JP4199567B2

JP4199567B2 - LED lighting device

Info

Publication number: JP4199567B2
Application number: JP2003062133A
Authority: JP
Inventors: 浩行迫; 教郎金井; 茂章山崎; 俊介柴田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004273267A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年青色ＬＥＤの商品化によって白色の高輝度ＬＥＤが開発され、従来は主に表示などの用途で使用されていたＬＥＤが照明用途にも使用されつつある。
【０００３】
例えば数百個のＬＥＤを平面状に並べて、あたかも平面光源のような形状にモジュール化した器具が提供されており、道路の信号灯や、踏切の警報信号灯などの用途にも用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また白熱電球と置き換えることができるように、ＬＥＤをＥベースの口金を有する電球型の本体に実装し、ＬＥＤの点灯回路を口金部分に収納した電球形のＬＥＤ点灯装置も提供されている。
【０００５】
このような電球形のＬＥＤ点灯装置では、白熱電球を調光点灯させる場合によく利用される位相制御式の調光器と組み合わせて使用されることを考慮して、図１０に示すように、位相制御された交流電圧を整流した脈流の直流電圧を直接ＬＥＤ点灯回路１に供給する回路方式が多く用いられている。
【０００６】
本回路は、商用交流電源ＡＣに直列に接続されたトライアックＴＲＣと、入力端子間に商用交流電源ＡＣ及びトライアックＴＲＣの直列回路が接続されたダイオードブリッジのような整流回路ＤＢと、整流回路ＤＢの出力端子間に接続されたＬＥＤ点灯回路１とで構成される。またＬＥＤ点灯回路１は、整流回路ＤＢの出力端子間に電流制限用の抵抗Ｒ１を介して接続された発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４の直列回路と、整流回路ＤＢの出力端子間に電流制限用の抵抗Ｒ２を介して接続された発光ダイオードＬＤ５〜ＬＤ８の直列回路とで構成される。
【０００７】
そして本回路では、図示しない調光器からのトリガ信号を受けてトライアックＴＲＣで商用交流電源ＡＣの電源電圧を位相制御した後、整流回路ＤＢで整流して得た脈流電圧Ｖ２を、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４及び抵抗Ｒ１の直列回路と、発光ダイオードＬＤ５〜ＬＤ８及び抵抗Ｒ２の直列回路にそのまま印加しており、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４に流れる電流は抵抗Ｒ１で、発光ダイオードＬＤ５〜ＬＤ８に流れる電流は抵抗Ｒ２でそれぞれ決定される。
【０００８】
ここで図１１（ａ）（ｂ）はトライアックＴＲＣにより位相制御を行っている場合の各部の波形図であり、同図（ａ）は整流回路ＤＢの出力電圧Ｖ２の波形図、同図（ｂ）は発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に流れる電流の波形図である。図１１（ａ）（ｂ）の波形はトライアックＴＲＣのオン位相角を脈流電圧のピーク付近（９０度）に設定した場合の波形であり、オン位相角を矢印Ａ又はＢの方向にずらすことで、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８への供給電流を変化させて調光点灯している。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１７３３０４号公報（第６頁−第８頁、及び、第５図、第６図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のＬＥＤ点灯装置では、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に流れる電流の波形が脈流波形となり（図１１（ｂ）参照）、また発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８自身にもオン電圧があって、整流回路ＤＢの出力電圧Ｖ２がオン電圧以下になると点灯しなくなるので、脈流電圧Ｖ２の電圧値が低いところでは発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８の点灯維持電圧Ｖ_ＯＮよりも低くなって発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８が消灯してしまうという問題があった。
【００１１】
そのため発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に安定した直流電圧を印加できるように、整流回路ＤＢの出力電圧（脈流電圧）を平滑コンデンサで平滑し、平滑コンデンサで平滑した電圧を発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に印加することも考えられるが、この場合はトライアックＴＲＣのオフ期間にも平滑コンデンサの充電電荷によって発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に電流が流れることになる。したがって、平滑コンデンサの容量次第では、オン位相角が０度から９０度までの範囲で調光器のボリュームを回してトライアックＴＲＣの位相角を変化させたとしても、平滑コンデンサに充分な電荷が充電されているために発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ８に流れる電流が変化せず、その結果調光が行われなくなり、またトライアックＴＲＣのオン位相角が９０度から１８０度までの範囲では平滑コンデンサを充電しつつ、急激に調光制御してしまうから、不安定な調光になってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、位相制御式の調光器を用いて安定に調光することが可能なＬＥＤ点灯装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、交流電源に直列に接続され位相制御調光器によってオン位相角が制御される位相制御素子と、入力端子間に交流電源及び位相制御素子の直列回路が接続され、交流電圧を整流して脈流直流電圧に変換する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの出力を電源として１乃至複数の発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯回路とを備えたＬＥＤ点灯回路において、位相制御素子によって位相制御された交流電圧を検出することで位相制御素子のオン期間を検出する検出手段と、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間に平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断する遮断手段とを設けて成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明では、交流電源に直列に接続され位相制御調光器によってオン位相角が制御される位相制御素子と、入力端子間に交流電源及び位相制御素子の直列回路が接続され、交流電圧を整流して脈流直流電圧に変換する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサにより平滑された直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることによって所望の電圧値の直流電圧に降圧する直流電源回路と、直流電源回路の出力を電源として１乃至複数の発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯回路とを備えたＬＥＤ点灯回路において、直流電源回路の出力を上記１乃至複数の発光ダイオードのオン電圧と略同じ電圧とし、位相制御素子によって位相制御された交流電圧を検出することで位相制御素子のオン期間を検出する検出手段と、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間に平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断する遮断手段とを設けて成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記直流電源回路は、上記スイッチング素子及びそのドライブ回路をワンチップ化したインテリジェントパワーデバイスを用いて構成した非絶縁型のチョッパ・レギュレータであることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項２の発明において、上記直流電源回路は、絶縁トランスを用いて構成した１石式のスイッチング電源であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明では、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の出力端子間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなり、整流回路の脈流出力を検出することで位相制御素子で位相制御された交流電圧を間接的に検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の入力端子にアノードが接続されたダイオードと、当該ダイオードのカソードと整流回路の低電位側の出力端子との間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなることを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明では、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の各入力端子にそれぞれアノードが接続されるとともにカソードが共通接続された一対のダイオードと、両ダイオードのカソードと整流回路の低電位側の出力端子との間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項８の発明では、請求項１〜７の何れか１つの発明において、上記ＬＥＤ点灯回路は、発光ダイオードに流れる電流を略一定にするミラー回路構成の定電流回路を具備して成ることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本実施形態のＬＥＤ点灯装置の回路図であり、本装置は商用交流電源ＡＣに直列に接続され位相制御式の調光器３からのトリガ信号によってオン位相角が制御されるトライアックＴＲＣと、入力端子間に商用交流電源ＡＣ及びトライアックＴＲＣの直列回路が接続されたダイオードブリッジのような整流回路ＤＢと、整流回路ＤＢの高電位側の出力端子にアノードが接続された逆流防止用のダイオードＤ１と、ダイオードＤ１のカソードと整流回路ＤＢの低電位側の出力端子との間に接続された平滑コンデンサＣ０と、整流回路ＤＢの低電位側の出力端子にエミッタが接続されたスイッチ素子としてのＮＰＮ形のトランジスタＴｒ１と、平滑コンデンサＣ０の両端間にトランジスタＴｒ１を介して接続されたＬＥＤ点灯回路１と、トライアックＴＲＣで位相制御された交流電圧を検出することによってトライアックＴＲＣのオン状態を検出し、検出信号をトランジスタＴｒ１の制御端（ベース）に与える検出回路２（検出手段）とを備える。尚、検出回路２では、トライアックＴＲＣで位相制御された交流電圧を直接検出する代わりに、その交流電圧を整流回路ＤＢで全波整流した脈流直流電圧を検出しており、脈流直流電圧からトライアックＴＲＣのオン期間を検出している。
