CN103167687A - 发光元件驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使同时对多个照明装置通电也能够减轻突入电流的发光元件驱动装置。具备：电压检测电路，将通电开关设置于电源输入线上，并检测包含在向电源输入线的通电开始时的电源的噪声成分的电压；控制电路，将包含由所述电压检测电路检测的噪声成分的电压转换处理成数字值，由转化处理了的数字值生成规定比特数的数据，根据所生成的规定比特数的数据决定直至导通所述通电开关为止的延迟时间，并在经过了所述延迟时间之后导通所述通电开关。

Description

发光元件驱动装置

技术领域

本发明涉及发光元件驱动装置，特别是涉及即使同时对多个发光元件驱动装置进行电力供给也能够防止在通电开始时的供给电源的过大的突入电流的发光元件驱动装置。 

背景技术

在用一个电源开关来操作多个照明装置的点灯或者熄灯（启动或者停止）的情况下，在导通电源开关的时候对内置于各个照明装置的发光元件驱动装置开始通电，突入电流几乎同时地流到发光元件驱动装置内的电源。在多个发光元件驱动装置中如果几乎同时地流入突入电流的话，则作为整体的突入电流变得非常大，因此，会担忧产生噪声或开关接点等发生劣化。 

因此，在专利文献1中，公开了以在游戏机的电源投入的时候隔开预先设定于多个控制装置的时间差来依次开始电力的供给的方式构成电源装置，从而能够降低在游戏机的电源投入时所产生的突入电流的游戏机的电源装置。 

另外，在专利文献2中，在使发光元件熄灯的状态下进行照明装置的通电，由点灯用的驱动信号进行发光元件的点灯。由此，同时对多个照明装置进行通电，并隔开时间差地由点灯用的驱动信号依次对发光元件进行点灯，从而降低突入电流。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利申请公开2002-172215号公报 

专利文献2：日本专利申请公开平9-331017号公报 

发明内容

发明所要解决的问题 

为了降低用一个电源开关来进行点灯或者熄灯（启动或者停止）的操作的多个照明装置中的电源投入时的突入电流，如专利文献2所公开的过电流保护装置那样，隔开时间差地由点灯用的驱动信号依次对发光元件进行点灯。另外，将延迟电路以及由延迟电路而成为可以通电的通电开关设置于各个照明装置的发光元件驱动装置的电源，在电源投入后，在经过了由延迟电路设定的延迟时间之后导通（ON）通电开关而提供电源，从而改变照明装置的点灯的时机。 

然而，如专利文献2所述，因为为了根据点灯用的驱动信号隔开时间差地对照明装置进行点灯而另外设置发出点灯用的驱动信号的控制装置，并由控制装置控制各个照明装置，所以照明装置的构成变得复杂。 

另外，专利文献1所公开的电源装置因为以隔开预先设定于多个控制装置的时间差来依次开始电力的供给的方式构成，所以电源装置的构成变得复杂。另外，如照明装置那样，在使用多个相同的照明装置来构成大型的照明装置的时候，在照明装置彼此之间需要控制用的连接，因而难以制成在每个照明装置单体独立的构成。 

再有，在将延迟电路设置于各个照明装置来改变点灯的时机的情况下，存在需要在每个照明装置设定点灯的时机而不能够容易地进行照明装置的追加、更换等的问题。 

因此，本发明的目的在于，提供即使对于多个照明装置同时开始电力供给，也基于由随机地变化的噪声成分生成的延迟时间开始通电，在各个照明装置中不调整从开始电力供给到开始流入突入电流为止的时间而可以在不同的时机进行通电的发光元件驱动装置。 

解决问题的技术手段 

为了达成上述目标，本发明的发光元件驱动装置的特征在于：是在电源输入线上具备通电开关的发光元件驱动装置；具备：电压检测单元，检测包含在向所述电源输入线的通电开始时的电源的噪声成分的电压；转换处理单元，将包含由所述电压检测单元检测的噪声成分的电压转换处理成数字值；数据生成单元，从由所述转换处理单元转换处理了的数字值，生成规定比特数（bit number）的数据；控制单元，根据由所述数据生成单元生成的规定比特数的数据，决定直至导通 （ON）所述通电开关为止的延迟时间，并在经过所述延迟时间之后导通（ON）所述通电开关。 

