(57)【要約】【課題】ＬＥＤ列に全波整流波形の低電圧位相だけ電圧を印加しても、非点灯期間を無くすか若しくは短くしてモーションブレークやフリッカを目立たなくする。【解決手段】電圧検出回路１１０は全波整流波形の電圧を計測し、全波整流波形の電圧が低い期間だけスイッチ１３０を導通させる。スイッチ１３０は発光回路１２０と直列接続しているので、スイッチ１３０の導通時にだけ電流が発光回路１２０に流入する。発光回路１２０の内部ではＬＥＤ列１２３と電流制限回路１２４が直列接続し、この直列回路と並列にコンデンサ１２５が接続している。全波整流波形の電圧が高くなりスイッチ１３０が非導通となる期間でもコンデンサ１２５が放電しＬＥＤ列１２３が点灯する。【選択図】図１
2013058670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を備え、全波整流波形が低電圧位相にあるとき前記ＬＥＤ列に前記全波整流波形の電圧を印加するＬＥＤ駆動回路において、
前記全波整流波形の電圧を計測する電圧検出回路と、
前記全波整流波形が低電圧位相にあるとき前記電圧検出回路により導通するよう制御されるスイッチと、
前記スイッチと直列接続する発光回路とを備え、
前記発光回路が前記ＬＥＤ列とコンデンサを有し、前記ＬＥＤと前記コンデンサが並列接続し、
前記スイッチと前記発光回路からなる直列回路に前記全波整流波形の電圧を印加する
ことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記発光回路の電流入力端子に逆流防止用のダイオードを備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記コンデンサへの放電時定数を充電時定数より長くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記コンデンサの一端に抵抗或いは定電流素子とダイオードからなる並列回路が接続したことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記ＬＥＤ列を複数に分割し、この複数に分割したＬＥＤ列の接続部にバイパス回路を設け、該バイパス回路が前記ＬＥＤ列に流れる電流に応じてバイパス電流を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を備えるＬＥＤ駆動回路に関し、さらに詳しくは、このＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数を減らし全波整流波形の低電圧位相でこのＬＥＤ列を点灯させながら高電圧位相ではこのＬＥＤ列に高電圧を印加しないＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源を全波整流して得られる全波整流波形または全波整流波形に近い電圧波形でＬＥＤ（発光ダイオードともいう）を点灯させる駆動回路が知られている（以下ＬＥＤ駆動回路と呼ぶ）。このＬＥＤに直接的に全波整流波形を印加するには、ＬＥＤが高い電圧に耐えられるよう多数のＬＥＤを直列接続しなければならない（以下複数のＬＥＤを直列接続したものをＬＥＤ列と呼ぶ）。例えば商用電源の実効値が１００ＶならＬＥＤ列の直列段数を４０段程度にすることが多い。
【０００３】
ところが小型の照明装置の場合、多数のＬＥＤを直列接続させられない場合がある。ＬＥＤ列の直列段数を減らすためＬＥＤ列と直列に電圧降下量の大きい電流制限素子を加える手法もあるが、この場合、電流制限素子による電力損失が大きくなってしまうので好ましくない。そこで少ない直列段数で効率的にＬＥＤ列を駆動するため、全波整流波形の低電圧位相のみＬＥＤ列に電流を流し、高電圧位相ではＬＥＤ列に電流を流さないようにしたＬＥＤ駆動回路が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の図１に示される交流用ＬＥＤ点灯回路（ＬＥＤ駆動回路）では、ＬＥＤ１（ＬＥＤ列）を整流ダイオード２と半導体スイッチ４を介して交流電源３に接続している。ＬＥＤ１は、交流半波（全波整流波形の一周期分）において半導体スイッチ４により決まる任意の電流以下の間だけＬＥＤ１に電流が流れ、１つの交流半波で２回点灯する。
【０００５】