【００２４】
またＬＥＤ点灯回路１は、トランジスタＴｒ１のコレクタに一端がそれぞれ接続された電流制限用の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ０の接続点と抵抗Ｒ１の他端との間に順方向に直列接続された２０個の発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２…ＬＤ２０と、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ０の接続点と抵抗Ｒ２の他端との間に順方向に直列接続された２０個の発光ダイオードＬＤ２１，ＬＤ２２…ＬＤ４０とで構成される。
【００２５】
また図２は検出回路２の具体回路であり、整流回路ＤＢの出力端子間に接続された抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の直列回路と、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点に一端が接続されるとともに他端がトランジスタＴｒ１のベースに接続されたトリガ素子Ｔとで構成される。ここで整流回路ＤＢの出力端子に脈流電圧が発生して、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点が所定のトリガレベルＶａを超えると、トリガ素子Ｔが導通して、トランジスタＴｒ１のベースに電圧が印加されて、トランジスタＴｒ１がオンになる（図３（ａ）（ｂ）参照）。而してトランジスタＴｒ１は、トライアックＴＲＣのオン期間にオンして発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に電流を供給するとともに、トライアックＴＲＣのオフ期間にオフして発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０への電流供給を遮断する。つまりトランジスタＴｒ１により、検出回路２の検出結果をもとにトライアックＴＲＣのオフ期間に平滑コンデンサＣ０からＬＥＤ点灯回路１への電流供給を遮断する遮断手段が構成される。なお遮断手段としてトランジスタＴｒ１からなるスイッチ素子を用いているが、スイッチ素子をトランジスタに限定する趣旨のものではなく、ＦＥＴなどのスイッチ素子を用いても良いことは言うまでもない。
【００２６】
次に本装置の動作について簡単に説明する。本装置では商用交流電源ＡＣの交流電源電圧をトライアックＴＲＣで位相制御するとともに、位相制御された脈流の交流電圧を整流回路ＤＢで直流の脈流電圧に変換した後、平滑コンデンサＣ０で平滑して得た電圧を発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に供給している。
【００２７】
そして本装置の特徴は平滑コンデンサＣ０に２０個分の発光ダイオードのオン電圧以上の電圧を発生させて、平滑コンデンサＣ０からＬＥＤ点灯回路１へ安定した直流電圧を供給しつつ、整流回路ＤＢの出力電圧を検出することによってトライアックＴＲＣのオン状態を検出し、トライアックＴＲＣのオフ時にはトランジスタＴｒ１をオフさせて、ＬＥＤ点灯回路１への供給電流を強制的にカットしている。図３（ａ）（ｂ）はトライアックＴＲＣにより位相制御を行っている場合の各部の波形図であり、同図（ａ）は整流回路ＤＢの出力電圧Ｖ２の波形図、同図（ｂ）は発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に流れる電流の波形図である。図３（ａ）（ｂ）の波形はトライアックＴＲＣのオン位相角を脈流電圧のピーク付近（９０度）に設定した場合の波形であり、オン位相角を矢印Ａ又はＢの方向にずらすことで、発光ダイオードへの供給電流のパルス幅を変化させて調光点灯している。
【００２８】
つまりＬＥＤ点灯回路１には、平滑コンデンサＣ０によって安定化された直流電圧がトランジスタＴｒ１を介して印加されており、トランジスタＴｒ１のオン／オフに応じて発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に流れる電流がオン／オフされるので、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に流れる電流は矩形波のパルス電流となって、トライアックＴＲＣのオン位相角に応じてパルス幅が変化する。したがって、トライアックＴＲＣの全位相角にわたって平滑コンデンサＣ０からＬＥＤ点灯回路１に安定した電圧を供給することができ、従来のＬＥＤ点灯装置のように発光ダイオードに印加する電圧がオン電圧（点灯維持電圧）よりも下がることがないから、ＬＥＤ点灯回路１に電流が供給される期間中発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０を点灯させることができる。
【００２９】
また本回路は、図１０に示す従来のＬＥＤ点灯装置において、ＬＥＤ点灯回路１と直列に接続されるトランジスタＴｒ１と、トライアックＴＲＣのオン期間を検出する検出回路２とを追加しただけで、検出回路２は図２に示すように２個の抵抗Ｒ１０，Ｒ１１とトリガ素子Ｔのみで構成できるので、大きなコストアップとなることはない。
【００３０】
尚、本実施形態では各２０個の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０、ＬＤ２１〜ＬＤ４０をそれぞれ直列に接続し、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０の直列回路と発光ダイオードＬＤ２１〜ＬＤ４０の直列回路を平滑コンデンサＣ０と並列に接続しているが、直列に接続する発光ダイオードの個数や、平滑コンデンサＣ０と並列に接続する発光ダイオードの直列回路の数を上記の数に限定する趣旨のものではなく、入力電圧に応じて適宜決定すれば良い。本実施形態では入力電圧が１００Ｖの場合に効率良く点灯するように発光ダイオードの接続数を２０個としている。また、平滑コンデンサＣ０と並列に接続する発光ダイオードの直列回路の数を２つにしているのは、平滑コンデンサＣ０の両端間に４０個の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０を全て直列に接続すると、その内の１個がオープン破壊した場合に残りの発光ダイオードが全て不点になるが、本回路では平滑コンデンサＣ０の両端間に発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０の直列回路（系統１）と、発光ダイオードＬＤ２１〜ＬＤ４０の直列回路（系統２）とを並列に接続することで、４０個の内の１個がオープン破壊しても、一方の系統の発光ダイオードが不点になるだけで、他の系統の２０個の発光ダイオードが不点になるのを防止して、全ての発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０が不点になるのを防止している。
【００３１】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図４及び図５に基づいて説明する。
【００３２】
上述の実施形態１では検出回路２が整流回路ＤＢの出力側の脈流直流電圧Ｖ２を検出することによって、トライアックＴＲＣで位相制御された交流電圧を間接的に検出して、トライアックＴＲＣのオン期間を求めているのに対して、本実施形態では図４に示すように検出回路２が整流回路ＤＢの入力側の交流電圧Ｖ１を検出しており、トライアックＴＲＣで位相制御された交流電圧Ｖ１を直接検出することで、トライアックＴＲＣのオン期間を検出している。尚、検出回路２以外は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３３】
図５は本実施形態の具体例を示し、検出回路２を、整流回路ＤＢの各入力端子にそれぞれアノードが接続されるとともにカソードが共通接続された一対のダイオードＤ２，Ｄ３と、両ダイオードＤ２，Ｄ３のカソードに発生する電圧を検出することで交流電圧Ｖ２を検出して、トライアックＴＲＣのオン期間を検出する検出部２ａとで構成している。なお検出部２ａは図２に示すような回路構成を有し、ダイオードＤ２，Ｄ３のカソードと整流回路ＤＢの低電位側の出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の直列回路と、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点に一端が接続されるとともに他端がトランジスタＴｒ１のベースに接続されたトリガ素子Ｔとで構成される。
【００３４】
ここで検出回路２では、整流回路ＤＢの入力電圧をダイオードＤ２，Ｄ３で整流して、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の直列回路に印加しており、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点が所定のトリガレベルＶａを超えると、トリガ素子Ｔが導通してトランジスタＴｒ１のベースに電圧が印加され、トランジスタＴｒ１がオンになる。而してトランジスタＴｒ１は、トライアックＴＲＣのオン期間にオンして発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に電流を供給するとともに、トライアックＴＲＣのオフ期間にオフして発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０への電流供給を遮断する。
【００３５】
このように本実施形態においても、平滑コンデンサＣ０からＬＥＤ点灯回路１へ安定した直流電圧を供給しつつ、位相制御された交流電圧Ｖ１を検出することによってトライアックＴＲＣのオン状態を検出し、トライアックＴＲＣのオフ時にはトランジスタＴｒ１をオフさせて、ＬＥＤ点灯回路１への供給電流を強制的にカットしているので、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０に流れる電流が矩形波のパルス電流となって、トライアックＴＲＣのオン位相角に応じてパルス幅が変化し、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０を調光することができる。したがって、トライアックＴＲＣの全位相角にわたって平滑コンデンサＣ０からＬＥＤ点灯回路１に安定した電圧を供給することができ、従来のＬＥＤ点灯装置のように発光ダイオードに印加する電圧がオン電圧（点灯維持電圧）よりも下がることがないから、ＬＥＤ点灯回路１に電流が供給される期間中発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４０を点灯させることができる。
