专利名称：Led驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED驱动电路，特别涉及用于进行利用了交流电源的高效的LED发光的LED驱动电路。
背景技术：
已知有将从桥二极管输出的整流电压施加到串联连接的多个LED，而使多个LED发光的照明用发光LED驱动电路，所述桥二极管对从商用电源供给的交流电源进行全波整流(例如，参照专利文献I)。在LED中，在对LED施加了正向下降电压(Vf )以上的电压的情况下，进行与正向电 流(If)大致成比例的光度的发光。因此，在将多个LED串联地连接了 n个的情况下，在对多个LED施加了 nX Vf以上的电压的情况下，多个LED发光。另外，对于从对从商用电源供给的交流电流进行全波整流的桥二极管输出的整流电压，以商用电源频率的2倍的周期，反复Ov至最大输出电压的变化。因此，仅在整流电压成为nXVf以上的情况下，多个LED发光，但在小于nXVf 的情况下，多个LED不发光。在该情况下，在用作照明器具时，存在LED的发光期间(发光占空比)变短而光度不足这样的缺点。因此，作为解决这样的缺点的一个方法，考虑在利用电解电容器等对整流电压进行了平滑化之后供给到多个LED这样的方法。但是，由于LED的热而电解电容器劣化，而有可能在LED自身的寿命结束之前，包括电解电容器的LED驱动电路劣化。在这样的LED驱动电路中，例如，存在无法发挥点亮超过40000h的LED自身的寿命的特性这样的缺点。作为其他方法，考虑利用开关调节器等AC/DC转换器，将商用电源的交流输出变换为DC之后供给到多个LED这样的方法。但是，包括AC/DC转换器的LED驱动电路存在电路规模变大，无法廉价地制造这样的缺点。另外，存在为了屏蔽从AC/DC转换器发生的噪声，需要追加处理、部件，进而使得这样的LED驱动电路的成本上升这样的缺点。因此，已知有将多个LED分成4个群组(群组A (2个)、群组B (4个)、群组C (8个)、群组D (16个))的LED驱动电路(例如，参照专利文献2)。在该LED驱动电路中，在施加电压低的情况下，仅对群组A施加电压，随着电压变高，对群组A和B施加电压、对群组k C施加电压，在电压最高的情况下，对4个所有群组施加电压。但是，在上述例子中，属于群组A的LED其点亮期间最长，属于群组D的LED其点亮时间最短。存在由于群组之间的驱动条件不同，所以在各LED块之间发生LED的发光量的偏差，从而产生发光装置的照度不均、产生LED的劣化速度的偏差这样的缺点。为了对应于这些缺点，有使各LED块的点亮期间相等且根据电源电压使LED块的连接方式成为并联或者串联的方法(例如，参照专利文献3)。图13是示出专利文献3记载的以往的LED驱动电路的图。在图13所示的LED驱动电路500中，通过对交流电源504进行全波整流而得到的脉动电流电源，驱动对同一数量的LED进行同一连接而成的2个LED阵列LAl以及LA2。在LED驱动电路500中，在与对2个LED阵列LAl以及LA2施加的脉动电流电压对应的被比较电压低于规定的阈值电压的期间，由2个LED阵列LAl以及LA2构成并联连接电路，在处于阈值电压以上的期间，由2个LED阵列LAl以及LA2构成串联连接电路。为了切换串联连接和并联连接，在2个LED阵列LAl以及LA2之间具备开关电路，但在开关电路中，存在导致贯通电流的危险。例如，在二极管桥505的输出电压下降了时，如果逆变器508的输出从低电平变换为高电平，则以有限的延迟，逆变器509的输出从高电平变为低电平。在该延迟期间，逆变器508以及509的输出的双方都成为高电平，所以第I、第2以及第3模拟开关510、511以及512全部成为ON (导通)。因此，通过第I、第2以及第3模拟开关510、511以及512而流过电流(贯通电流)。其结果，存在导致模拟开关、二极管桥等电路元件破坏或朝向商用电源系发生噪声这样的缺点。另外，模拟开关除了输入输出端子以外还具备控制用端子，所以需要连接控制元件(逆变器508以及509等)、控制用端子和控制元件的布线。进而，模拟开关需要至少3个 端子、并且高耐压且低电阻的模拟开关难以减小晶片尺寸。因此，存在电路的小型化、以及电路的成本降低困难这样的缺点。专利文献I :日本特开平7 - 273371 (图I)专利文献2 :日本特开2007 - 123562 (图I)专利文献3 :日本特开2009 - 283775 (图I)