特許文献１の図１に示された回路の動作を説明する。最初、全波整流波形の電圧が低いうちはＬＥＤ１が点灯している。全波整流波形の電圧が上昇し、半導体スイッチ４を流れる電流が所定の値に達すると、サイリスタ構成となっているトランジスタ９，１０が導通状態となり半導体スイッチ４がカットオフする。さらに全波整流波形の電圧が上昇してもＬＥＤ１は、抵抗８で決まる微小電流しか流れないのでほとんど点灯しない。その後、全波整流波形の電圧が下降しはじめトランジスタ９のエミッタ電圧が下がると、トランジスタ９，１０は電流が流れなくなり非導通状態になる。このとき半導体スイッチ４が導通するので、再びＬＥＤ１が点灯する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１４８７２１号公報  （図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１で示されるような低電圧位相でＬＥＤ列を点灯させるＬＥＤ駆動回路は、逆にいうと全波整流波形の電圧が高い期間ではＬＥＤ列は非点灯状態にある。この非点灯期間が長くなればなるほど高速で移動する物体がとびとびに見えるモーションブレークやフリッカが目立つようになる。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、光源として複数のＬＥＤを直
列接続したＬＥＤ列を備え、このＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数を減らし全波整流波形の電圧の低電圧位相でこのＬＥＤ列を点灯させながら高電圧位相ではこのＬＥＤ列に高電圧を印加しないＬＥＤ駆動回路において、非点灯期間を無くすか若しくは短くしてモーションブレークやフリッカを目立たなくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＬＥＤ駆動回路は、光源として複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を備え、全波整流波形が低電圧位相にあるとき前記ＬＥＤ列に前記全波整流波形の電圧を印加するＬＥＤ駆動回路において、
前記全波整流波形の電圧を計測する電圧検出回路と、
前記全波整流波形が低電圧位相にあるとき前記電圧検出回路により導通するよう制御されるスイッチと、
前記スイッチと直列接続する発光回路とを備え、
前記発光回路が前記ＬＥＤ列とコンデンサを有し、前記ＬＥＤ列と前記コンデンサが並列接続し、
前記スイッチと前記発光回路からなる直列回路に前記全波整流波形の電圧を印加する
ことを特徴とする。
【００１０】
（作用）
電圧検出回路は全波整流波形の電圧を計測し、全波整流波形の電圧が低い期間だけスイッチを導通させる。スイッチは発光回路と直列接続しているので、スイッチの導通時に電流が発光回路に流入する。発光回路の内部ではＬＥＤ列と電流制限回路が直列接続し、この直列回路と並列にコンデンサが接続している。この結果、全波整流波形の電圧が低くスイッチが導通している期間では発光回路に電流が流入しＬＥＤ列が点灯する。同時にコンデンサを充電する。全波整流波形の電圧が高くなりスイッチが非導通となる期間では、発光回路への電流の流入がなくなる一方でコンデンサが放電しＬＥＤ列を点灯させる。このようにして、これまで非点灯期間であった全波整流波形の高電圧位相でもＬＥＤが点灯し、非点灯期間が無くなるか又は短縮する。
【００１１】
前記発光回路の電流入力端子に逆流防止用のダイオードを備えると良い。
【００１２】
前記コンデンサへの放電時定数を充電時定数より長くしても良い。
【００１３】
前記コンデンサの一端に抵抗或いは定電流素子とダイオードからなる並列回路が接続しても良い。
【００１４】
前記ＬＥＤ列を複数に分割し、この複数に分割したＬＥＤ列の接続部にバイパス回路を設け、該バイパス回路が前記ＬＥＤ列に流れる電流に応じてバイパス電流を制御しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明のＬＥＤ駆動回路は、光源として複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を備え、このＬＥＤ列に全波整流波形の低電圧位相だけ電圧を印加しても、非点灯期間を無くすか若しくは短くしてモーションブレークやフリッカを目立たなくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態のＬＥＤ駆動回路を示すブロック図。
【図２】図１に示すＬＥＤ駆動回路の回路図。
【図３】図１に示すＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための波形図。
【図４】本発明の第２実施形態のＬＥＤ駆動回路を示すブロック図。
【図５】図４に示すＬＥＤ駆動回路に含まれる発光回路の回路図。
【図６】図４に示すＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための波形図。
【図７】本発明の第３実施形態のＬＥＤ駆動回路を示すブロック図。
【図８】図７に示すＬＥＤ駆動回路に含まれる発光回路の回路図。
【図９】図７に示すＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図１〜９を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため波形等の部分的な縮尺は適宜変更している。さらに特許請求の範囲に記載した発明特定事項との関係をカッコ内に記載している。