【００３６】
尚、本実施形態では検出回路２によりトライアックＴＲＣで位相制御された交流電圧Ｖ１を検出しているので、整流回路ＤＢとは別に交流電圧を整流して検出部２ａに入力するためのダイオードＤ２，Ｄ３、もしくは絶縁する手段が必要になり、実施形態１のように整流回路ＤＢの出力側の直流電圧を検出すことで、位相制御された交流電圧Ｖ１を間接的に検出する方がコスト的には有利である。
【００３７】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図６〜図８に基づいて説明する。
【００３８】
上述した実施形態１では、整流回路ＤＢの出力を平滑コンデンサＣ０で平滑して、平滑コンデンサＣ０で平滑された直流電圧をＬＥＤ点灯回路１に印加しているのに対して、本実施形態では、ＬＥＤ点灯回路１に供給する電圧を発光ダイオードの個数に応じた電圧に設定するため、図６に示すように平滑コンデンサＣ０で平滑された直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることによって発光ダイオードのオン電圧と略同じ電圧まで降圧する直流電源回路４を設け、直流電源回路４の低電位側の出力端子にトランジスタＴｒ１のエミッタを接続し、直流電源回路４の高電位側の出力端子とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間にＬＥＤ点灯回路１を接続している。尚、ＬＥＤ点灯回路１及び直流電源回路４以外は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３９】
本実施形態ではＬＥＤ点灯回路１を、トランジスタＴｒ１のコレクタに一端がそれぞれ接続された電流制限用の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、直流電源回路４の高電位側の出力端子と抵抗Ｒ１の他端との間に順方向に直列接続された１０個の発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２…ＬＤ１０と、直流電源回路４の高電位側の出力端子と抵抗Ｒ２の他端との間に順方向に直列接続された１０個の発光ダイオードＬＤ１１，ＬＤ１２…ＬＤ２０とで構成している。
【００４０】
通常、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０のオン電圧は約２〜４Ｖであるから、ＬＥＤ点灯回路１全体でオン電圧が４（Ｖ／個）×１０（個）＝４０Ｖ程度となり、実施形態１に比べて低電圧に設定している。したがって、直流電源回路４では、商用交流電源ＡＣを位相制御した電圧を整流回路ＤＢで整流し、平滑コンデンサＣ０で平滑して得た電圧を約４０Ｖ付近に降圧することで、ＬＥＤ点灯回路１に発光ダイオードの個数に応じた電圧を供給できる。
【００４１】
尚、直流電源回路４の出力端子間に全ての発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０を直列接続した場合はその内の１個がオープン破壊すると、残りの発光ダイオードまで不点になるが、直流電源回路４の出力端子間に発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ１０の直列回路（系統１）と、発光ダイオードＬＤ１１〜ＬＤ２０の直列回路（系統２）とを並列接続しているので、２０個の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２の内の１個がオープン破壊しても、一方の系統の発光ダイオードが不点になるだけで、他の系統の１０個の発光ダイオードは点灯するので、全ての発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ２０が不点になるのを防止できる。
【００４２】
ところで、図７及び図８は直流電源回路４の具体回路を示し、図７の例ではインテリジェントパワーデバイス（以下、ＩＰＤ素子と言う）４ａと、抵抗Ｒ５と、コンデンサＣ１〜Ｃ３と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ４，Ｄ５と、ツェナーダイオードＺＤ１とからなる非絶縁型のチョッパ・レギュレータで直流電源回路４を構成している。
【００４３】
ＩＰＤ素子４ａはスイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴ及びそのドライブ回路をワンチップ化したもので、出力電圧をツェナーダイオードＺＤ１及びダイオードＤ４を介してコントロール端子Ｃにフィードバックしており、出力電圧が（Ｖ_ＺＤ＋Ｖ_ＣＳ）となるように、内部のドライブ回路によりパワーＭＯＳＦＥＴのオン／オフを制御している。但し、Ｖ_ＺＤはツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧、Ｖ_ＣＳはＩＰＤ素子４ａのコントロール端子Ｃとソース端子Ｓとの間の電圧である。
【００４４】
本回路ではスイッチング素子とそのドライブ回路をワンチップ化したＩＰＤ素子４ａを用いているので、回路の小型化、低コスト化が図れるが、非絶縁型であるので安全性には注意が必要である。なお本回路ではスイッチング素子とそのドライブ回路をワンチップ化したＩＰＤ素子４ａを用いているが、ＩＰＤ素子４ａの代わりにＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用いても良く、その場合は制御用の外付け部品が若干必要になる。
【００４５】
また図８の例ではＩＰＤ素子４ａと、絶縁トランスＴ１と、抵抗Ｒ６，Ｒ７と、コンデンサＣ４，Ｃ５と、フォトカプラＰＣ１と、ダイオードＤ６〜Ｄ８と、ツェナーダイオードＺＤ２，ＺＤ３とからなる１石式のフライバック方式のスイッチング電源で直流電源回路４を構成している。
【００４６】
本回路では、安全性を高めるために絶縁トランスＴ１を用いて入力側と出力側とを絶縁しており、絶縁された出力電圧をフォトカプラＰＣ１で検出して、ＩＰＤ素子のコントロール端子にフィードバックしている。なお本回路ではスイッチング素子とそのドライブ回路をワンチップ化したＩＰＤ素子４ａを用いているが、ＩＰＤ素子４ａの代わりにＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用いても良く、その場合は制御用の外付け部品が若干必要になる。
【００４７】
尚本実施形態では実施形態１のＬＥＤ点灯装置に直流電源回路４を付加しているが、実施形態２において直流電源回路４を付加しても良く、上述と同様の効果が得られる。
【００４８】
（実施形態４）
本発明の実施形態４を図９に基づいて説明する。
【００４９】
本実施形態では、上述の実施形態３において、ＬＥＤ点灯回路１にミラー回路構成の定電流回路５を設けており、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４に流れる電流を略一定に制御している。尚、ＬＥＤ点灯回路１及び定電流回路５以外の構成は実施形態３と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５０】
ＬＥＤ点灯回路１は、トランジスタＴｒ１のコレクタに一端がそれぞれ接続された電流制限用の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、直流電源回路４の高電位側の出力端と抵抗Ｒ１の他端との間にトランジスタＴｒ３を介して順方向に直列接続された２個の発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２と、直流電源回路４の高電位側の出力端と抵抗Ｒ２の他端との間にトランジスタＴｒ４を介して順方向に直列接続された２個の発光ダイオードＬＤ３，ＬＤ４とで構成される。本回路では実施形態３に比べて発光ダイオードＬＤ１…の接続個数を更に少なくしており、直流電源回路４の出力電圧を４（Ｖ／個）×２（個）＝８（Ｖ）付近の低電圧に設定している。
【００５１】
そして、一般的に発光ダイオードＬＤ１…のオン電圧は順方向電圧Ｖｆのセンター値に対して２割は変動するので、順方向電圧Ｖｆが変動しても、発光ダイオードＬＤ１…に流れる電流が変化しないように定電流回路５を設けている。
【００５２】
定電流回路５は、直流電源回路４の高電位側の出力端に一端が接続された抵抗Ｒ８と、トランジスタＴｒ１のコレクタに一端が接続された抵抗Ｒ９と、コレクタ−ベース間が短絡されるとともに抵抗Ｒ８の他端と抵抗Ｒ９の他端との間にコレクタ−エミッタ間が接続されたトランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ２とベース同士が共通接続されたトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４と、からなるミラー電流回路で構成され、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４に流れる電流を略一定にしているので、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ４を安定に点灯させることができる。
【００５３】
尚、本実施形態では実施形態３においてＬＥＤ点灯回路１に定電流回路５を付加しているが、実施形態１又は２においてＬＥＤ点灯回路１に定電流回路５を付加しても良く、上述と同様の効果が得られる。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、交流電源に直列に接続され位相制御調光器によってオン位相角が制御される位相制御素子と、入力端子間に交流電源及び位相制御素子の直列回路が接続され、交流電圧を整流して脈流直流電圧に変換する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの出力を電源として１乃至複数の発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯回路とを備えたＬＥＤ点灯回路において、位相制御素子によって位相制御された交流電圧を検出することで位相制御素子のオン期間を検出する検出手段と、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間に平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断する遮断手段とを設けて成ることを特徴とし、検出手段により位相制御素子のオン状態を検出し、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間は遮断手段が平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断しているので、位相制御素子のオン位相角に応じたパルス幅で発光ダイオードに電流を流して調光することができ、そのうえ平滑コンデンサの出力を１乃至複数の発光ダイオードのオン電圧以上として、平滑コンデンサの出力をＬＥＤ点灯回路に供給しているので、位相制御素子の全位相角にわたってＬＥＤ点灯回路に安定した電圧を供給できるから、位相制御式の調光器を用いて発光ダイオードを安定に調光できるという効果がある。
