JP5658497B2 - Semiconductor light-emitting element lighting device and lighting fixture using the same - Google Patents

Semiconductor light-emitting element lighting device and lighting fixture using the same Download PDF

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本発明は、発光ダイオード(LED)のような半導体発光素子を調光点灯させる半導体発光素子の点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a lighting device for a semiconductor light emitting element for dimming and lighting a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode (LED), and a lighting fixture using the same.

特許文献1(特開2005−294063号公報)には、図7に示すようなLED点灯装置が開示されている。このLED点灯装置は、直流電源2に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子Q1と;前記スイッチング素子Q1と直列に接続されて前記スイッチング素子Q1のオン時に前記直流電源2から電流が流れるインダクタンス要素L1と;前記スイッチング素子Q1のオン時に前記インダクタンス要素L1に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子のオフ時にLED4に放出する回生ダイオードD1と;前記スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する電流検出抵抗R1と;前記電流検出抵抗R1により検出された電流値が所定値(トランジスタTr1のオン電圧)に達すると、前記スイッチング素子Q1をオフさせると共に前記インダクタンス要素L1のエネルギー放出が完了したとき(ダイオードD2がオフしたとき)に前記スイッチング素子Q1をオンさせる制御手段とを備えている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-294063) discloses an LED lighting device as shown in FIG. The LED lighting device includes a switching element Q1 connected in series to a DC power source 2 and controlled to be turned on / off at a high frequency; connected to the switching element Q1 in series, and a current flows from the DC power source 2 when the switching element Q1 is turned on. An inductance element L1; a regenerative diode D1 that discharges energy stored in the inductance element L1 to the LED 4 when the switching element Q1 is turned on; and a current detection resistor that detects a current flowing through the switching element Q1 R1; when the current value detected by the current detection resistor R1 reaches a predetermined value (ON voltage of the transistor Tr1), when the switching element Q1 is turned off and the energy emission of the inductance element L1 is completed (diode D2) Turns off And a control means for turning on the switching element Q1 when).

しかしながら、特許文献1のLED点灯装置は調光機能を有していないので、LED調光点灯装置として用いることは出来なかった。   However, since the LED lighting device of Patent Document 1 does not have a dimming function, it cannot be used as an LED dimming lighting device.

特許文献2(特表2003−522393号公報)には、商用電源周波数(50/60Hz)に同期する100Hzまたは120HzでLED照明モジュールをPWM調光する概念が提案されているが、具体的な回路手段については開示されていなかった。   Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 2003-522393) proposes a concept of PWM dimming an LED illumination module at 100 Hz or 120 Hz synchronized with a commercial power frequency (50/60 Hz). No means were disclosed.

特開2005−294063号公報JP-A-2005-294063 特表2003−522393号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-522393

本発明は、スイッチング素子のオン時にインダクタンス要素に流れる電流が所定値に達するとスイッチング素子をオフ制御し、スイッチング素子のオフ時にインダクタンス要素から回生ダイオードを介して半導体発光素子に放出される電流がゼロになるとスイッチング素子をオン制御する半導体発光素子の点灯装置において、簡単な構成で半導体発光素子を精度良く調光点灯せしめる回路手段を提案することを課題とする。   According to the present invention, when the current flowing through the inductance element reaches a predetermined value when the switching element is turned on, the switching element is controlled to be off, and when the switching element is turned off, the current discharged from the inductance element to the semiconductor light emitting element through the regenerative diode is zero. Accordingly, an object of the present invention is to propose a circuit means for accurately dimming and lighting a semiconductor light emitting element with a simple configuration in a lighting device for a semiconductor light emitting element that controls the switching element to be turned on.

本願の別の発明は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子Q1と;前記スイッチング素子Q1と直列に接続されて前記スイッチング素子Q1のオン時に前記直流電源から電流が流れるインダクタL1と;前記スイッチング素子Q1のオン時に前記インダクタL1に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子Q1のオフ時に半導体発光素子4に放出する回生ダイオードD1と;前記スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する電流検出手段(抵抗R1)と;前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達すると、前記スイッチング素子Q1をオフさせると共に前記インダクタL1のエネルギー放出が完了したときに前記スイッチング素子Q1をオンさせる制御回路5とを備える半導体発光素子の点灯装置において、制御回路5が前記インダクタL1のエネルギー放出の完了を検出する動作を低周波で間欠的に阻止することにより前記半導体発光素子4を調光することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, another invention of the present application is, as shown in FIG. 1, a switching element Q1 connected in series to a DC power source and controlled to be turned on and off at a high frequency; and connected in series to the switching element Q1. An inductor L1 through which a current flows from the DC power source when the switching element Q1 is turned on; and a regeneration that discharges energy stored in the inductor L1 to the semiconductor light emitting element 4 when the switching element Q1 is turned off. A diode D1, a current detection means (resistor R1) for detecting a current flowing through the switching element Q1, and when the current value detected by the current detection means reaches a predetermined value, the switching element Q1 is turned off and the inductor When the energy release of L1 is completed, the switching element Q1 In a semiconductor light emitting device lighting device comprising a control circuit 5 to be turned on, the control circuit 5 adjusts the semiconductor light emitting element 4 by intermittently blocking the operation of detecting the completion of energy emission of the inductor L1 at a low frequency. It is characterized by light.

請求項1の発明は、同じ課題を解決するために、図1に示すように、直流電源に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子Q1と;前記スイッチング素子Q1と直列に接続されて前記スイッチング素子Q1のオン時に前記直流電源から電流が流れるインダクタL1と;前記スイッチング素子Q1のオン時に前記インダクタL1に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子Q1のオフ時に半導体発光素子4に放出する回生ダイオードD1と;前記スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する電流検出手段(抵抗R1)と;前記電流検出手段により検出された電流値が所定値に達すると、前記スイッチング素子Q1をオフさせると共に前記インダクタL1のエネルギー放出が完了したときに前記スイッチング素子Q1をオンさせる制御回路5とを備える半導体発光素子の点灯装置において、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することにより前記半導体発光素子4を調光することを特徴とするものである。 In order to solve the same problem, the invention of claim 1 includes a switching element Q1 connected in series to a DC power source and controlled to be turned on and off at a high frequency, as shown in FIG. 1; and connected in series to the switching element Q1. An inductor L1 through which a current flows from the DC power source when the switching element Q1 is turned on; and a regenerative diode that discharges energy stored in the inductor L1 to the semiconductor light emitting element 4 when the switching element Q1 is turned off. D1 and; current detecting means for detecting a current flowing through the switching element Q1 (the resistor R1); when the detected current value by said current detecting means reaches a predetermined value, the conjunction turns off the switching element Q1 When the energy release of the inductor L1 is completed, the switching element Q1 is turned on. In a lighting device for a semiconductor light emitting device comprising a control circuit 5 for turning on the semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device 4 is formed by intermittently forming a state where the current value detected by the current detecting means reaches a predetermined value at a low frequency. It is characterized by dimming.

また、請項1の発明は、前記所定値を低周波で間欠的にゼロ以下に低下させることにより、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することを特徴とする。 The invention of billed claim 1, by reducing the previous SL predetermined value below intermittently zero at low frequencies, the state where the current value detected by said current detecting means reaches a predetermined value at a low frequency It is characterized by being formed intermittently.

請求項2の発明は、同じ課題を解決するために、図1に示すように、直流電源に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子Q1と;前記スイッチング素子Q1と直列に接続されて前記スイッチング素子Q1のオン時に前記直流電源から電流が流れるインダクタL1と;前記スイッチング素子Q1のオン時に前記インダクタL1に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子Q1のオフ時に半導体発光素子4に放出する回生ダイオードD1と;前記スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する電流検出手段(抵抗R1)と;前記電流検出手段により検出された電流値が所定値に達すると、前記スイッチング素子Q1をオフさせると共に前記インダクタL1のエネルギー放出が完了したときに前記スイッチング素子Q1をオンさせる制御回路5とを備える半導体発光素子の点灯装置において、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することにより前記半導体発光素子4を調光することを特徴とするものである。また、請項2の発明は、前記電流検出手段により検出される電流値に前記所定値よりも大きな電流値を低周波で間欠的に重畳させることにより、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することを特徴とする。 In order to solve the same problem, the invention of claim 2 includes a switching element Q1 connected in series to a DC power source and controlled to be turned on and off at a high frequency, as shown in FIG. 1; and connected in series to the switching element Q1. An inductor L1 through which a current flows from the DC power source when the switching element Q1 is turned on; and a regenerative diode that discharges energy stored in the inductor L1 to the semiconductor light emitting element 4 when the switching element Q1 is turned off. D1; current detection means (resistor R1) for detecting the current flowing through the switching element Q1; when the current value detected by the current detection means reaches a predetermined value, the switching element Q1 is turned off and the inductor L1 When the energy release of the switching element Q1 is completed. In a lighting device for a semiconductor light emitting device comprising a control circuit 5 for turning on the semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device 4 is formed by intermittently forming a state where the current value detected by the current detecting means reaches a predetermined value at a low frequency. It is characterized by dimming. The invention of billed second aspect, by pre-SL current the larger current value than a predetermined value to a current value detected by the detecting means is intermittently superimposed at a low frequency, is detected by the current detecting means A state in which the current value reaches a predetermined value is intermittently formed at a low frequency.

請求項3の発明は、請求項1または2に記載の半導体発光素子の点灯装置において、前記インダクタL1のエネルギー放出の完了を検出する動作を低周波で間欠的に阻止する動作を同時に実施することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the lighting device for a semiconductor light emitting device according to the first or second aspect, the operation of intermittently blocking the operation of detecting the completion of the energy emission of the inductor L1 at a low frequency is simultaneously performed. It is characterized by.

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体発光素子の点灯装置において、前記低周波に同期して前記スイッチング素子Q1の制御電極を短絡させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lighting device for a semiconductor light emitting element according to any one of the first to third aspects, the control electrode of the switching element Q1 is short-circuited in synchronization with the low frequency.

請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体発光素子の点灯装置において、前記低周波の周波数は100Hz以上2kHz以下であり、ビデオカメラの電子シャッターと同期して切り替わることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the lighting device for a semiconductor light emitting element according to any one of the first to fourth aspects, the frequency of the low frequency is 100 Hz to 2 kHz and is switched in synchronization with an electronic shutter of a video camera. It is characterized by.

請求項6の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体発光素子の点灯装置において、前記低周波の周波数はビデオカメラのシャッター速度の逆数の整数倍に設定したことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the lighting device for a semiconductor light emitting element according to any one of the first to fourth aspects, wherein the low frequency frequency is set to an integral multiple of the reciprocal of the shutter speed of the video camera. .

請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体発光素子の点灯装置と、この点灯装置から電流供給される半導体発光素子を具備する照明器具である(図6)。 The invention of claim 7 is a luminaire comprising a lighting device of the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 6, a semiconductor light-emitting element current is supplied from the lighting device (Fig. 6) .

本発明によれば、スイッチング素子に流れる電流が所定値に達するとスイッチング素子をオフ制御すると共に、スイッチング素子がオフされた後、インダクタンス要素に蓄積されたエネルギーの放出が完了した時点でスイッチング素子をオン制御する制御手段を備える半導体発光素子の点灯装置において、前記制御手段が前記インダクタンス要素のエネルギー放出の完了を検出する動作を低周波で間欠的に阻止するか、あるいは、スイッチング素子に流れる電流の検出値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することにより、半導体発光素子に流れる電流を簡単な構成で精度良く調整することができ、精度の高い調光制御が可能な半導体発光素子の点灯装置を安価に実現できる。   According to the present invention, when the current flowing through the switching element reaches a predetermined value, the switching element is controlled to be turned off. After the switching element is turned off, the switching element is turned on when the discharge of the energy accumulated in the inductance element is completed. In a lighting device for a semiconductor light-emitting element comprising a control means for on-control, the control means intermittently prevents the operation of detecting the completion of energy release of the inductance element at a low frequency, or the current flowing through the switching element By forming the detection value at a predetermined value intermittently at a low frequency, the current flowing through the semiconductor light-emitting element can be accurately adjusted with a simple configuration, and a semiconductor capable of high-precision light control A lighting device for a light emitting element can be realized at low cost.

