(57)【要約】【課題】１つの出力で並列接続された２つ以上のＬＥＤを駆動でき、しかもＬＥＤの１箇所に不具合が生じても、残りのＬＥＤが同じ明るさで点灯し続けるようにする。【解決手段】ＤＣ入力を安定化してＤＣ出力とするレギュレータ部１０と、負荷となるＬＥＤに直列に設けた負荷電流検出抵抗と、負荷電流検出抵抗による降下電圧に基づき安定化制御のための帰還信号を作成しレギュレータ部のフィードバック端子に入力するフィードバック回路１４を具備し、レギュレータ部により安定化したＤＣ出力でＬＥＤを駆動する。ＬＥＤはレギュレータ部の１つのＤＣ出力に対して複数並列に設けられ、各ＬＥＤ１２ａ，１２ｂのカソード側とＧＮＤ間にそれぞれ負荷電流検出抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。フィードバック回路は各負荷電流検出抵抗に接続したダイオードＯＲ回路１６を具備し、最も電圧降下が大きい負荷電流検出抵抗の端子電圧を基準として帰還信号を作成する。【選択図】図１
2012079578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ入力を安定化してＤＣ出力とするレギュレータ部と、負荷となるＬＥＤに直列に設けた負荷電流検出抵抗と、該負荷電流検出抵抗による降下電圧に基づき安定化制御のための帰還信号を作成し前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力するフィードバック回路を具備し、前記レギュレータ部により安定化したＤＣ出力で、負荷となるＬＥＤを駆動する電源装置において、
負荷である前記ＬＥＤは前記レギュレータ部の１つのＤＣ出力に対して複数並列に設けられ、各ＬＥＤのカソード側とＧＮＤ間にそれぞれ負荷電流検出抵抗が接続されており、前記フィードバック回路は各負荷電流検出抵抗に接続したダイオードＯＲ回路を具備し、最も電圧降下が大きい負荷電流検出抵抗の端子電圧を基準として前記フィードバック回路で帰還信号を作成し、その帰還信号を前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力して、出力を安定化制御することを特徴とするＬＥＤ並列駆動用電源装置。
【請求項２】
前記フィードバック回路は、ダイオードＯＲ回路と電流調整抵抗とからなり、前記ダイオードＯＲ回路は、負荷となるＬＥＤと同数のＯＲダイオードの各カソード端同士を短絡し、各アノード端はそれぞれ異なる負荷電流検出抵抗に接続した構成であり、前記ダイオードＯＲ回路の共通のカソード端は前記電流調整抵抗を介してＧＮＤに接続されており、前記ダイオードＯＲ回路の共通のカソード端の電圧が帰還信号となって前記レギュレータ部の前記フィードバック端子に入力し、負荷となる各ＬＥＤを定電流制御で駆動する請求項１記載のＬＥＤ並列駆動用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に設けられている複数の負荷ＬＥＤを単一出力で駆動する電源装置に関し、更に詳しく述べると、いずれかのＬＥＤに不具合が生じて開放状態になっても、残りの正常なＬＥＤを流れる電流が変動しないように、ＯＲ機能を利用してレギュレータ部を定電流制御するＬＥＤ並列駆動用電源装置に関するものである。この技術は、ＬＥＤ照明用あるいはＬＥＤ看板用の電源装置などに有用である。
【背景技術】
【０００２】
負荷となるＬＥＤを駆動する電源装置として、ＬＥＤのカソード側に負荷電流検出抵抗を接続し、該負荷電流検出抵抗での降下電圧が一定に保たれるようにレギュレータＩＣを制御することにより、ＬＥＤを定電流で駆動し明るさを一定に保つ回路構成がある（特許文献１参照）。このような従来の電源装置では、通常、１つの出力で１つの負荷ＬＥＤを駆動する構成となる。
【０００３】