（第１実施形態）
【００１８】
図１〜３により本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ駆動回路１００を説明する。図１はＬＥＤ駆動回路１００を示すブロック図であり、（ａ）はスイッチ１３０が導通状態、（ｂ）はスイッチ１３０が非導通状態にある場合を示している。ＬＥＤ駆動回路１００には、全波整流電圧源１０５、電圧検出回路１１０、発光回路１２０、スイッチ１３０がある。
【００１９】
全波整流電圧源１０５は、電圧検出回路１１０の＋側端子１１１と発光回路１２０の電流入力端子１２１に接続し全波整流波形の電圧を印加する。電圧検出回路１１０は、全波整流波形の電圧を計測し、制御出力端子１１３を介して全波整流波形の電圧が低い期間にスイッチ１３０を導通させ（ａ）、全波整流波形の電圧が高い期間にスイッチ１３０を非導通にする（ｂ）。発光回路１２０とスイッチ１３０は直列接続しており、本図の例では発光回路１２０の電流出力端子１２２がスイッチ１３０の上端と接続している。電圧検出回路１１０の−側端子１１２並びにスイッチ１３０の下端は全波整流電圧源１０５の下端（電流が戻る端子）と接続している。
【００２０】
発光回路１２０は、複数のＬＥＤ１２３ａが直列接続したＬＥＤ列１２３と電流制限回路１２４とコンデンサ１２５を備え、電流入力端子１２１から電流出力端子１２２に向かってＬＥＤ列１２３と電流制限回路１２４が直列接続し、この直列回路と並列にコンデンサ１２５が接続している。
【００２１】
（ａ）に示すようにスイッチ１３０が導通していると、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値よりも高くなっていれば、電流ＩがＬＥＤ列１２３、電流制限回路１２４及びスイッチ１３０を流れる。このときコンデンサ１２５は充電され、その両端間電圧はＬＥＤ列１２３と電流制限回路１２４からなる直列回路に印加される電圧と等しくなる。なお全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値よりも低い場合、ＬＥＤ列１２３に電流Ｉは流れない。
【００２２】
（ｂ）に示すようにスイッチ１３０が非導通であると、電流入力端子１２１から電流が流入できなくなる。このときコンデンサ１２５が放電を開始し、コンデンサ１２５の両端間電圧がＬＥＤ列１２３の閾値になるまでＬＥＤ列１２３には電流Ｉが流れる。なおスイッチ１３０が非導通であるときＬＥＤ列１２３と電流制限回路１２４からなる直列回路に印加する電圧は、全波整流波形の高電圧位相の電圧ではなくコンデンサ１２５の両端間電圧である。
【００２３】
次に図２により図１のＬＥＤ駆動回路１００をさらに具体的に説明する。図２は図１に示したＬＥＤ駆動回路１００の回路図である。全波整流電圧源１０５（図１参照）はブリッジ整流回路１０５ａと商用電源１０５ｂからなる。商用電源１０５ｂはブリッジ整流回
路１０５ａの交流入力端子に接続している。ブリッジ整流回路１０５ａは、４個のダイオード１０５ｃからなり、端子Ａ及び端子Ｂがそれぞれ全波整流の電流出力端子及び電流入力端子である。
【００２４】
電圧検出回路１１０において＋側端子１１１は、抵抗１１０ａの上端と抵抗１１０ｃの上端の接続部であり、端子Ａと接続し、さらに発光回路１２０の電流入力端子１２１とも接続している。−側端子１１２は、抵抗１１０ｂの下端とトランジスタ１１０ｄのエミッタの接続部であり、端子Ｂ及びトランジスタ１３０ａ（図１のスイッチ１３０に相当する）のエミッタと接続している。また電圧検出回路１１０の内部では抵抗１１０ａと抵抗１１０ｂの接続部にトランジスタ１１０ｄのベースが接続している。さらに抵抗１１０ｃとトランジスタ１１０ｄのコレクタとの接続部（図１の制御出力端子１１３に相当する）がトランジスタ１３０ａのベースに接続している。
【００２５】
発光回路１２０の電流入力端子１２１は端子Ａと接続し、電流出力端子１２２はトランジスタ１３０ａのコレクタと接続している。また発光回路１２０内には、コンデンサ１２５、複数のＬＥＤ１２３ａが直列接続したＬＥＤ列１２３及び抵抗１２４ａがあり、電流入力端子１２１から電流出力端子１２２に向かってＬＥＤ列１２３と抵抗１２４ａが直列接続している。またＬＥＤ列１２３と抵抗１２４ａからなる直列回路と並列にコンデンサ１２５が接続している。なお抵抗１２４ａは図１の電流制限回路１２４に相当しており、電流制限回路１２４としては抵抗１２４ａ以外に定電流回路や定電流ダイオードであっても良い。
【００２６】
