JP2010278039A - LED lighting protection circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のＬＥＤ照明装置の保護回路は、ＬＥＤを複数直列に接続したＬＥＤ直列体に、ＬＥＤ或いはマルチチップＬＥＤ個々に保護回路を接続して異常検出していたが、保護回路の規模が大きく、或いは保護回路の電源電圧をフローティングとする必要があるなど高価な構成であった。
【解決手段】本ＬＥＤ照明保護回路は、複数個のＬＥＤが直列に接続された中点電圧を２個のトランジスタで監視して、前記電源電圧の中点電圧が予め設定された所定の電圧幅以上に変動したことを検出して、前記複数のＬＥＤの異常を判断することで、安価なＬＥＤ照明保護回路を構成できる。
【選択図】図１A protection circuit of a conventional LED lighting device detects an abnormality by connecting a protection circuit to each LED or multi-chip LED in an LED series body in which a plurality of LEDs are connected in series, but the scale of the protection circuit is large. The configuration is expensive, such as being large or requiring that the power supply voltage of the protection circuit be floating.
The LED lighting protection circuit monitors a midpoint voltage in which a plurality of LEDs are connected in series with two transistors, and a predetermined voltage width in which the midpoint voltage of the power supply voltage is set in advance. An inexpensive LED illumination protection circuit can be configured by detecting the above variation and determining the abnormality of the plurality of LEDs.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ＬＥＤ照明用保護回路を使用したＬＥＤ照明装置に係り、特に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を直列接続したＬＥＤ点灯ブロックを複数個備えるＬＥＤ照明装置において、あるＬＥＤ点灯ブロックに障害が生じた場合、他のＬＥＤ点灯ブロック全てを停止することができるＬＥＤ照明用保護回路に関する。 The present invention relates to an LED lighting device using a protection circuit for LED lighting, and particularly, in an LED lighting device including a plurality of LED lighting blocks in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) are connected in series, a failure occurs in a certain LED lighting block. The present invention relates to a protection circuit for LED lighting that can stop all other LED lighting blocks.
近年、照明装置として、複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ点灯ブロックを複数個備えるＬＥＤ照明装置が多用されるようになって来ている。
ここで、ＬＥＤ照明装置として複数のＬＥＤを直列接続すると、ＬＥＤの短絡、断線などによる故障が生じる確率は、ＬＥＤ単体の故障率よりも必然的に高くなる。このため、ＬＥＤの短絡、断線などによる故障を検出するものとして、ＬＥＤ個々のフォワード電圧Ｖｆを検出するものであって、特開２００４−５０１０１４号公報（特許文献１）に開示されたものがある。
また、複数のＬＥＤチップを直列接続し、ひとつのパッケージ化したマルチチップＬＥＤを直列接続したＬＥＤ照明装置の精度の良いフォワード電圧Ｖｆの検出するものとして、特開２００７−１１２２３７号公報（特許文献２）に開示されたものがある。
上記特許文献１は、ＬＥＤ個々のフォワード電圧Ｖｆを検出し、どれか1個のＬＥＤが断線しても代替回路を通して電流を流して、残りの他のＬＥＤを継続して点灯させるものである。また、上記特許文献２では、予めフォワード電圧Ｖｆを初期値として記憶しておき、記憶された初期値から第１の異常判定値を設定し、逐次検出されたフォワード電圧Ｖｆを更新値として逐次記憶し、逐次更新した値から第２の異常判定値を設定し、読み取り値と前記第１及び第２の異常判定値とを比較して異常の有無を判定するものである。
In recent years, LED lighting devices having a plurality of LED lighting blocks in which a plurality of LEDs are connected in series have been widely used as lighting devices.
Here, when a plurality of LEDs are connected in series as an LED lighting device, the probability that a failure due to a short circuit or disconnection of the LED will inevitably be higher than the failure rate of a single LED. For this reason, as what detects a failure due to short circuit or disconnection of an LED, the forward voltage Vf of each LED is detected, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-501014 (Patent Document 1). .
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-112237 (Patent Document 2) discloses a method for detecting a forward voltage Vf with high accuracy in an LED lighting device in which a plurality of LED chips are connected in series and one packaged multi-chip LED is connected in series. ) Is disclosed.
Patent Document 1 detects the forward voltage Vf of each LED, and even if any one of the LEDs is disconnected, a current is passed through the alternative circuit, and the remaining other LEDs are continuously lit. In
しかしながら、上記特許文献には、個々のＬＥＤフォワード電圧を監視するものであって、検出回路が大規模になり、かつ、高価な構成になっていた。
また、上記特許文献１においては、どれか1個のＬＥＤが断線しても代替回路を通して継続して点灯させるため、個々のＬＥＤに代替回路が用意されており、高価な構成になっていた。
また、特許文献２においては、マルチチップＬＥＤ毎に電圧検出をする構成であるため、マルチチップＬＥＤの直列数によっては、電源電圧が数１０Ｖの中高圧電位になるため、図示されていないが各電圧検出回路には電位的にフローティング電源が必要となる場合があり、電圧検出回路毎に補助電源電圧を用意するなど高価になる。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、複数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ照明装置において、直列接続した複数のＬＥＤの中点電圧を検出して、ＬＥＤの異常検出を行い、２個のトランジスタで構成される検出回路により、電圧検出回路をフローティングすることなく安価な構成によるＬＥＤ照明用保護回路を提供することにある。
However, in the above-mentioned patent document, each LED forward voltage is monitored, and the detection circuit becomes large and expensive.
Moreover, in the said patent document 1, in order to make it light continuously through an alternative circuit even if any one LED disconnects, the alternative circuit was prepared for each LED, and it became an expensive structure.
Further, in
In view of the above problems, an object of the present invention is to detect the abnormality of an LED by detecting a midpoint voltage of a plurality of LEDs connected in series in an LED lighting device in which a plurality of LEDs are connected in series, and two transistors. It is an object of the present invention to provide an LED illumination protection circuit having an inexpensive configuration without floating the voltage detection circuit.
