(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5795586
(24)【登録日】2015年8月21日
(45)【発行日】2015年10月14日
(54)【発明の名称】発光ダイオード回路
(51)【国際特許分類】
H01L 33/00 20100101AFI20150928BHJP
【FI】
H01L33/00 J
【請求項の数】13
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2012-527437(P2012-527437)
(86)(22)【出願日】2010年9月1日
(65)【公表番号】特表2013-504198(P2013-504198A)
(43)【公表日】2013年2月4日
(86)【国際出願番号】IB2010053917
(87)【国際公開番号】WO2011027299
(87)【国際公開日】20110310
【審査請求日】2013年8月30日
(31)【優先権主張番号】09169471.1
(32)【優先日】2009年9月4日
(33)【優先権主張国】EP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】590000248
【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ
(74)【代理人】
【識別番号】100087789
【弁理士】
【氏名又は名称】津軽 進
(74)【代理人】
【識別番号】100122769
【弁理士】
【氏名又は名称】笛田 秀仙
(72)【発明者】
【氏名】サオエルラエンデル ゲオルク
(72)【発明者】
【氏名】デッペ カルステン
【審査官】
森口 忠紀
(56)【参考文献】
【文献】
特開2007−123562(JP,A)
【文献】
特開2007−053151(JP,A)
【文献】
国際公開第2008/060469(WO,A2)
【文献】
国際公開第2008/088383(WO,A2)
【文献】
国際公開第2009/048951(WO,A1)
【文献】
特開2006−261160(JP,A)
【文献】
特開2008−130377(JP,A)
【文献】
特開2001−313424(JP,A)
【文献】
特開2009−199917(JP,A)
【文献】
特開2006−206001(JP,A)
【文献】
特開2009−038218(JP,A)
【文献】
特開2005−063754(JP,A)
【文献】
特表2011−508961(JP,A)
【文献】
特開2008−218043(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 33/00−33/64
H05B 37/00−39/10
G09G 3/00− 3/38
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも第1の発光ダイオードユニットを有する第1の回路と、
少なくとも第2の発光ダイオードユニットを有する第2の回路と、
前記第2の発光ダイオードユニットとは異なる少なくとも1つの発光ダイオードユニットを制御するための第3の回路とを有し、
前記第3の回路は、前記第2の回路と並列に結合され、前記第2の回路は、前記第1の回路と直列に結合され、
前記第3の回路は、前記第3の回路に給電するために前記第2の回路から給電電圧を受け取るよう配設される、発光ダイオード回路。
【請求項2】
当該発光ダイオード回路は、当該発光ダイオード回路に給電するために電源から供給電圧を受け取るよう配設される、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項3】
前記給電電圧は、前記第2の回路間に存在する電圧である、請求項2に記載の発光ダイオード回路。
【請求項4】
前記第3の回路は、前記第2の回路の終端端子に結合された給電端子を有する、請求項3に記載の発光ダイオード回路。
【請求項5】
前記少なくとも1つの発光ダイオードユニットは、前記第1の発光ダイオードユニット、及び/又は、当該発光ダイオード回路の第4の回路の第3の発光ダイオードユニットを有する、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項6】
前記第3の回路は、少なくとも前記第2の発光ダイオードユニットを更に制御するために設けられる、請求項5に記載の発光ダイオード回路。
【請求項7】
前記の制御は、調光、フリッカー抑制、色制御及び/又は温度プロテクションの目的で、前記少なくとも1つの発光ダイオードユニットを流れる電流を制御することを有する、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項8】
前記第3の回路は、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び/又はプロセッサを有する、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項9】
前記第1の回路は、1若しくはそれ以上の更なる第1の発光ダイオードユニット及び/若しくは1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに/又は、前記第2の回路が、1若しくはそれ以上の更なる第2の発光ダイオードユニット及び/若しくは1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに/又は、当該発光ダイオード回路が、1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有する、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項10】
