JP2014086363A - Led drive device, led drive method, and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED駆動装置、LED駆動方法、及び照明器具に関する。特に、定電流駆動を行うLEDモジュールのLED駆動装置、LED駆動方法、及び照明器具に関する。 The present invention relates to an LED driving device, an LED driving method, and a lighting fixture. In particular, the present invention relates to an LED driving device, an LED driving method, and a lighting fixture for an LED module that performs constant current driving.
近年、照明器具などにおいて、LED(発光ダイオード)を直列に接続したLEDユニットを複数並列に接続してなるLEDモジュールが光源として用いられている。このような照明器具などに用いられるLED駆動装置としては、LEDの電気特性のばらつきによって異常電流が流れるなどの異常状態が発生したとき、それに応じて、電流の遮断などの駆動制御を行うものがある。 In recent years, in lighting fixtures or the like, LED modules formed by connecting a plurality of LED units each having LEDs (light emitting diodes) connected in series have been used as a light source. As an LED driving device used for such lighting fixtures, when an abnormal state such as an abnormal current flows due to variations in the electrical characteristics of LEDs occurs, a device that performs drive control such as interruption of current in response thereto is generated. is there.
下記特許文献1には、LED群を備えた照明器具に設けられたLED駆動装置の構成が開示されている。LED群は、複数のLEDを直列に接続した直列接続体を複数列並列に接続して構成されている。このLED駆動装置では、複数列の直列接続体のうちいずれかに異常電流が流れたときに、異常電流が流れた直列接続体の電流を遮断する。また、このLED駆動装置では、LED群へ供給する出力電圧が過電圧になったとき、直列接続体のすべての列の電流を遮断する。
特許文献1のLED駆動装置は、異常状態が発生したとき、発生した異常の種類に応じた閉ループの制御回路により、LED駆動装置内において保護動作が行われるように構成されている。
The LED driving device of
しかしながら、このようなLED駆動装置の構成によっては、LEDモジュールに電力を供給する電源回路において定電流制御を用いる場合には、適切な保護動作が行われないという問題があった。 However, depending on the configuration of such an LED driving device, there is a problem in that an appropriate protection operation is not performed when constant current control is used in a power supply circuit that supplies power to the LED module.
LEDは、一般に、製造ばらつき(電気特性、光束、色味等のばらつき)による個体差の大きな素子である。このため、LEDモジュールを光源として用いる照明器具では、LEDモジュールに対して供給する電流を一定にする定電流駆動を行い、各LEDの特性を揃えて、光束や色味等を一律に維持するようにしたものがある。 An LED is generally an element having a large individual difference due to manufacturing variations (variations in electrical characteristics, luminous flux, color, etc.). For this reason, in a lighting fixture that uses an LED module as a light source, constant current driving is performed to keep the current supplied to the LED module constant, and the characteristics of each LED are aligned so that the luminous flux, color, etc. are uniformly maintained. There is something that was made.
複数のLEDを直列に接続した直列接続体を複数列並列に接続して構成されたLEDモジュールでは、いずれかのLEDがオープン状態(電気的遮断状態)となったとき、そのLEDを含む直列接続体には電流が流れなくなる。定電流駆動を用いたLEDモジュールでは、LEDのオープンによって電流が流れなくなった直列接続体がある場合、他の直列接続体に流される電流量が増えることになる。例えば、LEDモジュールが、2つのLEDを直列接続した直列接続体を2列並列に接続した構成である場合、一方の直列接続体でLEDのオープンが生じて電流が流れなくなると、他方の直列接続体に定常時の2倍の電流が流れることになる。このような、定常時の2倍の電流は、異常電流の一種である。 In an LED module configured by connecting a plurality of LEDs connected in series to each other in parallel, a series connection including the LEDs when any LED is in an open state (electrical cutoff state). No current flows through the body. In the LED module using the constant current drive, when there is a series connection body in which the current stops flowing due to the opening of the LED, the amount of current that flows through the other series connection body increases. For example, when the LED module has a configuration in which two series connected serially connected two LEDs are connected in parallel, when the series of connected LEDs is opened and no current flows, the other serial connected Twice as much current as normal flows through the body. Such a current twice as large as that in the steady state is a kind of abnormal current.
特許文献1のLED駆動装置では、複数列の直列接続体のうちいずれかに異常電流が流れたときに、異常電流が流れた直列接続体の電流を遮断する保護動作が行われる。しかしながら、定電流駆動を用いたLEDモジュールにおいて上記保護動作を適用した場合には、異常電流が流れた直列接続体の電流を遮断する動作によっても、他の直列接続体に流される電流量が増える。その結果、異常が生じていなかった直列接続体のLEDに過剰な順方向電圧が生じ、新たな故障を引き起こす虞がある。
In the LED drive device of
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、定電流駆動を行うLEDモジュールに対して適切な保護動作を行うことができるLED駆動装置及び照明器具を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide an LED driving device and a lighting fixture that can perform an appropriate protection operation on an LED module that performs constant current driving. .
