DE102015121686A1

DE102015121686A1 - Leistungsversorgungsvorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015121686A1
Application number: DE102015121686.8A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Hori; Noriya HAYAKAWA; Hiroshi Ogasawara; Masako MATSUNAGA
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-06-16
Also published as: JP6489473B2; JP2016115535A; US20160174316A1; CN105704889A; CN105704889B; US9609714B2

Abstract

Eine Leistungsversorgungsvorrichtung (2) umfasst LED-Treiberschaltungen (22 und 23), die jeweils mit LED-Lichtquellen (31 und 32) elektrisch verbunden sind, und eine Steuerschaltung (26). Jede der LED-Lichtquellen (31 und 32) umfasst lichtemittierende Dioden (LD1 oder LD2), die elektrisch in Reihe verbunden sind. Die Steuerschaltung ist so ausgebildet, dass sie dann, wenn verhindert wird, dass ein Strom durch eine Ziellichtquelle (31 oder 32) fließt, die Steuerung einer Zieltreiberschaltung (22 oder 23) derart durchführt, dass eine Spannung, die niedriger ist als eine Schwellenspannung (Vth), bei der ein Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle zu fließen, an die Ziellichtquelle angelegt wird. Die Ziellichtquelle ist ein Teil der LED-Lichtquellen (31 und 32). Die Zieltreiberschaltung umfasst eine LED-Treiberschaltung, die der Ziellichtquelle entspricht, der LED-Treiberschaltungen (22 und 23).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Leistungsversorgungsvorrichtungen und Beleuchtungsvorrichtungen und insbesondere eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung, wobei jede davon zum Betreiben von lichtemittierenden Dioden bzw. Leuchtdioden ausgebildet ist.
Stand der Technik
Bisher wurde eine LED-Leistungsversorgungsvorrichtung, wie sie in der JP 2011-258517 A offenbart ist (nachstehend als „Dokument 1” bezeichnet), als Leistungsversorgungsvorrichtung vorgeschlagen, die so ausgebildet ist, dass sie lichtemittierende Dioden (LEDs) betreibt. Bei der in dem Dokument 1 offenbarten LED-Leistungsversorgungsvorrichtung werden zwei Arten von LED-Arrays (LED-Gruppierungen), deren Farbtemperaturen sich voneinander unterscheiden, als Lichtquelle verwendet. Die LED-Leistungsversorgungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie die Farbtemperatur der Lichtquelle (ein Farbmischlicht) durch Einstellen von Strömen (elektrischen Strömen), die durch die zwei Arten von LED-Arrays fließen, variiert.
Die im Dokument 1 offenbarte LED-Leistungsversorgungsvorrichtung schaltet die zwei LED-Arrays periodisch ein und aus, so dass die zwei LED-Arrays pro Periode abwechselnd leuchten. In dieser LED-Leistungsversorgungsvorrichtung wird die Farbtemperatur der Lichtquelle (das Farbmischlicht) durch Variieren des Verhältnisses von zwei Zeiträumen, in denen die zwei LED-Arrays jeweils leuchten, während einer Periode eingestellt.
Es wird eine Steuerung in Betracht gezogen, die das Fließen eines Stroms durch nur ein LED-Array erlaubt, während das Fließen eines Stroms durch ein anderes LED-Array bei einer Ober- oder Untergrenze eines Farbtemperatureinstellbereichs verhindert wird. In diesem Fall tritt zwischen beiden Kathodenenden der zwei LED-Arrays eine große Potenzialdifferenz auf, da beide Anodenenden der zwei LED-Arrays miteinander verbunden sind. D. h., jedes der zwei LED-Arrays ist aus LEDs ausgebildet, die in Reihe miteinander verbunden sind, wobei ein Ende jedes LED-Arrays ein Kathodenende ist und das andere Ende davon ein Anodenende ist. Es ist daher erforderlich, dass zwei Leiterbahnen, die elektrisch mit den zwei Kathodenenden davon verbunden sind, beabstandet sind, um eine elektrische Isolation eines Substrats sicherzustellen, auf dem die LED-Arrays und eine Leistungsversorgungsschaltung montiert sind. Dies bewirkt jedoch eine Zunahme der Größe des Substrats (Schaltkreissubstrats).
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Leistungsversorgungsvorrichtung und einer Beleuchtungsvorrichtung, die im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung eine verminderte Größe aufweisen können.
Eine Leistungsversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst LED-Treiberschaltungen, die jeweils mit LED-Lichtquellen elektrisch verbunden sind, und eine Steuerschaltung. Jede der LED-Lichtquellen umfasst lichtemittierende Dioden, die elektrisch in Reihe verbunden sind. Enden auf Anodenseiten der LED-Lichtquellen sind elektrisch miteinander verbunden. Die Steuerschaltung ist so ausgebildet, dass sie elektrische Ströme, die durch die LED-Lichtquellen fließen, jeweils mittels der LED-Treiberschaltungen einstellt. Die Steuerschaltung ist so ausgebildet, dass sie dann, wenn verhindert wird, dass ein Strom durch eine Ziellichtquelle fließt, die Steuerung einer Zieltreiberschaltung derart durchführt, dass eine Spannung, die niedriger ist als eine Schwellenspannung, bei der ein Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle zu fließen, an die Ziellichtquelle angelegt wird. Die Ziellichtquelle ist ein Teil der LED-Lichtquellen. Die Zieltreiberschaltung umfasst eine LED-Treiberschaltung, die der Ziellichtquelle entspricht, der LED-Treiberschaltungen.
Eine Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung, die LED-Lichtquellen und einen Vorrichtungskörper, an dem die LED-Lichtquellen angebracht sind.
In der Erfindung können eine Leistungsversorgungsvorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden, die im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung eine verminderte Größe aufweisen können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren zeigen eine oder mehr Implementierungen) gemäß der vorliegenden Lehre lediglich beispielhaft und nicht in einer beschränkenden Weise. In den Figuren beziehen sich entsprechende Bezugszeichen auf die gleichen oder ähnliche Elemente, wobei:
1 ein Schaltungsdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist,
2 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen den Farbtemperaturen einer Lichtquelleneinheit und den Ausgangsströmen einer Leistungsversorgungsvorrichtung in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt,
3 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen Vorwärts- bzw. Durchlassströmen und Vorwärts- bzw. Durchlassspannungen einer lichtemittierenden Diode zeigt, die für die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird,
4 Wellenformdiagramme von Hauptteilen der Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform sind,
5 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist,
6 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist und
7 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform und eine Beleuchtungsvorrichtung mit der Leistungsversorgungsvorrichtung werden nachstehend unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert.
Die 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Leistungsversorgungsvorrichtung 2 und eine Lichtquelleneinheit 3.
Die Lichtquelleneinheit 3 umfasst eine (erste) LED-Lichtquelle 31, die zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss P21 und P22 angeschlossen ist, und eine (zweite) LED-Lichtquelle 32, die zwischen dem ersten und einem dritten Anschluss P21 und P23 angeschlossen ist. In der Ausführungsform unterscheidet sich die Farbtemperatur der LED-Lichtquelle 31 von der Farbtemperatur der LED-Lichtquelle 32. Die LED-Lichtquelle 31 umfasst eine Mehrzahl von (z. B. zweiundsiebzig) lichtemittierenden Dioden LD1, wobei deren Leuchtfarbe jeweils eine Tageslichtfarbe ist, die einer Farbtemperatur von etwa 6000 K entspricht. Die lichtemittierenden Dioden LD1 sind in Reihe zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss P21 und P22 angeschlossen, so dass ein Strom (ein elektrischer Strom) von dem ersten Anschluss P21 zu dem zweiten Anschluss P22 fließen kann. Die LED-Lichtquelle 32 umfasst eine Mehrzahl von (z. B. zweiundsiebzig) lichtemittierenden Dioden LD2, deren Leuchtfarbe jeweils eine Glühbirnenfarbe ist, die einer Farbtemperatur von etwa 3000 K entspricht. Die lichtemittierenden Dioden LD2 sind in Reihe zwischen dem ersten und dem dritten Anschluss P21 und P23 angeschlossen, so dass ein Strom von dem ersten Anschluss P21 zu dem dritten Anschluss P23 fließen kann.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 ist so ausgebildet, dass die LED-Lichtquellen 31 und 32 mit jeweiliger DC(Gleichstrom)-Leistung versorgt werden (erste DC-Leistung und zweite DC-Leistung). In dem Beispiel von 1 umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 eine Gleichrichterschaltung 20, eine Spannungswandlerschaltung 21, LED-Treiberschaltungen 22 und 23 und eine Steuerschaltung 2A. Die Steuerschaltung 2A ist aus einer ersten Steuereinrichtung 25 und einer zweiten Steuereinrichtung 26 ausgebildet.