本発明の実施形態1の点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the lighting device of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1の点灯装置に用いる制御用集積回路の内部構成を簡略化して示した回路図である。It is the circuit diagram which simplified and showed the internal structure of the control integrated circuit used for the lighting device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の点灯装置を用いたLED調光点灯装置の全体構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the whole structure of the LED light control lighting apparatus using the lighting device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2の点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the lighting device of Embodiment 2 of the present invention. 本発明を適用できる各種のスイッチング電源回路の回路図である。It is a circuit diagram of various switching power supply circuits to which the present invention can be applied. 本発明の実施形態5の照明器具の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the lighting fixture of Embodiment 5 of this invention. 従来例の回路図である。It is a circuit diagram of a conventional example.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1の点灯装置の回路図である。この点灯装置は、電源コネクタCON1と出力コネクタCON2を備えている。電源コネクタCON1には商用交流電源(100V、50/60Hz)が接続される。出力コネクタCON2には、発光ダイオード(LED)のような半導体発光素子4が接続される。半導体発光素子4は複数個のLEDを直列または並列または直並列接続したLEDモジュールであっても良い。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of a lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. The lighting device includes a power connector CON1 and an output connector CON2. A commercial AC power supply (100 V, 50/60 Hz) is connected to the power connector CON1. A semiconductor light emitting element 4 such as a light emitting diode (LED) is connected to the output connector CON2. The semiconductor light emitting element 4 may be an LED module in which a plurality of LEDs are connected in series, in parallel, or in series-parallel.

電源コネクタCON1には、電流フューズFUSEとフィルタ回路2aを介して直流電源回路2bが接続されている。フィルタ回路2aは、サージ電圧吸収素子ZNR、フィルタコンデンサCa,Cb及びコモンモードチョークコイルLFで構成されている。直流電源回路2bは、ここでは全波整流器DBと平滑コンデンサC0よりなる整流平滑回路を図示しているが、昇圧チョッパ回路を用いた力率改善回路であっても良い。   A DC power supply circuit 2b is connected to the power supply connector CON1 via a current fuse FUSE and a filter circuit 2a. The filter circuit 2a includes a surge voltage absorbing element ZNR, filter capacitors Ca and Cb, and a common mode choke coil LF. Although the DC power supply circuit 2b is shown here as a rectifying / smoothing circuit including a full-wave rectifier DB and a smoothing capacitor C0, it may be a power factor correction circuit using a boost chopper circuit.

直流電源回路2bの出力端には、降圧チョッパ回路3が接続されている。降圧チョッパ回路3は、直流電流により点灯する半導体発光素子4に対して直列に接続されるインダクタL1と、前記インダクタL1と半導体発光素子4の直列回路と直流電源回路2bの出力との間に直列に接続されるスイッチング素子Q1と、前記インダクタL1と半導体発光素子4の直列回路と並列に接続されて、前記スイッチング素子Q1のオフ時に前記インダクタL1の蓄積エネルギーを前記半導体発光素子4に放出する方向に接続された回生ダイオードD1とを備えている。また、前記半導体発光素子4と並列に出力コンデンサC2が接続されている。この出力コンデンサC2は、前記スイッチング素子Q1のオンオフによる脈動成分を平滑化して前記半導体発光素子4に平滑化された直流電流が流れるように容量を設定されている。   A step-down chopper circuit 3 is connected to the output terminal of the DC power supply circuit 2b. The step-down chopper circuit 3 includes an inductor L1 connected in series to the semiconductor light emitting element 4 that is lit by a direct current, and is connected in series between the series circuit of the inductor L1 and the semiconductor light emitting element 4 and the output of the DC power supply circuit 2b. A switching element Q1 connected to the semiconductor element, and a parallel circuit connected to a series circuit of the inductor L1 and the semiconductor light emitting element 4, and discharging energy stored in the inductor L1 to the semiconductor light emitting element 4 when the switching element Q1 is turned off. And a regenerative diode D1 connected thereto. Further, an output capacitor C2 is connected in parallel with the semiconductor light emitting element 4. The output capacitor C2 is set to have a capacitance so that a pulsating component due to the on / off of the switching element Q1 is smoothed and a smoothed DC current flows through the semiconductor light emitting element 4.

スイッチング素子Q1は制御回路5により高周波でオンオフ駆動される。制御回路5は制御用集積回路50とその周辺回路よりなる。制御用集積回路50として、ここではSTマイクロエレクトロニクス社製のL6562を用いている。このチップ(L6562)は、本来は、PFC回路(力率改善制御用の昇圧チョッパ回路)の制御用ICであり、内部に乗算回路など、降圧チョッパ回路の制御には余分な構成要素を含んでいる。その反面、入力電流の平均値を入力電圧の包絡線と相似形とする制御のために、入力電流のピーク値を制御する機能と、ゼロクロス制御機能を1チップ内に具備しており、これらの機能を降圧チョッパ回路の制御に転用している。   The switching element Q1 is driven on and off at a high frequency by the control circuit 5. The control circuit 5 includes a control integrated circuit 50 and its peripheral circuits. Here, L6562 manufactured by STMicroelectronics is used as the control integrated circuit 50. This chip (L6562) is originally a control IC for a PFC circuit (a step-up chopper circuit for power factor correction control), and includes an extra component for controlling the step-down chopper circuit, such as a multiplier circuit. Yes. On the other hand, in order to control the average value of the input current to be similar to the envelope of the input voltage, the function of controlling the peak value of the input current and the zero cross control function are provided in one chip. The function is diverted to control the step-down chopper circuit.

図2は本実施形態に用いる制御用集積回路50の内部構成を簡略化して示している。1番ピン(INV)は内蔵の誤差増幅器(エラーアンプ)EAの反転入力端子、2番ピン(COMP)は誤差増幅器EAの出力端子、3番ピン(MULT)は乗算回路52の入力端子、4番ピン(CS)はチョッパ電流検出端子、5番ピン(ZCD)はゼロクロス検出端子、6番ピン(GND)はグランド端子、7番ピン(GD)はゲートドライブ端子、8番ピン(Vcc)は電源端子である。   FIG. 2 shows a simplified internal configuration of the control integrated circuit 50 used in this embodiment. Pin 1 (INV) is an inverting input terminal of a built-in error amplifier (error amplifier) EA, Pin 2 (COMP) is an output terminal of error amplifier EA, Pin 3 (MULT) is an input terminal of multiplier circuit 52, 4 Pin (CS) is a chopper current detection terminal, Pin 5 (ZCD) is a zero cross detection terminal, Pin 6 (GND) is a ground terminal, Pin 7 (GD) is a gate drive terminal, Pin 8 (Vcc) is Power supply terminal.

電源端子Vccとグランド端子GNDの間に所定電圧以上の制御電源電圧が供給されると、制御電源51により基準電圧Vref1、Vref2が生成されると共に、集積回路内部の各回路が動作可能となる。スタータ53により電源投入時にはフリップフロップFF1のセット入力端子Sにスタートパルスが供給されて、フリップフロップFF1のQ出力はHighレベルとなる。これにより駆動回路54を介して7番ピン(ゲートドライブ端子GD)がHighレベルとなる。   When a control power supply voltage equal to or higher than a predetermined voltage is supplied between the power supply terminal Vcc and the ground terminal GND, the control power supply 51 generates the reference voltages Vref1 and Vref2 and enables each circuit in the integrated circuit to operate. When power is turned on by the starter 53, a start pulse is supplied to the set input terminal S of the flip-flop FF1, and the Q output of the flip-flop FF1 becomes High level. As a result, the 7th pin (gate drive terminal GD) becomes High level via the drive circuit 54.

7番ピン(ゲートドライブ端子GD)がHighレベルとなると、図1の抵抗R21、R20で分圧されたゲート駆動電圧がMOSFETよりなるスイッチング素子Q1のゲート・ソース間に印加される。抵抗R1は電流検出用の小抵抗であるので、ゲート・ソース間の駆動電圧には殆ど影響しない。   When the 7th pin (gate drive terminal GD) becomes High level, the gate drive voltage divided by the resistors R21 and R20 in FIG. 1 is applied between the gate and source of the switching element Q1 made of MOSFET. Since the resistor R1 is a small resistor for current detection, it hardly affects the drive voltage between the gate and the source.

スイッチング素子Q1がオンになると、コンデンサC0の正極から出力コンデンサC2、インダクタL1、スイッチング素子Q1、抵抗R1を介してコンデンサC0の負極へ電流が流れる。このとき、インダクタL1に流れるチョッパ電流iは、インダクタL1が磁気飽和しない限り略直線的に上昇する電流となる。この電流は抵抗R1により検出されて、制御用集積回路50の4番ピン(CS)に入力される。   When the switching element Q1 is turned on, a current flows from the positive electrode of the capacitor C0 to the negative electrode of the capacitor C0 via the output capacitor C2, the inductor L1, the switching element Q1, and the resistor R1. At this time, the chopper current i flowing through the inductor L1 is a current that rises substantially linearly unless the inductor L1 is magnetically saturated. This current is detected by the resistor R1 and input to the fourth pin (CS) of the control integrated circuit 50.

制御用集積回路50の4番ピン(CS)はチョッパ電流検出端子であり、その電圧は、IC内部の40KΩと5pFのノイズフィルタを介してコンパレータCP1の+入力端子に印加される。コンパレータCP1の−入力端子には基準電圧が印加されている。この基準電圧は1番ピン(INV)の印加電圧V1と3番ピン(MULT)の印加電圧V3により決定される。   The fourth pin (CS) of the control integrated circuit 50 is a chopper current detection terminal, and the voltage is applied to the + input terminal of the comparator CP1 through a 40 KΩ and 5 pF noise filter inside the IC. A reference voltage is applied to the negative input terminal of the comparator CP1. This reference voltage is determined by the applied voltage V1 at the first pin (INV) and the applied voltage V3 at the third pin (MULTI).

チョッパ電流検出端子CSの電圧が基準電圧を超えると、コンパレータCP1の出力がHighレベルとなり、フリップフロップFF1のリセット入力端子Rにリセット信号が入力される。これによりフリップフロップFF1のQ出力はLowレベルとなる。このとき、駆動回路54は7番ピン(ゲートドライブ端子GD)から電流を引き込むように動作するので、図1のダイオードD22がオンとなり、抵抗R22を介してスイッチング素子Q1のゲート・ソース間電荷が引き抜かれて、MOSFETよりなるスイッチング素子Q1は速やかにオフとなる。   When the voltage at the chopper current detection terminal CS exceeds the reference voltage, the output of the comparator CP1 becomes high level, and a reset signal is input to the reset input terminal R of the flip-flop FF1. As a result, the Q output of the flip-flop FF1 becomes low level. At this time, since the drive circuit 54 operates so as to draw current from the 7th pin (gate drive terminal GD), the diode D22 of FIG. 1 is turned on, and the gate-source charge of the switching element Q1 is changed via the resistor R22. As a result, the switching element Q1 made of MOSFET is quickly turned off.

スイッチング素子Q1がオフすると、インダクタL1に蓄積されていた電磁エネルギーが回生ダイオードD1を介して出力コンデンサC2に放出される。このとき、インダクタL1の両端電圧は出力コンデンサC2の電圧Vc2にクランプされるので、インダクタL1の電流iは略一定の傾き(di/dt≒−Vc2/L1)で減少して行く。   When the switching element Q1 is turned off, the electromagnetic energy stored in the inductor L1 is released to the output capacitor C2 via the regenerative diode D1. At this time, since the voltage across the inductor L1 is clamped to the voltage Vc2 of the output capacitor C2, the current i of the inductor L1 decreases with a substantially constant slope (di / dt≈−Vc2 / L1).

コンデンサC2の電圧Vc2が高いときには、インダクタL1の電流iは急速に減衰し、コンデンサC2の電圧Vc2が低いときには、インダクタL1の電流iは緩慢に減衰する。したがって、インダクタL1に流れる電流のピーク値が一定であっても、インダクタL1の電流iが消失するまでの時間は変化する。その所要時間はコンデンサC2の電圧Vc2が高いほど短く、低いほど長い。   When the voltage Vc2 of the capacitor C2 is high, the current i of the inductor L1 is rapidly attenuated. When the voltage Vc2 of the capacitor C2 is low, the current i of the inductor L1 is slowly attenuated. Therefore, even if the peak value of the current flowing through the inductor L1 is constant, the time until the current i of the inductor L1 disappears changes. The required time is shorter as the voltage Vc2 of the capacitor C2 is higher and longer as the voltage Vc2 is lower.