ここで、従来の電源装置を用い、複数の負荷ＬＥＤを並列に設けて、１つの電源出力で駆動する場合、もし複数のＬＥＤのいずれかに不具合が生じて開放状態となり当該ＬＥＤに電流が流れなくなると、その電流が、残っている正常な他のＬＥＤに均等に振り分けられるため、正常なＬＥＤに流れる電流量が増大することになる。その結果、正常なＬＥＤの発光強度が設定値を超えて大きくなるばかりでなく、寿命が短くなる恐れがある。これは、従来の電源装置では、負荷を流れる出力電流を１箇所で検出して定電流制御を行っているためである。
【０００４】
ところで、従来技術として、並列負荷の１箇所に不具合が生じたときに保護回路が働いて出力を遮断する方式の電源装置は知られている。しかし、それでは、残っている正常なＬＥＤも全て消灯してしまう。つまり従来技術では、並列に設けられている負荷ＬＥＤの１つに不具合が生じたときには、他のＬＥＤは設定値以上に明るくなるか、全てのＬＥＤが消灯するかのいずれかであった。そこで、残っている正常なＬＥＤを、同じ明るさで駆動し続けるためには、１つの出力で１つのＬＥＤを駆動するように、各ＬＥＤに対して、それぞれ個別に電源装置を設置する必要があった。しかし、そのような構成では、レギュレータＩＣをＬＥＤの個数分だけ設ける必要があり、部品点数が増え、コストが増大する問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、１つの出力で、並列接続された２つ以上の負荷ＬＥＤを駆動でき、しかも１つのＬＥＤに不具合が生じても、残りのＬＥＤが同じ明るさで点灯し続けるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＤＣ入力を安定化してＤＣ出力とするレギュレータ部と、負荷となるＬＥＤに直列に設けた負荷電流検出抵抗と、該負荷電流検出抵抗による降下電圧に基づき安定化制御のための帰還信号を作成し前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力するフィードバック回路を具備し、前記レギュレータ部により安定化したＤＣ出力で、負荷となるＬＥＤを駆動する電源装置において、負荷である前記ＬＥＤは前記レギュレータ部の１つのＤＣ出力に対して複数並列に設けられ、各ＬＥＤのカソード側とＧＮＤ間にそれぞれ負荷電流検出抵抗が接続されており、前記フィードバック回路は各負荷電流検出抵抗に接続したダイオードＯＲ回路を具備し、最も電圧降下が大きい負荷電流検出抵抗の端子電圧を基準として前記フィードバック回路で帰還信号を作成し、その帰還信号を前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力して、出力を安定化制御することを特徴とするＬＥＤ並列駆動用電源装置である。
【０００８】
ここで、例えば前記フィードバック回路は、ダイオードＯＲ回路と電流調整抵抗とからなり、前記ダイオードＯＲ回路は、負荷となるＬＥＤと同数のＯＲダイオードの各カソード端同士を短絡し、各アノード端はそれぞれ異なる負荷電流検出抵抗に接続した構成であり、前記ダイオードＯＲ回路の共通のカソード端は前記電流調整抵抗を介してＧＮＤに接続されており、前記ダイオードＯＲ回路の共通のカソード端の電圧が帰還信号となって前記レギュレータ部の前記フィードバック端子に入力し、負荷となる各ＬＥＤを定電流制御で駆動する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤ並列駆動用電源装置は、負荷となる各ＬＥＤに直列にそれぞれ負荷電流検出抵抗を接続して各ＬＥＤに流れる負荷電流を負荷電流検出抵抗による降下電圧として検出し、その降下電圧をフィードバック回路のダイオードＯＲ回路でレギュレータ部のフィードバック端子に入力するように構成しているので、レギュレータ部からの１つの出力に対して、並列に接続されている複数のＬＥＤの一部に不具合が生じて開放状態となっても、ＯＲ機能により他の正常なＬＥＤを流れる負荷電流を検出するため、レギュレータ部のフィードバック端子に入力する帰還信号は殆ど変化しない。そのため残っている他の正常なＬＥＤに流れる電流が上昇することは無く、同じ電流が流れ続けるため、明るさが変動するなどの問題が生じないし、ＬＥＤの寿命が短くなる恐れもない。