各ダイオードユニットは、逆並列発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、前記第3の回路が整流回路を介して前記第2の回路と並列に結合されるか、又は、発光ダイオードユニットのうち1若しくはそれ以上が、それぞれ、単一方向発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、前記第3の回路が、接続を介して前記第2の回路と並列に結合される、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項11】
前記第3の回路は、前記第1及び第2の回路に給電するためのコンバータの部分を形成する、請求項1に記載の発光ダイオード回路。
【請求項12】
前記第3の回路は、前記コンバータの制御の部分を形成するか、又は、この制御が、前記第3の回路の部分を形成する、請求項11に記載の発光ダイオード回路。
【請求項13】
請求項1に記載の発光ダイオード回路を有する、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオード回路に関する。本発明は、更に、斯様な発光ダイオード回路を有するデバイスに関する。
【0002】
斯様なデバイスの例は、発光ダイオードを備えたランプである。
【背景技術】
【0003】
国際公開第2009/013675号は、発光ダイオード列が、それぞれがバイパススイッチ及び前記バイパススイッチのためのドライバをもつセグメントに分割される、電源内蔵型発光ダイオードバイパススイッチ構造を開示している。前記ドライバは、セグメントの発光ダイオードの順方向電圧から局所的に生成された供給電圧により給電される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、改良された発光ダイオード回路を提供すること、及び、改良された発光ダイオード回路を有するデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の第1の態様によれば、少なくとも第1の発光ダイオードユニットを有する第1の回路と、少なくとも第2の発光ダイオードユニットを有する第2の回路と、前記第2の発光ダイオードユニットとは異なる少なくとも1つの発光ダイオードユニットを制御するための第3の回路とを有し、前記第3の回路は、前記第2の回路と並列に結合され、前記第2の回路は、前記第1の回路と直列に結合される、発光ダイオード回路が提供される。
【0006】
発光ダイオード回路は、第1の発光ダイオードユニットを備えた第1の回路と、第2の発光ダイオードユニットを備えた第2の回路とを有する。第1及び第2の回路は、互いに直列に結合される。発光ダイオード回路は、第3の回路を更に有する。第3の回路は、第2の回路と並列に結合され、第2の回路の外側に配置された少なくとも1つの発光ダイオードユニットを制御する。結果として、発光ダイオード列の各セグメントに対して、及び、各セグメントの各ドライバに対して、ドライバを給電するための局所的に生成された電源を用いる必要はない。本発明の第1の態様によれば、発光ダイオード回路は、第1及び第2の回路に分割され、一の第3の回路が、多くの位置(より多くのオプション、より多くの最適化)のうち1つに配置され、他の、より多くの及び/又は全ての回路を(よりフレキシブルに、より効果的に)制御するために用いられ得る。これらは大きな改良である。
【0007】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、発光ダイオード回路が、発光ダイオード回路に給電するために電源から供給電圧を受信するために設けられ、第3の回路が、第3の回路に給電するために第2の回路から給電電圧を受信するために設けられることにより規定される。電源は、交流電圧を供給するための交流電源であってもよく、直流電圧を供給するための整流装置を備えた交流電源であってもよく、直流電圧を供給するための直流電源であってもよい。
【0008】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、給電電圧が、第2の回路間に存在する電圧であることにより規定される。これは、簡素で低コストの実施形態である。
【0009】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第3の回路が、第2の回路の終端端子に結合された給電端子を有することにより規定される。これは、実現が容易である、簡素で低コストの実施形態である。
【0010】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、少なくとも1つの発光ダイオードユニットが、第1の発光ダイオードユニット、及び/又は、発光ダイオード回路の第4の回路の第3の発光ダイオードユニットを有することにより規定される。第3の回路は、第1の回路における第1の発光ダイオードユニットを制御してもよく、及び/又は、第4の回路における第3の発光ダイオードユニットを制御してもよい。この第4の回路は、第1及び/若しくは第2の回路と直列に結合されてもよく、又は、第1の回路と並列に若しくは第1及び第2の回路等の組み合わせに結合されてもよい。
【0011】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第3の回路が、少なくとも第2の発光ダイオードユニットを更に制御するために設けられることにより規定される。第3の回路は、第1の発光ダイオードユニット及び/又は第3の発光ダイオード回路を制御することに加えて、第2の回路における第2の発光ダイオードユニットを制御してもよい。これは、効果的な実施形態である。
