DE112013005846T5

DE112013005846T5 - Ansteuerschaltung, Beleuchtungsquelle und Beleuchtungsbaugruppe

Info

Publication number: DE112013005846T5
Application number: DE112013005846.4T
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corporation Takahashi Akira; Kazuhiko Itoh
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US20160286617A1; JP5558647B1; JPWO2014087581A1; US9622312B2; WO2014087581A1

Abstract

Eine Ansteuerschaltung (1) gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ansteuerschaltung, die bewirkt, dass ein LED-Modul (4) Licht emittiert, unter Verwendung eines Dimmsignals, das ein Wechselstromsignal ist, dessen Phase als Reaktion auf einen Dimmpegel gesteuert worden ist, wobei die Ansteuerschaltung (1) eine Steuersignal-Generierungseinheit (8) enthält, die eine Spannung eines gleichgerichteten Dimmsignals integriert, um ein Steuersignal zum Steuern der Luminanz des LED-Moduls (4) zu generieren, wobei die Spannung größer oder gleich einer ersten Spannung und kleiner oder gleich einer zweiten Spannung ist, die niedriger als eine maximale Spannung des Dimmsignals ist.

Description

[Erfindungsgebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung, um zu bewirken, dass ein lichtemittierendes Element Licht emittiert, und eine Beleuchtungsquelle und eine Beleuchtungsbaugruppe, die die Ansteuerschaltung enthalten.
[Allgemeiner Stand der Technik]
In den vergangenen Jahren sind Beleuchtungsvorrichtungen, die lichtemittierende Elemente, wie etwa eine Leuchtdiode (LED) oder ein organisches EL-Element verwenden, als langlebige Beleuchtungsvorrichtungen populär geworden, die einen niedrigen Stromverbrauch besitzen. Während die Kommerzialisierung von Beleuchtungsvorrichtungen als solche an Marktanteil gewinnt, wird auch eine große Anzahl an Produkten vertrieben, die eine Dimmfunktionalität besitzen.
Folglich wird für eine derartige Beleuchtungsvorrichtung, die eine LED enthält, herkömmlicherweise eine Schaltung vorgeschlagen, die der LED unter Verwendung eines Dimmsignals, das von einem Phasensteuerdimmer für eine Glühbirne ausgegeben wird, einen Strom liefert (siehe z. B. Patentliteratur (PTL) 1).
Aus PTL 1 ist das Ziehen eines Stroms von einer Stromversorgungsleitung bekannt, die einen Strom für das Ansteuern der LED liefert, falls ein Strom, der in eine LED-Ansteuerschaltung eingegeben wird, die die LED ansteuert, ein unerwünschter Strom ist. Somit kann die aus PTL 1 bekannte Konfiguration verhindern, dass die LED unnötigerweise eingeschaltet wird, wodurch die Leistungseffizienz erhöht wird.
[Entgegenhaltungsliste]
[Patentliteratur]

PTL 1 Japanisches Patent Nr. 4943402

[Kurze Darstellung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Der oben erwähnte Phasensteuerdimmer variiert den Steuerwinkel des Dimmsignals als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel, um die Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtung zu ändern. Unglücklicherweise ändert sich die Helligkeit der LED abrupt, während der Dimmpegel verändert wird, falls der oben erwähnte Phasensteuerdimmer auf eine Beleuchtungsvorrichtung angewendet wird, die eine LED enthält.
Insbesondere entspricht die Helligkeit, falls eine Glühbirne in der Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, einem Effektivwert der in die Glühbirne eingegebenen Leistung. Somit reagiert die Helligkeit der Glühbirne linear-proportional zum Dimmpegel. Falls im Gegensatz dazu in der Beleuchtungsvorrichtung eine LED verwendet wird, entspricht die Helligkeit einer durch die LED fließenden Strommenge. Die Helligkeit der LED reagiert somit nicht linear-proportional auf den Dimmpegel.
Bei der in dem oben beschriebenen PTL 1 offenbarten herkömmlichen Schaltung, die den Strom von der Stromversorgungsleitung zieht, wird, obwohl verhindert wird, dass die LED unnötigerweise eingeschaltet wird, das Problem nicht gemildert, dass sich die Helligkeit der LED als Reaktion auf einen sich ändernden Dimmpegel abrupt ändert.
Somit erfolgt die vorliegende Erfindung angesichts des obigen Problems und besitzt eine erste Aufgabe in der Bereitstellung einer Ansteuerschaltung und dergleichen zum Steuern der abrupten Änderung bei der Helligkeit eines lichtemittierenden Elements als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel.
Eine Beleuchtungsquelle und Beleuchtungsvorrichtung müssen das von ihnen generierte Rauschen reduzieren, so dass das Rauschen beispielsweise keine Funkstörung an eine andere Einrichtung liefert. Beispielsweise wird in Japan die leitungsgeführte Emission von Beleuchtungsquellen und Beleuchtungsvorrichtungen durch das „Electrical Appliance and Material Safety Law” (als PSE-Gesetz wohlbekannt) geregelt.
Die aus PTL 1 bekannte Konfiguration mildert jedoch möglicherweise nicht das Rauschproblem, während eine Fehlfunktion eines Dimmers verhindert werden kann.
Die vorliegende Erfindung erfolgt somit angesichts der obigen Probleme und besitzt eine zweite Aufgabe in der Bereitstellung einer Ansteuerschaltung und dergleichen, die die Fehlfunktion eines Dimmers und auch Rauschen reduzieren können.
[Lösung des Problems]
Zur Lösung der obigen ersten Aufgabe ist eine Ansteuerschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ansteuerschaltung zum Bewirken, dass ein lichtemittierendes Element Licht emittiert wird, unter Verwendung eines Dimmsignals, das ein Wechselstromsignal ist, dessen Phase als Reaktion auf einen Dimmpegel gesteuert worden ist, wobei die Ansteuerschaltung Folgendes enthält: eine Steuersignal-Generierungseinheit, die konfiguriert ist zum Integrieren einer Spannung eines durch Gleichrichten des Dimmsignals erhaltenen Signals, zum Generieren eines Steuersignals zum Steuern der Luminanz des lichtemittierenden Elements, wobei die Spannung größer oder gleich einer ersten Spannung und kleiner oder gleich einer zweiten Spannung ist, die niedriger als eine maximale Spannung des Dimmsignals ist.
Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung weiterhin Folgendes enthalten: eine erste Gleichrichterschaltung, die das Dimmsignal gleichrichtet, wobei die Steuersignal-Generierungseinheit Folgendes enthält: einen ersten Widerstand, einen zweiten Widerstand und einen dritten Widerstand, in Reihe zwischen Ausgangsanschlüsse der ersten Gleichrichterschaltung geschaltet; einen ersten Kondensator, parallel zum dritten Widerstand geschaltet; und eine erste Zener-Diode, parallel zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand geschaltet und in Reihe zum ersten Widerstand geschaltet, und die Steuersignal-Generierungseinheit konfiguriert ist zum Ausgeben, als das Steuersignal, einer Spannung entsprechend einer im ersten Kondensator gespeicherten Spannung.
Beispielsweise kann die Steuersignal-Generierungseinheit weiterhin in Reihe zum ersten Widerstand, zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand geschaltet sein und eine Konstantspannungsschaltung enthalten, die in Reihe zur ersten Zener-Diode geschaltet ist, wobei die Konstantspannungsschaltung an eine Hochspannungsseite der ersten Zener-Diode angeschlossen sein kann.
Beispielsweise kann die Konstantspannungsschaltung eine zweite Zener-Diode sein.
Beispielsweise kann die Steuersignal-Generierungseinheit weiterhin eine Spannungsteilerschaltung enthalten, die die durch die erste Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Spannung teilt, und die Konstantspannungsschaltung kann ein Schaltelement enthalten, das in Abhängigkeit von einer Spannung, die durch die Spannungsteilerschaltung erhalten wird, die die durch die erste Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Spannung teilt, das in Reihe zum ersten Widerstand, zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand geschaltete Schaltelement ein- oder ausschaltet.
Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung weiterhin eine erste Emissionssteuerschaltung enthalten, die eine Spannung, die durch das durch die Steuersignal-Generierungseinheit generierte Steuersignal angezeigt wird, in einen Strom umwandelt und das lichtemittierende Element mit dem Strom versorgt, um zu bewirken, dass das lichtemittierende Element Licht emittiert.