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种以解决上述问题为目的的LED驱动电路。另外，本发明的目的在于提供一种LED驱动电路，廉价且能够实现小型化，并且能够高效地防止多个LED群之间的贯通电流。进而，本发明的目的在于提供一种LED驱动电路，缩短非发光期间，并且在LED之间发光量的偏差、劣化速度的偏差少。本发明的LED驱动电路的特征在于，具有整流器；包括多个LED的第ILED群；包括多个LED的第2LED群；连接部，针对所述整流器串联地连接所述第ILED群以及第2LED群、或者针对所述整流器并联地连接所述第ILED群以及第2LED群；控制部，控制所述连接部，针对所述整流器将所述第ILED群以及第2LED群从并联连接切换为串联连接；以及逆向电流防止用二极管，配置于所述第ILED群与所述第2LED群之间。在本发明的LED驱动电路中，未利用电解电容器或者AC/DC转换器，所以能够构成廉价并且长寿命的驱动电路。另外，在本发明的LED驱动电路中，能够缩短LED的非发光期间，所以能够提高发光占空比。进而，在本发明的LED驱动电路中，能够以相同的驱动条件驱动多个LED，所以在LED之间消除发光量的偏差，不会发生发光装置的照度不均，并能够在劣化速度中不发生偏差。进而，在本发明的LED驱动电路中，在LED群与LED群之间配置有逆向电流防止用的二极管，所以能够高效地防止多个LED群之间的贯通电流。
图I是LED驱动电路的概略说明图。图2是示出图I所示的LED驱动电路的电路例100的图。图3是示出图2的点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流Il的图。图4是示出图I所示的LED驱动电路的其他电路例110的图。图5是示出图4的点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流Il的图。图6是其他LED驱动电路的概略说明图。
图7是示出图6所示的LED驱动电路的电路例200的图。图8是示出图7的点S处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流12的图。图9是示出图6所示的LED驱动电路的其他电路例300的图。图10是示出恒定电流电路单元的一个例子的图。图11是示出利用了恒定电流电路单元时的输出电压以及电流的第I图。图12是示出利用恒定电流电路单元时的输出电压以及电流的第2图。图13是示出以往的LED驱动电路的图。
具体实施例方式以下，參照附图，说明LED驱动电路。但是，本发明的技术性的范围不限于这些实施方式，而是涉及权利要求书记载的发明和其均等物。图I是LED驱动电路的概略说明图。LED驱动电路10如图I所示，具备与商用电源(交流100V) I连接的连接端子2、全波整流用ニ极管桥电路3、包括多个LED的第ILED块4、包括多个LED的第2LED块5、第I开关6、第2开关7、用于防止贯通电流的逆向电流防止用ニ极管8以及控制电路9等。第ILED块4以及第2LED块5是将Vf = 3. 2V (功耗64mW、光束51m)的白色LED每16个串联连接而成的。因此，在各LED块单独中，在施加电压成为发光最低电压VBmin (51. 2V=3. 2VX16)以上的情况下，各块中包含的LED开始发光。另外，在串联地连接了第ILED块4以及第2LED块5的情况下，在施加电压成为发光最低电压VBminX 2(102. 4V=51. 2VX2)以上的情况下，两个LED块中包含的LED开始发光。对于来自全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压，大致输出从商用电源的电压减去了ニ极管桥所致的电压下降量的电压。但是，如果将相对LED的最大容许电流Imax的LED的端子电压设为Vmax，则以使来自全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压的实效值成为nXVmax的值的附近的方式，决定LED的个数。其结果，在本例子中，设定为n=32、即各块的LED的个数成为16个(2块的合计是32个)(另外，在该情况下，如后所述需要电流限制)。对于全波整流用ニ极管桥电路3的输出，以商用电源I的频率的2倍的周期，反复Ov至最大输出电压的变化。因此，控制电路9检测全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压，在小于VBminX 2的情况下，进行控制，以使第I开关6以及第2开关7成为ON (闭合)，针对全波整流用ニ极管桥电路3，并联地连接第ILED块4以及第2LED块5，使两个块中包含的LED点亮。另外，在该情况下，在全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压是发光最低电压VBmin以上的情况下，两个块中包含的LED点亮。此时，逆向电流防止用ニ极管8发挥防止从电位高的第2LED块5向第ILED块4逆流电流的作用。另外，在检测出的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压是VBminX 2以上的情况下，进行控制，以使第I开关6以及第2开关7成为OFF (断开)，针对全波整流用ニ极管桥电路3，串联地连接第ILED块4以及第2LED块5，使两个LED块中包含的LED点亮。