本発明の例示的なLED駆動装置は、調光指示信号に応じて、1個以上のLEDを直列に接続した直列接続体を複数列並列に接続して構成されたLEDモジュールの調光動作を行うLED駆動装置であって、前記LEDモジュールに対して、一定の電流を供給する定電流制御によって駆動電力を出力する駆動回路部と、前記LEDモジュールの動作電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部から出力された検出電圧と予め設定された閾値電圧とを比較し、前記検出電圧が前記閾値電圧を超えた場合に前記LEDモジュールの異常状態を検出し、異常状態が検出された前記LEDモジュールの保護動作を行う制御回路部とを備える。 An exemplary LED driving device of the present invention performs dimming operation of an LED module configured by connecting a series connection body in which one or more LEDs are connected in series in parallel in accordance with a dimming instruction signal. An LED driving device for performing a driving circuit that outputs driving power by constant current control for supplying a constant current to the LED module, a voltage detecting unit that detects an operating voltage of the LED module, and The detection voltage output from the voltage detection unit is compared with a preset threshold voltage, and when the detection voltage exceeds the threshold voltage, an abnormal state of the LED module is detected, and the abnormal state is detected. And a control circuit unit that performs a protection operation of the LED module.
本発明のLED駆動装置は、上記構成を基本とし、例えば以下のような様々な態様をとることができる。 The LED driving device of the present invention is based on the above-described configuration, and can take various forms as follows, for example.
すなわち、本発明の例示的なLED駆動装置において、前記制御回路部は、前記LEDモジュールを最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定された閾値電圧に関する情報を記憶する閾値電圧記憶部と、前記閾値電圧記憶部に記憶された閾値電圧と、前記電圧検出部から入力された前記検出電圧とを比較して、前記LEDモジュールの異常状態を検出する異常検出部とを有することが好ましい。 That is, in the exemplary LED driving device of the present invention, the control circuit unit stores a threshold voltage that stores information on a threshold voltage set corresponding to an operating voltage when the LED module is driven at the maximum dimming stage. A storage unit; and an abnormality detection unit that detects the abnormal state of the LED module by comparing the threshold voltage stored in the threshold voltage storage unit with the detection voltage input from the voltage detection unit. Is preferred.
また、本発明の例示的なLED駆動方法は、1個以上のLEDを直列に接続した直列接続体を複数列並列に接続して構成されたLEDモジュールに対して、一定の電流を供給する定電流制御によって駆動を行うLED駆動方法であって、前記LEDモジュールの動作電圧を検出して得られる検出電圧と、予め設定された閾値電圧とを比較し、前記検出電圧が前記閾値電圧を超えた場合に前記LEDモジュールの異常状態を判定する異常判定工程と、上記異常判定工程によって異常状態が検出された前記LEDモジュールの保護動作を行う保護工程、とを備える。 In addition, the exemplary LED driving method of the present invention is a constant LED that supplies a constant current to an LED module configured by connecting a series connection body in which one or more LEDs are connected in series to each other in parallel. An LED driving method for driving by current control, wherein a detection voltage obtained by detecting an operating voltage of the LED module is compared with a preset threshold voltage, and the detection voltage exceeds the threshold voltage An abnormality determination step of determining an abnormal state of the LED module, and a protection step of performing a protection operation of the LED module in which the abnormal state is detected by the abnormality determination step.
また、本発明の例示的なLED駆動方法において、前記LEDモジュールは、調光指示信号に応じて調光動作を行うことが可能であり、前記異常判定工程では、前記LEDモジュールを最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定された閾値電圧と、前記検出電圧とを比較して、前記LEDモジュールの異常状態を判定することが好ましい。 In the exemplary LED driving method of the present invention, the LED module can perform a dimming operation according to a dimming instruction signal. In the abnormality determination step, the LED module is set to a maximum dimming stage. It is preferable that the abnormal state of the LED module is determined by comparing the detection voltage with a threshold voltage set corresponding to the operating voltage when driving with.
また、本発明の例示的な照明器具は、1個以上のLEDを直列に接続したLEDユニットが複数並列に接続されてなるLEDモジュールと、前記LEDモジュールを駆動する上記記載のLED駆動装置と、前記LED駆動装置に前記調光指示信号を出力する調光制御装置とを備える。 An exemplary lighting fixture of the present invention includes an LED module in which a plurality of LED units each having one or more LEDs connected in series are connected in parallel, and the LED driving device described above that drives the LED module; A dimming control device that outputs the dimming instruction signal to the LED driving device.
本発明では、定電流駆動を行うLEDモジュールに対してLEDのオープンによる異常を検出でき、適切な保護動作を行うことができる。 In the present invention, it is possible to detect an abnormality caused by the opening of the LED in the LED module that performs constant current driving, and to perform an appropriate protection operation.
