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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung unter Verwendung eines lichtemittierenden Festkörperelements als Lichtquelle und eine mit der Beleuchtungseinrichtung ausgestattete Leuchte.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Eine in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2006-147933 (im Folgenden als „Dokument 1” bezeichnet) offenbarte Beleuchtungsbaugruppe ist ein Beispiel des verwandten Stands der Technik. Diese herkömmliche Baugruppe ist mit einer Gleichrichtungsschaltung, einer Leuchtdiodenschaltung, einem strombegrenzenden Widerstandselement und einer Beleuchtungssteuerschaltung versehen. Die Gleichrichtungsschaltung ist konfiguriert zum Ausgeben einer pulsierenden Spannung, die durch Vollwellengleichrichtung einer Wechselspannung erhalten wird, die von einer Sinuswellen-Wechselstromversorgung mit einem Effektivwert von 100 V eingegeben wird. Die Leuchtdiodenschaltung wird konfiguriert durch Verbinden mehrerer Leuchtdioden in Reihe in der gleichen Richtung. In der Leuchtdiodenschaltung sind mehrere Leuchtdioden so in Reihe geschaltet, dass ihre Anoden und Kathoden zu einer Hochpotenzialseite beziehungsweise einer Masseseite der Gleichrichtungsschaltung orientiert sind. Weiterhin ist die Leuchtdiodenschaltung in mehrere Gruppen (erste Diodenschaltung bis sechste Diodenschaltung) unterteilt, indem eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Leuchtdioden unter den mehreren Leuchtdioden als Einheit genommen wird. Das strombegrenzende Widerstandselement ist zwischen die Gleichrichtungsschaltung und die Leuchtdiodenschaltung geschaltet und konfiguriert zum Begrenzen eines durch die Leuchtdiodenschaltung fließenden Stroms.
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Die Beleuchtungssteuerschaltung besitzt eine erste bis fünfte Ansteuerschaltereinrichtung, die separat in Reihe mit den jeweiligen Diodenschaltungen geschaltet sind. Die Beleuchtungssteuerschaltung ist konfiguriert zum Bestromen der ersten bis sechsten Leuchtdiode auf Kaskadenweise durch Schalten der ersten bis fünften Ansteuerschaltereinrichtung in EIN/AUS-Reihenfolge gemäß einem Istwert der von der Gleichrichtungsschaltung ausgegebenen pulsierenden Spannung.
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In dem in Dokument 1 offenbarten Beispiel nach dem Stand der Technik kann eine Beleuchtungssteuerung von mehreren, in Reihe geschalteten Leuchtdioden effizient mit einer einfachen Schaltungskonfiguration durchgeführt werden durch Erhöhen oder Senken der Anzahl von bestromten Leuchtdioden gemäß dem Istwert einer pulsierenden Spannung.
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Bei dem in Dokument 1 offenbarten Beispiel nach dem Stand der Technik wird jedoch ein blinkendes Licht manchmal ein Problem, da sich die Lichtmenge gemäß der Zunahme oder Abnahme bei der Anzahl der bestromten Leuchtdioden ändert. Häufige Änderungen bei der Schirmhelligkeit sind bei mit Videokameras erfassten Bildern besonders unerwünscht.
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Dabei beinhalten die Probleme, die angetroffen werden, wenn ein Glättungskondensator zwischen Ausgangsanschlüsse der Gleichrichtungsschaltung geschaltet wird und die pulsierende Spannung dadurch geglättet wird, die Abnahme beim Leistungsfaktor, die verursacht wird durch die Zunahme bei der Stoppperiode des Eingangsstroms und einen übergroßen Spitzenstrom, der durch den Glättungskondensator fließt, wenn die Wechselstromversorgung eingeschaltet wird.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts des Obigen und eine Aufgabe davon besteht in dem Ausgleichen einer Lichtausgabe, während Mängel, wie etwa eine Abnahme beim Leistungsfaktor, eliminiert werden.
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Gleichrichter, einem Hauptlichtquellenblock und einem Hilfslichtquellenblock versehen. Der Gleichrichter ist konfiguriert zum Gleichrichten einer Sinuswellen-Wechselspannung und Ausgeben einer pulsierenden Spannung von einem ersten und zweiten Ausgangsanschluss. Der Hauptlichtquellenblock besitzt mehrere Hauptlichtquellen und mehrere Strombegrenzer. Die mehreren Hauptlichtquellen sind elektrisch in Reihe zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss geschaltet, von denen jeder ein LED-Array besitzt, bei dem mehrere Leuchtdioden elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die mehreren Strombegrenzer sind individuell und elektrisch in Reihe mit den mehreren Hauptlichtquellen geschaltet, so dass sie sich jeweils zwischen den mehreren Hauptlichtquellen und einem des ersten und zweiten Ausgangsanschlusses des Gleichrichters befinden. Die mehreren Strombegrenzer sind konfiguriert zum jeweiligen Begrenzen von durch die mehreren Hauptlichtquellen fließenden Strömen. Der Hilfslichtquellenblock besitzt eine Hilfslichtquelle und eine Konstantstromeinheit. Die Hilfslichtquelle besitzt ein LED-Array, bei dem mehrere Leuchtdioden elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Konstantstromeinheit ist konfiguriert zum Einstellen eines durch das LED-Array der Hilfslichtquelle fließenden Stroms auf einen konstanten Strom. Eine Reihenschaltung aus der Hilfslichtquelle und der Konstantstromeinheit ist elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock geschaltet, zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss des Gleichrichters. Ein Glättungskondensator ist elektrisch parallel mit einer spezifischen Hauptlichtquelle unter den mehreren Hauptlichtquellen geschaltet. Die spezifische Hauptlichtquelle und ein entsprechender Strombegrenzer sind elektrisch parallel mit der Reihenschaltung aus der Hilfslichtquelle und der Konstantstromeinheit geschaltet.
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Die Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit der Beleuchtungseinrichtung und einem Leuchtenhauptkörper, der die Beleuchtungseinrichtung hält, ausgestattet.
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Jeder Effekt der Beleuchtungseinrichtung und der Leuchte ermöglichen es, die Lichtausgabe auszugleichen, während Mängel, wie etwa die Abnahme beim Leistungsfaktor, eliminiert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Figuren zeigen eine oder mehrere Implementierungen gemäß der vorliegenden Lehre lediglich beispielhaft und nicht als Beschränkungen. In der Figur beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf die gleichen oder ähnliche Elemente. Es zeigen:
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1 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Wellenformdiagramm, das eine Operation der Beleuchtungseinrichtung darstellt;
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3 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein Wellenformdiagramm, das eine Operation von Ausführungsform 2 darstellt;
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5 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 ein Wellenformdiagramm, das eine Operation von Ausführungsform 3 darstellt;
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7 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 ein Wellenformdiagramm, das eine Operation von Ausführungsform 4 darstellt;
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9 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung darstellt;
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10 ein Wellenformdiagramm, das eine Operation von Ausführungsform 5 darstellt;
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11 eine externe Perspektivansicht einer Beleuchtungseinrichtung in jeder Ausführungsform; und
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12 eine Perspektivansicht, die eine Leuchte gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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(AUSFÜHRUNGSFORM 1)
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 ausführlich erläutert.
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Wie in 1 dargestellt, besitzt die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform einen Gleichrichter 1, einen Hauptlichtquellenblock 2 und einen Hilfslichtquellenblock 3.
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Der Gleichrichter 1 wird durch eine Diodenbrücke gebildet und besitzt einen ersten und zweiten Eingangsanschluss 10A, 10B und einen ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B. Eine Wechselstromversorgung 4 ist elektrisch zwischen den ersten und zweiten Eingangsanschluss 10A, 10B geschaltet. Eine Sicherung 5 kann zwischen dem ersten Eingangsanschluss 10A des Gleichrichters 1 und der Wechselstromversorgung 4 vorgesehen sein. Bei einem Beispiel von 1 sind der erste und zweite Ausgangsanschluss 11A, 11B jeweils ein positiver beziehungsweise negativer Ausgangsanschluss.
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Beispielsweise liefert die Wechselstromversorgung 4 eine Sinuswellen-Wechselspannung mit einem Effektivwert von 100 V (Volt). Deshalb wird eine pulsierende Sinuswellenspannung mit einem Höchstwert (Spitzenwert) von 100 x √2 ≅ 141 V zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 ausgegeben. Es wird bevorzugt, dass der Gleichrichter 1 derart konfiguriert ist, dass der erste Ausgangsanschluss 11A ein Potenzial besitzt, das höher ist als das des zweiten Ausgangsanschlusses 11B.
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Der Hauptlichtquellenblock 2 und der Hilfslichtquellenblock 3 sind miteinander zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 elektrisch parallel geschaltet.
