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JP5734764B2 - LED lighting device, display device including the same, and control method of LED lighting device - Google Patents
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LED lighting device, display device including the same, and control method of LED lighting device Download PDF

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Description

本発明は、LED点灯装置、これを備えた表示装置およびLED点灯装置の制御方法に関する。   The present invention relates to an LED lighting device, a display device including the same, and a method for controlling the LED lighting device.

従来、図5に示すように、交流電源から供給された交流電圧を整流素子(ブリッジダイオード)B1で全波整流して、整流電圧を、直列接続された複数のLED(LED1〜LEDn)から構成されるLED素子11に加えることで、LED素子11を点灯させるLED点灯装置が知られている。   Conventionally, as shown in FIG. 5, an AC voltage supplied from an AC power source is full-wave rectified by a rectifying element (bridge diode) B1, and the rectified voltage is composed of a plurality of LEDs (LED1 to LEDn) connected in series. An LED lighting device for lighting the LED element 11 by adding to the LED element 11 is known.

このとき、電流制御部120が、LED素子11に流れる電流を一定電流に制御する。具体的には、電流制御部120は、N型MOSトランジスタQ11と、抵抗R11〜R14と、シャントレギュレータIC11と、を有する。トランジスタQ11は、ドレインがLED素子11のカソードに接続され、ソースが抵抗R11に接続されている。抵抗R12とR13は、トランジスタQ11のソースの電圧を分圧した参照電圧を出力する。シャントレギュレータIC11は、入力された参照電圧が一定となるように、トランジスタQ11のゲートの電圧を制御する。これにより、トランジスタQ11のソースの電圧が一定になるように制御されるので、抵抗R11に流れる電流(つまり、LED素子11に流れる電流)が一定電流に制御される。   At this time, the current control unit 120 controls the current flowing through the LED element 11 to a constant current. Specifically, the current control unit 120 includes an N-type MOS transistor Q11, resistors R11 to R14, and a shunt regulator IC11. The transistor Q11 has a drain connected to the cathode of the LED element 11 and a source connected to the resistor R11. Resistors R12 and R13 output a reference voltage obtained by dividing the source voltage of the transistor Q11. The shunt regulator IC11 controls the gate voltage of the transistor Q11 so that the input reference voltage is constant. Thereby, since the voltage of the source of the transistor Q11 is controlled to be constant, the current flowing through the resistor R11 (that is, the current flowing through the LED element 11) is controlled to a constant current.

このLED点灯装置に類似したものとして、例えば、特許文献1に記載された装置が知られている。   As a device similar to this LED lighting device, for example, a device described in Patent Document 1 is known.

特開2004−093657号公報JP 2004-093657 A

上記従来のLED点灯装置では、LED素子11に一定電流が流れて点灯することにより、整流素子B1、LED素子11および電流制御部120の温度は上昇する。この電流による温度上昇に加えて、LED点灯装置を屋外に設置した場合、直射日光の影響などによって更に温度上昇しやすく、温度上昇によりLED点灯装置の耐久性が低下する恐れがある。また、温度上昇により、LED素子11の順方向電圧Vfが低下すると、電流制御部120のトランジスタQ11及び抵抗R11に加わる電圧が増加するので、このトランジスタQ11及び抵抗R11での電力の損失が増加する。これらの理由から、LED点灯装置の温度上昇を抑制することが好ましい。   In the conventional LED lighting device described above, the LED element 11 is turned on when a constant current flows, so that the temperatures of the rectifying element B1, the LED element 11, and the current control unit 120 rise. In addition to the temperature increase due to this current, when the LED lighting device is installed outdoors, the temperature is likely to increase further due to the influence of direct sunlight, and the durability of the LED lighting device may be reduced due to the temperature increase. Further, when the forward voltage Vf of the LED element 11 decreases due to the temperature rise, the voltage applied to the transistor Q11 and the resistor R11 of the current control unit 120 increases, so that the power loss in the transistor Q11 and the resistor R11 increases. . For these reasons, it is preferable to suppress the temperature rise of the LED lighting device.

そこで、本発明は、温度上昇を抑制できるLED点灯装置、これを備えた表示装置およびLED点灯装置の制御方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the LED lighting device which can suppress a temperature rise, a display apparatus provided with the same, and the control method of an LED lighting device.