インダクタL1に電流iが流れている期間中は、インダクタL1の2次巻線n2にはインダクタL1の電流iの傾きに応じた電圧が発生している。この電圧は、インダクタL1の電流iが流れ終わると、消失する。そのタイミングを5番ピン(ゼロクロス検出端子ZCD)で検出する。   During the period when the current i flows through the inductor L1, a voltage corresponding to the slope of the current i of the inductor L1 is generated in the secondary winding n2 of the inductor L1. This voltage disappears when the current i of the inductor L1 finishes flowing. The timing is detected by the fifth pin (zero cross detection terminal ZCD).

制御用集積回路50の5番ピン(ゼロクロス検出端子ZCD)には、ゼロクロス検出用のコンパレータCP2の−入力端子が接続されている。コンパレータCP2の+入力端子にはゼロクロス検出用の基準電圧Vref2が印加されている。5番ピン(ゼロクロス検出端子ZCD)に印加されていた2次巻線n2の電圧が消失すると、コンパレータCP2の出力がHighレベルとなり、ORゲートを介してフリップフロップFF1のセット入力端子Sにセットパルスが供給され、フリップフロップFF1のQ出力はHighレベルとなる。これにより駆動回路54を介して7番ピン(ゲートドライブ端子GD)がHighレベルとなる。以下、同じ動作を繰り返す。   A negative input terminal of a comparator CP2 for zero cross detection is connected to the fifth pin (zero cross detection terminal ZCD) of the control integrated circuit 50. A reference voltage Vref2 for zero cross detection is applied to the + input terminal of the comparator CP2. When the voltage of the secondary winding n2 applied to the fifth pin (zero cross detection terminal ZCD) disappears, the output of the comparator CP2 becomes high level, and the set pulse is applied to the set input terminal S of the flip-flop FF1 via the OR gate. Is supplied, and the Q output of the flip-flop FF1 becomes High level. As a result, the 7th pin (gate drive terminal GD) becomes High level via the drive circuit 54. Thereafter, the same operation is repeated.

このようにして出力コンデンサC2にはコンデンサC0の出力電圧を降圧した直流電圧が得られる。この直流電圧は出力コネクタCON2を介して半導体発光素子4に供給される。半導体発光素子4として発光ダイオード(LED)を用いた場合、LEDの順電圧をVf、直列個数をn個とすると、出力コンデンサC2の電圧Vc2は略n×Vfにクランプされる。   In this way, a DC voltage obtained by stepping down the output voltage of the capacitor C0 is obtained at the output capacitor C2. This DC voltage is supplied to the semiconductor light emitting element 4 via the output connector CON2. When a light emitting diode (LED) is used as the semiconductor light emitting element 4, when the forward voltage of the LED is Vf and the number of series is n, the voltage Vc2 of the output capacitor C2 is clamped to approximately n × Vf.

LEDの直列個数nが多いとき、出力コンデンサC2の電圧Vc2は高いから、コンデンサC0の電圧Vdcとの電圧差(Vdc−Vc2)は小さくなる。このため、スイッチング素子Q1のオン時にインダクタL1に分担される電圧は小さく、インダクタL1に流れる電流iの上昇速度di/dt=(Vdc−Vc2)/L1は遅くなる。結果的に、インダクタL1に流れる電流iが所定のピーク値に到達するまでの時間は長くなり、スイッチング素子Q1のオン時間は長くなる。   When the number n of LEDs is large, the voltage Vc2 of the output capacitor C2 is high, so that the voltage difference (Vdc−Vc2) from the voltage Vdc of the capacitor C0 is small. For this reason, the voltage shared by the inductor L1 when the switching element Q1 is on is small, and the rising speed di / dt = (Vdc−Vc2) / L1 of the current i flowing through the inductor L1 is slow. As a result, the time until the current i flowing through the inductor L1 reaches a predetermined peak value becomes longer, and the on-time of the switching element Q1 becomes longer.

スイッチング素子Q1のオフ時には、インダクタL1の両端に発生する逆起電力は、コンデンサC2の電圧Vc2(=n×Vf)にクランプされる。このため、LEDの直列個数nが多いとき、スイッチング素子Q1のオフ時にインダクタL1に印加される電圧は大きく、インダクタL1に流れる電流iの減衰速度di/dt=−Vc2/L1は速くなる。結果的に、インダクタL1に流れる電流iがゼロになるまでの時間は短くなり、スイッチング素子Q1のオフ時間は短くなる。   When the switching element Q1 is off, the back electromotive force generated at both ends of the inductor L1 is clamped to the voltage Vc2 (= n × Vf) of the capacitor C2. For this reason, when the number n of LEDs in series is large, the voltage applied to the inductor L1 is large when the switching element Q1 is turned off, and the decay rate di / dt = −Vc2 / L1 of the current i flowing through the inductor L1 becomes fast. As a result, the time until the current i flowing through the inductor L1 becomes zero becomes short, and the OFF time of the switching element Q1 becomes short.

LEDの直列個数nが少ないときは、上述の説明とは逆に、スイッチング素子Q1のオン時間は短くなり、オフ時間は長くなる。つまり、LEDの直列個数nが少ないときは、出力コンデンサC2の電圧Vc2は低いから、コンデンサC0の電圧Vdcとの電圧差(Vdc−Vc2)は大きくなる。このため、スイッチング素子Q1のオン時にインダクタL1に分担される電圧は大きく、インダクタL1に流れる電流iの上昇速度di/dt=(Vdc−Vc2)/L1は速くなる。結果的に、インダクタL1に流れる電流iが所定のピーク値に到達するまでの時間は短くなり、スイッチング素子Q1のオン時間は短くなる。   When the number n of LEDs in series is small, the on-time of the switching element Q1 becomes short and the off-time becomes long, contrary to the above description. That is, when the number n of LEDs in series is small, the voltage Vc2 of the output capacitor C2 is low, and the voltage difference (Vdc−Vc2) from the voltage Vdc of the capacitor C0 is large. For this reason, the voltage shared by the inductor L1 when the switching element Q1 is turned on is large, and the rising speed di / dt = (Vdc−Vc2) / L1 of the current i flowing through the inductor L1 is increased. As a result, the time until the current i flowing through the inductor L1 reaches a predetermined peak value is shortened, and the ON time of the switching element Q1 is shortened.

スイッチング素子Q1のオフ時には、インダクタL1の両端に発生する逆起電力は、コンデンサC2の電圧Vc2(=n×Vf)にクランプされる。このため、LEDの直列個数nが少ないとき、スイッチング素子Q1のオフ時にインダクタL1に印加される電圧は小さく、インダクタL1に流れる電流iの減衰速度di/dt=−Vc2/L1は遅くなる。結果的に、インダクタL1に流れる電流iがゼロになるまでの時間は長くなり、スイッチング素子Q1のオフ時間は長くなる。   When the switching element Q1 is off, the back electromotive force generated at both ends of the inductor L1 is clamped to the voltage Vc2 (= n × Vf) of the capacitor C2. For this reason, when the number n of LEDs in series is small, the voltage applied to the inductor L1 when the switching element Q1 is off is small, and the decay rate di / dt = −Vc2 / L1 of the current i flowing through the inductor L1 is slow. As a result, the time until the current i flowing through the inductor L1 becomes zero becomes long, and the OFF time of the switching element Q1 becomes long.

このように、本実施形態の点灯装置によれば、LEDの直列個数nが多くなると、自動的にスイッチング素子Q1のオン時間が長く、オフ時間が短くなり、LEDの直列個数nが少なくなると、自動的にスイッチング素子Q1のオン時間が短く、オフ時間が長くなる。したがって、LEDの直列個数nに関わらず、定電流特性を維持できる仕組みとなっている。   Thus, according to the lighting device of the present embodiment, when the number n of LEDs in series increases, the ON time of the switching element Q1 automatically increases and the OFF time decreases, and when the number n of LEDs in series decreases, The on time of the switching element Q1 is automatically shortened and the off time is lengthened automatically. Accordingly, the constant current characteristic can be maintained regardless of the number n of LEDs in series.

なお、制御電源回路10の詳しい構成については限定しないが、ここでは平滑コンデンサC3とその電圧を規制するツェナーダイオードZD1を備えている。最も簡単な例では、コンデンサC0の正極から高抵抗を介してコンデンサC3の正極に充電電流を供給する構成でも構わない。より効率の良い電源供給手段としては、定常時にインダクタL1の2次巻線n2からコンデンサC3を充電するような構成を採用しても良い。   Although the detailed configuration of the control power supply circuit 10 is not limited, a smoothing capacitor C3 and a Zener diode ZD1 for regulating the voltage are provided here. In the simplest example, a charging current may be supplied from the positive electrode of the capacitor C0 to the positive electrode of the capacitor C3 via a high resistance. As a more efficient power supply means, a configuration in which the capacitor C3 is charged from the secondary winding n2 of the inductor L1 in a steady state may be adopted.

また、本実施形態では、インダクタL1の2次巻線n2の電圧消失のタイミングを検出することで、インダクタL1に流れる電流が略ゼロになるタイミングを検出しているが、他の手段として、回生ダイオードD1の逆方向電圧の上昇を検出したり、スイッチング素子Q1の両端電圧の降下を検出する等、回生電流が消失するタイミングを検出できる手段であれば、具体的な手段は変更しても構わない。   Further, in this embodiment, the timing at which the current flowing through the inductor L1 becomes substantially zero is detected by detecting the voltage disappearance timing of the secondary winding n2 of the inductor L1. The specific means may be changed as long as it is a means capable of detecting the timing at which the regenerative current disappears, such as detecting an increase in the reverse voltage of the diode D1 or detecting a drop in the voltage across the switching element Q1. Absent.

本実施形態の構成によれば、負荷が異なる場合であってもチョッパ電流の平均値は殆ど変化しない。したがって、チョッパ電流の脈動成分を出力コンデンサC2により平滑化して負荷に供給される出力電流の実効値は、負荷に関わらず略一定となる。   According to the configuration of the present embodiment, the average value of the chopper current hardly changes even when the load is different. Therefore, the effective value of the output current supplied to the load after the pulsating component of the chopper current is smoothed by the output capacitor C2 is substantially constant regardless of the load.

そこで、高周波のチョッパ動作を低周波のPWM信号に応じて間欠的に停止させることにより、PWM信号のデューティに応じた出力電流を半導体発光素子4に供給することができ、精度の高い調光が可能となる。   Therefore, by intermittently stopping the high-frequency chopper operation in accordance with the low-frequency PWM signal, an output current corresponding to the duty of the PWM signal can be supplied to the semiconductor light-emitting element 4, and high-precision light control is achieved. It becomes possible.

そのために、図1の実施形態では、スイッチング素子Q1の制御電極とグランドの間にスイッチング素子Q2を接続し、このスイッチング素子Q2のゲート電圧V2を低周波のPWM信号に応じて制御するか、または、制御用集積回路50の1番ピン(INV)の印加電圧V1、または3番ピン(MULT)の印加電圧V3、または4番ピン(CS)の印加電圧V4、または5番ピン(ZCD)の印加電圧V5のいずれかを低周波のPWM信号に応じて制御している。これらの手段は2つ以上を組み合わせて実施しても良いし、いずれか1つを選択して実施しても良い。   Therefore, in the embodiment of FIG. 1, the switching element Q2 is connected between the control electrode of the switching element Q1 and the ground, and the gate voltage V2 of the switching element Q2 is controlled according to the low-frequency PWM signal, or The applied voltage V1 of the first pin (INV), the applied voltage V3 of the third pin (MULTI), the applied voltage V4 of the fourth pin (CS), or the fifth pin (ZCD) of the control integrated circuit 50 One of the applied voltages V5 is controlled in accordance with the low frequency PWM signal. Two or more of these means may be implemented in combination, or any one of them may be selected and implemented.

以下、それぞれの手段について個別に説明する。
まず、スイッチング素子Q2を低周波のPWM信号に応じてオン/オフ制御する場合について説明する。低周波のPWM信号は、例えば、1kHzの矩形波電圧信号であり、1周期中のLowレベルの期間が長いほど調光出力が大きくなるような調光信号である。この種のPWM信号は、蛍光灯の調光点灯装置の分野において広く用いられており、図3に示すように、点灯装置1のコネクタCON3を介して調光信号線から供給され、整流回路5a、絶縁回路5b、波形整形回路5cを介して、制御回路5に入力される。
Hereinafter, each means will be described individually.
First, the case where the switching element Q2 is controlled to be turned on / off according to the low frequency PWM signal will be described. The low-frequency PWM signal is, for example, a rectangular wave voltage signal of 1 kHz, and is a dimming signal such that the dimming output becomes larger as the Low level period in one cycle is longer. This type of PWM signal is widely used in the field of dimming / lighting devices for fluorescent lamps. As shown in FIG. 3, the PWM signal is supplied from the dimming signal line via the connector CON3 of the lighting device 1, and the rectifier circuit 5a. The signal is input to the control circuit 5 through the insulation circuit 5b and the waveform shaping circuit 5c.