本発明のＬＥＤ照明用保護回路は、ＬＥＤが順方向に複数個直列に接続され、且つ、アノード側が正電源ラインに接続されると共にカソード側が負電源ラインに接続されたＬＥＤ直列体において、前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、前記電源電圧の中点電圧から、予め設定された所定の電圧幅以上に変動したことを検出して、前記複数のＬＥＤの異常を判断することを備えたことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明用保護回路は、前記電源の中点電圧は、複数の抵抗を直列接続した抵抗分圧回路を正負電源ラインに接続し、前記抵抗分圧回路の第１の中点電圧に第１のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子を接続し、エミッタ端子電位を第１の一方の検出対象とし、前記第１のＮＰＮトランジスタのベース端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＮＰＮトランジスタのベース端子電位を第１の他方の検出対象とし、前記抵抗分圧回路の第２の中点電圧に第２のＰＮＰトランジスタのエミッタ端子を接続し、エミッタ端子電位を第１の一方の検出対象とし、前記第２のＰＮＰトランジスタのベース端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＰＮＰトランジスタのベース端子電位を第２の他方の検出対象とし、前記第１の中点電圧が前記第２の中点電圧よりも高く設定され、前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、前記第１の中点電圧又は前記第２の中点電圧より変動した時に、前記第１又は第２のトランジスタが導通することで、前記複数のＬＥＤの異常を検出することを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明用保護回路は、前記抵抗分圧回路に流れる電流の一部を次段の駆動電流に兼用することを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明用保護回路は、ＬＥＤが順方向に複数個直列に接続され、且つ、アノード側が正電源ラインに接続されると共にカソード側が負電源ラインに接続されたＬＥＤ直列体において、前記ＬＥＤ直列体が複数並列接続され基板に搭載されていて、ある一列のＬＥＤ直列体の異常によって、全てのＬＥＤ直列体を消灯させることを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明装置は、前記電源の中点電圧は、複数の抵抗を直列接続した抵抗分圧回路を正負電源ラインに接続し、前記抵抗分圧回路の第１の中点電圧に第１のＰＮＰトランジスタのベース端子を接続し、ベース端子電位を第１の一方の検出対象とし、前記第１のＰＮＰトランジスタのエミッタ端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＰＮＰトランジスタのエミッタ端子電位を第１の他方の検出対象とし、前記抵抗分圧回路の第２の中点電圧に第２のＮＰＮトランジスタのベース端子を接続し、ベース端子電位を第１の一方の検出対象とし、前記第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＮＰＮトランジスタのエミッタ端子電位を第２の他方の検出対象とし、前記第１の中点電圧が前記第２の中点電圧よりも高く設定され、前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、前記第１の中点電圧又は前記第２の中点電圧より変動した時に、前記第１又は第２のトランジスタが導通することで、前記複数のＬＥＤの異常を検出することを特徴とする。
The protection circuit for LED lighting according to the present invention is the LED series body in which a plurality of LEDs are connected in series in the forward direction, the anode side is connected to the positive power supply line, and the cathode side is connected to the negative power supply line. Detecting an abnormality in the plurality of LEDs by detecting that the voltage at the midpoint where the LEDs are connected in series fluctuates from the midpoint voltage of the power supply voltage to a predetermined voltage width or more that is set in advance. It is characterized by comprising.
In the LED lighting protection circuit according to the present invention, the midpoint voltage of the power source is a resistance voltage dividing circuit in which a plurality of resistors are connected in series, connected to a positive / negative power supply line, and a first midpoint of the resistance voltage dividing circuit. The emitter terminal of the first NPN transistor is connected to the voltage, the emitter terminal potential is the first one to be detected, and the base terminal of the first NPN transistor is at the middle point where the plurality of LEDs are connected in series. The base terminal potential of the NPN transistor is set as the first other detection target, the emitter terminal of the second PNP transistor is connected to the second midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit, and the emitter terminal potential is 1, the base terminal of the second PNP transistor is connected to the midpoint where the plurality of LEDs are connected in series, and the base terminal potential of the PNP transistor is set to the second detection target. The first midpoint voltage is set higher than the second midpoint voltage, and the midpoint voltage in which the plurality of LEDs are connected in series is the first midpoint voltage. When the voltage or the second midpoint voltage fluctuates, the first or second transistor is turned on to detect an abnormality in the plurality of LEDs.
In addition, the LED illumination protection circuit of the present invention is characterized in that a part of the current flowing through the resistance voltage dividing circuit is also used as a drive current for the next stage.
Further, the LED lighting protection circuit of the present invention is an LED series body in which a plurality of LEDs are connected in series in the forward direction, the anode side is connected to the positive power supply line, and the cathode side is connected to the negative power supply line. A plurality of the LED series bodies are connected in parallel and mounted on a substrate, and all the LED series bodies are extinguished due to an abnormality of a certain row of LED series bodies.
In the LED lighting device according to the present invention, the midpoint voltage of the power supply is connected to a positive / negative power supply line by connecting a resistance voltage dividing circuit in which a plurality of resistors are connected in series to the first midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit. A base terminal of the first PNP transistor is connected, a potential of the base terminal is set as a first detection target, and an emitter terminal of the first PNP transistor is connected to a middle point where the plurality of LEDs are connected in series. The emitter terminal potential of the PNP transistor is the first other detection target, the base terminal potential of the second NPN transistor is connected to the second midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit, and the base terminal potential is One of the detection targets, the emitter terminal of the second NPN transistor is connected to the middle point where the plurality of LEDs are connected in series, and the emitter terminal potential of the NPN transistor is set to the second other The first midpoint voltage is set higher than the second midpoint voltage, and the midpoint voltage where the plurality of LEDs are connected in series is the first midpoint voltage or An abnormality of the plurality of LEDs is detected when the first or second transistor is turned on when the voltage changes from the second midpoint voltage.
本発明によれば、複数のＬＥＤ直列体の断線又は短絡の異常検出を簡易な回路構成で行え、また、いずれかのＬＥＤ点灯ブロックでＬＥＤが断線又は短絡に至った場合でも、全てのＬＥＤ点灯ブロックを消灯することができるＬＥＤ照明用保護回路を提供することができる。 According to the present invention, disconnection or short circuit abnormality detection of a plurality of LED series bodies can be performed with a simple circuit configuration, and even when any LED lighting block causes LED disconnection or short circuit, all LED lighting is performed. A protection circuit for LED lighting that can turn off the block can be provided.