【００５５】
請求項２の発明は、交流電源に直列に接続され位相制御調光器によってオン位相角が制御される位相制御素子と、入力端子間に交流電源及び位相制御素子の直列回路が接続され、交流電圧を整流して脈流直流電圧に変換する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサにより平滑された直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることによって所望の電圧値の直流電圧に降圧する直流電源回路と、直流電源回路の出力を電源として１乃至複数の発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯回路とを備えたＬＥＤ点灯回路において、直流電源回路の出力を上記１乃至複数の発光ダイオードのオン電圧と略同じ電圧とし、位相制御素子によって位相制御された交流電圧を検出することで位相制御素子のオン期間を検出する検出手段と、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間に平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断する遮断手段とを設けて成ることを特徴とし、検出手段により位相制御素子のオン状態を検出し、検出手段の検出結果をもとに位相制御素子のオフ期間は遮断手段が平滑コンデンサからＬＥＤ点灯回路への電流供給を遮断しているので、位相制御素子のオン位相角に応じたパルス幅で発光ダイオードに電流を流して調光することができ、そのうえ直流電源回路は平滑コンデンサで平滑した電圧を１乃至複数の発光ダイオードのオン電圧と略同じ電圧まで降圧し、その出力ををＬＥＤ点灯回路に供給しているので、位相制御素子の全位相角にわたってＬＥＤ点灯回路に安定した電圧を供給できるから、位相制御式の調光器を用いて発光ダイオードを安定に調光できるという効果がある。
【００５６】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、上記直流電源回路は、上記スイッチング素子及びそのドライブ回路をワンチップ化したインテリジェントパワーデバイスを用いて構成した非絶縁型のチョッパ・レギュレータであることを特徴とし、請求項２の発明と同様の効果を奏する。
【００５７】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、上記直流電源回路は、絶縁トランスを用いて構成した１石式のスイッチング電源であることを特徴とし、請求項２の発明と同様の効果を奏する。
【００５８】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の出力端子間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなり、整流回路の脈流出力を検出することで位相制御素子で位相制御された交流電圧を間接的に検出することを特徴とし、抵抗の接続点の電位がトリガ素子のトリガレベルを超えると、トリガ素子が導通してスイッチ素子がオンするので、位相制御素子のオン／オフに応じてスイッチ素子をオン／オフさせて、発光ダイオードを調光することができる。
【００５９】
請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の入力端子にアノードが接続されたダイオードと、当該ダイオードのカソードと整流回路の低電位側の出力端子との間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなることを特徴とし、ダイオードで交流電圧を整流して複数の抵抗の直列回路に印加しており、抵抗の接続点の電位がトリガ素子のトリガレベルを超えると、トリガ素子が導通してスイッチ素子がオンするので、位相制御素子のオン／オフに応じてスイッチ素子をオン／オフさせて、発光ダイオードを調光することができる。
【００６０】
請求項７の発明は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、上記遮断手段は平滑コンデンサとＬＥＤ点灯回路との間に接続されたスイッチ素子からなり、上記検出手段は、整流回路の各入力端子にそれぞれアノードが接続されるとともにカソードが共通接続された一対のダイオードと、両ダイオードのカソードと整流回路の低電位側の出力端子との間に接続された複数の抵抗の直列回路と、一端が複数の抵抗の接続点に接続されるとともに、他端がスイッチ素子の制御端子に接続されたトリガ素子からなることを特徴とし、ダイオードで交流電圧を整流して複数の抵抗の直列回路に印加しており、抵抗の接続点の電位がトリガ素子のトリガレベルを超えると、トリガ素子が導通してスイッチ素子がオンするので、位相制御素子のオン／オフに応じてスイッチ素子をオン／オフさせて、発光ダイオードを調光することができる。
【００６１】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか１つの発明において、上記ＬＥＤ点灯回路は、発光ダイオードに流れる電流を略一定にするミラー回路構成の定電流回路を具備して成ることを特徴とし、定電流回路により発光ダイオードに流れる電流を略一定にすることで、発光ダイオードを安定して調光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のＬＥＤ点灯装置のブロック回路図である。
【図２】同上の要部の回路図である。
【図３】同上の位相制御時の各部の波形図であり、（ａ）は整流器の出力電圧の波形図、（ｂ）は発光ダイオードに流れる電流の波形図である。
【図４】実施形態２のＬＥＤ点灯装置のブロック回路図である。
【図５】同上のブロック回路図である。
【図６】実施形態３のＬＥＤ点灯装置のブロック回路図である。
【図７】同上の直流電源回路の回路図である。
【図８】同上の別の直流電源回路の回路図である。
【図９】実施形態４のＬＥＤ点灯装置のブロック回路図である。
【図１０】従来のＬＥＤ点灯装置のブロック回路図である。
【図１１】同上の位相制御時の各部の波形図であり、（ａ）は整流器の出力電圧の波形図、（ｂ）は発光ダイオードに流れる電流の波形図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤ点灯回路
２検出回路
３調光器
ＡＣ商用交流電源
Ｃ０平滑コンデンサ
ＤＢ整流回路
ＬＤ１〜ＬＤ４０発光ダイオード
ＴＲＣトライアック
Ｔｒ１トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LED lighting device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, white high-brightness LEDs have been developed by commercialization of blue LEDs, and LEDs that have been used mainly for displays and the like are now being used for illumination.
[0003]
For example, a device in which hundreds of LEDs are arranged in a plane and modularized into a shape like a planar light source is provided, and is used for applications such as road signal lights and railroad crossing warning signal lights (for example, Patent Document 1).
[0004]
There is also provided a bulb-type LED lighting device in which an LED is mounted on a bulb-type main body having an E-based cap so that it can be replaced with an incandescent bulb, and an LED lighting circuit is housed in the cap portion.
[0005]
In such a bulb-shaped LED lighting device, considering that it is used in combination with a phase control type dimmer often used for dimming an incandescent bulb, as shown in FIG. A circuit system in which a pulsating DC voltage obtained by rectifying a phase-controlled AC voltage is directly supplied to the LED lighting circuit 1 is often used.
[0006]
This circuit includes a triac TRC connected in series to a commercial AC power supply AC, a rectifier circuit DB such as a diode bridge in which a series circuit of the commercial AC power supply AC and the triac TRC is connected between input terminals, and a rectifier circuit DB. The LED lighting circuit 1 is connected between the output terminals. The LED lighting circuit 1 includes a series circuit of light emitting diodes LD1 to LD4 connected between the output terminals of the rectifier circuit DB via the current limit resistor R1 and a current limit resistor between the output terminals of the rectifier circuit DB. It comprises a series circuit of light emitting diodes LD5 to LD8 connected via R2.