另外，本发明的发光元件驱动装置的特征在于：替代所述电压检测单元而具备电压生成单元，该电压生成单元生成包含在向电源输入线的通电开始时从被提供电压的半导体元件所产生的噪声成分的电压。 

另外，其特征在于，所述半导体元件是齐纳二极管（zener diode）。 

另外，其特征在于，本发明的发光元件驱动装置的所述数据生成单元连接包含由所述转换处理单元转换处理了至少2次以上的噪声成分的电压的数字值的下位n比特（n为1以上的整数）而生成所述规定比特数的数据。 

发明的效果 

根据本发明，即使相对于多个照明装置同时开始电力供给，因为在各个照明装置中在从开始电力供给到开始流入突入电流为止的时间上产生差异，所以也能够抑制流入过大的突入电流。 

另外，本发明因为在用于电源供给的延迟时间的决定中将相当于随机地产生的噪声成分的值作为数据（随机数）来使用，所以由各个照明装置生成随机的延迟时间。因此，即使同时对由相同构成形成的多个照明装置进行通电，因为通电时机不同，所以也能够减轻突入电流。另外，发光元件驱动装置因为由相同电路所形成，不需要在每个照明装置设定点灯的时机，所以能够容易地进行照明装置的追加、更换等。 

附图说明

图1是表示本发明的发光元件驱动装置的构成的方块图，且是将绝缘型转换器用于电源部的图。 

图2是表示本发明的发光元件驱动装置的构成的方块图，且是将非绝缘型转换器用于电源部的图。 

图3是表示包含噪声的电源的电压检测电路的构成的示意图。 

图4是表示控制电路的构成的示意图。 

图5是表示进行包含噪声的电压的生成的电压生成电路的构成的 示意图。 

图6是表示使用图5所表示的电压生成电路的本发明的发光元件驱动装置的构成的方块图。 

图7是表示由控制电路进行的电源供给后的通电开关的控制的流程图。 

图8（a）是表示由多个发光元件驱动装置构成的照明装置的构成的图，（b）是表示从电源投入时起每个发光元件驱动装置的通电状态的时序图。 

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的发光元件驱动装置的方式进行说明。还有，本发明的发光元件驱动装置是在直至电源被投入并将电源提供给照明装置为止的延迟时间的决定中，由相当于随机地产生的噪声成分的值决定延迟时间，并基于所决定的延迟时间进行通电，从而即使相对于多个照明装置同时开始电力供给，也能够抑制突入电流的发光元件驱动装置。 

[发光元件驱动装置的构成] 

图1是表示本发明的发光元件驱动装置的构成的示意图，且是将绝缘型转换器用于电源部的图。图2是表示本发明的发光元件驱动装置的构成的方块图，且是将非绝缘型转换器用于电源部的图。如图1所示，本发明所涉及的发光元件驱动装置1具有电源部4、电压检测电路16以及控制电路20。 

电源部4具备由二极管桥（diode bridge）构成的整流电路6、平均化用的电容器14、变压器8、由FET等构成的开关元件9、连接于变压器8的次级侧的二极管12、电容器15、以及电流检测用的电阻13。另外，具备控制器10，该控制器10进行用于将以由电流检测用的电阻13检测出的反馈电流作为基础而流到发光元件部40的电流保持为一定的开关元件9的PWM（pulse width modulation，脉冲宽度调制）控制。发光元件驱动装置1的电源部4由变压器8、开关元件9以及二极管12构成回扫（flyback）方式的绝缘型转换器，在整流电路6与回扫方式的电源之间的正极侧的线上设置有进行通电的通电开关7。通电开 关7由电磁继电器所构成。还有，通电开关7除了电磁继电器之外也可以为FET等的半导体。还有，电源部4由图1所表示的电源Vin提供电力。 