Die Gleichrichterschaltung 20 ist aus einer Diodenbrücke ausgebildet. Die Gleichrichterschaltung 20 ist so ausgebildet, dass sie eine AC(Wechselstrom)-Spannung, die von einer AC-Leistungsversorgung 100, wie z. B. einer herkömmlichen AC-Leistungsversorgung, zugeführt wird, einem Vollweggleichrichten unterzieht, so dass der Spannungswandlerschaltung 21 eine gleichgerichtete Spannung zugeführt wird.
Die Spannungswandlerschaltung 21 ist z. B. eine Aufwärts-Zerhackerschaltung und so ausgebildet, dass sie die gleichgerichtete Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 glättet, so dass eine geglättete Spannung in eine erste DC-Spannung mit einer ersten Spannung (z. B. etwa 400 V) umgewandelt wird. Beispielsweise umfasst die Spannungswandlerschaltung 21 eine Drosselspule L1, eine Schaltvorrichtung Q1, eine Diode D1 und einen Glättungskondensator C1, wie z. B. einen Elektrolytkondensator. In dem Beispiel ist ein erstes Ende der Drosselspule L1 mit einem positiven Ausgangsende der Gleichrichterschaltung 20 elektrisch verbunden. Die Schaltvorrichtung Q1, wie z. B. ein Feldeffekttransistor, ist zwischen einem zweiten Ende der Drosselspule L1 und einem negativen Ausgangsende der Gleichrichterschaltung 20 elektrisch verbunden. Eine Anode der Diode D1 ist mit einer Verbindungsstelle der Drosselspule L1 und der Schaltvorrichtung Q1 elektrisch verbunden. Der Glättungskondensator C1 ist zwischen dem negativen Ausgangsende der Gleichrichterschaltung 20 und einer Kathode der Diode D1 elektrisch verbunden.
Die erste Steuereinrichtung 25 ist so ausgebildet, dass sie der Spannungswandlerschaltung 21 ermöglicht, einen Aufwärtsvorgang durch Zuführen eines Ansteuersignals zu einer Steuerelektrode (einem Gate) der Schaltvorrichtung Q1 zum Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung Q1 bei einer hohen Frequenz auszuführen. D. h., die erste Steuereinrichtung 25 ist so ausgebildet, die EIN-Dauer oder -Frequenz des Steuersignals, das der Schaltvorrichtung Q1 zugeführt wird, derart einzustellen, dass eine Ausgangsspannung der Spannungswandlerschaltung 21 die erste Spannung ist.
Die LED-Treiberschaltung 22 ist z. B. eine (erste) Abwärtszerhackerschaltung und umfasst eine Diode D2, einen Glättungskondensator Q2, eine Drosselspule L2, eine Schaltvorrichtung Q2 und Widerstände R21 bis R21 Der Glättungskondensator C2, die Drosselspule L2 und die Schaltvorrichtung Q2 sind in Reihe verbunden, so dass eine Reihenschaltung gebildet wird, die zwischen Ausgangsenden der Spannungswandlerschaltung 21 elektrisch verbunden ist (beiden Enden des Glättungskondensators C1). Eine Kathode der Diode D2 ist mit einem positiven Ausgangsende der Spannungswandlerschaltung 21 elektrisch verbunden, während eine Anode der Diode D2 mit einer Verbindungsstelle der Drosselspule L2 und der Schaltvorrichtung Q2 elektrisch verbunden ist. Der Glättungskondensator C2 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss P11 und P12 der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 elektrisch verbunden. Der erste Ausgangsanschluss P11 ist mit dem ersten Anschluss P21 der Lichtquelleneinheit 3 mittels einer elektrischen Leitung elektrisch verbunden, während der zweite Ausgangsanschluss P12 mittels einer elektrischen Leitung mit dem zweiten Anschluss P22 der Lichtquelleneinheit 3 elektrisch verbunden ist. Die LED-Lichtquelle 31 ist zwischen beiden Enden des Glättungskondensators C2 elektrisch verbunden. Der Widerstand (ein Entladewiderstand) R21 ist mit dem Glättungskondensator C2 elektrisch parallel verbunden. Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie die Schaltvorrichtung Q2 durch Zuführen eines Steuersignals VQ2 zu einer Steuerelektrode der Schaltvorrichtung Q2 ein- und ausschaltet. D. h., die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie es der LED-Treiberschaltung 22 ermöglicht, einen Abwärtsvorgang durch Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung Q2 mit einer hohen Frequenz (z. B. etwa 50 kHz) auszuführen.
Eine Reihenschaltung der Widerstände R22 und R23 ist mit einer Reihenschaltung der Drosselspule L2 und der Schaltvorrichtung Q2 elektrisch parallel verbunden. Eine Spannung V23 über den Widerstand R23 soll der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden. Wenn eine Spannung, die an die LED-Lichtquelle 31 angelegt werden soll, nämlich eine Spannung über den Glättungskondensator C2, variiert wird, variiert ein elektrisches Potenzial an einer Verbindungsstelle der Widerstände R21 und R22. Eine Spannung V23 über den Widerstand R23 variiert entsprechend. Die zweite Steuereinrichtung 26 kann daher eine Spannung, die an die LED-Lichtquelle 31 angelegt wird, aus der Amplitude der Spannung V23 über den Wiederstand R23 erfassen. In der Ausführungsform ist ein erster Spannungsmesser, der zum Messen einer Spannung ausgebildet ist, die an die LED-Lichtquelle 31 angelegt wird, aus einer arithmetischen Funktion der zweiten Steuereinrichtung 26, der Widerstände R21 bis R23 und dergleichen ausgebildet.
Die LED-Treiberschaltung 23 ist z. B. eine (zweite) Abwärtszerhackerschaltung und umfasst eine Diode D3, einen Glättungskondensator C3, eine Drosselspule L3, eine Schaltvorrichtung Q3 und Widerstände R31 bis R33. Der Glättungskondensator C3, die Drosselspule L3 und die Schaltvorrichtung Q3 sind in Reihe verbunden, so dass eine Reihenschaltung gebildet wird, die zwischen den Ausgangsenden der Spannungswandlerschaltung 21 elektrisch verbunden ist. Eine Kathode der Diode D3 ist mit dem positiven Ausgangsende der Spannungswandlerschaltung 21 elektrisch verbunden, während eine Anode der Diode D3 mit einer Verbindungsstelle der Drosselspule L3 und der Schaltvorrichtung Q3 elektrisch verbunden ist. Der Glättungskondensator C3 ist zwischen dem ersten und dem dritten Ausgangsanschluss P11 und P13 der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 elektrisch verbunden. Der dritte Ausgangsanschluss P13 ist mittels einer elektrischen Leitung mit dem dritten Anschluss P23 der Lichtquelleneinheit 3 elektrisch verbunden. Die LED-Lichtquelle 32 ist zwischen beiden Enden des Glättungskondensators Q3 elektrisch verbunden. Der Widerstand (ein Entladewiderstand) R31 ist mit dem Glättungskondensator Q3 elektrisch parallel verbunden. Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie die Schaltvorrichtung Q3 durch Zuführen eines Steuersignals VQ3 zu einer Steuerelektrode der Schaltvorrichtung Q3 ein- und ausschaltet. D. h., die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie es der LED-Treiberschaltung 23 ermöglicht, einen Abwärtsvorgang durch Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung Q3 mit einer hohen Frequenz (z. B. etwa 50 kHz) auszuführen.
