JPH0785377A - 発光ダイオード駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の発光ダイオード素子を同時に点灯駆動
する場合に、消費電流を最小限に抑えながら、何れかの
素子が断線しても他の素子が全て消灯してしまうことの
ない発光ダイオード駆動回路を実現する。 【構成】 直列に接続された７個の発光ダイオード素子
12を、３個の素子12ａ〜12ｃを含む第１の発光ダイオー
ドグループＡと、４個の素子12ｄ〜12ｇを含む第２の発
光ダイオードグループＢとに区分し、第１の発光ダイオ
ードグループＡに対して、素子12ａ〜12ｃの順方向電圧
の合計値を越えるブレークダウン電圧を備えた第１のツ
ェナーダイオード14を並列接続すると共に、第２の発光
ダイオードグループＢに対して、素子12ｄ〜12ｇの順方
向電圧の合計値を越えるブレークダウン電圧を備えた第
２のツェナーダイオード16を並列接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は発光ダイオード駆動回
路に係り、特に、複数の発光ダイオード素子を同時に点
灯駆動させる発光ダイオード駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の発光ダイオード素子を集積させて
表示ランプ等の光源と成し、これらを同時に点灯駆動す
る場合には、図３に示すように、各発光ダイオード素子
12を直列に接続するのが最も単純であり、また、このよ
うに接続すれば消費電流を低く抑えることができる。と
ころが、全ての発光ダイオード素子12を直列に接続する
と、何れかの発光ダイオード素子12が故障によって断線
状態となった場合、直ちに他の発光ダイオード素子12へ
の通電が遮断され、表示ランプ自体が消灯してしまうこ
ととなる。この結果、該表示ランプを例えば警報ランプ
として用いた場合には、本来点灯すべき状況にあるにも
かかわらず発光ダイオード素子12の断線によって消灯し
ているのか、或いは点灯すべき状況でないため消灯状態
を維持しているのかが外部からは判然とせず、警報ラン
プとしての役割を果たし得ないこととなる。

【０００３】これに対し、図４に示すように、各発光ダ
イオード素子12を並列に接続した場合には、何れかの発
光ダイオード素子12が断線しても、点灯しないのは当該
発光ダイオード素子12のみであり、他の発光ダイオード
素子12は点灯可能であるため、上記のごとき不都合は生
じない。ところが、この場合には消費電流の増大および
発熱量の増大を招き、ひいては発光ダイオード素子12の
寿命低下（輝度劣化）を促進させる点で問題がある。

【０００４】そこで、上記の折衷案として、図５に示す
ように、必要個数の発光ダイオード素子12を複数のグル
ープに分け、各グループ内で各発光ダイオード素子12を
直列接続すると共に、各グループを並列接続することが
なされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】確かに、このように複
数の発光ダイオード素子12を直並列接続すれば、何れか
のグループに属する発光ダイオード素子12が断線して
も、他のグループに属する発光ダイオード素子12は点灯
を維持できる。また、個々の発光ダイオード素子12を並
列接続する場合に比べれば、消費電流を低く抑えること
ができる。しかしながら、全ての発光ダイオード素子12
を直列接続する場合に比べて、その消費電流が高くなる
点でなお不満の残るものであった。

【０００６】本発明は、上記した従来例の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、消費
電流を最小限に抑えながら、何れかの発光ダイオード素
子が断線した場合であっても、他の発光ダイオード素子
の全てが消灯してしまうことのない発光ダイオード駆動
回路を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る発光ダイオード駆動回路は、直列に接
続された複数の発光ダイオード素子を、それぞれ１個以
上の発光ダイオード素子を含む複数の発光ダイオードグ
ループに区分し、各発光ダイオードグループ毎に定電圧
素子を並列接続すると共に、各定電圧素子の定格電圧
を、当該発光ダイオードグループに属する発光ダイオー
ド素子の、順方向電圧の合計値を越える値に設定するよ
う構成した。