Beispielsweise kann, um auch die obige zweite Aufgabe zu erzielen, die Ansteuerschaltung weiterhin Folgendes enthalten: einen zweiten Kondensator, der zwischen Ausgangsenden einer zweiten Gleichrichterschaltung geschaltet ist, die das Dimmsignal gleichrichtet; einen vierten Widerstand, parallel zum zweiten Kondensator geschaltet; und eine Bypass-Schaltung, parallel zum vierten Widerstand geschaltet, wobei die Bypass-Schaltung einen fünften Widerstand und einen Schalter, die in Reihe geschaltet worden sind, enthält, der Schalter einschalten kann, falls eine Spannung zwischen den Ausgangsenden der zweiten Gleichrichterschaltung kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung ist, und der zweite Kondensator, der vierte Widerstand beziehungsweise der fünfte Widerstand eine Kapazität beziehungsweise Widerstandswert besitzen können, die den folgenden Beziehungen genügen, vorausgesetzt, dass t1 = C × R1 × (1nV0 – 1nVth) und t2 = C × R2 × (1nVth): C > 0,047 μF; und t1 + t2 < 1/(3,3 × fs), wobei C die Kapazität des zweiten Kondensators darstellt, R1 den Widerstandswert des vierten Widerstands darstellt, R2 den Widerstandswert des fünften Widerstands darstellt, Vth die vorbestimmte Schwellwertspannung darstellt, V0 die Amplitude des Wechselstromsignals darstellt und fs eine Frequenz des Wechselstromsignals darstellt.
Beispielsweise kann der fünfte Widerstand ein Ende besitzen, das mit einem Ende des vierten Widerstands verbunden ist, und das andere Ende ist über den Schalter mit dem anderen Ende des vierten Widerstands verbunden.
Beispielsweise kann der Schalter über einen Phasenwinkelbereich des Wechselstromsignals aus sein, wobei der Phasenwinkelbereich größer ist als ein Phasenwinkel, bei dem die Spannung des Wechselstromsignals auf null gebracht wird, und kleiner oder gleich einem Phasenwinkel, bei dem das Dimmsignal ansteigt.
Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung weiterhin eine zweite Emissionssteuerschaltung enthalten, die das Dimmsignal in einen Strom umwandelt und das lichtemittierende Element mit dem Strom versorgt, um zu bewirken, dass das lichtemittierende Element Licht emittiert.
Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung nicht nur in der Ansteuerschaltung implementiert werden, sondern auch in einer Beleuchtungsquelle, die die oben beschriebene Ansteuerschaltung enthält, oder in einer Beleuchtungsbaugruppe, die die Beleuchtungsquelle enthält.
Beispielsweise ist zum Lösen der obigen zweiten Aufgabe eine Ansteuerschaltung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ansteuerschaltung, die Folgendes enthält: einen zweiten Kondensator, der zwischen Ausgangsenden einer zweiten Gleichrichterschaltung geschaltet ist, die das Dimmsignal gleichrichtet; einen vierten Widerstand, parallel zum zweiten Kondensator geschaltet; und eine Bypass-Schaltung, parallel zum vierten Widerstand geschaltet, wobei die Bypass-Schaltung einen fünften Widerstand und einen Schalter, die in Reihe geschaltet sind, enthält, der Schalter einschaltet, falls eine Spannung zwischen den Ausgangsenden der zweiten Gleichrichterschaltung kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung ist, und der zweite Kondensator, der vierte Widerstand beziehungsweise der fünfte Widerstand eine Kapazität und einen Widerstandswert und Widerstandswert besitzen, die den folgenden Beziehungen genügen, vorausgesetzt, dass t1 = C × R1 × (1nV0 – 1nVth) und t2 = C × R2 × (1nVth): C > 0,047 μF; und t1 + t2 < 1/(3,3 × fs), wobei C die Kapazität des zweiten Kondensators darstellt, R1 den Widerstandswert des vierten Widerstands darstellt, R2 den Widerstandswert des fünften Widerstands darstellt, Vth die vorbestimmte Schwellwertspannung darstellt, V0 die Amplitude des Wechselstromsignals darstellt und fs eine Frequenz des Wechselstromsignals darstellt.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine abrupte Änderung bei der Helligkeit des lichtemittierenden Elements als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel gesteuert werden.
Zudem können gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung Rauschen und die Fehlfunktion des Dimmers reduziert werden.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ansteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform 1.
2 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Wellenform eines Dimmsignals zeigt.
3 ist ein Schaltplan, der eine detaillierte Konfiguration der Ansteuerschaltung zeigt.
4 ist eine grafische Darstellung zum Veranschaulichen einer Spannung eines durch eine Steuersignal-Generierungseinheit generierten Steuersignals.
5A ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration einer Steuersignal-Generierungseinheit gemäß einem Vergleichsbeispiel der Ausführungsform 1 zeigt.
5B ist eine grafische Darstellung zum Veranschaulichen einer Spannung eines durch die Steuersignal-Generierungseinheit generierten Steuersignals gemäß dem Vergleichsbeispiel der Ausführungsform 1.
6 ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis der Simulation des Steuersignals über einem Steuerwinkel des Dimmsignals zeigt.
7 ist eine grafische Darstellung, die eine Steuerspannung entsprechend einem Dimmphasenwinkel zeigt.
8 ist eine grafische Darstellung, die ein Helligkeitsverhältnis eines LED-Moduls entsprechend dem Dimmphasenwinkel zeigt.
9 ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration einer Steuersignal-Generierungseinheit zeigt, die in einer Ansteuerschaltung enthalten ist, gemäß einer Variation der Ausführungsform 1.
10 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ansteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform 2.
11 ist ein Schaltplan, der eine detaillierte Konfiguration der Ansteuerschaltung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
12 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Wellenform eines durch einen Dimmer generierten Dimmsignals zeigt.
13A ist eine grafische Darstellung, die ein gleichgerichtetes Dimmsignal zeigt.
13B ist eine grafische Darstellung, die eine Spannung eines Kondensators zeigt, wenn die interne Ladung beim Nulldurchgang nicht null beträgt.
13C ist eine grafische Darstellung, die eine Spannung eines Kondensators zeigt, wenn die interne Ladung beim Nulldurchgang null beträgt.
14 zeigt grafische Darstellungen zum Veranschaulichen des Betriebs einer Ansteuerschaltung gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 der Ausführungsform 2.
15 ist eine grafische Darstellung, die Rauschen zeigt, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung und ein Dimmer gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 der Ausführungsform 2 miteinander verbunden sind.
16 zeigt grafische Darstellungen zum Veranschaulichen des Betriebs einer Ansteuerschaltung gemäß einem Vergleichsbeispiel 2 der Ausführungsform 2.
17 zeigt grafische Darstellungen zum Veranschaulichen des Betriebs der Ansteuerschaltung gemäß der Ausführungsform 2.
18 ist eine grafische Darstellung, die Rauschen zeigt, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung und ein Dimmer gemäß der Ausführungsform 2 miteinander verbunden sind.
19 ist ein Überblick einer Beleuchtungsquelle gemäß einer Ausführungsform 3.
20 ist eine Querschnittsansicht der Beleuchtungsquelle entlang einer Ebene, die durch eine Mittelachse A-A' in 19 verläuft.
21 ist eine schematische Schnittansicht einer Beleuchtungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform 4.
[Beschreibung von Ausführungsformen]
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Ansteuerschaltung, einer Beleuchtungsquelle und einer Beleuchtungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen und Variationen davon, die unten beschrieben sind, sind jeweils lediglich eine Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. Werte, Formen, Materialien, Komponenten und Anordnung und Verbindung zwischen den Komponenten, die in den folgenden Ausführungsformen und Variationen gezeigt sind, sind lediglich veranschaulichend und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Deshalb werden unter den Komponenten der Ausführungsformen und Variationen unten in einem beliebigen der unabhängigen Ansprüche nicht aufgeführte Komponenten als willkürliche Komponenten beschrieben.
(Ausführungsform 1)
Zuerst wird eine Ansteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben
1 ist ein schematisches Blockdiagramm der Ansteuerschaltung gemäß der vorliegenden Ausfürungsform. Es sei angemerkt, dass 1 zusätzlich eine Wechselstromquelle 2 zeigt, die eine Ansteuerschaltung 1 mit einem Wechselstromsignal versorgt, einen Dimmer 3, der ein Dimmsignal entsprechend einem Dimmpegel generiert, und ein lichtemittierendes Element (hier ein LED-Modul 4), das durch die Ansteuerschaltung 1 eingeschaltet wird.