Eine Reihenschaltung der Widerstände R32 und R33 ist mit einer Reihenschaltung der Drosselspule L3 und der Schaltvorrichtung Q3 elektrisch parallel verbunden. Eine Spannung V33 über den Widerstand R33 soll der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden. Wenn eine Spannung, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt werden soll, nämlich eine Spannung über den Glättungskondensator C3, variiert wird, variiert ein elektrisches Potenzial an einer Verbindungsstelle der Widerstände R31 und R32. Eine Spannung V33 über den Widerstand R33 variiert entsprechend. Die zweite Steuereinrichtung 26 kann daher eine Spannung, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, aus der Amplitude der Spannung V33 über den Wiederstand R33 erfassen. In der Ausführungsform ist ein zweiter Spannungsmesser, der zum Messen einer Spannung ausgebildet ist, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, aus der arithmetischen Funktion der zweiten Steuereinrichtung 26, der Widerstände R31 bis R33 und dergleichen ausgebildet.
Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie ein Tonungssignal (ein Leuchtfarbeneinstellsignal) S1 und ein Dimmsignal (ein Helligkeitseinstellsignal) S2 von einer externen Einstellvorrichtung 200 erhält. Die zweite Steuereinrichtung 26 ist auch so ausgebildet, dass sie auf der Basis des Tonungssignals S1 und des Dimmsignals S2 die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ2, das der Schaltvorrichtung Q2 zugeführt werden soll, und die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ3, das der Schaltvorrichtung Q3 zugeführt werden soll, einstellt. Folglich steuert die zweite Steuereinrichtung 26 einzeln die Lichtabgabe der LED-Lichtquellen 31 und 32 durch einzelnes Steuern der beiden Ausgangssignale (Ausgangspegel) der LED-Treiberschaltungen 22 und 23. D. h., die Farbtemperatur und der Lichtstrom der Lichtquelleneinheit 3 (deren abgegebenes Licht) können durch Mischen von beiden abgegebenen Lichtarten der LED-Lichtquellen 31 und 32 gesteuert werden.
Ein Tonungsvorgang (ein Leuchtfarbeneinstellvorgang) durch die zweite Steuereinrichtung 26 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. In der 2 zeigt die Punkt-Strich-Punkt-Linie eine Beziehung zwischen einem Ausgangsstrom I1 der LED-Treiberschaltung 22 (ein Laststrom, der durch die LED-Lichtquelle 31 fließt) und der Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 während der Tonung (Einstellen einer Leuchtfarbe). In der 2 zeigt die durchgezogene Linie eine Beziehung zwischen einem Ausgangsstrom I2 der LED-Treiberschaltung 23 (ein Laststrom, der durch die LED-Lichtquelle 32 fließt) und der Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 während der Tonung (Einstellen einer Leuchtfarbe).
Der Vorgang, wenn Tonungs- und Dimmsignale S1 und S2 von der Einstellvorrichtung 200 der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden, wird erläutert, wobei das Tonungssignal S1 ein Signal zum Einstellen der Farbtemperatur auf 3000 K ist und das Dimmsignal S2 ein Signal zum Einstellen des Lichtstroms auf das Maximum ist. In diesem Fall legt die zweite Steuereinrichtung 26 die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ2 so fest, dass ein Ausgangsstrom I1 der LED-Treiberschaltung 22 Null ist (ein Stromwert I11). Die zweite Steuereinrichtung 26 legt auch die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ3 so fest, dass ein Ausgangsstrom I2 der LED-Treiberschaltung 23 ein maximaler Wert ist (ein Stromwert I21). Die zweite Steuereinrichtung 26 führt dann eine Steuerung derart durch, dass die LED-Lichtquelle 31, deren Leuchtfarbe die Tageslichtfarbe ist, ausgeschaltet wird, so dass die LED-Lichtquelle 32, deren Leuchtfarbe die Glühbirnenfarbe ist, mit der maximalen Helligkeit leuchtet. Als Ergebnis beträgt die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 (ein Farbmischlicht) etwa 3000 K (die Farbtemperatur der Glühbirnenfarbe).
Der Vorgang, wenn die Tonungs- und Dimmsignale S1 und S2 von der Einstellvorrichtung 200 der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden, wird erläutert, wobei das Tonungssignal S1 ein Signal zum Einstellen der Farbtemperatur auf 6000 K ist und das Dimmsignal S2 ein Signal zum Einstellen des Lichtstroms auf das Maximum ist. In diesem Fall legt die zweite Steuereinrichtung 26 die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ2 so fest, dass ein Ausgangsstrom I1 der LED-Treiberschaltung 22 ein maximaler Wert ist (ein Stromwert I13). Die zweite Steuereinrichtung 26 legt auch die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ3 so fest, dass ein Ausgangsstrom I2 der LED-Treiberschaltung 23 Null ist (ein Stromwert I23). Die zweite Steuereinrichtung 26 führt dann eine Steuerung derart durch, dass die LED-Lichtquelle 31, deren Leuchtfarbe die Tageslichtfarbe ist, mit der maximalen Helligkeit leuchtet, und dass die LED-Lichtquelle 32, deren Leuchtfarbe die Glühbirnenfarbe ist, ausgeschaltet ist. Als Ergebnis beträgt die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 etwa 6000 K (die Farbtemperatur der Tageslichtfarbe).
Der Vorgang, wenn die Tonungs- und Dimmsignale S1 und S2 von der Einstellvorrichtung 200 der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden, wird erläutert, wobei das Tonungssignal S1 ein Signal zum Einstellen der Farbtemperatur auf mehr als 3000 K und unter 6000 K (wie z. B. 4000 K) ist und das Dimmsignal S2 ein Signal zum Einstellen des Lichtstroms auf das Maximum ist. In diesem Fall legt die zweite Steuereinrichtung 26 die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ2 so fest, dass ein Ausgangsstrom I1 der LED-Treiberschaltung 22 ein Stromwert I12 ist, der gemäß dem Tonungssignal S1 eingestellt ist und kleiner ist als der maximale Wert (der Stromwert I13). Die zweite Steuereinrichtung 26 legt auch die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ3 so fest, dass ein Ausgangsstrom I2 der LED-Treiberschaltung 23 ein Stromwert I22 ist, der gemäß dem Tonungssignal S1 eingestellt ist und der kleiner ist als der maximale Wert (der Stromwert I21). Die zweite Steuereinrichtung 26 führt dann eine Steuerung derart durch, dass die LED-Lichtquellen 31 und 32 mit der jeweiligen Helligkeit leuchten, die gemäß dem Tonungssignal S1 eingestellt ist. Als Ergebnis leuchtet die Lichtquelleneinheit 3 als Ganzes bei einer Farbtemperatur (z. B. 4000 K), die durch das Tonungssignal S1 eingestellt ist.
Wenn die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 (eines Farbmischlichts davon) erhöht wird, steuert die zweite Steuereinrichtung 26 beide Ausgangssignale (Ausgangspegel) der LED-Treiberschaltungen 22 und 23 derart, dass ein Strom I1, der durch die LED-Lichtquelle 31 fließt, erhöht wird, und auch derart, dass ein Strom I2, der durch die LED-Lichtquelle 32 fließt, vermindert wird. Wenn die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 vermindert wird, steuert die zweite Steuereinrichtung 26 beide Ausgangssignale der LED-Treiberschaltungen 22 und 23 derart, dass ein Strom I1, der durch die LED-Lichtquelle 31 fließt, vermindert wird, und auch derart, dass ein Strom I2, der durch die LED-Lichtquelle 32 fließt, erhöht wird.
Ein Dimmvorgang durch die zweite Steuereinrichtung 26 wird unter Bezugnahme auf die 2 erläutert.
