DE102017102352A1

DE102017102352A1 - Beleuchtungsvorrichtung und leuchte

Info

Publication number: DE102017102352A1
Application number: DE102017102352.6A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Ido
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2017-08-10
Also published as: US9974127B2; JP2017142952A; JP6685010B2; US20170231040A1

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Leuchte, die eine Welligkeit reduzieren kann, die in ausgegebenem Licht auftritt. Eine Beleuchtungsvorrichtung (1) gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Gleichrichterkreis (11), einen Ansteuerungskreis (12) und einen Stromsteuerungskreis (13). Der Gleichrichterkreis (11) ist dafür konfiguriert, eine Wechselspannung (V1) zu einer auszugebenden pulsierenden Spannung (V2) gleichzurichten. Ein Lastkreis (20), der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) enthält, die in Reihe geschaltet sind, ist zwischen den Ausgangsanschlüssen (113, 114) des Gleichrichterkreises (11) verbunden. Der Ansteuerungskreis (12) ist dafür konfiguriert, eine Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) so zu ändern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung (V2) Folgendes enthält: einen ersten Zeitraum, in dem ein Teil der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) kein Licht aussenden; und einen zweiten Zeitraum, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussenden. Der Stromsteuerungskreis (13) ist dafür konfiguriert, in mindestens dem zweiten Zeitraum einen Wert von Strom (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Leuchte.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik gibt es eine Leuchtdiodenbeleuchtungsvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, in Reihe geschaltete Leuchtdioden zu veranlassen, Licht auszusenden (siehe Patentliteratur 1: JP 2006-147933 A ). Diese Leuchtdioden-Beleuchtungsvorrichtung enthält einen Gleichrichterkreis und einen Beleuchtungssteuerungskreis. Der Gleichrichterkreis richtet eine Wechselspannung in eine pulsierende Spannung gleich und speist dann die pulsierende Spannung in eine Reihenschaltung der Leuchtdioden ein. Innerhalb eines Phasenbereichs, wo die pulsierende Spannung von einem niedrigen Wert zu einem hohen Wert wechselt, führt der Beleuchtungssteuerungskreis eine Beleuchtungssteuerung für die Leuchtdioden in einer solchen Weise aus, dass die Anzahl der Licht aussendenden Leuchtdioden gemäß der Änderung der pulsierenden Spannung erhöht wird. Innerhalb eines Phasenbereichs, wo die pulsierende Spannung von dem hohen Wert zu dem niedrigen Wert wechselt, führt der Beleuchtungssteuerungskreis die Beleuchtungssteuerung für die Leuchtdioden in einer solchen Weise aus, dass die Anzahl der Licht aussendenden Leuchtdioden gemäß einer Änderung der pulsierenden Spannung verringert wird.
In der oben beschriebenen Leuchtdioden-Beleuchtungsvorrichtung besteht die Möglichkeit, dass in dem ausgegebenen Licht eine Welligkeit auftritt, wenn der Beleuchtungssteuerungskreis die Anzahl der Licht aussendenden Leuchtdioden erhöht oder verringert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Leuchte bereitzustellen, die eine Welligkeit reduzieren können, die in ausgegebenem Licht auftritt.
Eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält einen Gleichrichterkreis, einen Ansteuerungskreis und einen Stromsteuerungskreis. Der Gleichrichterkreis hat ein Paar Ausgangsanschlüsse, die mit einem Lastkreis zu verbinden sind, der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen enthält. Die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen sind in Reihe geschaltet. Der Gleichrichterkreis ist dafür konfiguriert, eine Wechselspannung so gleichzurichten, dass eine pulsierende Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen generiert wird. Der Ansteuerungskreis ist dafür konfiguriert, eine Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen, die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung so zu andern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum enthält. Der erste Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem ein Teil der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen kein Licht aussenden. Der zweite Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen Licht aussenden. Der Stromsteuerungskreis ist dafür konfiguriert, in mindestens dem zweiten Zeitraum einen Wert von Strom, der durch den Lastkreis fließt, gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung zu steuern.
Eine Leuchte gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Beleuchtungsvorrichtung und einen Hauptkörper zum Halten der Beleuchtungsvorrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Figuren zeigen eine oder mehrere Implementierungen gemäß der vorliegenden Offenbarung lediglich beispielhaft und nicht zum Zweck der Einschränkung. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche oder ähnliche Elemente.
1 ist ein Blockschaubild, das eine Beleuchtungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist ein Schaltbild, das die Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
3 ist ein Wellenformdiagramm einer pulsierenden Spannung, die von einem Gleichrichterkreis ausgegeben wird, und eines Eingangsstroms in die Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform;
4A ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Route, durch die Strom in einem ersten Modus der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform fließt;
4B ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Route, durch die Strom in einem zweiten Modus der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform fließt;
4C ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Route, durch die Strom in einem dritten Modus der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform fließt;
4D ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Route, durch die Strom in einem vierten Modus der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform fließt;
5 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem Durchschnittswert einer Eingangsspannung, die in die Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform eingegeben wird, und eines Sollwertes von Strom, der durch einen Lastkreis fließt;
6 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform;
7 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise einer ersten Variation in die Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform;
8 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise einer zweiten Variation der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform;
9A ist eine perspektivische Ansicht einer Leuchte einer zweiten Ausführungsform;
9B ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Variation der Leuchte der zweiten Ausführungsform; und
9C ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variation der Leuchte der zweiten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgenden Ausführungsformen betreffen allgemein Beleuchtungsvorrichtungen und Leuchten, und betreffen insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten einer Festkörper-Lichtquelle und eine Leuchte, die diese enthält.
Im Folgenden wird eine Beleuchtungsvorrichtung 1 einer Ausführungsform im Detail mit Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben. Jedoch ist die unten dargelegte Konfiguration lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Es können zahlreiche Modifizierungen und Variationen gemäß Bauformen und dergleichen vorgenommen werden, ohne von den technischen Gedanken gemäß der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
(Erste Ausführungsform)
(1) Abriss
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Gleichrichterkreis 11, einen Ansteuerungskreis 12 und einen Stromsteuerungskreis 13. Der Gleichrichterkreis 11 hat ein Paar Ausgangsanschlüsse 113 und 114, die mit einem Lastkreis 20 zu verbinden sind. Der Gleichrichterkreis 11 ist dafür konfiguriert, eine Wechselspannung V1 so gleichzurichten, dass eine pulsierende Spannung V2 zwischen den gepaarten Ausgangsanschlüssen 113 und 114 generiert wird. Der Lastkreis 20 enthält zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2, die in Reihe geschaltet sind (siehe 2). Der Ansteuerungskreis 12 ist dafür konfiguriert, die Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 so zu ändern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung V2 einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum enthält. Der erste Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem ein Teil (eine Teilmenge) der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 kein Licht aussenden. Der zweite Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 Licht aussenden. Der Stromsteuerungskreis 13 ist dafür konfiguriert, in mindestens dem zweiten Zeitraum des Wert des Stroms (im Folgenden als „Last” bezeichnet), der durch den Lastkreis 20 fließt, gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 zu steuern.
Ein im vorliegenden Text erwähnter „Ausgangsanschluss” kann eine Komponente (ein Anschluss) zum Verbinden eines elektrischen Drahtes oder dergleichen sein, aber kann zum Beispiel auch ein Anschlussdraht einer elektronischen Komponente oder ein Teil eines elektrischen Leiters sein, der als Verdrahtung auf einer Leiterplatte ausgebildet ist. Wenn im vorliegenden Text von „Verbinden” gesprochen wird, so meint dies einen Zustand der elektrischen Verbindung. Das heißt, das „Verbinden” meint nicht nur direktes Verbinden, sondern auch einen Zustand des indirekten Verbindens mit einem Leiter, wie zum Beispiel einem elektrischen Draht.
Da der Ansteuerungskreis 12 die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 ändert, besteht die Möglichkeit, dass eine Welligkeit in ausgegebenem Licht des Lastkreises 20 auftritt, wenn die Anzahl geändert wird. Da jedoch in der Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Stromsteuerungskreis 13 dafür konfiguriert ist, in mindestens dem zweiten Zeitraum den Wert der Last (eines Eingangsstroms I1) gemäß der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 zu steuern, ist es möglich, zu reduzieren die Welligkeit in dem ausgegebenen Licht.
Genauer gesagt, falls eine phasengesteuerte Wechselspannung in den Gleichrichterkreis 11 eingespeist wird, um die Festkörper-Lichtquellen 2 zu dimmen, wird in dem Maße, wie ein Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird, ein Leitungswinkel (ein EIN-Zeitraum) der Wechselspannung V1 zunehmend verkürzt, und die Wechselspannung V1 wird daher intermittierend in den Gleichrichterkreis 11 eingegeben. Wenn zum Beispiel der Dimm-Pegel für die Festkörper-Lichtquellen 2 bei 50% liegt, so fällt der Leitungswinkel der Wechselspannung V1 auf 90°, und alle Festkörper-Lichtquellen 2 werden zu einem Zeitpunkt aus einem Nicht-Beleuchtungszustand in einen Beleuchtungszustand geschaltet, wenn die Amplitude der pulsierenden Spannung V2 ihr Maximum hat, und dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass in dem ausgegebenen Licht Welligkeit auftritt. Der zweite Zeitraum ist hier ein Zeitraum, in dem alle Festkörper-Lichtquellen 2 Licht aussenden und ein Spannungswert in dem zweiten Zeitraum höher ist als Spannungswerte in anderen Zeiträumen innerhalb eines Zeitraums der pulsierenden Spannung V2. Da der Stromsteuerungskreis 13 in mindestens dem zweiten Zeitraum den Wert der Last (eines Eingangsstroms I1) gemäß der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 steuert, wird der Wert der Last (eines Eingangsstroms I1), wenn der Leitungswinkel der Wechselspannung V1 bei 90° liegt, stärker reduziert als der Wert, wenn der Leitungswinkel bei 180° liegt. Infolge dessen kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Welligkeit, die in dem ausgegebenen Licht auftritt, sogar dann reduzieren, wenn die Festkörper-Lichtquellen 2 gedimmt sind.
(2) Details
(2.1) Schaltkreiskonfiguration
1 ist ein Blockschaubild, das die Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 enthält einen Gleichrichterkreis 11, einen Ansteuerungskreis 12 und einen Stromsteuerungskreis 13. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 enthält des Weiteren Eingangsanschlüsse 101 und 102 und einen Nebenschlusskreis 16, der als ein Ableiterkreis bezeichnet wird.
s2 ist ein Schaltbild, das konkret die Beleuchtungsvorrichtung 1 veranschaulicht. Im Folgenden wird die Schaltkreiskonfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 1 im Detail mit Bezug auf 2 beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Schaltkreiskonfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 1 nicht auf das in 2 gezeigte Beispiel beschränkt ist, sondern zweckmäßig modifiziert werden kann.