ここでは、低周波のPWM信号をスイッチング素子Q2のゲート電圧V2としており、ゲート電圧V2がHighレベルのとき、スイッチング素子Q2はオンとなり、スイッチング素子Q1の制御電極とグランドの間を短絡させる。また、ゲート電圧V2がLowレベルのとき、スイッチング素子Q2はオフ(高インピーダンス状態)となり、接続されていないのと同じ状態となる。   Here, the low-frequency PWM signal is used as the gate voltage V2 of the switching element Q2, and when the gate voltage V2 is at a high level, the switching element Q2 is turned on to short-circuit between the control electrode of the switching element Q1 and the ground. When the gate voltage V2 is at the low level, the switching element Q2 is turned off (high impedance state), and is in the same state as not being connected.

スイッチング素子Q2がオンされている間は、抵抗R21とスイッチング素子Q2の接続点が常にLowレベルとなる。したがって、制御用集積回路50の7番ピン(ゲートドライブ端子GD)が高周波でHigh/Lowに切り替わっても、そのゲートドライブ出力は抵抗R21で消費されることになり、スイッチング素子Q1はオフ状態に維持される。このとき、後述の実施形態2のように、制御用集積回路50の5番ピンをグランドに短絡させて、ICの動作を停止させても構わない。いずれにせよ、チョッパ動作は停止状態となる。   While the switching element Q2 is on, the connection point between the resistor R21 and the switching element Q2 is always at the low level. Therefore, even if the 7th pin (gate drive terminal GD) of the control integrated circuit 50 is switched to High / Low at a high frequency, the gate drive output is consumed by the resistor R21, and the switching element Q1 is turned off. Maintained. At this time, the operation of the IC may be stopped by short-circuiting the fifth pin of the control integrated circuit 50 to the ground as in the second embodiment described later. In any case, the chopper operation is stopped.

スイッチング素子Q2がオフされている場合、制御用集積回路50の7番ピン(ゲートドライブ端子GD)が高周波でHigh/Lowに切り替わるのに応じて、スイッチング素子Q1がオン/オフに切り替わるので、通常のチョッパ動作となる。   When the switching element Q2 is turned off, the switching element Q1 is turned on / off in response to the switching of the seventh pin (gate drive terminal GD) of the control integrated circuit 50 to High / Low at a high frequency. Chopper operation.

したがって、チョッパ動作期間とチョッパ動作停止期間の比率は、PWM信号のLowレベル期間とHighレベル期間の比率と一致することになる。チョッパ動作期間では定電流が供給され、チョッパ動作停止期間では電流供給が停止されるので、結局、PWM信号の1周期に対するLowレベル期間の割合に応じた電流が半導体発光素子4に供給されることになる。これにより精度の高い調光が可能となる。   Therefore, the ratio between the chopper operation period and the chopper operation stop period coincides with the ratio between the low level period and the high level period of the PWM signal. Since a constant current is supplied in the chopper operation period and the current supply is stopped in the chopper operation stop period, a current corresponding to the ratio of the Low level period to one cycle of the PWM signal is eventually supplied to the semiconductor light emitting element 4. become. Thereby, high-precision light control is possible.

次に、制御用集積回路50の1番ピン(INV)の印加電圧V1を低周波のPWM信号に応じて制御する場合について説明する。スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値は、1番ピン(INV)の印加電圧V1が高くなるほど低くなるように制御される。そこで、例えば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、1番ピン(INV)の印加電圧V1を高く設定し、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、1番ピン(INV)の印加電圧V1の印加電圧V1を低く設定する。印加電圧V1が高い期間では、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値が低く制御され、印加電圧V1が低い期間では、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値が高く制御されるので、各期間の比率を変えることにより、調光が可能となる。   Next, a case where the applied voltage V1 of the first pin (INV) of the control integrated circuit 50 is controlled according to the low frequency PWM signal will be described. The peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled so as to decrease as the applied voltage V1 of the first pin (INV) increases. Therefore, for example, when the low frequency PWM signal is at the high level, the applied voltage V1 of the first pin (INV) is set high, and when the low frequency PWM signal is at the low level, the first pin (INV) is set. The applied voltage V1 of the applied voltage V1 is set low. When the applied voltage V1 is high, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled to be low, and when the applied voltage V1 is low, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled to be high. Dimming can be achieved by changing.

次に、制御用集積回路50の3番ピン(MULT)の印加電圧V3を低周波のPWM信号に応じて制御する場合について説明する。スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値は、3番ピン(MULT)の印加電圧V3が高くなるほど高くなるように制御される。そこで、例えば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、3番ピン(MULT)の印加電圧V3を低く設定し、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、3番ピン(MULT)の印加電圧V3を高く設定する。印加電圧V3が高い期間では、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値が高く制御され、印加電圧V3が低い期間では、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値が低く制御されるので、各期間の比率を変えることにより、調光が可能となる。   Next, the case where the applied voltage V3 of the third pin (MULT) of the control integrated circuit 50 is controlled according to the low frequency PWM signal will be described. The peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled so as to increase as the applied voltage V3 of the third pin (MULT) increases. Therefore, for example, when the low-frequency PWM signal is at a high level, the applied voltage V3 of the third pin (MULT) is set low, and when the low-frequency PWM signal is at a low level, the pin 3 (MULTI) The applied voltage V3 is set high. When the applied voltage V3 is high, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled to be high, and when the applied voltage V3 is low, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is controlled to be low. Dimming can be achieved by changing.

次に、制御用集積回路50の4番ピン(CS)の印加電圧V4を低周波のPWM信号に応じて制御する場合について説明する。上述のように、4番ピン(CS)の印加電圧V4が内部の基準電圧(コンパレータCP1の−入力端子の印加電圧)よりも高くなると、スイッチング素子Q1はオフ制御される。そこで、例えば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、4番ピン(CS)の印加電圧V4が前記基準電圧に早く到達するように制御する。具体的な手段としては、ダイオードD4を介して抵抗R1に直流電流を重畳させることにより、4番ピン(CS)の検出電圧を擬似的に増加させて、4番ピン(CS)の印加電圧V4が前記基準電圧に早く達するように制御する。この場合、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値は通常よりも低くなる。また、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、ダイオードD4を介する重畳電流を除去することにより、通常の動作に戻す。このように制御すれば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値は通常よりも低くなり、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値は通常の値に戻る。これにより、低周波のPWM信号がLowレベルの期間と、Highレベルの期間の比率に応じて、調光が可能となる。   Next, the case where the applied voltage V4 of the fourth pin (CS) of the control integrated circuit 50 is controlled according to the low frequency PWM signal will be described. As described above, when the voltage V4 applied to the fourth pin (CS) becomes higher than the internal reference voltage (the voltage applied to the negative input terminal of the comparator CP1), the switching element Q1 is controlled to be turned off. Therefore, for example, when the low-frequency PWM signal is at a high level, control is performed so that the applied voltage V4 of the fourth pin (CS) reaches the reference voltage earlier. As a concrete means, the detection voltage of the 4th pin (CS) is increased in a pseudo manner by superimposing a direct current on the resistor R1 via the diode D4, and the applied voltage V4 of the 4th pin (CS). Is controlled so as to reach the reference voltage earlier. In this case, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is lower than usual. Further, when the low-frequency PWM signal is at the low level, the normal operation is restored by removing the superimposed current through the diode D4. With this control, when the low frequency PWM signal is at a high level, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 is lower than usual, and when the low frequency PWM signal is at a low level, the switching element Q1. The peak value of the current flowing through the current returns to the normal value. Thus, dimming can be performed according to the ratio of the low-frequency PWM signal during the low level to the high level.

なお、極端な場合として、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、4番ピン(CS)の印加電圧V4が前記基準電圧(コンパレータCP1の−入力端子の印加電圧)よりも常に高くなるように制御しても良い。その場合、スイッチング素子Q1のオン時間は略ゼロとなるから、実質的にはチョッパ動作が停止することになる。   As an extreme case, when the low frequency PWM signal is at a high level, the applied voltage V4 of the 4th pin (CS) is always higher than the reference voltage (the applied voltage of the input terminal of the comparator CP1). You may control to. In that case, since the ON time of the switching element Q1 becomes substantially zero, the chopper operation is substantially stopped.

次に、制御用集積回路50の5番ピン(ZCD)の印加電圧V5を低周波のPWM信号に応じて制御する場合について説明する。上述のように、5番ピン(ZCD)の印加電圧V5が立ち下がることで、スイッチング素子Q1が再度オン制御される。そこで、例えば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、5番ピン(ZCD)の印加電圧V5が立ち下がらないように制御する。具体的な手段としては、ダイオードD5を介して直流電圧を重畳させる。また、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、ダイオードD5を介する重畳電圧を除去することにより、通常の動作に戻す。このように制御すれば、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、スイッチング素子Q1はオンしなくなり、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、スイッチング素子Q1がオン/オフ制御される。これにより、低周波のPWM信号がLowレベルの期間と、Highレベルの期間の比率に応じて、調光が可能となる。   Next, a case where the applied voltage V5 of the fifth pin (ZCD) of the control integrated circuit 50 is controlled according to the low frequency PWM signal will be described. As described above, when the applied voltage V5 of the fifth pin (ZCD) falls, the switching element Q1 is turned on again. Therefore, for example, when the low-frequency PWM signal is at a high level, control is performed so that the applied voltage V5 of the fifth pin (ZCD) does not fall. As a specific means, a DC voltage is superimposed via a diode D5. When the low-frequency PWM signal is at the low level, the superimposed voltage via the diode D5 is removed to restore the normal operation. With this control, when the low frequency PWM signal is at a high level, the switching element Q1 is not turned on. When the low frequency PWM signal is at a low level, the switching element Q1 is on / off controlled. Thus, dimming can be performed according to the ratio of the low-frequency PWM signal during the low level to the high level.

また、別の手段として、後述の実施形態2(図4)で説明するように、制御用集積回路50の5番ピン(ZCD)をPWM信号に同期してグランドに短絡させることにより、ICの動作を停止させるように制御しても良い。上述のように、制御用集積回路50として、STマイクロエレクトロニクス社製のL6562を用いた場合、ゼロクロス検出端子としての5番ピン(ZCD)には図2に示すようにディセーブル回路55が接続されており、5番ピンをグランドに短絡させると、ICの動作を停止させることができる。そこで、低周波のPWM信号がHighレベルのときは、5番ピン(ZCD)をグランドに短絡してICの動作を停止させ、低周波のPWM信号がLowレベルのときは、5番ピン(ZCD)を開放して通常の動作に戻す。これにより、低周波のPWM信号がLowレベルの期間と、Highレベルの期間の比率に応じて、調光が可能となる。   As another means, as described in the second embodiment (FIG. 4) to be described later, the fifth pin (ZCD) of the control integrated circuit 50 is short-circuited to the ground in synchronization with the PWM signal. You may control to stop operation | movement. As described above, when L6562 manufactured by ST Microelectronics is used as the control integrated circuit 50, the disable circuit 55 is connected to the fifth pin (ZCD) as the zero cross detection terminal as shown in FIG. The operation of the IC can be stopped by short-circuiting the fifth pin to the ground. Therefore, when the low frequency PWM signal is at the high level, the fifth pin (ZCD) is short-circuited to the ground to stop the operation of the IC, and when the low frequency PWM signal is at the low level, the fifth pin (ZCD) is stopped. ) To return to normal operation. Thus, dimming can be performed according to the ratio of the low-frequency PWM signal during the low level to the high level.