【0012】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、前記の制御が、調光、フリッカー抑制、色制御及び/又は温度プロテクションの目的で、少なくとも1つの発光ダイオードユニットを流れる電流を制御することを有することにより規定される。電流は、少なくとも1つの発光ダイオードユニットと直列又は並列に結合された制御装置を介して制御され得る。
【0013】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第3の回路が、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び/又はプロセッサを有することにより規定される。斯様な装置又は要素は、多くの場合、供給電圧よりも非常に小さい給電電圧しか必要としない。
【0014】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第1の回路が、1若しくはそれ以上の更なる第1の発光ダイオードユニット及び/若しくは1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに/又は、第2の回路が、1若しくはそれ以上の更なる第2の発光ダイオードユニット及び/若しくは1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有し、並びに/又は、発光ダイオード回路が、1若しくはそれ以上の他のユニットを更に有することにより規定される。発光ダイオードユニットは、それぞれ、1又はそれ以上の発光ダイオードを有する。他のユニットは、発光ダイオードユニットではなく、発光ダイオードユニットと直列及び/又は並列に結合される。他のユニットは、抵抗、電源、制御装置、他の装置及び他の要素であり得る。
【0015】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、発光ダイオードユニットのうち1若しくはそれ以上について、各ダイオードユニットが、逆並列発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、第3の回路が整流回路を介して第2の回路と並列に結合されるか、又は、発光ダイオードユニットのうち1若しくはそれ以上について、各ダイオードユニットが、単一方向(uni-directional)発光ダイオードの部分を有するか若しくは形成し、第3の回路が、接続を介して第2の回路と並列に結合されることにより規定される。交流供給電圧の場合において、逆並列発光ダイオードが用いられてもよく、1つのダイオード若しくは2つのダイオード又は4つのダイオードをもつダイオードブリッジ等のような整流回路が、第2の回路間の交流電圧を、第3の回路のための直流給電電圧に変換するために用いられてもよい。直流電圧の場合において、単一方向発光ダイオードが用いられてもよく、簡素な接続が、第2の回路間の直流電圧を、直流給電電圧として第3の回路に送るために用いられてもよい。
【0016】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第3の回路が、第1及び第2の回路に給電するためのコンバータの部分を形成することにより規定される。ここで、コンバータ及び第3の回路は組み合わせられ、これは、この実施形態をより高効率の実施形態にする。
【0017】
一実施形態によれば、発光ダイオード回路は、第3の回路が、コンバータの制御の部分を形成するか、又は、この制御が、第3の回路の部分を形成することにより規定される。コンバータは、第1及び第2の回路に給電する。コンバータの制御は、第2の回路を介して給電される。この制御は、第3の回路の部分を有するか又は形成する。
【0018】
本発明の第2の態様によれば、前に規定された発光ダイオード回路を有するデバイスが提供される。
【0019】
本発明は、完全な自給セグメントが高価なソリューションであるという見識に基づいている。本発明は、第1及び第2の発光ダイオードユニットを備えた直列に結合された第1及び第2の回路を有する発光ダイオード回路において、第3の回路が、第2の回路と並列に結合されるとともに、第2の回路の外側に配置された少なくとも1つの発光ダイオードユニットを制御すべきであるという基本的な概念に基づいている。
【0020】
本発明は、改良された発光ダイオード回路を提供するという課題を解決している。本発明は、より多くのオプション、より多くの最適化、より多くのフレキシビリティ、及び/又は、より多くの効率が可能になるという点について、更に有利である。
【0021】
本発明のこれらの及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照して説明されるだろう。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図1において、電源16、第1の回路11及び第2の回路12の第1の直列接続を有し、電源17、第4の回路14及び第5の回路15の第2の直列接続を有する第1の発光ダイオード回路1が示されている。第1及び第4の回路11及び14は、それぞれ、4つの直列発光ダイオードを有する。第2及び第5の回路12及び15は、それぞれ、2つの直列発光ダイオードを有する。第1及び第2の直列接続は、互いに並列に接続され、発光ダイオード回路1を給電するための直流電源2に接続される。発光ダイオード回路1は、少なくとも第1の回路11又は第4の回路14における少なくとも1つの発光ダイオードを制御するための第3の回路13を更に有する。好ましくは、第3の回路13は、少なくとも第1の回路11若しくは第4の回路14における各発光ダイオードを制御するか、又は、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれにおける少なくとも1つの発光ダイオードを制御する。最も好ましくは、第3の回路13は、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれにおける各発光ダイオードを制御する。