【０００８】

【作用】全ての発光ダイオード素子が直列接続されてい
るため、これらを同時に点灯する場合でも、消費電流は
低く抑えられる。一方、各発光ダイオードグループに属
する何れかの発光ダイオード素子が断線した場合、当該
発光ダイオードグループに対して並列接続された定電圧
素子が動作して電流をバイパスするため、他の発光ダイ
オードグループに対する電源供給は維持される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係る発光ダイオード駆動回路を
示す回路図であり、該発光ダイオード駆動回路10は、直
列に接続された７個の発光ダイオード素子12を有してい
る。これらの発光ダイオード素子12は、３個の発光ダイ
オード素子12ａ〜12ｃを含む第１の発光ダイオードグル
ープＡと、４個の発光ダイオード素子12ｄ〜12ｇを含む
第２の発光ダイオードグループＢとに区分され、第１の
発光ダイオードグループＡに対しては第１のツェナーダ
イオード14が、また第２の発光ダイオードグループＢに
対しては第２のツェナーダイオード16が、それぞれ並列
接続されている。上記発光ダイオード駆動回路10は、端
子18ａ，18ｂを介して外部電源と接続され、該電源はブ
リッジダイオード20によって整流された後に、発光ダイ
オード駆動回路10に供給される。また、符号22は第１の
抵抗（１．２ｋΩ／１Ｗ）を、24は第２の抵抗（１．２
ｋΩ／１Ｗ）を、26は第３の抵抗（４００Ω／１Ｗ）を
示している。

【００１０】上記第１のツェナーダイオード14の定格電
圧、すなわちブレークダウン電圧は、第１の発光ダイオ
ードグループＡに属する各発光ダイオード素子12ａ〜12
ｃの順方向電圧の合計値を越える値に設定される。ま
た、第２のツェナーダイオード16のブレークダウン電圧
も、第２の発光ダイオードグループＢに属する各発光ダ
イオード素子12ｄ〜12ｇの順方向電圧の合計値を越える
値に設定される。ここで、各発光ダイオード素子12は、
図示は省略するが、５個の発光ダイオードチップを直列
接続した構造を備えているため、それぞれの順方向電圧
は約９．５Ｖとなっている。したがって、第１のツェナ
ーダイオード14としては約２８．５Ｖを越えるブレーク
ダウン電圧を有するものが、また第２のツェナーダイオ
ード16としては約３８Ｖを越えるブレークダウン電圧を
有するものが選定されるべきであり、本実施例において
は、第１のツェナーダイオード14及び第２のツェナーダ
イオード16共に４７Ｖのブレークダウン電圧を備えたも
のが用いられている。

【００１１】しかして、正常な駆動状態においては、上
記端子18ａ，18ｂから１００Ｖの交流或いは直流電源が
供給され、第１の抵抗22，第２の抵抗24，第３の抵抗26
及びブリッジダイオード20を介して発光ダイオード駆動
回路10に所定の直流電圧が印加されると、各発光ダイオ
ード素子12の定格電流（順方向電流）である１２［ｍ
Ａ］の直流電流が発光ダイオード駆動回路10に流れ、７
個の発光ダイオード素子12は同時に点灯する。一方、第
１の発光ダイオードグループＡ内の何れかの発光ダイオ
ード素子12が断線した場合には、第１のツェナーダイオ
ード14がＯＮし、該第１のツェナーダイオード14を経由
して第２の発光ダイオードグループＢに電源が供給され
る。反対に、第２のグループＢ内の何れかの発光ダイオ
ード素子12が断線した場合には、第２のツェナーダイオ
ード16がＯＮし、第１の発光ダイオードグループＡへの
電源供給が維持される。

【００１２】本実施例においては、上記のように、通常
は各発光ダイオード素子12の順方向電流である約１２
［ｍＡ］の電流が、発光ダイオード駆動回路10に流れる
よう設計されている。これに対し、第１の発光ダイオー
ドグループＡ内の発光ダイオード素子12が断線して第１
のツェナーダイオード14がＯＮした場合には、約６［ｍ
Ａ］の電流が流れ、また第２の発光ダイオードグループ
Ｂ内の発光ダイオード素子12が断線して第２のツェナー
ダイオード16がＯＮした場合には、約９［ｍＡ］の電流
が流れることとなる。この結果、点灯を維持している発
光ダイオード素子12の輝度も、電流値の低下に合せて低
下することとなるが、完全に消灯することがないため、
外部から当該異常を察知することができる。なお、上記
第１のツェナーダイオード14及び第２のツェナーダイオ
ード16のブレークダウン電圧の上限は、与えられた回路
条件下において、Ａ，Ｂ何れかの発光ダイオードグルー
プに属する発光ダイオード素子12が断線して一方のツェ
ナーダイオードがＯＮした場合に、残りの発光ダイオー
ドグループに属する発光ダイオード素子12が辛うじて点
灯できる程度の電流を供給可能な値に規定される。