図1の点灯装置を組み込んだLED調光点灯装置1の全体構成を図3に示した。電源回路2は上述のフィルタ回路2aと直流電源回路2bを含んで構成されている。コンデンサCc、Cdは回路グランド(コンデンサC0の負極)を高周波的に器具シャーシに接続するためのコンデンサである。CON1は商用交流電源Vsに接続される電源コネクタ、CON2はリード線44を介して半導体発光素子4に接続される出力コネクタ、CON3は調光信号線を接続するためのコネクタである。調光信号線には、例えば、周波数が1kHz、振幅が10Vのデューティ可変の矩形波電圧信号よりなる調光信号が供給されている。   The whole structure of the LED dimming / lighting device 1 incorporating the lighting device of FIG. 1 is shown in FIG. The power supply circuit 2 includes the above-described filter circuit 2a and DC power supply circuit 2b. Capacitors Cc and Cd are capacitors for connecting the circuit ground (the negative electrode of the capacitor C0) to the appliance chassis at a high frequency. CON1 is a power supply connector connected to the commercial AC power supply Vs, CON2 is an output connector connected to the semiconductor light emitting element 4 via the lead wire 44, and CON3 is a connector for connecting a dimming signal line. The dimming signal line is supplied with a dimming signal composed of a rectangular wave voltage signal having a variable duty with a frequency of 1 kHz and an amplitude of 10 V, for example.

コネクタCON3に接続された整流回路5aは、調光信号線の配線を無極性化するための回路であり、調光信号線を逆接続しても正常に動作するようになっている。つまり、入力された調光信号を全波整流器DB1で全波整流し、抵抗等のインピーダンス要素Z1を介してツェナーダイオードZDの両端に矩形波電圧信号を得ている。絶縁回路5bはフォトカプラPC1を備え、調光信号線と点灯装置を絶縁しながら、矩形波電圧信号を伝達している。波形整形回路5cは絶縁回路5bのフォトカプラPC1から出力された信号を波形整形して、HighレベルとLowレベルの明確なPWM信号として出力する回路である。調光信号線を介して長い距離を伝送されて来た矩形波電圧信号は、波形が歪んでいるので、波形整形回路5cを設けている。   The rectifier circuit 5a connected to the connector CON3 is a circuit for making the wiring of the dimming signal line non-polar, and operates normally even if the dimming signal line is reversely connected. That is, the input dimming signal is full-wave rectified by the full-wave rectifier DB1, and a rectangular wave voltage signal is obtained at both ends of the Zener diode ZD via the impedance element Z1 such as a resistor. The insulating circuit 5b includes a photocoupler PC1 and transmits a rectangular wave voltage signal while insulating the dimming signal line from the lighting device. The waveform shaping circuit 5c is a circuit that shapes the signal output from the photocoupler PC1 of the insulating circuit 5b and outputs it as a clear PWM signal having a high level and a low level. Since the waveform of the rectangular wave voltage signal transmitted over a long distance via the dimming signal line is distorted, a waveform shaping circuit 5c is provided.

従来のインバータ式の蛍光灯調光点灯装置では、波形整形回路5cの後にさらにCR積分回路(平滑回路)のようなローパスフィルタ回路を設けて、アナログの調光電圧を生成し、その調光電圧に応じてインバータの周波数などを可変制御しているが、本実施形態では、波形整形後のPWM信号をそのまま制御回路5(図1参照)に入力している。制御回路5では、PWM信号がHighレベルの期間では、降圧チョッパ回路3のチョッパ動作を停止させ、PWM信号がLowレベルの期間では、降圧チョッパ回路3のチョッパ動作を許可することにより、降圧チョッパ回路3の出力コンデンサC2で平滑化されて半導体発光素子4に供給される直流電流の大きさを調整している。つまり、制御回路5と降圧チョッパ回路3がPWM信号を平滑化するローパスフィルタ回路として機能していることになる。   In the conventional inverter-type fluorescent lamp dimming / lighting device, a low-pass filter circuit such as a CR integration circuit (smoothing circuit) is further provided after the waveform shaping circuit 5c to generate an analog dimming voltage. In this embodiment, the PWM signal after waveform shaping is directly input to the control circuit 5 (see FIG. 1). The control circuit 5 stops the chopper operation of the step-down chopper circuit 3 while the PWM signal is at a high level, and permits the chopper operation of the step-down chopper circuit 3 while the PWM signal is at a low level. The magnitude of the direct current supplied to the semiconductor light emitting element 4 after being smoothed by the output capacitor C2 is adjusted. That is, the control circuit 5 and the step-down chopper circuit 3 function as a low-pass filter circuit that smoothes the PWM signal.

なお、調光信号線が断線したり、コネクタCON3の接続が外れると、PWM信号は常にLowレベルとなるが、その場合には、降圧チョッパ回路3のチョッパ動作は常に許可されるので、半導体発光素子4は全点灯状態となる。   When the dimming signal line is disconnected or the connector CON3 is disconnected, the PWM signal is always at the low level. In this case, the chopper operation of the step-down chopper circuit 3 is always permitted, so that the semiconductor light emission The element 4 is fully lit.

(実施形態2)
図4は本発明の実施形態2の点灯装置の回路図である。本実施形態では、図1の基本構成において、PWM信号がHighレベルのときに、スイッチング素子Q2のゲート電圧V2をHighレベルとし、また、1番ピンの印加電圧V1と5番ピンの印加電圧V5をいずれもLowレベルとする(グランドに短絡する)ように制御している。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a circuit diagram of the lighting device according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, when the PWM signal is at the high level in the basic configuration of FIG. 1, the gate voltage V2 of the switching element Q2 is set to the high level, and the applied voltage V1 at the first pin and the applied voltage V5 at the fifth pin. Are controlled to be at a low level (short-circuited to the ground).

上述のように、制御用集積回路50として、STマイクロエレクトロニクス社製のL6562を用いた場合、ゼロクロス検出端子としての5番ピン(ZCD)には図2に示すようにディセーブル回路55が接続されており、5番ピンをグランドに短絡させると、ICの動作を停止させることができる。実施形態1で述べたように、スイッチング素子Q2をオンさせるだけでもスイッチング素子Q1をオフ状態に維持できるが、さらにICの動作を停止させることにより、消費電流を低減できる。   As described above, when L6562 manufactured by ST Microelectronics is used as the control integrated circuit 50, the disable circuit 55 is connected to the fifth pin (ZCD) as the zero cross detection terminal as shown in FIG. The operation of the IC can be stopped by short-circuiting the fifth pin to the ground. As described in the first embodiment, the switching element Q1 can be maintained in the off state only by turning on the switching element Q2. However, the current consumption can be reduced by further stopping the operation of the IC.

以下、図4の回路構成について説明するが、図1の回路構成と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   In the following, the circuit configuration of FIG. 4 will be described, but the same reference numerals are given to the portions having the same functions as those of the circuit configuration of FIG.

全波整流器DBの交流入力端子は、フィルタ回路2aと電流ヒューズFUSEを介して電源コネクタCON1に接続されている。フィルタ回路2aの構成は図1と同じである。   The AC input terminal of the full-wave rectifier DB is connected to the power connector CON1 through the filter circuit 2a and the current fuse FUSE. The configuration of the filter circuit 2a is the same as that in FIG.

全波整流器DBの直流出力端子は、正特性サーミスタPTCを介して、平滑コンデンサC0に接続されている。正特性サーミスタPTCは、温度が高くなると抵抗値が高くなるサーミスタである。   The DC output terminal of the full-wave rectifier DB is connected to the smoothing capacitor C0 via the positive temperature coefficient thermistor PTC. The positive characteristic thermistor PTC is a thermistor whose resistance value increases as the temperature increases.

平滑コンデンサC0は例えば数十μF程度の容量を有している。平滑コンデンサC0に並列接続されたコンデンサCoは、高周波バイパス用の小容量のコンデンサである。   The smoothing capacitor C0 has a capacity of about several tens of μF, for example. A capacitor Co connected in parallel to the smoothing capacitor C0 is a small-capacitance capacitor for high-frequency bypass.

電源投入直後は、全波整流器DBの直流出力端子が充電前の平滑コンデンサC0で短絡されることになり、いわゆる突入電流が流れる。この突入電流を正特性サーミスタPTCにより制限している。   Immediately after the power is turned on, the DC output terminal of the full-wave rectifier DB is short-circuited by the smoothing capacitor C0 before charging, so-called inrush current flows. This inrush current is limited by the positive temperature coefficient thermistor PTC.

一方、平滑コンデンサC0が充電された後は、正特性サーミスタPTCによる電流制限は不要となる。また、無駄な電力消費を生じることになる。   On the other hand, after the smoothing capacitor C0 is charged, current limitation by the positive temperature coefficient thermistor PTC is not necessary. In addition, useless power consumption occurs.

そこで、正特性サーミスタPTCと並列に逆阻止三端子サイリスタ(SCR)Q14を接続し、電源投入後、平滑コンデンサC0の充電が完了する頃には、サイリスタQ14がオンするように制御している。   Therefore, a reverse blocking three-terminal thyristor (SCR) Q14 is connected in parallel with the positive temperature coefficient thermistor PTC, and the thyristor Q14 is controlled to turn on when charging of the smoothing capacitor C0 is completed after the power is turned on.

サイリスタQ14のゲート電圧を生成するために、全波整流器DBの各交流入力端子にダイオードD11,D12の各アノードをそれぞれ接続し、これらダイオードD11,D12のカソードを、抵抗R54、R55、R56、R57の直列回路を介して、全波整流器DBの直流出力端子の負極に接続している。   In order to generate the gate voltage of the thyristor Q14, the anodes of the diodes D11 and D12 are connected to the AC input terminals of the full-wave rectifier DB, and the cathodes of the diodes D11 and D12 are connected to the resistors R54, R55, R56, and R57. Is connected to the negative electrode of the DC output terminal of the full-wave rectifier DB.

抵抗R57には、タイマー用の電解コンデンサC57が並列接続されている。この電解コンデンサC57の容量は、電源投入後、サイリスタQ14がオンされるまでの遅延時間を規定する。   An electrolytic capacitor C57 for timer is connected in parallel to the resistor R57. The capacity of the electrolytic capacitor C57 defines a delay time from when the power is turned on until the thyristor Q14 is turned on.

電解コンデンサC57の電圧が上昇すると、ダイオードD13,D14の並列回路、抵抗R58を介して、サイリスタQ14にゲート電圧が供給される。なお、サイリスタQ14のゲート・カソード間に並列接続されたコンデンサC58は誤動作防止用である。   When the voltage of the electrolytic capacitor C57 rises, the gate voltage is supplied to the thyristor Q14 via the parallel circuit of the diodes D13 and D14 and the resistor R58. The capacitor C58 connected in parallel between the gate and cathode of the thyristor Q14 is for preventing malfunction.

以上の抵抗R54〜R58、コンデンサC57,C58、ダイオードD11〜D14、サイリスタQ14、正特性サーミスタPTCよりなる回路は、突入電流防止回路2cを構成している。   The circuit including the resistors R54 to R58, the capacitors C57 and C58, the diodes D11 to D14, the thyristor Q14, and the positive characteristic thermistor PTC constitutes an inrush current prevention circuit 2c.

突入電流防止回路2cのダイオードD11,D12は、電源断検出回路2dの整流器としても兼用されている。電源断検出回路2dは、抵抗R51,R52,R53の直列回路と、抵抗R53に並列接続されたコンデンサC53と、コンデンサC53の電圧により順バイアスされるトランジスタQ13よりなる。抵抗R51〜R53の直列回路を、ダイオードD11,D12のカソードと平滑コンデンサC0の負極の間に接続しておく。交流電源が通電されていれば、抵抗R51〜R53の直列回路に電流が流れて、コンデンサC53が充電され、トランジスタQ13がオンとなる。交流電源が遮断されると、抵抗R51〜R53の直列回路を介する電流は直ちに遮断される。すると、コンデンサC53の電荷は抵抗R53を介して放電されて、トランジスタQ13の順バイアスが無くなるから、トランジスタQ13はオフとなる。   The diodes D11 and D12 of the inrush current prevention circuit 2c are also used as a rectifier of the power interruption detection circuit 2d. The power interruption detection circuit 2d includes a series circuit of resistors R51, R52, and R53, a capacitor C53 connected in parallel to the resistor R53, and a transistor Q13 that is forward-biased by the voltage of the capacitor C53. A series circuit of resistors R51 to R53 is connected between the cathodes of the diodes D11 and D12 and the negative electrode of the smoothing capacitor C0. If the AC power supply is energized, a current flows through the series circuit of the resistors R51 to R53, the capacitor C53 is charged, and the transistor Q13 is turned on. When the AC power supply is cut off, the current through the series circuit of the resistors R51 to R53 is cut off immediately. Then, the electric charge of the capacitor C53 is discharged through the resistor R53, and the forward bias of the transistor Q13 is lost, so that the transistor Q13 is turned off.