Zwischen den Eingangsanschlüssen 101 und 102 sind ein Dimmer 3 und eine Wechselstromversorgung 4, wie zum Beispiel eine handelsübliche Stromversorgung (zum Beispiel eine Wechselstromversorgung von 100 V Wechselspannung, 50 Hz oder 60 Hz) in Reihe geschaltet.
Der Dimmer 3 wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Der Dimmer 3 enthält zum Beispiel ein Schaltelement 31, einen Ansteuerungskreis 32, einen Einstellteil 33 und einen Stromversorgungskreis 34. Das Schaltelement 31 ist ein Halbleiterschaltelement, wie zum Beispiel ein TRIAC. Das Schaltelement 31 ist zwischen dem Eingangsanschluss 101 und der Wechselstromversorgung 4 verbunden. Der Einstellteil 33 hat einen Betriebsteil, der innerhalb eines vorgeschriebenen Betriebsbereichs beweglich ist und einen Sollwert für einen Dimm-Pegel in Reaktion auf eine Position des Betriebsteils einstellt. Der Ansteuerungskreis 32 schaltet das Schaltelement 31 zu einem Zeitpunkt ein, wenn einen Phasenwinkel einer Versorgungsspannung der Wechselstromversorgung 4 einen Phasenwinkel erreicht, der dem Sollwert entspricht, der durch den Einstellteil 33 eingestellt wurde, nachdem die Versorgungsspannung auf null gefallen ist. Wenn das Schaltelement 31 vorübergehend eingeschaltet wird, so wird es auf einem EIN-Zustand gehalten, bis die Versorgungsspannung der Wechselstromversorgung 4 wieder auf null gefallen ist. Das heißt, das Schaltelement 31 ist nur bei einem Leitungswinkel auf EIN (einem EIN-Zeitraum), der dem Sollwert entspricht, der durch den Einstellteil 33 eingestellt wurde. Darum ist die Wechselspannung V1 eine Spannung, die dadurch erhalten wird, dass der Dimmer 3 die aus der Wechselstromversorgung 4 ausgegebene Versorgungsspannung phasensteuert. Der Ansteuerungskreis 32 schaltet das Schaltelement 31 bei einem Leitungswinkel von 180° ein, wenn der Sollwert für den Dimm-Pegel durch den Dimmer 3 auf 100% eingestellt wird. Die Wechselspannung V1 wird darum gleich der von der Wechselstromversorgung 4 ausgegebenen Versorgungswechselspannung.
Der Gleichrichterkreis 11 enthält eine Diodenbrücke. Die Eingangsanschlüsse 111 und 112 des Gleichrichterkreises 11 sind mit den Eingangsanschlüssen 101 bzw. 102 verbunden. Der Lastkreis 20 ist zwischen den Ausgangsanschlüssen 113 und 114 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Der im vorliegenden Text erwähnte „Eingangsanschluss” kann eine Komponente (ein Anschluss) zum Verbinden eines elektrischen Drahtes oder dergleichen sein, aber kann zum Beispiel auch ein Anschlussdraht einer elektronischen Komponente oder ein Teil eines elektrischen Leiters sein, der als Verdrahtung auf einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Die Wechselspannung V1 wird in die Eingangsanschlüsse 111 und 112 des Gleichrichterkreises 11 über den Dimmer 3 eingespeist. Die Wechselspannung V1 ist die von der Wechselstromversorgung 4 ausgegebene Versorgungswechselspannung oder eine Wechselspannung, die dadurch erhalten wird, dass der Dimmer 3 die von der Wechselstromversorgung 4 ausgegebene Versorgungswechselspannung phasensteuert. Der Gleichrichterkreis 11 ist dafür konfiguriert, eine Vollwellengleichrichtung an der Wechselspannung V1 auszuführen, um eine pulsierende Spannung V2 zwischen den Ausgangsanschlüssen 113 und 114 zu generieren. Um die Beleuchtungsvorrichtung 1 vor Spannungsspitzen zu schützen, kann ein Schutzelement, wie zum Beispiel ein Varistor (nicht gezeigt), zwischen den Eingangsanschlüssen 111 und 112 des Gleichrichterkreises 11 verbunden werden. Außerdem kann eine Sicherung (nicht gezeigt) zwischen der Wechselstromversorgung 4 und dem Gleichrichterkreis 11 verbunden werden.
Der Lastkreis 20 enthält zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2, die in Reihe geschaltet sind. Jede Festkörper-Lichtquelle 2 ist zum Beispiel ein SMD(Surface Mount Device)-Typ einer Leuchtdiode. Die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 können in zwei oder mehr Lichtquellengruppen gruppiert werden, die in Reihe geschaltet sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 als ein Beispiel in drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 gruppiert. Das heißt, jede der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 gehört zu einer von drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23. In der vorliegenden Ausführungsform sind die in Reihe geschalteten Festkörper-Lichtquellen 2 in Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 unterteilt. Die drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 sind in einer Richtung in Reihe geschaltet, in der Strom von dem Ausgangsanschluss 113 zu dem Ausgangsanschluss 114 zwischen den Ausgangsanschlüssen 113 und 114 des Gleichrichterkreises 11 fließt.
Hier werden die EIN-Spannungen, wenn die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 eingeschaltet werden, mit V21, V22 bzw. V23 bezeichnet. Zum Beispiel beträgt in dem Fall, wo eine Vorwärtsspannung jeder Festkörper-Lichtquelle 2 3,1 V beträgt und die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die die Lichtquellengruppe 21 bilden, 14 ist, die EIN-Spannung V21 3,1 × 14 = 43,4 V. Außerdem beträgt in dem Fall, wo die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die die Lichtquellengruppe 22 bilden, 13 ist, die EIN-Spannung V22 3,1 × 13 = 40,3 V. Außerdem beträgt in dem Fall, wo die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die die Lichtquellengruppe 23 bilden, 12 ist, die EIN-Spannung V23 3,1 × 12 = 37,2 V.
In der vorliegenden Ausführungsform sind Kondensatoren C1, C2 und C3 mit den Lichtquellengruppen 21, 22 bzw. 23 parallel geschaltet. Die Kondensatoren C1, C2 und C3 sind beispielsweise Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren. Die jeweiligen Kondensatoren C1, C2 und C3 dienen der Minderung von Änderungen der Ströme, die durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 fließen, wodurch die Welligkeit in dem ausgegebenen Licht reduziert werden kann. Die Kondensatoren C1, C2 und C3, die mit den Lichtquellengruppen 21, 22 bzw. 23 parallel geschaltet sind, sind keine wesentlichen Komponenten für die Beleuchtungsvorrichtung 1 und können erforderlichenfalls weggelassen werden.
Eine elektrostatische Kapazität des Kondensators C1 kann so eingestellt werden, dass eine Zeitkonstante, die durch einen äquivalenten Widerstand der Lichtquellengruppe 21 und die elektrostatische Kapazität zu bestimmen ist, größer ist als ein Zeitraum der pulsierenden Spannung V2. Gleichermaßen kann eine elektrostatische Kapazität des Kondensators C2 so eingestellt werden, dass eine Zeitkonstante, die durch einen äquivalenten Widerstand der Lichtquellengruppe 22 und die elektrostatische Kapazität zu bestimmen ist, größer ist als der Zeitraum der pulsierenden Spannung V2. Außerdem kann eine elektrostatische Kapazität des Kondensators C3 so eingestellt werden, dass eine Zeitkonstante, die durch einen äquivalenten Widerstand der Lichtquellengruppe 23 und die elektrostatische Kapazität zu bestimmen ist, größer ist als der Zeitraum der pulsierenden Spannung V2. In dem Maße, wie die Kondensatoren C1, C2 und C3 auf größere elektrostatische Kapazitäten eingestellt werden, kann die Welligkeit in dem ausgegebenen Licht stärker reduziert werden. Jedoch besteht in diesem Fall das Problem, dass die Kondensatoren C1, C2 und C3 vergrößert werden und damit ein Stromkreisverlust steigt.
Der Ansteuerungskreis 12 ist dafür konfiguriert, die Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 so zu ändern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung V2 den ersten Zeitraum und den zweiten Zeitraum enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ansteuerungskreis 12 dafür konfiguriert, die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, gemäß einem Anstieg des Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 zu erhöhen und die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, gemäß einer Verringerung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 zu verringern.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform der Ansteuerungskreis 12 dafür konfiguriert, die Anzahl der drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, die Licht aussenden, gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung V2 so zu andern, dass die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen 2, die Licht aussenden, geändert wird.
Der Ansteuerungskreis 12 enthält Dioden D1 bis D3, die gleichrichtende Elemente sind. Die Diode D1 hat: eine Anode, die mit einem niedrigpotenzialseitigen Ende (einem katodenseitigen Ende) der Lichtquellengruppe 21 verbunden ist; und eine Katode, die mit einem Ende eines Widerstands R1 zum Detektieren von Strom über einen Konstantstromkreis 151 verbunden ist. Die Diode D2 hat: eine Anode, die mit einem niedrigpotenzialseitigen Ende der Lichtquellengruppe 22 verbunden ist; und eine Katode, die mit dem einen Ende des Widerstands R1 über einen Konstantstromkreis 152 verbunden ist. Die Diode D3 hat: eine Anode, die mit einem niedrigpotenzialseitigen Ende der Lichtquellengruppe 23 verbunden ist; und eine Katode, die mit dem einen Ende des Widerstands R1 über einen Konstantstromkreis 153 verbunden ist. Ein anderes Ende des Widerstands R1 ist mit dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Das heißt, der Ansteuerungskreis 12 enthält die Dioden D1, D2 und D3, die den Lichtquellengruppen 21, 22 bzw. 23 entsprechen. Jede der Dioden D1, D2 und D3 ist zwischen dem niedrigpotenzialseitigen Ende einer entsprechenden Lichtquellengruppe der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 und dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 114 der gepaarten Ausgangsanschlüsse 113 und 114 verbunden. Der Stromsteuerungskreis 13 enthält die Konstantstromkreise 151, 152 und 153, die den Dioden D1, D2 bzw. D3 entsprechen. Jeder der Konstantstromkreise 151, 152 und 153 ist zwischen einer entsprechenden Diode der Dioden D1, D2 und D3 und dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 114 der gepaarten Ausgangsanschlüsse 113 und 114 verbunden.
In der Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform speist der Ansteuerungskreis 12 direkt in den Lastkreis 20 die pulsierende Spannung V2 ein, die durch den Gleichrichterkreis 11 generiert wird.