Der Vorgang, wenn die Tonungs- und Dimmsignale S1 und S2 von der Einstellvorrichtung 200 der zweiten Steuereinrichtung 26 zugeführt werden, wird erläutert, wobei das Tonungssignal S1 ein Signal zum Einstellen der Farbtemperatur auf etwa 4000 K ist und das Dimmsignal S2 ein Signal zum Einstellen des Lichtstroms auf die Hälfte des maximalen Werts ist. In diesem Fall legt die zweite Steuereinrichtung 26 die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ2 so fest, dass ein Ausgangsstrom I1 der LED-Treiberschaltung 22 ein Stromwert I14 ist, der halb so groß ist wie der Stromwert I12. Die zweite Steuereinrichtung 26 legt auch die EIN-Dauer und -Frequenz des Steuersignals VQ3 so fest, dass ein Ausgangsstrom I2 der LED-Treiberschaltung 23 ein Stromwert I24 ist, der halb so groß wie der Stromwert I22 ist. Der Lichtstrom von einer lichtemittierenden Diode ist im Allgemeinen proportional zur Größe eines Stroms, der durch die lichtemittierende Diode fließt. Daher führt dann, wenn der Lichtstrom der Lichtquelleneinheit 3 auf die Hälfte von dessen maximalem Wert eingestellt wird, die zweite Steuereinrichtung 26 eine Steuerung derart durch, dass ein Strom, der durch die lichtemittierenden Dioden von jeder LED-Lichtquelle fließt, halb so groß wie ein Stromwert ist, wenn deren Lichtstrom den maximalen Wert aufweist. Gemäß der Tonungs- und Dimmsteuerung durch die zweite Steuereinrichtung 26 leuchten die LED-Lichtquellen 31 und 32 bei der jeweiligen Helligkeit und werden so gesteuert, dass die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3, die durch das Tonungssignal S1 eingestellt worden ist, etwa 4000 K beträgt, und dass deren Lichtstrom halb so groß wird wie der maximale Wert.
Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie eine Spannung V23 über den Widerstand R23 und eine Spannung V33 über den Widerstand R33 erhält. Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie die Spannungen V23 und V33 mit jeweiligen Schwellenwerten vergleicht, um zu beurteilen, ob eine Fehlfunktion einer Schaltung auftritt. Wenn die Spannung V23 oberhalb von deren Schwellenwert liegt, oder die Spannung V33 oberhalb von deren Schwellenwert liegt, stellt die zweite Steuereinrichtung 26 fest, dass die Fehlfunktion auftritt. In diesem Fall stoppt die zweite Steuereinrichtung 26 den zweiten Abwärtsvorgang durch Ausschalten der Schaltvorrichtungen Q2 und Q3.
Die Struktur der Beleuchtungsvorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ist eine deckenmontierte Beleuchtung.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst einen Vorrichtungskörper 11, der für eine Montage an einer Decke ausgebildet ist, und die Lichtquelleneinheit 3, die zum abnehmbaren Anbringen an dem Vorrichtungskörper 11 ausgebildet ist.
Der Vorrichtungskörper 11 ist aus einem gepressten Metallblech hergestellt und weist eine Aussparung 12 auf, die zum Unterbringen der Lichtquelleneinheit 3 ausgebildet ist und die in einer unteren Fläche des Vorrichtungskörpers 11 entlang von dessen gesamter Länge bereitgestellt ist.
Wie es in der 6 gezeigt ist, umfasst die Lichtquelleneinheit 3 zwei Platinen 41, ein rechteckiges montiertes Element 42, an dem die Platinen 41 angebracht sind, wobei die Platinen 41 in der Längsrichtung des montierten Elements 42 ausgerichtet sind, und eine Abdeckung 43, die zum Anbringen an das montierte Element 42 ausgebildet ist, so dass die Platinen 41 bedeckt werden.
Jede Platine ist eine gedruckte Schaltung, die wie ein langes schmales Rechteck geformt ist. Lichtemittierende Dioden LD1, welche die LED-Lichtquelle 31 bilden, sind so auf einer unteren Fläche (einer Fläche, die der Abdeckung 43 gegenüber liegt) von einer der Platinen 41 montiert, dass sie in regelmäßigen Abständen in deren Längsrichtung angeordnet sind. Nachstehend wird diese Platine 41 auch als eine „erste Platine” bezeichnet. Entsprechend sind lichtemittierende Dioden LD2, welche die Lichtquelle 32 bilden, so auf einer unteren Fläche einer anderen der Platinen 41 montiert, dass sie in regelmäßigen Abständen in deren Längsrichtung angeordnet sind. Nachstehend wird diese Platine 41 auch als eine „zweite Platine” bezeichnet. Alternativ können die lichtemittierenden Dioden LD1 und die lichtemittierende Dioden LD2 abwechselnd auf den Platinen 41 in deren Längsrichtungen montiert sein, so dass sich jeweils zwei angrenzende lichtemittierende Dioden voneinander unterscheiden.
Ein Verbinder 411 ist an der ersten Platine 41 (der rechten Platine 41 in der 6) bereitgestellt und so ausgebildet, mit dem ersten bis dritten Anschluss P11 bis P13 der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 über ein Stromkabel elektrisch verbunden zu werden. Die erste Platine 41 ist mit Leiterbahnen, wie z. B. Kupferschichten, ausgebildet, die elektrisch mit dem ersten bis dritten Anschluss P21 bis P23 verbunden sind, die in den Verbinder 411 einbezogen sind. Zwei Verbinder 412, die zum elektrischen Verbinden der Platinen 41 ausgebildet sind, sind an den gegenüber liegenden Enden der Platinen 41 bereitgestellt. Durch Verbinden der Verbinder 412 der Platinen 41 kann Strom, der von der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 zu der ersten Platine 41 zugeführt wird, der zweiten Platine 41 (der linken Platine 41 in der 6) zugeführt werden. Die Ausführungsform umfasst zwei Platinen 41, auf denen die lichtemittierenden Dioden LD1 und LD2 montiert sind, jedoch kann die Anzahl der Platinen 41 gemäß der erforderlichen Anzahl der lichtemittierenden Dioden LD1 und LD2 verändert werden.
Das montierte Element 42 ist aus einem gebogenen Metallblech hergestellt und weist in dessen Längsrichtung betrachtet eine Querschnittsform wie ein U auf. Die zwei Platinen 41 sind auf einer unteren Fläche des montierten Elements 42 angebracht, wobei die lichtemittierenden Dioden LD1 und LD2 abwärts gerichtet sind. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 und ein Anschlussblock 4 sind an einer oberen Fläche des montierten Elements 42 angebracht. Ein Eingangskabel (das zwei oder drei Drähte umfasst) der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 ist mit dem Anschlussblock 4 elektrisch verbunden. Der Anschlussblock 4 ist ausgebildet, mit einem Stromkabel (das zwei oder drei Drähte umfasst) elektrisch verbunden zu werden, das über ein Loch, das in ein Deckenmaterial (eine abgehängten Decke) eingebracht ist, von einem Deckenraum oberhalb des Deckenmaterials in einen darunter liegenden Raum geführt ist. Das Stromkabel ist daher mit der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 über den Anschlussblock 4 zu verbinden. Der Anschlussblock 4 ist an die obere Fläche des montierten Elements 42 mit einer oder mehreren Metallhalterung(en) 5 angebracht.
Die Abdeckung 43 ist aus einem synthetischen Harz- bzw. Kunststoffmaterial hergestellt, das eine Lichtdurchlässigkeit und Streueigenschaften aufweist (z. B. milchig-weißes Acrylharz), und es handelt sich um ein langes Teil, das eine Öffnung in einer oberen Fläche davon (einer Fläche an einer Seite des montierten Elements 42) aufweist. Die Abdeckung 43 liegt in der Form eines Halbkreises vor, der von der Seite betrachtet nach unten vorragt. Die Abdeckung 43 ist an dem montierten Element 42 zum Bedecken der zwei Platinen 41 angebracht.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 ist an der oberen Fläche des montierten Elements 42 angebracht. Wie es in den 6 und 7 gezeigt ist, umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 eine Platine 51, ein Gehäuse 52 und eine Isolierlage 53.