Die Ansteuerschaltung 1 schaltet das lichtemittierende Element (hier das LED-Modul 4) mit einer Helligkeit (im Folgenden auch als Luminanz bezeichnet) ein, die dem vom Dimmer 3 eingegebenen Dimmsignal entspricht. Die Ansteuerschaltung 1 enthält eine Diodenbrücke 5, eine Rückflussverhinderungsdiode 6, eine Dimmsteuerschaltung 7 und eine Steuersignal-Generierungseinheit 8.
Die Wechselstromquelle 2 liefert einen Wechselstrom und ist beispielsweise eine Netzversorgung von 100 V.
Der Dimmer 3 ist ein Phasensteuerdimmer, der das durch die Wechselstromquelle 2 gelieferte Wechselstromsignal in ein Dimmsignal umwandelt. Das Dimmsignal ist ein Signal, das eine Wechselspannungswellenform besitzt, von der ein Teil abgeschnitten ist. Der Dimmer 3 steuert die Phase des Wechselstromsignals gemäß dem Dimmpegel, um es in ein Dimmsignal umzuwandeln. Insbesondere wandelt der Dimmer 3 das eingegebene Wechselstromsignal in ein Dimmsignal um, das ein Signal ist, das über einem Phasenwinkelbereich entsprechend dem Dimmpegel eine Nullspannung besitzt.
Beispielsweise generiert der Dimmer 3 ein Dimmsignal, wie in 2 gezeigt. 2 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Wellenform des durch den Dimmer 3 generierten Dimmsignals darstellt.
Wie in der Figur gezeigt, stellt der Dimmer 3 eine Spannung des eingegebenen Wechselstromsignals über dem einem bezeichneten Dimmpegel entsprechenden Phasenwinkelbereich auf 0 V ein, um das Dimmsignal zu generieren. Insbesondere stellt bezogen auf den Phasenwinkel von 0 Grad, der ein Winkel einer Phase ist, wenn eine Wechselspannung 0 V beträgt (auch als Nulldurchgang bezeichnet), der Dimmer 3 die Spannung des Wechselstromsignals über einen Phasenwinkelbereich von dem Phasenwinkel von 0 Grad bis zu einem Phasenwinkel (z. B. 45 Grad) entsprechend dem bezeichneten Dimmpegel auf 0 V ein. Der Dimmer 3 erhöht dann die Spannung des Dimmsignals bei dem dem bezeichneten Dimmpegel entsprechenden Phasenwinkel auf eine Spannung des durch die Wechselstromquelle 2 gelieferten Wechselstromsignals. Ein derartiger Phasenwinkel, bei dem der Dimmer 3 das Dimmsignal erhöht, ist als ein Steuerwinkel bekannt.
Es sei angemerkt, dass das durch den Dimmer 3 generierte Dimmsignal nicht auf ein Signal vom Typ Vorderflanke beschränkt ist, bei dem eine Vorderflanke eines Wechselstromsignals als Funktion des Dimmpegels abgeschnitten wird, wie in 2 gezeigt. Insbesondere kann das Dimmsignal ein phasengesteuertes Dimmsignal sein, beispielsweise ein Signal vom Typ Hinterflanke.
Das LED-Modul 4 ist ein Aspekt des lichtemittierenden Elements und emittiert Licht, das eine dem durch die Ansteuerschaltung 1 gelieferten Strom entsprechende Helligkeit besitzt. Mit anderen Worten leuchtet das LED-Modul 4 mit einer Luminanz, die dem durch die Ansteuerschaltung 1 gelieferten Strom entspricht. Das LED-Modul 4 enthält beispielsweise mehrere LED-Chips, die auf einer Seite der Montageplatine montiert sind. Es sei angemerkt, dass das lichtemittierende Element ein anderes als eine LED sein kann und beispielsweise ein Halbleiterlaser, ein organisches EL-Element oder ein anorganisches EL-Element verwendet werden kann.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 eine detaillierte Konfiguration der in 1 gezeigten Ansteuerschaltung 1 beschrieben. 3 ist ein Schaltplan, der eine detaillierte Konfiguration der Ansteuerschaltung 1 zeigt. Es sei angemerkt, dass 3, wie bei 1, zusätzlich die Wechselstromquelle 2, den Dimmer 3 und das LED-Modul 4 zeigt.
Die Diodenbrücke 5 richtet das vom Dimmer 3 ausgegebene Dimmsignal gleich und gibt das gleichgerichtete Dimmsignal an eine nachfolgende Komponente aus, d. h. die Steuersignal-Generierungseinheit 8. Der Dimmer 3 und die Wechselstromquelle 2 sind zwischen Eingangsanschlüsse der Diodenbrücke 5 geschaltet, und die Steuersignal-Generierungseinheit 8 ist zwischen Ausgangsanschlüsse der Diodenbrücke 5 geschaltet. Es sei angemerkt, dass die in der Ansteuerschaltung 1 enthaltenen Schaltungen (die Diodenbrücke 5, die Diode 6, die Dimmsteuerschaltung 7 und die Steuersignal-Generierungseinheit 8) ein Potenzial an dem Niederspannungs-Ausgangsanschluss der Diodenbrücke 5 als Referenzpotenzial verwenden. Es sei angemerkt, dass die Diodenbrücke ein Aspekt einer ersten Gleichrichterschaltung ist.
Die Rückflussverhinderungsdiode 6 besitzt einen an den Hochspannungs-Ausgangsanschluss der Diodenbrücke 5 und die Steuersignal-Generierungseinheit 8 angeschlossenen Eingangsanschluss und besitzt einen an die Dimmsteuerschaltung 7 angeschlossenen Ausgangsanschluss. Dies verhindert einen Rückfluss des Stroms von der Dimmsteuerschaltung 7, die eine nachfolgende Schaltung ist, die der Diode 6 folgt, zurück zur Steuersignal-Generierungseinheit 8, die eine vorausgehende Schaltung ist, auf die die Diode 6 folgt.
Die Dimmsteuerschaltung 7 wandelt eine durch ein durch die Steuersignal-Generierungseinheit 8 generiertes Steuersignal angezeigte Spannung in einen Strom um und liefert den Strom an das LED-Modul 4, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 4 Licht emittiert. Die Dimmsteuerschaltung 7 enthält eine Rauschfilter- und -glättungsschaltung 10, eine Bestromungsschaltung 20, eine Steuerschaltung 30 und ein Schaltelement 40. Es sei angemerkt, dass die Dimmsteuerschaltung 7 ein Aspekt einer ersten Emissionssteuerschaltung ist.
Die Rauschfilter- und -glättungsschaltung 10 entfernt Rauschen aus dem von der Diode 6 ausgegebenen gleichgerichteten Dimmsignal und glättet das gleichgerichtete Dimmsignal. Die Rauschfilter- und -glättungsschaltung 10 enthält eine Spule 11 und Kondensatoren 12 und 13.
Die Bestromungsschaltung 20 empfängt eine Eingabe einer Gleichspannung, geglättet, gleichgerichtet und von der Rauschfilter- und -glättungsschaltung 10 ausgegeben, und generiert einen Strom zur Lieferung an das LED-Modul 4. Insbesondere enthält die Bestromungsschaltung 20 eine Drosselspule 21 zum Zerhacken einer Eingangssignalspannung, eine Diode 22 zum Regenerieren von in der Drosselspule 21 akkumulierter Energie und einen Glättungskondensator 23. Die Drosselspule 21, die Diode 22 und das LED-Modul 4 sind so geschaltet, dass sie eine Schaltungsschleife bilden. Der Kondensator 23 ist parallel zum LED-Modul 4 geschaltet und glättet eine Ausgangsspannung (und einen Ausgangsstrom) der Bestromungsschaltung 20.
Die Steuerschaltung 30 und das Schaltelement 40 steuern den Strom durch die in der Bestromungsschaltung 20 enthaltene Drosselspule 21 an als Reaktion auf das von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 ausgegebene Steuersignal. Insbesondere schaltet die Steuerschaltung 30 das Schaltelement 40 in Abhängigkeit von einer Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 ausgegebenen Steuersignals ein und aus, wodurch der Stromfluss durch die Drosselspule 21 gestattet und verhindert wird. Beispielsweise generiert die Steuerschaltung 30 ein Impulsfrequenzmodulationssignal (PFM-Signal) mit einer Frequenz gemäß dem Eingangssteuersignal, so dass, je höher die Spannung des eingegebenen Steuersignals ist, umso höher die Frequenz des generierten PFM-Signals ist. Folglich ist, je höher die Frequenz des PFM-Signals ist, umso höher die durch das Schaltelement 40 akkumulierte Energie in der Drosselspule 21.