发光元件驱动装置1的电压检测电路16是从由整流电路6输出的电压S1检测包含电源的噪声成分的电压S2的电路。控制电路20是从包含由电压检测电路16检测的噪声成分的电压S2生成延迟时间设定用的数据，并基于所生成的延迟时间控制通电开关7的电路。通电开关7的ON/OFF（导通/关断）根据控制电路20的信号S3来进行。 

如图1所示，发光元件驱动装置1是驱动串联连接LED等的发光元件41的发光元件部40的装置，并构成由发光元件驱动装置1和发光元件部40进行照明等的发光装置。 

另外，在图2中表示将非绝缘型转换器用于电源部的发光元件驱动装置。还有，关于与图1所表示的发光元件驱动装置的构成部分相同的部分，使用相同的符号，省略关于该构成的说明。如图2所示，发光元件驱动装置2的电源部5具有由开关元件9来进行能量的蓄积、放出的电感器11，且构成非绝缘型转换器。发光元件驱动装置2的其它构成除了图1所表示的电源部4的变压器8之外，与发光元件驱动装置1相同。 

[电压检测电路以及控制电路的构成] 

图3是表示包含噪声的电源的电压检测电路的构成的示意图。如图3所示，电压检测电路16，内部电源被2个电阻18、19分压。该2个电阻18、19的连接点通过电容器17而被连接于整流电路6的输出，并输入电压S1。因此，在2个电阻18、19的连接点的电压S2，重叠有作为包含于整流电路6的输出中的噪声成分的高频。重叠有该噪声成分的电压S2由控制电路20的AD转换器22（图4所示）而从模拟值被转换成数字值。 

图4是表示控制电路的构成的示意图。如图4所示，控制电路20由微型计算机所构成，微型计算机具备CPU21、AD转换器（图4中记作A/D）22、DA转换器（图4中记作D/A）24、定时器23、以及输入输出部（图4中记作I/O）25。作为控制电路20的微型计算机具有存储了程序的存储器（图4中没有图示），微型计算机的CPU21执 行存储于存储器中的程序。AD转换器22是将由电压检测电路16检测的电压S2从模拟值转换成数字值的转换器。定时器23以对由CPU21设定的时间数据进行倒计时而在0（零）对CPU21通知的方式构成。输入输出部25输出进行通电开关7的控制的信号S3。DA转换器24以模拟值将输出至发光元件部40的电流的目标值S4输出至控制器10。 

[进行噪声的生成的电压生成电路的构成] 

关于噪声检测，图3所表示的电压检测电路16检测包含噪声成分的电源的电压，但是关于替代电源电压的噪声检测而检测作为半导体元件的齐纳二极管32所产生的白色噪声的方式，使用图5进行说明。图5是表示进行包含噪声的电压的生成的电压生成电路的构成的示意图。如图5所示，在电压生成电路30，晶体三极管31自偏压，在晶体三极管31的基极上通过电容器33而连接有齐纳二极管32的正极侧。另外，齐纳二极管的负极侧连接于分配内部电源的电压的电阻34、35的连接点。在这样的连接中，由齐纳二极管32所产生的白色噪声而使晶体三极管31的基极·发射极之间的电压发生变动。通过基极·发射极之间的电压发生变动，从而晶体三极管31的集电极·发射极之间的电压发生变动。该集电极·发射极之间的电压S5由控制电路20的AD转换器22而从模拟值被转换成数字值。 

图6是表示使用图5所表示的电压生成电路的本发明的发光元件驱动装置的构成的方块图。如图6所示，发光元件驱动装置3替代图1所表示的发光元件驱动装置1的电压检测电路16而具有电压生成电路30。还有，即使相对于将非绝缘型转换器用于图2所表示的电源部5的发光元件驱动装置2，也能够替代电压检测电路16而使用电压生成电路30。 

[通电开关的控制] 