次に図３を用いて図１、図２に示したＬＥＤ駆動回路１００の動作を説明する。図３は図１、図２のＬＥＤ駆動回路１００において、（ａ）が全波整流波形、（ｂ）がＬＥＤ列１２３を流れる電流Ｉの波形を示す波形図である。なお（ａ）及び（ｂ）は時間軸が一致している。全波整流波形は端子Ｂを基準にしている（以下同様）。また図１、図２への指示なしに部品及び端子の番号を参照する。
【００２７】
（ａ）は全波整流波形の一周期を示している。なお後述するように端子Ａの電圧はコンデンサ１２５により全波整流波形の電圧の低い期間で全波整流波形から変形したものとなる。そこでタイミング等の説明のため（ａ）では理想的な全波整流波形を示している。（ｂ）では一周期を、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値より小さい期間ｔ１、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値を越えスイッチ１３０が非導通になるまでの期間ｔ２、スイッチ１３０が非導通の期間ｔ３、スイッチ１３０が再び導通してから全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値まで下降する期間ｔ４、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値以下の期間ｔ５、に区分した。
【００２８】
期間ｔ１においてトランジスタ１３０ａは導通状態ではあるが、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値に達しないためＬＥＤ列１２３には電流Ｉがほとんど流れない。なお後述するようにコンデンサ１２５の放電による電流Ｉが存在することがあるので、期間ｔ１では僅かな電流Ｉがあるように図示している。
【００２９】
期間ｔ２では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値を超えているので、全波整流波形の電圧の上昇ととともに電流Ｉが増加する。なお電流Ｉは電流制限用の抵抗１２４ａで制限される。また期間ｔ２ではコンデンサ１２５が充電される。
【００３０】
時刻ｔ６では抵抗１１０ａと抵抗１１０ｂの接続部の電圧が０．６Ｖになりトランジスタ１１０ｄが導通状態になる。この結果トランジスタ１３０ａが非導通状態になり、発光回路１２０の電流入力端子１２１から電流が流入できなくなる。このときコンデンサ１２５が放電を開始し、期間ｔ３においてコンデンサ１２５の両端間電圧がＬＥＤ列１２３の
閾値と等しくなるまで電流Ｉが流れる。図中では期間ｔ３の半分程度で電流Ｉが流れなくなっている。
【００３１】
時刻ｔ７では抵抗１１０ａと抵抗１１０ｂの接続部の電圧が０．６Ｖを下回り、トランジスタ１１０ｄが非導通状態になり、トランジスタ１３０ａが導通状態になる。この結果、発光回路１２０に再び電流Ｉが流れ始める。期間ｔ４では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値電圧よりはるかに高いので、時刻ｔ７から急激に電流Ｉが上昇したのち、全波整流波形の電圧の降下とともに電流Ｉも減少する。なお期間ｔ４では電流Ｉについてコンデンサ１２５の放電を無視できる。
【００３２】
期間ｔ５の最初のタイミングで全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値近傍になると、ＬＥＤ列１２３に流れる電流Ｉが減少する。期間ｔ５では全波整流波形の電圧の低下よりコンデンサ１２５の電圧低下の方が遅くなる。この結果、期間ｔ５ではＬＥＤ列１２３を通じて電流Ｉが僅かに流れる。なお期間ｔ５では電圧検出回路１１０も放電経路になるので期間ｔ３より時定数が小さくなる。電圧検出回路１１０による放電経路をなくしたい場合は電流入力端子１２１に逆流防止用のダイオードを挿入すればよい。このようにすると期間ｔ５から期間ｔ１にかけて全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３の閾値以下になってもＬＥＤ列１２３が非点灯となる期間を無くすか若しくは短くできる。
【００３３】
発光回路１２０において、例えばＬＥＤ列１２３の段数と期間ｔ２，ｔ４を決め、次に期間ｔ２，ｔ４の平均電流を例えば６０ｍＡ、期間ｔ３における平均電流を２０ｍＡというように設定すると、コンデンサ１２５と抵抗１２４ａの値が決まる。前述のように商用電源１０５ｂの実効値が１００Ｖのとき、多くの照明装置ではＬＥＤ列の直列段数を４０段程度にしていたのに対し、本実施形態のように全波整流波形の低電圧位相に主な発光期間がある場合はＬＥＤ列１２３の直列段数を１０〜２０程度にできる。
（第２実施形態）
【００３４】
第１実施形態におけるＬＥＤ駆動回路１００では、トランジスタ１３０ａが非導通になるとコンデンサ１２５が急速に放電するため、全波整流波形の高電圧位相（期間ｔ３）の半分程度だけ点灯していた（図３参照）。モーションブレークやフリッカは点灯期間が長いと目立ちにくくなることがある。そこで図４〜６により本発明の第２実施形態として放電時間をコントロールできるＬＥＤ駆動回路４００を示す。