本発明の一態様に係る実施例に従ったLED点灯装置は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第1端子及び第2端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第1端子に一端が接続されたLED素子と、
前記LED素子の他端と前記第2端子との間に接続され、前記LED素子に流れる電流を、温度上昇に伴って減少するように制御する電流制御部と、を備えることを特徴とする。
An LED lighting device according to an embodiment according to one aspect of the present invention,
A rectifying element that rectifies an AC voltage supplied from an AC power source and outputs a rectified voltage between the first terminal and the second terminal;
An LED element having one end connected to the first terminal;
A current control unit that is connected between the other end of the LED element and the second terminal and controls the current flowing through the LED element to decrease as the temperature rises;

上記LED点灯装置において、
前記電流制御部は、
前記LED素子の他端に一端が接続された電流制御素子と、
前記電流制御素子の他端と前記第2端子との間に接続された第1抵抗と、
前記電流制御素子の他端の電圧を、温度上昇に伴って低下する温度依存電圧だけ降圧して、参照電圧を生成する降圧部と、
前記参照電圧が一定となるように、前記電流制御素子の制御端子の電圧を制御する電圧制御部と、を有しても良い。
In the LED lighting device,
The current controller is
A current control element having one end connected to the other end of the LED element;
A first resistor connected between the other end of the current control element and the second terminal;
A step-down unit that steps down the voltage at the other end of the current control element by a temperature-dependent voltage that decreases as the temperature rises, and generates a reference voltage;
A voltage control unit that controls a voltage of a control terminal of the current control element so that the reference voltage is constant.

上記LED点灯装置において、
前記降圧部は、
前記電流制御素子の他端にアノードが接続されたダイオード素子と、
前記ダイオード素子のカソードと前記第2端子との間に接続された第2抵抗と、を有しても良い。
In the LED lighting device,
The step-down unit is
A diode element having an anode connected to the other end of the current control element;
You may have the 2nd resistance connected between the cathode of the said diode element, and the said 2nd terminal.

上記LED点灯装置において、
前記温度依存電圧は、前記ダイオード素子の温度上昇に伴って低下しても良い。
In the LED lighting device,
The temperature dependent voltage may decrease as the temperature of the diode element increases.

上記LED点灯装置において、
前記ダイオード素子は、前記電流制御素子の他端と前記第2抵抗との間に直列接続された複数のダイオードで構成されていても良い。
In the LED lighting device,
The diode element may include a plurality of diodes connected in series between the other end of the current control element and the second resistor.

上記LED点灯装置において、
前記電圧制御部は、
前記第1端子に一端が接続された第3抵抗と、
前記第3抵抗の他端および前記電流制御素子の制御端子にカソードが接続され、前記第2端子にアノードが接続され、前記参照電圧が基準端子に供給され、前記参照電圧が増加すると前記カソードの電圧が低下して、前記参照電圧が低下すると前記カソードの電圧が増加するシャントレギュレータと、を有しても良い。
In the LED lighting device,
The voltage controller is
A third resistor having one end connected to the first terminal;
A cathode is connected to the other end of the third resistor and a control terminal of the current control element, an anode is connected to the second terminal, the reference voltage is supplied to a reference terminal, and when the reference voltage increases, And a shunt regulator that increases the voltage of the cathode when the reference voltage decreases.

上記LED点灯装置において、
前記整流素子は、ブリッジダイオードであっても良い。
In the LED lighting device,
The rectifying element may be a bridge diode.

上記LED点灯装置において、
前記LED素子は、前記第1端子と前記電流制御部との間に直列接続された複数のLEDで構成されていても良い。
In the LED lighting device,
The LED element may include a plurality of LEDs connected in series between the first terminal and the current control unit.

上記LED点灯装置において、
前記電流制御素子は、N型MOSトランジスタであっても良い。
In the LED lighting device,
The current control element may be an N-type MOS transistor.

上記LED点灯装置において、
前記交流電源からの前記交流電圧に代えて、直流電源からの直流電圧が、前記整流素子を通さず、直接前記第1端子と前記第2端子間に供給されても良い。
In the LED lighting device,
Instead of the AC voltage from the AC power source, a DC voltage from a DC power source may be directly supplied between the first terminal and the second terminal without passing through the rectifying element.

本発明の一態様に係る実施例に従った表示装置は、
上記LED点灯装置と、
交流電源から供給された交流電圧を前記LED点灯装置の前記整流素子に加えるか否か制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
A display device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
The LED lighting device;
And a control unit for controlling whether or not to apply an AC voltage supplied from an AC power source to the rectifying element of the LED lighting device.

本発明の一態様に係る実施例に従ったLED点灯装置の制御方法は、
交流電源から供給された交流電圧を整流して第1端子及び第2端子間から整流電圧を出力する整流素子と、前記第1端子に一端が接続されたLED素子と、前記LED素子の他端と前記第2端子との間に接続された電流制御部と、を備えるLED点灯装置の制御方法であって、
前記電流制御部により、前記LED素子に流れる電流を、温度上昇に伴って減少するように制御することを特徴とする。
An LED lighting device control method according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A rectifying element that rectifies an AC voltage supplied from an AC power source and outputs a rectified voltage between the first terminal and the second terminal, an LED element having one end connected to the first terminal, and the other end of the LED element And a current control unit connected between the second terminal, and a control method of an LED lighting device comprising:
The current control unit controls the current flowing through the LED element so as to decrease as the temperature rises.