接着，使用图7所表示的流程图，对电源供给后的通电开关的控制进行说明。图7是表示由控制电路进行的电源供给后的通电开关的控制的流程图。如图7所示，最初，直至对发光元件驱动装置1进行通电为止进行待机（步骤S1）。即，在不对发光元件驱动装置1进行通电的时候，因为电源未被提供给控制电路20，所以控制电路20不动作。在对发光元件驱动装置1进行通电的时候，电源被提供给控制电路20， CPU21成为能够执行容纳于存储器的程序的状态。在对发光元件驱动装置1通电之后，控制电路20的CPU21进行来自于AD转换器的数据读出次数n的设定。例如如图7所示，将数据读出次数n设定为4（步骤S2）。接着，控制电路20的CPU21读出来自于AD转换器22的数据（步骤S3），将所读出的数据的下位2比特的数据存储至存储器中（步骤S4）。在将数据存储至存储器之后，将数据读出次数n的值减去1，将减去后的值作为数据读出次数n而存储至存储器中（步骤S5）。 

接着，检查数据读出次数n是否为0（零）（步骤S6），在数据读出次数n不为0（零）的情况下（步骤S6中为否），向步骤S3转移。另一方面，在数据读出次数n为0（零）的情况下（步骤S6中为是），从AD转换器22读出的下位2比特的4个数据被存储到存储器中，从存储器中读出各个数据，从而生成新的8比特数据（步骤S7）。即，将从AD转换器22读出的4个数据，例如将最初的从AD转换器22读出的下位2比特的数据分配成新的8比特数据的比特7和6，将下一个数据分配成新的8比特数据的比特5和4，从而由从AD转换器22读出的4个数据生成新的8比特数据。还有，8比特数据的生成，表示了按照从AD转换器22读出的顺序从8比特数据的上位比特进行分配的例子，但是并不限定于此。例如，8比特数据的生成顺序也可以是按照从AD转换器22读出的顺序从8比特数据的下位比特进行分配。 

接着，CPU21将新的8比特数据作为延迟时间设定用的数据，并设定于定时器23。在数据的设定之后，CPU21以相对于定时器23开始倒计时的方式进行控制（步骤S8）。定时器23以规定的频率减去计时值。定时器23直至计时值成为0（零）为止，进行倒计时（步骤S9），在计时值成为0（零）的时候，通知CPU21（步骤S9中为是）。CPU21在计时值成为0（零）之后，以导通（ON）通电开关7的方式从输入输出部25输出信号（步骤S10）。通电开关7导通（ON）而开始通电。 

如以上所述，使用由AD转换器22将包含于电源或者半导体元件的噪声成分转换后的数字值的下位n比特来生成延迟时间设定用的数据。即，噪声显现于数字化了的值的比特0、比特1。例如，在使用下位2比特来生成延迟时间设定用的8比特的数据的情况下，由AD转换器22进行4次的转换处理。另外，在仅由从AD转换器22输出的 数据的最下位比特来生成8比特的数据的情况下，由AD转换器22进行8次的转换处理。于是，连接由该转换处理获得的数字值的下位比特来生成8比特的数据。通过在每个装置具备本发明的发光元件驱动装置，从而从AD转换器22输出的下位侧的比特因为由噪声成分构成，所以成为在每个装置不同的值，因此，所生成的延迟时间设定用的数据也成为在每个装置不同的值。 

另外，控制电路20基于该延迟时间设定用的数据，启动定时器23并设定延迟时间。于是，在经过了该延迟时间之后使通电开关7导通（ON），开始电源的供给。即，控制电路20直至经过该延迟时间为止将通电开关7维持为关断（OFF）状态，在经过了该延迟时间之后导通通电开关7。导通/关断通电开关7的信号S3从控制电路20的输入输出部25输出。 

还有，延迟时间是基于延迟时间设定用的数据设定定时器23的计时数，定时器23由时钟减去该计时数直至到达0（零）为止的时间。即，延迟时间由延迟时间设定用的数据和定时器23的时钟的频率所决定。然后，控制电路20在由定时器23进行的计时结束的时候，根据信号S3导通通电开关7。 

[由多个发光元件驱动装置构成的照明装置的动作] 