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Der Hauptlichtquellenblock 2 besitzt eine erste Hauptlichtquelle 20A und eine zweite Hauptlichtquelle 20B, einen ersten Strombegrenzer 21A und einen zweiten Strombegrenzer 21B und Kondensatoren C2, C3. Die erste Hauptlichtquelle 20A wird aus einem LED-Array gebildet, bei dem mehrere (in dem in der Figur dargestellten Beispiel zwei) Leuchtdioden (LEDs) 200A, 201A elektrisch in Reihe geschaltet sind. Das LED-Array (erste Hauptlichtquelle 20A) ist konfiguriert zum Emittieren von Licht (bestromt werden) durch einen dort hindurch fließenden Strom (elektrischen Strom), wenn das Potenzial einer positiven Elektrode bezüglich einer negativen Elektrode größer oder gleich einer Referenzspannung ist, wobei die positive Elektrode eine Anode der LED 200A ist und die negative Elektrode eine Kathode der LED 201A ist. Die Referenzspannung ist gleich einer Gesamtsumme von Durchlassspannungen der das LED-Array bildenden LEDs 200A, 201A. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A beispielsweise auf 100 V eingestellt ist. Der Kondensator C2 ist ein Glättungskondensator und elektrisch parallel mit der ersten Hauptlichtquelle 20A geschaltet.
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Die zweite Hauptlichtquelle 20B wird aus einem LED-Array gebildet, bei dem mehrere (in dem in der Figur dargestellten Beispiel zwei) Leuchtdioden (LEDs) 200B, 201B elektrisch in Reihe geschaltet sind. Das LED-Array (zweite Hauptlichtquelle 20B) ist konfiguriert zum Emittieren von Licht (bestromt werden) durch einen dort hindurch fließenden Strom, wenn das Potenzial einer positiven Elektrode bezüglich einer negativen Elektrode größer oder gleich einer Referenzspannung ist, wobei die positive Elektrode eine Anode der LED 200B ist und die negative Elektrode eine Kathode der LED 201B ist. Die Referenzspannung ist gleich einer Gesamtsumme von Durchlassspannungen der das LED-Array bildenden LEDs 200B, 201B. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Referenzspannung Vf2 der zweiten Hauptlichtquelle 20B derart eingestellt wird, dass die Gesamtsumme davon mit der Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A kleiner oder gleich einem Höchstwert der pulsierenden Spannung ist, beispielsweise 120 V. Mit anderen Worten wird, wenn die Referenzspannung Vf1 100 V beträgt, bevorzugt, dass die Referenzspannung Vf2 auf 20 V eingestellt wird. Der Kondensator C3 ist ein überspannungsbegrenzender Kondensator und elektrisch parallel mit der zweiten Hauptlichtquelle 20B geschaltet.
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Der erste Strombegrenzer 21A wird durch eine Konstantstromschaltung mit einem Transistor M2 und einem Nebenschlussregler U2 gebildet. Der Transistor M2 wird beispielsweise durch einen n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) gebildet, kann aber auch durch einen npn-Bipolartransistor konfiguriert werden.
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Eine Drain-Elektrode des Transistors M2 ist elektrisch an die negative Elektrode (Kathode der LED 201A) der ersten Hauptlichtquelle 20A angeschlossen, und eine Source-Elektrode des Transistors M2 ist elektrisch an ein erstes Ende eines Widerstands R3 und ein erstes Ende eines Widerstands R23 angeschlossen. Eine Gate-Elektrode des Transistors M2 ist elektrisch an einen Verbindungspunkt in einer Reihenschaltung aus zwei Widerständen R21, R22 angeschlossen. Eine Kathode des Nebenschlussreglers U2 ist elektrisch an ein erstes Ende des Widerstands R22 und ein erstes Ende eines Kondensators C12 angeschlossen, und eine Anode des Nebenschlussreglers U2 ist elektrisch an ein zweites Endes des Widerstands R3 angeschlossen. Weiterhin ist ein Referenzanschluss des Nebenschlussreglers U2 elektrisch an ein zweites Ende des Kondensators C12 und ein zweites Ende des Widerstands R23 angeschlossen. Der Widerstand R21 ist elektrisch zwischen die Drain-Elektrode und die Gate-Elektrode des Transistors M2 geschaltet. Der Widerstand R21 dient zum Vorspannen der Gate-Elektrode des Transistors M2. Die Widerstände R22, R23 und der Kondensator C12 bilden eine Filterschaltung zum Einstellen einer Antwortkennlinie des Nebenschlussreglers U2.
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Der erste Strombegrenzer 21A begrenzt einen Drain-Strom des Transistors M2 (verstellt auf einen konstanten Strom) durch Erhöhen oder Senken eines Kathodenstroms (einer Gate-Spannung), um eine vom Widerstand R3 generierte Spannung (Spannungsabfall) mit einer Referenzspannung des Nebenschlussreglers U2 abzustimmen. Die Referenzspannung des Nebenschlussreglers U2 beträgt beispielsweise 1,24 V. Wenn ein Widerstandswert des Widerstands R3 als 10 Ω genommen wird, steuert der Nebenschlussregler U2 den Transistor M2 derart, dass ein Strom (= 0,124 A) fließt, bei dem eine Spannung am Widerstand R3 1,24 V wird.
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Da ein Ausgangsstrom (Drain-Strom des Transistors M2; das Gleiche weiter unten) unter einem Effekt des Kondensators C2, der eine kapazitive Last ist, leicht instabil wird, stabilisiert in diesem Fall der erste Strombegrenzer 21A den Ausgangsstrom und unterdrückt Schwingungen durch die oben erwähnte Filterschaltung. Im Beispiel von 1 enthält der erste Strombegrenzer 21A ein erstes Ende, das elektrisch an die erste Hauptlichtquelle 20A angeschlossen ist, ein zweites Ende, das elektrisch an eine Seite des zweiten Ausgangsanschlusses 11B des Gleichrichters 1 angeschlossen ist, und einen dritten Anschluss, der elektrisch an den zweiten Strombegrenzer 21B angeschlossen ist. Insbesondere entspricht im ersten Strombegrenzer 21A das erste Ende einem Verbindungspunkt des Widerstands 21 und des Transistors M2, das zweite Ende entspricht der Anode des Nebenschlussreglers U2, und das dritte Ende entspricht der Source-Elektrode des Transistors M2.
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Ähnlich wie beim ersten Strombegrenzer 21A wird der zweite Strombegrenzer 21B durch eine Konstantstromschaltung mit einem Transistor M3 und einem Nebenschlussregler U3 gebildet. Der zweite Strombegrenzer 21B ist auf die gleiche Weise wie der erste Strombegrenzer 21A konfiguriert, außer dass die Bezugszahlen, die den Elementen zugewiesen sind, verschieden sind. Dementsprechend entfällt hier eine detaillierte Erläuterung bezüglich des zweiten Strombegrenzers 21B.
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Eine Reihenschaltung aus der ersten Hauptlichtquelle 20A und dem ersten Strombegrenzer 21A ist elektrisch zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der zweiten Hauptlichtquelle 20B und dem zweiten Strombegrenzer 21B ist elektrisch parallel mit dem ersten Strombegrenzer 21A geschaltet. Insbesondere ist die Reihenschaltung aus der zweiten Hauptlichtquelle 20B und dem zweiten Strombegrenzer 21B elektrisch zwischen das erste und dritte Ende des ersten Strombegrenzers 21A geschaltet.
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Der Hilfslichtquellenblock 3 besitzt eine Hilfslichtquelle 30, eine Konstantstromeinheit (Konstantstromschaltung) 31, einen Kondensator C1 und einen Widerstand R9. Die Hilfslichtquelle 30 wird aus einem LED-Array gebildet, bei dem mehrere (in dem in der Figur dargestellten Beispiel zwei) Leuchtdioden (LEDs) 300, 301 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Das LED-Array (Hilfslichtquelle 30) ist konfiguriert zum Emittieren von Licht (bestromt werden) durch einen dort hindurch fließenden Strom, wenn das Potenzial einer positiven Elektrode bezüglich einer negativen Elektrode größer oder gleich einer Referenzspannung ist, wobei die positive Elektrode eine Anode der LED 300 ist und die negative Elektrode eine Kathode der LED 301 ist. Die Referenzspannung ist gleich einer Gesamtsumme von Durchlassspannungen der das LED-Array bildenden LEDs 300, 301. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Referenzspannung Vf3 der Hilfslichtquelle 30 kleiner oder gleich als die Hälfte der Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A eingestellt wird, beispielsweise auf 50 V. Der Kondensator C1 ist ein Glättungskondensator und elektrisch parallel mit der Hilfslichtquelle 30 geschaltet. Der Widerstand R9 ist elektrisch parallel mit sowohl der Hilfslichtquelle 30 als auch dem Kondensator C1 geschaltet und konfiguriert zum Entladen des elektrische Energie (geladene Energie) speichernden Kondensators C1.