Je höher somit die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 in die Steuerschaltung 30 eingegebenen Steuersignals ist, umso größer ist der Strom, den die Steuerschaltung 30 und das Schaltelement 40 durch die Drosselspule 21 schicken. Mit anderen Worten: Je höher die Spannung des Steuersignals ist, umso größer ist der Strom, der durch das LED-Modul 4 fließt, wodurch die Luminanz des LED-Moduls 4 erhöht wird. Mit anderen Worten: Je höher die Spannung des Steuersignals ist, umso heller leuchtet das LED-Modul 4 auf.
Es sei angemerkt, dass die Steuerschaltung 30 das Schaltelement 40 durch Generieren eines Impulsbreitenmodulationssignals (PWM-Signal) ein- und ausschalten kann, so dass, je höher die Spannung des eingegebenen Steuersignals ist, umso höher das Tastverhältnis des generierten PWM-Signals ist.
Die Steuersignal-Generierungseinheit 8 extrahiert eine Spannung, die von dem durch die Diodenbrücke 5 gleichgerichteten Dimmsignal stammt und größer oder gleich einer ersten Spannung und kleiner oder gleich einer zweiten Spannung unter einer Höchstspannung des Dimmsignals ist, und integriert die extrahierte Spannung. Die Steuersignal-Generierungseinheit 8 gibt dann die integrierte Spannung als Steuersignal an die Steuerschaltung 30 aus. Insbesondere ist die Steuersignal-Generierungseinheit 8 an ein Hochspannungsausgangsende und ein Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossen und dazwischen angeordnet, enthält eine Zener-Diode 81, einen Widerstand 82, einen Widerstand 83 und einen Widerstand 84, die in der aufgeführten Reihenfolge beginnend ab dem Hochspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 in Reihe geschaltet sind, einen Kondensator 85, der parallel zum Widerstand 84 geschaltet ist, eine Zener-Diode 86, die parallel zum Widerstand 83 und zum Widerstand 84 geschaltet ist, und besitzt einen Ausgangsanschluss 87, der an einen Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 83 und dem Widerstand 84 angeschlossen ist und das Steuersignal ausgibt.
Die Zener-Diode 81 ist in Sperrrichtung vorgespannt und besitzt eine vorbestimmte Durchschlagspannung (z. B. 36 V). Dies bewirkt, dass die Zener-Diode 81 als eine Konstantspannungsschaltung dient, die eine Spannung an der Zener-Diode 81 auf der vorbestimmten Durchschlagspannung hält, falls die Spannung die vorbestimmte Durchschlagspannung überschritten hat. Falls andererseits die Spannung an der Zener-Diode 81 kleiner oder gleich der vorbestimmten Durchschlagspannung ist, lässt die Zener-Diode 81 keinen Strom durch die Zener-Diode 81 durch. Insbesondere besitzt die Zener-Diode 81 eine an das Hochspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossene Kathode und eine an ein Ende des Widerstands 82 angeschlossene Anode.
Der Widerstand 82, der Widerstand 83 und der Widerstand 84 sind in der aufgeführten Reihenfolge an die Zener-Diode 81 in Reihe angeschlossen, und ein Ende des Widerstands 84 ist an das Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossen.
Der Kondensator 85 ist parallel zum Widerstand 84 geschaltet, insbesondere besitzt der Kondensator 85 ein an den Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 83 und dem Widerstand 84 angeschlossenes Ende und das an das Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossene andere Ende. Dies gestattet dem Kondensator 85, eine Spannung zu speichern, die am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 83 und dem Widerstand 84 anliegt. Somit erscheint die im Kondensator 85 gespeicherte Spannung als das Steuersignal am Ausgangsanschluss 87 der Steuersignal-Generierungseinheit 8.
Die Zener-Diode 86 ist parallel zum Widerstand 83 und zum Widerstand 84 in Sperrrichtung vorgespannt und besitzt eine vorbestimmte Durchschlagspannung (z. B. 22 V). Dies bewirkt, dass die Zener-Diode 86 als eine Konstantspannungsschaltung dient, die eine Spannung an der Zener-Diode 86 auf der vorbestimmten Durchschlagspannung hält, falls die Spannung die vorbestimmte Durchschlagspannung überschritten hat. Falls andererseits die Spannung an der Zener-Diode 86 kleiner oder gleich der vorbestimmten Durchschlagspannung ist, lässt die Zener-Diode 86 keinen Strom durch die Zener-Diode 86 hindurch. Insbesondere besitzt die Zener-Diode 86 eine an den Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 83 und dem Widerstand 84 angeschlossene Kathode und eine an das Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossene Anode.
Wie oben beschrieben, enthält die Steuersignal-Generierungseinheit 8: die Widerstände 82 bis 84, die in Reihe zwischen die Ausgangsanschlüsse der Diodenbrücke 5 geschaltet sind; den Kondensator 85, der parallel zum Widerstand 84 geschaltet ist, und die Zener-Diode 86, die parallel zu den Widerständen 83 und 84 und in Reihe zum Widerstand 82 geschaltet ist, und gibt als das Steuersignal eine der im Kondensator 85 gespeicherten Spannung entsprechende Spannung aus. Die Steuersignal-Generierungseinheit 8 enthält weiterhin die Zener-Diode 81, die in Reihe zu den Widerständen 82 bis 84 geschaltet ist und in Reihe zur Zener-Diode 86 geschaltet ist.
Es sei angemerkt, dass die Widerstände 82, 83 und 84 ein Aspekt eines ersten Widerstands, eines zweiten Widerstands beziehungsweise eines dritten Widerstands sind, die Zener-Diode 86 ein Aspekt einer ersten Zener-Diode ist, die Zener-Diode 81 ein Aspekt einer zweiten Zener-Diode ist und der Kondensator 85 ein Aspekt eines ersten Kondensators ist.
Die auf diese Weise konfigurierte Steuersignal-Generierungseinheit 8 besitzt die folgende charakteristische Funktionalität.
Zuerst wird zu Veranschaulichungszwecken eine Spannung vom Ausgangsanschluss 87 beschrieben, wenn die Zener-Dioden 81 und 86 und der Kondensator 85 in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 fehlen. In diesem Fall ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird, indem durch die Widerstände 82 bis 84 die Spannung des in die Steuersignal-Generierungseinheit 8 eingegebenen gleichgerichteten Dimmsignals geteilt wird. Nachfolgend werden das Dimmsignal vor der Gleichrichtung und das gleichgerichtete Dimmsignal einfach als ein Dimmsignal bezeichnet, ohne besonders dazwischen zu unterscheiden.
Als nächstes wird eine Spannung vom Ausgangsanschluss 87 beschrieben, wenn die so aus den Widerständen 82 bis 84 gebildete Schaltung die Zener-Diode 81 enthält.
Wie oben beschrieben, dient die Zener-Diode 81 als die Konstantspannungsschaltung, falls die Spannung an der Zener-Diode 81 größer ist als die vorbestimmte Durchschlagspannung. Falls die Spannung des Dimmsignals größer ist als die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81, ist somit die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird durch Teilen, durch die Widerstände 82 bis 84, der Spannung des Dimmsignals, die größer ist als die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81, minus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81. Falls andererseits die Spannung des Dimmsignals kleiner oder gleich der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 ist, ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 im Wesentlichen 0 V.
Mit anderen Worten ist in einem Phasenwinkelbereich des Dimmsignals, in dem die Spannung des Dimmsignals größer ist als die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81, die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird durch Teilen, durch die Widerstände 82 bis 84, der Spannung des Dimmsignals minus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81. In einem Phasenwinkelbereich des Dimmsignals andererseits, in dem die Spannung des Dimmsignals kleiner oder gleich der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 ist, ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 im Wesentlichen 0 V.
Als nächstes wird die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 beschrieben, wenn die aus einer derartigen Zener-Diode 81 und den Widerständen 82 bis 84 gebildete Schaltung weiterhin die Zener-Diode 86 enthält.
Wie oben beschrieben, dient die Zener-Diode 86 als die Konstantspannungsschaltung, falls die Spannung an der Zener-Diode 86 größer ist als die Durchschlagspannung. Somit steigt eine Spannung an einem Knoten 88, der ein Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 82 und dem Widerstand 83 ist, nicht über die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 an. Mit anderen Worten wird eine obere Spannungsgrenze des Knotens 88 durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definiert. Die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 ist eine Spannung, die erhalten wird, indem die Spannung des Knotens 88 durch die Widerstände 83 und 84 geteilt wird.