本発明の一態様に係るLED点灯装置によれば、電流制御部が、LED素子に流れる電流を温度上昇に伴って減少するように制御している。これにより、温度が上昇すると、LED点灯装置の各部に流れる電流が減少する。従って、温度に拘らず一定電流を流している場合よりも、温度上昇を抑制できる。よって、LED点灯装置の耐久性を増加させることができると共に、電流制御素子等での電力の損失を減少させることもできる。   According to the LED lighting device according to one aspect of the present invention, the current control unit controls the current flowing through the LED element to decrease as the temperature rises. Thereby, when temperature rises, the electric current which flows into each part of a LED lighting device reduces. Therefore, temperature rise can be suppressed as compared with the case where a constant current is applied regardless of the temperature. Therefore, the durability of the LED lighting device can be increased, and power loss in the current control element or the like can be reduced.

図1は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置を備える表示装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a display device including an LED lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置の入力電流を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing an input current of the LED lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. 図3は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置の入力電流を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an input current of the LED lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. 図4は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置と、従来のLED点灯装置との入力電流の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a change over time in input current between the LED lighting device according to Embodiment 1 of the present invention and the conventional LED lighting device. 図5は、従来のLED点灯装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional LED lighting device.

以下、本発明に係る実施例について図面に基づいて説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置10を備える表示装置の回路図である。表示装置は、LED点灯装置10と、制御部(制御盤)20と、を備える。制御部20は、例えば半導体リレーSSR(Solid State Relay)を用いて、交流電源Eから供給された交流電圧をLED点灯装置10に加えるか否か制御する。本実施例では、表示装置は、歩行者用信号機を構成しているものとする。   FIG. 1 is a circuit diagram of a display device including an LED lighting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The display device includes an LED lighting device 10 and a control unit (control panel) 20. The control unit 20 controls whether or not to apply the AC voltage supplied from the AC power source E to the LED lighting device 10 using, for example, a semiconductor relay SSR (Solid State Relay). In this embodiment, it is assumed that the display device constitutes a pedestrian traffic light.

LED点灯装置10は、整流素子B1と、LED素子11と、電流制御部12と、を備える。   The LED lighting device 10 includes a rectifying element B1, an LED element 11, and a current control unit 12.

整流素子B1は、4つのダイオードで構成されたブリッジダイオードであり、制御部20の交流電源Eから供給された交流電圧を全波整流して第1端子T1及び第2端子T2間から整流電圧Vrを出力する。   The rectifying element B1 is a bridge diode composed of four diodes, and full-wave rectifies the AC voltage supplied from the AC power source E of the control unit 20 to rectify the voltage Vr between the first terminal T1 and the second terminal T2. Is output.

LED素子11は、整流素子B1の第1端子T1にアノード(一端)が接続されている。本実施例では、LED素子11は、第1端子T1と電流制御部12との間に直列接続された第1から第nの複数のLED(LED1〜LEDn)で構成されている。   The LED element 11 has an anode (one end) connected to the first terminal T1 of the rectifying element B1. In the present embodiment, the LED element 11 is composed of first to n-th plurality of LEDs (LED1 to LEDn) connected in series between the first terminal T1 and the current control unit 12.

電流制御部12は、LED素子11のカソード(他端)、即ち第nのLED(LEDn)のカソードと、第2端子T2と、の間に接続され、LED素子11に流れる電流を、温度上昇に伴って減少するように制御する。   The current control unit 12 is connected between the cathode (the other end) of the LED element 11, that is, the cathode of the nth LED (LEDn), and the second terminal T <b> 2. It controls so that it decreases with.

具体的には、電流制御部12は、N型MOSトランジスタ(電流制御素子)Q1と、第1抵抗R1と、降圧部13と、電圧制御部14と、を有する。   Specifically, the current control unit 12 includes an N-type MOS transistor (current control element) Q1, a first resistor R1, a step-down unit 13, and a voltage control unit 14.

N型MOSトランジスタQ1は、LED素子11のカソードにドレイン(一端)が接続されている。   The N-type MOS transistor Q1 has a drain (one end) connected to the cathode of the LED element 11.

第1抵抗R1は、N型MOSトランジスタQ1のソース(他端)と第2端子T2との間に接続されている。   The first resistor R1 is connected between the source (the other end) of the N-type MOS transistor Q1 and the second terminal T2.