図１は本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明保護回路を含むＬＥＤ照明装置を示す図で、本実施形態によるＬＥＤ照明用保護回路は、ＬＥＤが複数直列接続された第１のＬＥＤ直列体と第２のＬＥＤ直列体との接続点の中間電位と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を直列接続した抵抗分圧回路の各抵抗接続点の分圧された電位とをＮＰＮトランジスタ及びＰＮＰトランジスタにより比較するよう構成された回路で、ＬＥＤ直列体が異常になった時の電圧検出を行う点に特徴を有している。 FIG. 1 is a diagram showing an LED lighting device including an LED lighting protection circuit according to a first embodiment of the present invention. The LED lighting protection circuit according to this embodiment is a first LED series in which a plurality of LEDs are connected in series. The intermediate potential at the connection point between the body and the second LED series body is compared with the divided potential at each resistance connection point of the resistance voltage dividing circuit in which the resistors R1 to R3 are connected in series by the NPN transistor and the PNP transistor. The circuit configured as described above is characterized in that voltage detection is performed when the LED series body becomes abnormal.
図１に示したＬＥＤ照明用保護回路１は電圧検出用トランジスタ回路４を含む複数のＬＥＤ直列体で構成されたＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１〜ａｒｍＮ、直列抵抗回路３、ラッチ回路５から構成されている。
そしてＬＥＤ照明装置１の電源入力の正極端子にＤＣ／ＤＣコンバータなどからなる直流電源２の正極出力Ｖｉｎ、電源入力の負極端子に直流電源２の負極出力ＧＮＤが接続されるようになっている。
The LED illumination protection circuit 1 shown in FIG. 1 includes LED lighting blocks arm1 to armN, a series resistor circuit 3, and a latch circuit 5 each including a plurality of LED series bodies including a voltage detection transistor circuit 4.
The positive terminal Vin of the
各ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１〜ａｒｍＮは同じ回路構成となっている。
これらＬＥＤ点灯ブロックの電圧検出用トランジスタ回路は同様に動作するので、第１のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１で代表して、ＬＥＤ照明装置１の回路構成を説明する。
Each LED lighting block arm1 to armN has the same circuit configuration.
Since these voltage detection transistor circuits of the LED lighting block operate in the same manner, the circuit configuration of the LED lighting device 1 will be described as a representative of the first LED lighting block arm1.
第１のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１は、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１と、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１が直列接続されている。
すなわち、直流電源２の正極電源ラインＶｉｎにＬＥＤａ１のアノード端子が接続され、ＬＥＤａ１のカソード端子が次のＬＥＤｂ１のアノード端子に接続され、ＬＥＤｂ１のカソード端子が直流電源２のＧＮＤラインに接続されている。また、ＬＥＤａ１のカソード端子と次のＬＥＤｂ１のアノード端子の接続点に、抵抗Ｒａ１と抵抗Ｒｂ１の一方の端子が接続され、抵抗Ｒａ１の他方の端子はＮＰＮトランジスタＱａ１のベース端子に接続され、抗Ｒｂ１の他方の端子はＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース端子に接続され、電圧検出用トランジスタ回路４を構成している。ＮＰＮトランジスタＱａ１のエミッタ端子は、抵抗分圧回路のｒｅｆａラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱａ１のコレクタ端子は、ラッチ回路５のＡａラインに接続され、ＰＮＰトランジスタＱｂ１のエミッタ端子は、抵抗分圧回路のｒｅｆｂラインに接続され、ＰＮＰトランジスタＱｂ１のコレクタ端子は、ラッチ回路５のＡｂラインに接続されている。
In the first LED lighting block arm1, an LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs are connected in series and an LED series body LEDb1 in which a plurality of LEDs are connected in series are connected in series.
That is, the anode terminal of LEDa1 is connected to the positive power supply line Vin of the
また、第１のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１には、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１と、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の直列接続点の電位は直流電源２の電圧Ｖｉｎのほぼ１／２になっている。これは、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１は同じ個数のＬＥＤが接続されており、かつ、ＬＥＤ直列体のＬＥＤ個々のフォワード電圧に大きな電圧差がないためである。このＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１との接続点電位をｖ１とする。
Further, in the first LED lighting block arm1, the potential of the series connection point of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs are connected in series and the LED series body LEDb1 in which the plurality of LEDs are connected in series is a voltage of the
抵抗分圧回路３は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の直列抵抗で構成され、直流電源２の正電源ラインＶｉｎに抵抗Ｒ１の一方の端子が接続され、抵抗Ｒ３の他方の端子が直流電源２のＧＮＤラインに接続されている。
ここで、抵抗Ｒ２の一方の端子と抵抗Ｒ１の他方の端子が接続点をｒｅｆａとし、前述の電圧検出用トランジスタ回路４のトランジスタＱａ１のエミッタ端子に接続されている。
また、抵抗Ｒ２の他方の端子と抵抗Ｒ３の一方の端子の接続点をｒｅｆｂとし、前述の電圧検出用トランジスタ回路４のトランジスタＱｂ１のエミッタ端子に接続されている。
The resistance voltage dividing circuit 3 is composed of series resistors of resistors R1, R2, and R3. One terminal of the resistor R1 is connected to the positive power supply line Vin of the
Here, one terminal of the resistor R2 and the other terminal of the resistor R1 are connected to the emitter terminal of the transistor Qa1 of the voltage detection transistor circuit 4 with the connection point being referred to as refa.
A connection point between the other terminal of the resistor R2 and one terminal of the resistor R3 is refb, and is connected to the emitter terminal of the transistor Qb1 of the voltage detecting transistor circuit 4 described above.
