(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動装置の回路アーキテクチャーを大幅に簡素化し、充分に電力を利用し、電力損失を減らし、且つ電磁干渉をなくす定電流ＬＥＤランプを提供する。【解決手段】定電流ＬＥＤランプは、駆動装置２を設置し、少なくとも二直列連接の発光ダイオード３を駆動するのに用いる。該駆動装置２は、整流回路２３、電圧安定回路２１、及び定電流回路２２を含む。【選択図】図２
2012105529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流ＬＥＤランプにおいて、
駆動装置を設置し、該駆動装置は、少なくとも二直列連接の発光ダイオードか、もしくはパッケージングした多結晶直列の発光ダイオードを駆動するのに用い、
交流電源を受け、且つ該交流電源を直流電源に転換するのに用いる整流回路と、
該整流回路と連接し、該直流電源を受け、該直流電源に基づいて定電圧を発するのに用いる電圧安定回路と、
該電圧安定回路と連接し、該発光ダイオードと直列に繋ぎ、相互直列のトランジスタ及び第二電気抵抗を設置して発光ダイオードへの電流を制限し、該電流駆動を固定値で維持させる定電流回路と、を含むことを特徴とする定電流ＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記トランジスタは、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）でもよいことを特徴とする請求項１記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記トランジスタは、バイポーラ・ジャクション・トランジスタ（ＢＪＴ）でもよいことを特徴とする請求項１記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記第二電気抵抗は、可変電気抵抗でもよいことを特徴とする請求項１記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記トランジスタは、更に直列の定電流部品であることを特徴とする請求項１記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記トランジスタは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）でもよいことを特徴とする請求項５記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記トランジスタは、バイポーラ・ジャクション・トランジスタ（ＢＪＴ）でもよいことを特徴とする請求項５記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記駆動装置には、フィルター回路をさらに設置し、該フィルター回路は、該整流回路と連接し、該直流電源電圧振幅の差を縮小し、直流電源を該電圧安定回路及び該発光ダイオードへそれぞれ伝送することを特徴とする請求項１に記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項９】
前記駆動装置は、更に力率改善回路を設置し、該力率改善回路は該フィルター回路と直列連接し、また該力率改善回路は第三電気抵抗でもよいことを特徴とする請求項８記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記駆動装置は、更に力率改善回路を設置し、該力率改善回路は該フィルター回路と直列連接し、また該力率改善回路は相互並列の第三電気抵抗及びダイオードでもよいことを特徴とする請求項８記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項１１】
前記駆動装置は、更に第四電気抵抗を設置し、該第四電気抵抗は、該整流回路の前に連接して、交流電源に連接することを特徴とする請求項１、８、９、１０の何れかに記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項１２】
前記駆動装置は、更に第四電気抵抗を設置し、該第四電気抵抗は、該整流回路の前に連接して、交流電源に連接し、第四電気抵抗はフォトトライアック（Ｐｈｏｔｏ  Ｔｒｉａｃ）を直列に繋いでもよく、制御線を用いて発光ダイオードを駆動しフォトトライアックを導通もしくは非導通とすることを特徴とする請求項１、８、９、１０の何れかに記載の定電流ＬＥＤランプ。
【請求項１３】
前記第四電気抵抗は、更に交流シリコン制御トライアック（Ｔｒｉａｃ）を直列に繋いでもよく、該制御線を用いてフォトトライアックを駆動して該交流シリコン制御トライアックを導通もしくは非導通とすることを特徴とする請求項１２記載の定電流ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電流ＬＥＤランプに関するもので、特に駆動装置の回路アーキテクチャーを大幅に簡素化することで、充分に電力を利用し、電力損失を減らし、且つ電磁干渉をなくす定電流ＬＥＤランプに係わる。
【背景技術】
【０００２】