Das Gehäuse 52 ist aus einem gepressten Metallblech hergestellt und wie ein Kasten mit einer Bodenöffnung geformt. Das Gehäuse 52 ist auf der oberen Fläche des montierten Elements 42 fixiert, wobei die Platine 51 darin untergebracht ist.
Die Isolierlage 53 ist aus einem synthetischen Harz bzw. Kunststoff hergestellt, der elektrische Isoliereigenschaften aufweist und von einer Seite davon betrachtet wie ein U geformt ist. Die Isolierlage 53 ist innerhalb des Gehäuses 52 angeordnet und isoliert die Platine 51 elektrisch von dem Gehäuse 52.
Die Platine 51 ist aus einer gedruckten Schaltung ausgebildet und wie ein langes schmales Rechteck geformt. Beispielsweise ist die Platine 51 eine doppelseitige gedruckte Verdrahtungsplatte. Wie es vorstehend angegeben worden ist, ist die Leistungsversorgungsvorrichtung 2, die in der 1 gezeigt ist, aus der Gleichrichterschaltung 20, der Spannungswandlerschaltung 21, der LED-Treiberschaltung 22, der LED-Treiberschaltung 23, der ersten Steuereinrichtung 25, der zweiten Steuereinrichtung 26 und dergleichen ausgebildet. Komponententeile, welche die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 bilden, sind auf beiden Seiten der Platine 51 montiert.
Wenn die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 auf eine Farbtemperatur der Tageslichtfarbe (etwa 6000 K) eingestellt wird, ermöglicht es die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform, dass ein Strom nur durch die LED-Lichtquelle 31 fließt, deren Leuchtfarbe die Tageslichtfarbe ist, und sie verhindert, dass ein Strom durch die LED-Lichtquelle 32 fließt, deren Leuchtfarbe die Glühlampenfarbe ist.
In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die zweite Steuereinrichtung 26 die EIN-Dauer des Steuersignals VQ3 auf 0% einstellt, um die Schaltvorrichtung Q3 der LED-Treiberschaltung 23 vollständig auszuschalten. Die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 entspricht einer Spannung, die durch das Teilungsverhältnis der Widerstände R31, R32 und R33 festgelegt ist. D. h., die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 entspricht einer geteilten Spannung, die durch eine Ausgangsspannung der Spannungswandlerschaltung 21, den Widerstand des Widerstands R31 und den kombinierten Widerstand der Widerstände R32 und R33 festgelegt ist. Der Widerstand R31 ist für die Entladung einer elektrischen Ladung bereitgestellt, die in dem Glättungskondensator C3 gespeichert wird, wenn der Strom von der AC-Leistungsversorgungsvorrichtung 100 zu der Spannungswandlerschaltung 21 abgestellt wird. Der Widerstandswert des Widerstands R31 wird beträchtlich kleiner eingestellt als der kombinierte Widerstand der Widerstände R32 und R33, so dass die elektrische Ladung, die in dem Glättungskondensator C3 gespeichert ist, schnell entladen wird. Demgemäß nimmt, wenn die LED-Lichtquelle 32 durch vollständiges Ausschalten der Schaltvorrichtung Q3 ausgeschaltet wird, die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 im Vergleich zu der Spannung V1 über der LED-Lichtquelle 31, wenn sie eingeschaltet ist, stark ab. Wenn die Anzahl der lichtemittierenden Dioden LD1, welche die LED-Lichtquelle 31 bilden, zweiundsiebzig beträgt, und eine Vorwärtsspannung jeder lichtemittierenden Diode LD1, wenn sie eingeschaltet ist, etwa 3 V beträgt (vgl. die 3), beträgt die Spannung V1 über der LED-Lichtquelle 31, wenn sie eingeschaltet ist, 216 V (= 72 × 3). In jeder Platine 41 tritt demgemäß zwischen einer Leiterbahn, die mit einem Kathodenende der LED-Lichtquelle 31 elektrisch verbunden ist, wenn sie eingeschaltet ist (eine Leiterbahn ist mit dem zweiten Anschluss P22 elektrisch verbunden), und einer Leiterbahn, die mit einem Kathodenende der LED-Lichtquelle 32 elektrisch verbunden ist, wenn sie ausgeschaltet ist (eine Leiterbahn ist mit dem dritten Anschluss P23 elektrisch verbunden), eine große Potenzialdifferenz auf. Entsprechend tritt in der Platine 51 zwischen einer Leiterbahn, die mit dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 31 elektrisch verbunden ist, wenn sie eingeschaltet ist (eine Leiterbahn ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss P12 elektrisch verbunden), und einer Leiterbahn, die mit dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 32 elektrisch verbunden ist, wenn sie ausgeschaltet ist (eine Leiterbahn ist mit dem dritten Ausgangsanschluss P13 elektrisch verbunden), eine große Potenzialdifferenz auf. Die Platine 51 erfordert ein Beabstanden der Leiterbahn, die mit dem zweiten Ausgangsanschluss P12 elektrisch verbunden ist, und der Leiterbahn, die mit dem dritten Ausgangsanschluss P13 elektrisch verbunden ist, so dass eine elektrische Isolation dazwischen sichergestellt ist. Dies führt zu einer Vergrößerung der Leistungsversorgungsvorrichtung 2, da deren Breite vergrößert werden muss.
Die 3 zeigt ein Messergebnis einer Eigenschaft zwischen Vorwärtsströmen und Vorwärtsspannungen einer lichtemittierenden Diode, wie z. B. einer lichtemittierenden Diode LD1 oder LD2, wobei die lichtemittierende Diode LD1 vom neutralweißen Typ ist und die lichtemittierende Diode LD2 vom Glühbirnenfarbe-Typ ist, der durch eine blaue LED kombiniert mit einem Leuchtstoff realisiert werden kann. Aus den Messergebnissen ist ersichtlich, dass kein Strom durch jede der lichtemittierenden Dioden LD1 und LD2 fließt, wenn deren Vorwärtsspannung 2 V oder weniger beträgt.
Wenn z. B. die LED-Lichtquelle 32 ausgeschaltet wird, schaltet daher die zweite Steuereinrichtung 26 die Schaltvorrichtung Q3 der LED-Treiberschaltung 23 ein und aus (oszilliert), so dass eine Spannung V2, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, eine hohe Spannung in einem Bereich beibehält, in dem die LED-Lichtquelle 32 nicht eingeschaltet wird. Wie es vorstehend angegeben worden ist, wird jede der lichtemittierenden Dioden LD1 und LD2 nicht eingeschaltet, wenn deren Vorwärtsspannung 2 V oder weniger beträgt. Die LED-Lichtquelle 32 ist daher ausgeschaltet, selbst wenn eine Spannung von 144 V (= 72 × 2) an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, die aus 72 lichtemittierenden Dioden LD2 ausgebildet ist, die in Reihe verbunden sind. In der Ausführungsform wird daher in Bezug auf 144 V eine Toleranz von etwa 15% eingestellt. In diesem Fall ist die zweite Steuereinrichtung 26 so ausgebildet, dass sie die Schaltvorrichtung Q3 so ein- und ausschaltet, dass die Spannung, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, die ausgeschaltet werden soll, bei einer Spannung in einem Spannungsbereich von 110 V oder mehr und 120 V oder weniger gehalten wird.
Der Betrieb der zweiten Steuereinrichtung 26, wie er vorstehend angegeben worden ist, wird unter Bezugnahme auf die 4 erläutert.
Bei der 4 handelt es sich um Wellenformdiagramme von Hauptteilen der Leistungsversorgungsvorrichtung 2, wenn die LED-Lichtquelle 31 bei einer Obergrenze eines Farbtemperatureinstellbereichs eingeschaltet ist und die LED-Lichtquelle 32 ausgeschaltet ist, nämlich wenn ein Strom I1 nur durch die LED-Lichtquelle 31 fließt und ein Strom daran gehindert wird, durch die LED-Lichtquelle 32 zu fließen.