ラッチ回路５は、電圧検出用トランジスタ回路がＬＥＤ直列体の異常を検出したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータなどからなる直流電源２の電圧供給を停止させる信号を送出する構成としている。
ここで、電圧検出用トランジスタ回路からの異常信号をラッチする回路５は、ＮＰＮトランジスタＱ２、ＰＮＰトランジスタＱ３、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、抵抗Ｒ６〜Ｒ１１、コンデンサＣ１，Ｃ２、からなるサイリスタ構成からなる。
異常信号をラッチする回路５は、直流電源２の正電源ラインＶｉｎに、抵抗Ｒ１０の一方の端子と、コンデンサＣ２の一方の端子と、ＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタ端子とが接続され、抵抗Ｒ１０の他方の端子とＰＮＰトランジスタＱ３のベース端子とツェナーダイオードＺＤ２のカソード端子が接続され、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード端子とコンデンサＣ２の他方の端子と、抵抗Ｒ１１の一方の端子と抵抗Ｒ６の一方の端子とが接続され、抵抗Ｒ１１の他方の端子とフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードのアノード端子が接続され、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードのカソード端子とＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタ端子が接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子はツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子と抵抗Ｒ９の一方の端子に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタ端子は抵抗Ｒ９の他方の端子とコンデンサＣ１の他方の端子と接続され、かつ直流電源２のＧＮＤラインに接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子はコンデンサＣ１の一方の端子と抵抗Ｒ７の他方の端子と抵抗Ｒ８の他方の端子に接続され、抵抗Ｒ８の一方の端子はＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタ端子に接続されている。
なお、抵抗Ｒ６の一方の端子は、電圧検出用トランジスタ回路のＮＰＮトランジスタＱａ１のコレクタ端子に接続される。また、抵抗Ｒ７の一方の端子は、電圧検出用トランジスタ回路のＰＮＰトランジスタＱｂ１のコレクタ端子に接続される。
また、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタ側の接続の詳細を図示しないが、直流電源２の制御回路に接続され、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがオンすると電源停止する構成となっている。
The latch circuit 5 is configured to send a signal for stopping the voltage supply of the
Here, the circuit 5 that latches the abnormal signal from the voltage detection transistor circuit has a thyristor configuration including an NPN transistor Q2, a PNP transistor Q3, Zener diodes ZD1, ZD2, resistors R6 to R11, and capacitors C1, C2.
In the circuit 5 for latching the abnormal signal, one terminal of the resistor R10, one terminal of the capacitor C2, and the emitter terminal of the PNP transistor Q3 are connected to the positive power supply line Vin of the
One terminal of the resistor R6 is connected to the collector terminal of the NPN transistor Qa1 of the voltage detection transistor circuit. One terminal of the resistor R7 is connected to the collector terminal of the PNP transistor Qb1 of the voltage detection transistor circuit.
Although details of connection on the phototransistor side of the photocoupler PC1 are not shown, the power supply is stopped when the phototransistor of the photocoupler PC1 is connected to the control circuit of the
次にＬＥＤ照明装置１の分圧抵抗回路３及び電圧検出用トランジスタ回路４の動作を説明する。
抵抗分圧回路３の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の抵抗比は、例えばＲ１＝Ｒ３、かつＲ１：Ｒ２＝４：１に設定され、抵抗Ｒ２の両端子電圧であるｒｅｆａとｒｅｆｂ電位差を直流電源２の電圧Ｖｉｎの１／９倍に設定するようになっている。（これは一例であって、その他の倍率に設定することは任意である）
ｒｅｆａラインには、前述の電圧検出用トランジスタ回路４のＮＰＮトランジスタＱａ１のエミッタ端子が接続され、かつＮＰＮトランジスタＱａ１のベース端子には前述のｖ１電位に接続されているので、ＮＰＮトランジスタＱａ１のベース〜エミッタ端子間には下記のバイアス電圧が印加される。
Ｑａ１エミッタ端子電圧＝ｒｅｆａ＝５／９×Ｖｉｎ
Ｑａ１ベース端子電圧＝ｖ１＝１／２×Ｖｉｎ
∴Ｑａ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅ
＝ｖ１−ｒｅｆａ＝（１／２−５／９）×Ｖｉｎ＝−１／１８Ｖｉｎ・・・（１）
また、ｒｅｆｂラインには、前述の電圧検出用トランジスタ回路４のＰＮＰトランジスタＱｂ１のエミッタ端子が接続され、かつＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース端子には前述のｖ１電位に接続されているので、ＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース〜エミッタ端子間には下記のバイアス電圧が印加される。
Ｑｂ１エミッタ端子電圧＝ｒｅｆｂ＝４／９×Ｖｉｎ
Ｑｂ１ベース端子電圧＝ｖ１＝１／２×Ｖｉｎ
∴Ｑｂ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅ
＝ｖ１−ｒｅｆｂ＝（１／２−４／９）×Ｖｉｎ＝１／１８Ｖｉｎ・・・（２）
したがって、（１）式、（２）式からわかるように、電圧検出用トランジスタ回路４のＮＰＮトランジスタＱａ１及びＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅには各々逆バイアス電圧１／１８Ｖｉｎが印加されている。
Next, operations of the voltage dividing resistor circuit 3 and the voltage detecting transistor circuit 4 of the LED lighting device 1 will be described.
The resistance ratio of the resistor R1, resistor R2, and resistor R3 of the resistor voltage dividing circuit 3 is set to, for example, R1 = R3 and R1: R2 = 4: 1, and the potential difference between refa and refb, which are both terminal voltages of the resistor R2, is DC. It is set to 1/9 times the voltage Vin of the
The refa line is connected to the emitter terminal of the NPN transistor Qa1 of the voltage detection transistor circuit 4 described above, and the base terminal of the NPN transistor Qa1 is connected to the potential v1 described above. The following bias voltage is applied between the emitter terminals.
Qa1 emitter terminal voltage = refa = 5/9 × Vin
Qa1 base terminal voltage = v1 = 1/2 × Vin
ベ ー ス Base-emitter voltage Vbe of Qa1
= V1-refa = (1 / 2-5 / 9) × Vin = −1 / 18Vin (1)
The emitter terminal of the PNP transistor Qb1 of the voltage detection transistor circuit 4 is connected to the refb line, and the base terminal of the PNP transistor Qb1 is connected to the potential v1. The following bias voltage is applied between the base and emitter terminals.
Qb1 emitter terminal voltage = refb = 4/9 × Vin
Qb1 base terminal voltage = v1 = 1/2 × Vin
ベ ー ス Qb1 base-emitter terminal voltage Vbe
= V1-refb = (1 / 2-4 / 9) × Vin = 1 / 18Vin (2)
Therefore, as can be seen from the equations (1) and (2), the reverse bias voltage 1 / 18Vin is applied to the base-emitter terminal voltage Vbe of the NPN transistor Qa1 and the PNP transistor Qb1 of the voltage detecting transistor circuit 4, respectively. ing.