降圧部13は、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsを、温度上昇に伴って低下する温度依存電圧だけ降圧して、参照電圧Vrefを生成する。   The step-down unit 13 steps down the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 by a temperature-dependent voltage that decreases as the temperature rises to generate a reference voltage Vref.

電圧制御部14は、参照電圧Vrefが一定となるように、N型MOSトランジスタQ1のゲート(制御端子)の電圧Vgを制御する。   The voltage control unit 14 controls the voltage Vg of the gate (control terminal) of the N-type MOS transistor Q1 so that the reference voltage Vref is constant.

降圧部13は、ダイオード素子D1と、第2抵抗R2と、を有する。ダイオード素子D1は、N型MOSトランジスタQ1のソースにアノードが接続されている。第2抵抗R2は、ダイオード素子D1のカソードと第2端子T2との間に接続されている。   The step-down unit 13 includes a diode element D1 and a second resistor R2. The diode element D1 has an anode connected to the source of the N-type MOS transistor Q1. The second resistor R2 is connected between the cathode of the diode element D1 and the second terminal T2.

本実施例では、ダイオード素子D1は、N型MOSトランジスタQ1のソースと第2抵抗R2との間に直列接続された4つのダイオードで構成されているとする。これら4つのダイオードは、N型MOSトランジスタQ1のソースから第2抵抗R2に順方向電流を流すように接続されている。   In the present embodiment, it is assumed that the diode element D1 is composed of four diodes connected in series between the source of the N-type MOS transistor Q1 and the second resistor R2. These four diodes are connected so that a forward current flows from the source of the N-type MOS transistor Q1 to the second resistor R2.

温度依存電圧は、ダイオード素子D1を構成している各ダイオードの順方向電圧Vfの和である。従って、温度依存電圧は、ダイオード素子D1の温度上昇に伴って低下する。1つのダイオードの順方向電圧Vfの温度係数が約−2mV/℃であるとすると、本実施例では、温度依存電圧の温度係数は約−8mV/℃である。   The temperature dependent voltage is the sum of the forward voltages Vf of the diodes constituting the diode element D1. Therefore, the temperature dependent voltage decreases as the temperature of the diode element D1 increases. Assuming that the temperature coefficient of the forward voltage Vf of one diode is about −2 mV / ° C., in this embodiment, the temperature coefficient of the temperature dependent voltage is about −8 mV / ° C.

電圧制御部14は、第3抵抗R3と、シャントレギュレータIC1と、を有する。第3抵抗R3は、第1端子T1に一端が接続されている。   The voltage control unit 14 includes a third resistor R3 and a shunt regulator IC1. One end of the third resistor R3 is connected to the first terminal T1.

シャントレギュレータIC1は、第3抵抗R3の他端およびN型MOSトランジスタQ1のゲートにカソードが接続され、第2端子T2にアノードが接続され、参照電圧Vrefが基準端子に供給されている。シャントレギュレータIC1は、参照電圧Vrefが増加するとカソードの電圧Vgが低下して、参照電圧Vrefが低下するとカソードの電圧Vgが増加するように動作する。   In the shunt regulator IC1, the cathode is connected to the other end of the third resistor R3 and the gate of the N-type MOS transistor Q1, the anode is connected to the second terminal T2, and the reference voltage Vref is supplied to the reference terminal. The shunt regulator IC1 operates so that when the reference voltage Vref increases, the cathode voltage Vg decreases, and when the reference voltage Vref decreases, the cathode voltage Vg increases.

以上の構成により、LED点灯装置10は、次のように動作する。   With the above configuration, the LED lighting device 10 operates as follows.

整流電圧Vrは、交流電圧に応じて、例えば約0Vから約140Vの間で周期的に変化する。そして、整流電圧Vrが所定の電圧以上となった各期間で、LED素子11が導通して電流が流れ、点灯する。   The rectified voltage Vr changes periodically between about 0 V and about 140 V, for example, according to the AC voltage. Then, in each period when the rectified voltage Vr is equal to or higher than a predetermined voltage, the LED element 11 is turned on, a current flows, and it is lit.

LED素子11の電流は、一定温度の条件では、温度依存電圧が一定であるため、電流制御部12によってほぼ一定電流に制御される。つまり、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsがダイオード素子D1の温度依存電圧だけ降圧されて、基準電圧Vrefが得られる。N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsが増加すると、基準電圧Vrefが増加する。すると、基準電圧Vrefがほぼ一定に保たれるように、シャントレギュレータIC1のカソードの電圧Vgが低下して、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsが低下する。従って、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vs、即ち第1抵抗R1の一端の電圧Vsは、ほぼ一定に保たれるので、LED素子11に流れる電流は、ほぼ一定電流に制御される。   The current of the LED element 11 is controlled to be substantially constant by the current controller 12 because the temperature-dependent voltage is constant under the condition of constant temperature. That is, the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 is stepped down by the temperature-dependent voltage of the diode element D1, and the reference voltage Vref is obtained. When the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 increases, the reference voltage Vref increases. Then, the cathode voltage Vg of the shunt regulator IC1 is lowered and the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 is lowered so that the reference voltage Vref is kept substantially constant. Therefore, the voltage Vs at the source of the N-type MOS transistor Q1, that is, the voltage Vs at one end of the first resistor R1, is kept substantially constant, so that the current flowing through the LED element 11 is controlled to be substantially constant.

