(57)【要約】      （修正有）【課題】電流均一性が損なわれず、調光の際の電流上昇時間及び電流下降時間は長い（＞５０μｓ）といった欠点を有さない駆動回路を提供する。【解決手段】それぞれに一つ又は複数のＬＥＤ配列１１が配設された複数の駆動チャンネル５,５’を備え、均一化手段２３を備え、その均一化手段２３によって個々の駆動チャンネル５,５’に流れる電流が統一され、駆動チャンネル５,５’のいずれもが、その駆動チャンネル５,５’のＬＥＤ配列１１の明るさを、他の駆動チャンネルとは無関係に変えることができる個別の調光手段１３を備え、その駆動回路は、ＬＥＤの明るさが異なる場合に於ける個々の駆動チャンネル５,５’の電流を補正する電流補正手段１６を備える。【選択図】図２
2012182454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの分岐回路と、個々の該分岐回路内の電流を均一化するための均一化手段とを備え、前記分岐回路のそれぞれは、少なくとも一つの発光ダイオード配列を有する発光ダイオード配列の駆動回路であって、
前記駆動回路は、少なくとも一つの駆動チャンネルを備え、該駆動チャンネルのいずれにも、少なくとも一つの分岐回路が割り当てられ、
前記少なくとも２つの分岐回路には、前記発光ダイオード配列の明るさを変化させた場合でも、個々の前記分岐回路に流れる電流が概ね均一になるようにするための電流補整手段が具備されていることを特徴とする、駆動回路。
【請求項２】
前記電流補整手段として、二つの前記分岐回路が、一組となって、二重ツェナーダイオードによって互いに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記駆動チャンネルのいずれもが、割り当てられた前記発光ダイオード配列の明るさを、他の前記駆動チャンネルとは無関係に変更できる調光手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記駆動チャンネルのいずれもが前記少なくとも二つの分岐回路を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１による駆動回路。
【請求項５】
前記駆動チャンネルのいずれもが、単一の分岐回路を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか1項に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記発光ダイオード配列のそれぞれが、少なくとも２個の発光ダイオードからなる発光ダイオード列を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記駆動チャンネルのいずれもが、ブリッジ整流器と、平滑コンデンサと、を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか1項に記載の駆動回路。
【請求項８】
調光手段として、ＦＥＴスイッチが、前記発光ダイオード配列とアースの間および前記平滑コンデンサとアースの間のそれぞれに配設されていて、かつ、前記ＦＥＴスイッチのゲートに調光制御信号が入力されることを特徴とする、請求項７に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記駆動回路が、前記均一化手段として、複数の均一化用トランスからなるトランス配列を備え、前記複数の均一化用トランスのそれぞれにより、前記分岐回路が駆動され、かつ、前記均一化用トランスの一次巻線が直列接続され、前記均一化用トランスの二次巻線がそれぞれ前記ブリッジ整流器に接続されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の駆動回路。
【請求項１０】