ここで、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１の複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが故障して開放状態になったとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１が開放となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＧＮＤ電位方向に低下する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＰＮＰトランジスタＱｂ１のエミッタ端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース端子電圧がＧＮＤ電位にバイアスされるのでＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（２）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＰＮＰトランジスタＱｂ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ１を介して次段のラッチ回路５のＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子に流して、ラッチ回路５を駆動して、直流電源２を停止させる。
Here, it is assumed that one LED of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1 are connected in series fails and is in an open state. When the LED series body LEDa1 is opened, the connection point potential v1 between the LED series bodies LEDa1 and LEDb1 decreases in the GND potential direction.
At this time, the emitter terminal voltage of the PNP transistor Qb1 of the voltage detection transistor circuit 4 remains 4/9 × Vin, and the base terminal voltage of the PNP transistor Qb1 is biased to the GND potential. The emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of the formula (2) to the forward bias voltage. Accordingly, the PNP transistor Qb1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is passed through the resistor R7 and the Zener diode ZD1 to the base terminal of the NPN transistor Q2 of the latch circuit 5 at the next stage, so that the latch circuit 5 is driven to stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１の複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが故障して短絡状態になったとする。ここでＬＥＤ1個のフォワード電圧が（１）式の１／１８Ｖｉｎを越える電圧となるように、分圧抵抗回路のＲ１〜Ｒ３の抵抗値は予め設定されているものとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが短絡となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１は１個のＬＥＤフォワード電圧分上昇する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＮＰＮトランジスタＱa１のエミッタ端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＮＰＮトランジスタＱa１のベース端子電圧が１個のＬＥＤフォワード電圧分上昇するのでＮＰＮトランジスタＱａ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（１）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＮＰＮトランジスタＱａ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ６とツェナーダイオードＺＤを介して次段のラッチ回路５のＰＮＰトランジスタＱ３のベース端子から流し、ラッチ回路５を駆動して直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1 are connected in series fails and is short-circuited. Here, it is assumed that the resistance values of R1 to R3 of the voltage dividing resistor circuit are set in advance so that the forward voltage of one LED is a voltage exceeding 1 / 18Vin of the equation (1). When one LED of the LED series body LEDa1 is short-circuited, the connection point potential v1 between the LED series body LEDa1 and LEDb1 is increased by one LED forward voltage.
At this time, the emitter terminal voltage of the NPN transistor Qa1 of the above-described voltage detection transistor circuit 4 remains 4/9 × Vin, and the base terminal voltage of the NPN transistor Qa1 rises by one LED forward voltage, so the NPN transistor Qa1 The base-emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of the equation (1) to the forward bias voltage. Accordingly, the NPN transistor Qa1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 flows from the base terminal of the PNP transistor Q3 of the latch circuit 5 in the next stage through the resistor R6 and the Zener diode ZD. To stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１の複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の１個のＬＥＤが故障して短絡状態になったとする。ここでＬＥＤ1個のフォワード電圧が（２）式の１／１８Ｖｉｎを越える電圧となるように、分圧抵抗回路のＲ１〜Ｒ３の抵抗値は予め設定されているものとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の１個のＬＥＤが短絡となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＧＮＤ電位方向に1個のＬＥＤフォワード電圧分低下する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＰＮＰトランジスタＱｂ１のエミッタ端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース端子電圧が１個のＬＥＤフォワード電圧分ＧＮＤ電位方向に低下するのでＰＮＰトランジスタＱｂ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（２）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＰＮＰトランジスタＱｂ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ１を介して次段のラッチ回路５のＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子へ流し、ラッチ回路５を駆動して直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDb1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1 are connected in series fails and is short-circuited. Here, it is assumed that the resistance values of R1 to R3 of the voltage dividing resistor circuit are set in advance so that the forward voltage of one LED is a voltage exceeding 1 / 18Vin of the equation (2). When one LED of the LED series body LEDb1 is short-circuited, the connection point potential v1 between the LED series bodies LEDa1 and LEDb1 is lowered by one LED forward voltage in the GND potential direction.
At this time, the emitter terminal voltage of the PNP transistor Qb1 of the voltage detection transistor circuit 4 described above remains 4/9 × Vin, and the base terminal voltage of the PNP transistor Qb1 decreases in the GND potential direction by one LED forward voltage. Therefore, the base-emitter voltage Vbe of the PNP transistor Qb1 is switched from the reverse bias voltage of the equation (2) to the forward bias voltage. Accordingly, the PNP transistor Qb1 is turned on, and a part of the current flowing in the voltage dividing resistor circuit 3 is passed through the resistor R7 and the Zener diode ZD1 to the base terminal of the NPN transistor Q2 of the latch circuit 5 in the next stage. To stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１の複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の１個のＬＥＤが故障して開放状態になったとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１が開放となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＶｉｎ電位方向に上昇する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＮＰＮトランジスタＱａ１のエミッタ端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＮＰＮトランジスタＱａ１のベース端子電圧がＶｉｎ電位にバイアスされるのでＮＰＮトランジスタＱａ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（１）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＮＰＮトランジスタＱａ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２を介して次段のラッチ回路５のＰＮＰトランジスタＱ３のベース端子から流して、ラッチ回路５を駆動して、直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDb1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1 are connected in series fails and is in an open state. When the LED series body LEDb1 is opened, the connection point potential v1 between the LED series bodies LEDa1 and LEDb1 rises in the Vin potential direction.
At this time, the emitter terminal voltage of the NPN transistor Qa1 of the voltage detection transistor circuit 4 described above remains 4/9 × Vin, and the base terminal voltage of the NPN transistor Qa1 is biased to the Vin potential. The emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of the equation (1) to the forward bias voltage. Accordingly, the NPN transistor Qa1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is caused to flow from the base terminal of the PNP transistor Q3 of the latch circuit 5 in the next stage through the resistor R6 and the Zener diode ZD2. 5 is driven to stop the
以上、本実施形態によれば、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１の複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが開放又は短絡の故障をおこしても、確実にＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１を消灯するという効果を奏する。
また、分圧抵抗回路の抵抗値を調整することで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１に使用されるＬＥＤのフォワード電圧に相当する電圧を簡単に設定できる。
また、本実施形態によれば、図１に示すようにＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１以外にもＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ２〜ａｒｍＮを直流電源２出力Ｖｉｎ、ＧＮＤ及び、分圧抵抗回路のｒｅｆａライン、ｒｅｆｂライン及び、ラッチ回路５のＡａライン、Ａｂラインへ同様に並列に接続することで、同様の保護機能を追加でき、安価に構成できる。
As described above, according to the present embodiment, even if one LED of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1 are connected in series causes an open or short circuit failure, the LED lighting block arm1 is surely turned off. The effect of doing.