以下、本発明の実施の形態におけるLED駆動装置を用いた照明器具について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the lighting fixture using the LED drive device in embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1は、本発明の実施の形態におけるLED駆動装置を用いた照明器具100の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
照明器具100は、LED駆動装置1と、LEDモジュール10と、調光制御装置20とを備えている。照明器具100は、LEDモジュール10が駆動されて点灯することで、照明器具としての構成を成す。
The
LED駆動装置1は、LEDモジュール10に接続されている。LED駆動装置1は、LEDモジュール10を駆動する。
The
本実施の形態において、LED駆動装置1は、調光制御装置20に接続されている。調光制御装置20は、LED駆動装置1に対して調光指示信号Sadを出力する。LED駆動装置1は、外部の調光制御装置20から送られた調光指示信号Sadに基づいて、LEDモジュール10の調光動作を行う。すなわち、照明器具100では、LEDモジュール10による照明の明るさを変更できる。
In the present embodiment, the
調光指示信号Sadは、例えば、デジタル信号である。調光制御装置20は、例えば、明るさを変更するために照明器具100に接続されているリモートコントローラである。調光制御装置20とLED駆動装置1との接続は、有線によるものであってもよいし、無線によるものであってもよい。例えば無線により調光制御装置20とLED駆動装置1とが接続されている場合、調光制御装置20に発光部が設けられ、LED駆動装置1に受光部が設けられ、両者の間で赤外線通信を行うように構成されていても良い。
The dimming instruction signal Sad is, for example, a digital signal. The
図2は、LED駆動装置1及びLEDモジュール10の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the
本実施の形態において、LEDモジュール10は、複数のLEDを直列に接続してなるLEDユニット10a,10bを有している。LEDモジュール10は、LEDユニット10aとLEDユニット10bとが並列に接続されて構成されている。LEDユニット10aとLEDユニット10bとは、同一基板上に実装されていてもよいし、互いに異なる基板上に実装されていてもよい。すなわち、本明細書に記載している「ユニット」は、互いに異なる基板上に実装されている構成に限定するものではない。
In the present embodiment, the
LEDモジュール10には、2つのLEDユニット10a,10bに限られず、さらに多くのLEDユニットが設けられていても良い。例えば、3つ以上のLEDユニット10a,10b,…が互いに並列に接続されて、LEDモジュール10が構成されていてもよい。LEDユニット10a,10bは、複数のLEDを有するものに限られず、1つのLEDを有しているものであってもよい。例えば、LEDモジュール10は、1つずつ互いに並列に接続された、複数個のLEDで構成されていてもよい。
The
LED駆動装置1は、DC/DCコンバータ(駆動回路部の一例)2と、制御回路部4とを有している。LEDモジュール10は、DC/DCコンバータ2に接続されている。制御回路部4には、調光指示信号Sadが入力される。すなわち、制御回路部4は、調光制御装置20(図1参照)に接続されている。
The
DC/DCコンバータ2は、直流電源Vccに接続されている。DC/DCコンバータ2は、LEDモジュール10に駆動電流を出力する。ここで、DC/DCコンバータ2がLEDモジュール10に出力する駆動電流は、調光段に応じた一定の電流である。すなわち、直流電源VccおよびDC/DCコンバータ2は、LEDモジュール10を定電流制御する電源回路である。直流電源Vccは、交流商用電源から供給される交流電流をAC/DCコンバータ(不図示)で交流から直流に変換された電流を供給することができる。
The DC /
DC/DCコンバータ2には、制御回路部4から出力されるPWM調光信号Scが入力される。DC/DCコンバータ2は、入力されたPWM調光信号Scに基づいて、LEDモジュール10に出力する駆動電力(駆動電流)を変化させ、LEDモジュール10の調光動作を行う。また、DC/DCコンバータ2には、後述のようにLEDモジュール10で異常状態が発生したときに制御回路部4から出力されるエラー信号Seが入力される。例えば、LEDユニット10a及びLEDユニット10bの両方又はそれらのいずれか一方で、オープン状態のLEDが発生したとき、制御回路部4からエラー信号Seが出力される。DC/DCコンバータ2は、エラー信号Seに基づいて、LEDモジュール10に駆動電力を出力する動作を変更する。例えば、DC/DCコンバータ2は、エラー信号Seが送られたとき、LEDモジュール10に駆動電力を出力する動作を停止する。
The PWM dimming signal Sc output from the
LEDユニット10aのカソード側端子には、抵抗R1が接続されている。LEDユニット10bのカソード側端子には、抵抗R2が接続されている。抵抗R1と抵抗R2とは、それぞれLEDユニット10a,10bに接続されていない側の端子同士が接続されている。抵抗R1,R2の接続部は、抵抗R0を介して接地電位と接続されて、また、DC/DCコンバータ2に接続されている。抵抗R1,R2の接続部からDC/DCコンバータ2には、LEDモジュール10を流れる電流が、フィードバック信号Sfとして送出される。DC/DCコンバータ2は、フィードバック信号Sfに基づいて、LEDモジュール10の駆動電力のフィードバック制御を行う。
A resistor R1 is connected to the cathode side terminal of the