此时，逆向电流防止用ニ极管8发挥从电位高的第ILED块4向第2LED块5流过电流的作用。如上所述，在图I所示的LED驱动电路中，如果全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压大于等于发光最低电压VBmin，则第ILED块4以及第2LED块5中包含的所有LED —定点亮。因此，能够缩短LED的非发光期间，并且能够在相同的驱动条件下驱动多个LED。在该情况下，在LED之间没有发光量的偏差，所以作为发光装置能够能够防止发生照度不均，进而能够防止在LED之间在劣化速度中发生偏差。另外，在包括第I以及第2LED块4以 及5从串联连接切换为并联连接的瞬间的任意定时，都不会从第2LED块5朝向第ILED块4流过电流，所以不会产生专利文献3中出现那样的贯通电流。进而，逆向电流防止用ニ极管8是2端子型的无源元件，所以无需控制用的其他元件、布线，所以能够对驱动电路的小型化、成本降低作出贡献。图2是示出图I所示的LED驱动电路I的电路例100的图。另外，在电路例100中，对与图I所示的LED驱动电路10相同的结构附加相同的编号。电路例100的输入端子2用于与商用交流电源连接，在将LED驱动电路10应用于LED灯泡的情况下，形成为LED灯泡的灯ロ。全波整流用ニ极管桥电路3包括4个ニ极管DlH另外，也可以代替全波整流用ニ极管桥电路3，而使用其他整流器。第I开关6以及第2开关7由MOSFET构成，被设定为如果栅极电压成为GND则成为OFF (断开)。逆向电流防止用ニ极管8由硅ニ极管构成。控制电路9包括用于对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压的电阻R2以及R3、晶体管Ql以及上拉用的电PlRl0在Vl大于等于发光最低电压VBminX 2的情况下，控制电路9进行控制，以通过电阻R2以及R3对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Ql成为0N，使第I开关6以及第2开关7的MOSFET的栅极成为GND电位。因此，第I开关6以及第2开关7成为OFF状态。此时，硅ニ极管D5发挥从电位高的第ILED块4向电位低的第2LED块5流过电流的作用。此时，第ILED块4以及第2LED块5针对全波整流用ニ极管桥电路3串联地连接。在Vl小于发光最低电压VBminX 2的情况下，控制电路9进行控制，以通过电阻R2以及R3对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Ql不成为0N，将第I开关6以及第2开关7的MOSFET的栅极维持为与全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl相同的电位。因此，在全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl是第ILED块4以及第2LED块5点亮的发光最低电压VBmin以上时，第I开关6以及第2开关7成为0N，第ILED块4以及第2LED块5针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。在使第I开关6以及第2开关7成为0N，而针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接第ILED块4以及第2LED块5的情况下，第ILED块4经由电流限制用的电阻Rll而与全波整流用ニ极管桥电路3连接，第2LED块5经由电流限制用的R14而与全波整流用ニ极管桥电路3连接。在使第I开关6以及第2开关7成为0FF，而针对全波整流用ニ极管桥电路3串联地连接第ILED块4以及第2LED块5的情况下，第ILED块4以及第2LED块5经由电流限制用的电阻R4以及R14而与全波整流用ニ极管桥电路3连接。此处，各电流限制电阻R4、R1UR14被配置为能够独立地限制各个块的电流。R11、R14作为并联连接各块的情况的电流限制电阻而发挥作用，通过调整为大致同值的电阻值，并联时的各块的电流值相等。R4在串联连接时与R14之和，在第ILED块4和第2LED块5串联连接的情况下发挥作用。R4也被调整为在各LED块中流过的电流值与并联时大致相同。