伝統的なランプは作業効率が低いため、半導体産業の急速な発展と技術刷新が求められ、使用寿命が長く、省エネの発光ダイオードが注目を集め、照明において多方面で使用されている。発光ダイオードは直流電源で駆動するものであるため、発光ダイオードを交流電源に応用、例としてメイン電気に応用する場合、発光ダイオードの駆動回路で交流電源を直流電源に転換しなければならず、それによって発光ダイオードを発光させることができる。
【０００３】
公知発光ダイオード駆動回路は、図１Ａに示すとおりで、該発光ダイオード駆動回路１は、少なくとも一発光ダイオード１２に連接させ、尚且つ、交流電源ＶＡＣに繋ぐ。該発光ダイオード駆動回路１は、主に、ブリッジ整流器１０、電磁干渉抑制回路１１、フィルター回路１６、高周波切換回路１３、変圧回路１４、及びフィードバック回路１５を含む。そのうち、ブリッジ整流器１０は、交流電源ＶＡＣをリップルした直流電源に整流し、またフィルター回路１６は該直流電源の電圧幅の差を縮小し、直流電源は高周波切換回路１３を経て電源周波数を変える。変圧回路１４は高周波電源を低圧直流に転換して発光ダイオード１２に提供し、またフィードバック回路１５は発光ダイオード１２の総負荷電圧の大きさを検出して、変圧回路１４の出力電圧の大きさを調整する。
【０００４】
しかしながら、公知発光ダイオード駆動回路１は、確実に発光ダイオード１２を駆動して発光させるが、駆動回路アーキテクチャー全体が複雑であるため、回路体積が非常に大きく、回路コストも高くなり、このため、この駆動回路を使用したＬＥＤランプの生産コストは相対して高くなる。空間とコストの問題を解決するために、電磁干渉抑制回路１１を外すか、もしくは部品規格を下げる。しかしその代わりに、電力転換効率が悪くなり、電磁干渉等の欠点が発生する。
【０００５】
第二種の公知発光ダイオード駆動回路は、図１Ｂに示すとおりで、該発光ダイオード駆動回路１は、少なくとも一発光ダイオード１１と連接し、且つ交流電源ＶＡＣを受ける。該発光ダイオード駆動回路１は、主にコンデンサＣ及びブリッジ整流器１０を含み、そのうちコンデンサＣは、交流電源を使用した時に容量性リアクタンスを受ける。電気容量が更に大きくなったり、もしくは周波数が更に高くなったりした場合、容量性リアクタンスは更に下がり、容量性リアクタンスの大きさは交流電源がコンデンサＣ上で押さえられる大きさに影響し、この特性を利用して入力電源を発光ダイオードが必要な電圧に下げ、ブリッジ整流器１０が交流電源をリップルした直流電源に清流して発光ダイオード１２電流を提供し発光する。
【０００６】
しかしながら、公知発光ダイオード駆動回路１は確実に発光ダイオード１２を駆動して発光させるが、一般のコンデンサＣが使用するのは、高耐圧のプラスチック・コンデンサであり、そのコンデンサの材料構成は体積が大きく且つ電気容量を高くするのが困難であり、低パワーをロードする時には問題はないが、比較的大きなパワーロードをする場合、容量性リアクタンスを下げて電気容量を上げる必要があるため、常に複数個のプラスチック・コンデンサを使用して並列式で電気容量を上げる必要がある。但し、この種の方法は回路体積が大きくなりすぎて大幅にコストも上昇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、駆動装置の回路アーキテクチャーが複雑で、且つ電力が十分に利用されずに電力損失が大きく、また電磁干渉がある点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動装置を設置し、少なくとも二直列連接の発光ダイオードか、もしくはパッケージングした多結晶直列の発光ダイオードを駆動するのに用いる。該駆動装置は、整流回路、電圧安定回路、及び定電流回路を含む。該整流回路は交流電源を受け、且つ該交流電源を直流電源に転換するのに用い、該フィルター回路は該整流回路と連接する。
【０００９】
本発明の駆動装置は、回路アーキテクチャーを大幅に簡素化するだけでなく、各発光ダイオードの直列電圧を入力電圧に近づけ、入力電源で各発光ダイオードを動かし、充分に電力を利用して電力ロスを減らし、且つ電磁干渉をなくす。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の定電流ＬＥＤランプは、駆動装置の回路アーキテクチャーを大幅に簡素化することで、充分に電力を利用し、電力損失を減らし、且つ電磁干渉をなくすという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】公知の発光ダイオード駆動回路の回路構造指示図である。
【図１Ｂ】公知の発光ダイオード駆動回路の回路構造指示図である。
【図２】本発明の駆動装置第一実施例の回路構造指示図である。
【図３】本発明の駆動装置第二実施例の回路構造指示図である。
【図４】本発明の駆動装置第三実施例の回路構造指示図である。
【図５】本発明の駆動装置第四実施例の回路構造指示図である。
【図６】本発明の駆動装置第五実施例の回路構造指示図である。
【図７】本発明の駆動装置第六実施例の回路構造指示図である。
【図８】本発明の駆動装置第七実施例の回路構造指示図である。
【図９】本発明の駆動装置第八実施例の回路構造指示図である。
【図１０】本発明の駆動装置第九実施例の回路構造指示図である。
【図１１】本発明の駆動装置第十実施例の回路構造指示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
