JP2000231363A - Led集合ランプ回路およびマルチカラーled集合ランプ - Google Patents

Led集合ランプ回路およびマルチカラーled集合ランプ

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JP2000231363A
JP2000231363A JP11031555A JP3155599A JP2000231363A JP 2000231363 A JP2000231363 A JP 2000231363A JP 11031555 A JP11031555 A JP 11031555A JP 3155599 A JP3155599 A JP 3155599A JP 2000231363 A JP2000231363 A JP 2000231363A
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led
leds
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circuit
voltage
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JP11031555A
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Masatoshi Oishi
昌利 大石
Toyotaro Tokimoto
豊太郎 時本
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Avix Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直列接続タイプのLED集合ランプ回路にお
いて1個が断線しても他のLEDを発光可能に維持で
き、また静電気からLEDを保護する。 【解決課題】 赤色LED11〜16の個々の順方向降
下電圧は2.2ボルトである。赤色LED11〜16の
1つひとつにツェナー電圧が2.4ボルトのバイパス用
ツェナーダイオード2が逆極性で並列接続されている。
緑色LED21〜23と青色LED31〜33の個々の
順方向降下電圧は3.5ボルトである。緑色LED21
〜23と青色LED31〜33の1つひとつにツェナー
電圧が3.9ボルトのバイパス用ツェナーダイオード3
が逆極性で並列接続されている。コモン端子1と、赤信
号端子10・緑信号端子20・青信号端子30とのそれ
ぞれの間に、サージ吸収用ツェナーダイオード4a・4
b・4cがLEDと逆極性で接続されている。4a〜4
cのツェナー電圧は20ボルトであり、各LED直列回
路の正常な駆動電圧では4a〜4cは導通しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、照明器具やディ
スプレイの画素部品として応用されるLED集合ランプ
回路およびマルチカラーLED集合ランプに関し、とく
に、LEDの断線故障に対処する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】高輝度LED(発光ダイオード)の小型
・長寿命・低消費電力といった特徴を利用して、多数の
LEDを集積実装するさまざまな照明器具やディスプレ
イが開発されている。高密度に配置した多数のLEDを
一斉に駆動して局所的に高輝度発光させるには、適宜数
のLEDを直列接続して駆動電源に接続する回路方式が
便利である。多数のLEDを並列接続して電源を印加す
る回路方式の場合、各LEDに流れる電流をバランスさ
せることが難しく、電流制限や調整のための付加回路が
複雑になる。直列の回路方式ではそのよう面倒がない。
また並列回路方式では、各LEDを定電圧・大電流で駆
動することになり、LED発光特性上の低効率の領域で
動作となる。直列の回路方式の方が高効率である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし直列の回路方式
には、つぎのような決定的な欠点がある。直列接続され
ている多数のLEDの中で、なんらかの原因で1個でも
断線故障すると、そのLED直列回路の全体に電流が流
れなくなり、すべてのLEDが発光しなくなる。照明器
具やディスプレイの画素部品としてのLED集合ランプ
を考える。たとえば6個のLEDをまとめた集合ランプ
だとすると、その中の1個のLEDが断線しても、残り
の5個のLEDが正常に発光しているのであれば、それ
ほど大きく機能が損われるわけではない。ところが6個
全部を直列にした回路では、1個でも断線すれば全部の
LEDが発光しなくなる。
【0004】そこで従来は、たとえば3個のLEDの直
列回路を2組並列に接続するような直並列の混合回路を
採用していることが多い。この例であれば、1個のLE
Dが断線すると、それを含む直列の3個のLEDが発光
しなくなるが、残る3個は発光可能である。しかし断線