[0007]
In this circuit, a trigger signal from a dimmer (not shown) is received, the power supply voltage of the commercial AC power supply AC is phase-controlled by the triac TRC, and then the pulsating voltage V2 obtained by rectification by the rectifier circuit DB is converted into a light emitting diode. Immediately applied to the series circuit of LD1 to LD4 and resistor R1, and the series circuit of light emitting diodes LD5 to LD8 and resistor R2, the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD4 is the resistor R1, and the current flowing through the light emitting diodes LD5 to LD8. Are determined by the resistance R2.
[0008]
Here, FIGS. 11A and 11B are waveform diagrams of respective parts when phase control is performed by the triac TRC, and FIG. 11A is a waveform diagram of the output voltage V2 of the rectifier circuit DB, and FIG. ) Is a waveform diagram of currents flowing through the light emitting diodes LD1 to LD8. The waveforms in FIGS. 11A and 11B are waveforms when the ON phase angle of the TRIAC TRC is set near the peak of the pulsating voltage (90 degrees), and the ON phase angle is shifted in the direction of the arrow A or B. Thus, dimming is performed by changing the supply current to the light emitting diodes LD1 to LD8.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-173304 A (pages 6 to 8 and FIGS. 5 and 6)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the LED lighting device having the above configuration, the waveform of the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD8 becomes a pulsating waveform (see FIG. 11B), and the light emitting diodes LD1 to LD8 themselves have an on-voltage, and the rectifier circuit DB. When the output voltage V2 of the LED becomes lower than the ON voltage, the lighting is stopped. Therefore, the lighting sustaining voltage V of the light emitting diodes LD1 to LD8 is low when the pulsating voltage V2 is low. _ON There is a problem that the light emitting diodes LD1 to LD8 are turned off.
[0011]
Therefore, the output voltage (pulsating voltage) of the rectifier circuit DB is smoothed by a smoothing capacitor so that a stable DC voltage can be applied to the light emitting diodes LD1 to LD8, and the voltage smoothed by the smoothing capacitor is applied to the light emitting diodes LD1 to LD8. In this case, a current flows through the light emitting diodes LD1 to LD8 by the charge of the smoothing capacitor even during the off period of the triac TRC. Therefore, depending on the capacity of the smoothing capacitor, even if the volume of the dimmer is turned and the phase angle of the TRIAC TRC is changed in the range of the ON phase angle from 0 to 90 degrees, sufficient charge is charged in the smoothing capacitor. Therefore, the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD8 does not change, and as a result, dimming is not performed, and the smoothing capacitor is charged when the on phase angle of the triac TRC is in the range from 90 degrees to 180 degrees. However, since the light control is suddenly controlled, there is a problem that the light control becomes unstable.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an LED lighting device capable of stably dimming using a phase control type dimmer. is there.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a phase control element connected in series to an AC power source and controlled in phase angle by a phase control dimmer, and an AC power source and a phase control element between input terminals A rectifier circuit that rectifies an AC voltage and converts it into a pulsating DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, and turns on one or more light emitting diodes using the output of the smoothing capacitor as a power source An LED lighting circuit comprising: a detecting means for detecting an ON period of the phase control element by detecting an AC voltage phase-controlled by the phase control element; and a detection result of the detecting means. The present invention is characterized in that a shut-off means for shutting off the current supply from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit during the off period of the phase control element is provided.
[0014]
In the invention of claim 2, a phase control element connected in series to an AC power source and whose on phase angle is controlled by a phase control dimmer, and a series circuit of an AC power source and a phase control element are connected between input terminals, A rectifying circuit that rectifies the voltage to convert it into a pulsating DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifying circuit, and a DC voltage of a desired voltage value by switching the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor with a switching element In an LED lighting circuit comprising: a DC power supply circuit that steps down to a voltage; and an LED lighting circuit that lights one or more light emitting diodes using the output of the DC power supply circuit as a power supply, the output of the DC power supply circuit is the one or more light emitting diodes. The on-period of the phase control element is determined by detecting the AC voltage phase-controlled by the phase control element. Detection means for output, characterized by comprising a detection result of the detecting means provided with blocking means for blocking the supply of current from the smoothing capacitor based on the off-period of the phase control element to the LED lighting circuit.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the DC power supply circuit is a non-insulated chopper regulator configured using an intelligent power device in which the switching element and its drive circuit are integrated into a single chip. It is characterized by.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the DC power supply circuit is a one-stone switching power supply configured using an insulating transformer.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detection means is a rectifier circuit. A series circuit of a plurality of resistors connected between the output terminals and a trigger element having one end connected to a connection point of the plurality of resistors and the other end connected to the control terminal of the switch element. By detecting the flow output, the AC voltage phase-controlled by the phase control element is indirectly detected.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detection means is a rectifier circuit. A diode having an anode connected to the input terminal, a series circuit of a plurality of resistors connected between the cathode of the diode and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit, and one end connected to a connection point of the plurality of resistors The other end is composed of a trigger element connected to the control terminal of the switch element.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detection means is a rectifier circuit. A pair of diodes each having an anode connected to each input terminal and a cathode commonly connected; and a series circuit of a plurality of resistors connected between the cathodes of both diodes and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit; One end is connected to a connection point of a plurality of resistors, and the other end is composed of a trigger element connected to a control terminal of the switch element.
[0020]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects of the present invention, the LED lighting circuit includes a constant current circuit having a mirror circuit configuration that makes a current flowing through the light emitting diode substantially constant. Features.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of this invention is demonstrated based on FIGS. 1-3.
[0023]
FIG. 1 is a circuit diagram of an LED lighting device according to this embodiment. This device is connected in series to a commercial AC power supply AC, and a triac TRC whose on-phase angle is controlled by a trigger signal from a phase control type dimmer 3. And a rectifier circuit DB such as a diode bridge in which a series circuit of a commercial AC power supply AC and a triac TRC is connected between the input terminals, and an anode connected to the output terminal on the high potential side of the rectifier circuit DB for preventing backflow. As a switching element having a diode D1, a smoothing capacitor C0 connected between the cathode of the diode D1 and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit DB, and an emitter connected to the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit DB NPN type transistor Tr1, an LED lighting circuit 1 connected between both ends of the smoothing capacitor C0 via the transistor Tr1, Detecting the ON state of the triac TRC by detecting the AC voltage phase-controlled by the acknowledgment TRC, and a detection circuit 2 (detecting means) for providing a detection signal to the control terminal of the transistor Tr1 (base). The detection circuit 2 detects a pulsating DC voltage obtained by full-wave rectifying the AC voltage using the rectifier circuit DB instead of directly detecting the AC voltage phase-controlled by the TRIAC TRC. The on period of the triac TRC is detected.
[0024]
The LED lighting circuit 1 is connected in series in the forward direction between current-limiting resistors R1 and R2, one end of which is connected to the collector of the transistor Tr1, and a connection point between the diode D1 and the capacitor C0 and the other end of the resistor R1. ... 20 light emitting diodes LD1, LD2... LD20 and 20 light emitting diodes LD21, LD22... LD40 connected in series in the forward direction between the connection point of the diode D1 and the capacitor C0 and the other end of the resistor R2. It consists of.
[0025]
FIG. 2 shows a specific circuit of the detection circuit 2. One end of the series circuit of the resistors R10 and R11 connected between the output terminals of the rectifier circuit DB and the connection point of the resistors R10 and R11 are connected and the other end is connected. The trigger element T is connected to the base of the transistor Tr1. Here, when a pulsating voltage is generated at the output terminal of the rectifier circuit DB and the connection point of the resistors R10 and R11 exceeds a predetermined trigger level Va, the trigger element T is turned on and a voltage is applied to the base of the transistor Tr1. Thus, the transistor Tr1 is turned on (see FIGS. 3A and 3B). Thus, the transistor Tr1 is turned on during the on period of the triac TRC to supply current to the light emitting diodes LD1 to LD40, and is turned off during the off period of the triac TRC to cut off current supply to the light emitting diodes LD1 to LD40. That is, the transistor Tr1 constitutes a blocking means for blocking the current supply from the smoothing capacitor C0 to the LED lighting circuit 1 during the off period of the triac TRC based on the detection result of the detection circuit 2. Although the switching element composed of the transistor Tr1 is used as the blocking means, it is needless to say that the switching element is not limited to the transistor, and a switching element such as an FET may be used.
