥＤを点灯するための制限抵抗を極力小さくし発熱を抑え、電源電圧の変動が生じてもＬＥＤの明るさが極力変化しない交流用ＬＥＤ点灯回路を提供することにある。また、電圧が変化したときにおこしやすいＬＥＤの熱暴走を防ぐことができる交流用ＬＥＤ点灯回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表示領域を構成する発光体としてＬＥＤを用いたサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路に関するものであり、本発明の上記目的は、交流電源と整流器と電流調整回路と抵抗とＬＥＤとを直列に接続し、前記抵抗に印可される電圧を前記電流調整回路の制御信号として帰還させることによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とすることによって達成される。また、前記電流調整回路が三端子レギュレータであり、前記抵抗に印可される電圧を前記三端子レギュレータの調整用端子に帰還させることによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とすること；前記電流調整回路がトランジスタであり、前記抵抗に印可される電圧を前記トランジスタのエミッタ，ベース間に帰還させ、コレクタ電流を制御することによって前記ＬＥＤに流れる電流を一定とすること；によって、それぞれ一層効果的に達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る交流用ＬＥＤ点灯回路は、商用電源によるＬＥＤの点灯若しくは明滅により広告，装飾等のサインを表示するサイン表示装置に好適に利用されるものであり、従来のネオンサインや電球照明広告の代用として、ＬＥＤを用いた種々のサイン表示装置を提供可能とするものである。なお、サイン表示装置の全体構成や、その表示領域を構成するＬＥＤの点灯順序や点灯速度の制御については、公知の技術を利用し得るものとし、ここでは説明を省略し、以下、本発明に係る交流用ＬＥＤ点灯回路の構成について説明する。
【０００７】
図１は、本発明に係るサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路の一例を示す回路図であり、サイン表示装置のＬＥＤ２は、交流用ＬＥＤ点灯回路１０内の電流調整回路１２を介して商用電源（交流電源）１に接続される。電流調整回路１２は、ＬＥＤ２に直列接続された抵抗１３にかかる電圧を調整して電流を一定にする回路であり、商用電源１の交流電圧の変動に係らず常に所定の電流値がＬＥＤに供給されるように、交流半波の電流の所定値以上の部分をカットして一定の電流に調整するようにしている。本例では、電流調整回路１２として、外付抵抗１３を介して上記電圧の調整が可能なように、入出力端子の他に調整用端子を有する出力可変型のレギュレータＩＣ（例えば、テキサス・インスツルメンツ社の三端子レギュレータ「ＴＬ３１７」、ナショナル・セミコンダクター社の三端子レギュレータ「ＬＭ３１７」）を使用している。そして、本発明では、抵抗１３に印可される電圧を電流調整回路１２の制御信号として帰還させることによって、常に所定の電流値でＬＥＤ２を点灯させる回路構成としている。
【０００８】
図１に示す実施の形態では、商用電源１とＬＥＤ２（Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ）との間に、交流用ＬＥＤ点灯回路１０の構成要素である整流器１１（本例では、４つのダイオードをブリッジ状に接続したリング変調回路）と電流調整回路１２と抵抗１３とを直列に接続し、抵抗１３に印可される電圧を電流調整回路１２の制御信号として帰還させる構成とすることで、ＬＥＤ２に対して一定の電流を供給すると共に、安定した出力電圧を供給できるようにしている。また、本例では電流調整回路１２の出力ＯＵＴに２つの抵抗１３（Ｒ１，Ｒ２）を接続し、抵抗Ｒ１の出力を電流調整回路１２の調整用端子ＡＤＪに帰還させる形態とすることで、出力電圧ＶＯＵＴの設定を抵抗１３（Ｒ２／Ｒ１の比率）により可変できる構成としている。
【０００９】
上述のような構成において、交流電源である商用電源１からの電圧Ｖｉｎが交流用ＬＥＤ点灯回路１０内の整流器１１に印加され、整流後の交流半波の電流が電流調整回路１２に供給される。そして、図２に示すように、電流調整回路１２によって、交流半波のリミットＬｉ以上の部分がカットされ、図２中に示すような波形の電流がＬＥＤ２に流れ、一定の電流値（例えば２０ｍＡ）のもとでＬＥＤ２が点灯する。このような点灯方式とすることで、制限抵抗を極力小さくし発熱を抑えることができる。
【００１０】
そして、図２中のＡＣ９０Ｖ、ＡＣ１１０Ｖの部分の波形例に示すように、電圧の変動によって、点灯のデューティ（Ｔ１とＴ２）が多少違ってくるが、常に所定の電流値でＬＥＤを点灯させることができる。そのため、一定の明るさでＬＥＤを点灯させることができ、また、過電流によるＬＥＤの劣化を防ぐことができる。また、電源電圧を整流，平滑して得られた出力電圧を電流調整回路１２によって安定化させると共に、ＬＥＤ２を点灯する電圧を帰還させて安定化させるようにしているので、商用電源の電圧変動に伴うＬＥＤの明るさの変化が極めて少ないサイン表示装置を提供することが可能となる。また、電圧が変化したときにおこしやすいＬＥＤの熱暴走を防ぐことができる。
【００１１】
上述した実施の形態において、電流調整回路１２としては、三端子レギュレータの代わりにトランジスタ、あるいは定電流ツェナーダイオードを用いることも可能である。トランジスタを用いる場合には、例えば抵抗１３に印可される電圧をトランジスタのエミッタ，ベース間に帰還させ、ＶＢＥの変動を見てコレクタ電流を制御することによって、ＬＥＤ２に流れる電流を一定にするようにすれば良い。但し、トランジスタの場合は、三端子レギュレータのような正確な電流コントロールが困難であるため、電流調整回路１２としては三端子レギュレータを用いるのが最適である。なお、上述した実施の形態においては、サイン表示装置に用いる商用電源は、図２の波形例では１００Ｖの場合を例として説明したが、１００Ｖに限るものではない。
【００１２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、交流半波の電流の所定値以上の部分をカットして一定の電流値とする電流調整回路を有し、この電流調整回路を介してＬＥＤを点灯させると共に電圧を帰還させるようにしているので、電源電圧の変動による明るさの変化を極めて少なくすることができ、且つ、過電流によるＬＥＤの劣化を防ぐことができる。さらに、各ＬＥＤを点灯するための制限抵抗を小さくして発熱を抑えることができ、また、電圧が変化したときにおこしやすいＬＥＤの熱暴走を防ぐことができる。さらに、通常はダイオードブリッジでの整流後に平滑コンデンサを入れてＬＥＤのチラツキを防ぐようにしているが、本発明では、定電流で点灯するため、ＬＥＤのチラツキは発生しない。点灯時と非点灯時をあわせもつ、いわゆるパルス点灯と同じである。
【００１３】
そのため、ＬＥＤを用いたサイン表示装置の適用範囲が広がり、広告や装飾用に限らず種々の情報を表示することができるサイン表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサイン表示装置の交流用ＬＥＤ点灯回路の構成例を示す回路図である。
【図２】ＬＥＤに流れる電流波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　交流電源
２　ＬＥＤ
１０　交流用ＬＥＤ点灯回路
１１　整流器
１２　電流調整回路
１３　抵抗
【図１】
2004093657.tif 000003
【図２】
2004093657.tif 000004