このようにして、整流素子B1、LED素子11、N型MOSトランジスタQ1及び第1抵抗R1などに電流が流れると、これらは発熱して温度が上昇する。   Thus, when a current flows through the rectifying element B1, the LED element 11, the N-type MOS transistor Q1, the first resistor R1, and the like, these generate heat and the temperature rises.

上記各素子の温度上昇や外部からの熱による温度上昇等によりダイオード素子D1の温度が上昇すると、その温度依存電圧は、前述のように約−8mV/℃の温度係数で低下する。そのため、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsが変化しなくとも、基準電圧Vrefが増加する。すると、基準電圧Vrefがほぼ一定に保たれるように、シャントレギュレータIC1のカソードの電圧Vgが低下して、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsが低下する。従って、LED素子11に流れる電流は減少する。   When the temperature of the diode element D1 rises due to the temperature rise of each element or the temperature rise due to heat from the outside, the temperature dependent voltage drops with a temperature coefficient of about −8 mV / ° C. as described above. Therefore, even if the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 does not change, the reference voltage Vref increases. Then, the cathode voltage Vg of the shunt regulator IC1 is lowered and the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 is lowered so that the reference voltage Vref is kept substantially constant. Therefore, the current flowing through the LED element 11 decreases.

この動作と逆に、温度が低下すると、LED素子11に流れる電流は増加する。   Contrary to this operation, when the temperature decreases, the current flowing through the LED element 11 increases.

図2は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置10の入力電流を示す波形図である。この図2は、通電直後の初期状態を示す。同図の縦軸は、交流電源EからLED点灯装置10に入力される入力電流を示し、横軸は時間を示す。同図に示すように、入力電流は、正負に変化する矩形波となっていて、その周期は交流電源Eの交流電圧の周期と等しい。入力電流の絶対値の最大値は、ほぼ一定値に制御されている。この入力電流の大部分は、LED素子11に流れる電流である。   FIG. 2 is a waveform diagram showing an input current of the LED lighting device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an initial state immediately after energization. The vertical axis of the figure shows the input current input from the AC power source E to the LED lighting device 10, and the horizontal axis shows time. As shown in the figure, the input current is a rectangular wave that changes positively and negatively, and its cycle is equal to the cycle of the AC voltage of the AC power source E. The maximum absolute value of the input current is controlled to a substantially constant value. Most of the input current is a current flowing through the LED element 11.

図3は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置10の入力電流を示す波形図である。この図3は、図2の初期状態から30分通電後の状態を示す。同図の縦軸及び横軸は、図2と同一スケールである。   FIG. 3 is a waveform diagram showing an input current of the LED lighting device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a state after energization for 30 minutes from the initial state of FIG. The vertical and horizontal axes in the figure are the same scale as in FIG.

図2及び図3に示した範囲Aから分かるように、30分通電後では、交流電源EからLED点灯装置10に入力される入力電流の最大値が減少している。このことは、温度上昇に起因する。   As can be seen from the range A shown in FIGS. 2 and 3, the maximum value of the input current input from the AC power source E to the LED lighting device 10 decreases after 30 minutes of energization. This is due to the temperature rise.

図4は、本発明の実施例1に係るLED点灯装置10と、従来のLED点灯装置(図5)との入力電流の時間変化を示す図である。同図の縦軸は、交流電源EからLED点灯装置10に入力される入力電流の平均値を示し、横軸は時間を示す。   FIG. 4 is a diagram showing a time change of input current between the LED lighting device 10 according to the first embodiment of the present invention and the conventional LED lighting device (FIG. 5). The vertical axis in the figure indicates the average value of the input current input from the AC power source E to the LED lighting device 10, and the horizontal axis indicates time.

同図に示すように、本実施例のLED点灯装置10では、入力電流の平均値は、時間の経過と共に減少している。つまり、入力電流の平均値は、初期状態で約80mAであり、30分通電後に約75.5mAに減少している。この30分の期間で、通電の影響により、例えば、N型MOSトランジスタQ1の温度は約35℃上昇している。   As shown in the figure, in the LED lighting device 10 of the present embodiment, the average value of the input current decreases with the passage of time. That is, the average value of the input current is about 80 mA in the initial state, and is reduced to about 75.5 mA after energization for 30 minutes. In the period of 30 minutes, for example, the temperature of the N-type MOS transistor Q1 has increased by about 35 ° C. due to the influence of energization.