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Wenn die elektrostatische Kapazität des Kondensators C1 relativ klein ist, kann der Widerstand R9 entfallen. Wenn jedoch ein mit einer Positionsdisplay-Lampe ausgestatteter Wandschalter zwischen die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform und die Wechselstromversorgung 4 geschaltet ist, wird die Positionsdisplay-Lampe durch einen sehr kleinen, dort hindurch fließenden Strom bestromt, auch wenn der Wandschalter AUS ist. Um zu verhindern, dass die Hilfslichtquelle 30 durch diesen sehr kleinen Strom bestromt wird, ist es entsprechend wünschenswert, dass der Widerstand R9 elektrisch parallel mit der Hilfslichtquelle 30 geschaltet ist. Um beispielsweise zu verhindern, dass die Hilfslichtquelle 30 bestromt wird, wenn ein Wert des sehr kleinen Stroms 1 mA beträgt, ist es wünschenswert, dass der Spannungsabfall am Widerstand R9 kleiner oder gleich der Hälfte der Referenzspannung Vf3 ist. Somit wird der Widerstandswert des Widerstands R9 bevorzugt kleiner oder gleich (50 V/2)/1 mA = 25 kΩ eingestellt, beispielsweise auf 24 kΩ.
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Ähnlich wie beim ersten Strombegrenzer 21A und beim zweiten Strombegrenzer 21B ist die Konstantstromeinheit 31 als eine Konstantstromschaltung mit einem Transistor M1 und einem Nebenschlussregler U1 konfiguriert. Die Konstantstromeinheit 31 ist auf die gleiche Weise wie der erste Strombegrenzer 21A konfiguriert, außer dass die Bezugszahlen, die den Elementen zugewiesen sind, verschieden sind. Deshalb entfällt hier eine detaillierte Erläuterung bezüglich der Konstantstromeinheit 31.
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Der Hilfslichtquellenblock 3 ist elektrisch zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 geschaltet und auch elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock 2 geschaltet. Ein gleichrichtendes Element (Diode D5) ist dazwischen angeordnet, mit einer Kathode davon auf der Seite des Hauptlichtquellenblocks 2, zwischen dem Hauptlichtquellenblock 2 und dem Hilfslichtquellenblock 3.
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Die Diode D5 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass sich elektrische Energie (geladene Energie), die sich im Kondensator C2 angesammelt hat, über eine parasitäre Diode des Transistors M2 entlädt. Wenn eine Spannung zwischen einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode des Transistors M1 der Konstantstromeinheit 31 unter einer Spannung am Kondensator C2 liegt, kann sich die im Kondensator C2 angesammelte Energie somit durch den Transistor M1, den Widerstand R3 und die parasitäre Diode des Transistors M2 entladen. Wenn ein MOSFET als der Transistor M2 verwendet wird, wird aus diesem Grund bevorzugt, dass die Diode D5 irgendwo entlang des Entladewegs vorgesehen wird.
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Der erste Strombegrenzer 21A, der zweite Strombegrenzer 21B und die Konstantstromeinheit 31 arbeiten doch unter gegenseitiger Beeinflussung. Mit anderen Worten fließen die Ausgangsströme des ersten Strombegrenzers 21A und des zweiten Strombegrenzers 21B, anstatt nur der Ausgangsstrom der Konstantstromeinheit 31, durch den Widerstand R1 der Konstantstromeinheit 31. Wenn ein Ausgangsstrom des ersten Strombegrenzers 21A oder des zweiten Strombegrenzers 21B zunimmt und die Spannung am Widerstand R1 ansteigt, nimmt somit der Ausgangsstrom der Konstantstromeinheit 31 ab. Wenn der durch den Ausgangsstrom des ersten Strombegrenzers 21A und des zweiten Strombegrenzers 21B verursachte Spannungsabfall (Spannung) am Widerstand R1 die Referenzspannung des Nebenschlussreglers U1 erreicht, stoppt die Konstantstromeinheit 31.
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Gleichermaßen fließt der Ausgangsstrom des zweiten Strombegrenzers 21B anstatt nur der Ausgangsstrom des ersten Strombegrenzers 21A durch den Widerstand R3 des ersten Strombegrenzers 21A. Wenn der Ausgangsstrom des zweiten Strombegrenzers 21B zunimmt und die Spannung am Widerstand R3 ansteigt, nimmt somit der Ausgangsstrom des ersten Strombegrenzers 21A ab. Wenn der durch den Ausgangsstrom des zweiten Strombegrenzers 21B verursachte Spannungsabfall (Spannung) am Widerstand R3 die Referenzspannung des Nebenschlussreglers U2 erreicht, stoppt der erste Strombegrenzer 21A.
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Eine Operation der Beleuchtungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das in 1 dargestellte Schaltungskonfigurationsdiagramm und das in 2 dargestellte Wellenformdiagramm erläutert. Die unten erläuterte Operation findet in einer Periode der Ausgangsspannung (pulsierenden Spannung) des Gleichrichters 1 statt, das heißt, in einer Hälfte einer Periode der Spannung der Wechselstromversorgung 4, und diese Operation wird in jeder Periode der pulsierenden Spannung wiederholt.
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In 2 bezeichnet W0 einen Gesamtsummenwert der im Hauptlichtquellenblock 2 und im Hilfslichtquellenblock 3 verbrauchten Leistung, If3 bezeichnet einen durch die Hilfslichtquelle 30 fließenden Strom, If1 bezeichnet einen durch die erste Hauptlichtquelle 20A fließenden Strom und If2 bezeichnet einen durch die zweite Hauptlichtquelle 20B fließenden Strom. Weiterhin steht Iin in 2 für einen von der Wechselstromversorgung 4 zum ersten und zweiten Eingangsanschluss 10A, 10B des Gleichrichters 1 fließenden Eingangsstrom.
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Ein Zeitpunkt t = t0 ist ein Nulldurchgangspunkt der pulsierenden Spannung (Spannung der Wechselstromversorgung 4), und die Ausgangsspannung (pulsierende Spannung) des Gleichrichters 1 zu diesem Zeitpunkt beträgt 0 V. In der Nähe des Nulldurchgangspunkts liegt die pulsierende Spannung unter der Referenzspannung Vf3 (= 50 V) der Hilfslichtquelle 30, und deshalb beträgt der Eingangsstrom Iin von der Wechselstromversorgung 4 0 A.
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Die erste Hauptlichtquelle 20A und die Hilfslichtquelle 30 werden jedoch durch die durch das Entladen elektrischer Energie (geladene Energie) der Kondensatoren C2 beziehungsweise C1 verursachten elektrischen Ströme If1, If3 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 steigt und die Referenzspannung Vf3 übersteigt (Zeitpunkt t = t1), arbeitet die Konstantstromeinheit 31 und die Hilfslichtquelle 30 wird durch den dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt. Deshalb fließt der Eingangsstrom Iin in der Beleuchtungseinrichtung von der Wechselstromversorgung 4.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Referenzspannung Vf1 (= 100 V) (Zeitpunkt t = t2) übersteigt, arbeitet der erste Strombegrenzer 21A und die erste Hauptlichtquelle 20A wird durch den dort hindurch fließenden Strom If1 bestromt. Die Konstantstromeinheit 31 wird durch die durch den Widerstand R1 fließende Ströme 113 und If1 gestoppt. Die Hilfslichtquelle 30 wird jedoch weiterhin durch den dort hindurch fließenden Strom If3, durch das Entladen der elektrischen Energie (geladenen Energie) im Kondensator C1 verursacht, bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Gesamtsumme der Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (= 120 V) (Zeitpunkt t = t3) übersteigt, arbeitet der zweite Strombegrenzer 21B und die erste Hauptlichtquelle 20A und die zweite Hauptlichtquelle 20B werden jeweils durch die dort hindurch fließenden Ströme If1 und If1 bestromt. Der erste Strombegrenzer 21A und die Konstantstromeinheit 31 werden durch die durch jeden der Widerstände R3 und R1 fließenden Ströme If1 und If2 gestoppt.
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Wenn nach dem Erreichen des Höchstwerts die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 kleiner wird als die Summe aus den Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (Zeitpunkt t = t4), stoppt der zweite Strombegrenzer 21B, und der erste Strombegrenzer 21A arbeitet. Wenn der zweite Strombegrenzer 21B stoppt, fließt der Strom 112 weiterhin durch die zweite Hauptlichtquelle 20B, solange die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C3 sich entlädt. Wenn der erste Strombegrenzer 21A arbeitet, wird die erste Hauptlichtquelle 20A durch den dort hindurch fließenden Strom If1 durch den von der Wechselstromversorgung 4 fließenden Eingangsstrom Iin bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 abnimmt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf1 (Zeitpunkt t = t5), stoppt der erste Strombegrenzer 21A, und die Konstantstromeinheit 31 arbeitet. Wenn der erste Strombegrenzer 21A stoppt, entlädt sich die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C2, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A. Wenn weiterhin die Konstantstromeinheit 31 arbeitet, wird die Hilfslichtquelle 30 durch den dort hindurch fließenden Strom If3 durch den Eingangsstrom Iin von der Wechselstromversorgung 4 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 weiter abfallt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf3 (Zeitpunkt t = t6), stoppt die Konstantstromeinheit 31. Wenn die Konstantstromeinheit 31 stoppt, entlädt sich die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C1, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A.
