JP2010278039A - Ｌｅｄ照明用保護回路 - Google Patents

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。

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。

特開２００４−５０１０１４号公報 特開２００７−１１２２３７号公報

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。

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。

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。

本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ照明用保護回路を備えたＬＥＤ照明装置の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ照明用保護回路を備えたＬＥＤ照明装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ照明用保護回路を備えたＬＥＤ照明装置の応用例である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (5)

1. 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ＬＥＤ照明用保護回路。
2. 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請求項１記戴のＬＥＤ照明用保護回路。
3. 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請求項２記戴のＬＥＤ照明用保護回路。
4. 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請求項１乃至３記戴のＬＥＤ照明保護回路。
5. 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請求項１記戴のＬＥＤ照明用保護回路。

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