图3是示出图2的点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流Il的图。在图3中，横轴表示时间T,纵轴表示电压值或者电流值。另外，曲线10表示点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压VI，曲线11表示点P处的电流II。在时刻Tl，输出电压Vl大于等于VBmin，因此在LED块中开始流过电流，所以Il上升。在时刻T2，输出电压Vl大于等于VBminX 2，因此LED块串联地连接，相伴与此Il降低。在时刻T3，输出电压Vl小于VBminX 2，因此LED块并联地连接，相伴与此Il增加。在时刻T4，输出电压Vl小于VBmin，因此不会向LED块流过电流，Il成为O。如图3所示，上述状况以商用电源的频率的2倍的周期反复。另外，在Tf T4的期间，所有LED块发光，所以所有LED的每单位时间的发光占空比在所有LED中相等，而成为100X (T4 - Tl) / (T5-T0) %。图4是示出图I所示的LED驱动电路的其他电路例110的图。图4与图2的相异点仅在于在全波整流用ニ极管桥电路3的输出端，追加了不利用电场电容器的平滑化电路111。其他结构与图2所示的电路例100相同，所以省略说明。平滑化电路111包括电容器Cl (例如，是4μ F的陶瓷电容器)、ニ极管D9 (例如，硅ニ极管)、电阻31 (例如是IkQ )。另外，电阻31还能够用低电流ニ极管来置換。图5是示出图4的点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流Il的图。在图5中，横轴表不时间Τ,纵轴表不电压值或者电流值。另外，曲线70表不点P处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压VI，曲线71表示点P处的电流II。以下，利用图5的波形，说明图4所示的平滑化电路111的动作。在商用电源电压(绝对值)大于等于VBmin的期间(时刻Tf Τ4以及Τ6 Τ9)，电压波形70成为与商用电源电压的波形大致相同的形状。在电压波形70成为与商用电源电压的波形相同的形状的期间，直至达到电压波形70的峰值，通过ニ极管D9而对电容器Cl进行充电。如果电压波形70超过峰值，则电容器Cl经由电阻R31而放电。但是，电容器Cl经由电阻R31而放电的放电电流小于从全波整流用ニ极管桥电路3向第ILED块4以及第2LED块5流入的电流。其結果，电流波形71成为与图3所示的电流波形11大致相同的形状。因此，电容器Cl的两端电压与点P的电压大致相等。如果商用电源电压(绝对值)从VBmin以上的值接近VBmin (例如，Τ3至Τ4)，则从全波整流用ニ极管桥电路3向第ILED块4以及第2LED块5流入的电流減少，来自电容器Cl的放电电流的比例变高。进而，如果商用电源电压急速降低，另ー方面来自电容器Cl的放电电流持续，则全波整流用ニ极管桥电路3截止，在点P的电压波形70中出现放电曲线(例如，时刻T4 T6)。
如以上所述，能够利用电容器Cl急速充电(例如，时刻Tf成为峰值的期间)并缓慢放电的(例如，成为峰值的期间至时刻Τ6的期间)特性，在从商用电源电压成为VBmin之后再次成为VBmin的期间(例如，时刻ΤΓΤ6)，通过来自电容器Cl的放电电流，使第ILED块4以及第2LED块5中包含的LED持续点亮。另外，在该期间，第ILED块4以及第2LED块5针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。其结果，在图4所示的电路例110中，不利用在寿命上存在问题的电场电容器，而能够消除不亮期间，能够减轻闪烁。图6是本发明的其他LED驱动电路的概略说明图。LED驱动电路20如图6所示，具备与商用电源(交流100V)1连接的连接端子2、全波整流用ニ极管桥电路3、包括多个LED的第ILED块21、包括多个LED的第2LED块22、包括多个LED的第3LED块23、包括多个LED的第4LED块24、第I逆向电流防止用ニ极管D6、第2逆向电流防止用ニ极管D7、第3逆向电流防止用ニ极管D8、第I开关28、第2开关29、第3开关30、第4开关31、第5开关32、第6开关33、以及控制电路40。图I所示的LED驱动电路I与图6所示的LED驱动电路20的较大差异是LED驱动电路20具有4个LED块。第ILED块21 第4LED块24是将Vf = 3. 2V (功耗64mW、光束51m)的白色LED每8个串联地连接而成的。因此，在各LED块的每ー个中，在施加电压大于等于发光最低电压VBmin (25. 6V=3. 2VX8)的情况下，各块中包含的LED开始发光。另外，在第ILED块2广第4LED块24串联地连接的情况下，在施加电压大于等于发光最低电压VBminX 4(102. 4V=25. 6VX4)的情况下，所有LED块中所包含的LED开始发光。来自全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压成为从商用电源的电压减去了ニ极管桥所致的电压下降量的值。