前記均一化用トランスの前記一次巻線に、インバータ回路から出力される交流電圧が入力されることを特徴とする、請求項９に記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが少なくとも一つの発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）配列を駆動する、少なくとも二つの分岐回路と、個々の分岐回路の電流を均一化するための電流均一化部とを備える、発光ダイオード配列駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような駆動回路は、例えば、液晶ディスプレイを備える最近の薄型テレビで、必要とされるバックライトを駆動する目的で利用される。その場合、例えば、画面の縁に複数のＬＥＤ配列、例えば、ＬＥＤ列を有する発光ダイオード配列が、配置されていて、それらのＬＥＤ配列が、適切な拡散板によって画面全体をくまなく照らすようになっている。その際、それらの発光ダイオードは、個別の駆動チャンネルに於いてそれぞれ別に駆動されて、必要電圧を低く抑えるようになっている。
【０００３】
前記したテレビの品質を決定づける要素は、画面全体が均一にくまなく照らされているかどうかである。それゆえ、上述した駆動回路には、個々の駆動チャンネルに流れる電流を均一にする目的で、例えば、トランス配列といった均一化手段が具備されている。それによって、各々の発光ダイオードに流れる電流が均一化されて、全ての発光ダイオードの明るさが概ね同一になる。
【０００４】
従来の技術では、前記したトランス構成に於いて様々なものが知られていて、当該分野に関して専門的知識を有する者が適宜選択するようになっている。従来の技術では、トランスを必要としない数々の能動部品を用いた均一化回路が知られているが、そのような均一化回路はより大掛かりであって、コストもより高い。
【０００５】
更には、画像を様々な環境に適応させるために、バックライトの明るさを変化させることができるようにするのは周知である。そのために、駆動回路は、明るさを全体的に変化させることができる調光制御部を備える。通常は、トランス配列の一次側の電圧を変えることによって調光を行う。
【０００６】
前記したような駆動回路は、例えば、の特許文献１のものが知られており、図1に例示されている。その駆動回路は、電気接続ネットワーク２６と、入力フィルター２４と、力率補正回路２と、インバータ３とを備える。図示した例では、回路は、駆動チャンネル５をＮ個備え、そのうちの３個が図示されている。駆動チャンネル５のいずれにも均一化トランス８が配設され、且つ、一次側巻線１２がインバータ３と直列接続されている。均一化トランス８の二次側では、駆動チャンネル５のいずれもが、二次側巻線７と、ブリッジ整流器９と、平滑コンデンサＣｐ１０と、それぞれが、公知の方法によって接続された２個の発光ダイオード２５を有するＬＥＤ列１１とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２３７７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図示した接続に於いて、一つの発光ダイオード又は一つの発光ダイオード列に欠陥が生じて故障すると、その駆動チャンネルの電流はゼロに下がる。そのため、電流均一性が損なわれ、そのために回路全体を引き続き駆動させることができなくなる。そうでなければ、個々の駆動回路の中でも異なる大きさの電流が流れることになる。したがって、全ての駆動チャンネルを同時に、一次側を介して調光することしかできない。
【０００９】
更には、その駆動回路では、調光の際の電流上昇時間及び電流下降時間は長い（＞５０μｓ）。それは、トランスの浮遊インダクタンス及び平滑コンデンサの容量が原因である。
【００１０】
従って、本発明の課題は、上述した種類の駆動回路に於いて、前記した欠点を有さない駆動回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、その駆動回路が少なくとも一つの駆動チャンネルと、回路全体に少なくとも二つの分岐回路を備え、上記駆動チャンネルのいずれにも、ＬＥＤ配列を有する少なくとも一つの分岐回路が割り当てられていて、且つ、その分岐回路の少なくともいくつかには、個々の上記分岐回路に流れる電流が、ＬＥＤの明るさを変化させても、概ね同一になるようにするための電流均一化手段が具備されているようにすることで解決される。
【００１２】
そのようにすることで得られる利点は、一つのＬＥＤ配列が完全に使用不能になったり故障したりした場合でも、回路が引き続き機能し、残っている正常なＬＥＤ配列を引き続き動作させることができる点である。
【００１３】