Während eines oder mehrerer Zeiträume, in denen der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 kleiner ist als die EIN-Spannung V21 (Zeiträume T1 und T7 in 3), fließt durch alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 kein Strom, und der Ansteuerungskreis 12 veranlasst eine Abschaltung aller Lichtquellengruppen 21, 22 und 23. In diesem Fall fließt ein Eingangsstrom I1 entlang einer Route RT1, die in 4A mit einer Punktlinie bezeichnet ist, und zwar einer Route des Zurückfließens zu dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 durch den Nebenschlusskreis 16. Im Folgenden wird ein Betriebsmodus, in dem der Eingangsstrom I1 entlang der Route RT1 fließt, als ein „erster Modus” bezeichnet.
Die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppe 21 und die Diode D1 sind einen oder mehrere Zeiträume lang, in denen der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 (Zeiträume T2 und T6 in 3), in einem Ein-Zustand. Die Formulierung „die Diode ist in einem Ein-Zustand” im vorliegenden Text meint einen Zustand, in dem die Diode in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Das heißt, die Lichtquelle 2 und die Diode D1 sind in diesem Zustand leitend. Der Ansteuerungskreis 12 veranlasst einen Stromfluss durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppe 21, die Diode D1, den Konstantstromkreis 151 und den Widerstand R1, um zu veranlassen, dass die Lichtquellengruppe 21 Licht aussendet. In diesem Fall fließt der Eingangsstrom I1 entlang einer Route RT2, die in 4B mit einer Punktlinie bezeichnet ist, und zwar einer Route des Zurückfließens zu dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 durch die Lichtquellengruppe 21, die Diode D1 und den Konstantstromkreis 151. Ein Strom I21 (ein Eingangsstrom I1), der durch die Lichtquellengruppe 21 fließt, wird durch den Konstantstromkreis 151 so gesteuert, dass er einen vorgeschriebenen Wert Ist1 hat (siehe 3). Der Ansteuerungskreis 12 veranlasst keinen Stromfluss durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 22 und 23, so dass die Lichtquellengruppen 22 und 23 abgeschaltet werden. Im Folgenden wird ein Betriebsmodus, in dem der Eingangsstrom I1 entlang der Route RT2 fließt, als ein „zweiter Modus” bezeichnet.
Die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 21 und 22 und die Diode D2 sind einen oder mehrere Zeiträume lang, in denen der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23 (Zeiträumen T3 und T5 in 3), in einem Ein-Zustand. Der Ansteuerungskreis 12 veranlasst einen Stromfluss durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 21 und 22, die Diode D2, den Konstantstromkreis 152 und den Widerstand R1, um zu veranlassen, dass die Lichtquellengruppen 21 und 22 Licht aussenden. In diesem Fall fließt ein Eingangsstrom I22 (ein Eingangsstrom I1) entlang einer Route RT3, die in 4C mit einer Punktlinie bezeichnet ist, und zwar einer Route des Zurückfließens zu dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, die Diode D2 und den Konstantstromkreis 152. Der Strom, der durch die Lichtquellengruppen 21 und 22 fließt, wird durch den Konstantstromkreis 152 so gesteuert, dass er einen vorgeschriebenen Wert Ist1 hat. Der Ansteuerungskreis 12 veranlasst keinen Stromfluss durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppe 23, so dass die Lichtquellengruppe 23 ausgeschaltet wird. Im Folgenden wird ein Betriebsmodus, in dem der Eingangsstrom I1 entlang der Route RT3 fließt, als ein „dritter Modus” bezeichnet.
Alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 und die Diode D3 sind über einen Zeitraum, in dem der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23 (einen Zeitraum T4 in 3), in einem Ein-Zustand. Der Ansteuerungskreis 12 veranlasst einen Stromfluss durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, die Diode D3, den Konstantstromkreis 153 und den Widerstand R1, um zu veranlassen, dass alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 Licht aussenden. In diesem Fall fließt ein Eingangsstrom I23 (ein Eingangsstrom I1) entlang einer Route RT4, die in 4D mit einer Punktlinie bezeichnet ist, und zwar einer Route des Zurückfließens zu dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, die Diode D3 und den Konstantstromkreis 153. Der Strom, der durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 fließt, wird durch den Konstantstromkreis 153 so gesteuert, dass er einen vorgeschriebenen Wert Ist1 hat. Im Folgenden wird ein Betriebsmodus, in dem der Eingangsstrom I1 entlang der Route RT4 fließt, als ein „vierter Modus” bezeichnet. Der Zeitraum, in dem der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die Summe der hier angesprochenen EIN-Spannungen V21, V22 und V23, entspricht dem zweiten Zeitraum, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 Licht aussenden. Ein oder mehrere Zeiträume, in denen der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, entsprechen dem ersten Zeitraum, in dem ein Teil der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 kein Licht aussenden.
Der Stromsteuerungskreis 13 enthält einen Einstellkreis 14 und die Konstantstromkreise 151, 152 und 153 (siehe 2).
Der Einstellkreis 14 enthält einen Teilerkreis 141, einen Durchschnittswertkreis 142, einen Begrenzerkreis 143 und einen Untergrenzen-Einstellkreis 144.
Der Teilerkreis 141 ist dafür konfiguriert, eine Bezugsspannung V3 zu generieren, die proportional zu dem Spannungswert (einem Augenblickswert) der pulsierenden Spannung V2 ist, die durch den Gleichrichterkreis 11 generiert wird.
Der Teilerkreis 141 enthält Widerstände R101, R102 und R103 und einen Kondensator C101. Ein Ende des Widerstands R101 ist mit dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 verbunden, und ein anderes Ende des Widerstands R101 ist mit einem Ende des Widerstands R102 verbunden. Ein anderes Ende des Widerstands R102 ist mit einem Ende des Widerstands R103 verbunden, und ein anderes Ende des Widerstands R103 ist mit dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Der Kondensator C101 ist mit dem Widerstand R103 parallel geschaltet.
Der Teilerkreis 141 generiert die Bezugsspannung V3 an einem Verbindungspunkt P1 zwischen den Widerstanden R101 und R102, wobei die Bezugsspannung V3 durch Teilen der pulsierenden Spannung V2 mit dem Widerstand R101 und einem kombinierten Widerstand der Widerstände R102 und R103 erhalten wird. Ausgangsenden des Durchschnittswertkreises 142, des Begrenzerkreises 143 und des Untergrenzen-Einstellkreises 144 sind mit dem Verbindungspunkt P1 verbunden. Dementsprechend wird, wenn eine Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 kleiner ist als die Bezugsspannung V3, eine Spannung am Verbindungspunkt P1 zur Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142. Andererseits wird, wenn die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 mindestens so hoch ist wie die Bezugsspannung V3, die Spannung am Verbindungspunkt P1 zur Bezugsspannung V3. Der Begrenzerkreis 143 stellt eine Obergrenze der Spannung am Verbindungspunkt P1 ein, und der Untergrenzen-Einstellkreis 144 stellt eine Untergrenze der Spannung am Verbindungspunkt P1 ein.
Der Teilerkreis 141 gibt eine Spannung V4, die durch Teilen der Spannung am Verbindungspunkt P1 mit den Widerständen R102 und R103 erhalten wird, an die Konstantstromkreise 151, 152 und 153 und einen Konstantstromkreis 17 des Nebenschlusskreises 16 aus.
Die Widerstände R101 bis R103 und der Kondensator C101 bilden einen Filterkreis, der Rauschen von der Wechselstromversorgung 4 verringert, wodurch die Möglichkeit verringert werden kann, dass die Konstantstromkreise 151 bis 153 und 17 irrtümlicherweise aufgrund des Rauschens betrieben werden. Der durch die Widerstände R101 bis R103 und den Kondensator C101 gebildete Filterkreis wird so eingestellt, dass er eine Zeitkonstante von maximal 1 Millisekunde, so dass die Ausgangsspannung V4 des Teilerkreises 141 veranlasst wird, sich in einem Zeitraum der pulsierenden Spannung V2 zu ändern.
Der Durchschnittswertkreis 142 enthält Widerstände R201 und R202, einen Kondensator C201, einen Operationsverstärker U20 und eine Diode D201. Ein Ende des Widerstands R201 ist mit dem hochpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Der Widerstand R202 ist zwischen einem anderen Ende des Widerstands R201 und dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Der Kondensator C201 ist mit dem Widerstand R202 parallel geschaltet. Der Operationsverstärker U20 hat einen positiven Eingangsanschluss (nicht-invertierenden Eingangsanschluss), der mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R201 und R202 verbunden ist. Der Operationsverstärker U20 hat des Weiteren einen negativen Eingangsanschluss (invertierenden Eingangsanschluss), der mit einer Anode der Diode D201 verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss, der mit einer Katode der Diode D201 verbunden ist. Die Anode der Diode D201 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R101 und R102 verbunden. Die pulsierende Spannung V2, die durch den Gleichrichterkreis 11 generiert wird, wird mit den Widerständen R201 und R202 geteilt und dann durch ein Tiefpassfilter gemittelt, das durch den Widerstand R202 und den Kondensator C201 gebildet wird. Wenn eine Ausgangsspannung V5 des Durchschnittswertkreises 142 (d. h. eine Spannung am Kondensator C201) niedriger ist als die Bezugsspannung V3, so wird die Diode D2 eingeschaltet, und entsprechend wird eine Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R101 und R102 zur Ausgangsspannung V5 des Durchschnittswertkreises 142.
Das Tiefpassfilter, das durch den Widerstand R202 und den Kondensator C201 gebildet wird, wird bevorzugt auf eine Zeitkonstante von mindestens dem Zweifachen eines Zeitraums der Wechselspannung V1 eingestellt, so dass die Ausgangsspannung VS des Durchschnittswertkreises 142 veranlasst wird, sich nicht in einem Zeitraum der pulsierenden Spannung V2 zu ändern. Zum Beispiel wird in dem Fall, wo die Wechselspannung V1 eine Frequenz von 50 Hz hat, das Tiefpassfilter, das durch den Widerstand R202 und den Kondensator C201 gebildet wird, bevorzugt auf eine Zeitkonstante von mindestens 40 Millisekunden eingestellt.
