JP2012178559A

JP2012178559A - Ｌｅｄ装置

Info

Publication number: JP2012178559A
Application number: JP2012026141A
Authority: JP
Inventors: Tai-Her Yang; 泰和楊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: CN102685974A; TW201242420A; CN202514100U; EP2487994A2; EP2487994A3; TWM440403U; SG183624A1

Abstract

【課題】異常高電圧になったとき、受け端の電圧が比較的高いＬＥＤ電圧制限素子を通過する電流が大き過ぎることを抑制するＬＥＤ装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオードにより構成されるＬＥＤ（１０１）と、過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子よって構成される電圧制限素子（１０５）と、抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間でＬＥＤ（１０１）および電圧制限素子（１０５）と電気的に接続する限流抵抗（１１１）と、を備える。また、電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）とは直列接続され、電圧制限素子（１０５）および限流抵抗（１１１）とＬＥＤ（１０１）とは並列接続され、発光素子ユニットを構成する。
【選択図】図３

Description

本発明はＬＥＤ装置に関する。

従来のＬＥＤは、通常各ＬＥＤの両端に並列接続する電圧制限素子、例えばツェナーダイオードを通して発光素子ユニットを構成し、ＬＥＤ端の電圧が異常に上昇するとき、ツェナーダイオードにより異常電圧を吸収する。

特開２００５−０７２４３２号公報

複数セットのＬＥＤとツェナーダイオードを並列接続する発光素子ユニットを直列接続（直列・並列接続を含む）することによって発光素子セットを構成する場合であって、ＬＥＤまたはツェナーダイオードの特性が異なり、電圧分布が不均一であるため、異常高電圧になったとき、受け端の電圧が比較的高いＬＥＤを通過する電流が大きくなるため、ＬＥＤが壊れるおそれがある。
本発明は、異常高電圧になったとき、受け端の電圧が比較的高いＬＥＤと接続する電圧制限素子を通過する電流が大き過ぎることを抑制するＬＥＤ装置を提供する。

本発明は、発光ダイオードにより構成されるＬＥＤ（１０１）と、過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子よって構成される電圧制限素子（１０５）と、抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間でＬＥＤ（１０１）および電圧制限素子（１０５）と電気的に接続する限流抵抗（１１１）と、を備える。また、電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）とは直列接続され、電圧制限素子（１０５）および限流抵抗（１１１）とＬＥＤ（１０１）とは並列接続され、発光素子ユニットを構成する。

従来の発光素子ユニットを示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。本発明の一実施形態の回路を示す模式図。

本発明の実施形態で称するＬＥＤは発光ダイオード素子（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）の略称である。

本発明の一実施形態ではＬＥＤと電圧制限素子を並列接続し、またＬＥＤと限流抵抗とを直列接続することによって、電圧制限素子を通過するシャント電流を制限する。

図２は、本実施形態の電圧制限素子と限流抵抗を直列接続してから、更にＬＥＤの両端に並列接続することにより、発光素子ユニットを構成する回路模式図を示す。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

電圧制限素子（１０５）：過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子、例えばツェナーダイオードまたはバリスタによって構成される。
限流抵抗（１１１）：抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間に連続して接続する。
電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）の両端を並列接続することにより、発光素子ユニットを構成する。

図３に示すように、二個または二個以上の複数セットの図２に示す発光素子ユニットは、隣り合う二つの発光素子ユニットのうち、一方の発光素子ユニットの発光ダイオードのアノードと他方の発光素子ユニットの発光ダイオードのアノードが同じ電流方向に向くよう直列接続される同極性直列接続により接続することによって、発光素子群を構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

電圧制限素子（１０５）：過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子、例えばツェナーダイオードまたはバリスタによって構成される。
限流抵抗（１１１）：抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間に連続して接続する。
電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）の両端を並列接続することにより、発光素子ユニットを構成する。
及び二個または二個以上の上述した発光素子ユニットを同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。

図４に示すように、二組または二組以上の図３に示す発光素子群は、隣り合う二つの発光素子群のうち、一方の発光素子群の発光ダイオードのアノードと他方の発光素子群の発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう直列接続される逆極性直列接続により接続される応用回路構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