ここで、例えば、LEDモジュール10が並列8ラインのLEDユニットを有しており、1ラインあたり(1つのLEDユニットあたり)100mAの電流を流している構成を考える。この場合、定電流制御では8ラインで計800mAの電流が供給され、各ラインには等しい値の電圧が発生する。LEDモジュール10に備わるLEDに異常(オープン状態)がない場合、電流Ia〜Ihは全て100mAの等しい値となり、各ラインに発生する電圧も等しい値となる。
Here, for example, consider a configuration in which the
複数のラインのうち1ラインのLEDユニットでLEDのオープンが生じて電流が流れなくなると、定電流制御によって、他の7ラインに流れる電流値は約114mAに上昇し、他の7ラインにおける動作電圧も上昇する。すなわち、他の7ラインにおける動作電圧は、電流の増加率と同じ割合で増加する。並列8ラインのLEDユニットを有するLEDモジュール10において、1ラインがオープン状態になると、動作電圧は、オープンが生じていない正常時に比べ、約15%上昇する。また、2ラインがオープン状態になると、動作電圧は、正常時に対して約30%上昇する。
When an LED opens in one line of a plurality of lines and the current stops flowing, the value of the current flowing in the other 7 lines increases to about 114 mA by constant current control, and the operating voltage in the other 7 lines Also rises. That is, the operating voltages in the other seven lines increase at the same rate as the current increase rate. In the
制御回路部4は、例えばマイクロコンピュータである。制御回路部4は、LEDモジュール10の両端電圧(Vin、Vout)を検出する。制御回路部4は、LEDモジュール10の両端電圧と調光指示信号Sadに対応する閾値電圧とを比較し、その比較結果に応じてLEDモジュール10の異常状態を検出する。制御回路部4は、LEDモジュール10の両端電圧である動作電圧が所定範囲にない異常電圧となっていることを、異常状態として検出できる。具体的には、LEDモジュール10の動作電圧が所定値を超えて過電圧となっている場合に、LEDのオープンが生じていることを検出する。これらの動作は、例えば所定の制御プログラムを制御回路部4が実行することで、制御回路部4において行われる。なお、電圧Vinは、LEDモジュール10の入力側(LEDモジュール10に含まれるLEDのアノード側)の電圧である。電圧Voutは、LEDモジュール10の出力側(LEDモジュール10に含まれるLEDのカソード側)の電圧である。
The
図2に示されるように、制御回路部4は、調光テーブル記憶部41と、演算部(異常検出部の一例)42と、PWM信号生成部43と、閾値電圧記憶部44と、電圧検出部45と、エラー信号生成部46とを有している。
As shown in FIG. 2, the
調光テーブル記憶部41と閾値電圧記憶部44とは、例えば、制御回路部4内のメモリ(例えばフラッシュメモリやEEPROMなどであってもよい)の記憶領域の一部である。
The dimming
調光テーブル記憶部41は、複数の調光指示信号Sadのそれぞれに対応する調光率情報Saを予め記憶する。すなわち、調光率情報Saは、LED駆動装置1がLEDモジュール10を駆動させるときの調光率に対応する情報である。調光率情報Saは、例えば、デジタル信号である。照明器具100が対応可能な複数の調光指示信号Sadにそれぞれ対応する調光率情報Saは、予め設定されている。調光テーブル記憶部41においては、各調光指示信号Sadとそれに対応する調光率情報Saとが対応づけられて、ルックアップテーブルとして記憶されている。なお、LED駆動装置1が対応可能な調光の段数(調光段数)は、例えば、20段である。
The dimming
閾値電圧記憶部44は、閾値電圧に関する情報(閾値電圧情報)Ssを記憶する。閾値電圧情報Ssは、例えば、デジタル信号である。閾値電圧情報Ssは、LEDモジュール10を最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して、予め設定されたものである。なお、閾値電圧情報Ssは、例えば、LED駆動装置1が駆動する対象となるLEDモジュール10の仕様(LEDユニット10a,10b,…の数や各ユニットに用いられるLEDの数など)に応じて設定されたり、複数のLEDユニットのうち特定の1ユニットの動作電圧を監視して算出したりすることができる。
The threshold
ここで、閾値電圧情報Ssを、LEDモジュール10を最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定するのは以下の理由による。すなわち、本実施の形態に係る照明器具100は、LEDモジュール10の調光動作を行うことができるものであり、LEDモジュール10の動作電圧は、最大調光段で駆動するときに最大となる。一方、LEDモジュール10が最大調光段よりも低い調光段にて駆動されている場合には、LEDモジュール10の動作電圧自体が低くなる。したがって、この場合には、仮にLEDモジュール10においてLEDのオープンが生じ、これによって動作電圧が上昇したとしても、保護動作が必要なレベルにまでは達しないと考えられる。このため、閾値電圧情報Ssを、LEDモジュール10を最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定しておけば、LEDモジュールの過電圧に対して最低限の保護機能を持たせることができる。
Here, the threshold voltage information Ss is set corresponding to the operating voltage when the
演算部42は、後述のようにして、入力された調光指示信号Sadに対応する調光率情報Saを調光テーブル記憶部41から入手し、PWM信号生成情報Spを生成し、PWM信号生成部43に出力する。また、演算部42は、後述のようにして、エラー判定信号Sjを生成し、エラー信号生成部46に出力する。PWM信号生成情報Sp及びエラー判定信号Sjは、例えば、デジタル信号である。
The