による機能低下は大きいし、並列回路の電流バランスを
とるための複雑な付加回路も必要である。
【0005】なお、LEDの断線故障は静電気ストレス
によって引き起こされやすいことが知られている。その
ため、LED利用機器の製作過程では、個々のLEDラ
ンプのリードフレームに静電気が印加されないようにさ
まざまな対策を講じている。ところが印刷配線板に多数
のLEDを実装した段階でも、印刷配線板の配線パター
ンを通じてLEDに静電気が印加されることがある。そ
れにも関わらず従来は対策されていなかった。
【0006】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、直列接続タイプのLED集
合ランプ回路において1個が断線しても他のLEDを発
光可能に維持できるよううにし、また静電気からLED
を保護することにある。また、そのようなLED集合ラ
ンプ回路を採用したマルチカラーLED集合ランプを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】===請求項1の発明=
== (1)複数個のLEDが直列接続されていて、このLE
D直列回路が共通の駆動回路に接続されるLED集合ラ
ンプ回路である。 (2)1個または複数個直列のツェナーダイオードが前
記各LEDにそれぞれ逆極性で並列接続されている。 (3)1つの前記LEDに並列なツェナーダイオード回
路のツェナー電圧が当該LEDの順方向降下電圧よりも
少し高い。
【0008】===請求項2の発明=== 複数個のLEDが直列接続されていて、このLED直列
回路が共通の駆動回路に接続されるLED集合ランプ回
路であって、このLED直列回路の両端に1個または複
数個直列のツェナーダイオードがLEDと逆極性で接続
され、前記LED直列回路の正常な駆動電圧では前記ツ
ェナーダイオードが導通しないように構成されているこ
とを特徴とするLED集合ランプ回路である。
【0009】===請求項3の発明=== (1)発光色の異なる3種類のLEDが共通の印刷配線
板にそれぞれ複数個混在して実装されたマルチカラーL
ED集合ランプである。 (2)前記印刷配線板において、第1発光色の複数個の
LEDが直列接続され、第2発光色の複数個のLEDが
直列接続され、第3発光色の複数個のLEDが直列接続
されており、第1発光色LED直列回路と第2発光色L
ED直列回路と第3発光色LED直列回路のそれぞれの
一端がコモン端子に共通接続されている。 (3)前記印刷配線板において、1個または複数個直列
のツェナーダイオードが前記各LEDにそれぞれ逆極性
で並列接続されており、各LEDの順方向降下電圧より
もこれに並列なツェナーダイオード回路のツェナー電圧
の方が少し高い。 (4)前記印刷配線板において、第1発光色LED直列
回路・第2発光色LED直列回路・第3発光色LED直
列回路のそれぞれの他方の端子と前記コモン端子との間
にそれぞれ、1個または複数個直列のツェナーダイオー
ドがLEDと逆極性で接続されており、各LED直列回
路の正常な駆動電圧ではこれらツェナーダイオード回路
は導通しない。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の一実施例によるマルチ
カラーLED集合ランプの構成を図1〜図に示してい
る。この実施例の集合ランプはディスプレイの画素部品
として設計したものであり、6個の赤色LED11〜1
6と3個の緑色LED21〜23と3個の青色LED3
1〜33とを混在して高密度実装したランプであり、こ
れがディスプレイ画面の1ドット分の画素となる。
【0011】図1はマルチカラーLED集合ランプの電
気結線図である。6個の赤色LED11〜16はコモン
端子1と赤信号端子10の間に直列接続されている。3
個の緑色LED21〜23はコモン端子1と緑信号端子
20の間に直列接続されている。3個の青色LED31
〜33はコモン端子1と青信号端子30の間に直列接続
されている。コモン端子1は各LED直列回路のアノー
ド側と接続されている。図示していないが、コモン端子
1はディスプレイ装置の駆動電源の正極に接続され、赤
信号端子10・緑信号端子20・青信号端子30はディ
スプレイ装置における駆動回路の同一ドットのRGB出
力にそれぞれ接続される。
【0012】赤色LED11〜16の個々の順方向降下
電圧は2.2ボルトである。この赤色LED11〜16
の1つひとつに、ツェナー電圧が2.4ボルトのバイパ
ス用ツェナーダイオード2が逆極性で並列接続されてい
る。緑色LED21〜23および青色LED31〜33
の個々の順方向降下電圧は3.5ボルトである。これら
緑色LED21〜23および青色LED31〜33の1
つひとつに、ツェナー電圧が3.9ボルトのバイパス用
ツェナーダイオード3が逆極性で並列接続されている。
【0013】また、コモン端子1と赤信号端子10の間
と、コモン端子1と緑信号端子20の間と、コモン端子