更には、上述した駆動チャンネルのいずれもが、好適には、割り当てられたＬＥＤ配列の明るさを、他の駆動チャンネルとは無関係に変更できる調光手段を備え、且つ、それらの駆動チャンネルは、個々の駆動チャンネルの電流が、明るさを変化させても、概ね同一であるようにするための電流補整化手段を具備する。
ここで、駆動チャンネルのいずれもが、独自の、独立した調光手段を備え、そのような調光手段が具備されていることにより、各々の駆動チャンネルを個々に調光できる。
しかしながら、明るさを変えると、駆動チャンネル内の電流も変化する。これは、全ての駆動チャンネルの中の電流を統一する均一化手段の働きに相反する現象である。
駆動チャンネル間、および／または分岐回路間に配置される電流補整化手段によって、個々の駆動チャンネルの中の電流は、各々のＬＥＤ配列の明るさが異なる場合でも、概ね均一になる。
そのような駆動回路の場合、均一化トランスの浮遊インダクタンスはより低くしてもよく、それにより、調光の際の電流上昇時間及び電流下降時間を、１μｓ以下というように、大幅に短縮できる。
【００１４】
本発明の好適な実施態様では、電流補整手段として、それぞれ、二つの駆動チャンネル又は分岐回路が、一組になって、二重ツェナーダイオードによって互いに接続されている。その場合、それらの二重ツェナーダイオードはそれぞれ、直列接続されつつ互いの陽極でつながっている２個のツェナーダイオードから成る。
【００１５】
全ての駆動チャンネルがフルの明るさで制御されている場合、ツェナーダイオードに電流は流れない。電流が均一化されているため、全ての駆動チャンネルで同じ電流が流れる。
【００１６】
一つの駆動チャンネルの明るさが、ツェナーダイオードを介して接続された別の駆動チャンネルとは異なる明るさに変更された場合、それらの駆動チャンネルの間には、電位差が生じ、その電位差のために、電流がツェナーダイオードを通って流れることになる。その結果、駆動チャンネルを通って流れる総電流は、全ての駆動チャンネルに於いて均一のままである。
【００１７】
複数のＬＥＤが使用不能になる事態は、電流補整手段として、全ての分岐回路同士のそれぞれを、二重ツェナーダイオードで接続することで確実に回避できる。
【００１８】
基本的には、駆動チャンネルのいずれもが、単一のＬＥＤ配列を有する単一の分岐回路を備えているようにするのが好ましい。但し、これ以外の構成も考えられる。
【００１９】
例えば、複数の分岐回路を一つの駆動チャンネルに集約して、一つの駆動チャンネルにより複数のＬＥＤ配列を駆動してもよい。その場合、個々の分岐回路を、その駆動チャンネルの調光手段を用いて一緒に調光できる。
【００２０】
調光手段として、好適には、各々の駆動チャンネルに、１個のＦＥＴスイッチがＬＥＤ配列とアースの間および平滑コンデンサとアースの間のそれぞれに配設され、且つ、上記各ＦＥＴスイッチのゲートは、調光制御信号線に接続され、調光制御信号が入力される。その調光制御は、例えば、パルス幅変調することによって実行できる。但し、その他の調光手段及び調光制御も考えられる。
【００２１】
好ましくは、分岐回路のいずれもが、それぞれが４個のダイオードと１個の平滑コンデンサを有するブリッジ整流器を備える。基本的には、他の、任意の整流器を用いてもよい。
【００２２】
前記したＬＥＤ配列のそれぞれは、少なくとも１個のＬＥＤからなるＬＥＤ列を備えているのが好適である。このＬＥＤ配列が、並列、又は好適には直列接続された複数個のＬＥＤを備えていると、特に好適である。そのＬＥＤの数については、個々のＬＥＤ配列の間で相違があってよいが、電流の均一化を考えた場合、全てのＬＥＤ配列が概ね同一に構成されていると好都合である。
【００２３】
本発明の好適な実施態様では、駆動回路は、調光手段として、トランス配列を備える。その場合、各々の分岐回路のために、トランスコアを有するトランスが具備されていて、全ての分岐回路の一次巻線が直列接続された上、二次巻線は、それぞれ整流器に接続されている。そのような受動部品からなる均一化手段により、駆動回路を低価格且つ簡単に構成でき、効率も非常によい。
当然のことながら、他種の均一化手段、特に、能動部品からなる回路を設けるようにしてもよい。
【００２４】