PWM信号生成部43は、例えばタイマである。PWM信号生成部43は、演算部42から出力されたPWM信号生成情報Spに基づいてPWM調光信号Scを生成し、生成したPWM調光信号ScをDC/DCコンバータ2に出力する。DC/DCコンバータ2は、出力されたPWM調光信号Scに基づいて駆動電流を調整し、LEDモジュール10を駆動する。これにより、LED駆動装置1に入力された調光指示信号Sadに基づいて、LEDモジュール10の調光動作が行われる。
The PWM
電圧検出部45は、DC/DCコンバータ2とLEDモジュール10との間に接続され、LEDモジュール10の入力側の電圧Vinを検出することができる。電圧検出部45は、LEDモジュール10と抵抗R1及びR2との間に接続され、LEDモジュール10の出力側の電圧Voutとを検出することができる。電圧検出部45は、LEDユニット10aの出力側とLEDユニット10bの出力側とのうち、高いほうの電圧を検出することができる。電圧検出部45は、演算部42に接続されている。電圧検出部45は、検出した電圧値(検出電圧)を例えばデジタル信号Vdに変換する。変換されたデジタル信号Vdは、演算部42に送られる。電圧検出部45は、一定時間毎にLEDモジュール10の動作電圧を検出することが好ましい。上記一定時間は、短いほどLEDモジュール10における異常電圧を早く検出することができるので、LEDモジュール10をより迅速に過電圧から保護することができる。電圧検出部45は、検出したLEDモジュール10の動作電圧を順次演算部42に送る構成としてもよいし、検出したLEDモジュール10の動作電圧を内部に記憶しておき、演算部42から要求があったときのみ演算部42に送る構成としてもよい。なお、電圧値は、アナログ信号で演算部42に送ってもよい。
The
エラー信号生成部46は、演算部42から出力されたエラー判定信号Sjが入力されたとき、それに基づいてエラー信号Seを生成する。生成されたエラー信号Seは、DC/DCコンバータ2に出力される。
When the error determination signal Sj output from the
ここで、演算部42は、次の処理を行うことにより、PWM信号生成情報Spと、エラー判定信号Sjとを出力する。
Here, the
すなわち、演算部42は、調光テーブル記憶部41に記憶されているルックアップテーブルを参照し、演算部42に入力された調光指示信号Sadに対応する調光率情報Saを取得する。そして、演算部42は、取得した調光率情報Saに基づいて、その調光率情報Saに対応する調光率でLEDモジュール10が駆動されるように、PWM信号生成情報Spを生成する。これにより、生成されたPWM信号生成情報Spが、PWM信号生成部43に出力される。
That is, the
また、演算部42は、閾値電圧記憶部44に記憶されている閾値電圧情報Ssすなわち閾値電圧に対応するデジタル信号を取得する。そして、演算部42は、取得したデジタル信号と、電圧検出部45から入力された検出電圧に対応するデジタル信号Vdとを比較する。演算部42は、その比較結果に応じて、LEDモジュール10の異常状態を検出する(異常検出部として機能する)。異常状態の検出は、例えば次に説明するように行われればよい。LEDモジュール10の異常状態が検出されたとき、演算部42は、エラー判定信号Sjを生成し、エラー信号生成部46に出力する。
In addition, the
以上のような演算部42の動作は、例えば演算部42が、内部に記憶している制御プログラムなどを実行することにより、次のように実行される。
The operation of the
図3は、LED駆動装置1の演算部42における処理動作の手順を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the procedure of the processing operation in the
ステップS1において、演算部42は、調光指示信号Sadが入力されたかどうかを判定する。演算部42は、調光指示信号Sadが入力された場合には(YES)、ステップS2の処理を行う。演算部42は、調光指示信号Sadが入力されていない場合には(NO)、ステップS6の処理を行う。
In step S1, the
ステップS2において、演算部42は、調光指示信号Sadに応じた座標データを算出する。座標データは、調光指示信号Sadに対応する、調光テーブル記憶部41及び閾値電圧記憶部44のそれぞれのテーブルにおいて調光指示信号Sadに該当する情報の位置を特定するデータである。演算部42は、座標データを算出すると、ステップS3及びステップS5の処理を行う。
In step S2, the
ステップS3において、演算部42は、調光テーブル記憶部41にアクセスして、座標データに該当する調光率情報Saを入手する。演算部42は、調光率情報Saを入手すると、ステップS4の処理を行う。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、演算部42は、調光率情報Saに基づいてPWM信号生成情報Spを生成する。演算部42は、生成したPWM信号生成情報SpをPWM信号生成部43に出力する。演算部42は、PWM信号生成情報Spの出力を行うと、ステップS1の処理に戻る。
In step S4, the
他方、ステップS5において、演算部42は、閾値電圧記憶部44にアクセスして、閾値電圧情報Ssを入手する。演算部42は、閾値電圧情報Ssを入手すると、ステップS6の処理を行う。
On the other hand, in step S5, the
ステップS6において、演算部42は、検出電圧に対応したデジタル信号Vdが。閾値電圧情報Ssに対応するデジタル信号より大きいかどうかの比較を行う。すなわち、演算部42は、検出電圧と、閾値電圧記憶部44から読み出した閾値電圧情報Ssに基づく閾値電圧とを比較し、検出電圧が閾値電圧より大きいかどうかを判定する。演算部42は、検出電圧が閾値電圧より大きいと判断した場合は(YES)、ステップS7の処理を行う。演算部42は、検出電圧が閾値電圧以下と判断した場合は(NO)、ステップS1の処理に戻る。なお、ステップS6に示す判定処理は、一定時間ごとに実行することが好ましい。また、ステップS6に示す判定処理は、本発明における異常判定工程に相当する。
In step S6, the