Infolgedessen ist eine obere Spannungsgrenze des Ausgangsanschlusses 87 eine Spannung, die erhalten wird, indem die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 durch die Widerstände 83 und 84 geteilt wird.
Als nächstes wird die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 beschrieben, wenn die aus solchen Zener-Dioden 81 und 86 und den Widerständen 82 bis 84 gebildete Schaltung den Kondensator 85 enthält.
Wie oben beschrieben, wird mit der Aufnahme des Kondensators 85 die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 geändert. Mit anderen Worten ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 ein Integral einer Spannung bei einem Phasenwinkel des Dimmsignals.
Aus dem oben Gesagten wird die Spannung vom Ausgangsanschluss 87, d. h. die Steuerspannung, wie unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist eine grafische Darstellung zum Veranschaulichen einer Spannung eines durch die Steuersignal-Generierungseinheit 8 generierten Steuersignals. Eine Spannung Vdim des Dimmsignals ist in der Figur dargestellt.
Zuerst wird die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 unter der Annahme beschrieben, dass der Kondensator 85 in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 fehlt.
Wie oben beschrieben, ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird, indem durch die Widerstände 82 bis 84 die Spannung des Dimmsignals minus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 in dem Phasenwinkelbereich geteilt wird, wo die Spannung des Dimmsignals bei dem Phasenwinkel des Dimmsignals größer ist als die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81.
Insbesondere entspricht im Phasenwinkelbereich von weniger als 165 Grad bis 180 Grad oder darunter in 4 die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 der Spannung Vdim des Dimmsignals bezogen auf eine untere Spannungsgrenze V1, definiert durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81. Insbesondere ist die Spannung vom dem Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird, indem die Spannung Vdim des Dimmsignals bezogen auf die untere Spannungsgrenze V1 durch die Widerstände 82 bis 84 geteilt wird.
Dennoch steigt die Spannung am Knoten 88 nicht über die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 an, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten übersteigt die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 nicht die Spannung, die erhalten wird, indem die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 durch die Widerstände 83 und 84 geteilt wird.
Insbesondere übersteigt die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 nicht eine durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definierte obere Spannungsgrenze V2, wie in 4 gezeigt.
Somit ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 wie folgt:
Die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 entspricht einer Differenzspannung zwischen der unteren Spannungsgrenze V1 und einer kleineren der Spannung Vdim des Dimmsignals und der oberen Spannungsgrenze V2 im Phasenwinkelbereich, wo die Spannung des Dimmsignals bei dem Phasenwinkel des Dimmsignals größer ist als die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 (der Phasenwinkelbereich von weniger als 165 Grad bis 180 Grad oder darunter in 4). Die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 andererseits ist im Wesentlichen 0 V im Phasenwinkelbereich, wo die Spannung Vdim des Dimmsignals kleiner oder gleich der Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 ist (außerhalb des Phasenwinkelbereichs von weniger als 165 Grad bis 180 Grad oder darunter in 4).
Die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 wurde oben unter der Annahme beschrieben, dass der Kondensator 85 in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 fehlt. Als nächstes wird die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 beschrieben, wenn der Kondensator 85 in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 enthalten ist.
Falls, wie oben beschrieben, der Kondensator 85 in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 enthalten ist, wird die Spannung, die an den Ausgangsanschluss 87 ausgegeben würde, falls der Kondensator 87 fehlen würde, von dem Kondensator 85 integriert und an den Ausgangsanschluss 87 ausgegeben
Mit anderen Worten entspricht die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 dem durch Vdim, V1 und V2 in 4 umrissenen Bereich eines Gebiets A.
Insbesondere wird die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 ausgegebenen Steuersignals durch eine Spannung auf der Basis der Spannung Vdim des Dimmsignals entsprechend dem Phasenwinkel, der durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 81 definierten unteren Spannungsgrenze V1 und der durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definierten oberen Spannungsgrenze V2 bestimmt. Mit anderen Worten entspricht die Steuerspannung dem Bereich des Gebiets A in 4.
Auf diese Weise integriert die in der Ansteuerschaltung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthaltene Steuersignal-Generierungseinheit 8 eine durch die Diodenbrücke 5 vollständig gleichgerichtete Spannung des Dimmsignals, die größer oder gleich der unteren Spannungsgrenze V1 ist und kleiner oder gleich der oberen Spannungsgrenze V2 minus der Höchstspannung des Dimmsignals ist, um das Steuersignal zum Steuern der Luminanz des LED-Moduls 4 zu generieren.
Wie oben beschrieben, variiert der Steuerwinkel des Dimmsignals als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel. Zu diesem Zeitpunkt variiert auch der Bereich des Gebiets A mit dem Steuerwinkel des Dimmsignals, wie aus 4 ersichtlich ist. Außerdem wandelt die Dimmsteuerschaltung 7 die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 eingegebenen Steuersignals in einen Strom um und versorgt das LED-Modul 4 mit dem Strom, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 4 Licht emittiert, wie oben beschrieben. Somit ist es notwendig, dass die Änderung beim Bereich des Gebiets A soweit wie möglich linearproportional zum variierenden Steuerwinkel ist, um eine abrupte Änderung bei der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel zu unterdrücken.
Unten werden Effekte, die von der Ansteuerschaltung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden, unter Bezugnahme auf ein Vergleichsbeispiel beschrieben, bei dem sich der Bereich des Gebiets nicht linear-proportional zum variierenden Steuerwinkel ändert.
<Vergleichsbeispiel>
Zuerst wird eine Ansteuerschaltung gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben. 5A ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration einer Steuersignal-Generierungseinheit im Vergleichsbeispiel der Ausführungsform 1 zeigt. 5B ist eine grafische Darstellung zum Veranschaulichen einer Spannung eines durch die Steuersignal-Generierungseinheit gemäß dem Vergleichsbeispiel der Ausführungsform 1 generierten Steuersignals. 5B zeigt eine Spannung Vdim eines Dimmsignals entsprechend einem Phasenwinkel des Dimmsignals und eine durch die Durchschlagspannungen der Zener-Dioden 981 und 986 bestimmte untere Spannungsgrenze V21.
Eine Steuersignal-Generierungseinheit 980 in dem in 5A gezeigten Vergleichsbeispiel ist hinsichtlich der Anordnung der beiden Zener-Dioden 981 und 986 im Vergleich zu der in der Ansteuerschaltung 1 gemäß der in 3 gezeigten vorliegenden Ausführungsform enthaltenen Steuersignal-Generierungseinheit 8 verschieden.
Insbesondere ist die Steuersignal-Generierungseinheit 980 im Vergleichsbeispiel an ein Hochspannungsausgangsende und ein Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 angeschlossen und dazwischen angeordnet und enthält die Zener-Diode 981, die Zener-Diode 986, einen Widerstand 983 und einen Widerstand 984, die in der aufgeführten Reihenfolge beginnend von dem Hochspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 in Reihe geschaltet sind, einen Kondensator 985, der parallel zum Widerstand 984 geschaltet ist, einen Ausgangsanschluss 987, der an einen Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 983 und dem Widerstand 984 angeschlossen ist und das Steuersignal ausgibt. Die Zener-Diode 981, der Widerstand 983, der Widerstand 984 und der Kondensator 985 sind die gleichen wie die Zener-Diode 81, der Widerstand 83, der Widerstand 84 beziehungsweise der Kondensator 85, die in der Steuersignal-Generierungseinheit 8 der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 enthalten sind. Mit anderen Worten differiert die Steuersignal-Generierungseinheit 980 von der Steuersignal-Generierungseinheit 8 hauptsächlich dadurch, dass die Zener-Diode 986 zu den Widerständen 983 und 984 in Reihe geschaltet ist.
Die Steuersignal-Generierungseinheit 980 im Vergleichsbeispiel gibt, wie bei der Steuersignal-Generierungseinheit 8 der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1, eine im Kondensator 985 gespeicherte Spannung als eine Spannung des Steuersignals aus. Mit anderen Worten gibt die Steuersignal-Generierungseinheit 980 eine durch den Kondensator 985 integrierte Spannung als eine Spannung des Steuersignals aus.
Um die Spannung vom Ausgangsanschluss 987 der auf diese Weise konfigurierten Steuersignal-Generierungseinheit 980 zu beschreiben, wird zuerst die Spannung vom Ausgangsanschluss 987 unter der Annahme beschrieben, dass der Kondensator 985 in der Steuersignal-Generierungseinheit 980 fehlt.
Wie oben beschrieben, dienen die Zener-Dioden 981 und 986 jeweils als eine Konstantspannungsschaltung, falls eine Spannung an der Zener-Diode über der Durchschlagspannung liegt.