【0024】
第3の回路13は、第3の回路13に給電するために第2の回路12から給電電圧を受信するように設けられる。好ましくは、この給電電圧は、第2の回路間に存在する電圧である。この理由のために、第3の回路13は、第2の回路12の終端端子に結合された給電端子21,22を備え得る。第3の回路13は、例えば、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び/又はプロセッサ等を有する。
【0025】
図1に示されるような第1の発光ダイオード回路1において、前記の制御は、例えば調光、フリッカー抑制、色制御及び/又は温度プロテクション等の目的で、少なくとも1つの発光ダイオードを流れる電流の制御を有する。この理由のために、第3の回路13の出力部は、電源16,17の入力を制御するように接続される。
【0026】
実際の実装において、給電端子21の上流の、第1の回路11と第2の回路12との間に電源16を配置することが最良の選択であり得る。オプション的な第2の列において、電源17は、第5の回路15の下流に配置されてもよく、又は、第4の回路14と第5の回路15との間に配置されてもよい。
【0027】
代わりに、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれは、任意の種類の直列及び/又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有してもよい。最低限の状況においては、第1及び第2の回路11,12だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び/又は並列接続における第1,第2,第4及び第5の回路11,12,14,15に追加される第6の回路は、除外されてはならない。双方の電源16,17は、一の電源に組み合わせられてもよく、及び/又は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の直列制御装置に置換されてもよい。
【0028】
図2において、電源16,17が抵抗18,19に置換され、第2及び第5の回路12,15が2つの発光ダイオードと直列に接続された電源31,32をもち、第3の回路13により制御される点のみについて、
図1に示されたものと異なる第2の発光ダイオード回路1が示されている。
【0029】
図3において、第1及び第4の回路11,14が、ぞれぞれ、2つの直列発光ダイオードを有し、第1(第2,第4、第5)の回路11(12,14,15)において、2つの直列発光ダイオードがトランジスタ43(41,44,42)を介してブリッジされ得る点のみについて、
図2に示されたものと異なる第3の発光ダイオード回路1が示されている。トランジスタ41〜44は、第3の回路13により制御される。この理由のために、第3の回路13の出力は、これらのトランジスタ41〜44の電極を制御するように接続される。
【0030】
代わりに、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれは、任意の種類の直列及び/又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有し得る。最低限の状況において、回路毎に1つだけのトランジスタが存在してもよい。より高度な状況において、1よりも多いトランジスタが、回路毎に存在してもよい。最大限の状況において、発光ダイオード毎のトランジスタが用いられてもよい。電源31,32は、第3の回路13により同様に制御されてもよい。示されていない、例えば任意の種類の直列及び/又は並列接続における第1,第2,第4及び第5の回路11,12,14,15に追加される第6の回路は、除外されてはならない。双方の電源31,32は、一の電源に組み合わせられてもよく、及び/又は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の直列制御装置に置換されてもよい。各トランジスタ41〜44は、例えば切り替え可能な受動素子等のような他の並列制御装置に置換されてもよい。
【0031】
図4において、抵抗18、第1の回路11、第2の回路12及び第1の直列制御装置33の第1の直列接続を有し、抵抗19、第4の回路14、第5の回路15及び第2の直列制御装置34の第2の直列接続を有する、第4の発光ダイオード回路1が示されている。第1及び第4の回路11,14は、それぞれ、逆並列発光ダイオードの4つの組、又は、4つの直列発光ダイオードをそれぞれもつ2つの逆並列ストリングスを有する。第2及び第5の回路12,15は、それぞれ、逆並列発光ダイオードの2つの組、又は、2つの直列発光ダイオードをそれぞれもつ2つの逆並列ストリングスを有する。第1及び第2の直列接続は、互いに並列に接続され、発光ダイオード回路1に給電するために交流電源3に接続される。発光ダイオード回路1は、少なくとも第1の回路11又は第4の回路14を制御するための第3の回路13を更に有する。好ましくは、第3の回路13は、少なくとも第1の回路11又は第4の回路14における各発光ダイオードを制御するか、又は、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれにおける少なくとも1つの発光ダイオードを制御する。最も好ましくは、第3の回路13は、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15における各発光ダイオードを制御する。