上述した一次巻線は、高周波の交流電圧を発生させる、インバータ回路の交流電圧出力に接続するのが好ましい。これとは異なる交流電圧源が設けられてもよいことはあえて言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の技術による実施態様を示す。
【図２】それぞれが一つの分岐回路を具備する二つの駆動チャンネルを有する、本発明による駆動回路である。
【図３】それぞれが二つの分岐回路を具備する二つの駆動チャンネルを有する、本発明による駆動回路である。
【図４】それぞれが二つの分岐回路を具備する二つの駆動チャンネルと、使用不能状態をさらに確実に回避するための機構とを有する、本発明による駆動回路である。
【図５】一つの駆動チャンネルと三つの分岐回路を有する、本発明による駆動回路である。
【図６】一つの駆動チャンネルと三つの分岐回路を有する、本発明による別の駆動回路である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明を、いくつかの実施態様を基に、添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００２７】
図２は、本発明による駆動回路1の第1実施態様を示す。駆動回路1は、やはり、力率補正回路２と、インバータ３と、制御モジュール４を備える。インバータ３は、その制御モジュールに接続されている、少なくとも１個の電流測定抵抗Ｒ１を備える。
力率補正回路２とインバータ３は、それぞれ、公知の構成部材群であるので、ここでは詳しく説明しない。実際には、それらの構成部材群は、様々な形態のものでよいが、そのことは、本発明に於いては重要ではない。
【００２８】
駆動回路1は、図示された実施態様では、二つの駆動チャンネル５、及び５’を有する。駆動チャンネル５、及び５’のいずれもが分岐回路６を備える。駆動回路１は、均一化手段として、トランス配列を備える。このトランス配列により、分岐回路のいずれにも、トランスコア１８を有する均一化用トランス８が配設されている。
分岐回路６のいずれにも、均一化用トランス８の二次巻線７と、ブリッジ整流器９と、平滑コンデンサ１０と、ＬＥＤ列１１が配設されている。各二次巻線7はブリッジ整流器９に接続されている。ＬＥＤ列１１のいずれにも、１個又は複数個のＬＥＤ２５が、直列接続されている。この実施態様では、それぞれ２個が直列接続されている。
【００２９】
２個の均一化用トランス８の一次巻線１２は直列接続されていて、インバータ３の交流電圧出力が入力される。
均一化手段２３としては、ここでは、受動部品であるトランス配列が採用されているが、それは、そのようなトランス配列が低価格であり、しかも、卓越した効率性を有するからである。当然のことながら、別な均一化手段、特に、能動部品による回路を用いるようにしてもよい。
【００３０】
かくして、本発明では、駆動チャンネル５と５’のいずれもが独自の調光手段１３を備える。その調光手段１３は、図示した例では、２個のＦＥＴスイッチ１４からなり、それらのＦＥＴスイッチ１４を介して、平滑コンデンサ１０とＬＥＤ列１１が、その都度、アースに接続されている。両方のＦＥＴスイッチ１４が調光信号１５に接続されている。
【００３１】
調光信号１５は、２個のＦＥＴスイッチ１４をＯＮ及びＯＦＦする、矩形クロック信号である。調光信号１５のパルスを変更することで、それぞれのＬＥＤ列１１の明るさを変えることができる。
【００３２】
ＬＥＤ列１１をクロックパルス駆動するため、クロックパルス休止時間中は、駆動チャンネル５に電流が流れないことになる。そのクロックパルス休止時間中に電流補整及び電流均一化がともに停止するのを避けるために、電流補整手段１６が設けられている。図示した例では、電流補整手段１６が、二重ツェナーダイオードによって形成されている、上述した二重ツェナーダイオードは、直列接続されつつ互いの陽極でつながっている２個のツェナーダイオード１７からなる。二重ツェナーダイオード１６の陰極は、それぞれ、二つの駆動チャンネル５の中のブリッジ整流器9の正側の出力に接続されている。
【００３３】
それに加えて、上述した二つの駆動チャンネルの、分離している調光信号１５は、ロジックのアンド結合２０及びフォトカプラ１９を介して電気的に分離されて制御モジュール４及びインバータ３に接続されている。
【００３４】
図３は、図２と類似する回路を示すが、本図では、均一化手段２３及び駆動チャンネル５が図示されている。