[0026]
Next, the operation of this apparatus will be briefly described. In this device, the AC power supply voltage of the commercial AC power supply AC is phase-controlled by the TRIAC TRC, and the phase-controlled pulsating AC voltage is converted to the DC pulsating voltage by the rectifier circuit DB and then smoothed by the smoothing capacitor C0. The voltage obtained in this way is supplied to the light emitting diodes LD1 to LD40.
[0027]
The feature of this device is that the smoothing capacitor C0 generates a voltage equal to or higher than the ON voltage of 20 light emitting diodes, and supplies a stable DC voltage from the smoothing capacitor C0 to the LED lighting circuit 1, while the output of the rectifier circuit DB. By detecting the voltage, the on state of the triac TRC is detected, and when the triac TRC is turned off, the transistor Tr1 is turned off to forcibly cut the supply current to the LED lighting circuit 1. FIGS. 3A and 3B are waveform diagrams of respective parts when phase control is performed by the triac TRC. FIG. 3A is a waveform diagram of the output voltage V2 of the rectifier circuit DB, and FIG. It is a wave form diagram of the electric current which flows into light emitting diode LD1-LD40. The waveforms in FIGS. 3A and 3B are waveforms when the ON phase angle of the triac TRC is set near the peak of the pulsating voltage (90 degrees), and the ON phase angle is shifted in the direction of the arrow A or B. Thus, dimming is performed by changing the pulse width of the current supplied to the light emitting diode.
[0028]
That is, a DC voltage stabilized by the smoothing capacitor C0 is applied to the LED lighting circuit 1 via the transistor Tr1, and currents flowing through the light emitting diodes LD1 to LD40 according to on / off of the transistor Tr1 are turned on / off. Therefore, the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD40 becomes a rectangular wave pulse current, and the pulse width changes according to the ON phase angle of the triac TRC. Therefore, a stable voltage can be supplied from the smoothing capacitor C0 to the LED lighting circuit 1 over the entire phase angle of the triac TRC, and the voltage applied to the light emitting diode as in the conventional LED lighting device is the on voltage (lighting sustain voltage). Therefore, the light emitting diodes LD <b> 1 to LD <b> 40 can be lit during the period when the current is supplied to the LED lighting circuit 1.
[0029]
Further, the present circuit is the same as the conventional LED lighting device shown in FIG. 10, except that a transistor Tr1 connected in series with the LED lighting circuit 1 and a detection circuit 2 for detecting the ON period of the triac TRC are added. 2 can be configured by only two resistors R10 and R11 and a trigger element T as shown in FIG.
[0030]
In this embodiment, each of the 20 light emitting diodes LD1 to LD20 and LD21 to LD40 is connected in series, and the series circuit of the light emitting diodes LD1 to LD20 and the series circuit of the light emitting diodes LD21 to LD40 are connected in parallel to the smoothing capacitor C0. Although connected, the number of light-emitting diodes connected in series and the number of series circuits of light-emitting diodes connected in parallel with the smoothing capacitor C0 are not limited to the above numbers, and are appropriately determined according to the input voltage. Just decide. In the present embodiment, the number of connected light emitting diodes is set to 20 so as to light up efficiently when the input voltage is 100V. Further, the number of series circuits of the light emitting diodes connected in parallel with the smoothing capacitor C0 is two because when all 40 light emitting diodes LD1 to LD40 are connected in series between both ends of the smoothing capacitor C0, The remaining light emitting diodes are all unsatisfactory when one of them is broken open, but in this circuit, the series circuit (system 1) of the light emitting diodes LD1 to LD20 and the light emitting diodes LD21 to LD40 between both ends of the smoothing capacitor C0. By connecting the series circuit (system 2) in parallel with each other, even if one of the 40 is open-destructed, only the light-emitting diode of one system becomes inconsequential, and 20 of the other system This prevents the light emitting diodes from becoming stigmatized and prevents all the light emitting diodes LD1 to LD40 from becoming stigmatized.
[0031]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0032]
In the first embodiment described above, the detection circuit 2 detects the pulsating DC voltage V2 on the output side of the rectifier circuit DB, thereby indirectly detecting the AC voltage phase-controlled by the triac TRC, and the ON period of the triac TRC. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the detection circuit 2 detects the AC voltage V1 on the input side of the rectifier circuit DB, and the AC voltage V1 phase-controlled by the triac TRC is used. By detecting directly, the ON period of the triac TRC is detected. In addition, since it is the same as that of Embodiment 1 except the detection circuit 2, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the description is abbreviate | omitted.
[0033]
FIG. 5 shows a specific example of this embodiment. The detection circuit 2 includes a pair of diodes D2 and D3, each having an anode connected to each input terminal of the rectifier circuit DB and a cathode commonly connected, and both diodes D2, D2. The detection unit 2a detects the AC voltage V2 by detecting the voltage generated at the cathode of D3, and detects the ON period of the triac TRC. The detection unit 2a has a circuit configuration as shown in FIG. 2, and a series circuit of resistors R10 and R11 connected between the cathodes of the diodes D2 and D3 and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit DB; One end is connected to the connection point of the resistors R10 and R11, and the other end is configured by a trigger element T connected to the base of the transistor Tr1.
[0034]
Here, in the detection circuit 2, the input voltage of the rectifier circuit DB is rectified by the diodes D2 and D3 and applied to the series circuit of the resistors R10 and R11, and the connection point of the resistors R10 and R11 has a predetermined trigger level Va. When exceeded, the trigger element T becomes conductive, a voltage is applied to the base of the transistor Tr1, and the transistor Tr1 is turned on. Thus, the transistor Tr1 is turned on during the on period of the triac TRC to supply current to the light emitting diodes LD1 to LD40, and is turned off during the off period of the triac TRC to cut off current supply to the light emitting diodes LD1 to LD40.
[0035]
As described above, also in the present embodiment, the triac TRC is turned on by detecting the phase-controlled AC voltage V1 while supplying a stable DC voltage from the smoothing capacitor C0 to the LED lighting circuit 1, and the triac TRC. Since the transistor Tr1 is turned off and the supply current to the LED lighting circuit 1 is forcibly cut off, the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD40 becomes a rectangular pulse current, and the triac TRC is turned on. The pulse width changes according to the phase angle, and the light emitting diodes LD1 to LD40 can be dimmed. Therefore, a stable voltage can be supplied from the smoothing capacitor C0 to the LED lighting circuit 1 over the entire phase angle of the triac TRC, and the voltage applied to the light emitting diode as in the conventional LED lighting device is the on voltage (lighting sustain voltage). Therefore, the light emitting diodes LD <b> 1 to LD <b> 40 can be lit during the period when the current is supplied to the LED lighting circuit 1.
[0036]
In the present embodiment, since the detection circuit 2 detects the AC voltage V1 phase-controlled by the triac TRC, the diode D2 for rectifying the AC voltage separately from the rectification circuit DB and inputting it to the detection unit 2a. D3 or means for insulation is required, and it is more costly to indirectly detect the phase-controlled AC voltage V1 by detecting the DC voltage on the output side of the rectifier circuit DB as in the first embodiment. Is advantageous.