图8（a）是表示由多个发光元件驱动装置构成的照明装置的构成的图，（b）是表示从电源投入时起每个发光元件驱动装置的通电状态的时序图。如图8所示，照明装置由发光元件驱动装置1a、1b、1c、1d所构成，各个发光元件驱动装置被连接于发光元件部40。在由这样的多个发光元件驱动装置构成的照明装置中，通过导通电源开关50，从而同时将电源提供给发光元件驱动装置1a、1b、1c、1d。发光元件驱动装置1a、1b、1c、1d检测电源供给，由电压检测电路16、控制电路20决定延迟时间设定用的数据，并基于延迟时间设定用的数据，进行通电开关7的控制。如图8（b）所示，例如，发光元件驱动装置1a在从电源供给起的延迟时间T1之后，由控制电路20导通通电开关7。同样，发光元件驱动装置1b，在从电源供给起的延迟时间T2之后，使通电开关7导通，发光元件驱动装置1c，在从电源供给起的延迟时间T3之后，使通电开关7导通，另外，发光元件驱动装置1d，在从电源 供给起的延迟时间T4之后，使通电开关7导通。 

如以上所述，如果延迟时间设定用的数据在每个装置不同的话，则通电开关7所导通的时机在每个装置不同。因此，因为延迟时间设定用的数据被设定成在每个装置不同的数据，所以能够使开始流入突入电流的时机在每个装置不同。 

如以上所述，根据本发明，即使相对于多个照明装置基本上同时地开始电力供给，因为在各个照明装置中在从开始电力供给到开始流入突入电流为止的时间上产生差异，所以能够抑制流入过大的突入电流。 

另外，本发明因为在用于电源供给的延迟时间的决定中将相当于随机地产生的噪声成分的值作为数据（随机数）来使用，所以由各个照明装置生成随机的延迟时间。因此，即使同时对多个照明装置进行通电，因为通电时机不同，也能够减轻突入电流。另外，发光元件驱动装置因为由相同电路所形成，且不需要在每个照明装置设定点灯的时机，所以能够容易地进行照明装置的追加、更换等。 

还有，本发明的发光元件驱动装置并不限于作为负载的发光二极管、EL（Electroluminescent，电致发光）等的发光元件，相对于其他的负载也能够使用。 

本发明不脱离其本质特性而能够作为更多的方式来具体化。因此，上述的实施方式主要是用于说明的方式，当然不会限制本发明。 

符号的说明 

1、1a、1b、1c、1d、2、3    发光元件驱动装置 

4    电源部（绝缘型） 

5    电源部（非绝缘型） 

6    整流电路 

7    通电开关 

8    变压器 

9    开关元件（FET） 

10   控制器 

11   电感器 

12   二极管 

13、18、19、34、35、36    电阻 

14、15、17、33    电容器 

16   电压检测电路 

20   控制电路（微型计算机） 

21   CPU 

22   AD转换器 

23   定时器 

24   DA转换器 

25   输入输出部 

30   电压生成电路 

31   晶体三极管 

32   齐纳二极管 

40   发光元件部 

41   发光元件 

50   电源开关。 

Claims (4)

1.一种发光元件驱动装置，其特征在于：

是在电源输入线上具备通电开关的发光元件驱动装置，

具备：

电压检测单元，检测包含在向所述电源输入线的通电开始时的电源的噪声成分的电压；

转换处理单元，将包含由所述电压检测单元检测出的噪声成分的电压转换处理成数字值；

数据生成单元，从由所述转换处理单元转换处理后的数字值生成规定比特数的数据；

控制单元，根据由所述数据生成单元生成的规定比特数的数据，决定直至导通所述通电开关为止的延迟时间，并在经过所述延迟时间之后导通所述通电开关。

2.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，其特征在于：

在所述发光元件驱动装置中，

替代所述电压检测单元而具备电压生成单元，该电压生成单元生成包含在向电源输入线的通电开始时从被提供电压的半导体元件产生的噪声成分的电压。

3.如权利要求2所述的发光元件驱动装置，其特征在于：

所述半导体元件是齐纳二极管。

4.如权利要求1~3中的任意一项所述的发光元件驱动装置，其特征在于：

所述数据生成单元连接包含由所述转换处理单元转换处理了至少2次以上的噪声成分的电压的数字值的下位n比特，生成所述规定比特数的数据，

其中，n为1以上的整数。

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