【００１０】
このことから、本発明では、電源装置を動作させたまま不具合のあるＬＥＤを交換することが可能となる。また、交換後は、交換したＬＥＤも元の明るさで点灯する。更に、例えば１つのＬＥＤを取り外した状態でも、残っているＬＥＤに流れる電流値が上昇することがないので、ＬＥＤの数を任意に増減できることになり、省エネなどのための間引き駆動も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るＬＥＤ並列駆動用電源装置の一実施例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のＬＥＤ並列駆動用電源装置は、レギュレータ部からの１つのＤＣ出力で、並列に設けられている複数のＬＥＤを一括して駆動する方式である。この電源装置は、レギュレータ用のＤＣ入力を安定化してＤＣ出力とするレギュレータ部と、負荷となるＬＥＤに直列に設けた負荷電流検出抵抗と、該負荷電流検出抵抗による降下電圧に基づき安定化制御するための帰還信号を作成し前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力するフィードバック回路を具備している。前記レギュレータ用ＤＣ入力は、商用電源からのＡＣ入力を整流平滑化することで得られる。
【００１３】
本発明では、負荷である前記ＬＥＤは前記レギュレータ部の１つのＤＣ出力に対して複数並列に設けられ、各ＬＥＤのカソード側とＧＮＤ間にそれぞれ負荷電流検出抵抗が接続されており、前記フィードバック回路は各負荷電流検出抵抗に接続したダイオードＯＲ回路を具備し、最も電圧降下が大きい負荷電流検出抵抗の端子電圧を基準として前記フィードバック回路で帰還信号を作成し、その帰還信号を前記レギュレータ部のフィードバック端子に入力して、出力を安定化制御するように構成している。
【００１４】
これによって、並列に設けられているＬＥＤの中の１箇所に不具合が生じて開放状態になって電流が流れなくなっても、残っている正常なＬＥＤを流れる電流が、それに接続されている負荷電流検出抵抗による電圧降下として検出され、ＯＲ機能によってレギュレータ部にフィードバックされるため、正常なＬＥＤは、不具合が生じる前とほぼ同じ電流が流れ、同じ明るさで動作し続けることになる。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明に係るＬＥＤ並列駆動用電源装置の一実施例を示す回路図である。この電源装置の負荷は、並列に設けられている複数（図１に示す例では２個）のＬＥＤからなる。電源装置は、レギュレータ部１０で安定化した１つのＤＣ出力によって、並列に設けられている第１のＬＥＤ１２ａと第２のＬＥＤ１２ｂを一括して駆動する。基本的には、レギュレータ用のＤＣ入力を安定化してＤＣ出力とするレギュレータ部１０と、負荷となる各ＬＥＤに直列に設けた負荷電流検出抵抗Ｒ１，Ｒ２と、該負荷電流検出抵抗Ｒ１，Ｒ２による降下電圧に基づき安定化制御するための帰還信号を作成し前記レギュレータ部１０のフィードバック端子ＦＢに入力するフィードバック回路１４を具備している。この実施例では、レギュレータ部１０として、４端子シリーズドロッパレギュレータＩＣを使用している。このＩＣは、負荷（ＬＥＤ）に流れる電流を、負荷電流検出抵抗を用いて電圧に変換して検出し、出力電流を一定に制御する機能を有する。なお、ここで負荷となるＬＥＤは、複数のＬＥＤ素子を直列に配設したものである。
【００１６】