電圧制限素子（１０５）：過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子、例えばツェナーダイオードまたはバリスタによって構成される。
限流抵抗（１１１）：抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間に連続して接続する。
電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）の両端を並列接続することにより、発光素子ユニットを構成する。
及び二個または二個以上の上述した発光素子ユニットを同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。
及び更に一歩を進んで二組または二組以上の上述した発光素子群を逆極になるように直列接続することにより、ＬＥＤ裝置を構成する。

図５に示すように、図３の回路にある発光素子群とダイオード（１０６）とは、発光ダイオードのアノードと前記ダイオード（１０６）のカソードとが同じ電流方向に向くよう並列接続する逆極性並列接続により接続され、ダイオードの応用回路を構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

電圧制限素子（１０５）：過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子、例えばツェナーダイオードまたはバリスタによって構成される。
限流抵抗（１１１）：抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間に連続して接続する。
電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）の両端を並列接続することにより、発光素子ユニットを構成する。
及び二個または二個以上の上述した発光素子ユニットを同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。
及び上述した発光素子群を同極になるように直列接続した後、両端を逆極になるように並列接続するダイオード（１０６）である。
図６に示すように、二組または二組以上の図５に示す回路は、隣り合う二つの回路のうち、一方の回路の発光素子群の発光ダイオードのアノードと他方の回路の発光素子群の発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう直列接続される逆極性直列接続により接続される応用回路構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

図７に示すように、複数セットのＬＥＤと均圧抵抗を並列接続し、限圧素子と限流抵抗を直列接続してから、電圧制限素子および限流抵抗とＬＥＤと並列接続することによって、発光素子ユニットを構成する。複数の発光素子ユニットは、隣り合う二つの発光素子ユニットのうち、一方の発光素子ユニットの発光ダイオードのアノードと他方の発光素子ユニットの発光ダイオードのアノードが同じ電流方向に向くよう直列接続される同極性直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

電圧制限素子（１０５）：過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子、例えばツェナーダイオードまたはバリスタによって構成される。
均圧抵抗（１０７）：抵抗性素子により構成され、各ＬＥＤ（１０１）の両端に並列接続する。
限流抵抗（１１１）：抵抗性素子により構成され、ＬＥＤ（１０１）と電圧制限素子（１０５）との間に設置される。

ＬＥＤ（１０１）と均圧抵抗（１０７）を並列接続し、及び電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）を並列接続することによって、発光素子ユニットを構成する。
及び二組または二組以上の発光素子ユニットを同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。

図８に示すように、二組の図７に示す発光素子群は、隣り合う二つの発光素子群にうち、一方の発光素子群の発光ダイオードのアノードと他方の発光素子群の発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう直列接続される逆極性直列接続により接続され、応用回路構成する。
ＬＥＤ（１０１）：発光ダイオードにより構成される。

ＬＥＤ（１０１）と均圧抵抗（１０７）を並列接続し、及び電圧制限素子（１０５）と限流抵抗（１１１）を直列接続し、更にＬＥＤ（１０１）を並列接続することによって、発光素子ユニットを構成する。
二組または二組以上の発光素子ユニットを同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）することによって、発光素子群を構成する。
及び更に一歩を進んで二組または二組以上の発光素子群を逆極になるように直列接続する。

及び上述した逆極になるように直列接続する異極性側である発光素子群を同極になるように直列接続（または直列接続・並列接続）する複数セットの発光素子群の両端を別々に逆極になるように並列接続するダイオード（１０６）である。

本実施形態のＬＥＤ装置のＬＥＤ（１０１）は、一個のＬＥＤ（１０１）により構成される以外に、更に一歩を進んで一つのＬＥＤ（１０１）の代わりに、２個または２個以上のＬＥＤを直列、並列または直列・並列接続することによって、ＬＥＤユニットを同一構造にすることを含む。

本実施形態のＬＥＤ装置の限電圧保護素子は、ツェナーダイオード、バリスタ、順方向電圧降下を持つダイオード、および逆極性順方向電圧降下を持つツェナーダイオードのうち一種または一種以上の素子を１個または１個以上の同極になるように直列接続または並列接続または直列・並列接続によって構成される。