【００１３】図２は、この発光ダイオード駆動回路10の
応用例としての表示ランプ28を示すものである。この表
示ランプ28は、先端発光面30に７個の発光ダイオード素
子12を配列してなり、各発光ダイオード素子12は、それ
ぞれ直列に接続された５個の発光ダイオードチップを備
えている。各発光ダイオードチップは、中央部分に配設
された１個の赤色発光用発光ダイオードチップ32ａと、
その周りに配設された４個の緑色発光用発光ダイオード
チップ32ｂより構成され、同時発光すると白熱電球と略
同様の黄白色光が得られるものである。また、先端発光
面30を覆うように凸レンズ34が嵌合されるため、各発光
ダイオード素子12からの光は、該凸レンズ34によって集
光される。この表示ランプ28は、従来の白熱電球の代替
品としての使用を前提としており、その口金部36を図示
しない計器盤等のソケット孔に挿入し、端子18ａ，18ｂ
を介して外部電源と接続される。

【００１４】この表示ランプ28は、その本体部38内に上
記発光ダイオード駆動回路10を構成する第１のツェナー
ダイオード14及び第２のツェナーダイオード16や、ブリ
ッジダイオード20、第１の抵抗22，第２の抵抗24，第３
の抵抗26等を収納すると共に、各発光ダイオード素子12
が、３個の発光ダイオード素子12よりなる第１の発光ダ
イオードグループＡと、４個の発光ダイオード素子12よ
りなる第２の発光ダイオードグループＢとに区分され、
それぞれに第１のツェナーダイオード14及び第２のツェ
ナーダイオード16が並列接続されている。この結果、該
表示ランプ28の何れかの発光ダイオード素子12が断線し
ても、当該発光ダイオード素子12が属する発光ダイオー
ドグループ以外のグループに属する発光ダイオード素子
12は消灯することなく、いわゆる半点灯状態を維持する
ことができる。

【００１５】上記においては、発光ダイオード駆動回路
10として、７個の発光ダイオード素子12ａ〜12ｇを３個
と４個の発光ダイオードグループＡ，Ｂに二分する例を
示したが、より多くの発光ダイオードグループに細分化
し、各グループ毎に定電圧素子を並列接続することによ
って、その信頼性をさらに高めることができる。また、
定電圧素子14，16としてツェナーダイオードを例示した
が、これに限られるものではなく、その定格電圧を一定
の範囲内で自由に選択できるものであれば他の素子（例
えばバリスタやアバランシェダイオードなど）を用いて
いもよい。さらに、発光ダイオード駆動回路10の応用例
として、それぞれ５個の発光ダイオードチップ32ａ，32
ｂを備えた７個の発光ダイオード素子12を、略同心円状
に配列させた円筒状の表示ランプ28を示したが、これに
限られるものではない。例えば、多数の発光ダイオード
チップや素子を、一面にドット・マトリクス状等に配列
させた集合表示灯や照光式スイッチのランプモジュール
等に応用することも、もちろん可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る発光ダイオード駆動回路に
よれば、全ての発光ダイオード素子が直列接続されてい
るため、これらを同時に点灯する場合でも、消費電流を
低く抑えることができる。また、各発光ダイオードグル
ープに属する何れかの発光ダイオード素子が故障によっ
て断線した場合でも、当該発光ダイオードグループに対
して並列接続された定電圧素子が動作して電流をバイパ
スするため、他の発光ダイオードグループに対する電源
供給は継続され、発光ダイオード素子は点灯状態を維持
できる。このため、一部の発光ダイオード素子の故障に
基づいて残り全ての発光ダイオード素子が消灯してしま
うことを、有効に回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発光ダイオード駆動回路を示す回
路図である。

【図２】上記発光ダイオード駆動回路を応用した表示ラ
ンプを示す概略分解斜視図である。

【図３】従来例を示す回路図である。

【図４】従来例を示す回路図である。

【図５】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

10 発光ダイオード駆動回路 12 発光ダイオード素子 14 第１のツェナーダイオード 16 第２のツェナーダイオード Ａ 第１の発光ダイオードグループ Ｂ 第２の発光ダイオードグループ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列に接続された複数の発光ダイオード
   素子を、それぞれ１個以上の発光ダイオード素子を含む
   複数の発光ダイオードグループに区分し、各発光ダイオ
   ードグループ毎に定電圧素子を並列接続すると共に、各
   定電圧素子の定格電圧を、当該発光ダイオードグループ
   に属する発光ダイオード素子の、順方向電圧の合計値を
   越える値に設定したことを特徴とする発光ダイオード駆
   動回路。