【0032】
第3の回路13は、第3の回路13に給電するために第2の回路12から給電電圧を受信するために設けられる。好ましくは、この給電電圧は、第2の回路12間に存在する電圧である。この理由のために、第3の回路13は、整流回路35を介して第2の回路12の上流側端子に結合された給電端子21を備え、第2の回路12の下流側端子に結合された給電端子22を備える。第3の回路13は、例えば、多くの場合直流電圧を必要とする、トランジスタ、オペアンプ、コンパレータ、センサ、アナログ回路、デジタル回路及び/又はプロセッサ等を有する。整流回路35はダイオードであり得る。代わりに、2つのダイオード、又は、4つのダイオードをもつダイオードブリッジが用いられてもよい。更に代わりに、整流回路35は、第3の回路13に転換されてもよい。
【0033】
図4に示されたような第4の発光ダイオード回路1において、前記の制御は、例えば、調光、フリッカー抑制、色制御及び/又は温度プロテクション等の目的で、少なくとも1つの発光ダイオードを流れる電流の制御を有する。この理由のために、第3の回路13の出力部は、直列制御装置33,34の入力を制御するように接続される。
【0034】
代わりに、第1、第2、第4及び第5の回路11,12,14,15のそれぞれは、任意の種類の直列及び/又は並列接続において他の数の発光ダイオードを有し得る。最低限の状況においては、第1及び第2の回路11,12だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び/又は並列接続における第1,第2,第4及び第5の回路11,12,14,15に追加される第6の回路は、除外されてはならない。双方の直列制御装置33,34は、一の直列制御装置に組み合わせられてもよく、並びに/又は、前述された並列制御装置等と置換され及び/若しくは拡張されてもよい。双方の直列制御装置33,34は、抵抗18,19を置換してもよく、これらの抵抗18,19の近くに配置されてもよい。
【0035】
図5において、整流装置37、コンバータ38並びに第1及び第2の回路11,12を有する第5の発光ダイオード回路1が示されている。整流装置37の入力部は、交流電源3の出力部に結合され、整流装置37の出力部は、コンバータ38の入力部に結合され、コンバータ38の出力部は、第1及び第2の回路11及び12の直列接続の終端端子に結合される。第1及び第2の回路11,12のそれぞれは、1又はそれ以上の発光ダイオードを有する。第1の回路11と第2の回路12との間の中間端子は、例えばダイオード36を介して、ここではコンバータ38の部分を形成する第3の回路13に結合される。代わりに、このダイオード36は、コンバータ38及び/又は第3の回路13に転換されてもよい。更に代わりに、このダイオード36は、1若しくはそれ以上の他の素子若しくは接続に置換されてもよく、及び/又は、1若しくはそれ以上の素子により拡張されてもよい。
【0036】
第2の回路12から得られた電圧は、これまで用いられてきたより高価であまり効率的ではないソリューションを置き換えるために、コンバータ38の制御を出力するために用いられる。第3の回路13は、コンバータ38の制御の部分を形成するか、又は、この制御が、第3の回路13の部分を形成する。
【0037】
図5における第1及び第2の回路11,12のそれぞれは、任意の種類の直列及び/又は並列接続において任意の数の発光ダイオードを有してもよい。最低限の状況においては、第1及び第2の回路11,12だけが存在するだろう。示されていない、例えば任意の種類の直列及び/又は並列接続における前述されたような第1及び第2の回路11,12に追加される第4の回路は、除外されてはならない。コンバータ38は、任意の種類のコンバータであり得る。
【0038】
如何なる実施形態においても、キャパシタが、直流電源2からの直流供給電圧を平滑化するため、及び、第2の回路2から第3の回路3に供給された給電電圧を平滑化するために追加されてもよい。直流電源2は、バッテリ等であってもよく、又は、
図5に示されたような交流電源3及び整流装置37の組み合わせであってもよい。
【0039】
要約すると、第1及び第2の発光ダイオードをもつ直列に結合された第1及び第2の回路11,12を有する発光ダイオード回路1において、第3の回路13は、第1の回路11における第1の発光ダイオード及び/又は第4の回路14における第3の発光ダイオードを制御するために第2の回路12と並列に結合される。これは、より多くのオプション、より多くの最適化、より多くのフレキシビリティ及び/又はより多くの効率を可能にする。発光ダイオード回路1は、発光ダイオード回路1に給電するための電源2,3から供給電圧を受信する。第3の回路13は、第3の回路13に給電するために第2の回路12から給電電圧を受信する。給電電圧は、第2の回路12間に存在する電圧であり得る。第3の回路13は、第2の回路12における第2の発光ダイオードを更に制御し得る。前記の制御は、調光、フリッカー抑制、色制御及び/又は温度プロテクションの目的で、発光ダイオードを流れる電流を制御することを有し得る。
【0040】
本発明は、図面及び前述した説明において詳細に示され説明された一方で、斯様な図示及び説明は、例示又は単なる例であり、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。例えば、異なって開示された実施形態の異なる部分が新たな実施形態に組み合わせられる実施形態において本発明を動作させることが可能である。
【0041】
開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解され実施され得る。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。