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In der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist der Glättungskondensator C2 elektrisch parallel mit der ersten Hauptlichtquelle 20A geschaltet. Wegen der Glättungswirkung des Kondensators C2 ist es möglich, die erste Hauptlichtquelle 20A zu bestromen, indem das Fließen eines Stroms dort hindurch selbst innerhalb der Zeitperiode gestattet wird, während der die Stromversorgungsspannung (Ausgangsspannung des Gleichrichters 1) unter der Referenzspannung Vf1 liegt. Weiterhin ist der Hilfslichtquellenblock 3 elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock 2 geschaltet, und der Eingangsstrom Iin kann selbst innerhalb der Zeitperiode, während der die Stromversorgungsspannung (Ausgangsspannung des Gleichrichters 1) unter der Referenzspannung Vf1 liegt in den Hilfslichtquellenblock 3 gezogen werden. Infolgedessen kann die Leistungsfaktorabnahme unterdrückt werden. Zudem wird in der Zeitperiode, während der die Stromversorgungsspannung (Ausgangsspannung des Gleichrichters 1) unter der Referenzspannung Vf1 liegt, nicht nur die erste Hauptlichtquelle 20A, sondern auch die Hilfslichtquelle 30 bestromt. Deshalb ist die Lichtausgabe ausgeglichen.
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Außenabmessungen von für das Glätten verwendeten Kondensatoren nehmen üblicherweise mit ihrer Kapazität (elektrostatischen Kapazität) zu. Um die Größe der Beleuchtungseinrichtung zu reduzieren, wird deshalb bevorzugt, dass ein Kondensator mit einer Kapazität, die so klein wie möglich ist, als der Kondensator C2 verwendet wird.
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Zum effizienten Unterdrücken von Lichtwelligkeit (Fluktuationen der Lichtmenge) der ersten Hauptlichtquelle 20A selbst bei einem Kondensator C2 mit kleiner Kapazität wird bevorzugt, dass eine Zeitperiode, während der der Kondensator C2 durch eine pulsierende Spannung geladen wird, gleich einer Zeitperiode ist, während der der Kondensator C2 sich entlädt.
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Die Ladeperiode und Entladeperiode des Kondensators C2 werden durch eine Größenbeziehung zwischen der Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A und einer Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 bestimmt. Wenn beispielsweise die Wechselstromversorgung 4 eine Sinuswellen-Wechselspannung mit einem Effektivwert von 100 V ausgibt, übersteigt die pulsierende Spannung einen Effektivwert der Stromversorgungsspannung innerhalb eines Phasenbereichs von 45 Grad (π/4) bis 135 Grad (3π/4). Wenn die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A auf 100 V eingestellt ist, werden deshalb die Ladeperiode und Entladeperiode des Kondensators C2 einander gleich, und die Lichtwelligkeit der ersten Hauptlichtquelle 20A wird am effektivsten unterdrückt.
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Wenn die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A unter 100 V liegt, wird dabei die Lichtwelligkeit der ersten Hauptlichtquelle 20A erhöht und ein zusätzlicher Glättungskondensator sollte vorgesehen werden, um die Lichtwelligkeit zu reduzieren.
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Wenn die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A über 100 V liegt, wird zudem eine Bestromungsperiode der ersten Hauptlichtquelle 20A verkürzt, und eine Licht-Aus-Periode der ersten Hauptlichtquelle 20A wird verlängert. Deshalb sollte die Kapazität des Kondensators C2 erhöht werden, um das Licht auszugleichen.
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Wenn die beiden oben beschriebenen Fälle verglichen werden, wird deshalb letzterer Fall bevorzugt, weil das Glätten mit einem Kondensator C2 durchgeführt werden kann. Deshalb wird bevorzugt, dass die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A so eingestellt wird, dass Leistung vom Gleichrichter 1 (Wechselstromversorgung 4) innerhalb eines Phasenbereichs von 40 Grad bis 60 Grad anstelle von 45 Grad geliefert wird.
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Wenn jedoch die Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A höher als 100 V eingestellt ist, wird eine Zeitperiode (Stoppzeitperiode), während der der Eingangsstrom Iin nicht fließt, verlängert, und der Leistungsfaktor nimmt ab. Im Gegensatz dazu ist in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform der Hilfslichtquellenblock 3 elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock 2 zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 geschaltet. Mit anderen Worten fließt der Strom If3 durch den Hilfslichtquellenblock 3, und der Eingangsstrom Iin wird innerhalb einer Zeitperiode hereingenommen, während der die pulsierende Spannung unter der Referenzspannung Vf1 der ersten Hauptlichtquelle 20A liegt. Deshalb können die Leistungsfaktor- und Eingangsstromverzerrungen verbessert werden. Ein weiterer Vorzug besteht darin, dass ein Mindestwert der Lichtausgabe innerhalb einer Periode der pulsierenden Spannung durch Bestromen des Hilfslichtquellenblocks 3 hochgezogen wird.
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Die Eingangsstromverzerrungen können weiter verbessert werden, indem die Konfiguration verwendet wird, bei der der Hilfslichtquellenblock 3 eine Reihenschaltung mit zwei oder mehr Hilfslichtquellen 30 und zwei oder mehr Konstantstromeinheiten 31 besitzt und die Anzahl der Hilfslichtquellen 30, die bestromt werden sollen, gemäß der pulsierenden Spannung geändert wird.
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Wie hier oben beschrieben, ist die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform mit dem Gleichrichter 1, dem Hauptlichtquellenblock 2 und dem Hilfslichtquellenblock 3 versehen. Der Gleichrichter 1 ist konfiguriert zum Gleichrichten einer Sinuswellen-Wechselspannung und Ausgeben einer pulsierenden Spannung aus dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B. Der Hauptlichtquellenblock 2 besitzt mehrere Hauptlichtquellen (erste Hauptlichtquelle 20A und zweite Hauptlichtquelle 20B) und mehrere Strombegrenzer (ersten Strombegrenzer 21A und zweiten Strombegrenzer 21B). Die mehreren Hauptlichtquellen 20A, 20B sind elektrisch in Reihe zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A und 11B geschaltet, von denen jede ein LED-Array besitzt, bei dem mehrere Leuchtdioden 200A, 201A oder 200B, 201B elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die mehreren Strombegrenzer 21A, 21B sind individuell und elektrisch in Reihe mit der Hauptlichtquelle 20A, 20B geschaltet, so dass sie sich jeweils zwischen den mehreren Hauptlichtquellen 20A, 20B und einem (11B) des ersten und zweiten Ausgangsanschlusses 11A, 11B des Gleichrichters 1 befinden, und sind konfiguriert zum jeweiligen Begrenzen von durch die mehreren Hauptlichtquellen 20A, 20B fließenden Ströme. Der Hilfslichtquellenblock 3 besitzt die Hilfslichtquelle 30 und die Konstantstromeinheit 31. Die Hilfslichtquelle 30 besitzt das LED-Array, bei dem die mehreren Leuchtdioden 300, 301 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Konstantstromeinheit 31 ist konfiguriert zum Verstellen eines durch das LED-Array der Hilfslichtquelle 30 fließenden Stroms auf einen konstanten Strom. Die Reihenschaltung aus der Hilfslichtquelle 30 und der Konstantstromeinheit 31 ist elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock 2 zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 geschaltet. Der Glättungskondensator C2 ist elektrisch parallel mit einer spezifischen Hauptlichtquelle (ersten Hauptlichtquelle 20A) unter den mehreren Hauptlichtquellen 20A, 20B geschaltet. Die spezifische Hauptlichtquelle 20A und ein entsprechender Strombegrenzer 21A sind elektrisch parallel mit der Reihenschaltung aus der Hilfslichtquelle 30 und der Konstantstromeinheit 31 geschaltet.
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Die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform besitzt die oben beschriebene Konfiguration, und ihre Lichtausgabe wird durch den Glättungskondensator C2 ausgeglichen, der elektrisch parallel mit der spezifischen Hauptlichtquelle 20A geschaltet ist. Da der Hilfslichtquellenblock 3, der elektrisch parallel mit dem Hauptlichtquellenblock 2 geschaltet ist, den Eingangsstrom Iin in die Täler der pulsierenden Spannung hineinzieht, kann zudem das Abnehmen des Leistungsfaktors unterdrückt werden. Infolgedessen kann in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Lichtausgabe ausgeglichen werden, während Mängel wie etwa die Abnahme beim Leistungsfaktor eliminiert werden.
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(AUSFÜHRUNGSFORM 2)
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert. Die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform besitzt eine Grundkonfiguration wie Ausführungsform 1. Dementsprechend sind Bestandselementen, die mit der Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 gemeinsam sind, die gleichen Bezugszahlen zugewiesen und ihre Erläuterung entfällt hier.
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Das spezifische Merkmal der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform liegt in Konfigurationen einer ersten Lichtquelle 2A und einer Hilfslichtquelle 30.