Moreover, the voltage equivalent to the forward voltage of LED used for LED serial body LEDa1 can be easily set by adjusting the resistance value of a voltage dividing resistor circuit.
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, in addition to the LED lighting block arm1, the LED lighting blocks arm2 to armN are connected to the
図２は本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明保護回路を含むＬＥＤ照明装置を示す図で、本実施形態によるＬＥＤ照明用保護回路は、実施例1で示した電圧検出用トランジスタ回路のみを変形したものである。
その他の構成は実施例１と同じであり、実施例１と実質的に同一の部分には同一の参照符号を付す。
また、各ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａ〜ａｒｍＮａは同じ回路構成となっている。
これらＬＥＤ点灯ブロックの電圧検出用トランジスタ回路は同様に動作するので、第１のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａで代表して、ＬＥＤ照明装置１のＬＥＤ照明用保護回路構成を説明する。
FIG. 2 is a diagram showing an LED illumination device including an LED illumination protection circuit according to a second embodiment of the present invention. The LED illumination protection circuit according to this embodiment is only the voltage detection transistor circuit shown in Example 1. Is a modified version.
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to substantially the same parts as those of the first embodiment.
The LED lighting blocks arm1a to armNa have the same circuit configuration.
Since the voltage detection transistor circuits of these LED lighting blocks operate in the same manner, the configuration of the LED lighting protection circuit of the LED lighting device 1 will be described as a representative of the first LED lighting block arm1a.
第１のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａは、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１と、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１が直列接続されている。
すなわち、直流電源２の正極電源ラインＶｉｎにＬＥＤａ１のアノード端子が接続され、ＬＥＤａ１のカソード端子が次のＬＥＤｂ１のアノード端子に接続され、ＬＥＤｂ１のカソード端子が直流電源２のＧＮＤラインに接続されている。また、ＬＥＤａ１のカソード端子と次のＬＥＤｂ１のアノード端子の接続点に、ＰＮＰトランジスタＱｃ１のエミッタ端子と、ＮＰＮトランジスタＱｄ１のエミッタ端子が接続され、ＰＮＰトランジスタＱｃ１のベース端子は抵抗分圧回路３のｒｅｆａラインに接続され、また、ＮＰＮトランジスタＱａ１のベース端子は抵抗分圧回路３のｒｅｆｂラインに接続され、電圧検出用トランジスタ回路４１ａを構成している。ＰＮＰトランジスタＱｃ１のコレクタ端子は、ラッチ回路５のＡｂラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱｄ１のコレクタ端子は、ラッチ回路５のＡａラインに接続されている。
In the first LED lighting block arm1a, an LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs are connected in series and an LED series body LEDb1 in which a plurality of LEDs are connected in series are connected in series.
That is, the anode terminal of LEDa1 is connected to the positive power supply line Vin of the
第２の実施形態において、ＬＥＤ照明装置１の分圧抵抗回路３及び電圧検出用トランジスタ回路４１ａの動作を説明する。但し、分圧抵抗回路３の機能は実施例１と同様である。
ここで、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａの複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが故障して開放状態になったとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１が開放となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＧＮＤ電位方向に低下する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４１ａのＮＰＮトランジスタＱｄ１のベース端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＮＰＮトランジスタＱｄ１のエミッタ端子電圧がＧＮＤ電位方向にバイアスされるのでＮＰＮトランジスタＱｄ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（１）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＮＰＮトランジスタＱｄ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２を介して次段のラッチ回路５のＰＮＰトランジスタＱ３のベース端子に流して、ラッチ回路５を駆動して、直流電源２を停止させる。
In the second embodiment, operations of the voltage dividing resistor circuit 3 and the voltage detection transistor circuit 41a of the LED lighting device 1 will be described. However, the function of the voltage dividing resistor circuit 3 is the same as that of the first embodiment.
Here, it is assumed that one LED of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1a are connected in series fails and is in an open state. When the LED series body LEDa1 is opened, the connection point potential v1 between the LED series bodies LEDa1 and LEDb1 decreases in the GND potential direction.
At this time, the base terminal voltage of the NPN transistor Qd1 of the voltage detection transistor circuit 41a described above remains 4/9 × Vin, and the emitter terminal voltage of the NPN transistor Qd1 is biased in the GND potential direction, so the base of the NPN transistor Qd1 The emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of the equation (1) to the forward bias voltage. Accordingly, the NPN transistor Qd1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is passed through the resistor R6 and the Zener diode ZD2 to the base terminal of the PNP transistor Q3 of the latch circuit 5 in the next stage, thereby 5 is driven to stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａの複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが故障して短絡状態になったとする。ここでＬＥＤ１個のフォワード電圧は、（２）式の１／１８Ｖｉｎを越える電圧となるように、分圧抵抗回路のＲ１〜Ｒ３の抵抗値が予め設定されているものとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１の１個のＬＥＤが短絡となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＶｉｎ電位方向に1個のＬＥＤフォワード電圧分上昇する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４１ａのＰＮＰトランジスタＱｃ１のベース端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＰＮＰトランジスタＱｃ１のエミッタ端子電圧が１個のＬＥＤフォワード電圧分上昇するのでＰＮＰトランジスタＱｃ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（２）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＰＮＰトランジスタＱｃ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ１を介して次段のラッチ回路５のＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子に流し、ラッチ回路５を駆動して直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDa1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1a are connected in series fails and is short-circuited. Here, it is assumed that the resistance value of R1 to R3 of the voltage dividing resistor circuit is set in advance so that the forward voltage of one LED is a voltage exceeding 1 / 18Vin of the equation (2). When one LED of the LED series body LEDa1 is short-circuited, the connection point potential v1 between the LED series body LEDa1 and LEDb1 rises by one LED forward voltage in the Vin potential direction.