Der Begrenzerkreis 143 enthält eine Zener-Diode ZD101, die eine Katode, die mit dem Verbindungspunkt P1 verbunden ist, und eine Anode, die mit dem Ausgangsanschluss 114 verbunden ist, aufweist. Der Begrenzerkreis 143 begrenzt die Obergrenze der Spannung am Verbindungspunkt P1 auf eine Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101. Der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 an einem Zeitpunkt, wo der Spannungswert am Verbindungspunkt P1 gleich der Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101 wird, wird auf eine Schwelle eingestellt. Oder anders ausgedrückt: Der Begrenzerkreis 143 begrenzt die Spannung am Verbindungspunkt P1 auf die Zener-Spannung, wenn die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 die Zener-Spannung (Obergrenze) der Zener-Diode ZD101 übersteigt. Die durchschnittliche Spannung der pulsierenden Spannung V2 an einem Zeitpunkt, wo die durchschnittliche Spannung der pulsierenden Spannung V2 (d. h. die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142) gleich der Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101 wird, wird auf die Schwelle eingestellt. Wenn die durchschnittliche Spannung der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die Schwelle, so begrenzt der Begrenzerkreis 143 die Spannung am Verbindungspunkt P1 auf die Zener-Spannung (Obergrenze) der Zener-Diode ZD101, um den Strom, der durch den Lastkreis 20 fließt, auf einen vorgeschriebenen Wert zu begrenzen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Teilerkreis 141 dafür konfiguriert, die Bezugsspannung V3 so zu generieren, dass sie höher wird als die Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101, wenn der Spannungswert (Augenblickswert) der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21.
Der Untergrenzen-Einstellkreis 144 enthält einen Konstantspannungsquelle 1441, einen Operationsverstärker U21 und eine Diode D202. Der Operationsverstärker U21 hat einen positiven Eingangsanschluss, der mit der Konstantspannungsquelle 1441 verbunden ist, so dass der positive Eingangsanschluss eine konstante Vorspannung Vref1 von der Konstantspannungsquelle 1441 empfangt. Der Operationsverstärker U21 hat des Weiteren einen negativen Eingangsanschluss (invertierenden Eingangsanschluss), der mit einer Katode der Diode D202 verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss, der mit einer Anode der Diode D202 verbunden ist. Die Katode der Diode D202 ist mit dem Verbindungspunkt P1 verbunden. Wenn die Spannung am Verbindungspunkt P1 höher ist als die Vorspannung Vref1, so wird die Diode D202 ausgeschaltet. Andererseits wird, wenn die Spannung am Verbindungspunkt P1 niedriger ist als die Vorspannung Vref1, die Diode D202 eingeschaltet, und entsprechend wird die Spannung am Verbindungspunkt P1 gleich der Vorspannung Vref1. Der Untergrenzen-Einstellkreis 144 begrenzt darum die Untergrenze der Spannung am Verbindungspunkt P1 auf die Vorspannung Vref1.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem Durchschnittswert einer Eingangsspannung (Wechselspannung V1), die in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist wird, und einem Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1. Die horizontale Achse in 5 repräsentiert einen Leitungswinkel der Wechselspannung V1, und der Durchschnittswert der Wechselspannung V1 ändert sich in Abhängigkeit von einer Änderung des Leitungswinkels zwischen 0° und 180°. Wenn der Leitungswinkel in einem Bereich nahe 0° ist (d. h. wenn das Schaltelement 31 des Dimmers 3 nahezu in einem vollständigen AUS-Zustand ist), oder in einem Bereich nahe 180° ist (d. h. wenn das Schaltelement 31 nahezu in einem vollständigen EIN-Zustand ist), so ändert sich der Durchschnittswert der Wechselspannung V1 ganz allmählich mit Bezug auf eine Änderung des Leitungswinkels.
Falls der Dimmer 3 ein Zweidrahttyp ist und der Dimmer 3 und die Beleuchtungsvorrichtung 1 mit der Wechselstromversorgung 4 in Reihe geschaltet sind, beschafft der Stromversorgungskreis 34 des Dimmers 3 Strom, der für den Betrieb des Dimmers 3 benötigt wird, aus der Wechselspannung V1, die über die Beleuchtungsvorrichtung 1 empfangen wird. Aus diesem Grund stellt er Dimmer 3 eine Obergrenze für den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 so ein, dass der Dimm-Pegel auf ein Maximum eingestellt ist, wenn der Leitungswinkel mindestens so hoch ist wie ein Wert P2 (z. B. 150°), und nicht, wenn der Leitungswinkel bei 180° liegt. Um zu vermeiden, dass die Lichtquellengruppen 21 bis 23 in einen instabilen Beleuchtungszustand fallen, stellt der Dimmer 3 darüber hinaus eine Untergrenze für den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 so ein, dass der Dimm-Pegel auf ein Minimum eingestellt ist, wenn der Leitungswinkel maximal einen Wert P1 hat (z. B. 30°). Der Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 wird durch den Untergrenzen-Einstellkreis 144, der die Untergrenze für die Spannung am Verbindungspunkt P1 (das heißt die Ausgangsspannung V4) einstellt, auf eine Untergrenze I1b eingestellt. Außerdem wird der Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 durch den Begrenzerkreis 143, der die Obergrenze für die Spannung am Verbindungspunkt P1 (das heißt die Ausgangsspannung V4) einstellt, auf eine Obergrenze I1a eingestellt.
Als Nächstes werden die Konstantstromkreise 151, 152 und 153 beschrieben.
Der Konstantstromkreis 151 enthält einen Transistor Q1, einen Operationsverstärker Ul, einen Kondensator C11 und einen Widerstand R12. Der Transistor Q1 ist zum Beispiel ein n-Kanal-MOSFET vom Erweiterungstyp (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor). Eine Drain-Elektrode des Transistors Q1 ist mit der Katode der Diode D1 verbunden. Eine Source-Elektrode des Transistors Q1 ist mit dem Widerstand R1 verbunden. Eine Gate-Elektrode des Transistors Q1 ist mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U1 verbunden. Ein positiver Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U1 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R102 und R103 verbunden. Die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 wird in den positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U1 eingespeist. Ein negativer Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U1 ist mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U1 über den Kondensator C11 verbunden. Außerdem ist der negative Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U1 mit der Source-Elektrode des Transistors Q1 über den Widerstand R12 verbunden.
Die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppe 21 und die Diode D1 sind über einen Zeitraum, in dem der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, in einem Ein-Zustand. Über diesen Zeitraum ist der Transistor Q1 ein, und entsprechend fließt Strom zu dem Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11, nachdem er von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 durch die Lichtquellengruppe 21, die Diode D1, den Transistor Q1 und den Widerstand R1 geflossen ist. Dann wird eine Spannung V6, in Abhängigkeit von dem Wert des Stroms, der durch den Transistor Q1 fließt, an dem Widerstand R1 zum Detektieren von Strom generiert. Die an dem Widerstand R1 generierte Spannung V6 wird in den negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers U1 über den Widerstand R12 eingespeist. Da der Operationsverstärker U1 eine Spannung in Abhängigkeit von einer Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 und der Spannung V6 am Widerstand R1 generiert, wird der Strom, der durch den Transistor Q1 fließt, auf einen vorgeschriebenen Wert gesteuert, der der Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 entspricht.
Während die anderen Konstantstromkreise 152 und 153 eine Konstantstromsteuerung für Strom ausführen, der durch den Lastkreis 20 fließt, sperrt oder reduziert der Operationsverstärker U1 des Konstantstromkreises 151 den Drain-Strom des Transistors Q1. Die jeweiligen Transistoren Q1, Q2 und Q3 der Konstantstromkreise 151, 152 und 153 werden darum ausschließlich betrieben.
Der Kondensator C11 und der Widerstand R12 des Konstantstromkreises 151 bilden einen Phasenkompensationskreis, der verhindern kann, dass der Operationsverstärker U1 oszilliert.
Da die Konstantstromkreise 152 und 153 eine ähnliche Schaltkreiskonfiguration wie der Konstantstromkreis 151 haben, wird auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet. Der Konstantstromkreis 152 enthält einen „Transistor Q2”, einen „Operationsverstärker U2”, einen „Kondensator C21” und einen „Widerstand R22”, die jeweils dem „Transistor Q1”, dem „Operationsverstärker U1”, dem „Kondensator C11” und dem „Widerstand R12” des Konstantstromkreises 151 ähneln. Der Konstantstromkreis 153 enthält einen „Transistor Q3”, einen „Operationsverstärker U3”, einen „Kondensator C31” und einen „Widerstand R32”, die jeweils dem „Transistor Q1”, dem „Operationsverstärker U1”, dem „Kondensator C11” und dem „Widerstand R12” des Konstantstromkreises 151 ähneln. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Transistoren Q1, Q2 und Q3 MOSFETs, aber es können auch Bipolartransistoren sein.
Als Nächstes wird der Nebenschlusskreis 16 beschrieben.
Der Nebenschlusskreis 16 enthält einen Widerstand R10 und einen Konstantstromkreis 17.
Ein Ende des Widerstands R10 ist mit dem hochpotenzialseitigen Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 verbunden. Ein anderes Ende des Widerstands R10 ist mit dem Widerstand R1 über den Konstantstromkreis 17 verbunden. Während alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 in einem Aus-Zustand sind und kein Strom durch die Konstantstromkreise 151, 152 und 153 fließt, fließt Strom von dem Ausgangsanschluss 113 des Gleichrichterkreises 11 über den Widerstand R10 und den Konstantstromkreis 17 in den Ausgangsanschluss 114 des Gleichrichterkreises 11.
Der Konstantstromkreis 17 enthält einen Transistor Q10, einen Operationsverstärker U10, einen Kondensator C10 und einen Widerstand R11. Da der Konstantstromkreis 17 eine ähnliche Schaltkreiskonfiguration wie die Konstantstromkreise 151 bis 153 hat, wird auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet. In dem Konstantstromkreis 17 ähneln der „Transistor Q10”, der „Operationsverstärker U10”, der „Kondensator C10” und der „Widerstand R11” jeweils dem „Transistor Q1”, dem „Operationsverstärker U1”, dem „Kondensator C11” und dem „Widerstand R12” des Konstantstromkreises 151. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Transistor Q10 ein MOSFET, kann aber auch ein Bipolartransistor sein.
Der Konstantstromkreis 17 steuert einen Wert von Strom, der durch den Widerstand R10 fließt, auf einen vorgeschriebenen Wert, der der Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 entspricht, während alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 in einem AUS-Zustand sind.
(2.2) Funktionsweise
Die Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf 6 beschrieben.
6 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung 1. 6 veranschaulicht Wellenformdiagramme der Wechselspannung V1, des Eingangsstroms I1, des Stroms I21, des Stroms I22 und des Stroms I23 in dieser Reihenfolge von oben in 6. Auf der linken Seite von 6 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel sein Maximum (100%) hat. In der Mitte von 6 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel bei 50% liegt. Auf der rechten Seite von 6 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel an einer Untergrenze liegt.