Die zweite Steuereinrichtung 26 schaltet die LED-Lichtquelle 31 durch Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung Q2 bei der EIN-Dauer des Steuersignals VQ2 zum Zuführen eines Stroms I1 gemäß dem Dimmsignal S2 zu der LED-Lichtquelle 31 durch die LED-Treiberschaltung 22 ein.
Die zweite Steuereinrichtung 26 führt auch eine Steuerung derart durch, dass eine Spannung V2, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, durch die kein Strom fließen kann, bei einer möglichst hohen Spannung in einem Bereich niedriger als eine Schwellenspannung gehalten wird, bei der ein Strom beginnt, durch die LED-Lichtquelle 32 zu fließen. Beispielsweise beträgt die Schwellenspannung etwa 172,8 V (= 2,4 × 72) und eine Schwellenspannung zu jeder lichtemittierenden Diode LD2 beträgt etwa 2,4 V (vgl. die 3). Die zweite Steuereinrichtung 26 überwacht stets die Spannung V1 über der LED-Lichtquelle 31 auf der Basis der Spannung V23 über den Wiederstand R23 und überwacht stets die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 auf der Basis der Spannung V33 über den Wiederstand R33. Die zweite Steuereinrichtung 26 beginnt mit einem Schaltvorgang der Schaltvorrichtung Q3, wenn die Spannung V2, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, auf eine untere Grenzspannung (einer Oszillationsstartspannung) V2L abnimmt (z. B. 110 V) (Zeit t1 in der 4). Wenn die Schaltvorrichtung Q3 mit dem Schaltvorgang beginnt, nimmt eine Ausgangsspannung der LED-Treiberschaltung 23, nämlich die Spannung V2, die an die LED-Lichtquelle 32 angelegt wird, durch den Zerhackervorgang der LED-Treiberschaltung 23 zu. Wenn die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 bis zu einer oberen Grenzspannung (einer Oszillationsstoppspannung) V2H zunimmt (z. B. 120 V) (Zeit t2 in der 4), stoppt die zweite Steuereinrichtung 26 den Schaltvorgang der Schaltvorrichtung Q3. Nachdem die LED-Treiberschaltung 23 den Zerhackervorgang gestoppt hat, nimmt die Ausgangsspannung der LED-Treiberschaltung 23, nämlich die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32, nach und nach ab. Anschließend beginnt, wenn die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 auf die untere Grenzspannung V2L abgenommen hat (Zeit t3 in der 4), die zweite Steuereinrichtung 26 erneut mit dem Schaltvorgang der Schaltvorrichtung Q3, wodurch die Spannung V2 erhöht wird. Wenn die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 bis zu der oberen Grenzspannung V2H zugenommen hat (Zeit t4 in der 4), stoppt die zweite Steuereinrichtung 26 den Schaltvorgang der Schaltvorrichtung Q3. D. h., der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung Q3 wird periodisch durchgeführt. Während die LED-Lichtquelle 32 ausgeschaltet ist, wiederholt die zweite Steuereinrichtung 26 den vorstehend genannten Vorgang. Als Ergebnis wird die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 bei einer möglichst hohen Spannung in einem Bereich gehalten, in dem ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 32 gehindert wird.
Die zweite Steuereinrichtung 26 kann so ausgebildet sein, dass sie dann, wenn die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 auf die untere Grenzspannung V2L abnimmt (Zeit t1 in der 4), wobei ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 32 gehindert wird, die Schaltvorrichtung Q3 für eine konstante Zeit T1 ein- und ausschaltet (oszilliert). Die konstante Zeit T1 kann auf eine Zeit eingestellt werden, die es der Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 ermöglicht, um etwa 10 V zuzunehmen, und die kürzer ist als eine Zeit, die es der Spannung V2 ermöglicht, zuzunehmen und die vorstehend genannte Schwellenspannung zu übersteigen. Beispielsweise kann die konstante Zeit T1 5 Millisekunden betragen. Wenn die Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 auf die untere Grenzspannung V2L abgenommen hat, schaltet die zweite Steuereinrichtung 26 die Schaltvorrichtung Q3 für die konstante Zeit ein und aus (oszilliert), wodurch die Spannung V2 in dem Bereich, in dem ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 32 gehindert wird, bei einer möglichst hohen Spannung gehalten wird.
Bei der Untergrenze des Farbtemperatureinstellbereichs führt die zweite Steuereinrichtung 26 eine Steuerung derart durch, dass die LED-Lichtquellen 31 und 32 ausgeschaltet bzw. eingeschaltet werden. In diesem Fall fließt ein Strom I2 nur durch die zweite LED-Lichtquelle 32, während ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 31 gehindert wird. Wie in einem Fall, bei dem die LED-Lichtquelle 32 ausgeschaltet (ausgemacht) ist, hält die zweite Steuereinrichtung 26 die Spannung über der LED-Lichtquelle 31 in einem Bereich, bei dem ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 31 gehindert wird, bei einer möglichst höhen Spannung.
In der Ausführungsform ist die zweite Steuereinrichtung 26 so ausgebildet, dass sie, wenn ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 32 gehindert wird, eine Spannung V2 über der LED-Lichtquelle 32 bei einer Spannung hält, die niedriger ist als eine Schwellenspannung (eine erste Schwellenspannung), bei der ein Strom beginnt, durch die LED-Lichtquelle 32 zu fließen, wobei es sich z. B. um eine Spannung von 85% oder 70% der (ersten) Schwellenspannung handelt. Es ist demgemäß möglich, eine Potenzialdifferenz zwischen einer Spannung an dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 31 (einer Spannung an dem zweiten Anschluss P22), wenn sie eingeschaltet ist, und einer Spannung an dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 32 (einer Spannung an dem dritten Anschluss P23), wenn sie ausgeschaltet (ausgemacht) ist, zu vermindern, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine Spannung über der LED-Lichtquelle 32, wenn sie ausgeschaltet ist, Null ist. Die zweite Steuereinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie, wenn ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 31 gehindert wird, eine Spannung V1 über der LED-Lichtquelle 31 bei einer Spannung hält, die niedriger ist als eine Schwellenspannung (eine zweite Schwellenspannung), bei der ein Strom beginnt, durch die LED-Lichtquelle 31 zu fließen, wobei es sich z. B. um eine Spannung von 85% oder 70% der (zweiten) Schwellenspannung handelt. Es ist demgemäß möglich, eine Potenzialdifferenz zwischen einer Spannung an dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 32 (einer Spannung an dem dritten Anschluss P23), wenn sie eingeschaltet ist, und einer Spannung an dem Kathodenende der LED-Lichtquelle 31 (einer Spannung an dem zweiten Anschluss P22), wenn sie ausgeschaltet (ausgemacht) ist, zu vermindern, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine Spannung über der LED-Lichtquelle 31, wenn sie ausgeschaltet ist, Null ist.
Bei jeder Platine 41 ist es möglich, einen Abstand zu verkürzen, der zwischen einer Leiterbahn, die mit dem zweiten Anschluss P22 elektrisch verbunden ist, und einer Leiterbahn, die mit dem dritten Anschluss P23 elektrisch verbunden ist, vorliegt, so dass eine elektrische Isolation dazwischen sichergestellt wird, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine Spannung über der LED-Lichtquelle 31 oder der LED-Lichtquelle 32, wenn sie ausgeschaltet ist, Null ist. Entsprechend ist es bei der Platine 51 möglich, einen Abstand zu verkürzen, der zwischen einer Leiterbahn, die mit dem zweiten Ausgangsanschluss P12 elektrisch verbunden ist, und einer Leiterbahn, die mit dem dritten Ausgangsanschluss P13 elektrisch verbunden ist, vorliegt, so dass eine elektrische Isolation dazwischen sichergestellt wird, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine Spannung über der LED-Lichtquelle 31 oder der LED-Lichtquelle 32, wenn sie ausgeschaltet ist, Null ist. Es ist daher möglich, die Größe der Platinen 41 und 51 zu vermindern, so dass die Größe der Leistungsversorgungsvorrichtung 2 und der Lichtquelleneinheit 3 vermindert werden kann, wodurch die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 und die Lichtquelleneinheit 3 in dem Vorrichtungskörper 11, der eine geringe Breite gemäß der Verminderung aufweist, die durch die Verminderung der Größe der Platinen 41 und 51 erhalten wird, untergebracht werden können.