At this time, the base terminal voltage of the PNP transistor Qc1 of the above-described voltage detection transistor circuit 41a remains 4/9 × Vin, and the emitter terminal voltage of the PNP transistor Qc1 increases by one LED forward voltage, so the PNP transistor Qc1 The base-emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of formula (2) to the forward bias voltage. Accordingly, the PNP transistor Qc1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is passed through the resistor R7 and the Zener diode ZD1 to the base terminal of the NPN transistor Q2 of the latch circuit 5 at the next stage. To stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａの複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１ａの１個のＬＥＤが故障して短絡状態になったとする。ここでＬＥＤ1個のフォワード電圧は、（２）式の１／１８Ｖｉｎを越える電圧となるように、分圧抵抗回路のＲ１〜Ｒ３の抵抗値が予め設定されているものとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の１個のＬＥＤが短絡となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＧＮＤ電位方向にＬＥＤ１個のフォワード電圧分低下する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＮＰＮトランジスタＱｄ１のベース端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＮＰＮトランジスタＱｂ１のエミッタ端子電圧が１個のＬＥＤフォワード電圧分ＧＮＤ電位方向に低下するのでＮＰＮトランジスタＱｄ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（１）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＮＰＮトランジスタＱｄ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２を介して次段のラッチ回路５のＰＮＰトランジスタＱ３のベース端子から流し、ラッチ回路５を駆動して直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDb1a in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1a are connected in series fails and is short-circuited. Here, it is assumed that the resistance value of R1 to R3 of the voltage dividing resistor circuit is set in advance so that the forward voltage of one LED is a voltage exceeding 1 / 18Vin of the equation (2). When one LED of the LED series body LEDb1 is short-circuited, the connection point potential v1 between the LED series body LEDa1 and LEDb1 decreases in the GND potential direction by the forward voltage of one LED.
At this time, the base terminal voltage of the NPN transistor Qd1 of the voltage detection transistor circuit 4 described above remains 4/9 × Vin, and the emitter terminal voltage of the NPN transistor Qb1 decreases in the GND potential direction by one LED forward voltage. Therefore, the base-emitter voltage Vbe of the NPN transistor Qd1 is switched from the reverse bias voltage of the equation (1) to the forward bias voltage. Accordingly, the NPN transistor Qd1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is passed from the base terminal of the PNP transistor Q3 of the latch circuit 5 in the next stage through the resistor R6 and the Zener diode ZD2. To stop the
また、ＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１ａの複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１の１個のＬＥＤが故障して開放状態になったとする。ＬＥＤ直列体ＬＥＤｂ１が開放となることで、ＬＥＤ直列体ＬＥＤａ１とＬＥＤｂ１の接続点電位ｖ１はＶｉｎ電位方向に上昇する。
このとき、上述した電圧検出用トランジスタ回路４のＰＮＰトランジスタＱｃ１のベース端子電圧は４／９×Ｖｉｎのままで、ＰＮＰトランジスタＱｃ１のエミッタ端子電圧がＶｉｎ電位にバイアスされるのでＰＮＰトランジスタＱｃ１のベース〜エミッタ端子間電圧Ｖｂｅは（２）式の逆バイアス電圧から順バイアス電圧に切替る。従いＰＮＰトランジスタＱｃ１はオン状態になり、分圧抵抗回路３に流れる電流の一部を抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ１を介して次段のラッチ回路５のＮＰＮトランジスタＱ２のベース端子に流して、ラッチ回路５を駆動して、直流電源２を停止させる。
Further, it is assumed that one LED of the LED series body LEDb1 in which a plurality of LEDs of the LED lighting block arm1a are connected in series fails and is in an open state. When the LED series body LEDb1 is opened, the connection point potential v1 between the LED series bodies LEDa1 and LEDb1 rises in the Vin potential direction.
At this time, the base terminal voltage of the PNP transistor Qc1 of the voltage detection transistor circuit 4 described above remains 4/9 × Vin, and the emitter terminal voltage of the PNP transistor Qc1 is biased to the Vin potential. The emitter terminal voltage Vbe is switched from the reverse bias voltage of the formula (2) to the forward bias voltage. Accordingly, the PNP transistor Qc1 is turned on, and a part of the current flowing through the voltage dividing resistor circuit 3 is passed through the resistor R7 and the Zener diode ZD1 to the base terminal of the NPN transistor Q2 of the latch circuit 5 in the next stage, thereby 5 is driven to stop the
以上の実施形態で、本発明を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは勿論である。
図３は本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明保護回路を含むＬＥＤ照明装置の変形例を示す図である。
図３は、実施例１で示したフォトカプラによる直流電源２のラッチ手段の代わりに、ラッチ回路５にスイッチ素子を追加してＬＥＤ異常時のラッチ保護をＬＥＤ照明装置単独で行う構成を示したものである。
フォトカプラＰＣ１の代わりに、電界効果トランジスタＱ１、抵抗Ｒ４、Ｒ５、ダイオードＤ１を追加して、ＬＥＤの異常を検出時に電界効果トランジスタＱ１で複数のＬＥＤ点灯ブロックａｒｍ１〜ａｒｍＮの接続を遮断する。
Although the present invention has been specifically described in the above embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment.
FIG. 3 is a view showing a modification of the LED lighting device including the LED lighting protection circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a configuration in which a switch element is added to the latch circuit 5 in place of the photocoupler latching means using the photocoupler shown in the first embodiment, and latch protection in the event of LED abnormality is performed by the LED lighting device alone. Is.
A field effect transistor Q1, resistors R4 and R5, and a diode D1 are added in place of the photocoupler PC1, and the connection of the plurality of LED lighting blocks arm1 to armN is blocked by the field effect transistor Q1 when an abnormality of the LED is detected.