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Wie in 3 dargestellt, besitzt die erste Lichtquelle 2A zusätzlich zu einer Reihenschaltung aus zwei LEDs 200A, 201A (erstes LED-Array) eine Reihen-/Parallelschaltung aus vier LEDs 202A, 203A, 204A, 205A. Die Reihen-/Parallelschaltung wird durch eine Parallelschaltung einer Reihenschaltung von zwei LEDs 202A, 203A (zweites LED-Array) und einer Reihenschaltung von zwei LEDs 204A, 205A (drittes LED-Array) gebildet. Das erste LED-Array und die Parallelschaltung des zweiten LED-Arrays und des dritten LED-Arrays sind elektrisch in Reihe geschaltet. Weiterhin ist ein Kondensator C2 elektrisch an eine positive Elektrode des ersten LED-Arrays (Anode der LED 200A) und negative Elektroden des zweiten LED-Arrays und dritten LED-Arrays (Kathoden der LEDs 203A, 205A) angeschlossen.
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Auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 1 wird die Hilfslichtquelle 30 aus einem LED-Array gebildet, bei dem zwei LEDs 300, 301 in Reihe geschaltet sind. Jedoch ist eine positive Elektrode der Hilfslichtquelle 30 direkt und elektrisch an die Anode der LED 200A angeschlossen, und eine negative Elektrode der Hilfslichtquelle 30 ist durch eine Diode D5 elektrisch an Anoden der beiden LEDs 202A, 204A angeschlossen.
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Somit ist in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform das LED-Array (LEDs 300, 301) der Hilfslichtquelle 30 elektrisch parallel mit dem ersten LED-Array einer ersten Hauptlichtquelle 20A geschaltet und funktioniert deshalb als Teil der ersten Hauptlichtquelle 20A.
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Weiterhin ist eine Diode D7 vorgesehen, um zu verhindern, dass sich elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C2 durch einen Transistor M1 entlädt, wenn eine Konstantstromeinheit 31 arbeitet. Die Diode D7, bei der sich eine Anode auf der Seite der ersten Hauptlichtquelle 20A befindet, befindet sich zwischen der ersten Hauptlichtquelle 20A und einem ersten Strombegrenzer 21A.
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Als nächstes wird eine Operation der Beleuchtungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Schaltungskonfigurationsdiagramm und ein in 4 dargestelltes Wellenformdiagramm erläutert. Die hier unten erläuterte Operation findet in einer Periode einer Ausgangsspannung (pulsierenden Spannung) eines Gleichrichters 1 statt, das heißt, in einer Hälfte einer Periode einer Spannung einer Wechselstromversorgung 4, und diese Operation wird in jeder Periode der pulsierenden Spannung wiederholt.
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In 4 bezeichnet If1 einen durch eine zweite Hauptlichtquelle 20B fließenden Strom, und If3 bezeichnet einen durch die Hilfslichtquelle 30 fließenden Strom. Weiterhin bezeichnet ID7 einen durch die Diode D7 fließenden Strom, das heißt die Gesamtsumme eines durch die erste Hauptlichtquelle 20A fließenden Stroms If1 und eines durch den Kondensator C2 fließenden elektrischen Stroms. Weiterhin steht Iin für einen von der Wechselstromversorgung 4 zu den Eingangsanschlüssen 10A, 10B des Gleichrichters 1 fließenden Eingangsstrom.
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Der Zeitpunkt t = t0 ist ein Nulldurchgangspunkt der pulsierenden Spannung (Spannung der Wechselstromversorgung 4), und die Ausgangsspannung (pulsierende Spannung) des Gleichrichters 1 zu diesem Zeitpunkt beträgt 0 V. In der Nähe des Nulldurchgangspunkts liegt die pulsierende Spannung unter einer Referenzspannung Vf3 (= 50 V) der Hilfslichtquelle 30, und deshalb beträgt der Eingangsstrom Iin von der Wechselstromversorgung 4 0 A.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 steigt und die Referenzspannung Vf3 übersteigt (Zeitpunkt t = t1), arbeitet die Konstantstromeinheit 31 und die Hilfslichtquelle 30 wird durch den dort hindurch fließenden Strom bestromt. Deshalb fließt der Eingangsstrom Iin in der Beleuchtungseinrichtung von der Wechselstromversorgung 4.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Referenzspannung Vf1 (= 100 V) (Zeitpunkt t = t2) übersteigt, arbeitet der erste Strombegrenzer 21A und die erste Hauptlichtquelle 20A wird durch den darin fließenden Strom If1 bestromt. Die Konstantstromeinheit 31 wird durch die durch den Widerstand R1 fließende Ströme If3 und If1 gestoppt. Da jedoch der Strom If3 unter dem Effekt des ersten Strombegrenzers 21A durch die Diode D5 fließt, wird die Hilfslichtquelle 30 weiterhin bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Gesamtsumme der Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (= 120 V) (Zeitpunkt t = t3) übersteigt, arbeitet ein zweiter Strombegrenzer 21B und die erste Hauptlichtquelle 20A und die zweite Hauptlichtquelle 20B werden jeweils durch die dort hindurch fließenden If1 und If2 Ströme bestromt. Der erste Strombegrenzer 21A und die Konstantstromeinheit 31 werden durch die durch jeden der Widerstände R3 und R1 fließenden Ströme If1 und If1 gestoppt.
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Wenn nach dem Erreichen des Höchstwerts die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 kleiner wird als die Summe aus den Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (Zeitpunkt t = t4), stoppt der zweite Strombegrenzer 21B, und der erste Strombegrenzer 21A arbeitet. Wenn der zweite Strombegrenzer 21B stoppt, fließt der Strom If1 weiterhin durch die zweite Hauptlichtquelle 20B, solange die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C3 sich entlädt. Wenn der erste Strombegrenzer 21A arbeitet, werden die erste Hauptlichtquelle 20A und die Hilfslichtquelle 30 unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 durch den Strom ID7 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 abnimmt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf1 (Zeitpunkt t = t5), stoppt der erste Strombegrenzer 21A, und die Konstantstromeinheit 31 arbeitet. Wenn der erste Strombegrenzer 21A stoppt, wird die erste Hauptlichtquelle 20A durch den dort hindurch fließenden Strom If1 bestromt, während die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C2 sich entlädt. Wenn die Konstantstromeinheit 31 arbeitet, wird weiterhin die Hilfslichtquelle 30 durch den unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 weiter abfällt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf3 (Zeitpunkt t = t6), stoppt die Konstantstromeinheit 31. Wenn die Konstantstromeinheit 31 stoppt, werden die erste Hauptlichtquelle 20A und die Hilfslichtquelle 30 durch den dort hindurch fließenden Strom ID7 bestromt, während die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C1 sich entlädt.
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Somit wird bei der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass das LED-Array der Hilfslichtquelle 30 durch einen Teil des LED-Arrays der spezifischen Hauptlichtquelle (erste Hauptlichtquelle 20A) konfiguriert wird. Wenn die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform auf die oben beschriebene Weise konfiguriert ist, kann die im Hauptlichtquellenblock 2 und im Hilfslichtquellenblock 3 zu verwendende Anzahl an LEDs im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, in dem die oben beschriebene Konfiguration nicht verwendet wird.
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(AUSFÜHRUNGSFORM 3)
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert. Die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform und die Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 teilen sich eine gleiche Grundkonfiguration. Dementsprechend sind Bestandselementen, die mit der Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 gemeinsam sind, die gleichen Bezugszahlen zugewiesen und ihre Erläuterung entfällt hier.
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Ein spezifisches Merkmal der Beleuchtungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass ein Kondensator C3, der elektrisch parallel mit einer zweiten Hauptlichtquelle 20B geschaltet ist, als ein Glättungskondensator ausgeführt ist. Insbesondere ist die Kapazität des Kondensators C3 größer ausgeführt als die des Kondensators C3 in Ausführungsform 1. Da ein Glättungskondensator für den Kondensator C3 verwendet wird, befindet sich zudem eine Diode D6 zwischen einer ersten Hauptlichtquelle 20A und der zweiten Hauptlichtquelle 20B. Die Diode D6, bei der sich eine Anode auf der Seite der ersten Hauptlichtquelle 20A befindet, befindet sich zwischen der ersten Hauptlichtquelle 20A und der zweiten Hauptlichtquelle 20B, und elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C3 wird daran gehindert, umgekehrt zur ersten Hauptlichtquelle 20A zu fließen.
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Weiterhin befindet sich in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform eine Diode D9, wobei sich eine Anode davon auf einer Seite der Hilfslichtquelle 30 befindet, zwischen der Hilfslichtquelle 30 und einer Konstantstromeinheit 31. Weiterhin ist ein Widerstand R9 elektrisch an einen ersten Ausgangsanschluss 11A des Gleichrichters 1 und eine Kathode der Diode D9 angeschlossen. Die Diode D9 ist vorgesehen, um das Fließen eines Entladestroms des Kondensators C1 umgekehrt durch eine parasitäre Diode des Transistors M1 zu verhindern.
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Eine Operation der Beleuchtungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte Schaltungskonfigurationsdiagramm und ein in 6 dargestelltes Wellenformdiagramm erläutert. Die hier unten erläuterte Operation findet in einer Periode einer Ausgangsspannung (pulsierenden Spannung) des Gleichrichters 1 statt, das heißt, in einer Hälfte einer Periode einer Spannung der Wechselstromversorgung 4, und diese Operation wird in jeder Periode der pulsierenden Spannung wiederholt.