ステップS7において、演算部42は、エラー判定信号Sjをエラー信号生成部46へ出力する。演算部42は、エラー判定信号Sjの出力を行うと、処理動作を終了する。
In step S <b> 7, the
エラー信号生成部46は、演算部42から送られるエラー判定信号Sjを受け取ると、エラー信号Seを生成し、DC/DCコンバータ2へ出力する。DC/DCコンバータ2は、エラー信号Seを受け取ると、LEDモジュール10への電力供給を停止する。これにより、LEDモジュール10は、発光動作を停止する。なお、本実施の形態では、演算部42がエラー判定信号Sjを出力する処理、エラー信号生成部46がエラー信号Seを出力する処理、およびDC/DCコンバータ2がLEDモジュール10への電力供給を停止する処理によって、本発明の保護工程が構成される。
When the error
なお、ステップS6の実行は、短周期で、複数回行うことが好ましい。これにより、LEDモジュール10における過電圧に対する保護性能を向上させることができる。例えば、ステップS6の実行タイミングを長周期にすると、LEDモジュール10におけるLEDにオープン状態が発生してから異常電圧を検出するまでに時間がかかる場合がある。この場合、正常なLEDユニットに比較的長い時間の過電圧がかかることとなり、正常なLEDユニットが過電圧により故障してしまう可能性がある。これに対して、ステップS6の実行タイミングを短周期にすることにより、LEDモジュール10におけるLEDにオープン状態が発生してから異常電圧を検出するまでの時間を短くすることができる。これによれば、正常なLEDユニットに過電圧がかかる時間を短くすることができるので、正常なLEDユニットを過電圧による故障から保護することができる。
Note that step S6 is preferably performed a plurality of times in a short cycle. Thereby, the protection performance with respect to the overvoltage in the
以上説明したように、本実施の形態においては、閾値電圧と検出電圧との比較結果により、定電流制御されるLEDモジュールのLEDのオープンによる異常状態が判定でき、それに対応する制御動作を適切に行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the abnormal state due to the opening of the LED of the LED module controlled at constant current can be determined from the comparison result of the threshold voltage and the detection voltage, and the corresponding control operation is appropriately performed. It can be carried out.
なお、本実施の形態では、PWM制御を行ったが、電流位相制御などであってもよい。 In the present embodiment, PWM control is performed, but current phase control or the like may be used.
また、本実施の形態では、DC/DCコンバータ2は、複数のLEDユニットに対して一つ備えたが、複数のLEDユニットごとに備えても良い。
Further, in the present embodiment, one DC /
上記の実施の形態によれば、適切にLEDモジュールにおける回路のオープンを検出することができるため、LEDモジュールにおける素子温度が異常な値まで上昇することを防ぐことができる。また、本実施の形態におけるLED駆動装置を照明器具に搭載することで、照明器具が発する温度が異常な値まで上昇することを防ぐことができる。 According to the above embodiment, it is possible to appropriately detect circuit open in the LED module, and thus it is possible to prevent the element temperature in the LED module from rising to an abnormal value. Moreover, it can prevent that the temperature which a lighting fixture emits rises to an abnormal value by mounting the LED drive device in this Embodiment in a lighting fixture.
上記の実施の形態における閾値電圧情報Ssは任意に設定することができるので、LEDユニットのオープン検出数を決めて、それをもとにLEDモジュールの動作停止を行うことができる。例えば、LEDモジュールが3つ以上のLEDユニットを有している場合、LEDユニットのうち1個がオープン状態となってもそれを検出しないようにし、LEDユニットのうち2個以上がオープン状態となったことを検出して、LEDモジュールの駆動を停止させることができる。 Since the threshold voltage information Ss in the above embodiment can be arbitrarily set, the number of open detections of the LED unit can be determined and the operation of the LED module can be stopped based on the number. For example, if the LED module has three or more LED units, it will not be detected even if one of the LED units is open, and two or more of the LED units will be open. This can be detected and the driving of the LED module can be stopped.