一方、図5の従来のLED点灯装置では、入力電流の平均値は、時間の経過と共に減少せず、30分通電後でもほぼ一定電流に制御されている。この30分の期間で、通電の影響により、例えば、図5のN型MOSトランジスタQ11の温度は約40℃上昇している。   On the other hand, in the conventional LED lighting device of FIG. 5, the average value of the input current does not decrease with the passage of time, and is controlled to a substantially constant current even after energization for 30 minutes. During the period of 30 minutes, for example, the temperature of the N-type MOS transistor Q11 of FIG.

このように、本実施例のLED点灯装置10により、従来のLED点灯装置に比して、温度上昇を抑制できる。   Thus, the LED lighting device 10 of the present embodiment can suppress the temperature rise as compared with the conventional LED lighting device.

以上で説明した様に、本実施例のLED点灯装置10によれば、降圧部13が、N型MOSトランジスタQ1のソースの電圧Vsを、温度上昇に伴って低下する温度依存電圧だけ降圧して参照電圧Vrefを生成して、電圧制御部14が、参照電圧Vrefが一定となるようにN型MOSトランジスタQ1のゲートの電圧Vgを制御するようにしている。これにより、温度が上昇すると、参照電圧Vrefが増加する。すると、電圧制御部14は、参照電圧Vrefが一定となるように、N型MOSトランジスタQ1のゲートの電圧Vgを低下させるので、N型MOSトランジスタQ1の電流が減少する。即ち、温度が上昇すると、LED点灯装置10の各部に流れる電流が減少する。   As described above, according to the LED lighting device 10 of the present embodiment, the step-down unit 13 steps down the source voltage Vs of the N-type MOS transistor Q1 by a temperature-dependent voltage that decreases as the temperature rises. The reference voltage Vref is generated, and the voltage controller 14 controls the voltage Vg of the gate of the N-type MOS transistor Q1 so that the reference voltage Vref becomes constant. Thereby, when the temperature rises, the reference voltage Vref increases. Then, the voltage control unit 14 decreases the voltage Vg of the gate of the N-type MOS transistor Q1 so that the reference voltage Vref becomes constant, so that the current of the N-type MOS transistor Q1 decreases. That is, when the temperature rises, the current flowing through each part of the LED lighting device 10 decreases.

従って、温度に拘らず一定電流を流している場合よりも、電流に起因した温度上昇を効果的に抑制できる。これにより、LED点灯装置10の耐久性を増加させることができる。   Therefore, the temperature rise caused by the current can be more effectively suppressed than when a constant current is applied regardless of the temperature. Thereby, durability of the LED lighting device 10 can be increased.

特に、屋外に設置される歩行者用信号機においては、直射日光の影響などによってLED点灯装置10は更に温度上昇しやすくなる。本実施例のLED点灯装置10によれば、従来のLED点灯装置に比して温度上昇を抑制できるので、このような条件下においても、LED点灯装置10の耐久性を増加させることができる。   In particular, in a pedestrian traffic light installed outdoors, the temperature of the LED lighting device 10 is more likely to rise due to the influence of direct sunlight. According to the LED lighting device 10 of the present embodiment, since the temperature rise can be suppressed as compared with the conventional LED lighting device, the durability of the LED lighting device 10 can be increased even under such conditions.

その上、温度上昇が抑制されると、LED素子11の順方向電圧Vfの低下を抑制できるので、N型MOSトランジスタQ1及び抵抗R1に加わる電圧の増加を抑制できる。従って、このN型MOSトランジスタQ1及び抵抗R1での電力の損失を減少させることもできる。   In addition, when the temperature rise is suppressed, a decrease in the forward voltage Vf of the LED element 11 can be suppressed, so that an increase in voltage applied to the N-type MOS transistor Q1 and the resistor R1 can be suppressed. Accordingly, power loss in the N-type MOS transistor Q1 and the resistor R1 can be reduced.

また、図5の従来のLED点灯装置における抵抗R12をダイオード素子D1に置換すれば、本実施例のLED点灯装置10が実現できるので、複雑な制御回路を用いることなく、温度上昇を抑制できる。   Further, if the resistor R12 in the conventional LED lighting device of FIG. 5 is replaced with the diode element D1, the LED lighting device 10 of the present embodiment can be realized, so that the temperature rise can be suppressed without using a complicated control circuit.