Bei der Obergrenze des Farbtemperatureinstellbereichs kann die Lichtquelleneinheit 3 Licht bei der Farbtemperatur der LED-Lichtquelle 31 (bei deren Leuchtfarbe) als Ganzes emittieren, da ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 32, die eine niedrige Farbtemperatur aufweist, gehindert wird. Bei der Untergrenze des Farbtemperatureinstellbereichs kann die Lichtquelleneinheit 3 Licht bei der Farbtemperatur der LED-Lichtquelle 32 (bei deren Leuchtfarbe) als Ganzes emittieren, da ein Strom an einem Fließen durch die LED-Lichtquelle 31, die eine hohe Farbtemperatur aufweist, gehindert wird. Es ist daher möglich, den Farbtemperatureinstellbereich im Vergleich zu einem Fall zu erweitern, bei dem beide LED-Lichtquellen 31 und 32 bei jeder der Ober- und der Untergrenze des Farbtemperatureinstellbereichs eingeschaltet sind.
Wie es vorstehend erwähnt worden ist, umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform LED-Treiberschaltungen (die LED-Treiberschaltungen 22 und 23), die jeweils mit LED-Lichtquellen (der LED-Lichtquelle 31 und 32) elektrisch verbunden sind, und eine Steuerschaltung 2A (insbesondere die zweite Steuereinrichtung 26). Jede der LED-Lichtquellen umfasst lichtemittierende Dioden (lichtemittierende Dioden LD1 oder LD2), die elektrisch in Reihe verbunden sind. Enden auf Anodenseiten der LED-Lichtquellen sind elektrisch miteinander verbunden. Die Steuerschaltung 2A (26) ist so ausgebildet, dass sie elektrische Ströme, die durch die LED-Lichtquellen 31 und 32 fließen, durch die LED-Treiberschaltungen 22 bzw. 23 einstellt. Die Steuerschaltung 2A ist so ausgebildet, dass sie dann, wenn ein Strom an einem Fließen durch eine Ziellichtquelle (31 oder 32) gehindert wird, eine Steuerung einer Zieltreiberschaltung (22 oder 23) derart ausführt, dass eine Spannung, die niedriger ist als eine Schwellenspannung, bei der Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle zu fließen, an die Ziellichtquelle angelegt wird. Die Ziellichtquelle ist ein Teil (z. B. eine) der LED-Lichtquellen. Die Zieltreiberschaltung umfasst eine oder mehrere LED-Treiberschaltung(en), die der Ziellichtquelle entspricht oder entsprechen, der LED-Treiberschaltungen. Die Spannung, welche die Steuerschaltung 2A der Zieltreiberschaltung ermöglicht, an die Ziellichtquelle anzulegen, beträgt über Null Volt und weniger als die Schwellenspannung.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, eine Potenzialdifferenz zwischen einem Ende einer Kathodenseite der Ziellichtquelle und einem Ende einer Kathodenseite einer LED-Lichtquelle, durch die ein Strom fließt, verglichen mit einem Fall zu vermindern, bei dem eine Spannung über einer LED-Lichtquelle, durch die kein Strom fließen kann, Null ist. Es ist möglich, einen Abstand zu verkürzen, der zwischen einer Leiterbahn, die mit dem Ende der Kathodenseite der Ziellichtquelle elektrisch verbunden ist, und einer Leiterbahn, die mit dem Ende der Kathodenseite der LED-Lichtquelle elektrisch verbunden ist, durch die der Strom fließt, vorliegt, so dass eine elektrische Isolation dazwischen sichergestellt wird, da die Potenzialdifferenz dazwischen vermindert wird. Als Ergebnis kann die Größe der Platinen der Leistungsversorgungsvorrichtung vermindert werden und die Gesamtgröße der Leistungsversorgungsvorrichtung kann vermindert werden.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform kann Spannungsmesser (Spannungsmessschaltungen) 27 und 28 umfassen, die zum Messen von Spannungen über den LED-Lichtquellen 31 bzw. 32 ausgebildet sind. In dem Beispiel von 1 ist der Spannungsmesser 27 aus den Widerständen R21 bis R23 und der Steuerschaltung 2A (insbesondere der Steuereinrichtung 26) ausgebildet, während der Spannungsmesser 28 aus den Widerständen R31 bis R33 und der Steuerschaltung 2A (insbesondere der zweiten Steuereinrichtung 26) ausgebildet ist. Jede der LED-Treiberschaltungen 22 und 23 kann eine Zerhackerschaltung sein. Es ist bevorzugt, dass die Steuerschaltung 2A (insbesondere die zweite Steuereinrichtung 26) so ausgebildet ist, dass sie dann, wenn eine Spannung, die mit einem Spannungsmesser, welcher der Ziellichtquelle entspricht, der Spannungsmesser 27 und 28 gemessen wird, auf eine untere Grenzspannung V2L sinkt, die niedriger ist als die Schwellenspannung Vth, der Zieltreiberschaltung ermöglicht, periodisch einen Zerhackervorgang zur Erhöhung der Spannung über der Ziellichtquelle auszuführen.
Die Steuerschaltung 2A (insbesondere die zweite Steuereinrichtung 26) kann so ausgebildet sein, dass sie es der Zieltreiberschaltung ermöglicht, den Zerhackervorgang zu stoppen, wenn eine Spannung, die höher ist als die untere Grenzspannung V2L und niedriger ist als die Schwellenspannung Vth, an die Ziellichtquelle angelegt wird, wodurch es der Zieltreiberschaltung ermöglicht wird, den Zerhackervorgang periodisch durchzuführen. In einem Beispiel ist die Spannung, die höher ist als die untere Grenzspannung V2L und niedriger ist als die Schwellenspannung Vth, die obere Grenzspannung V2H. In einem anderen Beispiel ist die Spannung, die höher ist als die untere Grenzspannung V2L und niedriger ist als die Schwellenspannung Vth, eine Ausgangsspannung der Zieltreiberschaltung nach dem Ablauf der konstanten Zeit T1 ausgehend von einem Zeitpunkt, bei dem die Spannung, die mit dem Spannungsmesser gemessen worden ist, welcher der Ziellichtquelle entspricht, auf die untere Grenzspannung V2L gesunken ist.
Es ist demgemäß möglich, eine Spannung, welche die untere Grenzspannung oder mehr und die obere Grenzspannung oder weniger ist, an die Ziellichtquelle anzulegen, da die Steuerschaltung 2A die vorstehend genannte Steuerung der Zieltreiberschaltung ausführt, wenn eine Spannung über der Ziellichtquelle in dem Bereich von der unteren Grenzspannung bis zu der oberen Grenzspannung liegt. Es ist möglich, den Abstand zu verkürzen, der zwischen der Leiterbahn, die mit dem Ende der Kathodenseite der Ziellichtquelle elektrisch verbunden ist, und der Leiterbahn vorliegt, die mit dem Ende der Kathodenseite der LED-Lichtquelle elektrisch verbunden ist, durch die der Strom fließt, so dass eine elektrische Isolation dazwischen sichergestellt wird, da die Potenzialdifferenz dazwischen vermindert wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform umfasst die vorstehend genannte Leistungsversorgungsvorrichtung 2, die LED-Lichtquellen (die LED-Lichtquellen 31 und 32), die mit den LED-Treiberschaltungen (22 und 23) elektrisch verbunden sind, und den Vorrichtungskörper 11, an dem die LED-Lichtquellen angebracht sind.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 2 und es ist demgemäß möglich, die Größe der Beleuchtungsvorrichtung 1 zu vermindern.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 können die Farbtemperaturen der LED-Lichtquellen (der LED-Lichtquellen 31 und 32) (deren Leuchtfarben) voneinander verschieden sein.