[0037]
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0038]
In the first embodiment described above, the output of the rectifier circuit DB is smoothed by the smoothing capacitor C0 and the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor C0 is applied to the LED lighting circuit 1, whereas in the present embodiment, In order to set the voltage supplied to the LED lighting circuit 1 to a voltage corresponding to the number of light emitting diodes, the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor C0 is switched by a switching element as shown in FIG. A DC power supply circuit 4 that steps down to substantially the same voltage as that of the DC power supply circuit 4 is connected to the output terminal on the low potential side of the DC power supply circuit 4, the output terminal on the high potential side of the DC power supply circuit 4 and the collector of the transistor Tr1. The LED lighting circuit 1 is connected between the two. In addition, since it is the same as that of Embodiment 1 except LED lighting circuit 1 and DC power supply circuit 4, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the description is abbreviate | omitted.
[0039]
In the present embodiment, the LED lighting circuit 1 includes a current limiting resistor R1, R2 having one end connected to the collector of the transistor Tr1, a high potential side output terminal of the DC power supply circuit 4, and the other end of the resistor R1. 10 light emitting diodes LD1, LD2,... LD10 connected in series in the forward direction between them, and 10 connected in series in the forward direction between the output terminal on the high potential side of the DC power supply circuit 4 and the other end of the resistor R2. The light emitting diodes LD11, LD12,.
[0040]
Normally, the on-voltage of the light emitting diodes LD1 to LD20 is about 2 to 4 V, and thus the on-voltage of the entire LED lighting circuit 1 is about 4 (V / piece) × 10 (pieces) = 40 V, which is compared with the first embodiment. Low voltage is set. Therefore, in the DC power supply circuit 4, the voltage obtained by phase-controlling the commercial AC power supply AC is rectified by the rectifier circuit DB, and the voltage obtained by smoothing the voltage by the smoothing capacitor C 0 is stepped down to about 40 V, so that the LED lighting circuit 1 A voltage corresponding to the number of light emitting diodes can be supplied.
[0041]
In addition, when all the light emitting diodes LD1 to LD20 are connected in series between the output terminals of the DC power supply circuit 4, if one of them is broken open, the remaining light emitting diodes become inconsequential. Since the series circuit (system 1) of the light emitting diodes LD1 to LD10 and the series circuit (system 2) of the light emitting diodes LD11 to LD20 are connected in parallel between the output terminals, of the 20 light emitting diodes LD1 to LD2. Even if one of them breaks open, only the light emitting diodes of one system become unsatisfactory, and the ten light emitting diodes of the other system light up, so all the light emitting diodes LD1 to LD20 become unsuccessful. Can be prevented.
[0042]
7 and 8 show specific circuits of the DC power supply circuit 4. In the example of FIG. 7, an intelligent power device (hereinafter referred to as an IPD element) 4a, a resistor R5, capacitors C1 to C3, an inductor L1, and the like. The DC power supply circuit 4 is composed of a non-insulated chopper regulator composed of diodes D4 and D5 and a Zener diode ZD1.
[0043]
The IPD element 4a is a one-chip power MOSFET as a switching element and its drive circuit. The output voltage is fed back to the control terminal C via the Zener diode ZD1 and the diode D4, and the output voltage is (V _ZD + V _CS The power MOSFET is controlled to be turned on / off by an internal drive circuit. However, V _ZD Is the Zener voltage of Zener diode ZD1, V _CS Is a voltage between the control terminal C and the source terminal S of the IPD element 4a.
[0044]
Since this circuit uses the IPD element 4a in which the switching element and its drive circuit are made into one chip, the circuit can be reduced in size and cost, but since it is a non-insulated type, attention must be paid to safety. . In this circuit, the switching element and its drive circuit are used as the one-chip IPD element 4a. However, a switching element such as a MOSFET may be used in place of the IPD element 4a. Need a little.
[0045]
Further, in the example of FIG. 8, a one-stone type comprising an IPD element 4a, an insulating transformer T1, resistors R6 and R7, capacitors C4 and C5, a photocoupler PC1, diodes D6 to D8, and Zener diodes ZD2 and ZD3. The DC power supply circuit 4 is composed of a flyback switching power supply.
[0046]
In this circuit, the isolation transformer T1 is used to insulate the input side from the output side in order to increase safety. The insulated output voltage is detected by the photocoupler PC1 and fed back to the control terminal of the IPD element. ing. In this circuit, the switching element and its drive circuit are used as the one-chip IPD element 4a. However, a switching element such as a MOSFET may be used in place of the IPD element 4a. Need a little.
[0047]
In the present embodiment, the DC power supply circuit 4 is added to the LED lighting device of the first embodiment. However, the DC power supply circuit 4 may be added in the second embodiment, and the same effect as described above can be obtained.
[0048]
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0049]
In the present embodiment, the constant current circuit 5 having a mirror circuit configuration is provided in the LED lighting circuit 1 in the above-described third embodiment, and the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD4 is controlled to be substantially constant. Since the configuration other than the LED lighting circuit 1 and the constant current circuit 5 is the same as that of the third embodiment, common components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0050]
The LED lighting circuit 1 includes a transistor Tr3 between the current limiting resistors R1 and R2 each connected at one end to the collector of the transistor Tr1, and the output terminal on the high potential side of the DC power supply circuit 4 and the other end of the resistor R1. Between the two light emitting diodes LD1 and LD2 connected in series in the forward direction via the transistor and the output terminal on the high potential side of the DC power supply circuit 4 and the other end of the resistor R2 in series in the forward direction via the transistor Tr4. It consists of two connected light emitting diodes LD3 and LD4. In this circuit, the number of connected light-emitting diodes LD1... Is further reduced as compared with the third embodiment, and the output voltage of the DC power supply circuit 4 is low around 4 (V / piece) × 2 (piece) = 8 (V). The voltage is set.
[0051]
In general, the ON voltage of the light emitting diodes LD1... Fluctuates by 20% with respect to the center value of the forward voltage Vf. Therefore, even if the forward voltage Vf varies, the current flowing through the light emitting diodes LD1. A constant current circuit 5 is provided as described above.
[0052]
The constant current circuit 5 includes a resistor R8 having one end connected to the output terminal on the high potential side of the DC power supply circuit 4, a resistor R9 having one end connected to the collector of the transistor Tr1, and a short circuit between the collector and the base. A mirror current circuit including a transistor Tr2 having a collector-emitter connected between the other end of the resistor R8 and the other end of the resistor R9, and transistors Tr3 and Tr4 having a base commonly connected to the transistor Tr2. In addition, since the current flowing through the light emitting diodes LD1 to LD4 is substantially constant, the light emitting diodes LD1 to LD4 can be lit stably.
[0053]
In this embodiment, the constant current circuit 5 is added to the LED lighting circuit 1 in the third embodiment. However, the constant current circuit 5 may be added to the LED lighting circuit 1 in the first or second embodiment. Similar effects can be obtained.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, the invention of claim 1 is a series circuit of an AC power supply and a phase control element connected between an input terminal and a phase control element that is connected in series to an AC power supply and whose on-phase angle is controlled by a phase control dimmer. Is connected, and a rectifier that rectifies an AC voltage and converts it into a pulsating DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, and an LED that lights one or more light emitting diodes using the output of the smoothing capacitor as a power source And a phase control element based on the detection result of the detection means in the LED lighting circuit including the circuit, the detection means detecting the ON period of the phase control element by detecting the AC voltage phase-controlled by the phase control element And a shut-off means for shutting off the current supply from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit during the off-period of the phase control element. Based on the detection result of the detection means, the cutoff means cuts off the current supply from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit during the OFF period of the phase control element, so the pulse according to the ON phase angle of the phase control element The light can be dimmed by passing a current through the light emitting diode with a width, and the output of the smoothing capacitor is set to be equal to or higher than the ON voltage of one or more light emitting diodes, and the output of the smoothing capacitor is supplied to the LED lighting circuit. Since a stable voltage can be supplied to the LED lighting circuit over the entire phase angle of the control element, there is an effect that the light emitting diode can be stably dimmed using a phase control type dimmer.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, a phase control element connected in series to an AC power source and whose on-phase angle is controlled by a phase control dimmer, and a series circuit of the AC power source and the phase control element are connected between input terminals. A rectifying circuit that rectifies the voltage to convert it into a pulsating DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifying circuit, and a DC voltage of a desired voltage value by switching the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor with a switching element In an LED lighting circuit comprising: a DC power supply circuit that steps down to a voltage; and an LED lighting circuit that lights one or more light emitting diodes using the output of the DC power supply circuit as a power supply, the output of the DC power supply circuit is the one or more light emitting diodes. The on-period of the phase control element is detected by detecting the AC voltage phase-controlled by the phase control element. And detecting means for cutting off the current supply from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit during the OFF period of the phase control element based on the detection result of the detecting means. The on-state of the control element is detected, and during the OFF period of the phase control element based on the detection result of the detection means, the cutoff means cuts off the current supply from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit. The light can be dimmed by supplying a current to the light emitting diode with a pulse width corresponding to the phase angle, and the DC power supply circuit steps down the voltage smoothed by the smoothing capacitor to a voltage substantially equal to the on voltage of one or more light emitting diodes. Since the output is supplied to the LED lighting circuit, a stable voltage can be supplied to the LED lighting circuit over the entire phase angle of the phase control element. There is an effect that can be stably dimming a light emitting diode using a dimmer.