また、ダイオード素子D1を構成している直列接続されたダイオードの数を増減することで、温度依存電圧の温度係数を変更できるので、温度上昇に対する電流の低減率を容易に変更することができる。   Further, since the temperature coefficient of the temperature-dependent voltage can be changed by increasing or decreasing the number of diodes connected in series constituting the diode element D1, the current reduction rate with respect to the temperature rise can be easily changed.

さらに、制御部(制御盤)20は、白熱電球を用いる既存の歩行者用信号機の制御部と同一のものであるため、白熱電球を用いる歩行者用信号機の白熱電球を、本実施例のLED点灯装置10に交換するだけで、LEDを用いた歩行者用信号機が低コストで容易に実現できる。   Furthermore, since the control part (control panel) 20 is the same as the control part of the existing pedestrian traffic light using the incandescent light bulb, the incandescent light bulb of the pedestrian traffic light using the incandescent light bulb is replaced with the LED of this embodiment. A pedestrian traffic light using LEDs can be easily realized at low cost simply by replacing the lighting device 10 with the lighting device 10.

以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, a concrete structure is not limited to the said Example, A various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention.

例えば、交流電源Eからの交流電圧に代えて、直流電源からの直流電圧が、整流素子B1を通さず、直接第1端子T1と第2端子T2間に供給されても良い。
また、表示装置が歩行者用信号機を構成している一例を説明したが、これに限られない。表示装置は、自動車用信号機を構成しても良く、また、LED素子11の点灯及び消灯によって何らかの情報を表示するような装置でも良い。
For example, instead of the AC voltage from the AC power source E, a DC voltage from the DC power source may be directly supplied between the first terminal T1 and the second terminal T2 without passing through the rectifying element B1.
Moreover, although the example which the display apparatus comprises the pedestrian traffic light was demonstrated, it is not restricted to this. The display device may constitute an automobile traffic light or may be a device that displays some information by turning on and off the LED element 11.

また、ダイオード素子D1は、1つのダイオードで構成されていても良く、直列接続された複数のダイオードで構成されていてもよい。さらに、LED素子11は、1つのLEDで構成されていても良い。   Moreover, the diode element D1 may be comprised by one diode, and may be comprised by the some diode connected in series. Furthermore, the LED element 11 may be comprised by one LED.

10 LED点灯装置
B1 整流素子
11 LED素子
12 電流制御部
13 降圧部
14 電圧制御部
LED1〜LEDn LED
Q1 N型MOSトランジスタ(電流制御素子)
R1 第1抵抗
R2 第2抵抗
R3 第3抵抗
D1 ダイオード素子
IC1 シャントレギュレータ
20 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LED lighting apparatus B1 Rectifier element 11 LED element 12 Current control part 13 Buck part 14 Voltage control part LED1-LEDn LED
Q1 N-type MOS transistor (current control element)
R1 1st resistance R2 2nd resistance R3 3rd resistance D1 Diode element IC1 Shunt regulator 20 Control part

Claims (11)