(2.2.1) Funktionsweise im dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat
Das Schaltelement 31 des Dimmers 3 ist während eines Zeitraums zwischen einer Zeit t0 und einer Zeit t1 aus, und die Wechselspannung V1 liegt bei null, und darum sind alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 aus, und Strom fließt durch den Nebenschlusskreis 16. Während dieses Zeitraums liegt die pulsierende Spannung V2 bei null, und eine von dem Widerstand R101 eingespeiste Spannung liegt ebenfalls bei null, und dementsprechend wird die Spannung am Verbindungspunkt P1 durch den Untergrenzen-Einstellkreis 144 auf die Untergrenze (Vorspannung Vref1) eingestellt. Das heißt, der Einstellkreis 14 stellt den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 auf die Untergrenze I1b ein. In diesem Zeitraum fließt Verbrauchsstrom eines inneren Stromkreises (z. B. des Stromversorgungskreises 34) des Dimmers 3 über den Nebenschlusskreis 16.
Bei der Zeit t1 wird das Schaltelement 31 des Dimmers 3 eingeschaltet, und die Wechselspannung V1 wird in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist. Wenn die Wechselspannung V1 bei der Zeit t1 kleiner ist als die EIN-Spannung V21, so werden alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 abgeschaltet, und die Beleuchtungsvorrichtung 1 fällt in einen Zustand, in dem ein Stromfluss durch den Nebenschlusskreis 16 herbeigeführt wird. Strom, der durch den Widerstand R10 fließt, wird durch den Konstantstromkreis 17 gesteuert.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 in der vorliegenden Ausführungsform während des Zeitraums zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und darum sendet die Lichtquellengruppe 21 Licht aus. In dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, ist die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 höher als die Bezugsspannung V3. Wenn die pulsierende Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21, so übersteigt die Spannung, die durch Teilen der pulsierenden Spannung V2 erhalten wird, die Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101, und die Spannung am Verbindungspunkt P1 wird entsprechend auf die Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101 begrenzt, und der Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 wird auf die Obergrenze I1a begrenzt. Der Konstantstromkreis 151 steuert darum den Strom I21 (einen Eingangsstrom I1), der durch die Lichtquellengruppe 21 fließt, auf die Obergrenze I1a. Da der Strom, der durch die Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppe 21 fließt, konstant wird und ein Spitzenwert des Eingangsstroms I1 reduziert wird, kann die Welligkeit in dem ausgegebenen Licht reduziert werden. Da der Spitzenwert des Eingangsstroms I1 reduziert wird, kann darüber hinaus ein Element mit einer geringen Stromkapazität als die Festkörper-Lichtquellen 2 verwendet werden, und eine elektrostatische Kapazität des Kondensators C1 kann reduziert werden.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t2 und einer Zeit t3 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, und die Lichtquellengruppen 21 und 22 senden darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t3 und einer Zeit t4 (zweiter Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t4 und einer Zeit t5 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, und die Lichtquellengruppen 21 und 22 senden darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t5 und einer Zeit t6 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und die Lichtquellengruppe 21 sendet darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 kleiner ist als die EIN-Spannung V21, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t6 und einer Zeit t7 keinen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum kein Licht aus. In diesem Zeitraum fließt der Eingangsstrom I1 über den Nebenschlusskreis 16. In dem Maße, wie die Wechselspannung V1 zunehmend reduziert wird, verringert der Einstellkreis 14 zunehmend den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 und hält den Einstellwert Ist1 auf der Untergrenze I1b, wenn der Einstellwert Ist1 auf die Untergrenze I1b reduziert wird. Wenn die Wechselspannung V1 auf nahe null Volt reduziert wird, so wird der Eingangsstrom I1 durch die Impedanz des Nebenschlusskreises 16 begrenzt, und dementsprechend wird der Eingangsstrom I1 unter die Untergrenze I1b reduziert.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 führt wiederholt die Operationen ab der Zeit t0 bis zur Zeit t7 für jede halbe Periode der Wechselspannung V1 aus.
(2.2.2) Funktionsweise, falls der Dimm-Pegel bei 50% liegt
Das Schaltelement 31 des Dimmers 3 ist während eines Zeitraums zwischen einer Zeit t10 und einer Zeit t11 aus, und die Wechselspannung V1 liegt bei null, und darum sind alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 aus, und Strom fließt über den Nebenschlusskreis 16. Während dieses Zeitraums stellt der Einstellkreis 14 den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 auf die Untergrenze I1b ein, und der Verbrauchsstrom des inneren Stromkreises des Dimmers 3 fließt über den Nebenschlusskreis 16.
Bei der Zeit t11 wird das Schaltelement 31 des Dimmers 3 eingeschaltet, und die Wechselspannung V1 wird in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist. Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t11 und einer Zeit t12 (zweiter Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum Licht aus. In dem Fall, wo der Dimm-Pegel bei 50% liegt, wird – da der Durchschnittswert der Wechselspannung V1 im Vergleich zu dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, zunehmend reduziert wird – die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 (die Spannung am Kondensator C201) im Vergleich zu dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, ebenfalls zunehmend reduziert. Dementsprechend stellt der Einstellkreis 14 den Einstellwert Ist1 des Stroms I22 (eines Eingangsstroms I1) auf einen Wert ein, der der Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 entspricht (der Durchschnittswert der Wechselspannung V1). Da die Spannung am Kondensator C201 in einem Zeitraum der Wechselspannung V1 konstant ist, ist der Einstellwert Ist1 des Stroms I22 (eines Eingangsstroms I1) in dem Zeitraum der Wechselspannung V1 ebenfalls konstant.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 dann während eines Zeitraums zwischen der Zeit t12 und einer Zeit t13 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, und die Lichtquellengruppen 21 und 22 senden darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t13 und einer Zeit t14 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und die Lichtquellengruppe 21 sendet darum Licht aus.
Da die Wechselspannung V1 kleiner ist als die EIN-Spannung V21, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t14 und einer Zeit t15 keinen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum kein Licht aus. In diesem Zeitraum fließt der Eingangsstrom I1 über den Nebenschlusskreis 16. In dem Maße, wie die Wechselspannung V1 zunehmend reduziert wird, verringert der Einstellkreis 14 zunehmend den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms 11 und hält den Einstellwert Ist1 auf der Untergrenze I1b, wenn der Einstellwert Ist1 auf die Untergrenze I1b reduziert wird. Wenn die Wechselspannung V1 auf nahe null Volt reduziert wird, wird der Eingangsstrom I1 durch die Impedanz des Nebenschlusskreises 16 begrenzt, und dementsprechend wird der Eingangsstrom 11 unter die Untergrenze I1b reduziert.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 führt wiederholt die Operationen ab der Zeit t10 bis zur Zeit t15 für jede halbe Periode der Wechselspannung V1 aus.
(2.2.3) Funktionsweise in dem Fall, wo der Dimm-Pegel an der Untergrenze liegt
Es wird die Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung 1 in dem Fall beschrieben, wo der Dimm-Pegel an der Untergrenze liegt.
Das Schaltelement 31 des Dimmers 3 ist während eines Zeitraums zwischen einer Zeit t20 und einer Zeit t21 aus, und die Wechselspannung V1 liegt bei null, und darum sind alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 aus, und Strom fließt über den Nebenschlusskreis 16. Während dieses Zeitraums stellt der Einstellkreis 14 den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms 11 auf die Untergrenze I1b ein, und der Verbrauchsstrom des inneren Stromkreises des Dimmers 3 fließt über den Nebenschlusskreis 16.
Bei der Zeit t21 wird das Schaltelement 31 des Dimmers 3 eingeschaltet, und die Wechselspannung V1 wird in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist. Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t21 und einer Zeit t22 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und die Lichtquellengruppe 21 sendet darum Licht aus. Da die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 unter die Ausgangsspannung (Vorspannung Vref1) des Untergrenzen-Einstellkreises 144 reduziert wird, wird die Spannung am Verbindungspunkt P1 gleich der Vorspannung Vref1, und der Einstellkreis 14 stellt den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 auf die Untergrenze I1b ein.
Da die Wechselspannung V1 kleiner ist als die EIN-Spannung V21, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 dann während eines Zeitraums zwischen der Zeit t22 und einer Zeit t23 keinen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum kein Licht aus. In diesem Zeitraum fließt der Eingangsstrom I1 über den Nebenschlusskreis 16. Wenn die Wechselspannung V1 auf nahe null Volt reduziert wird, wird der Eingangsstrom I1 durch die Impedanz des Nebenschlusskreises 16 begrenzt, und dementsprechend wird der Eingangsstrom I1 unter die Untergrenze I1b reduziert.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 führt wiederholt die Operationen ab der Zeit t20 bis zur Zeit t23 für jede halbe Periode der Wechselspannung V1 aus.
(3) Variationen der ersten Ausführungsform
(3.1) Erste Variation der ersten Ausführungsform
Eine Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 7 beschrieben. In der Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation wird in dem Fall, wo der Spannungswert der pulsierenden Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als eine maximale Amplitude, der Teilerkreis 141 auf ein solches Spannungsteilungsverhältnis eingestellt, dass der Spannungswert der Bezugsspannung V3 nicht die Obergrenze des Begrenzerkreises 143 übersteigt. Infolge dessen ändert der Stromsteuerungskreis 13 in dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, den Eingangsstrom I1 so, dass er einem Augenblickswert der Wechselspannung V1 innerhalb eines Bereichs zwischen der Obergrenze I1a und der Untergrenze I1b proportional ist. Der Stromsteuerungskreis 13 steuert den Eingangsstrom I1 auf einen Wert, der der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 in dem zweiten Zeitraum entspricht.
7 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung 1. 7 veranschaulicht Wellenformdiagramme der Wechselspannung V1, des Eingangsstroms I1, des Stroms I21, des Stroms I22 und des Stroms I23 in dieser Reihenfolge von oben in 7. Auf der linken Seite von 7 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat (100%). In der Mitte von 7 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel bei 50% liegt. Auf der rechten Seite von 7 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel an einer Untergrenze liegt.
In der ersten Variation ist nur eine Funktionsweise in dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, von der Funktionsweise verschieden, die mit Bezug auf 6 beschrieben ist. Darum wird nur die Funktionsweise in dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, beschrieben.
Das Schaltelement 31 des Dimmers 3 ist während eines Zeitraums zwischen einer Zeit t0 und einer Zeit t1 aus, und die Wechselspannung V1 liegt bei null, und darum sind alle Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 aus, und Strom fließt über den Nebenschlusskreis 16. Während dieses Zeitraums liegt die pulsierende Spannung V2 bei null, und ein Spannungseingang von dem Widerstand R101 (eine Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen den Widerstanden R101 und R102) liegt bei null, und die Bezugsspannung V3 wird durch den Untergrenzen-Einstellkreis 144 entsprechend auf die Spannung Vref1 eingestellt. Das heißt, der Einstellkreis 14 stellt den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 auf die Untergrenze I1b ein. Während dieses Zeitraums fließt der Verbrauchsstrom des inneren Stromkreises (z. B. des Stromversorgungskreises 34) des Dimmers 3 über den Nebenschlusskreis 16.