但是，在将针对LED的最大容许电流Imax的LED端子电压设为Vmax的情况下，以使来自全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压的实效值成为4X8X Vmax的值的附近的方式，使LED的个数在各块中成为8个，而将4块的合计设定为32个(另外，在该情况下，如后所述需要电流限制)。全波整流用ニ极管桥电路3的输出以商用电源I的频率的2倍的周期，反复Ov至最大输出电压的变化。因此，控制电路40检测全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压，在小于VBminX 2的情况下，进行控制，以使第I开关28 第6开关33全部成为ON (闭合)，针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接第ILED块2广第4LED块24，而使所有LED块中所包含的LED点亮。另外，在该情况下，在全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压大于等于发光最低电压VBmin的情况下，所有LED块中所包含的LED点亮。此时，逆向电流防止用ニ极管D6 D8分别发挥防止在LED块之间流过逆电流的作用。因此，第ILED块2广第4LED块24针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。另外，控制电路40在检测出的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压大于等于VBminX 2且小于VBminX 4的情况下，进行控制，以使第I开关28、第3开关30、第4开关31、第6开关33成为OFF (断开)并且使第2开关29、第5开关32成为ON (闭合)，第ILED块21以及第2LED块22串联地连接而成的部分、和第3LED块23以及第4LED块24串联地连接而成的部分针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接，而使所有LED块中所包含的LED点亮。此时，逆向电流防止用ニ极管D6发挥从第ILED块21向第2LED块22流过电流的作用，逆向电流防止用ニ极管D7发挥防止从第3LED块23向第2LED块22流过逆电流的作用，逆向电流防止用ニ极管D8发挥从第3LED块23向第4LED块24流过电流的作用。因此，第ILED块21以及第2LED块22串联地连接而成的部分、和第3LED块23以及第4LED块24串联地连接而成的部分针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。进而，控制电路40在检测出的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压大于等于VBminX 4的情况下，进行控制，以使第I开关28 第6开关33全部成为OFF (断开)，针对全波整流用ニ极管桥电路3，串联地连接第ILED块2广第4LED块24，而使所有LED块中所包含的LED点亮。此时，逆向电流防止用ニ极管D6 D8发挥从第ILED块21向第4LED块24流过电流的作用。因此，第ILED块第4块24针对全波整流用ニ极管桥电路3串联地连接。如上所述，在图6所示的LED驱动电路20中，如果全波整流用ニ极管桥电路3的输 出电压大于等于发光最低电压VBmin，则第ILED块2广第4LED块24中所包含的所有LED一定点亮。因此，能够缩短LED的非发光期间，并且能够以相同的驱动电流在相同的期间对多个LED进行驱动，所以在各LED之间在发光量中没有偏差且作为发光装置不会发生照度不均。进而，能够在各LED之间的劣化速度上不发生偏差。在包括从第ILED块第4LED块24串联连接的状态同时切换到第ILED块21和第2LED块22以及第3LED块23和第4LED块24串联连接的瞬间、进而从第ILED块21和第2LED块22以及第3LED块23和第4LED块24串联连接的状态起切换为第ILED块2广第4LED块24并联连接的状态的瞬间的任意定时，都不会从第2LED块22朝向第ILED块21、从第3LED块23朝向第2LED块22、以及从第4LED块24朝向第3LED块23流过电流，所以不会产生专利文献3中出现那样的贯通电流。逆向电流防止用ニ极管D6 D8是2端子型的无源元件，所以无需控制用的其他元件、布线，所以能够对驱动电路的小型化、成本降低作出贡献。另外，相比于图I所示的实施方式，能够更细致地进行控制，所以能够增大发光期间(发光占空比)。进而，在并联连接时流过的电流也大于图I的实施方式。根据这些理由，在本实施方式中，相比于图I所示的实施方式，能够增大发光亮度。图7是示出图6所示的LED驱动电路的电路例200的图。另外，在电路例200中，对与图6所示的LED驱动电路20相同的结构附加了相同的编号。