本発明のＬＥＤ装置の電源は、定電流電源、定電圧電源、電流電源制限、限圧電源または電流または電圧の制御が行われていない電源を用いることができ、ただし本発明の電圧制限素子の稼働に合わせて、電源出力側の本体の中にあるインピーダンス、または電源出力端と負荷との間にインピーダンス素子を連続設置することによって、電源や電圧が変動するとき、電圧制限素子を流れる電流を通して、インピーダンス素子の両端で電圧降下を変化させることにより、本発明のＬＥＤ装置の両端の電圧を調節する。

１０１・・・ＬＥＤ、
１０５・・・電圧制限素子、
１０６・・・ダイオード、
１０７・・・均圧抵抗、
１１１・・・限流抵抗。

Claims

発光ダイオードにより構成されるＬＥＤ（１０１）と、
過電圧となったとき、インピーダンスが速やかに下降する半導体素子よって構成される電圧制限素子（１０５）と、
抵抗性素子により構成され、前記ＬＥＤ（１０１）と前記電圧制限素子（１０５）との間で前記ＬＥＤ（１０１）および前記電圧制限素子（１０５）と電気的に接続する限流抵抗（１１１）と、を備え、
前記電圧制限素子（１０５）と前記限流抵抗（１１１）とは直列接続され、前記電圧制限素子（１０５）および前記限流抵抗（１１１）と前記ＬＥＤ（１０１）とは並列接続され、発光素子ユニットを構成することを特徴とするＬＥＤ装置。
前記発光素子ユニットを複数備え、
複数の前記発光素子ユニットは、隣り合う二つの前記発光素子ユニットのうち、一方の前記発光素子ユニットの前記発光ダイオードのアノードと他方の前記発光素子ユニットの前記発光ダイオードのアノードが同じ電流方向に向くよう直列接続される同極性直列接続により接続され、発光素子群を構成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
前記発光素子群を複数備え、
複数の前記発光素子群は、隣り合う二つの前記発光素子群にうち、一方の前記発光素子群の前記発光ダイオードのアノードと他方の前記発光素子群の前記発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう直列接続される逆極性直列接続により接続され、ＬＥＤ裝置を構成することを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ装置。
ダイオード（１０６）をさらに備え、
前記発光素子群と前記ダイオード（１０６）とは、前記発光ダイオードのアノードと前記ダイオード（１０６）のカソードとが同じ電流方向に向くよう並列接続する逆極性並列接続により接続されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ装置。
複数の前記発光素子群は、前記逆極性直列接続により接続されることで直列発光素子群を複数形成し、
複数の前記直列発光素子群は、隣り合う二つの前記直列発光素子群のうち、一方の前記直列発光素子群の前記発光ダイオードのアノードと他方の前記直列発光素子群の前記発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう並列接続される逆極性並列接続により接続され、ＬＥＤ裝置を構成することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ装置。
抵抗性素子により構成され、各ＬＥＤ（１０１）と並列に接続されている均圧抵抗（１０７）をさらに備え、
前記ＬＥＤ（１０１）と前記均圧抵抗（１０７）とを並列接続し、前記電圧制限素子（１０５）と前記限流抵抗（１１１）とを直列接続し、前記電圧制限素子（１０５）および前記限流抵抗（１１１）とＬＥＤ（１０１）とを並列接続することによって、発光素子ユニットを構成し、
前記発光素子ユニットを複数備え、
複数の前記発光素子ユニットは、隣り合う二つの前記発光素子ユニットのうち、一方の前記発光素子ユニットの前記発光ダイオードのアノードと他方の前記発光素子ユニットの前記発光ダイオードのアノードが同じ電流方向に向くよう直列接続される同極性直列接続により接続され、発光素子群を構成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
前記発光素子群を複数備え、
複数の前記発光素子群は、隣り合う二つの前記発光素子群にうち、一方の前記発光素子群の前記発光ダイオードのアノードと他方の前記発光素子群の前記発光ダイオードのカソードとが同じ電流方向に向くよう直列接続される逆極性直列接続により接続され、ＬＥＤ裝置を構成することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ装置。
ＬＥＤ（１０１）は、２個以上の発光ダイオードを直列、並列、または直並列接続することによって、構成されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のＬＥＤ装置。
ツェナーダイオード、バリスタ、順方向電圧降下を持つダイオード、および、逆極性順方向電圧降下を持つツェナーダイオードのうちの一個以上が同極になるように直列接続、並列接続、または、直並列接続によって構成される限電圧保護素子をさらに備えることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のＬＥＤ装置。