なお、コンデンサC53の容量は、電源断の状態が交流電源の数サイクルにわたって継続したときに、トランジスタQ13がオフするように設定されており、交流電源が瞬時停電した場合や、位相制御されている場合、あるいは交流電源のゼロクロス付近でトランジスタQ13がオフすることは無い。   Note that the capacitance of the capacitor C53 is set so that the transistor Q13 is turned off when the power-off state continues for several cycles of the AC power supply, and the AC power supply is momentarily interrupted or phase-controlled. In this case, or near the zero cross of the AC power supply, the transistor Q13 does not turn off.

一方、抵抗R15〜R17の直列回路を介して平滑コンデンサC0から流れる電流は、交流電源が遮断されても、平滑コンデンサC0の充電電荷が残っている間は遮断されない。本実施形態では、電源断検出回路2dのトランジスタQ13がオフされたときには、抵抗R15〜R17の直列回路を介して抵抗R14に供給される電流によりトランジスタQ11を順バイアスして、制御用集積回路50の1番ピン(INV)をグランドに短絡するように構成している。このとき、ダイオードD8を介して5番ピン(ZCD)もグランドに短絡するようにしている。これにより、電源断時に光出力がちらつくことを防止している。   On the other hand, the current flowing from the smoothing capacitor C0 through the series circuit of the resistors R15 to R17 is not cut off while the charge of the smoothing capacitor C0 remains even if the AC power supply is cut off. In the present embodiment, when the transistor Q13 of the power interruption detection circuit 2d is turned off, the transistor Q11 is forward-biased by the current supplied to the resistor R14 through the series circuit of the resistors R15 to R17, and the control integrated circuit 50 The first pin (INV) is short-circuited to the ground. At this time, the fifth pin (ZCD) is also short-circuited to the ground via the diode D8. This prevents the light output from flickering when the power is turned off.

平滑コンデンサC0の電圧は、商用交流電源電圧(100V、50/60Hz)のピーク値付近の電圧(約140V)となる。この平滑コンデンサC0から、降圧用の抵抗R31〜R34を介して制御電源電圧Vccを供給するためのコンデンサC3に充電電流を供給する。   The voltage of the smoothing capacitor C0 is a voltage (about 140V) near the peak value of the commercial AC power supply voltage (100V, 50/60 Hz). A charging current is supplied from the smoothing capacitor C0 to the capacitor C3 for supplying the control power supply voltage Vcc via the step-down resistors R31 to R34.

コンデンサC3の電圧が制御用集積回路50の動作可能電圧以上に上昇すると、スイッチング素子Q1のオンオフ動作が開始され、インダクタL1に高周波の三角波電流が流れるから、その2次巻線には高周波の矩形波電圧が発生する。スイッチング素子Q1のオン時にインダクタL1の2次巻線に発生する電圧によりダイオードD10、コンデンサC10、抵抗R10を介して電流が流れて、コンデンサC10が充電される。スイッチング素子Q1のオフ時にはインダクタL1の2次巻線に逆極性の電圧が発生するから、この電圧とコンデンサC10の充電電圧を加算させた電圧によりダイオードD3と抵抗R10を介してコンデンサC3に充電電流が流れる。これによりコンデンサC3の電圧はさらに上昇しようとするが、ツェナーダイオードZD1が並列接続されているので、そのツェナー電圧によりクランプされて一定の制御電源電圧Vccが生成される。   When the voltage of the capacitor C3 rises above the operable voltage of the control integrated circuit 50, the on / off operation of the switching element Q1 is started, and a high-frequency triangular wave current flows through the inductor L1. Wave voltage is generated. A current flows through the diode D10, the capacitor C10, and the resistor R10 by the voltage generated in the secondary winding of the inductor L1 when the switching element Q1 is turned on, and the capacitor C10 is charged. When the switching element Q1 is turned off, a voltage having a reverse polarity is generated in the secondary winding of the inductor L1, so that a charging current is supplied to the capacitor C3 via the diode D3 and the resistor R10 by adding this voltage and the charging voltage of the capacitor C10. Flows. As a result, the voltage of the capacitor C3 tries to rise further, but since the Zener diode ZD1 is connected in parallel, it is clamped by the Zener voltage to generate a constant control power supply voltage Vcc.

なお、制御電源電圧Vccを供給するためのコンデンサC3の電圧は十数V程度である。コンデンサC3と並列に接続されたコンデンサC11は、ダイオードD3を介する充電電流の高周波成分をバイパスするための小容量のコンデンサである。   Note that the voltage of the capacitor C3 for supplying the control power supply voltage Vcc is about ten and several volts. A capacitor C11 connected in parallel with the capacitor C3 is a small-capacitance capacitor for bypassing the high-frequency component of the charging current via the diode D3.

制御電源電圧Vccは抵抗R11,R12,R13により分圧されて、制御用集積回路50の1番ピン(INV)に印加される。この電圧は、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値を規定するために用いられることは前述の通りである。   The control power supply voltage Vcc is divided by resistors R11, R12, and R13 and applied to the first pin (INV) of the control integrated circuit 50. As described above, this voltage is used to define the peak value of the current flowing through the switching element Q1.

制御用集積回路50の2番ピン(COMP)と3番ピン(MULT)は、本実施形態では短絡させている。4番ピン(CS)には、電流検出抵抗R1の検出電圧を抵抗R41,R42の直列回路を介して入力している。抵抗R41,R42の接続点とグランド間には、電流検出感度を調整するための可変抵抗VR1を接続してある。可変抵抗VR1の抵抗値を下げると、電流検出抵抗R1の検出電圧は、抵抗R41と可変抵抗VR1とで分圧されて4番ピン(CS)に入力されるので、電流検出感度を下げることができ、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値を上げることができる。   In the present embodiment, the second pin (COMP) and the third pin (MULT) of the control integrated circuit 50 are short-circuited. The detection voltage of the current detection resistor R1 is input to the fourth pin (CS) via a series circuit of resistors R41 and R42. A variable resistor VR1 for adjusting current detection sensitivity is connected between the connection point of the resistors R41 and R42 and the ground. When the resistance value of the variable resistor VR1 is lowered, the detection voltage of the current detection resistor R1 is divided by the resistor R41 and the variable resistor VR1 and input to the fourth pin (CS), so that the current detection sensitivity can be lowered. The peak value of the current flowing through the switching element Q1 can be increased.

また、スイッチング素子Q1のゲートドライブ電圧を供給する7番ピン(GD)からダイオードD7、抵抗R43、可変抵抗VR2を介して、可変抵抗VR1に直流電圧を重畳させている。可変抵抗VR2の抵抗値を下げると、重畳される直流電圧が増加するので、4番ピン(CS)の電圧が増加し、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値を下げることができる。   A DC voltage is superimposed on the variable resistor VR1 from the seventh pin (GD) that supplies the gate drive voltage of the switching element Q1 via the diode D7, the resistor R43, and the variable resistor VR2. When the resistance value of the variable resistor VR2 is lowered, the superimposed DC voltage increases, so that the voltage at the 4th pin (CS) increases and the peak value of the current flowing through the switching element Q1 can be lowered.

これら2つの可変抵抗VR1、VR2を調整することで、スイッチング素子Q1に流れる電流のピーク値を適切に設定できる。ここで、適切に設定するとは、上限値に関して言えば、インダクタL1を磁気飽和させない範囲で、なおかつ、スイッチング素子Q1の最大ピーク電流を越えない範囲とすることが適切であり、下限値に関して言えば、スイッチング素子Q1の動作周波数が高くなり過ぎない範囲とすることが適切である。   By adjusting these two variable resistors VR1 and VR2, the peak value of the current flowing through the switching element Q1 can be set appropriately. Here, in terms of the upper limit value, it is appropriate that the inductor L1 is not magnetically saturated and that the maximum peak current of the switching element Q1 is not exceeded. It is appropriate that the operating frequency of the switching element Q1 is not too high.

5番ピン(ZCD)には、抵抗R5とコンデンサC5よりなるローパスフィルタ回路が接続されている。また、ダイオードD8を介して1番ピン(INV)に接続されており、1番ピン(INV)がトランジスタQ11またはQ12によりグランドに短絡されたときには、5番ピン(ZCD)の電位もグランド電位に落とすようにしている。   The fifth pin (ZCD) is connected to a low-pass filter circuit composed of a resistor R5 and a capacitor C5. Further, it is connected to the first pin (INV) via the diode D8, and when the first pin (INV) is short-circuited to the ground by the transistor Q11 or Q12, the potential of the fifth pin (ZCD) is also set to the ground potential. I try to drop it.

トランジスタQ11がオンする場合とは、上述のように、電源断検出時であるが、これと並列接続されたトランジスタQ12がオンする場合とは、PWM信号がHighレベルのときである。   As described above, the transistor Q11 is turned on when the power supply is detected. The transistor Q12 connected in parallel with the transistor Q11 is turned on when the PWM signal is at a high level.

PWM信号は、本実施形態では1kHzの矩形波電圧信号であり、Highレベルのときに、ダイオードD9、抵抗R24、R23を介して電流が流れて、抵抗R23の両端電圧が立ち上がり、MOSFETよりなるスイッチング素子Q2のゲート電圧がスレショルド電圧を越えることにより、スイッチング素子Q2がオンとなる。また、ダイオードD9、抵抗R25、R26を介して電流が流れて、抵抗R26の両端電圧が上昇し、トランジスタQ12がオンとなる。PWM信号がLowレベルのときは、スイッチング素子Q2、トランジスタQ12は共にオフとなる。   In this embodiment, the PWM signal is a 1 kHz rectangular wave voltage signal. When the PWM signal is at a high level, a current flows through the diode D9 and the resistors R24 and R23, the voltage across the resistor R23 rises, and the switching is performed by the MOSFET. When the gate voltage of the element Q2 exceeds the threshold voltage, the switching element Q2 is turned on. Also, current flows through the diode D9 and the resistors R25 and R26, the voltage across the resistor R26 increases, and the transistor Q12 is turned on. When the PWM signal is at a low level, both the switching element Q2 and the transistor Q12 are turned off.

次に、無負荷検出回路6について説明する。無負荷検出回路6は、ツェナーダイオードZD6と抵抗R61〜R64、トランジスタQ61,Q62よりなる。出力コネクタCON2には、図3に示すように、リード線44を介して半導体発光素子4が接続されている。半導体発光素子4は、複数個のLED4a〜4dの直列回路を含んで構成されている。その直列個数をn、順電圧をVfとすると、負荷接続時の出力コネクタCON2の電圧は、概ね、n×Vfにクランプされる。ツェナーダイオードZD6のツェナー電圧は、このn×Vfよりは少し余裕を持って高く設定されている。   Next, the no-load detection circuit 6 will be described. The no-load detection circuit 6 includes a Zener diode ZD6, resistors R61 to R64, and transistors Q61 and Q62. As shown in FIG. 3, the semiconductor light emitting element 4 is connected to the output connector CON2 via a lead wire 44. The semiconductor light emitting element 4 includes a series circuit of a plurality of LEDs 4a to 4d. Assuming that the number in series is n and the forward voltage is Vf, the voltage of the output connector CON2 when the load is connected is generally clamped to n × Vf. The Zener voltage of the Zener diode ZD6 is set higher than this n × Vf with a little margin.