[0056]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the DC power supply circuit is a non-insulated chopper regulator configured by using an intelligent power device in which the switching element and its drive circuit are integrated into a single chip. The same effects as those of the invention of claim 2 are achieved.
[0057]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the DC power supply circuit is a one-stone type switching power supply configured by using an insulating transformer, and has the same effect as the second aspect of the invention. Play.
[0058]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detection means is a rectifier circuit. A series circuit of a plurality of resistors connected between the output terminals and a trigger element having one end connected to a connection point of the plurality of resistors and the other end connected to the control terminal of the switch element. It is characterized in that the AC voltage phase-controlled by the phase control element is detected indirectly by detecting the current output, and when the potential at the connection point of the resistor exceeds the trigger level of the trigger element, the trigger element becomes conductive. Since the switch element is turned on, the light emitting diode can be dimmed by turning the switch element on / off in accordance with the on / off of the phase control element.
[0059]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detecting means is a rectifier circuit. A diode having an anode connected to the input terminal, a series circuit of a plurality of resistors connected between the cathode of the diode and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit, and one end connected to a connection point of the plurality of resistors The other end is composed of a trigger element connected to the control terminal of the switch element, and an AC voltage is rectified by a diode and applied to a series circuit of a plurality of resistors. When the potential exceeds the trigger level of the trigger element, the trigger element is turned on and the switch element is turned on. Therefore, the switch element is turned on / off according to the on / off state of the phase control element, and the light is emitted. Diode can be dimming.
[0060]
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the blocking means comprises a switch element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detection means is a rectifier circuit. A pair of diodes each having an anode connected to each input terminal and a cathode commonly connected; and a series circuit of a plurality of resistors connected between the cathodes of both diodes and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit; A series circuit of a plurality of resistors by rectifying an AC voltage with a diode and having a trigger element connected at one end to a connection point of a plurality of resistors and the other end connected to a control terminal of a switch element When the potential at the connection point of the resistor exceeds the trigger level of the trigger element, the trigger element becomes conductive and the switch element is turned on. The switching elements are turned on / off, the light emitting diode can be the dimming in accordance with the.
[0061]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects of the present invention, the LED lighting circuit includes a constant current circuit having a mirror circuit configuration that makes a current flowing through the light emitting diode substantially constant. As a feature, by making the current flowing through the light emitting diode substantially constant by the constant current circuit, the light emitting diode can be dimmed stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram of an LED lighting device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of the main part of the above.
FIG. 3 is a waveform diagram of each part during phase control, wherein (a) is a waveform diagram of an output voltage of a rectifier, and (b) is a waveform diagram of a current flowing through a light emitting diode.
4 is a block circuit diagram of an LED lighting device of Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block circuit diagram of the above.
FIG. 6 is a block circuit diagram of an LED lighting device according to a third embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram of the above-described DC power supply circuit.
FIG. 8 is a circuit diagram of another DC power supply circuit same as above.
FIG. 9 is a block circuit diagram of an LED lighting device according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a block circuit diagram of a conventional LED lighting device.
11A and 11B are waveform diagrams of respective parts during phase control, wherein FIG. 11A is a waveform diagram of an output voltage of a rectifier, and FIG. 11B is a waveform diagram of a current flowing through a light emitting diode.
[Explanation of symbols]
1 LED lighting circuit
2 detection circuit
3 Dimmer
AC commercial AC power supply
C0 smoothing capacitor
DB rectifier circuit
LD1 to LD40 Light emitting diode
TRC Triac
Tr1 transistor

Claims

A phase control element connected in series to the AC power source and whose on phase angle is controlled by the phase control dimmer, and a series circuit of the AC power source and the phase control element are connected between the input terminals, and the AC voltage is rectified to pulsate Phase control in an LED lighting circuit comprising a rectifying circuit for converting to a DC voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifying circuit, and an LED lighting circuit for lighting one or more light emitting diodes using the output of the smoothing capacitor as a power source Detecting means for detecting the ON period of the phase control element by detecting an AC voltage phase-controlled by the element, and from the smoothing capacitor to the LED lighting circuit during the OFF period of the phase control element based on the detection result of the detecting means An LED lighting device comprising: a blocking means for blocking current supply.

A phase control element connected in series to the AC power source and whose on phase angle is controlled by the phase control dimmer, and a series circuit of the AC power source and the phase control element are connected between the input terminals, and the AC voltage is rectified to pulsate A rectifier circuit for converting to a DC voltage; a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit; a DC power supply circuit for stepping down the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor to a DC voltage of a desired voltage value by switching with a switching element; In an LED lighting circuit comprising an LED lighting circuit that lights one or more light emitting diodes using the output of the DC power circuit as a power source, the output of the DC power circuit is substantially the same voltage as the on-voltage of the one or more light emitting diodes. And detecting means for detecting an ON period of the phase control element by detecting an AC voltage phase-controlled by the phase control element; Detecting means for detecting the result LED lighting apparatus characterized by comprising providing a cutoff unit for cutting off the supply of current from the smoothing capacitor based on the off-period of the phase control element to the LED lighting circuit.

3. The LED lighting device according to claim 2, wherein the DC power supply circuit is a non-insulated chopper regulator configured using an intelligent power device in which the switching element and its drive circuit are integrated into a single chip.

3. The LED lighting device according to claim 2, wherein the DC power supply circuit is a one-stone type switching power supply configured using an insulating transformer.

The blocking means comprises a switching element connected between the smoothing capacitor and the LED lighting circuit, and the detecting means includes a series circuit of a plurality of resistors connected between the output terminals of the rectifier circuit, and one end having a plurality of resistors. The other end is composed of a trigger element connected to the control terminal of the switch element and the other end is indirectly connected to the AC voltage phase-controlled by the phase control element by detecting the pulsating flow output of the rectifier circuit. The LED lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the LED lighting device is detected.

The blocking means includes a switching element connected between the smoothing capacitor and the LED lighting circuit, and the detection means includes a diode having an anode connected to an input terminal of the rectifier circuit, a cathode of the diode, and a low voltage of the rectifier circuit. A series circuit of a plurality of resistors connected between the output terminal on the potential side and a trigger element having one end connected to a connection point of the plurality of resistors and the other end connected to the control terminal of the switch element The LED lighting device according to any one of claims 1 to 4.

The blocking means comprises a switching element connected between a smoothing capacitor and an LED lighting circuit, and the detecting means is a pair of diodes having an anode connected to each input terminal of the rectifier circuit and a cathode commonly connected And a series circuit of a plurality of resistors connected between the cathodes of both diodes and the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit, one end being connected to a connection point of the plurality of resistors and the other end being a switch element The LED lighting device according to claim 1, further comprising a trigger element connected to the control terminal.

8. The LED lighting device according to claim 1, wherein the LED lighting circuit includes a constant current circuit having a mirror circuit configuration that makes a current flowing through the light emitting diode substantially constant.