【００３５】
図４はＬＥＤ駆動回路４００を示すブロック図である。なお図４では図１に比べスイッチ１３０が非導通である場合のみを示し簡略化している。ＬＥＤ駆動回路４００には、図１のＬＥＤ駆動回路１００と同様に全波整流電圧源１０５、電圧検出回路１１０、発光回路４２０、スイッチ１３０がある。なお全波整流電圧源１０５、電圧検出回路１１０及びスイッチ１３０は、本実施形態と図１で示したものが同じなので説明は省略する。
【００３６】
発光回路４２０は、複数のＬＥＤ４２３ａが直列接続したＬＥＤ列４２３と電流制限回路４２４とコンデンサ４２５に加え、ダイオード４２６と抵抗４２７を備えている。図１の発光回路１２０と同様に電流入力端子４２１から電流出力端子４２２に向かってＬＥＤ列４２３と電流制限回路４２４が直列接続している。この一方で、本実施形態ではダイオード４２６と抵抗４２７からなる並列回路がコンデンサ４２５と接続し、ダイオード４２６と抵抗４２７とコンデンサ４２５からなる並直列回路が、ＬＥＤ列４２３と電流制限回路４２４からなる直列回路と並列接続している。
【００３７】
スイッチ１３０が導通していると、電流ＩがＬＥＤ列４２３、電流制限回路４２４及びスイッチ１３０を流れる。このときコンデンサ４２５はダイオード４２６を介して急速に充電され、その両端間電圧はＬＥＤ列４２３と電流制限回路４２４からなる直列回路に印
加される電圧と略等しくなる。なお全波整流波形の電圧はＬＥＤ列４２３の閾値よりも高くなっているものとする。全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値よりも低い場合、ＬＥＤ列４２３に電流Ｉは流れない。
【００３８】
スイッチ１３０が非導通であると、電流入力端子４２１から電流Ｉが流入できなくなる。このときコンデンサ４２５が放電を開始する。図１と異なり、本実施形態では電流Ｉはコンデンサ４２５の左側の端子から抵抗４２７を経由してＬＥＤ列４２３、電流制限回路４２４を流れるので、電流Ｉの値が小さくなる一方で時定数が長くなる。放電はコンデンサ４２５の両端間電圧がＬＥＤ列４２３の閾値になるまで続く。なお抵抗４２７は、電流Ｉを制限するものなので、定電流回路や定電流ダイオードであっても良い。
【００３９】
次に図５により図４のＬＥＤ駆動回路４００をさらに具体的に説明する。図５は図４に示したＬＥＤ駆動回路４００に含まれる発光回路４２０の回路図である。なお本実施形態では、図１、２で示した第１実施形態の全波整流電圧源１０５（ブリッジ整流回路１０５ａ及び商用電源１０５ｂ）、電圧検出回路１１０、スイッチ１３０（トランジスタ１３０ａ）は同じものなので、ＬＥＤ駆動回路４００のうち発光回路４２０のみ示し、他の部分の説明は省略する。なお図５は、図４で示した発光回路４２０に対し電流制限回路４２４が具体的に抵抗４２４ａになっているだけである。抵抗４２４ａは定電流回路若しくは定電流ダイオードであっても良い。
【００４０】
次に図６によりＬＥＤ駆動回路４００の動作をさらに詳しく説明する。図６は図５に示す発光回路４２０を含む図４のＬＥＤ駆動回路４００の動作を説明するための波形図であり、（ａ）が全波整流波形、（ｂ）がＬＥＤ列４２３を流れる電流Ｉの波形を示す波形図である。なお（ａ）及び（ｂ）は時間軸が一致しており、（ａ）の全波整流波形の電圧は端子Ｂ（図１参照）を基準にしている。また図４、図５への指示なしに部品及び端子の番号を参照する。
【００４１】
（ａ）は全波整流波形の一周期を示している。なお後述するように端子Ａの電圧はコンデンサ４２５により低電圧側で変形されるので、説明のため（ａ）では理想的な全波整流波形を示している。（ｂ）では一周期を、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値より小さい期間ｔ１、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値を越えスイッチ１３０が非導通になるまでの期間ｔ２、スイッチ１３０が非導通の期間ｔ３、スイッチ１３０が再び導通してから全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値まで下降する期間ｔ４、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値以下の期間ｔ５、に区分した。
【００４２】
期間ｔ１においてスイッチ１３０は導通状態である。しかし全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値に達していないため電流入力端子４２１から電流は流入せず、反対にコンデンサ４２５の放電が遅いため電流入力端子４２１から電流検出を経由してコンデンサ４２５が放電し続けている。また図３（ｂ）の期間ｔ１に比べると本図の期間ｔ１では放電が遅い分電流Ｉが僅かに多い。