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In 6 bezeichnet If2 einen durch die zweite Hauptlichtquelle 20B fließenden Strom, If1 bezeichnet einen durch erste Hauptlichtquelle 20A fließenden Strom und If3 bezeichnet einen durch die Hilfslichtquelle 30 fließenden Strom. Weiterhin steht Iin in 6 für einen von einer Wechselstromversorgung 4 zum ersten und zweiten Eingangsanschluss 10A, 10B des Gleichrichters 1 fließenden Eingangsstrom.
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Der Zeitpunkt t = t0 ist ein Nulldurchgangspunkt der pulsierenden Spannung (Spannung der Wechselstromversorgung 4), und die Ausgangsspannung (pulsierende Spannung) des Gleichrichters 1 zu diesem Zeitpunkt beträgt 0 V. In der Nähe des Nulldurchgangspunkts liegt die pulsierende Spannung unter einer Referenzspannung Vf3 (= 50 V) der Hilfslichtquelle 30, und deshalb beträgt der Eingangsstrom Iin von der Wechselstromversorgung 4 0 A. Jedoch werden die erste Hauptlichtquelle 20A, die zweite Hauptlichtquelle 20B und die Hilfslichtquelle 30 durch die infolge einer Entladung elektrischer Energie (geladener Energie) in den Kondensatoren C2, C3 beziehungsweise C1 dort hindurch fließenden Ströme If1, If2, If3 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 steigt und eine Referenzspannung Vf3 übersteigt (Zeitpunkt t = t1), arbeitet die Konstantstromeinheit 31 und die Hilfslichtquelle 30 wird durch den dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt. Deshalb fließt der Eingangsstrom Iin in der Beleuchtungseinrichtung von der Wechselstromversorgung 4.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Referenzspannung Vf1 (= 100 V) (Zeitpunkt t = t2) übersteigt, arbeitet ein erster Strombegrenzer 21A und die erste Hauptlichtquelle 20A wird durch den dort hindurch fließenden Strom If1 bestromt. Die Konstantstromeinheit 31 wird durch die durch den Widerstand R1 fließende Ströme If3 und If1 gestoppt. Da jedoch der Strom If3 aufgrund der Entladung der elektrischen Energie (geladenen Energie) im Kondensator C1 fließt, wird die Hilfslichtquelle 30 weiter bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Gesamtsumme der Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (= 120 V) (Zeitpunkt t = t3) übersteigt, arbeitet ein zweiter Strombegrenzer 21B und die erste Hauptlichtquelle 20A und die zweite Hauptlichtquelle 20B werden durch die dort hindurch fließenden Ströme If1 und If2 bestromt. Der erste Strombegrenzer 21A und die Konstantstromeinheit 31 werden durch die durch jeden der Widerstände R3 und R1 fließenden Ströme If1 und If2 gestoppt.
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Wenn nach dem Erreichen des Höchstwerts die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 kleiner wird als die Summe aus den Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (Zeitpunkt t = t4), stoppt der zweite Strombegrenzer 21B, und der erste Strombegrenzer 21A arbeitet. Selbst wenn der zweite Strombegrenzer 21B stoppt, wird die zweite Hauptlichtquelle 20B durch den infolge einer Entladung elektrischer Energie (geladener Energie) im Kondensator C3 dort hindurch fließenden Strom If2 bestromt. Wenn der erste Strombegrenzer 21A arbeitet, wird die erste Hauptlichtquelle 20A durch den Strom If1 unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 abnimmt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf1 (Zeitpunkt t = t5), stoppt der erste Strombegrenzer 21A, und die Konstantstromeinheit 31 arbeitet. Wenn der erste Strombegrenzer 21A stoppt, entlädt sich elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C2, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A. Wenn die Konstantstromeinheit 31 arbeitet, wird weiterhin die Hilfslichtquelle 30 durch den unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 weiter abfällt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf3 (Zeitpunkt t = t6), stoppt die Konstantstromeinheit 31. Wenn die Konstantstromeinheit 31 stoppt, entlädt sich die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C1, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A.
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Somit ist in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform der Kondensator C3, der elektrisch parallel mit der zweiten Hauptlichtquelle 20B geschaltet ist, als ein Glättungskondensator ausgeführt. Infolgedessen kann die Lichtwelligkeit im Vergleich mit Ausführungsform 1 reduziert werden, bei der der Kondensator C3 nicht zum Glätten dient.
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(AUSFÜHRUNGSFORM 4)
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 erläutert. Die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform und die Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 teilen sich eine gleiche Grundkonfiguration. Dementsprechend sind Bestandselementen, die mit der Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 gemeinsam sind, die gleichen Bezugszahlen zugewiesen und ihre Erläuterung entfällt hier.
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Bei der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt, dass ein Hilfslichtquellenblock 3 mit einer Strom-Bypass-Einheit 32 und einem Strom-Bypass-Controller 33 ausgestattet ist.
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Die Strom-Bypass-Einheit 32 ist aus Widerständen R8, R9 und einem Bipolar-Transistor Q3 gebildet. Der Bipolar-Transistor (im Folgenden einfach als ein „Transistor” bezeichnet) Q3 ist vom NPN-Typ. Ein Kollektor des Transistors Q3 ist elektrisch an ein erstes Ende des Widerstands R9 angeschlossen, und ein Emitter des Transistors Q3 ist elektrisch mit einem Verbindungspunkt eines Widerstands R11 und eines Transistors M1 (einem Ende des Widerstands R11 und einer Drain-Elektrode des Transistors M1) verbunden. Eine Basis des Transistors Q3 ist über den Widerstand R8 elektrisch mit einem ersten Ausgangsanschluss 11A des Gleichrichters 1 verbunden. Eine Diode D8, wobei sich eine Anode davon auf der Seite des Widerstands R8 befindet, befindet sich zwischen einem ersten Ende des Widerstands R8, elektrisch mit dem ersten Ausgangsanschluss 11A und dem Kondensator C1 verbunden.
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Der Strom-Bypass-Controller 33 ist aus Widerständen R6, R7 und einem Bipolar-Transistor Q4 gebildet. Der Bipolar-Transistor (im Folgenden einfach als ein „Transistor” bezeichnet) Q4 ist vom NPN-Typ, und ein Kollektor des Transistors Q4 ist elektrisch mit einer Basis des Transistors Q3 und einem zweiten Ende des Widerstands R8 verbunden. Ein Emitter des Transistors Q4 ist elektrisch mit dem Emitter des Transistors Q3 verbunden, elektrisch mit dem Verbindungspunkt des Widerstands R11 und des Transistors M1 und einem ersten Ende des Widerstands R6 verbunden. Ein erstes Ende des Widerstands R7 ist elektrisch mit einer Basis des Transistors Q4 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstands R7 ist elektrisch mit einer negativen Elektrode der Hilfslichtquelle 30 verbunden, elektrisch parallel mit einem Kondensator C1 verbunden, und einem zweiten Ende des Widerstands R6.
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Der Strom-Bypass-Controller 33 schaltet den Transistor Q3 der Strom-Bypass-Einheit 32 aus, indem er den Transistor Q4 einschaltet, wenn der Strom If3 durch den Widerstand R6 fließt, und schaltet den Transistor Q3 ein, indem er den Transistor Q4 ausschaltet, wenn der Strom 113 nicht fließt. Die Strom-Bypass-Einheit 32 ist konfiguriert zum Hereinziehen eines Eingangsstroms Iin durch eine Konstantstromeinheit 31, wenn der Transistor Q3 eingeschaltet ist. Der Strom-Bypass-Controller 33 kann jedoch auch konfiguriert sein zu bestimmen, ob der Strom If3 vorliegt oder nicht vorliegt, anhand einer Spannung an einer Hilfslichtquelle 30, und den Transistor Q4 auf der Basis der Bestimmung ein-/auszuschalten. Wenn der Strom-Bypass-Controller 33 auf die oben beschriebene Weise konfiguriert ist, wird der Widerstand R6 unnötig, und der Leistungsverlust kann reduziert werden.
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Als nächstes wird eine Operation der Beleuchtungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Schaltungskonfigurationsdiagramm und ein in 8 dargestelltes Wellenformdiagramm erläutert. Die hier unten erläuterte Operation findet in einer Periode der Ausgangsspannung (pulsierenden Spannung) eines Gleichrichters 1 statt, das heißt, in einer Hälfte einer Periode einer Spannung einer Wechselstromversorgung 4, und diese Operation wird in jeder Periode der pulsierenden Spannung wiederholt.
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In 8 bezeichnet IQ3 einen durch den Transistor Q3 der Strom-Bypass-Einheit 32 fließenden Strom, If1 bezeichnet einen durch eine erste Hauptlichtquelle 20A fließenden Strom und If3 bezeichnet einen durch die Hilfslichtquelle 30 fließenden Strom. Weiterhin steht Iin in 8 für einen von der Wechselstromversorgung 4 zum ersten und zweiten Eingangsanschluss 10A, 10B des Gleichrichters 1 fließenden Eingangsstrom.