前記のように、負荷電流検出抵抗は、各ＬＥＤにそれぞれ直列に設けられている。第１の負荷電流検出抵抗Ｒ１は、第１のＬＥＤ１２ａのカソード側とＧＮＤとの間に、また第２の負荷電流検出抵抗Ｒ２は、第２のＬＥＤ１２ｂのカソード側とＧＮＤとの間に、設けられる。前記フィードバック回路１４は、ダイオードＯＲ回路１６と電流調整抵抗Ｒ３とからなる。前記ダイオードＯＲ回路１６は、負荷となるＬＥＤと同数（従って、この実施例では２個）のＯＲダイオードＤ１，Ｄ２の各カソード端同士を短絡し、各アノード端はそれぞれ対応する負荷電流検出抵抗Ｒ１，Ｒ２に接続した構成である。即ち、第１のＯＲダイオードＤ１のアノードが第１のＬＥＤ１２ａと第１の負荷電流検出抵抗Ｒ１との接続点に接続され、第２のＯＲダイオードＤ２のアノードが第２のＬＥＤ１２ｂと第２の負荷電流検出抵抗Ｒ２との接続点に接続される。また、前記第１のＯＲダイオードＤ１と第２のＯＲダイオードＤ２の共通に結線したカソード端が前記電流調整抵抗Ｒ３の一端に接続され、前記電流調整抵抗Ｒ３の他端がＧＮＤに接続される。そして、両方のＯＲダイオードＤ１，Ｄ２の共通に結線されているカソードの電圧が帰還信号となって前記レギュレータ部１０の前記フィードバック端子ＦＢに入力する。
【００１７】
ここで、負荷となる各ＬＥＤ、及び各負荷電流検出抵抗には、ほぼ均等な負荷電流が流れるように、電気的特性が同等のものを使用する。また、各ＯＲダイオードも電気的特性が同等のものを使用する。なお、各ＬＥＤに直列に設けられている抵抗Ｒ４は、各ＬＥＤ間の電流差を抑制する抵抗であり、設ける場合には、数百Ω程度以下のものを使用する。
【００１８】
正常動作時、各ＬＥＤ及びそれらに対応する各負荷電流検出抵抗に負荷電流が流れ、両方のＬＥＤは所定の明るさで点灯する。それぞれの負荷電流は、第１及び第２の負荷電流検出抵抗Ｒ１，Ｒ２における降下電圧として検出される。従って、負荷電流検出抵抗の端子電圧が最も高い方に接続されているＯＲダイオードがオン（導通）、残りのＯＲダイオードはオフ（非道通）となり、最も大きな負荷電流が流れている方の負荷が制御の基準となる。つまり、第１の負荷電流検出抵抗Ｒ１の端子電圧Ｖａと第２の負荷電流検出抵抗Ｒ２の端子電圧Ｖｂの高い方の端子電圧からＯＲダイオードの順方向電圧降下を差し引いた電圧が帰還信号として前記レギュレータ部１０の前記フィードバック端子ＦＢに入力することになる。その帰還信号で、前記レギュレータ部１０の出力が制御され、負荷である各ＬＥＤには電源装置から一定の電流が流れる。
【００１９】
ここで、何らかの原因により、一方のＬＥＤ（例えば、第１のＬＥＤ１２ａ）に不具合が生じて開放状態になったとする。すると、負荷電流は、第２のＬＥＤ１２ｂのみに流れる。第１の負荷電流検出抵抗Ｒ１には電流が流れないので、その端子電圧は０Ｖであり、第１のＯＲダイオードＤ１はオフである。それに対して、第２の負荷電流検出抵抗Ｒ２には電流が流れているので、その端子電圧は電圧降下分だけ高く、第２のＯＲダイオードＤ２はオンである。従って、第２のＯＲダイオードＤ２のカソード電圧が帰還信号として前記レギュレータ部１０の前記フィードバック端子ＦＢに入力する。電源装置の出力は、この帰還信号が一定となるように制御されるので、第２のＬＥＤ１２ｂを流れる電流は殆ど変化しない。つまり、第１のＬＥＤ１２ａに不具合が生じても、第２のＬＥＤ１２ｂの明るさは殆ど変わらないで点灯し続けることになる。また、不具合が生じているＬＥＤを交換すれば、復旧する。
【００２０】
上記の実施例では、４端子シリーズドロッパレギュレータＩＣを使用しているが、本発明はそれに限られるものではなく、ステップダウンチョッパー回路、ステップアップチョッパー回路などの他、様々な絶縁型スイッチング電源を用いることができる。
【００２１】
また、上記の実施例では、負荷を２個のＬＥＤで構成しているが、３個以上のＬＥＤが並列に設けられている場合も、本発明は同様に適用できることはいうまでもない。各ＬＥＤにそれぞれ負荷電流検出抵抗を設けると共に、各ＬＥＤに対応してそれぞれＯＲダイオードを設ければよい。いずれか１個のＬＥＤに不具合が生じても、他のＬＥＤは変わらない明るさで点灯し続けることになる。勿論、複数のＬＥＤに不具合が生じても、正常なＬＥＤが残っていれば、それらのＬＥＤは変わらない明るさで点灯し続ける。
【符号の説明】
【００２２】
１０  レギュレータ部
１２ａ  第１のＬＥＤ
１２ｂ  第２のＬＥＤ
１４  フィードバック回路
１６  ダイオードＯＲ回路
Ｒ１  第１の負荷電流検出抵抗
Ｒ２  第２の負荷電流検出抵抗
【図１】
2012079578.tif 000003