【００４３】
期間ｔ２では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値を超えているので、全波整流波形の電圧の上昇ととともに電流Ｉが増加する。なお動作は図３（ｂ）の期間ｔ２と略等しい。この間、電流Ｉは電流制限用の抵抗４２４ａで制限され、コンデンサ４３５が充電される。
【００４４】
時刻ｔ６ではスイッチ１３０が非導通状態になり、発光回路４２０の電流入力端子４２１から電流が流入しなくなる。このときコンデンサ４２５が放電を開始し、コンデンサ４２５の両端間電圧がＬＥＤ列４２３の閾値と等しくなるまで電流Ｉが流れる。図３（ｂ）の期間ｔ３と比べると、本図の電流Ｉは期間ｔ３の前半の部分において図３の電流Ｉより
小さな値になっているが、ゆっくりと放電するため期間ｔ３の最後まで電流Ｉが流れ続けている。なおコンデンサ１２５（図１参照）とコンデンサ４２５並びに抵抗１２４ａ（図１参照）と抵抗４２４ａは同じものを使用している。このようにして本実施形態では全波整流波形の高電圧位相（期間ｔ３）でもＬＥＤ列４２３が点灯し続ける。
【００４５】
時刻ｔ７では全波整流波形の電圧が低下し再びスイッチ１３０が導通状態になり、発光回路４２０の電流入力端子４２１から電流が流れ込み始める。図３（ｂ）の期間ｔ４と同様に、本図の期間ｔ４でも時刻ｔ７から急激に電流Ｉが上昇したのち、全波整流波形の電圧の降下とともに電流Ｉも減少する。なお期間ｔ４では電流Ｉについてコンデンサ４２５の放電を無視できる。
【００４６】
期間ｔ５の最初のタイミングで全波整流波形の電圧がＬＥＤ列４２３の閾値近傍になるとＬＥＤ列４２３に流れる電流Ｉはコンデンサ４３５の放電によるものだけになる。この電流Ｉは、図３（ｂ）の期間ｔ５における電流Ｉに比べ最初のうちは小さな値になるが、緩やかに減少する。なお期間ｔ５から期間ｔ１にかけて放電を有効利用する場合は、図３（ｂ）の期間ｔ５の説明と同様に逆流防止用のダイオードを挿入すると良い。
（第３実施形態）
【００４７】
第１及び第２実施形態では、全波整流波形の高電圧位相（期間ｔ３）におけるＬＥＤ列１２３，４２３の点灯維持を課題としていた。このため全波整流波形の電圧がＬＥＤ列１２３，４２３の閾値電圧より低い期間（期間ｔ１及びｔ５）におけるＬＥＤ列１２３，４２３の点灯維持については回路上点灯が維持される期間があるという指摘に留まり、逆流防止用ダイオードを挿入すればこの期間ｔ１、ｔ５で点灯維持が改善するということを示唆しているだけだった。また第１及び第２実施形態においてＬＥＤ列１２３，４２３は一本の直列回路であったが、ＬＥＤ列１２３，４２３を２分割することで明るくできる場合がある。そこで図７〜９により第３実施形態として逆流防止用ダイオードの挿入並びにＬＥＤ列の２分割を実施したＬＥＤ駆動回路７００を説明する。
【００４８】
図７はＬＥＤ駆動回路７００を示すブロック図である。なお図７でも図１に対しスイッチ１３０が非導通である場合のみを示し簡略化している。ＬＥＤ駆動回路７００には、図１、図４のＬＥＤ駆動回路１００，４００と同様に、全波整流電圧源１０５、電圧検出回路１１０、発光回路７２０、スイッチ１３０がある。なお全波整流電圧源１０５、電圧検出回路１１０及びスイッチ１３０は、本実施形態と図１、図４で示したものが同じなので説明は省略する。
【００４９】
発光回路７２０は、複数のＬＥＤ７２３ａが直列接続したＬＥＤ列７２３と電流制限回路７２４とコンデンサ７２５に加え、逆流防止用のダイオード７２９、複数のＬＥＤ７２６ａが直列接続したＬＥＤ列７２６並びにバイパス回路７２７を備えている。電流入力端子７２１と逆流防止用のダイオード７２９のアノードが接続し、ダイオード７２９のカソードから電流出力端子７２２に向かってＬＥＤ列７２３、ＬＥＤ列７２６、並びに電流制限回路７２４が直列接続している。バイパス回路７２７は、ＬＥＤ列７２３とＬＥＤ列７２６の接続部から電流が流れ込み、さらに電流制限回路７２４からも電流が流れ込むよう接続しており、さらにこれらの電流を出力する端子が発光回路７２０の電流出力端子７２２に接続している。またコンデンサ７２５は一端がダイオード７２９のカソードと接続し、他端が発光回路７２０の電流出力端子７２２と接続している。つまりコンデンサ７２５は、ＬＥＤ列７２３，７２６、電流制限回路７２４及びバイパス回路７２７からなる回路と並列接続している。
【００５０】
スイッチ１３０が導通し、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値より高ければ、電流入力端子７２１から電流出力端子７２２を経て電流Ｉが流れる。このとき全波整流波