定電流ＬＥＤランプの駆動装置の回路アーキテクチャーを大幅に簡素化し、充分に電力を利用して更に電力損失を減らす発光ダイオード駆動装置を提供することを本発明の主な目的とする。
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明の駆動装置は、少なくとも二直列連接の発光ダイオードか、もしくはパッケージングした多結晶直列の発光ダイオードを駆動するのに用い、該駆動装置は、整流回路、電圧安定回路、及び定電流回路を含む。該整流回路は一交流電源を受け、且つ該交流電源を直流電源に転換するのに用いる。該フィルター回路は、該整流回路と連接する。
【００１４】
本発明の駆動装置は、回路アーキテクチャーを大幅に簡素化するだけでなく、各発光ダイオードの直列電圧を入力電圧に近づけ、入力電源で各発光ダイオードを動かし、充分に電力を利用して電力ロスを減らし、且つ電磁干渉をなくす。
【実施例１】
【００１５】
本発明の特徴を、図式と共に実施例を挙げて詳細に説明する。
【００１６】
図２の第一実施例に示すとおり、本発明の駆動装置２は、少なくとも二直列連接の発光ダイオード３、もしくはパッケージングした多結晶直列の発光ダイオード３を駆動するのに用い、該駆動装置２は、整流回路２３、電圧安定回路２１、及び定電流回路２２を含む。そのうち、
【００１７】
該整流回路２３は、ブリッジ整流器であり、交流電源を受けて該交流電源を直流電源に転換するのに用いる。
【００１８】
該電圧安定回路２１は、整流回路２３に連接し、直流電源を受ける。該電圧安定回路２１は、相互直列の第一電気抵抗２１１及び電圧安定装置２１２（ツェナーダイオードでもよい）を設置し、該直流電源に基づき定電圧を発するのに用いる。また、該定電流回路２２は、該電圧安定回路２１と連接し、該定電流回路２２は、該発光ダイオード３と直列し、発光ダイオード３まで流す駆動電流を制限するのに用い、該電流を固定値で維持させる。図に示す実施例に於いて、該定電流回路２２はトランジスタ２２４であり、そのうち該トランジスタ２２４は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）でもよく、該ＭＯＳ型電界効果トランジスタを飽和エリアに操作した時、その飽和エリアの特性を利用し、ＶＧＳ電圧を固定する方式によって、固定電流を制限して発光ダイオード３へ提供する。
【００１９】
本発明はフィルター回路２４をさらに設置し、該フィルター回路２４は（コンデンサでもよい）は、該整流回路２３と連接し、該直流電源電圧振幅の差を縮小し、直流電源を該電圧安定回路２１及び該発光ダイオード３へそれぞれ伝送する。
【実施例２】
【００２０】
図３の第二実施例に示すとおり、該駆動装置２も同様に、電圧安定回路２１及び定電流回路２２を含む。該定電流回路２２は、直列連接のトランジスタ２２４（バイポーラ・ジャクション・トランジスタ（ＢＪＴ）、もしくは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）でもよい）、及び定電流部品２２３がよく、該定電流部品２２３は、ＩＣの型番ＮＵ５１０で構成される電流制限回路がよく、該定電流部品２２３は、固定電流値を制御して発光ダイオード３に提供し、且つ交流電圧が超過した時、余った電圧は該トランジスタ２２４上で消化し、該定電流部品２２３と発光ダイオード３に影響しない。
【００２１】
上述の第一実施例から第二実施例に於いて、該定電流回路には更に直列の第二電気抵抗を設置してもよく、また該第二電気抵抗は可変電気抵抗でもよく、更に該可変電気抵抗ユニットによって、発光ダイオードの輝度を調整し、調光機能を備える。
【００２２】
他に、上述の各実施例で、更に力率改善回路を設置して力率を高めて実際の出力力率を高め、またロスを下げて廃熱を減らす。図４の第一実施例を例とすると、該力率改善回路２５は該フィルター回路２４と直列で、該力率改善回路２５は第三電気抵抗２５１であり、該第三電気抵抗２５１によって充電時間を増やし、入力電流を瞬間大電流から緩やかにする。当然、該力率改善回路２５は相互並列の第三電気抵抗２５１及びダイオード２５２でもよく、図５に示すとおり、該ダイオード２５２を使って充放電のルートを仕切り、このようにして入力電圧と入力電流を同相位に近づけることで、パワーを改善する。
【００２３】
更に、上述の各実施例に於いて、第四電気抵抗２６（抵抗値は５Ｋ  ｏｈｍ〜３０ｏｈｍ）を設置してもよい。図６に示すとおり、該第四電気抵抗２６を該整流回路２３の前に連接することで、定電流ランプ全体を調光器４（例としてトライアックディマー／ｔｒｉａｃ  ｄｉｍｍｅｒ）に連接しているため、使用者は、該調光器４を用いて発光ダイオード３の輝度を制御できる。該第四電気抵抗２６は、調光器４の必要とする電流（ｈｏｌｄｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を提供し、調光器４を正常作動させるものである。従来の調光器の多くはトライアックディマー（ｔｒｉａｃ  ｄｉｍｍｅｒ）であり、一般のＬＥＤランプにはこの調光器を係合できないため、使用者に不便性を与えていたが、本回路は、この対応問題を解決し、ＬＥＤランプに従来の調光器を組み合わせ使用している。また、図９に示すとおり、フィルター回路を設置する必要はない。即ち、前述の整流回路２３、電圧安定回路２１、及び定電流回路２２を利用し、尚且つ、第四電気抵抗２６を組み合わせると、同様に、定電流と従来の調光器を係合させた安定した調光効果を達成する。