駆動チャンネル５、５’のいずれもが、ここでは、それぞれ二つの分岐回路６を具備するが、それらの分岐回路６は、駆動チャンネル５、５’の調光手段１３を介して一緒に駆動できる。この態様では、二重ツェナーダイオード１６（ＺＺ１，ＺＺ２）は、第1の駆動チャンネル５の第１の分岐回路６と第２の駆動チャンネル５’の第１の分岐回路６の間（ＺＺ１）、および、第1の駆動チャンネル５の第２の分岐回路６と第２の駆動チャンネル５’の第２の分岐回路６の間（ＺＺ２）に配設されている。
【００３５】
図４による回路は、実質的には、図３に示す回路に相当する。図４に示す回路では、使用不能状態を回避する追加手段として、第1の駆動チャンネル５の第１の分岐回路６が第２の駆動チャンネル５’の第２の分岐回路６と、第1の駆動チャンネル５の第２の分岐回路６が第２の駆動チャンネル５’の第1の分岐回路６と、第1の駆動チャンネル５の第１の分岐回路６が第１の駆動チャンネル５の第２の分岐回路６と、さらに、第２の駆動チャンネル５’の第１の分岐回路６が第２の駆動チャンネル５’の第２の分岐回路６と、の４つ分岐回路６間のそれぞれが、二重ツェナーダイオード１６（ＺＺ３，ＺＺ４，ＺＺ５，ＺＺ６）のそれぞれによって接続されている。
【００３６】
本発明による機能は、電流補整手段と個別の調光手段を組み合わせることに基づいていて、それによって、個々の駆動チャンネルを個別に調光できるようになっている。その他の回路部品については、どちらかと言えば任意であるので、高周波電圧の供給方法、整流器の種類及び電流均一化をどのように行うかは、本発明では重要ではない。ただし、上述した構成部品が本発明では必要であることに変わりはない。当該分野に関して専門的知識を有する者は、用途及びコスト枠に合わせて適切な構成部材を選択するものである。従って、本発明は、決して、ここに示す実施態様に限定されているのではない。
【００３７】
駆動チャンネル５を一つしか具備しない、本発明の特殊な実施態様が図５に示されている。しかしながら、その、一つの駆動チャンネル５は、三つの分岐回路６を備える。駆動チャンネル５の調光手段１３は、フォトカプラ１９を介して電流源の駆動モジュール４に接続されていて、一次側で作用するようになっているが、これも、本発明から排除されない。大切な点は、各々の分岐回路が、ここでは二重ツェナーダイオードの形で形成されている電流補整手段１６によって結合されている点である。ここでは、三つの分岐回路の全てが、その都度、そのような二重ツェナーダイオード１６によって結合されて、使用不能状態が完璧に、確実に回避されるようになっている。
さらに、図６のように、一つの駆動チャンネルが三つの分岐回路６を備えている構成として、その調光手段１３は、２個のＦＥＴスイッチ１４からなり、それらの各ＦＥＴスイッチ１４を介して、平滑コンデンサ１０とＬＥＤ列１１が、それぞれアースに接続されているようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      駆動回路    
２      力率補正回路    
３      インバータ    
４      駆動モジュール
５, ５’      駆動チャンネル    
６      分岐回路    
７      二次巻線    
８      均一化用トランス
９      ブリッジ整流器    
１０      平滑コンデンサ    
１１      ＬＥＤ列
１２      一次巻線    
１３      調光手段    
１４      ＦＥＴスイッチ    
１５      調光信号
１６      電流補整手段    
１７      ツェナーダイオード    
１８      トランスコア    
１９      フォトカプラ    
２０      ロジックのアンド結合    
２３      均一化手段
２５      ＬＥＤ    
２６      電気系統接続部    
Ｒ１      電流測定抵抗
【図１】
2012182454.tif 000003
【図２】
2012182454.tif 000004
【図３】
2012182454.tif 000005
【図４】
2012182454.tif 000006
【図５】
2012182454.tif 000007
【図６】
2012182454.tif 000008