上記の実施の形態における制御回路部は、マイクロコンピュータを用いて構成されている。したがって、制御回路部が実行する制御プログラム(ソフトウェア)を容易に書き換えることができる。 The control circuit unit in the above embodiment is configured using a microcomputer. Therefore, the control program (software) executed by the control circuit unit can be easily rewritten.
また、上記の実施の形態では、LEDモジュールで異常状態が発生したとき、LEDモジュールの駆動を停止する構成として説明した。しかしながら、異常状態が発生したとき、必ずしも、LEDモジュールの駆動を停止する構成に限らない。 In the above-described embodiment, the description has been given of the configuration in which the driving of the LED module is stopped when an abnormal state occurs in the LED module. However, the configuration is not necessarily limited to stopping the driving of the LED module when an abnormal state occurs.
例えば、LEDモジュールで異常状態が発生したときに、DC/DCコンバータ2は、LEDモジュールに送る駆動電力を低減させるように構成してもよい。この場合、LEDモジュールで異常状態が発生したとき、演算部42は、PWM信号生成部43にてLEDモジュールに流れる電流が低減されるPWM調光信号Scが生成されるように、PWM信号生成情報SpをPWM信号生成部43に出力する。これにより、PWM信号生成部43は、LEDモジュールに流れる電流が低減されるPWM調光信号ScをDC/DCコンバータ2へ送る。DC/DCコンバータ2は、このPWM調光信号Scに基づいて、LEDモジュールへ送る駆動電力を低減することができる。
For example, when an abnormal state occurs in the LED module, the DC /
また、例えば、LEDモジュールで異常状態が発生したとき、異常状態の発生状況に応じて、LEDモジュールへ送る駆動電力を低減するか、LEDモジュールの動作を停止するか、を選択して処理するようにしてもよい。この場合、例えば、図3のステップS6において、検出電圧が閾値電圧よりも大きいと判定された場合、演算部42は、その電圧の差に応じて、LEDモジュールへ送る駆動電力を低減するか、LEDモジュールの動作を停止するか、を選択できるようにすればよい。すなわち、LEDモジュールへ送る駆動電力を低減する場合は、演算部42は、PWM信号生成部43にてLEDモジュールに流れる電流が低減されるPWM調光信号Scが生成されるように、PWM信号生成情報SpをPWM信号生成部43に出力する。LEDモジュールの動作を停止する場合は、演算部42は、エラー信号生成部46にてLEDモジュールに駆動電力を出力する動作を停止するエラー信号Seが生成されるように、エラー判定信号Sjをエラー信号生成部46に出力する。
Also, for example, when an abnormal state occurs in the LED module, depending on the state of occurrence of the abnormal state, it is possible to select and process whether to reduce the driving power sent to the LED module or to stop the operation of the LED module It may be. In this case, for example, when it is determined in step S6 of FIG. 3 that the detected voltage is larger than the threshold voltage, the
LED駆動装置の各回路は、上述の実施の形態とは異なる回路素子を用いて構成されていてもよい。 Each circuit of the LED driving device may be configured using circuit elements different from those of the above-described embodiment.
LED駆動装置には、上述のようなDC/DCコンバータ、及び制御回路部に加えて、別の回路が設けられていてもよい。また、LED駆動装置において、LEDモジュールに駆動電力を出力する駆動回路部の構成も、直流電源及びDC/DCコンバータに限られない。例えば、交流電源とAC/DCコンバータが用いられていてもよい。 In addition to the DC / DC converter and the control circuit unit as described above, another circuit may be provided in the LED driving device. In the LED drive device, the configuration of the drive circuit unit that outputs drive power to the LED module is not limited to the DC power supply and the DC / DC converter. For example, an AC power source and an AC / DC converter may be used.
また、本発明に係るLED駆動装置は、空間を照らす照明器具に用いられるものに限られない。例えば、本発明に係るLED駆動装置は、種々の装置のバックライトとして用いられる照明器具に用いられてもよい。また、本発明は、LEDを利用して特定用途の光線を照射するような器具や、LEDによる光そのものにより情報を表示、伝達するような器具など、種々の装置に適用可能である。 In addition, the LED driving device according to the present invention is not limited to that used in a lighting fixture that illuminates a space. For example, the LED driving device according to the present invention may be used in a lighting fixture used as a backlight of various devices. In addition, the present invention can be applied to various devices such as an instrument that irradiates a light beam for a specific purpose using an LED, and an instrument that displays and transmits information by the light from the LED itself.
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアによって行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。例えば、上述の各実施の形態では、検出電圧と閾値電圧との比較をソフトウェアにて行っているが、例えば、オペアンプ等のハードウェア回路を用いて検出電圧と閾値電圧との比較を行ってもよい。 The processing in the above embodiment may be performed by software or by using a hardware circuit. For example, in each of the embodiments described above, the detection voltage and the threshold voltage are compared by software. However, for example, the detection voltage and the threshold voltage may be compared using a hardware circuit such as an operational amplifier. Good.