形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値より高く、ＬＥＤ列７２３の閾値とＬＥＤ列７２６の閾値の和よりも小さい場合、電流ＩはＬＥＤ列７２６を通らずバイパス回路７２７を経由する。バイパス回路７２７は流入する電流を監視しており、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値とＬＥＤ列７２６の閾値の和より大きくなり、電流Ｉが所定の値を越えたら全ての電流ＩがＬＥＤ列７２６を流れるようにする。このときコンデンサ７２５は充電される。
【００５１】
全波整流波形の電圧がさらに上昇しスイッチ１３０が非導通になると、電流入力端子７２１から電流が流入できなくなり、コンデンサ７２５が放電を開始する。全波整流波形の電圧が下降し再びスイッチ１３０が導通すると、全波整流波形の電圧が上昇するときと逆の過程で最高電圧からＬＥＤ列７２３の閾値近傍になるまで全波整流波形の電圧とともに電流Ｉが減少する。さらに全波整流波形の電圧が下降しＬＥＤ列７２３の閾値以下になるとコンデンサ７２５の左側の端子電圧が全波整流波形の電圧より高くなるためダイオード７２９がカットオフする。その後、コンデンサ７２５の放電電流はＬＥＤ列７２３を通りバイパス回路７２７に向かう。
【００５２】
次に図８により図７のＬＥＤ駆動回路７００をさらに具体的に説明する。図８は図７に示したＬＥＤ駆動回路７００に含まれる発光回路７２０の回路図である。なお本実施形態では、図１、２で示した第１実施形態の全波整流電圧源１０５（ブリッジ整流回路１０５ａ及び商用電源１０５ｂ）、電圧検出回路１１０、スイッチ１３０（トランジスタ１３０ａ）は同じものなので、ＬＥＤ駆動回路７００のうち発光回路７２０のみ示し、他の部分の説明は省略する。図７で示した発光回路７２０と比べると、図８ではバイパス回路７２７と電流制限回路７２４が具体的に記載されている。
【００５３】
バイパス回路７２７において抵抗７２７ａの上端とＦＥＴ７２７ｂのドレインがＬＥＤ列７２３とＬＥＤ列７２６との接続部に接続している。またトランジスタ７２７ｃのエミッタと抵抗７２７ｄの下端子が電流出力端子７２２と接続している。さらにＦＥＴ７２７ｂのソース、トランジスタ７２７ｃのベース並びに抵抗７２７ｄの上端の接続部は、電流制限回路７２４に含まれるトランジスタ７２４ｃのエミッタ及び抵抗７２４ｄの下端と接続している。なおこの接続部が、バイパス電流と電流制限回路７２４から流入する電流の加算部（図７において白丸中に＋印で示していたもの）になる。バイパス回路７２７の内部では抵抗７２７ａの下端、ＦＥＴ７２７ｂのゲート並びにトランジスタ７２７ｃのコレクタが接続している。
【００５４】
電流制限回路７２４において抵抗７２４ａの上端とＦＥＴ７２４ｂのドレインがＬＥＤ列７２６のカソードに接続している。また電流制限回路７２４内には、ＦＥＴ７２４ｂのソース、トランジスタ７２４ｃのベース並びに抵抗７２４ｄの上端の接続部と、抵抗７２４ａの下端、ＦＥＴ７２４ｂのゲート並びにトランジスタ７２４ｃのコレクタの接続部とがある。
【００５５】
次に図９によりＬＥＤ駆動回路７００の動作をさらに詳しく説明する。図９は図８に示す発光回路７２０を含む図７のＬＥＤ駆動回路７００の動作を説明するための波形図であり、（ａ）が全波整流波形、（ｂ）がＬＥＤ列７２３を流れる電流Ｉの波形を示す波形図である。なお（ａ）及び（ｂ）は時間軸が一致しており、（ａ）の全波整流波形は端子Ｂ（図１参照）を基準にしている。また図７、図８への指示なしに部品及び端子の番号を参照する。
【００５６】
（ａ）は全波整流波形の一周期を示している。なお本実施形態では逆流防止用のダイオード７２９を備えているため端子Ａの電圧波形が全波整流波形となる。（ｂ）では一周期を、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値より小さい期間ｔ８、全波整流波形の電
圧がＬＥＤ列７２３の閾値を越えスイッチ１３０が非導通になるまでの期間ｔ９、スイッチ１３０が非導通の期間ｔ３、スイッチ１３０が再び導通しその後全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値まで下降する期間ｔ１０、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値以下となる期間ｔ１１、に区分した。
【００５７】
期間ｔ８においてスイッチ１３０は導通状態である。しかし全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値に達していないため電流入力端子７２１から発光回路７２０に電流は流入しない。なお、逆流防止用ダイオード７２９によりコンデンサ７２５の放電電流が電流入力端子７２１に向かわないこと、ＬＥＤ列７２３の閾値電圧がＬＥＤ列１２３，４２３の閾値電圧より低いため期間ｔ８が図３、図６で示した期間ｔ１より短いこと、により期間ｔ８の電流Ｉが図１、図６の期間ｔ１の電流Ｉより多くなっている。