1と青信号端子30の間にそれぞれ、サージ吸収用ツェ
ナーダイオード4a・4b・4cがLEDと逆極性で接
続されている。このサージ吸収用ツェナーダイオード4
a〜4cのツェナー電圧は20ボルトであり、各LED
直列回路の正常な駆動電圧ではツェナーダイオード4a
〜4cは導通しない。
【0014】図1に示したマルチカラーLED集合ラン
プの実装構造を図2、図3、図4に示している。図2と
図3はこの集合ランプの印刷配線板5の配線パターンを
中心に表現している。印刷配線板5は両面基板であり、
図2は表側、図3は裏側であり、表裏の配線パターンの
要所がスルーホールで接続されている。図4は合計12
個の前記LEDの実装レイアウトを示している。このよ
うに12個のLEDを各色混在させて印刷配線板5の表
側に実装し、12個のバイパス用ツェナーダイオード2
と3、および3個のサージ吸収用ツェナーダイオード4
a〜4cを印刷配線板5の裏側に実装することで、回路
的には図1に示した接続状態になる。
【0015】
【発明の効果】この発明のよれば、直列接続された複数
個のLEDの中のある1個が断線故障しても、そのLE
Dと並列のツェナーダイオードが導通して残りのLED
に駆動電流が流れるので、残りのLEDは発光可能であ
り、LED集合ランプとしての機能を継続できる。つま
り、LEDの断線故障が起きても被害を最小限にくいと
めることができる。またこの発明のよれば、LED直列
回路の端子部分に外部から大きな静電気が作用した場合
に、LED直列回路に並列接続されたツェナーダイオー
ド回路にサージ電流が流れるので、有害なサージがLE
Dに印加されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるマルチカラーLED
集合ランプの電気結線図である。
【図2】同上実施例の集合ランプの印刷配線板の表側の
構成図である。
【図3】同上印刷配線板の裏側の構成である。
【図4】同上印刷配線板の表側におけるLEDの実装レ
イアウト図である。
【符号の説明】
1 コモン端子 2 バイパス用ツェナーダイオード 3 バイパス用ツェナーダイオード 4a〜4c サージ吸収用ツェナーダイオード 5 印刷配線板 10 赤信号端子 11〜16 赤色LED 20 緑信号端子 21〜23 緑色LED 30 青信号端子 31〜32 青色LED 5 印刷配線板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 つぎの事項(1)(2)(3)により特
    定される発明。 (1)複数個のLEDが直列接続されていて、このLE
    D直列回路が共通の駆動回路に接続されるLED集合ラ
    ンプ回路である。 (2)1個または複数個直列のツェナーダイオードが前
    記各LEDにそれぞれ逆極性で並列接続されている。 (3)1つの前記LEDに並列なツェナーダイオード回
    路のツェナー電圧が当該LEDの順方向降下電圧よりも
    少し高い。
  2. 【請求項2】 複数個のLEDが直列接続されていて、
    このLED直列回路が共通の駆動回路に接続されるLE
    D集合ランプ回路であって、このLED直列回路の両端
    に1個または複数個直列のツェナーダイオードがLED
    と逆極性で接続され、前記LED直列回路の正常な駆動
    電圧では前記ツェナーダイオードが導通しないように構
    成されていることを特徴とするLED集合ランプ回路。
  3. 【請求項3】 つぎの事項(1)〜(4)により特定さ
    れる発明。 (1)発光色の異なる3種類のLEDが共通の印刷配線
    板にそれぞれ複数個混在して実装されたマルチカラーL
    ED集合ランプである。 (2)前記印刷配線板において、第1発光色の複数個の
    LEDが直列接続され、第2発光色の複数個のLEDが
    直列接続され、第3発光色の複数個のLEDが直列接続
    されており、第1発光色LED直列回路と第2発光色L
    ED直列回路と第3発光色LED直列回路のそれぞれの
    一端がコモン端子に共通接続されている。 (3)前記印刷配線板において、1個または複数個直列
    のツェナーダイオードが前記各LEDにそれぞれ逆極性
    で並列接続されており、各LEDの順方向降下電圧より
    もこれに並列なツェナーダイオード回路のツェナー電圧
    の方が少し高い。 (4)前記印刷配線板において、第1発光色LED直列
    回路・第2発光色LED直列回路・第3発光色LED直
    列回路のそれぞれの他方の端子と前記コモン端子との間
    にそれぞれ、1個または複数個直列のツェナーダイオー
    ドがLEDと逆極性で接続されており、各LED直列回
    路の正常な駆動電圧ではこれらツェナーダイオード回路
    は導通しない。
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