交流電源から供給された交流電圧を整流して第1端子及び第2端子間から整流電圧を出力する整流素子と、
前記第1端子に一端が接続されたLED素子と、
前記LED素子の他端と前記第2端子との間に接続され、前記LED素子に流れる電流を、温度上昇に伴って減少するように制御する電流制御部と、を備え
前記電流制御部は、
前記LED素子の他端に一端が接続された電流制御素子と、
前記電流制御素子の他端と前記第2端子との間に接続された第1抵抗と、
前記電流制御素子の他端の電圧を、温度上昇に伴って低下する温度依存電圧だけ降圧して、参照電圧を生成する降圧部と、
前記参照電圧が一定となるように、前記電流制御素子の制御端子の電圧を制御する電圧制御部と、を有する
ことを特徴とするLED点灯装置。
A rectifying element that rectifies an AC voltage supplied from an AC power source and outputs a rectified voltage between the first terminal and the second terminal;
An LED element having one end connected to the first terminal;
A current control unit that is connected between the other end of the LED element and the second terminal and controls the current flowing through the LED element to decrease as the temperature rises ;
The current controller is
A current control element having one end connected to the other end of the LED element;
A first resistor connected between the other end of the current control element and the second terminal;
A step-down unit that steps down the voltage at the other end of the current control element by a temperature-dependent voltage that decreases as the temperature rises, and generates a reference voltage;
A voltage control unit that controls a voltage of a control terminal of the current control element so that the reference voltage is constant ;
前記降圧部は、
前記電流制御素子の他端にアノードが接続されたダイオード素子と、
前記ダイオード素子のカソードと前記第2端子との間に接続された第2抵抗と、を有する
ことを特徴とする請求項に記載のLED点灯装置。
The step-down unit is
A diode element having an anode connected to the other end of the current control element;
LED lighting device according to claim 1, characterized in that it comprises a second resistor connected between the cathode and the second terminal of the diode element.
前記温度依存電圧は、前記ダイオード素子の温度上昇に伴って低下する
ことを特徴とする請求項に記載のLED点灯装置。
The LED lighting device according to claim 2 , wherein the temperature-dependent voltage decreases as the temperature of the diode element increases.
前記ダイオード素子は、前記電流制御素子の他端と前記第2抵抗との間に直列接続された複数のダイオードで構成されている
ことを特徴とする請求項又は請求項に記載のLED点灯装置。
The diode element, LED lighting according to claim 2 or claim 3, characterized in that it is composed of a plurality of diodes connected in series between the other end and the second resistor of the current control element apparatus.
前記電圧制御部は、
前記第1端子に一端が接続された第3抵抗と、
前記第3抵抗の他端および前記電流制御素子の制御端子にカソードが接続され、前記第2端子にアノードが接続され、前記参照電圧が基準端子に供給され、前記参照電圧が増加すると前記カソードの電圧が低下して、前記参照電圧が低下すると前記カソードの電圧が増加するシャントレギュレータと、を有する
ことを特徴とする請求項から請求項の何れかに記載のLED点灯装置。
The voltage controller is
A third resistor having one end connected to the first terminal;
A cathode is connected to the other end of the third resistor and a control terminal of the current control element, an anode is connected to the second terminal, the reference voltage is supplied to a reference terminal, and when the reference voltage increases, It decreases the voltage, LED lighting device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a shunt regulator voltage of the cathode and the reference voltage is reduced to increase.
前記整流素子は、ブリッジダイオードである
ことを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載のLED点灯装置。
The LED lighting device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the rectifying element is a bridge diode.
前記LED素子は、前記第1端子と前記電流制御部との間に直列接続された複数のLEDで構成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載のLED点灯装置。
The LED lighting according to any one of claims 1 to 6 , wherein the LED element includes a plurality of LEDs connected in series between the first terminal and the current control unit. apparatus.
前記電流制御素子は、N型MOSトランジスタである
ことを特徴とする請求項から請求項の何れかに記載のLED点灯装置。
It said current control element, LED lighting device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the N-type MOS transistor.
前記交流電源からの前記交流電圧に代えて、直流電源からの直流電圧が、前記整流素子を通さず、直接前記第1端子と前記第2端子間に供給される
ことを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載のLED点灯装置。
The DC voltage from a DC power supply is directly supplied between the first terminal and the second terminal without passing through the rectifying element instead of the AC voltage from the AC power supply. The LED lighting device according to claim 8 .
請求項1から請求項の何れかに記載のLED点灯装置と、
交流電源から供給された交流電圧を前記LED点灯装置の前記整流素子に加えるか否か制御する制御部と、を備える
ことを特徴とする表示装置。
The LED lighting device according to any one of claims 1 to 8 ,
A control unit that controls whether or not to apply an AC voltage supplied from an AC power source to the rectifying element of the LED lighting device.
交流電源から供給された交流電圧を整流して第1端子及び第2端子間から整流電圧を出力する整流素子と、前記第1端子に一端が接続されたLED素子と、前記LED素子の他端と前記第2端子との間に接続された電流制御部と、を備え、前記電流制御部は、前記LED素子の他端に一端が接続された電流制御素子と、前記電流制御素子の他端と前記第2端子との間に接続された第1抵抗と、降圧部と、電圧制御部と、を有すLED点灯装置の制御方法であって、
前記降圧部により、前記電流制御素子の他端の電圧を、温度上昇に伴って低下する温度依存電圧だけ降圧して、参照電圧を生成し、
前記電圧制御部により、前記参照電圧が一定となるように、前記電流制御素子の制御端子の電圧を制御し、
前記電流制御部により、前記LED素子に流れる電流を、温度上昇に伴って減少するように制御する
ことを特徴とするLED点灯装置の制御方法。
A rectifying element that rectifies an AC voltage supplied from an AC power source and outputs a rectified voltage between the first terminal and the second terminal, an LED element having one end connected to the first terminal, and the other end of the LED element And a current control unit connected between the second terminal and the current control unit , wherein the current control unit includes a current control element having one end connected to the other end of the LED element, and the other end of the current control element. said first resistor connected between the second terminal, that Yusuke and step-down unit, a voltage control unit, a method of controlling an LED lighting device and,
By the step-down unit, the voltage at the other end of the current control element is stepped down by a temperature-dependent voltage that decreases as the temperature rises to generate a reference voltage,
The voltage control unit controls the voltage of the control terminal of the current control element so that the reference voltage is constant,
The method for controlling an LED lighting device, wherein the current control unit controls the current flowing through the LED element to decrease as the temperature rises.
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