Bei der Zeit t1 wird das Schaltelement 31 des Dimmers 3 eingeschaltet, und die Wechselspannung V1 wird in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist. Da die Wechselspannung V1 bei der Zeit t1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 in der vorliegenden Ausführungsform einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und die Lichtquellengruppe 21 sendet darum Licht aus. In dem Einstellkreis 14 der ersten Variation ist, wenn der Dimm-Pegel sein Maximum hat, die Ausgangsspannung des Durchschnittswertkreises 142 höher als die Bezugsspannung V3, die durch Teilen der pulsierenden Spannung V2 erhalten wird. Wenn die pulsierende Spannung V2 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21, so ist die Bezugsspannung V3 kleiner als die Zener-Spannung der Zener-Diode ZD101, und die Spannung am Verbindungspunkt P1 wird darum gleich der Bezugsspannung V3. Dementsprechend wird über einen Zeitraum (erster Zeitraum), während dem die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 eine Spannung, die einem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist. Somit stellt der Einstellkreis 14 den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1 auf einen Wert ein, der proportional zu dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 ist, und der Konstantstromkreis 151 steuert den Strom I21, der durch die Lichtquellengruppe 21 fließt, auf einen Wert, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist. Infolge dessen ist es – da der Eingangsstrom I1 auf einen Wert gesteuert wird, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist – möglich, ein Rauschen (Rauschanschlussspannung) zu der Wechselstromversorgung 4 oder eine Stromverzerrung zu reduzieren und ein Ausgangssignal der Beleuchtungsvorrichtung 1 zu erhöhen.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen einer Zeit t2 und einer Zeit t3 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, und die Lichtquellengruppen 21 und 22 senden darum Licht aus. Außerdem wird die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 während dieses Zeitraums so erhöht, dass sie dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist, und der Konstantstromkreis 152 steuert darum den Eingangsstrom I1 gemäß dem Spannungswert der Ausgangsspannung V4 auf einen Wert, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t3 und einer Zeit t4 (zweiter Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum Licht aus. Außerdem wird die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 während dieses Zeitraums eine Spannung, die dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist, und der Konstantstromkreis 153 steuert darum den Eingangsstrom I1 gemäß dem Spannungswert der Ausgangsspannung V4 auf einen Wert, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist. Nahe einer Spitze der Wechselspannung V1 übersteigt die Bezugsspannung V3, die dadurch erhalten wird, dass der Teilerkreis 141 die pulsierende Spannung V2 teilt, die durch den Begrenzerkreis 143 eingestellte Obergrenze, und die Spannung am Verbindungspunkt P1 wird entsprechend auf die Obergrenze eingestellt, die durch den Begrenzerkreis 143 eingestellt wurde. Weil also die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 auf die Obergrenze beschränkt ist, die durch den Begrenzerkreis 143 eingestellt wurde, ist auch der Eingangsstrom I1 auf die Obergrenze I1a beschränkt.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21, V22 und V23, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 dann während eines Zeitraums zwischen der Zeit t4 und einer Zeit t5 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21 und 22, und die Lichtquellengruppen 21 und 22 senden darum Licht aus. Während dieses Zeitraums wird die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 so verringert, dass sie dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist, und der Konstantstromkreis 152 steuert darum den Eingangsstrom I1 gemäß dem Spannungswert der Ausgangsspannung V4 auf einen Wert, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist.
Da die Wechselspannung V1 mindestens so hoch ist wie die EIN-Spannung V21 und kleiner als die Summe der EIN-Spannungen V21 und V22, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t5 und einer Zeit t6 (erster Zeitraum) einen Stromfluss durch die Lichtquellengruppe 21, und die Lichtquellengruppe 21 sendet darum Licht aus. Während dieses Zeitraums wird die Ausgangsspannung V4 des Einstellkreises 14 so verringert, dass sie dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist, und der Konstantstromkreis 151 steuert darum den Eingangsstrom I1 gemäß dem Spannungswert der Ausgangsspannung V4 auf einen Wert, der dem Augenblickswert der pulsierenden Spannung V2 proportional ist.
Da die Wechselspannung V1 kleiner ist als die EIN-Spannung V21, veranlasst der Ansteuerungskreis 12 während eines Zeitraums zwischen der Zeit t6 und einer Zeit t7 keinen Stromfluss durch die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23, und die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 senden darum kein Licht aus. In diesem Zeitraum fließt der Eingangsstrom I1 über den Nebenschlusskreis 16. In dem Maße, wie die Wechselspannung V1 zunehmend reduziert wird, verringert der Einstellkreis 14 zunehmend den Einstellwert Ist1 des Eingangsstroms I1, und wenn der Einstellwert Ist1 auf die Untergrenze I1b reduziert wird, hält der Einstellkreis 14 den Einstellwert Ist1 auf der Untergrenze I1b. Wenn die Wechselspannung V1 auf nahe null Volt reduziert wird, wird der Eingangsstrom 11 durch die Impedanz des Nebenschlusskreises 16 begrenzt, und dementsprechend wird der Eingangsstrom I1 unter die Untergrenze I1b reduziert.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 führt wiederholt die Operationen ab der Zeit t0 bis zur Zeit t7 für jede halbe Periode der Wechselspannung V1 aus.
In der Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation steuert der Stromsteuerungskreis 13 in dem Fall, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat, den Wert des Eingangsstroms I1 gemäß dem Augenblickswert der Wechselspannung V1 (pulsierenden Spannung V2) so, dass der Eingangsstrom I1, der dem Augenblickswert der Wechselspannung V1 proportional ist, fließt. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation kann darum eine Verzerrung eines Eingangsstroms stärker reduzieren und ein höheres Ausgangssignal realisieren als in dem Fall, wo der Eingangsstrom I1 eine trapezförmige Stromwellenform hat, wie in 6 gezeigt.
(3.2) Zweite Variation der ersten Ausführungsform
Eine Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 8 beschrieben.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation ähnelt der Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation, mit der Ausnahme, dass Arten von Festkörper-Lichtquellen 2 der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 von denen der Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Variation verschieden sind. Genauer gesagt, ist in der Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation die Lichtquellengruppe 21, die Licht während mindestens des ersten Zeitraums aussendet, als eine erste Lichtquellengruppe definiert, und die Lichtquellengruppe 23, die Licht nur während des zweiten Zeitraums aussendet, ist als eine zweite Lichtquellengruppe definiert, und Festkörper-Lichtquellen 2, die zu der ersten Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 21) gruppiert sind, senden Licht mit einer niedrigeren Farbtemperatur aus als Licht, das durch die Festkörper-Lichtquellen 2 ausgesendet wird, die zu der zweiten Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 23) gruppiert sind. Oder anders ausgedrückt: Festkörper-Lichtquellen 2, die zu der ersten Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 21) gruppiert sind, senden Licht einer ersten Farbtemperatur aus, und Festkörper-Lichtquellen 2, die zu der zweiten Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 23) gruppiert sind, senden Licht einer zweiten Farbtemperatur aus, und die erste Farbtemperatur ist niedriger als die zweite Farbtemperatur. In der vorliegenden Ausführungsform senden Festkörper-Lichtquellen 2, die zu der ersten Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 21) gruppiert sind, Licht einer Farbtemperatur aus, die niedriger ist als eine Farbtemperatur von Licht, das durch die Festkörper-Lichtquellen 2 ausgesendet wird, die zu der Lichtquellengruppe 22 gruppiert sind, und noch niedriger ist als eine Farbtemperatur von Licht, das durch die Festkörper-Lichtquellen 2 ausgesendet wird, die zu den Lichtquellengruppen 22 und 23 gruppiert sind.
Ein Stromsteuerungskreis 13 der Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation ändert den Eingangsstrom I1 so, dass er dem Augenblickswert der Wechselspannung V1 proportional ist, wenn der Dimm-Pegel sein Maximum hat, ähnlich dem Fall der ersten Variation.
Andererseits stellt der Stromsteuerungskreis 13 der Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation im Fall des Dimmens der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 den Einstellwert des Eingangsstroms I1 ungeachtet der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 während eines Zeitraums des Veranlassens eines Stromflusses nur durch die erste Lichtquellengruppe (eines Zeitraums im zweiten Modus) ein. Außerdem stellt der Stromsteuerungskreis 13 den Einstellwert des Eingangsstroms I1 so ein, dass er der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 während eines Zeitraums des Veranlassens eines Stromflusses durch die ersten und zweiten Lichtquellengruppen (der Zeiträume im dritten Modus und im vierten Modus) proportional ist.
8 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation. 8 veranschaulicht Wellenformdiagramme der Wechselspannung V1, des Eingangsstroms I1, des Stroms I21, des Stroms I22 und des Stroms I23 in dieser Reihenfolge von oben in 8. Auf der linken Seite von 8 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel sein Maximum hat (100%). In der Mitte von 8 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel bei 50% liegt. Auf der rechten Seite von 8 sind Wellenformdiagramme gezeigt, wo der Dimm-Pegel an einer Untergrenze liegt.
Da die Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation den Wert des Eingangsstroms II auf einen Wert steuert, der der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung V2 im dritten Modus und im vierten Modus, wo der Spannungswert der Wechselspannung VI nahe einer Spitze liegt, proportional ist, kann der Wert des Eingangsstroms I1 in dem Maße zunehmend reduziert werden, wie der Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird. Das heißt, wenn der Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird, steuert die Beleuchtungsvorrichtung 1 so, dass die Ströme I22 und I23, die durch die Festkörper-Lichtquellen 2 fließen, die zu der Lichtquellengruppen 22 und 23 gruppiert sind, zunehmend reduziert werden.
Darüber hinaus wird – da die Beleuchtungsvorrichtung 1 der zweiten Variation den Wert des Eingangsstroms I1 auf einen Wert steuert, der dem Augenblickswert der Wechselspannung V1 im ersten Modus und im zweiten Modus proportional ist – der Wert des Stroms ungeachtet des Dimm-Pegels auf den gleichen Wert gesteuert. Das heißt, die Beleuchtungsvorrichtung 1 steuert Strom I21, der durch die Festkörper-Lichtquellen 2 fließt, die zu der Lichtquellengruppe 21 gruppiert sind, ungeachtet des Dimm-Pegels auf den gleichen Wert.
Somit wird in dem Maße, wie der Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird, eine Differenz zwischen Strom durch die Lichtquellengruppen 22 und 23 und Strom durch die Lichtquellengruppe 21 zunehmend vergrößert. Das heißt, in dem Maße, wie der Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird, wird ein Verhältnis von Strom durch die erste Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 21), die Licht mit einer niedrigen Farbtemperatur aussendet, mit Bezug auf Strom durch die zweite Lichtquellengruppe (Lichtquellengruppe 23), die Licht mit einer hohen Farbtemperatur aussendet, vergrößert. Darum wird in dem Maße, wie der Dimm-Pegel zunehmend reduziert wird, ein Verhältnis der Menge an Licht der niedrigen Farbtemperatur, das durch die erste Lichtquellengruppe ausgesendet wird, mit Bezug auf die Gesamtmenge an Licht, das durch alle Gruppen ausgesendet wird, zunehmend vergrößert. Es ist entsprechend möglich, eine Farbtemperatur einer Lichtemissionsfarbe so zu steuern, dass sie zunehmend verringert wird.