Falls der Kondensator 985 in der Steuersignal-Generierungseinheit 980 fehlt, wird somit die Spannung des Ausgangsanschlusses 987 durch die Spannung Vdim des Dimmsignals, eine Summe aus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 981 und der Durchschlagspannung der Zener-Diode 986 und Teilen der Spannung durch die Widerstände 983 und 984 bestimmt.
Falls beispielsweise die Spannung Vdim des Dimmsignals größer ist als die Spannung, die eine Summe aus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 981 und der Durchschlagspannung der Zener-Diode 986 ist, und zwar in einem Phasenwinkelbereich, wo das Dimmsignal größer oder gleich 40 Grad und kleiner oder gleich 150 Grad ist, ist die Spannung des Ausgangsanschlusses 987 eine Spannung, die erhalten wird, indem durch die Widerstände 983 und 984 die Spannung Vdim des Dimmsignals minus der Spannung geteilt wird, die eine Summe aus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 981 und der Durchschlagspannung der Zener-Diode 985 ist.
Die Spannung vom Ausgangsanschluss 987 andererseits beträgt im Wesentlichen 0 V in dem Phasenwinkelbereich, wo die Spannung Vdim des Dimmsignals kleiner oder gleich der Spannung ist, die eine Summe aus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 981 und der Durchschlagspannung der Zener-Diode 986 ist (z. B. außerhalb des Bereichs größer oder gleich 40 Grad und kleiner oder gleich 150 Grad).
Die Spannung des Ausgangsanschlusses 987 wurde oben unter der Annahme beschrieben, dass der Kondensator 985 in der Steuersignal-Generierungseinheit 980 fehlt. Als nächstes wird die Spannung des Ausgangsanschlusses 987 beschrieben, wenn der Kondensator 985 in der Steuersignal-Generierungseinheit 980 enthalten ist.
Falls, wie oben beschrieben, der Kondensator 985 in der Steuersignal-Generierungseinheit 980 enthalten ist, wird die Spannung, die an den Ausgangsanschluss 987 ausgegeben würde, falls der Kondensator 987 fehlen würde, von dem Kondensator 985 integriert und an den Ausgangsanschluss 987 ausgegeben.
Mit anderen Worten entspricht die Spannung vom Ausgangsanschluss 987 dem durch Vdim und V21 in 5B umrissenen Bereich eines Gebiets B.
Insbesondere wird die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 980 ausgegebenen Steuersignals bestimmt durch die durch die Spannung Vdim des Dimmsignals entsprechend dem Phasenwinkel bestimmte untere Spannungsgrenze V21 und die Spannung, die eine Summe aus der Durchschlagspannung der Zener-Diode 981 und der Durchschlagspannung der Zener-Diode 986 ist. Mit anderen Worten entspricht die Steuerspannung dem Bereich des Gebiets B in 5B.
<Vergleich von Ausführungsform 1 und Vergleichsbeispiel>
Als nächstes werden von der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 erhaltene Effekte unter Vergleich der Ausführungsform 1 mit dem Vergleichsbeispiel unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
6 ist eine grafische Darstellung, die ein Ergebnis einer Simulation des Steuersignals über einem Steuerwinkel eines Dimmsignals darstellt. Insbesondere zeigt die Figur eine grafische Darstellung, die die Bereiche der Gebiete A und B zeigt, wenn der Steuerwinkel des Dimmsignals in den 4 und 5B variiert wird.
Wie in 6 gezeigt, ist ersichtlich, dass der Bereichsanteil stärker linearproportional zum variierenden Steuerwinkel in der Ausführungsform 1 als dem Vergleichsbeispiel variiert.
Mit anderen Worten variiert der Bereich des Gebiets A linear-proportional zum variierenden Steuerwinkel des Dimmsignals in einem Phasenwinkelbereich (40 Grad oder mehr und 140 Grad oder weniger in 4), wo die obere Grenzspannung V2 kleiner ist als die Spannung Vdim des Dimmsignals. Im Gegensatz dazu variiert der Bereich des Gebiets B nicht linear-proportional zum variierenden Steuerwinkel des Dimmsignals in einem beliebigen Phasenwinkelbereich.
Infolgedessen variiert, wie in 6 gezeigt, der Bereichsanteil stärker linearproportional zum variierenden Steuerwinkel in der Ausführungsform 1 als dem Vergleichsbeispiel.
7 ist eine grafische Darstellung, die die Steuerspannung zeigt, die die Spannung des Steuersignals ist, entsprechend einem Dimmphasenwinkel. Hier bezieht sich der Dimmphasenwinkel auf einen Phasenwinkel, wo ein Steuerwinkel, bei dem der Bereichsanteil als Reaktion auf den in 6 gezeigten Steuerwinkel zu variieren beginnt, 0 Grad beträgt. Mit anderen Worten entspricht der Bereich des Dimmphasenwinkels einem Dimmbereich, in dem der Dimmpegel verstellt werden kann.
Wie in 7 gezeigt, nimmt die Steuerspannung mit zunehmendem Dimmphasenwinkel sowohl in der Ausführungsform 1 als auch dem Vergleichsbeispiel ab. Dem ist so, weil die Steuerspannung den Gebieten A und B entspricht, wie oben beschrieben, und somit die Steuerspannung abnimmt, wenn der Bereichsanteil mit zunehmendem Steuerwinkel abnimmt, wie in 6 gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt variiert die Steuerspannung in der Ausführungsform 1 im Wesentlichen linear-proportional zum variierenden Dimmphasenwinkel. Mit anderen Worten generiert die in der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 enthaltene Steuersignal-Generierungseinheit 8 eine Steuerspannung, die im Wesentlichen linear-proportional auf den Dimmpegel des Dimmers 3 reagiert.
Im Gegensatz dazu variiert die Steuerspannung im Vergleichsbeispiel signifikant disproportional zum variierenden Dimmphasenwinkel. Insbesondere nimmt die Steuerspannung im Vergleichsbeispiel abrupt ab, wenn der Dimmphasenwinkel größer oder gleich 60 Grad und kleiner oder gleich 90 Grad ist. Mit anderen Worten kann die Steuersignal-Generierungseinheit 980 im Vergleichsbeispiel keine Steuerspannung generieren, die linearproportional auf den Dimmpegel des Dimmers 3 reagiert.
Die so generierte Steuerspannung wird in eine nachfolgende Komponente, d. h., die Dimmsteuerschaltung 7, eingegeben und die Dimmsteuerschaltung 7 versorgt das LED-Modul 4 mit einem Strom als Funktion der Steuerspannung. Infolgedessen emittiert das LED-Modul 4 Licht, das Kennlinien wie in 8 gezeigt besitzt.
8 ist eine grafische Darstellung, die das Helligkeitsverhältnis des LED-Moduls 4 entsprechend dem Dimmphasenwinkel darstellt.
Wie in der Figur gezeigt, ändert sich in der Ausführungsform 1 das Helligkeitsverhältnis des LED-Moduls 4 langsam als Reaktion auf den variierenden Dimmphasenwinkel. Mit anderen Worten kann die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 eine abrupte Änderung der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel des Dimmers 3 unterdrücken.
Im Gegensatz dazu ändert sich im Vergleichsbeispiel das Helligkeitsverhältnis des LED-Moduls 4 abrupt als Reaktion auf einen variierenden Dimmphasenwinkel an einem gewissen Punkt. Insbesondere nimmt das Helligkeitsverhältnis am Punkt X in 8 als Reaktion auf eine geringfügige Variation beim Dimmphasenwinkel um etwa 30% ab. Mit anderen Worten wird die Helligkeit des LED-Moduls 4 im Vergleichsbeispiel als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel des Dimmers 3 abrupt gedimmt.
[Zusammenfassung]
Wie oben beschrieben, ist die Ansteuerschaltung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Ansteuerschaltung, um zu bewirken, dass das LED-Modul 4 Licht emittiert, unter Verwendung eines Dimmsignals, das ein Wechselstromsignal ist, dessen Phase als Reaktion auf den Dimmpegel gesteuert worden ist, wobei die Ansteuerschaltung 1 die Steuersignal-Generierungseinheit 8 enthält, die eine Spannung eines gleichgerichteten Dimmsignals integriert, die größer oder gleich der unteren Spannungsgrenze und kleiner oder gleich der oberen Spannungsgrenze minus der Höchstspannung des Dimmsignals ist, um das Steuersignal zum Steuern der Luminanz des LED-Moduls 4 zu generieren.