仮に、リード線44が外れたり、断線したり、あるいは、複数個のLEDのうちいずれか1つが断線したり、出力コネクタCON2に接触不良が発生すると、出力コネクタCON2の電圧はn×Vfにクランプされなくなる。その状態でスイッチング素子Q1のオンオフ動作が継続すると、コンデンサC2の電圧は上昇して行く。やがて、コンデンサC2の電圧がツェナーダイオードZD6のツェナー電圧を越えると、抵抗R61、R62を介して電流が流れて、トランジスタQ61がオンとなり、抵抗R63、R64を介して電流が流れて、トランジスタQ62がオンとなる。これにより、トランジスタQ62、抵抗R65を介して電流が流れて、抵抗R65の両端に電圧が発生し、ダイオードD6を介して制御用集積回路50の1番ピン(INV)の電圧が上昇する。これにより、スイッチング素子Q1の電流ピーク値が低くなるように制御されるから、コンデンサC2の電圧上昇が抑制される。   If the lead wire 44 is disconnected or disconnected, or if any one of the plurality of LEDs is disconnected or if a contact failure occurs in the output connector CON2, the voltage of the output connector CON2 is clamped to n × Vf. It will not be done. When the on / off operation of the switching element Q1 continues in this state, the voltage of the capacitor C2 increases. Eventually, when the voltage of the capacitor C2 exceeds the zener voltage of the zener diode ZD6, current flows through the resistors R61 and R62, the transistor Q61 is turned on, current flows through the resistors R63 and R64, and the transistor Q62 is turned on. Turn on. As a result, a current flows through the transistor Q62 and the resistor R65, a voltage is generated across the resistor R65, and the voltage at the first pin (INV) of the control integrated circuit 50 increases through the diode D6. Thereby, since the current peak value of the switching element Q1 is controlled to be low, the voltage rise of the capacitor C2 is suppressed.

(実施形態3)
上述の各実施形態では、降圧チョッパ回路3のスイッチング素子Q1が低電位側に配置されている回路例について説明したが、図5(a)に示すように、降圧チョッパ回路3aのスイッチング素子Q1が高電位側に配置されている場合であっても本発明を適用できることは言うまでもない。
(Embodiment 3)
In each of the above-described embodiments, the circuit example in which the switching element Q1 of the step-down chopper circuit 3 is disposed on the low potential side has been described. However, as illustrated in FIG. 5A, the switching element Q1 of the step-down chopper circuit 3a includes Needless to say, the present invention can be applied even in the case of being arranged on the high potential side.

また、上述の各実施形態では、制御回路として図2に示す制御用集積回路50を用いた他励式の制御回路を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、自励式の制御回路を用いたLED点灯装置にも適用可能である。   In each of the above-described embodiments, the separately-excited control circuit using the control integrated circuit 50 shown in FIG. 2 is exemplified as the control circuit. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and The present invention is also applicable to an LED lighting device using an excitation type control circuit.

例えば、図7の従来例のように、高電位側に配置されているスイッチング素子Q1を自励式の制御回路によりオン/オフ制御する構成において、回生電流通電用のダイオードD2をnチャンネルMOSFET(図1のスイッチング素子Q2参照)に置き換えて、そのゲート電極に低周波のPWM信号を供給すれば、nチャンネルMOSFETが導通している間は、回生電流が流れているのと同じ状態(または抵抗R1に流れる電流が所定値に達したのと同じ状態)となるから、本発明による調光制御が可能となる。また、通常の発振動作中は、nチャンネルMOSFETのドレイン・ソース間の逆方向ダイオードを回生電流通電用のダイオードD2として兼用することができる。   For example, in the configuration in which the switching element Q1 arranged on the high potential side is turned on / off by a self-excited control circuit as in the conventional example of FIG. 7, the diode D2 for energizing the regenerative current is an n-channel MOSFET (FIG. If a low-frequency PWM signal is supplied to the gate electrode instead of the switching element Q2 of FIG. 1, the same state as the regenerative current flows (or the resistor R1) while the n-channel MOSFET is conducting. Therefore, the dimming control according to the present invention is possible. Further, during normal oscillation operation, the reverse diode between the drain and source of the n-channel MOSFET can also be used as the diode D2 for energizing the regenerative current.

図7の従来例では、直流電源2が投入されると、起動用の抵抗R3により、スイッチング素子Q1がオンする。スイッチング素子Q1がオンすると、直流電源2からスイッチング素子Q1、電流検出抵抗R1、インダクタL1、コンデンサC2の経路で電流が流れて、インダクタL1に電磁エネルギーが蓄積される。このとき、インダクタL1の2次巻線n2からの帰還電圧が抵抗R2とコンデンサC1の並列回路を介してスイッチング素子Q1の制御端子に供給されて、スイッチング素子Q1はオン状態を継続する。   In the conventional example of FIG. 7, when the DC power supply 2 is turned on, the switching element Q1 is turned on by the starting resistor R3. When the switching element Q1 is turned on, current flows from the DC power source 2 through the path of the switching element Q1, the current detection resistor R1, the inductor L1, and the capacitor C2, and electromagnetic energy is accumulated in the inductor L1. At this time, the feedback voltage from the secondary winding n2 of the inductor L1 is supplied to the control terminal of the switching element Q1 through the parallel circuit of the resistor R2 and the capacitor C1, and the switching element Q1 continues to be on.

そして、スイッチング素子Q1に流れる電流が所定値に達すると、電流検出抵抗R1によりトランジスタTr1がオンとなり、スイッチング素子Q1はオフする。すると、インダクタL1の2次巻線n2には、それまでとは逆方向の起電圧が発生し、ダイオードD2を介して抵抗R2とコンデンサC1の並列回路に電流が流れて、スイッチング素子Q1の制御端子に蓄積されていた電荷が引き抜かれるとともに、コンデンサC1の電荷が放電される。   When the current flowing through the switching element Q1 reaches a predetermined value, the transistor Tr1 is turned on by the current detection resistor R1, and the switching element Q1 is turned off. Then, an electromotive voltage in the reverse direction is generated in the secondary winding n2 of the inductor L1, and a current flows through the parallel circuit of the resistor R2 and the capacitor C1 via the diode D2, thereby controlling the switching element Q1. The charge accumulated in the terminal is pulled out, and the charge in the capacitor C1 is discharged.

また、インダクタL1に蓄積された電磁エネルギーによる電流が、インダクタL1、コンデンサC2およびダイオードD1の閉回路で流れて、コンデンサC2が充電されるとともに、インダクタL1の電磁エネルギーが消費される。インダクタL1の電磁エネルギーが消費されると、ダイオードD2がオフとなり、再び起動用の抵抗R3により、スイッチング素子Q1がオンする。以下、同じ動作を繰り返し、コンデンサC2の充電電圧が上述のn×Vfに上昇すると、発光ダイオード4が点灯する。   Further, the current due to the electromagnetic energy accumulated in the inductor L1 flows in the closed circuit of the inductor L1, the capacitor C2, and the diode D1, so that the capacitor C2 is charged and the electromagnetic energy of the inductor L1 is consumed. When the electromagnetic energy of the inductor L1 is consumed, the diode D2 is turned off, and the switching element Q1 is turned on again by the starting resistor R3. Thereafter, the same operation is repeated, and when the charging voltage of the capacitor C2 rises to the above-mentioned n × Vf, the light emitting diode 4 is turned on.

この図7の従来例において、回生電流通電用のダイオードD2をnチャンネルMOSFETに置き換えて、そのゲート電極に低周波のPWM信号を供給すれば、上述の自励発振動作をPWM信号のHigh/Lowに応じて発振停止/発振再開させることができ、PWM信号のオフ・デューティに応じた調光が可能となる。また、回生電流通電用のダイオードD2をPWMスイッチとしてのnチャンネルMOSFETで兼用することができ、部品点数を削減できる。   In the conventional example shown in FIG. 7, if the diode D2 for energizing the regenerative current is replaced with an n-channel MOSFET and a low-frequency PWM signal is supplied to the gate electrode, the above self-oscillation operation is performed with the High / Low PWM signal. Accordingly, the oscillation can be stopped / restarted, and the light can be adjusted according to the off-duty of the PWM signal. Further, the diode D2 for energizing the regenerative current can also be used as an n-channel MOSFET as a PWM switch, and the number of parts can be reduced.

なお、図5(b)〜(d)に示すような各種のスイッチング電源回路に本発明を適用することもできる。図5(b)は昇圧チョッパ回路3b、図5(c)はフライバックコンバータ回路3c、図5(d)は昇降圧チョッパ回路3dの例である。これらは例示であり、スイッチング素子Q1のオン時にインダクタンス要素(インダクタL1またはトランスT1)に流れる電流が所定値に達するとスイッチング素子Q1をオフ制御するピーク電流検出動作と、スイッチング素子Q1のオフ時にインダクタンス要素から回生ダイオードD1を介して放出される電流が略ゼロになるとスイッチング素子Q1をオン制御するゼロクロス検出動作を併用しているスイッチング電源回路であれば、本発明を適用することができる。   Note that the present invention can also be applied to various switching power supply circuits as shown in FIGS. FIG. 5B shows an example of a step-up chopper circuit 3b, FIG. 5C shows an example of a flyback converter circuit 3c, and FIG. 5D shows an example of a step-up / step-down chopper circuit 3d. These are examples, and a peak current detection operation for controlling the switching element Q1 to be turned off when the current flowing through the inductance element (inductor L1 or transformer T1) reaches a predetermined value when the switching element Q1 is turned on, and an inductance when the switching element Q1 is turned off. The present invention can be applied to any switching power supply circuit that uses a zero-cross detection operation for controlling the switching element Q1 to be turned on when the current discharged from the element through the regenerative diode D1 becomes substantially zero.

(実施形態4)
以上の実施形態では、PWM信号として1kHzの矩形波電圧信号を用いる場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御された交流電圧を全波整流した後、波形整形した電圧信号を低周波のPWM信号として用いても構わない。
(Embodiment 4)
In the above embodiment, the case where a 1 kHz rectangular wave voltage signal is used as the PWM signal is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a voltage signal whose waveform has been shaped after full-wave rectification of the phase-controlled AC voltage may be used as the low-frequency PWM signal.

PWM信号の周波数は、100Hz以上2kHz以下の範囲に設定することが好ましい。PWM信号の周波数が100Hzよりも低くなると、光出力のちらつきが人間の目に感じられてしまう。反対に、PWM信号の周波数が2kHzよりも高くなると、調光を深くしたときに、PWM信号の1周期中でスイッチング素子Q1がオンオフ動作する発振期間の長さが短くなるので、その発振期間中に含まれるスイッチング素子Q1のオンパルス数を細かく制御できなくなり、オンパルス数が離散的に変化することで、調光の分解能が低下することになる。   The frequency of the PWM signal is preferably set in the range of 100 Hz to 2 kHz. When the frequency of the PWM signal is lower than 100 Hz, flickering of the optical output is perceived by human eyes. On the contrary, when the frequency of the PWM signal is higher than 2 kHz, when the dimming is deepened, the length of the oscillation period during which the switching element Q1 is turned on / off in one cycle of the PWM signal is shortened. It becomes impossible to finely control the number of on pulses of the switching element Q1 included in the above, and the number of on pulses varies discretely, so that the light control resolution is lowered.

PWM信号の周波数が可聴周波数(特に1kHz等の耳障りな周波数)である場合、チョッパ用のインダクタL1から、ピーという高い騒音が発生するので、インダクタのコアーとボビンを接着するとか、ワニスで固める等の対策を行うと良い。   When the frequency of the PWM signal is an audible frequency (especially an unpleasant frequency such as 1 kHz), a high noise noise is generated from the inductor L1 for chopper. It is good to take measures.

ところで、上述の各実施形態では、半導体発光素子4と並列に出力コンデンサC2を備えているので、スイッチング素子Q1の高周波スイッチング動作をPWM信号に応じて低周波で間欠的に停止させても、半導体発光素子4に流れる直流電流は、低周波リップルの少ない平滑化された電流となっている。つまり、半導体発光素子4はPWM信号のオフ・デューティ(1周期に占めるLowレベル期間の割合)に応じた平滑な直流電流により連続点灯されている。しかしながら、出力コンデンサC2は必須というわけではなく、この出力コンデンサC2を無くすか、あるいは、その容量を比較的小さく設計した場合、半導体発光素子4を低周波で間欠点灯(つまり目視できない程度の高速で点滅点灯)させることもできる。   By the way, in each above-mentioned embodiment, since the output capacitor C2 is provided in parallel with the semiconductor light emitting element 4, even if the high frequency switching operation of the switching element Q1 is intermittently stopped at a low frequency according to the PWM signal, the semiconductor The direct current flowing through the light emitting element 4 is a smoothed current with less low frequency ripple. That is, the semiconductor light emitting element 4 is continuously lit by a smooth DC current corresponding to the off-duty (ratio of the low level period in one cycle) of the PWM signal. However, the output capacitor C2 is not essential, and when the output capacitor C2 is eliminated or the capacity is designed to be relatively small, the semiconductor light emitting element 4 is intermittently lit at a low frequency (that is, at a high speed that is not visible). (Flashing lighting).