１、１ａ、１ｂ・・・ＬＥＤ照明装置
２・・・直流電源
３・・・抵抗分割回路
４１〜４Ｎ、４１ａ〜４１Ｎ・・・電圧検出用トランジスタ回路
５、５ａ、５ｂ・・・ラッチ回路
Ｒ１〜Ｒ１１、Ｒａ１〜ＲａＮ、Ｒｂ１〜ＲｂＮ・・抵抗
ＬＥＤａ１〜ＬＥＤａＮ、ＬＥＤｂ１〜ＬＥＤｂＮ・・・ＬＥＤ（ＬＥＤ直列体）
Ｑａ１〜ＱａＮ、Ｑｄ１〜ＱｄＮ、Ｑ２・・・ＮＰＮバイポーラトランジスタ
Ｑｂ１〜ＱｂＮ、Ｑｃ１〜ＱｃＮ、Ｑ３・・・ＰＮＰバイポーラトランジスタ
ＺＤ１、ＺＤ２・・・ツェナーダイオード
Ｃ１、Ｃ２・・・コンデンサ
ＰＣ１・・・フォトカプラ
Ｑ１・・・電界効果トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ...
Qa1 to QaN, Qd1 to QdN, Q2... NPN bipolar transistors Qb1 to QbN, Qc1 to QcN, Q3... PNP bipolar transistors ZD1, ZD2. Coupler Q1 Field effect transistor
Claims (5)
前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、
前記電源電圧の中点電圧から、予め設定された所定の電圧幅以上に変動したことを検出して、
前記複数のＬＥＤの異常を判断することを備えたことを特徴とするＬＥＤ照明用保護回路。 In the LED series body in which a plurality of LEDs are connected in series in the forward direction, and the anode side is connected to the positive power supply line and the cathode side is connected to the negative power supply line,
The voltage at the midpoint where the plurality of LEDs are connected in series is
From the midpoint voltage of the power supply voltage, it is detected that it has fluctuated over a predetermined voltage width set in advance,
An LED illumination protection circuit comprising determining an abnormality of the plurality of LEDs.
前記抵抗分圧回路の第１の中点電圧に第１のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子を接続し、
エミッタ端子電位を第１の一方の検出対象とし、
前記第１のＮＰＮトランジスタのベース端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＮＰＮトランジスタのベース端子電位を第１の他方の検出対象とし、
前記抵抗分圧回路の第２の中点電圧に第２のＰＮＰトランジスタのエミッタ端子を接続し、エミッタ端子電位を第１の一方の検出対象とし、
前記第２のＰＮＰトランジスタのベース端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＰＮＰトランジスタのベース端子電位を第２の他方の検出対象とし、
前記第１の中点電圧が前記第２の中点電圧よりも高く設定され、
前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、前記第１の中点電圧又は前記第２の中点電圧より変動した時に、前記第１又は第２のトランジスタが導通することで、前記複数のＬＥＤの異常を検出することを特徴とする請求項１記戴のＬＥＤ照明用保護回路。 The midpoint voltage of the power supply is connected to a positive / negative power supply line by a resistance voltage dividing circuit in which a plurality of resistors are connected in series.
Connecting the emitter terminal of the first NPN transistor to the first midpoint voltage of the resistive voltage divider;
The emitter terminal potential is set as the first detection target,
The base terminal of the first NPN transistor is connected to a midpoint where the plurality of LEDs are connected in series, and the base terminal potential of the NPN transistor is set as the first other detection target,
An emitter terminal of a second PNP transistor is connected to a second midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit, and the emitter terminal potential is set as a first detection object;
The base terminal of the second PNP transistor is connected to the midpoint where the plurality of LEDs are connected in series, and the base terminal potential of the PNP transistor is set as the second other detection target,
The first midpoint voltage is set higher than the second midpoint voltage;
When the voltage at the midpoint where the plurality of LEDs are connected in series fluctuates from the first midpoint voltage or the second midpoint voltage, the first or second transistor becomes conductive. 2. The LED illumination protection circuit according to claim 1, wherein an abnormality of the plurality of LEDs is detected.
前記ＬＥＤ直列体が複数並列接続され基板に搭載されていて、
ある一列のＬＥＤ直列体の異常によって、全てのＬＥＤ直列体を消灯させることを特徴とする請求項１乃至３記戴のＬＥＤ照明保護回路。 In the LED series body in which a plurality of LEDs are connected in series in the forward direction, and the anode side is connected to the positive power supply line and the cathode side is connected to the negative power supply line,
A plurality of the LED series bodies are connected in parallel and mounted on the substrate,
4. The LED lighting protection circuit according to claim 1, wherein all LED series bodies are extinguished due to an abnormality in a line of LED series bodies.
前記抵抗分圧回路の第１の中点電圧に第１のＰＮＰトランジスタのベース端子を接続し、ベース端子電位を第１の一方の検出対象とし、
前記第１のＰＮＰトランジスタのエミッタ端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＰＮＰトランジスタのエミッタ端子電位を第１の他方の検出対象とし、
前記抵抗分圧回路の第２の中点電圧に第２のＮＰＮトランジスタのベース端子を接続し、ベース端子電位を第１の一方の検出対象とし、
前記第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子を前記複数個のＬＥＤが直列接続された中点に接続し、前記ＮＰＮトランジスタのエミッタ端子電位を第２の他方の検出対象とし、
前記第１の中点電圧が前記第２の中点電圧よりも高く設定され、
前記複数個のＬＥＤが直列に接続された中点の電圧が、前記第１の中点電圧又は前記第２の中点電圧より変動した時に、前記第１又は第２のトランジスタが導通することで、前記複数のＬＥＤの異常を検出することを特徴とする請求項１記戴のＬＥＤ照明用保護回路。 The midpoint voltage of the power supply is connected to a positive / negative power supply line by a resistance voltage dividing circuit in which a plurality of resistors are connected in series.
The base terminal of the first PNP transistor is connected to the first midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit, and the base terminal potential is set as the first one of detection objects,
The emitter terminal of the first PNP transistor is connected to a midpoint where the plurality of LEDs are connected in series, and the emitter terminal potential of the PNP transistor is set as the first other detection target,
The base terminal of the second NPN transistor is connected to the second midpoint voltage of the resistance voltage dividing circuit, and the base terminal potential is set as the first one of detection objects,
The emitter terminal of the second NPN transistor is connected to a midpoint where the plurality of LEDs are connected in series, and the emitter terminal potential of the NPN transistor is set as the second other detection target,
The first midpoint voltage is set higher than the second midpoint voltage;
When the voltage at the midpoint where the plurality of LEDs are connected in series fluctuates from the first midpoint voltage or the second midpoint voltage, the first or second transistor becomes conductive. 2. The LED illumination protection circuit according to claim 1, wherein an abnormality of the plurality of LEDs is detected.
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