Dies trägt zur Unterdrückung einer abrupten Änderung der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel bei.
Alternativ kann die Ansteuerschaltung 1 weiterhin die Diodenbrücke 5 enthalten, die das Dimmsignal gleichrichtet, die Steuersignal-Generierungseinheit 8, die Widerstände 82, 83 und 84, die zwischen die Ausgangsanschlüsse der Diodenbrücke 5 in Reihe geschaltet sind, den Kondensator 85, der parallel zum Widerstand 84 geschaltet ist, und die Zener-Diode 86, die parallel zum Widerstand 83 und dem Widerstand 84 geschaltet ist und in Reihe zum Widerstand 82 geschaltet ist, und die Ansteuerschaltung 1 kann als Steuersignal eine Spannung ausgeben, die einer im Kondensator 85 gespeicherten Spannung entspricht.
Dies verhindert, dass die Spannung am Knoten 88 die durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definierte obere Spannungsgrenze V2 übersteigt. Somit kann bewirkt werden, dass die Spannung des Steuersignals, die eine im Kondensator 85 gespeicherte Spannung ist, linear-proportional auf den Steuerwinkel des Dimmsignals reagiert. Mit anderen Worten kann eine abrupte Änderung der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel unterdrückt werden.
Zudem kann die Steuersignal-Generierungseinheit 8 weiterhin eine Konstantspannungsschaltung enthalten, die in Reihe an die Widerstände 82 und 84 angeschlossen ist und in Reihe an die Zener-Diode 86 angeschlossen ist, und die Konstantspannungsschaltung kann an die Hochspannungsseite der Zener-Diode 86 angeschlossen sein.
Deswegen entspricht die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 einer Differenzspannung zwischen der Spannung der Konstantspannungsschaltung und einer kleineren der oberen Spannungsgrenze V2 und der Spannung Vdim des Dimmsignals im Phasenwinkelbereich, wo die Spannung des Dimmsignals größer ist als die Spannung der Konstantspannungsschaltung. Dabei beträgt die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 im Wesentlichen 0 V im Phasenwinkelbereich, wo die Spannung des Dimmsignals kleiner oder gleich der Spannung der Konstantspannungsschaltung ist. Somit kann bewirkt werden, dass die Spannung des Steuersignals, die die im Kondensator 85 gespeicherte Spannung ist, stärker linear-proportional zum Steuerwinkel des Dimmsignals reagiert. Mit anderen Worten kann eine abrupte Änderung bei der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel weiter unterdrückt werden.
Beispielsweise kann die Konstantspannungsschaltung die Zener-Diode 81 sein.
Dies trägt dazu bei, die Konstantspannungsschaltung in einer einfachen Schaltungsstruktur zu implementieren.
Zudem kann die Ansteuerschaltung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiterhin die Dimmsteuerschaltung 7 enthalten, die eine Spannung, die durch das durch die Steuersignal-Generierungseinheit 8 generierte Steuersignal angezeigt wird, in einen Strom umwandelt und das LED-Modul 4 mit dem Strom versorgt, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 4 Licht emittiert.
[Variation von Ausführungsform 1]
Eine Ansteuerschaltung gemäß einer Variation der Ausführungsform 1 ist allgemein die gleiche wie die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1, mit Ausnahme der Konfiguration einer Steuersignal-Generierungseinheit. Die in der Ansteuerschaltung gemäß der Variation der Ausführungsform 1 enthaltene Steuersignal-Generierungseinheit wird nachfolgend hauptsächlich unter Konzentration auf Unterschiede gegenüber der in der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 enthaltenen Steuersignal-Generierungseinheit 8 beschrieben.
9 ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration einer in der Ansteuerschaltung gemäß der Variation der Ausführungsform 1 enthaltenen Steuersignal-Generierungseinheit 180 zeigt.
Die in der Figur gezeigte Steuersignal-Generierungseinheit 180 ist allgemein die gleiche wie die in 3 gezeigte Steuersignal-Generierungseinheit 8, mit Ausnahme des Folgenden: Die Steuersignal-Generierungseinheit 180 enthält anstelle der Zener-Diode 81 ein Schaltelement 181, das in Reihe zu Widerständen 82, 83 und 84 geschaltet ist, und eine Spannungsteilerschaltung, die aus Widerständen 182 und 183 gebildet wird, die eine durch die Diodenbrücke 5 gleichgerichtete Spannung teilen; und das Schaltelement 181 schaltet in Abhängigkeit von einer Spannung ein und aus, die durch die Spannungsteilerschaltung erhalten wird, die die durch die Diodenbrücke 5 gleichgerichtete Spannung teilt.
Die Widerstände 182 und 183 sind in Reihe an Ausgangsanschlüsse der Diodenbrücke 5 angeschlossen und dazwischen angeordnet. Dies bringt eine Spannung an einem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 182 und 183 auf eine Spannung, die erhalten wird, indem die Spannung des durch die Diodenbrücke 5 gleichgerichteten Dimmsignals durch die Widerstände 182 und 183 geteilt wird.
Das Schaltelement 181 ist ein Aspekt einer Konstantspannungsschaltung und zwischen dem Hochspannungsausgangsende der Diodenbrücke 5 und dem Widerstand 82 angeordnet. Das Schaltelement 181 schaltet in Abhängigkeit von der durch die Widerstände 182 und 183 geteilten Spannung ein und aus, insbesondere schaltet das Schaltelement 181 ein, wenn die durch die Widerstände 182 und 183 geteilte Spannung größer oder gleich dem Schwellwert des Schaltelements 181 ist, und schaltet aus, wenn die Spannung unter dem Schwellwert liegt.
Gemäß der Konfiguration, wie oben beschrieben, beträgt die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 der Steuersignal-Generierungseinheit 180 0 V, falls das Schaltelement 181 aus ist.
Falls andererseits das Schaltelement 181 ein ist, wird eine obere Spannungsgrenze des Knotens 88 wie bei der Ausführungsform 1 selbst dann durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definiert, falls die Spannung des Dimmsignals auf H ist. Wie oben beschrieben, ist die Spannung vom Ausgangsanschluss 87 eine Spannung, die erhalten wird, indem die Spannung am Knoten 88 durch die Widerstände 83 und 84 geteilt wird. Somit wird eine obere Spannungsgrenze des Ausgangsanschlusses 87 durch die Durchschlagspannung der Zener-Diode 86 definiert.
Auf diese Weise enthält gemäß der Ansteuerschaltung der Variation der Ausführungsform 1 die Steuersignal-Generierungseinheit 180 die Spannungsteilerschaltung (die Widerstände 182 und 183), die die durch die Diodenbrücke 5 gleichgerichtete Spannung teilt, und das Schaltelement 181, das in Reihe zu den Widerständen 82 bis 84 geschaltet ist, das als Reaktion auf eine durch die die gleichgerichtete Spannung teilende Spannungsteilerschaltung erhaltene Spannung ein- und ausschaltet.
Dies gestattet der Steuersignal-Generierungseinheit 180, eine Steuerspannung zu generieren, die im Wesentlichen linear-proportional zum Dimmpegel reagiert, wie bei der in der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 enthaltenen Steuersignal-Generierungseinheit 8. Somit kann die Ansteuerschaltung gemäß der Variation der Ausführungsform 1 eine abrupte Änderung bei der Helligkeit des LED-Moduls 4 als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel unterdrücken, wie bei der Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1.
(Ausführungsform 2)
Zuerst wird eine Ansteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
10 ist ein schematisches Blockdiagramm der Ansteuerschaltung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 11 ist ein Schaltplan, der eine detaillierte Konfiguration einer Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Es sei angemerkt, dass 10 und 11 zusätzlich eine Wechselstromquelle 102 zeigen, die die Ansteuerschaltung 101 mit einem Wechselstromsignal versorgt, einen Dimmer 103, der ein Dimmsignal entsprechend einem Dimmpegel generiert, und ein lichtemittierendes Element (hier ein LED-Modul 104), das durch die Ansteuerschaltung 101 eingeschaltet wird.
Die Ansteuerschaltung 101 schaltet das lichtemittierende Element (hier das LED-Modul 104) mit einer Helligkeit (im Folgenden auch als Luminanz bezeichnet) entsprechend dem vom Dimmer 103 eingegebenen Dimmsignal ein. Die Ansteuerschaltung 101 enthält eine Diodenbrücke 105, eine Sicherheitsschaltung 110, die aus einem Kondensator 106, einem Widerstand 107, einem Widerstand 108 und einem Schalter 109 gebildet wird, und eine Rückflussverhinderungsdiode 111 und ein Emissionssteuermodul 112. Hier bilden der Widerstand 108 und der Schalter 109 eine Bypass-Schaltung 113, die ein Bypass-Weg für den Widerstand 107 ist. Details der Ansteuerschaltung 101 werden unten beschrieben.