Die Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 3 (ein Farbmischlicht davon) kann daher durch Steuern der Ausgangssignale (Ausgangspegel) der LED-Lichtquellen eingestellt werden.
In dem Beispiel von 4 beträgt die untere Grenzspannung V2L 110 V und die obere Grenzspannung V2H beträgt 120 V. In diesem Fall wird die obere Grenzspannung V2H auf der Basis der Spannung von 144 V eingestellt, die niedriger ist als eine Schwellenspannung Vth (etwa 172,8 V) einer LED-Lichtquelle 31 oder 32. D. h., eine LED-Lichtquelle 31 oder 32 kann dadurch an einem Leuchten gehindert werden, dass die obere Grenzspannung V2H auf 120 V eingestellt wird, so dass eine Toleranz von etwa 15% für 144 V bereitgestellt wird. Darüber hinaus werden 110 V, die um 10 V niedriger sind als die obere Grenzspannung V2H, als die untere Grenzspannung V2L eingestellt, um eine möglichst hohe Spannung an eine LED-Lichtquelle 31 oder 32 anzulegen.
Mit anderen Worten, die obere Grenzspannung V2H wird auf eine Spannung eingestellt, die etwa 70% der Schwellenspannung Vth beträgt, während die untere Grenzspannung V2L auf eine Spannung eingestellt wird, die etwa 64% der Schwellenspannung Vth beträgt. Folglich kann durch Einstellen der unteren Grenzspannung V2L auf die Spannung, die niedriger ist als die Schwellenspannung Vth (vorzugsweise die obere Grenzspannung V2H) und gleich oder höher als etwa 60% der Schwellenspannung Vth ist, die Leistungsversorgungsvorrichtung mit einer im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung geringeren Größe bereitgestellt werden.
Die obere Grenzspannung V2H wird vorzugsweise auf eine Spannung eingestellt, die etwa 84 bis 85% der Schwellenspannung Vth beträgt, da es bevorzugt ist, dass die untere Grenzspannung V2L auf eine möglichst hohe Spannung eingestellt wird. Wenn die obere Grenzspannung V2H beispielsweise auf etwa 145 V eingestellt wird, kann die untere Grenzspannung V2L mit der oberen Grenzspannung V2H identisch sein, jedoch wird sie vorzugsweise aufgrund der Regelung auf eine Spannung eingestellt, die niedriger ist als die obere Grenzspannung V2H. Beispielsweise kann die untere Grenzspannung V2L auf etwa 135 V (etwa 75 bis 80% der Schwellenspannung Vth) eingestellt werden. Folglich ist es bevorzugt, dass die untere Grenzspannung V2L auf eine Spannung eingestellt wird, die niedriger ist als die Schwellenspannung Vth (vorzugsweise die obere Grenzspannung V2H) und die gleich oder höher als etwa 75% der Schwellenspannung Vth ist. Es ist mehr bevorzugt, dass die untere Grenzspannung V2L auf eine Spannung eingestellt wird, die niedriger ist als die Schwellenspannung Vth (vorzugsweise die obere Grenzspannung V2H) und die gleich oder höher als etwa 80% der Schwellenspannung Vth ist.
Während vorstehend dasjenige beschrieben worden ist, das als die beste Ausführung erachtet wird, und/oder andere Beispiele beschrieben worden sind, sollte beachtet werden, dass damit verschiedene Modifizierungen durchgeführt werden können und dass der hier offenbarte Gegenstand in verschiedenen Formen und Beispielen implementiert werden kann, und dass sie in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden können, wobei nur einige davon hier beschrieben worden sind. Die folgenden Patentansprüche sollen jedwede Modifizierungen und Variationen beanspruchen, die in den Bereich der vorliegenden Lehren fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-258517 A [0002]

Claims

Leistungsversorgungsvorrichtung (2), umfassend: LED-Treiberschaltungen (22 und 23), die jeweils mit LED-Lichtquellen (31 und 32) elektrisch verbunden sind, und eine Steuerschaltung (2A), wobei jede der LED-Lichtquellen (31 und 32) lichtemittierende Dioden (LD1 oder LD2) umfasst, die elektrisch in Reihe verbunden sind, Enden auf Anodenseiten der LED-Lichtquellen (31 und 32) elektrisch miteinander verbunden sind, die Steuerschaltung (2A) so ausgebildet ist, dass sie elektrische Ströme, die durch die LED-Lichtquellen (31 und 32) fließen, jeweils mittels der LED-Treiberschaltungen (22 und 23) einstellt und die Steuerschaltung (2A) so ausgebildet ist, dass sie dann, wenn verhindert wird, dass ein Strom durch eine Ziellichtquelle (31 oder 32) fließt, die Steuerung einer Zieltreiberschaltung (22 oder 23) derart durchführt, dass eine Spannung, die niedriger ist als eine Schwellenspannung (Vth), bei der ein Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle (31 oder 32) zu fließen, an die Ziellichtquelle (31 oder 32) angelegt wird, wobei die Ziellichtquelle (31 oder 32) ein Teil der LED-Lichtquellen (31 und 32) ist, wobei die Zieltreiberschaltung (22 oder 23) eine LED-Treiberschaltung, die der Ziellichtquelle (31 oder 32) entspricht, der LED-Treiberschaltungen (22 und 23) umfasst.
Leistungsversorgungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, die Spannungsmesser (27 und 28) umfasst, die jeweils zum Messen von Spannungen über den LED-Lichtquellen (31 und 32) ausgebildet sind, wobei jede der LED-Treiberschaltungen (22 und 23) eine Zerhackerschaltung ist und die Steuerschaltung (2A) so ausgebildet ist, dass sie dann, wenn eine Spannung, die mit einem Spannungsmesser (27 oder 28), welcher der Ziellichtquelle (31 oder 32) entspricht, der Spannungsmesser (27 und 28) gemessen wird, auf eine untere Grenzspannung (V2L) abnimmt, die niedriger ist als die Schwellenspannung (Vth), zulässt, dass die Zieltreiberschaltung (22 oder 23) periodisch einen Zerhackervorgang zum Erhöhen einer Spannung über der Ziellichtquelle (31 oder 32) durchführt.
Leistungsversorgungsvorrichtung (2) nach Anspruch 2, bei der die Steuerschaltung (2A) so ausgebildet ist, dass sie zulässt, dass die Zieltreiberschaltung (22 oder 23) den Zerhackervorgang stoppt, wenn eine Spannung, die höher ist als die untere Grenzspannung (V2L) und niedriger ist als die Schwellenspannung (Vth), an die Ziellichtquelle (31 oder 32) angelegt wird, wodurch die Zieltreiberschaltung (22 oder 23) den Zerhackervorgang periodisch durchführen kann.
Leistungsversorgungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, bei der die Spannung, die niedriger ist als die Schwellenspannung (Vth), bei welcher der Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle (31 oder 32) zu fließen, gleich oder höher als 60% der Schwellenspannung (Vth) ist.
Leistungsversorgungsvorrichtung (2) nach Anspruch 4, bei der die Spannung, die niedriger ist als die Schwellenspannung (Vth), bei welcher der Strom beginnt, durch die Ziellichtquelle (31 oder 32) zu fließen, gleich oder höher als 75% oder 80% der Schwellenspannung (Vth) ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1), umfassend: eine Leistungsversorgungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die LED-Lichtquellen (31 und 32) und einen Vorrichtungskörper (11), an dem die LED-Lichtquellen (31 und 32) angebracht sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, bei der die Farbtemperaturen der LED-Lichtquellen (31 und 32) voneinander verschieden sind.