电路例200的输入端子2用于与商用交流电源连接，在将LED驱动电路20应用于LED灯泡的情况下，形成为LED灯泡的灯ロ。全波整流用ニ极管桥电路3包括4个ニ极管Df D4。第I开关28 第6开关33由MOSFET构成，被设定为如果栅极电压成为GND则成为OFF(断开)。逆向电流防止用ニ极管D6 D8由硅ニ极管构成。控制电路40具有用于对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压的电阻R2以及R3、晶体管Ql以及上拉用的电阻Rl的组、和用于对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压的电阻RlO以及RlI、晶体管Q2以及上拉用的电阻R9的组。在Vl大于等于发光最低电压VBmi X 4的情况下，控制电路40进行控制，以通过电阻R2以及R3对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Ql成为0N，使第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33的MOSFET的栅极成为GND电位。由此，第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33成为OFF (断开)。另外，在该情况下，控制电路40进行控制，以通过电阻RlO以及Rll对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Q2成为0N，使第2开关29以及第5开关32的MOSFET的栅极成为GND电位。由此，第2开关29以及第5开关32成为OFF (断开)。进而，硅ニ极管D6 D8发挥从第ILED块21向第4LED块24流过电流的作用。因此，第ILED块2广第4块24针对全波整流用ニ极管桥电路3串联地连接。在Vl小于发光最低电压VBminX 4并且大于等于VBminX 2的情况下，控制电路40进行控制，以通过电阻R2以及R3对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Ql成为0N，第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33的MOSFET的栅极成为GND电位。由此，第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33成为OFF(断开)。另外，在该情况下，控制电路40进行控制，以通过电阻RlO以及Rll对全波整流用 ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，不便晶体管Q2成为0N，将第2开关29以及第5开关32的MOSFET的栅极维持为与全波整流用ニ极管桥电路的输出电压Vl相同的电压。由此，第2开关29以及第5开关32成为ON (闭合)。进而，硅ニ极管D6发挥从第ILED块21向第2LED块22流过电流的作用，硅ニ极管D7发挥从第3LED块23向第2LED块22不流过逆电流的作用，硅ニ极管D8发挥从第3LED块23向第4LED块24流过电流的作用。因此，第ILED块21以及第2LED块22串联地连接而成的部分、和第3LED块23以及第4LED块24串联地连接而成的部分针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。在Vl小于发光最低电压VBminX2的情况下,控制电路40进行控制，以通过电阻R2以及R3对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，不使晶体管Ql成为0N，将第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33的MOSFET的栅极维持为与全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl相同的电位。由此，第I开关28、第3开关30、第4开关31以及第6开关33成为ON (闭合)。另外，在该情况下，控制电路40进行控制，以通过电阻RlO以及Rll对全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl进行分压，使晶体管Q2成为OFF (断开)，将第2开关29以及第5开关32的MOSFET的栅极维持为与全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl相同的电位。由此，第2开关29以及第5开关32成为ON(闭合)。进而，硅ニ极管D6 D8分别发挥在LED块之间不流过逆电流的作用。因此，第ILED块2Γ第4LED块24针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接。