【００５８】
期間ｔ９では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値を超えているので電流Ｉは全波整流波形の電圧の上昇ととともに増加する。なお電流Ｉは、期間ｔ９の始めに急激に増加するが途中で平坦になる期間が現われる。これはバイパス回路７２７が特定の電流領域でトランジスタ７２７ｃのベース電圧を０．６Ｖに保つよう定電流動作するからである。この期間の後半では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値とＬＥＤ列７２６の閾値の和を越えＬＥＤ列７２６にも電流が流れるようになる。このときバイパス電流とＬＥＤ列７２６に流れる電流の和（電流Ｉ）が一定になる。さらに全波整流波形の電圧が上昇するとトランジスタ７２７ｃが飽和しバイパス電流がなくなり、電流Ｉが再び急上昇する。その後、電流制限回路７２４により電流Ｉの上限値が決められる。この間、コンデンサ７２５が充電される。
【００５９】
時刻ｔ６でスイッチ１３０が非導通状態になると、発光回路７２０の電流入力端子７２１から電流が流入しなくなり、コンデンサ７２５の放電が始まる。時刻ｔ６の直後は電流制限回路７２４により電流Ｉが一定になり、その後放電曲線を描く。さらに電流Ｉは、途中でバイパス回路７２７が定電流動作するため一定になる期間が現われ、さらに放電が進み放電電流が減少するとコンデンサ７２５の両端間電圧がＬＥＤ列７２３の閾値と等しくなるまで放電曲線を描く。
【００６０】
時刻ｔ７では全波整流波形の電圧が低下し再びスイッチ１３０が導通状態になり、発光回路７２０の電流入力端子７２１から電流が流れ込み始める。期間ｔ１０では時刻ｔ７から急激に電流Ｉが上昇したのち、期間ｔ９とは逆の過程で電流Ｉが減少する。なお期間ｔ１０では電流Ｉについてコンデンサ７２５の放電を無視できる。
【００６１】
期間ｔ１１になり全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値を下回るようになるとＬＥＤ列７２３に流れる電流Ｉはコンデンサ７３５の放電によるものだけになる。期間ｔ８と同様の理由で期間ｔ１１の電流Ｉは図３、図６（ｂ）で示した期間ｔ５の電流Ｉより多くなっている。
【００６２】
以上のように本実施形態は、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列７２３の閾値より低い期間における点灯状態を改善している。すなわち本実施形態のＬＥＤ駆動回路７００は、第１及び第２実施形態のＬＥＤ駆動回路１００，４００よりも全波整流波形の電圧が低い時刻からＬＥＤ列（ＬＥＤ列７２３とＬＥＤ列７２６からなるＬＥＤ列）の一部（ＬＥＤ列７２３）が点灯し始めるため、ＬＥＤ列が同じ直列段数であれば明るくなる。さらに逆流防止ダイオード７２９を備えているので期間ｔ８，ｔ１１において放電電流が全てＬＥＤ列７２３に流れるので明るくなる。
【００６３】
本実施形態では電流制限回路７２４を定電流回路としたが、抵抗や定電流ダイオードであっても良い。またコンデンサ７２５の低電圧側の端子を電流制限回路７２４の出力側に
接続しても放電電流を利用できるが、本実施形態のようにバイパス回路７２７の出力側に接続したほうが放電電圧の下限が低くなるので効率が良い。スイッチ１３０は電流入力端子７２１の直前にあっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１００，４００，７００…ＬＥＤ駆動回路、
１０５…全波整流電圧源、
１０５ａ…ブリッジ整流回路、
１０５ｂ…商用電源、
１０５ｃ，４２６，７２９…ダイオード、
１１０…電圧検出回路、
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１２４ａ，４２４ａ，４２７，７２７ａ，７２７ｄ，７２４ａ，７２４ｄ…抵抗、
１１０ｄ，１３０ａ，７２７ｃ，７２４ｃ…トランジスタ、
１１１…＋側端子、
１１２…−側端子、
１１３…制御出力端子、
１２０，４２０，７２０…発光回路、
１２１，４２１，７２１…電流入力端子、
１２２，４２２，７２２…スイッチ、
１２３，４２３，７２３，７２６…ＬＥＤ列、
１２３ａ，４２３ａ，７２３ａ，７２６ａ…ＬＥＤ、
１２４，４２４，７２４…電流制限回路、
１２５，４２５，７２５…コンデンサ、
１３０…スイッチ、
７２４ｂ，７２７ｂ…ＦＥＴ、
７２７…バイパス回路、
ｔ１〜ｔ５，ｔ８〜ｔ１１…期間、
ｔ６，ｔ７…時刻。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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