【００２４】
他に、図７に示すとおり、上述の第四電気抵抗２６にはフォトトライアック（Ｐｈｏｔｏ  Ｔｒｉａｃ）２７を連接してもよく、そのうちの発光ダイオードで導通もしくは非導通を制御する。また、図８に示すとおり、第四電気抵抗２６には、更に交流シリコン制御トライアック（Ｔｒｉａｃ）２８を直列してもよく、該フォトトライアック２７を使用して該交流シリコン制御トライアック２８のゲート電極を触発し、該交流シリコン制御トライアック２８を導通させるか非導通にする。非調光ランプへの応用、及び調光器の使用によって全負荷出力或いは全負荷出力に近づける時、該制御線２９を用いて該交流シリコン制御トライアック２８或いはフォトトライアック２７を非導通とするよう制御でき、これによって、パワーが下がり、効果を増強させる。また、図１０に示すとおり、フィルター回路を設置する必要はない。即ち、前述の整流回路２３、電圧安定回路２１、及び定電流回路２２を利用し、尚且つ、第四電気抵抗２６とフォトトライアック２７を組み合わせるか、図１１に示すとおり、第四電気抵抗２６、フォトトライアック２７、及び交流シリコン制御トライアック２８を組み合わせると、同様に、定電流と従来の調光器を係合させた安定した調光効果を達成する。
【００２５】
本発明は、公知の駆動装置と比較して以下の長所がある。
１、本発明の定電流回路設計は、直列連接の発光ダイオードに応用するか、もしくはパッケージングした多結晶直列の発光ダイオードに応用し、発光ダイオードの直列電圧を入力電圧に近づけ、入力電源で各発光ダイオードを動かし、充分に電力を利用し、更に電力損失を減らす。
２、本発明の駆動装置の回路アーキテクチャーは全体的に大幅に簡素化するため、生産コストが下がる。
３、高周波切換装置がないため、電磁波放射が発生せず、電磁干渉の欠点が起こらない。
４、変圧器を設置する必要がなく、回路全体の構造設計が簡単で、全体の体積を大幅に縮小できる。
【００２６】
上述に示すとおり、本発明は、実施可能な発光ダイオード駆動装置を提供し、特許を申請する。本発明の技術内容及び技術特徴は上述のとおりであるが、当領域に習熟した者が本発明の提示に基づいて本発明の精神から乖離しない入替及び修飾を行うかもしれない。拠って、本発明の保護範囲は、実施例に制限されず、各種の本発明から乖離しない入替及び修飾を含み、以下の請求範囲とする。
【符号の説明】
【００２７】
Ｃ                        コンデンサ
ＶＡＣ                交流電源
１                        駆動回路
１０                  ブリッジ整流器
１１                    電磁干渉抑制回路
１２                    発光ダイオード
１３                    高周波切換回路
１４                    変圧回路
１５                    フィードバック回路
１６                    フィルター回路
２１                    電圧安定回路
２１１                第一電気抵抗
２１２                電圧安定器
２２                    定電流回路
２２１                バイポーラジャンクショントランジスタ
２２２                第二電気抵抗
２２３                定電流部品
２２４                トランジスタ
２３                    整流回路
２４                    フィルター回路
２５                    力率改善回路
２５１                第三電気抵抗
２５２                ダイオード
２６                    第四電気抵抗
２７                    フォトトライアック
２８                    交流シリコン制御トライアック
２９                    制御線
３                        発光ダイオード
４                        調光器
【図１Ａ】
2012105529.tif 000003
【図１Ｂ】
2012105529.tif 000004
【図２】
2012105529.tif 000005
【図３】
2012105529.tif 000006
【図４】
2012105529.tif 000007
【図５】
2012105529.tif 000008
【図６】
2012105529.tif 000009
【図７】
2012105529.tif 000010
【図８】
2012105529.tif 000011
【図９】
2012105529.tif 000012
【図１０】
2012105529.tif 000013
【図１１】
2012105529.tif 000014