在第ILED块2广第4LED块24针对全波整流用ニ极管桥电路3并联地连接的情况下，第ILED块21经由电流限制用的电阻R12以及电阻R5而与全波整流用ニ极管桥电路3连接，第2LED块22经由电流限制用的电阻R12以及R7而与全波整流用ニ极管桥电路3连接。同样地，第3LED块23经由电流限制用的电阻R12以及电阻R18而与全波整流用ニ极管桥电路3连接，第4LED块24经由电流限制用的电阻R12以及R16而与全波整流用ニ极管桥电路3连接。各电流限制用的电阻被设定为在并联连接时、串联连接时，使各LED中流过的电流成为最佳。在第I块2广第4块24与全波整流用ニ极管桥电路3串联地连接的情况下，第I块2广第4块24经由电流限制用的电阻R12以及R16而与全波整流用ニ极管桥电路3连接。图8是示出图7的点S处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压Vl以及电流12的图。在图8中，横轴表示时间T,纵轴表示电压值或者电流值。另外，曲线50表示点S处的全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压VI，曲线51表示点S处的电流12。在时刻Tl，输出电压Vl大于等于VBmin，所以在LED块中开始流过电流，所以12上升。在时刻T2，输出电压Vl大于等于VBminX2，所以2个LED块串联地连接，相伴与此12降低。在时刻T3，输出电压Vl大于等于VBminX4，所以4个LED块串联地连接，相伴与此12减小。在时刻T4，输出电压Vl小于VBminX4，所以2个LED块串联地连接，相伴与此12增加。在时刻T5，输出电压Vl小于VBminX 2，所以LED块并联地连接，相伴与此12增加。 在时刻T6，输出电压Vl小于VBmin，所以不会向LED块流过电流，12成为O。如图8所示，上述状况以商用电源的频率的2倍的周期反复。另外，在Tf T6的期间，所有LED块发光，所以发光占空比成为100X (T6-T1)/ (T7_T0)%。如上所述，图6所示的LED驱动电路的特征在干，具有整流器；包括多个LED的第ILED群；包括多个LED的第2LED群；包括多个LED的第3LED群；包括多个LED的第4LED群；连接部，针对整流器串联地连接第广第4LED群、针对整流器并联地连接第f第4LED群、或者将针对整流器串联地连接第I以及第2LED群而成的部分、和串联地连接第3以及第4LED群而成的部分并联地连接；以及控制部，控制连接电路而将第f第4LED群针对整流器从并联连接切换为串联连接。另外，在第ILED群与第2LED群之间、第2LED群与第3LED群之间、以及第3LED群与第4LED群之间，配置逆向电流防止用的ニ极管。图9是示出图6所示的LED驱动电路的其他电路例300的图。另外，在电路例300中，对与图7所示的电路例200相同的结构附加了相同的编号。图9与图7的相异点仅在于在图9中，控制电路340与图7的控制电路40不同的点。S卩，图9所示的电路例300的特征在于，具有整流器；包括多个LED的第ILED群；包括多个LED的第2LED群；包括多个LED的第3LED群；包括多个LED的第4LED群；连接部，针对整流器串联地连接第广第4LED群、针对整流器并联地连接第f第4LED群、或者将针对整流器串联地连接第I以及第2LED群而成的部分、和串联地连接第3以及第4LED群而成并联地连接；以及控制部，控制连接电路而将第f第4LED群针对整流器从并联连接切換为串联连接，在第4LED群的阴极侧具备电流检测电路。图7的控制电路40根据全波整流用ニ极管桥电路3的输出电压VI，进行了第I开关28 第6开关33的切换控制，但图9的控制电路340通过由电阻R2(TR22构成的电流检测部，检测LED块中流过的电流13，根据检测出的电流，使晶体管Ql以及Q2动作，而进行第I开关28 第6开关33的切换控制。对于LED，针对每个元件Vf存在偏差，所以难以通过施加电压来控制光度，相对于此，If (电流)与光度的关系比较稳定，所以通过电流控制实现的LED驱动电路易于管理光度，能够减小每个照明机器的个体(亮度)差。在图7所示的电路例200那样的电压检测方式中，检测从LED块观察处于外部的电压来选择LED块的连接方式，所以成为开环系。相对于此，在图9所示的电路例300那样的电流检测方式中，检测LED块内部中流过的电流来选择LED块的连接方式，所以成为闭环系，所以系的稳定性变得良好。例如，在商用电源的输出电压(实效值)周期地变动的情况下，在电压检测方式中亮度与该变动同步，所以闪烁明显。但是，电流检测方式相比于电压检测方式，商用电源变动的影响成为间接性的影响，所以具有闪烁不易变得明显这样的作用效果。进而，在电压检测方式中，重叠到AC电源的浪涌、噪声直接侵入到电压检测电路，所以发生振动而引起开关的误动作。