このように、低周波で光出力が変動する点灯装置を室内照明または屋外の夜間照明に用いる場合において、照明範囲内に監視用のビデオカメラが設置されている場合、PWM信号はビデオカメラのシャッター速度の逆数の整数倍に設定することが好ましい。例えば、ビデオカメラのシャッター速度が1/60秒であれば、PWM信号の周波数は60Hz、120Hz、180Hz、240Hz、300Hz、…のいずれかに設定する。また、ビデオカメラのシャッター速度が1/100秒であれば、PWM信号の周波数は100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、…のいずれかに設定する。さらに、ビデオカメラのシャッター速度が1/120秒であれば、PWM信号の周波数は120Hz、240Hz、360Hz、480Hz、…のいずれかに設定する。また、ビデオカメラのシャッター速度が1/180秒であれば、PWM信号の周波数は180Hz、360Hz、540Hz、720Hz、…のいずれかに設定する。さらにまた、ビデオカメラのシャッター速度が1/240秒であれば、PWM信号の周波数は240Hz、480Hz、720Hz、960Hz…のいずれかに設定する。このように設定すれば、光出力が低周波で変動する場合であっても、ビデオカメラの映像がちらついて見えることを防止できる。   In this way, when a lighting device whose light output fluctuates at a low frequency is used for indoor lighting or outdoor night lighting, when a monitoring video camera is installed within the illumination range, the PWM signal is a shutter of the video camera. It is preferable to set an integral multiple of the reciprocal of the speed. For example, if the shutter speed of the video camera is 1/60 seconds, the frequency of the PWM signal is set to one of 60 Hz, 120 Hz, 180 Hz, 240 Hz, 300 Hz,. If the shutter speed of the video camera is 1/100 second, the frequency of the PWM signal is set to any one of 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz,. Furthermore, if the shutter speed of the video camera is 1/120 seconds, the frequency of the PWM signal is set to any one of 120 Hz, 240 Hz, 360 Hz, 480 Hz,. If the shutter speed of the video camera is 1/180 seconds, the frequency of the PWM signal is set to any one of 180 Hz, 360 Hz, 540 Hz, 720 Hz,. Furthermore, if the shutter speed of the video camera is 1/240 seconds, the frequency of the PWM signal is set to 240 Hz, 480 Hz, 720 Hz, 960 Hz,. With this setting, even if the optical output fluctuates at a low frequency, it is possible to prevent the video camera image from flickering.

また、本発明の点灯装置がビデオカメラに付帯する光源装置である場合、PWM信号はビデオカメラの電子シャッターと同期して切り替わることが好ましい。例えば、ビデオカメラの同期信号を点灯装置に入力し、ビデオカメラの電子シャッターのタイミングに同期させて露光期間中にのみ半導体発光素子を点灯させれば、無駄な点灯電力を消費する必要が無くなるから、省電力となる。CCD型のビデオカメラは周知のように、電荷蓄積期間と電荷転送期間を有しており、電荷蓄積期間では、画素となるフォトダイオードの光電流が画素毎の電荷として蓄積されるが、電荷転送期間では画素となるフォトダイオードの光電流は蓄積されないから、この期間は照明をオフしておけば良い。これにより、LED照明付きのビデオカメラが電池駆動である場合に、電池寿命を長持ちさせることができる。   When the lighting device of the present invention is a light source device attached to a video camera, the PWM signal is preferably switched in synchronization with the electronic shutter of the video camera. For example, if a synchronization signal of a video camera is input to a lighting device and the semiconductor light emitting element is turned on only during the exposure period in synchronization with the timing of the electronic shutter of the video camera, it is not necessary to consume unnecessary lighting power. It becomes power saving. As is well known, a CCD type video camera has a charge accumulation period and a charge transfer period. In the charge accumulation period, the photocurrent of a photodiode serving as a pixel is accumulated as a charge for each pixel. Since the photocurrent of the photodiode which is a pixel is not accumulated during this period, the illumination may be turned off during this period. Thereby, when the video camera with LED illumination is battery-driven, the battery life can be extended.

(実施形態5)
図6は本発明のLED点灯装置を用いた電源別置型LED照明器具の概略構成を示している。この電源別置型LED照明器具では、LEDモジュール40の器具筐体42とは別のケースに電源ユニットとしての調光点灯装置1を内蔵している。こうすることによってLEDモジュール40は薄型化することが可能となり、別置型の電源ユニットとしての調光点灯装置1は場所によらず設置可能となる。
(Embodiment 5)
FIG. 6 shows a schematic configuration of a separate power source type LED lighting apparatus using the LED lighting device of the present invention. In the power remote installations LED lighting apparatus has a built-in dimmer lighting device 1 of the power supply unit to another case the instrument housing 42 of the LED module 40. By doing so, the LED module 40 can be thinned, and the dimming / lighting device 1 as a separate power supply unit can be installed regardless of the location.

器具筐体42は、下端開放された金属製の円筒体よりなり、下端開放部は光拡散板43で覆われている。この光拡散板43に対向するように、LEDモジュール40が配置されている。41はLED実装基板であり、LEDモジュール40のLED4a〜4dを実装している。器具筐体42は天井100に埋め込まれており、天井裏に配置された電源ユニットとしての調光点灯装置1からリード線44とコネクタ45を介して配線されている。   The instrument housing 42 is made of a metal cylinder that is open at the lower end, and the lower end open portion is covered with a light diffusion plate 43. The LED module 40 is disposed so as to face the light diffusion plate 43. Reference numeral 41 denotes an LED mounting board on which the LEDs 4a to 4d of the LED module 40 are mounted. The appliance housing 42 is embedded in the ceiling 100, and is wired from the dimming / lighting device 1 as a power supply unit arranged behind the ceiling via a lead wire 44 and a connector 45.

電源ユニットとしての調光点灯装置1の内部には、図3に示すような回路が収納されている。LED4a〜4dの直列回路(LEDモジュール40)が上述の半導体発光素子4に対応している。   A circuit as shown in FIG. 3 is accommodated in the dimming / lighting device 1 as a power supply unit. A series circuit (LED module 40) of the LEDs 4a to 4d corresponds to the semiconductor light emitting element 4 described above.

本実施形態では、電源ユニットとしての調光点灯装置1がLEDモジュール40とは別の筐体に収納される電源別置型LED照明器具を例示したが、LEDモジュール40と同じ筐体に電源ユニットを収納した電源一体型LED照明器具に本発明の点灯装置を用いても構わない。   In the present embodiment, the dimming / lighting device 1 as a power supply unit is exemplified as a separate power supply type LED lighting device housed in a housing different from the LED module 40, but the power supply unit is mounted in the same housing as the LED module 40. You may use the lighting device of this invention for the stored power supply integrated LED lighting fixture.

また、本発明の点灯装置は、照明器具に限らず、各種の光源、例えば、液晶ディスプレイのバックライトや、複写機、スキャナ、プロジェクタなどの光源として利用しても構わない。   The lighting device of the present invention is not limited to a lighting fixture, and may be used as various light sources, for example, a backlight of a liquid crystal display, a light source of a copying machine, a scanner, a projector, or the like.

上述の各実施形態の説明では、半導体発光素子4として発光ダイオードを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、有機EL素子や半導体レーザー素子などであっても良い。   In the description of each embodiment described above, a light emitting diode is exemplified as the semiconductor light emitting element 4, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, an organic EL element or a semiconductor laser element.

Q1 スイッチング素子
L1 インダクタ
D1 ダイオード
R1 電流検出抵抗
4 半導体発光素子
5 制御回路
Q1 Switching element L1 Inductor D1 Diode R1 Current detection resistor 4 Semiconductor light emitting element 5 Control circuit

Claims (7)

直流電源に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子と;前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子のオン時に前記直流電源から電流が流れるインダクタンス要素と;前記スイッチング素子のオン時に前記インダクタンス要素に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子のオフ時に半導体発光素子に放出する回生ダイオードと;前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と;前記電流検出手段により検出された電流値が所定値に達すると、前記スイッチング素子をオフさせると共に前記インダクタンス要素のエネルギー放出が完了したときに前記スイッチング素子をオンさせる制御手段とを備える半導体発光素子の点灯装置において、
記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することにより前記半導体発光素子を調光し、
前記所定値を低周波で間欠的にゼロ以下に低下させることにより、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。
A switching element connected in series to a DC power source and controlled to be turned on and off at a high frequency; an inductance element connected in series with the switching element and through which a current flows from the DC power source when the switching element is turned on; and when the switching element is turned on releasing the energy stored in the inductance element to the semiconductor light emitting element during off of the switching element regenerative diode and; current detecting a current flowing through the switching element detecting means and; detected electric current values by the current detecting means In a lighting device for a semiconductor light emitting device comprising: a control means for turning off the switching element and turning on the switching element when energy emission of the inductance element is completed when the value reaches a predetermined value;
Before SL current value detected by the current detecting means is intermittently formed to be dim the semiconductor light emitting element by Rukoto at a low frequency state has reached a predetermined value,
By reducing the predetermined value below intermittently zero at low frequencies, the current value detected by said current detecting means is characterized that you intermittently formed in a low frequency state has reached a predetermined value Lighting device for semiconductor light emitting element.
直流電源に直列接続されて高周波でオンオフ制御されるスイッチング素子と;前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子のオン時に前記直流電源から電流が流れるインダクタンス要素と;前記スイッチング素子のオン時に前記インダクタンス要素に蓄積されたエネルギーを前記スイッチング素子のオフ時に半導体発光素子に放出する回生ダイオードと;前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と;前記電流検出手段により検出された電流値が所定値に達すると、前記スイッチング素子をオフさせると共に前記インダクタンス要素のエネルギー放出が完了したときに前記スイッチング素子をオンさせる制御手段とを備える半導体発光素子の点灯装置において、
前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することにより前記半導体発光素子を調光し、
前記電流検出手段により検出される電流値に前記所定値よりも大きな電流値を低周波で間欠的に重畳させることにより、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値に達した状態を低周波で間欠的に形成することを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。
A switching element connected in series to a DC power source and controlled to be turned on and off at a high frequency; an inductance element connected in series with the switching element and through which a current flows from the DC power source when the switching element is turned on; and when the switching element is turned on A regenerative diode that discharges energy stored in the inductance element to the semiconductor light emitting element when the switching element is turned off; current detection means that detects a current flowing through the switching element; and a current value detected by the current detection means is predetermined. When the value is reached, in a lighting device for a semiconductor light emitting device comprising a control means for turning off the switching element and turning on the switching element when energy emission of the inductance element is completed,
Dimming the semiconductor light emitting element by intermittently forming a state where the current value detected by the current detection means has reached a predetermined value at a low frequency ,
By intermittently superimposing a current value larger than the predetermined value at a low frequency on the current value detected by the current detection means, the state where the current value detected by the current detection means reaches a predetermined value is reduced. lighting device of the semiconductor light emitting element characterized that you intermittently formed in frequency.
請求項1または2において、前記インダクタンス要素のエネルギー放出の完了を検出する動作を低周波で間欠的に阻止する動作を同時に実施することを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。 Oite to claim 1 or 2, before Symbol lighting device of the semiconductor light-emitting element at the same time carried to said Rukoto the operation of an operation of detecting the completion of the energy released intermittently blocked by the low-frequency inductance element. 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記低周波に同期して前記スイッチング素子の制御電極を短絡させることを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。 Oite to any one of claims 1 to 3, before Symbol lighting device of the semiconductor light emitting device characterized by in synchronism with the low-frequency short the control electrode of the switching element. 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記低周波の周波数は100Hz以上2kHz以下であり、ビデオカメラの電子シャッターと同期して切り替わることを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。 In any one of claims 1-4, before Symbol frequency of the low frequency is at 100Hz above 2kHz or less, the lighting device of the semiconductor light emitting device characterized by switching in synchronization with the electronic shutter of the video camera. 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記低周波の周波数はビデオカメラのシャッター速度の逆数の整数倍に設定したことを特徴とする半導体発光素子の点灯装置。 In any one of claims 1-4, wherein the frequency of the low-frequency lighting device of the semiconductor light emitting element characterized that you set to an integral multiple of the reciprocal of the shutter speed of the video camera. 請求項1〜6のいずれかに記載の半導体発光素子の点灯装置と、この点灯装置から電流が供給される半導体発光素子とを具備する照明器具。 Luminaires and lighting equipment of semiconductors light emitting device according to any one of claims 1 to 6, a current from the lighting device includes a semiconductor light emitting element to be supplied.
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