(3.3) Andere Variationen der ersten Ausführungsform
In der vorliegenden Ausführungsform enthält jede der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2, kann aber statt dessen auch eine einzige Festkörper-Lichtquelle 2 enthalten.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 zu den drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 gruppiert (das heißt, jede der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen 2 gehört zu einer der drei Lichtquellengruppen 21, 22 und 23), aber die Anzahl der Lichtquellengruppen kann auch zwei, vier oder mehr sein. Wenn die Anzahl der Lichtquellengruppen vier oder mehr ist, so ist es möglich, einen Kondensator mit einer kleineren elektrostatischen Kapazität als den Kondensator zu verwenden, der zu jeder Lichtquellengruppe parallel geschaltet ist, und darum kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 einen Stromkreisverlust weiter reduzieren.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jede Festkörper-Lichtquelle 2 ein SMD-Typ einer Leuchtdiode, kann aber auch ein COB(Chip an Board)-Typ einer Leuchtdiode sein. Jede Festkörper-Lichtquelle 2 ist eine Leuchtdiode, aber ist nicht darauf beschränkt. Jede Festkörper-Lichtquelle 2 kann ein Halbleiterlaser, ein organisches elektrolumineszentes Element oder dergleichen sein.
In der vorliegenden Ausführungsform detektiert der Durchschnittswertkreis 142 den Durchschnittswert der Wechselspannung V1 anhand der pulsierenden Spannung V2, nachdem der Gleichrichterkreis 11 eine Vollwellengleichrichtung für die Wechselspannung V1 ausgeführt hat, kann aber den Durchschnittswert der Wechselspannung V1 auch an jedem Detektionspunkt detektieren, wo eine Spannung, die dem Durchschnittswert der Wechselspannung V1 proportional ist, generiert wird.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Leuchte der vorliegenden Ausführungsform im Detail beschrieben.
9A ist eine perspektivische Ansicht einer Leuchte 5A der vorliegenden Ausführungsform.
Diese Leuchte 5A enthält die in der ersten Ausführungsform beschriebene Beleuchtungsvorrichtung 1 und einen Hauptkörper 50A zum Aufnehmen der Beleuchtungsvorrichtung 1.
Die Leuchte 5A ist als eine Abwärtsleuchte konfiguriert, die in eine Zimmerdecke eingebettet werden und dort angeordnet werden soll. Die Leuchte 5A enthält den Hauptkörper 50A zum Aufnehmen der Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 und die Beleuchtungsvorrichtung 1; und einen Reflektor 61. Der Hauptkörper 50A ist auf seiner Oberseite mit Wärmeabstrahlungsrippen 62 versehen. Von dem Hauptkörper 50A führt ein Stromversorgungskabel 63 hinaus. Das Stromversorgungskabel 63 verbindet die in dem Hauptkörper 50A aufgenommene Beleuchtungsvorrichtung 1 mit der Wechselstromversorgung 4.
(Variationen der zweiten Ausführungsform)
Die Leuchte, welche die in der ersten Ausführungsform beschriebene Beleuchtungsvorrichtung 1 enthält, ist nicht auf die Konfiguration als Abwärtsleuchte beschränkt, sondern kann auch als Strahler oder ein anderer Aspekt konfiguriert werden.
Die 9B und 9C veranschaulichen jeweils Leuchten 5B (erste Variation) und 5C (zweite Variation), die jeweils als ein Strahler konfiguriert sind, der an einem Kabelkanal 7 anzubringen ist.
Wie in 9B gezeigt, enthält die Leuchte 5B der ersten Variation einen Hauptkörper 50B, einen Reflektor 64, einen Verbinder 65 und einen Arm 66. In dem Hauptkörper 50B befinden sich die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 und die Beleuchtungsvorrichtung 1. Der Verbinder 65 ist an dem Kabelkanal 7 angebracht. Der Arm 66 koppelt den Verbinder 65 mit dem Hauptkörper 50B. Die in dem Hauptkörper 50B untergebrachte Beleuchtungsvorrichtung 1 ist mittels eines Stromversorgungskabels 67 mit dem Verbinder 65 verbunden.
Wie in 9C gezeigt, enthält die Leuchte 5C der zweiten Variation einen Hauptkörper 50C, einen Kasten 68, einen Kopplungsteil 70 und ein Stromversorgungskabel 71. In dem Hauptkörper 50C befinden sich die Lichtquellengruppen 21, 22 und 23. In dem Kasten 68 befindet sich die Beleuchtungsvorrichtung 1. Der Kopplungsteil 70 koppelt den Hauptkörper 50C mit dem Kasten 68. Das Stromversorgungskabel 71 verbindet die in dem Hauptkörper 50C aufgenommenen Lichtquellengruppen 21, 22 und 23 mit der in dem Kasten 68 aufgenommenen Beleuchtungsvorrichtung 1. Der Kasten 68 ist auf seiner Oberseite mit einem Verbinder 69 versehen, der abnehmbar elektrisch und mechanisch an dem Kabelkanal 7 anzubringen ist.
Die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Konfiguration (einschließlich der ersten Variation und der zweiten Variation) kann zweckmäßig in Kombination mit der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Konfiguration (einschließlich der Variationen) angewendet werden.
Wie aus den oben erwähnten Ausführungsformen zu ersehen ist, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung (1) eines ersten Aspekts einen Gleichrichterkreis (11), einen Ansteuerungskreis (12) und einen Stromsteuerungskreis (13). Der Gleichrichterkreis (11) hat eine Paar Ausgangsanschlüsse (113, 114), die mit einem Lastkreis (20) zu verbinden sind, der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) enthält. Die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) sind in Reihe geschaltet. Der Gleichrichterkreis (11) ist dafür konfiguriert, eine Wechselspannung (V1) so gleichzurichten, dass eine pulsierende Spannung (V2) zwischen den Ausgangsanschlüssen (113, 114) generiert wird. Der Ansteuerungskreis (12) ist dafür konfiguriert, eine Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) so zu andern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung (V2) einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum enthält. Der erste Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem ein Teil der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) kein Licht aussenden. Der zweite Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussenden. Der Stromsteuerungskreis (13) ist dafür konfiguriert, in mindestens dem zweiten Zeitraum einen Wert von Strom (I1), der durch den Lastkreis fließt, (20) gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) zu steuern.
Da der Stromsteuerungskreis (13) einen Wert eines durch den Lastkreis (20) fließenden Laststroms (I1) gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) steuert, kann gemäß der Beleuchtungsvorrichtung (1) des ersten Aspekts verhindert werden, dass der Wert des Laststroms (I1) sich ändert, weshalb eine Welligkeit in der Lichtausgabe vermieden werden kann. Somit brauchen die Kondensatoren (C1, C2 und C3), die zu den Lichtquellengruppen (21, 22 und 23) parallel geschaltet sind, keine relativ großen elektrostatischen Kapazitäten zu haben, um die Welligkeit in der Lichtausgabe zu unterdrücken, weshalb einer Zunahme eines Stromkreisverlustes vermieden werden kann.
Zum Beispiel wird in dem Fall, wo der Dimm-Pegel bei 50% liegt, ein Spitzenwert des Stroms (I1) durch den Lastkreis (20) auf die Hälfte eines herkömmlichen Wertes reduziert. Dementsprechend wird eine Welligkeit in dem Strom (I1) ebenfalls auf die Hälfte einer herkömmlichen reduziert, und die Welligkeit in der Lichtausgabe kann vermieden werden.
Darüber hinaus kann die Beleuchtungsvorrichtung (1) der oben besprochenen Ausführungsform die Lichtausgabe der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) so ändern, dass sie proportional einem Quadrat eines Leitungswinkels der Wechselspannung (V1) ist, anstatt so, dass sie proportional dem Leitungswinkel ist. Das heißt, da die Beleuchtungsvorrichtung (1) die Lichtausgabe der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) so ändern kann, dass sie proportional einem Quadrat eines Betriebsbetrages für einen Betriebsteil eines Dimmers (3) ist, anstatt so, dass sie proportional dem Betriebsbetrag ist, kann ein Dimmen ohne den Eindruck unnatürlicher Lichtsprünge erreicht werden.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines zweiten Aspekts ist der Ansteuerungskreis (12) in dem ersten Aspekt dafür konfiguriert, die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einem Anstieg des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) zu erhöhen und die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einer Verringerung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) zu verringern.
Gemäß dem zweiten Aspekt wird kein Stromkreis zum Umwandeln der Wechselspannung (V1) in eine Gleichspannung benötigt, da die Beleuchtungsvorrichtung (1) die pulsierende Spannung (V2), die durch Gleichrichten der Wechselspannung (V1) erhalten wird, in den Lastkreis (20) einspeist, um die Festkörper-Lichtquellen (2) zu veranlassen, Licht auszusenden.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines dritten Aspekts sind die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) in dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt in zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) gruppiert. Der Ansteuerungskreis (12) ist dafür konfiguriert, eine Anzahl der zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) so zu ändern, dass die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, geändert wird.
Da der Ansteuerungskreis (12) die Anzahl von Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) erhöht oder verringert, kann gemäß dem dritten Aspekt die Anzahl von Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, geändert werden.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines vierten Aspekts enthält der Ansteuerungskreis (12) in dem dritten Aspekt zwei oder mehr gleichrichtende Elemente (D1, D2, D3), die jeweils den zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) entsprechen. Jedes der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) ist zwischen einem niedrigpotenzialseitigen Ende einer entsprechenden Lichtquellengruppe der zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) und einem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss (114) der Ausgangsanschlüsse (113, 114) verbunden. Der Ansteuerungskreis (12) ist dafür konfiguriert, die Anzahl von Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, zu ändern, wenn jedes der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) in Durchlassrichtung vorgespannt wird.
Gemäß dem vierten Aspekt wird kein Steuerungskreis oder dergleichen benötigt, da die Anzahl von Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, geändert wird, wenn jedes der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) in Durchlassrichtung vorgespannt wird.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines fünften Aspekts enthält der Stromsteuerungskreis (13) in dem vierten Aspekt zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153), die jeweils den zwei oder mehr gleichrichtenden Elementen (D1, D2, D3) entsprechen. Jeder der zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153) ist zwischen einem entsprechenden gleichrichtenden Element der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) und dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss (114) der Ausgangsanschlüsse (113, 114) verbunden. Jeder der zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153) ist dafür konfiguriert, den Wert des Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, gemäß der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) zu steuern.