上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをCD−ROM、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。上記のフローチャートに基づく文章で説明された処理は、そのプログラムに従ってCPUなどにより実行される。 A program for executing the processing in the above-described embodiment can be provided, or the program can be recorded on a recording medium such as a CD-ROM, a flexible disk, a hard disk, a ROM, a RAM, or a memory card and provided to the user. It may be. The program may be downloaded to the apparatus via a communication line such as the Internet. The processing described in the text based on the above flowchart is executed by a CPU or the like according to the program.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
1 LED駆動装置
2 DC/DCコンバータ(駆動回路部の一例)
4 制御回路部
10 LEDモジュール
10a,10b LEDユニット
20 調光制御装置
41 調光テーブル記憶部
42 演算部(異常検出部の一例)
43 PWM信号生成部
44 閾値電圧記憶部
45 電圧検出部
46 エラー信号生成部
100 照明器具
Sad 調光指示信号
Sa 調光率情報
Ss 閾値電圧情報
Sp PWM信号生成情報
Sc PWM調光信号
Sj エラー判定信号
Se エラー信号
Sf フィードバック信号
Vd (検出電圧の)デジタル信号
DESCRIPTION OF
4
43 PWM
Claims (5)
前記LEDモジュールに対して、一定の電流を供給する定電流制御によって駆動電力を出力する駆動回路部と、
前記LEDモジュールの動作電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部から出力された検出電圧と予め設定された閾値電圧とを比較し、前記検出電圧が前記閾値電圧を超えた場合に前記LEDモジュールの異常状態を検出し、異常状態が検出された前記LEDモジュールの保護動作を行う制御回路部とを備える、LED駆動装置。 In accordance with a dimming instruction signal, an LED driving device that performs a dimming operation of an LED module configured by connecting a series connection body in which one or more LEDs are connected in series to each other in parallel.
A driving circuit unit that outputs driving power by constant current control for supplying a constant current to the LED module;
A voltage detector for detecting an operating voltage of the LED module;
The detection voltage output from the voltage detection unit is compared with a preset threshold voltage, and when the detection voltage exceeds the threshold voltage, an abnormal state of the LED module is detected, and an abnormal state is detected. An LED driving device comprising: a control circuit unit that performs a protection operation of the LED module.
前記制御回路部は、
前記LEDモジュールを最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定された閾値電圧に関する情報を記憶する閾値電圧記憶部と、
前記閾値電圧記憶部に記憶された閾値電圧と、前記電圧検出部から入力された前記検出電圧とを比較して、前記LEDモジュールの異常状態を検出する異常検出部とを有する、LED駆動装置。 The LED driving device according to claim 1,
The control circuit unit is
A threshold voltage storage unit that stores information on a threshold voltage set corresponding to an operating voltage when driving the LED module at the maximum dimming stage;
An LED drive device comprising: an abnormality detection unit that detects an abnormal state of the LED module by comparing the threshold voltage stored in the threshold voltage storage unit with the detection voltage input from the voltage detection unit.
前記LEDモジュールの動作電圧を検出して得られる検出電圧と、予め設定された閾値電圧とを比較し、前記検出電圧が前記閾値電圧を超えた場合に前記LEDモジュールの異常状態を判定する異常判定工程と、
上記異常判定工程によって異常状態が検出された前記LEDモジュールの保護動作を行う保護工程、とを備える、LED駆動方法。 An LED driving method of driving by constant current control for supplying a constant current to an LED module configured by connecting a series connection body in which one or more LEDs are connected in series to each other in parallel.
An abnormality determination that compares a detection voltage obtained by detecting the operating voltage of the LED module with a preset threshold voltage and determines an abnormal state of the LED module when the detection voltage exceeds the threshold voltage Process,
A protection step of performing a protection operation of the LED module in which an abnormal state is detected by the abnormality determination step.
前記LEDモジュールは、調光指示信号に応じて調光動作を行うことが可能であり、
前記異常判定工程では、前記LEDモジュールを最大調光段で駆動するときの動作電圧に対応して設定された閾値電圧と、前記検出電圧とを比較して、前記LEDモジュールの異常状態を判定するLED駆動方法。 The LED driving method according to claim 3,
The LED module can perform a dimming operation according to a dimming instruction signal,
In the abnormality determination step, a threshold voltage set corresponding to an operating voltage when the LED module is driven at the maximum dimming stage is compared with the detection voltage to determine an abnormal state of the LED module. LED driving method.
前記LEDモジュールを駆動する前記請求項1および2の何れか一項に記載のLED駆動装置と、
前記LED駆動装置に前記調光指示信号を出力する調光制御装置とを備える照明器具。 An LED module in which a plurality of LED units each having one or more LEDs connected in series are connected in parallel;
The LED driving device according to any one of claims 1 and 2, which drives the LED module;
A lighting fixture comprising: a dimming control device that outputs the dimming instruction signal to the LED driving device.
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