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Der Zeitpunkt t = t0 ist ein Nulldurchgangspunkt der pulsierenden Spannung (Spannung der Wechselstromversorgung 4), und die Ausgangsspannung (pulsierende Spannung) des Gleichrichters 1 zu diesem Zeitpunkt beträgt 0 V. In der Nähe des Nulldurchgangspunkts liegt die pulsierende Spannung unter der Referenzspannung Vf3 (= 50 V) der Hilfslichtquelle 30, und deshalb beträgt der Eingangsstrom Iin von der Wechselstromversorgung 4 0 A. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein durch Entladung elektrischer Energie (geladener Energie) im Kondensator C1 verursachter geringfügiger Strom If3 durch die Hilfslichtquelle 30, aber kein Strom fließt durch den Widerstand R6. Deshalb ist der Transistor Q4 des Strom-Bypass-Controllers 33 ausgeschaltet, und der Transistor Q3 der Strom-Bypass-Einheit 32 ist eingeschaltet. Wenn der Transistor Q3 eingeschaltet ist, wird ein Eingangsstrom Iin (IQ3) durch den Widerstand R9 und den Transistor Q3 hineingezogen.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 steigt und die Referenzspannung Vf3 übersteigt (Zeitpunkt t = t1), arbeitet die Konstantstromeinheit 31 und die Hilfslichtquelle 30 wird durch den dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt. Weiterhin wird durch den durch den Widerstand R6 fließenden Strom If3 der Transistor Q4 des Strom-Bypass-Controllers 33 eingeschaltet und der Transistor Q3 der Strom-Bypass-Einheit 32 ausgeschaltet. Mit anderen Worten: Da der Eingangsstrom Iin nicht durch den Widerstand R9 fließt, wird der Verlust am Widerstand R9 eliminiert.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und eine Referenzspannung Vf1 (= 100 V) (Zeitpunkt t = t2) übersteigt, arbeitet ein erster Strombegrenzer 21A und die erste Hauptlichtquelle 20A wird durch den dort hindurch fließenden Strom If1 bestromt. Die Konstantstromeinheit 31 wird durch die durch den Widerstand R1 fließenden Ströme If3 und If1 gestoppt. Jedoch wird die Hilfslichtquelle 30 durch den dort hindurch fließenden Strom If3 bestromt, während sich elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C1 entlädt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 ansteigt und die Gesamtsumme der Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (= 120 V) (Zeitpunkt t = t3) übersteigt, arbeitet ein zweiter Strombegrenzer 21B und die erste Hauptlichtquelle 20A und die zweite Hauptlichtquelle 20B werden durch die dort hindurch fließenden Ströme If1 und If2 bestromt. Der erste Strombegrenzer 21A und die Konstantstromeinheit 31 werden durch die durch jeden der Widerstände R3 und R1 fließenden Ströme If1 und If2 gestoppt.
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Wenn nach dem Erreichen des Höchstwerts die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 kleiner wird als die Summe aus den Referenzspannungen Vf1 und Vf2 (Zeitpunkt t = t4), stoppt der zweite Strombegrenzer 21B, und der erste Strombegrenzer 21A arbeitet. Selbst wenn der zweite Strombegrenzer 21B stoppt, wird die zweite Hauptlichtquelle 20B durch den infolge einer Entladung elektrischer Energie (geladener Energie) im Kondensator C3 dort hindurch fließenden Strom If2 bestromt. Wenn der erste Strombegrenzer 21A arbeitet, fließt der Strom If1 durch die erste Hauptlichtquelle 20A, und die erste Hauptlichtquelle 20A wird unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 abnimmt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf1 (Zeitpunkt t = t5), stoppt der erste Strombegrenzer 21A, und die Konstantstromeinheit 31 arbeitet. Wenn der erste Strombegrenzer 21A stoppt, entlädt sich elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C2, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A. Wenn die Konstantstromeinheit 31 arbeitet, fließt weiterhin der Strom If3 durch die Hilfslichtquelle 30, und die Hilfslichtquelle 30 wird unter dem Effekt des Eingangsstroms Iin von der Wechselstromversorgung 4 bestromt.
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Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 1 weiter abfallt und kleiner wird als die Referenzspannung Vf3 (Zeitpunkt t = t6), stoppt die Konstantstromeinheit 31. Wenn die Konstantstromeinheit 31 stoppt, entlädt sich die elektrische Energie (geladene Energie) im Kondensator C1, und der Strom If1 fließt kontinuierlich durch die erste Hauptlichtquelle 20A.
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Wenn die Konstantstromeinheit 31 stoppt, fließt zudem kein Strom durch den Widerstand R6. Infolgedessen wird der Transistor Q4 des Strom-Bypass-Controllers 33 ausgeschaltet und der Transistor Q3 der Strom-Bypass-Einheit 32 wird eingeschaltet. Dadurch, dass der Transistor Q3 eingeschaltet wird, wird der Eingangsstrom Iin (IQ3) durch den Widerstand R9 und den Transistor Q3 hereingezogen.
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Wenn die pulsierende Spannung (Spannung der Wechselstromversorgung 4) des Gleichrichters 1 kleiner ist als die Referenzspannung Vf3, zieht somit die Strom-Bypass-Einheit 32 den Eingangsstrom Iin herein. Infolgedessen ermöglicht die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform, Eingangsstromverzerrungen im Vergleich mit der Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 1 zu reduzieren. Da der Strom-Bypass-Controller 33 die Strom-Bypass-Einheit 32 stoppt, wenn die pulsierende Spannung des Gleichrichters 1 größer oder gleich der Referenzspannung Vf3 ist, kann zudem in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform der unnötige Stromverbrauch zu dem Zeitpunkt, zu dem der Hauptlichtquellenblock 2 oder Hilfslichtquellenblock 3 bestromt sind, unterdrückt werden. Wenn weiter ein mit einer Positionsdisplay-Lampe ausgestatteter Wandschalter angeschlossen ist oder wenn ein Dimmer eines Phasensteuersystems angeschlossen ist, kann verhindert werden, dass der Hilfslichtquellenblock 3 mit einer sehr niedrigen Intensität durch den Fluss eines sehr kleinen Stroms bestromt wird.
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Weiterhin wird, wie hier oben erwähnt, in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der Hilfslichtquellenblock 3 einen Ableitwiderstand (Strom-Bypass-Einheit 32 und Strom-Bypass-Steuereinheit 33) enthält, der das Fließen eines Stroms zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss 11A, 11B des Gleichrichters 1 innerhalb einer Zeitperiode gestattet, in der kein Strom durch die Hilfslichtquelle 30 fließt. Der Ableitwiderstand (Strom-Bypass-Einheit 32 und Strom-Bypass-Steuereinheit 33) ist bevorzugt so konfiguriert, dass er das Fließen eines Stroms innerhalb einer Zeitperiode nicht gestattet, in der ein Strom durch Hilfslichtquelle 30 fließt. Wenn die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform auf die oben beschriebene Weise konfiguriert ist, können die Eingangsstromverzerrungen reduziert werden, während die Zunahme beim Stromverbrauch unterdrückt wird.
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(AUSFÜHRUNGSFORM 5)
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Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 erläutert. Die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform und die Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 3 teilen sich eine gleiche Grundkonfiguration. Dementsprechend sind Bestandselementen, die mit der Beleuchtungseinrichtung von Ausführungsform 3 gemeinsam sind, die gleichen Bezugszahlen zugewiesen und ihre Erläuterung entfällt hier.
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Ein spezifisches Merkmal der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass die Beleuchtungseinrichtung mit einem Entstörglied 22 ausgestattet ist, das Spitzen von Strömen unterdrückt, die jeweils durch einen Hauptlichtquellenblock 2 und einen Hilfslichtquellenblock 3 fließen. Wenn beispielsweise eine Spannung einer Wechselstromversorgung 4 um 10% erhöht wird und ein Höchstwert (Spitzenwert) einer pulsierenden Spannung auf 110 V x √2 ≅ 156 V ansteigt, nimmt eine Zeitperiode zu, während der ein Strom durch den Hauptlichtquellenblock 2 und den Hilfslichtquellenblock 3 fließt, und auch die Lichtmenge nimmt zu.
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Bei der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist es dadurch, dass der durch den Hauptlichtquellenblock 2 und den Hilfslichtquellenblock 3 fließende Strom mit dem Entstörglied 22 unterdrückt wird, möglich, die Zunahme bei der Lichtmenge zu unterdrücken, die auf die Zunahme bei der Spannung der Wechselstromversorgung 4 folgt.