Gemäß dem fünften Aspekt können die Konstantstromkreise (151, 152, 153) den Wert des Stroms (I1), der durch eine oder mehrere Lichtquellengruppen, die Licht aussenden, fließt, der zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) steuern.
Eine Beleuchtungsvorrichtung (1) eines sechsten Aspekts enthält in einem der dritten bis fünften Aspekte des Weiteren zwei oder mehr Kondensatoren (C1, C2, C3), die jeweils mit den zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) parallel geschaltet sind.
Gemäß dem sechsten Aspekt können die Kondensatoren (C1, C2, C3), die jeweils mit den zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) parallel geschaltet sind, die Welligkeit in der Lichtausgabe noch weiter reduzieren.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines siebenten Aspekts enthalten die zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) in einem der dritten bis sechsten Aspekte eine erste Lichtquellengruppe (21) und eine zweite Lichtquellengruppe (23). Die erste Lichtquellengruppe (21) sendet Licht während mindestens des ersten Zeitraums aus. Die zweite Lichtquellengruppe (23) sendet Licht nur während des zweiten Zeitraums aus. Eine Festkörper-Lichtquelle (2), die zu der ersten Lichtquellengruppe (21) der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) gruppiert ist, sendet Licht einer ersten Farbtemperatur aus. Eine Festkörper-Lichtquelle (2), die zu der zweiten Lichtquellengruppe (23) der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) gruppiert ist, sendet Licht einer zweiten Farbtemperatur aus. Die erste Farbtemperatur ist niedriger als die zweite Farbtemperatur.
Gemäß dem siebenten Aspekt wird in dem Fall, wo der Strom (I1) durch den Lastkreis (20) für den zweiten Zeitraum unterdrückt wird, wenn der Dimm-Pegel reduziert wird, eine Differenz zwischen dem Strom (I1) durch den Lastkreis (20) für den ersten Zeitraum und dem Strom (I1) durch den Lastkreis (20) für den zweiten Zeitraum reduziert. Ein Verhältnis der Menge an Licht, das durch die erste Lichtquellengruppe (21) ausgesendet wird, wird daher mit Bezug auf die Gesamtmenge des Lichts, das durch alle Gruppen ausgesendet wird, erhöht. Die Beleuchtungsvorrichtung (1) kann entsprechend die Farbtemperatur einer Lichtemissionsfarbe so steuern, dass sie zunehmend reduziert wird.
Eine Beleuchtungsvorrichtung (1) eines achten Aspekts enthält in einem der ersten bis siebenten Aspekte des Weiteren einen Nebenschlusskreis (16). Der Nebenschlusskreis (16) enthält einen Widerstand (R10) und einen Schalter (Q10), wobei der Widerstand (R10) und der Schalter (Q10) in Reihe geschaltet sind. Der Nebenschlusskreis (16) ist zwischen den Ausgangsanschlüssen (113, 114) verbunden. Der Schalter (Q10) ist über einen Zeitraum, in dem der Strom (11) nicht durch den Lastkreis (20) fließt, EIN.
Gemäß dem achten Aspekt fließt in dem Fall, wo die Wechselstromversorgung (4) und der Dimmer (3) direkt zwischen den Eingangsanschlüssen des Gleichrichterkreises (11) verbunden sind, wenn der Schalter (Q10) des Nebenschlusskreises (16) über den Zeitraum, in dem der Strom (11) nicht durch den Lastkreis (20) fließt, EIN ist, Strom durch den Dimmer (3), und dementsprechend kann der Dimmer (3) Strom erhalten, der für den Betrieb benötigt wird.
Bezüglich einer Beleuchtungsvorrichtung (1) eines neunten Aspekts enthält der Stromsteuerungskreis (13) in einem der ersten bis achten Aspekte einen Begrenzerkreis (143). Der Begrenzerkreis (143) ist dafür konfiguriert, wenn die durchschnittliche Spannung der pulsierenden Spannung (V2) mindestens so hoch ist wie eine Schwelle, den Wert des Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, auf einen vorgeschriebenen Wert zu begrenzen.
Da die Beleuchtungsvorrichtung (1) den Begrenzerkreis (143) enthält, kann gemäß dem neunten Aspekt der Wert des Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, auf den vorgeschriebenen Wert begrenzt werden.
Eine Leuchte (5A, 5B, 5C) eines zehnten Aspekts enthält die Beleuchtungsvorrichtung (1) eines der ersten bis neunten Aspekte und einen Hauptkörper (50A, 50B, 50C) zum Halten der Beleuchtungsvorrichtung (1).
Da die Leuchte (5A, 5B, 5C) die Beleuchtungsvorrichtung (1) eines der ersten bis neunten Aspekte enthält, ist es gemäß dem zehnten Aspekt möglich, die Welligkeit in der Lichtausgabe im Vergleich zu dem in den Patentliteratur 1 beschriebenen Beispiel des Standes der Technik stärker zu reduzieren.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
2: Festkörper-Lichtquelle
5A, 5B, 5C: euchte
11: Gleichrichterkreis
12: Ansteuerungskreis
13: Stromsteuerungskreis
16: Nebenschlusskreis
20: Lastkreis
21, 22: Lichtquellengruppe (erste Lichtquellengruppe)
23: Lichtquellengruppe (zweite Lichtquellengruppe)
50A, 50B, 50C: auptkörper
113, 114: Ausgangsanschluss
143: Begrenzerkreis
C1, C2, C3: ondensator
D1, D2, D3: iode (gleichrichtendes Element)
I1, I21, I22, I23: trom
R10: Widerstand (Widerstand des Nebenschlusskreises)
V1: Wechselspannung
V2: Pulsierende Spannung
T2, T3, T5, T6: Zeitraum (erster Zeitraum)
T4: Zeitraum (zweiter Zeitraum)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-147933 A [0002]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1), die Folgendes umfasst: einen Gleichrichterkreis (11), der ein Paar Ausgangsanschlüsse (113, 114) aufweist, die mit einem Lastkreis (20) zu verbinden sind, der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) enthält, wobei die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) in Reihe geschaltet sind, wobei der Gleichrichterkreis (11) dafür konfiguriert ist, eine Wechselspannung (V1) so gleichzurichten, dass eine pulsierende Spannung (V2) zwischen den Ausgangsanschlüssen (113, 114) generiert wird; einen Ansteuerungskreis (12), der dafür konfiguriert ist, eine Anzahl der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einer Änderung eines Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) so zu ändern, dass ein Zeitraum der pulsierenden Spannung (V2) einen ersten Zeitraum enthält, in dem ein Teil der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussendet und andere der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen kein Licht aussenden, und einen zweiten Zeitraum enthält, in dem alle der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) Licht aussenden; und einen Stromsteuerungskreis (13), der dafür konfiguriert ist, in mindestens dem zweiten Zeitraum einen Wert eines Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, gemäß einer durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) zu steuern.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Ansteuerungskreis (12) dafür konfiguriert ist, die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einem Anstieg des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) zu erhöhen und die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, gemäß einer Verringerung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) zu verringern.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) in zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) gruppiert sind; und der Ansteuerungskreis (12) dafür konfiguriert ist, eine Anzahl der zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) so zu ändern, dass die Anzahl der Festkörper-Lichtquellen (2), die Licht aussenden, geändert wird.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei: der Ansteuerungskreis (12) zwei oder mehr gleichrichtende Elemente (D1, D2, D3) umfasst, die jeweils den zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) entsprechen; jedes der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) zwischen einem niedrigpotenzialseitigen Ende einer entsprechenden Lichtquellengruppe der zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) und einem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss (114) der Ausgangsanschlüsse (113, 114) verbunden ist; und der Ansteuerungskreis (12) dafür konfiguriert ist, wenn jedes der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) in Durchlassrichtung gemäß der Änderung des Spannungswertes der pulsierenden Spannung (V2) vorgespannt wird, die Anzahl von Lichtquellengruppen (21, 22, 23), die Licht aussenden, zu ändern.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei: der Stromsteuerungskreis (13) zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153) umfasst, die jeweils den zwei oder mehr gleichrichtenden Elementen (D1, D2, D3) entsprechen; jeder der zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153) zwischen einem entsprechenden gleichrichtenden Element der zwei oder mehr gleichrichtenden Elemente (D1, D2, D3) und dem niedrigpotenzialseitigen Ausgangsanschluss (114) der Ausgangsanschlüsse (113, 114) verbunden ist; und jeder der zwei oder mehr Konstantstromkreise (151, 152, 153) dafür konfiguriert ist, den Wert des Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, gemäß der durchschnittlichen Spannung der pulsierenden Spannung (V2) zu steuern.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, die des Weiteren zwei oder mehr Kondensatoren (C1, C2, C3) umfasst, die jeweils mit den zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) parallel geschaltet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei: die zwei oder mehr Lichtquellengruppen (21, 22, 23) eine erste Lichtquellengruppe (21) enthalten, die während mindestens des ersten Zeitraums Licht aussendet, und eine zweite Lichtquellengruppe (23) enthalten, die nur während des zweiten Zeitraums Licht aussendet; eine Festkörper-Lichtquelle (2), die zu der ersten Lichtquellengruppe (21) der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) gruppiert ist, Licht einer ersten Farbtemperatur aussendet; einen Festkörper-Lichtquelle (2), die zu der zweiten Lichtquellengruppe (23) der zwei oder mehr Festkörper-Lichtquellen (2) gruppiert ist, Licht einer zweiten Farbtemperatur aussendet; und die erste Farbtemperatur niedriger ist als die zweite Farbtemperatur.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die des Weiteren einen Nebenschlusskreis (16) umfasst, der einen Widerstand (R10) und einen Schalter (Q10) enthält, wobei der Widerstand (R10) und der Schalter (Q10) in Reihe geschaltet sind, wobei: der Nebenschlusskreis (16) zwischen den Ausgangsanschlüssen (113, 114) verbunden ist; und der Schalter (Q10) über einen Zeitraum, in dem der Strom (I1) nicht durch den Lastkreis (20) fließt, EIN ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Stromsteuerungskreis (13) einen Begrenzerkreis (143) umfasst; und der Begrenzerkreis (143) dafür konfiguriert ist, wenn die durchschnittliche Spannung der pulsierenden Spannung (V2) mindestens so hoch ist wie einen Schwelle, den Wert des Stroms (I1), der durch den Lastkreis (20) fließt, auf einen vorgeschriebenen Wert zu begrenzen.
Leuchte (5A, 5B, 5C), die Folgendes umfasst: die Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und einen Hauptkörper (50A, 50B, 50C) zum Halten der Beleuchtungsvorrichtung (1).