相对于此，在电流检测方式中，即使进入了振动，也几乎不会对LED中流过的电流造成影响，所以具有不易引起误动作这样的作用效果。图10是示出恒定电流电路单元的一个例子的图。通过代替图2所示的电路例100中的电流限制电阻R4、R11以及R14而使用图10所示的恒定电流电路单元400，能够使第ILED块4以及第2LED块5中流过的电流不依赖于电源电压的变动而大致恒定，能够使发光強度稳定。另外，图10所示的恒定电流电路单元400只是ー个例子，还能够使用恒定电流ニ极管等其他恒定电流电路单元。同样地，通过代替图7所示的电路例200以及图9所示的电路例300中的电流限 制用的电阻R12而使用图10所示的恒定电流电路单元400，能够使第ILED块2广第4LED块24中流过的各个电流值不依赖于电源电压的变动而恒定，所以能够使发光強度稳定。图11是示出代替图7所示的电路例200以及图9所示的电路例300中的电流限制用的电阻R12而使用了图10所示的恒定电流电路单元400的情况的、点S处的电压波形50和电流波形60的一个例子的图。这样，通过代替R12而插入恒定电流电路单元400，来自AC电源的流出电流变得恒定，各LED块不依赖于连接状态而电流值一致。另外，还能够代替图7所示的电路例200以及图9所示的电路例300中的电流限制用的电阻R5、R7、R18以及R16的各个而使用图10所示的恒定电流电路单元400。图12是示出代替图7所示的电路例200以及图9所示的电路例300中的电流限制用的电阻R5、R7、R18以及R16的各个而使用了图10所示的恒定电流电路单元400的情况的、点S处的电压波形50和电流波形60的一个例子的图。这样，通过利用恒定电流电路单元400，不依赖于并联、串联，而在各LED块中，流过由各恒定电流电路单元设定的电流值。在该情况下，不依赖于连接状态，而在各LED块中始终流过最佳的电流值，发光占空比也显著提高。在处，图示了ー个例子，通过在各个电流路径中适合地配置恒定电流电路单元、或者电流限制用的电阻，能够针对并联连接或者串联连接各自的每个状态，独立地设定各LED块中流过的电流值。在该情况下，考虑电源效率、电源的功率因数、发生噪声的降低等，来设定各个连接状态下的电流值即可。另外，在图7所示的电路例200以及图9所示的电路例300中，还能够对全波整流用ニ极管桥电路3的输出端，连接与不利用图4所示的电场电容器的平滑化电路111同样的电路。通过附加与平滑化电路111同样的电路，不利用在寿命中存在问题的电场电容器，而能够消除不亮期间，能够减轻闪烁。上述LED驱动电路能够应用于LED灯泡那样的LED照明器具、将LED用作背光源的液晶电视、PC的画面的背光源用的照明器具等。
权利要求
1.一种LED驱动电路，包括 整流器； 包括多个LED的第ILED群； 包括多个LED的第2LED群； 连接部，针对所述整流器串联地连接所述第ILED群以及第2LED群、或者针对所述整流器并联地连接所述第ILED群以及第2LED群； 控制部，控制所述连接部，针对所述整流器将所述第ILED群以及第2LED群从并联连接切换为串联连接；以及 逆向电流防止用二极管，配置于所述第ILED群与所述第2LED群之间。
2.根据权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于还包括 恒定电流电路，配置于所述整流器与所述第ILED群以及第2LED群之间。
3.根据权利要求I或者2所述的LED驱动电路，其特征在于所述控制部按照所述整流器的输出电压，进行切换控制。
4.根据权利要求I或者2所述的LED驱动电路，其特征在于所述控制部按照所述第ILED群或者所述第2LED群中流过的电流，进行切换控制。
5.根据权利要求I 4中的任意一项所述的LED驱动电路，其特征在于在所述整流器的输出端，经由二极管、以及电阻或者低电流二极管连接电容器，在所述电容器的充电路径中配置所述二极管，在所述电容器的放电路径中配置所述电阻或者低电流二极管。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种廉价且能够小型化，并且能够高效地防止多个LED群之间的贯通电流的LED驱动电路。LED驱动电路的特征在于，具有整流器；包括多个LED的第1LED群；包括多个LED的第2LED群；连接部，针对整流器串联地连接第1以及第2LED群或者针对整流器并联地连接第1以及第2LED群；控制部，控制连接部而将第1以及第2LED群针对整流器从并联连接切换为串联连接；以及逆向电流防止用的二极管，配置于第1LED群与第2LED群之间。
文档编号H01L33/00GK102640306SQ20108005505
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年12月22日
发明者秋山贵 申请人:西铁城控股株式会社, 西铁城电子股份有限公司