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Wie in 9 dargestellt, ist das Entstörglied 22 aus einer Zener-Diode 220 und drei Widerständen 221 bis 223 gebildet. Eine Kathode der Zener-Diode 220 ist elektrisch an eine Drain-Elektrode eines Transistors M3 eines zweiten Strombegrenzers 21B angeschlossen, und eine Anode der Zener-Diode 220 ist elektrisch an ein erstes Ende des Widerstands 221 angeschlossen. Die beiden Widerstände 221, 222 sind elektrisch in Reihe zwischen die Anode der Zener-Diode 220 und Masse geschaltet. Der Widerstand 223 ist elektrisch mit einem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 221, 222 und einer Anode eines Nebenschlussreglers U3 des zweiten Strombegrenzers 21B verbunden.
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In 10 bezeichnet Vin eine Spannung einer Wechselstromversorgung 4, If3 bezeichnet einen durch eine Hilfslichtquelle 30 fließenden Strom, If1 bezeichnet einen durch eine erste Hauptlichtquelle 20A fließenden Strom und If2 bezeichnet einen durch eine zweite Hauptlichtquelle 20B fließenden Strom.
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Wenn die Spannung der Wechselstromversorgung 4 ansteigt und eine Drain-Spannung (elektrisches Potenzial der Drain-Elektrode bezüglich Masse; das Gleiche wie hier unten) eines Transistors M3 des zweiten Strombegrenzers 21B eine Zener-Spannung der Zener-Diode 220 übersteigt, leitet die Zener-Diode 220. Dadurch, dass die Zener-Diode 220 leitend ist, erhöht das Entstörglied 22 eine Spannung an einem Widerstand R5 des zweiten Strombegrenzers 21B.
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Wenn die Spannung am Widerstand R5 durch das Entstörglied 22 erhöht wird, senkt der Nebenschlussregler U3 des zweiten Strombegrenzers 21B den Ausgangsstrom. In diesem Fall fließen nicht nur der Strom 112 der zweiten Hauptlichtquelle 20B, sondern auch der Strom If1 der ersten Hauptlichtquelle 20A und der Strom 113 der Hilfslichtquelle 30 zusammen im zweiten Strombegrenzer 21B. Wenn der Nebenschlussregler U3 den Ausgangsstrom senkt, werden deshalb alle Ströme If1, If2, If3 reduziert, wie in 10 dargestellt.
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Wie hier oben beschrieben, ist die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt mit dem Entstörglied 22 versehen, das die Spitzen von Strömen, die jeweils durch den Hauptlichtquellenblock 2 und den Hilfslichtquellenblock 3 fließen, unterdrückt. Da die Spitzen von Strömen, die jeweils durch den Hauptlichtquellenblock 2 und den Hilfslichtquellenblock 3 fließen, durch das Entstörglied 22 unterdrückt werden, ermöglicht die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform, die Zunahme bei der Lichtmenge nach einem Anstieg bei der Spannung der Wechselstromversorgung 4 zu unterdrücken.
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Bei den Beleuchtungseinrichtungen von Ausführungsformen 1 bis 5, wie in 11 dargestellt, können der Gleichrichter 1, der Hauptlichtquellenblock 2 und der Hilfslichtquellenblock 3 auf einem Montagesubstrat 6 montiert werden. Das Montagesubstrat wird bevorzugt in einer länglichen, rechteckigen flachen Plattengestalt unter Verwendung eines verkupferten Epoxidharzlaminats auf der Basis von Glasgewebe/Glasvlies ausgebildet.
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Bei den Beleuchtungseinrichtungen von Ausführungsformen 1 bis 5 ist der Strom der ersten Hauptlichtquelle 20A, die mit der höchsten Referenzspannung Vf1 bestromt wird, der größte, und ist der Strom der Hilfslichtquelle 30, die mit der niedrigsten Referenzspannung Vf3 bestromt wird, der kleinste. Weiterhin ist der Strom der zweiten Hauptlichtquelle 20B, die elektrisch parallel mit dem ersten Strombegrenzer 21A geschaltet ist, der zweitgrößte. Wenn die LEDs 200A, 201A, ... der Lichtquellen 20A, 20B, 30 alle durch identische Leuchtdioden gebildet werden, nimmt die Lichtmenge in der zunehmenden Reihenfolge von Strömen in den LEDs 200A, 201A, ... zu.
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Dementsprechend wird in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass die LED-Arrays (erste Hauptlichtquelle 20A, zweite Hauptlichtquelle 20B, Hilfslichtquelle 30) derart auf dem Montagesubstrat 6 montiert werden, dass ein Abstand zwischen den Leuchtdioden 200A, 201A, ... mit einem dort hindurch fließenden Strom zunimmt.
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Beispielsweise ist der Abstand zwischen zwei oder mehr LEDs 200A, 201A, ..., die die erste Hauptlichtquelle 20A bilden, mit P1 bezeichnet, der Abstand zwischen zwei oder mehr LEDs 200B, 201B, ..., die die zweite Hauptlichtquelle 20B bilden, ist mit P2 bezeichnet, und der Abstand zwischen zwei oder mehr LEDs 300, 301, ..., die die Hilfslichtquelle 30 bilden, ist mit P3 bezeichnet (hier P3 < P2 < P1).
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Die erste Hauptlichtquelle 20A ist in der Längsrichtung an einer ersten Endseite (rechte Seite in 11) des Montagesubstrats 6 mit dem größten Abstand P1 montiert. Die zweite Hauptlichtquelle 20B ist in der Längsrichtung in der Mitte des Montagesubstrats 6 mit dem Abstand P2 montiert. Die Hilfslichtquelle 30 ist in der Längsrichtung an einer zweiten Endseite (linke Seite in 11) des Montagesubstrats 6 mit dem kleinsten Abstand P3 montiert. Es wird bevorzugt, dass der Gleichrichter 1, die Sicherung 5 und dergleichen an einer Stelle mit dem größten Abstand P1 der LEDs 200A, 201A, ..., das heißt in der Längsrichtung auf der rechten Seite des Montagesubstrats 6, montiert werden.
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Wie hier oben angedeutet, wird bevorzugt, dass das Montagesubstrat 6, auf dem die LED-Arrays montiert sind, in der Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen wird. Die LED-Arrays werden bevorzugt derart auf dem Montagesubstrat 6 montiert, dass der Abstand P1 bis P3 zwischen den Leuchtdioden 200A, 201A, ... mit dem dort hindurch fließenden Strom zunimmt.
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Wenn die Beleuchtungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform auf die oben beschriebene Weise konfiguriert ist, kann eine Lichtungleichmäßigkeit bei der Beleuchtungseinrichtung als Ganzes unterdrückt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, wenn Elektronikkomponenten (Gleichrichter 1, Transistoren M1 bis M3 und dergleichen) außer den LED-Arrays mit einem weißen Beschichtungsmaterial beschichtet werden, die Absorption von Licht durch die schwarzen Harz-Packages der Elektronikkomponenten unterdrückt wird und die Lichtauskoppeleffizienz verbessert wird. Wenn Abschnitte des Montagesubstrats 6 außerhalb der LED-Arrays mit einem flammbeständigen Syntheseharz mit einem hohen Reflexionsvermögen beschichtet werden, kann die Sicherheit verbessert werden.
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(AUSFÜHRUNGSFORM 6)
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Eine Leuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 12 ausführlich erläutert. Die Leuchte 7 der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt durch einen rechteckigen Leuchtenhauptkörper 70 gebildet, der direkt an einer Decke angebracht werden soll, drei Lichtquelleneinheiten 71 und zwei reflektierende Platten 72.
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Jede Lichtquelleneinheit 71 besitzt beispielsweise eine Beleuchtungseinrichtung mit der in 11 dargestellten Struktur, ein Halteglied, das das Montagesubstrat 6 hält, und eine Abdeckung, die das Halteglied zusammen mit dem Montagesubstrat 6 bedeckt. Die Lichtquelleneinheiten 71 sind Seite an Seite mit einem Abstand dazwischen an einer unteren Oberfläche des Leuchtenhauptkörpers 70 angebracht.
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Die Reflexionsplatte 72 wird konfiguriert, indem eine flache rechteckige Metallplatte entlang ihrer Längsrichtung in zwei gebogen wird und derart an der unteren Oberfläche des Leuchtenhauptkörpers 70 angebracht wird, dass sie zwischen den benachbarten Lichtquelleneinheiten 71 angeordnet ist.
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Wie hier oben angedeutet, ist die Leuchte 7 der vorliegenden Ausführungsform mit der Beleuchtungseinrichtung (Lichtquelleneinheiten 71) und dem Leuchtenhauptkörper 70, der die Beleuchtungseinrichtung hält, versehen. Jedoch ist eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Leuchte 7 der vorliegenden Ausführungsform beschränkt und kann eine andere Struktur besitzen.
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Wenngleich das Obige das beschrieben hat, was als der beste Modus und/oder andere Beispiele verstanden wird, versteht sich, dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können und dass der hier offenbarte Gegenstand in verschiedenen Formen und Beispielen implementiert werden kann und dass sie in zahlreichen Anwendungen angewendet werden können, von denen hier nur einige beschrieben worden sind. Die folgenden Ansprüche sollen beliebige und alle Modifikationen und Variationen beanspruchen, die in den wahren Schutzbereich der vorliegenden Lehren fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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