Die Wechselstromquelle 102 liefert einen Wechselstrom und ist beispielsweise eine Netzversorgung von 100 V.
Der Dimmer 103 ist ein Phasensteuerdimmer, der das durch die Wechselstromquelle 102 gelieferte Wechselstromsignal in ein Dimmsignal umwandelt. Das Dimmsignal ist ein Signal, das eine Wechselspannungswellenform besitzt, von der ein Teil abgeschnitten ist. Der Dimmer 103 steuert die Phase des Wechselstromsignals gemäß dem Dimmpegel, um es in ein Dimmsignal umzuwandeln. Insbesondere ist der Dimmer 103 beispielsweise mit einem Triac konfiguriert, der das eingegebene Wechselstromsignal in ein Dimmsignal umwandelt, das ein Signal ist, das über einen Phasenwinkelbereich entsprechend dem Dimmpegel eine Nullspannung besitzt.
Der Dimmer 103 generiert ein Dimmsignal, wie beispielsweise in 12 gezeigt. 12 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Wellenform des durch den Dimmer 103 generierten Dimmsignals darstellt.
Wie in der Figur gezeigt, stellt der Dimmer 103 eine Spannung des eingegebenen Wechselstromsignals über einen Phasenwinkelbereich entsprechend einem bezeichneten Dimmpegel auf 0 V ein, um das Dimmsignal zu generieren. Insbesondere stellt bezogen auf den Phasenwinkel von 0 Grad, der eine Phase ist, wenn eine Wechselspannung 0 V beträgt (auch als Nulldurchgang bezeichnet), der Dimmer 103 die Spannung des Wechselstromsignals auf 0 V über einen Phasenwinkelbereich von dem Phasenwinkel von 0 Grad bis zu einem Phasenwinkel (z. B. 45 Grad) entsprechend dem bezeichneten Dimmpegel ein. Der Dimmer 103 erhöht dann die Spannung des Dimmsignals bei dem dem bezeichneten Dimmpegel entsprechenden Phasenwinkel auf eine Spannung des durch die Wechselstromquelle 102 gelieferten Wechselstromsignals. Ein derartiger Phasenwinkel, bei dem der Dimmer 103 das Dimmsignal erhöht, ist als ein Steuerwinkel bekannt.
Es sei angemerkt, dass das durch den Dimmer 103 generierte Dimmsignal nicht auf ein Signal vom Typ Vorderflanke beschränkt ist, bei dem eine Vorderflanke eines Wechselstromsignals als Funktion des Dimmpegels abgeschnitten wird, wie in 12 gezeigt. Insbesondere kann das Dimmsignal ein phasengesteuertes Dimmsignal sein, beispielsweise ein Signal vom Typ Hinterflanke.
Das LED-Modul 104 ist ein Aspekt des lichtemittierenden Elements und emittiert Licht, das eine dem durch die Ansteuerschaltung 101 gelieferten Strom entsprechende Helligkeit besitzt. Mit anderen Worten beleuchtet das LED-Modul 104 mit einer Luminanz, die dem durch die Ansteuerschaltung 101 gelieferten Strom entspricht. Das LED-Modul 104 enthält beispielsweise mehrere LED-Chips, die auf einer Seite einer Montageplatine montiert sind. Es sei angemerkt, dass das lichtemittierende Element ein anderes als eine LED sein kann und beispielsweise ein Halbleiterlaser, ein organisches EL-Element oder ein anorganisches EL-Element verwendet werden kann.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 11 eine detaillierte Konfiguration der in 10 gezeigten Ansteuerschaltung 101 beschrieben.
Die Diodenbrücke 105 richtet das vom Dimmer 103 ausgegebene Dimmsignal gleich und gibt das gleichgerichtete Dimmsignal an eine nachfolgende Komponente aus, d. h. das Emissionssteuermodul 112. Es sei angemerkt, dass die in der Ansteuerschaltung 101 enthaltenen Schaltungen (die Diodenbrücke 105, die Sicherheitsschaltung 110, die Diode 111 und das Emissionssteuermodul 112) das Potenzial am Niederspannungsausgangsanschluss der Diodenbrücke 5 als Referenzpotenzial verwenden.
Die Sicherheitsschaltung 110 enthält den Kondensator 106, der zwischen die Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 geschaltet ist, die das Dimmsignal gleichrichtet, den Widerstand 107, der parallel zum Kondensator 106 geschaltet ist, und die Bypass-Schaltung 113, die parallel zum Widerstand 107 geschaltet ist. Die Bypass-Schaltung 113 enthält den Widerstand 108 und den Schalter 109, die in Reihe geschaltet sind. Der Schalter 109 schaltet ein, falls eine Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung ist.
Dies gestattet ein promptes Entladen einer im Kondensator 106 akkumulierten elektrischen Ladung über die Bypass-Schaltung 113, wenn die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 auf die vorbestimmte Schwellwertspannung fällt. Infolgedessen kann die Fehlfunktion des Dimmers 103, der das Dimmsignal liefert, reduziert werden. Warum die Fehlfunktion des Dimmers 103 durch die Sicherheitsschaltung 110 reduziert werden kann, wird unten erläutert.
Insbesondere in der Bypass-Schaltung 113 ist ein Ende des Widerstands 108 an ein Ende des Widerstands 107 angeschlossen, und das andere Ende des Widerstands 108 ist über den Schalter 109 an das andere Ende des Widerstands 107 angeschlossen. Dadurch wird der Widerstand 108 parallel zum Widerstand 107 geschaltet, d. h., der Widerstand 108 wird parallel zum Kondensator 106 geschaltet, wenn die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 auf die vorbestimmte Schwellwertspannung fällt. Somit kann die im Kondensator 106 akkumulierte elektrische Ladung prompt über den Widerstand 108 und den Schalter 109 entladen werden.
Die Rückflussverhinderungsdiode 111 besitzt einen Eingangsanschluss, der an die Diodenbrücke 105, die Sicherheitsschaltung 110, eine Spannungserfassungsschaltung 206 und eine Steuersignal-Generierungseinheit 208 angeschlossen ist, und einen Ausgangsanschluss, der an eine Dimmsteuerschaltung 207 angeschlossen ist. Dies verhindert einen Rückfluss des Stroms von der Dimmsteuerschaltung 207, die eine nachfolgende Schaltung hinter der Diode 111 ist, zurück zur Sicherheitsschaltung 110, der Spannungserfassungsschaltung 206 und der Steuersignal-Generierungseinheit 208, die vorausgegangene Schaltungen, gefolgt von der Diode 111, sind.
Das Emissionssteuermodul 112 wandelt das vom Dimmer 103 gelieferte Dimmsignal in einen Strom um und liefert den Strom an das LED-Modul 104, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 104 Licht emittiert. Dies gestattet, dass das LED-Modul 104 Licht mit der Helligkeit entsprechend dem Dimmpegel emittiert. Insbesondere das Emissionssteuermodul 112 enthält die Spannungserfassungsschaltung 206, die Dimmsteuerschaltung 207 und die Steuersignal-Generierungseinheit 208.
Die Spannungserfassungsschaltung 206 detektiert die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 und schaltet den Schalter 109 als Reaktion auf die detektierte Spannung ein und aus. Insbesondere schaltet die Spannungserfassungsschaltung 206 den Schalter 109 ein, falls die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 kleiner oder gleich der vorbestimmten Schwellwertspannung ist, und schaltet den Schalter 109 aus, falls die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 größer ist als die vorbestimmte Schwellwertspannung. Beispielsweise ist die Spannungserfassungsschaltung 206 aus einem Vergleicher und einer Spannungsteilerschaltung konfiguriert, die aus mehreren Widerstanden gebildet ist, und der Schalter 109 ist aus einem MOS-Transistor konfiguriert.
Die Dimmsteuerschaltung 207 wandelt eine Spannung, die durch ein durch die Steuersignal-Generierungseinheit 208 generiertes Steuersignal angezeigt ist, in einen Strom um und liefert den Strom an das LED-Modul 4, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 4 Licht emittiert. Die Dimmsteuerschaltung 207 enthält eine Rauschfilter- und -glättungsschaltung 210, eine Bestromungsschaltung 220, eine Steuerschaltung 230 und ein Schaltelement 240.
Die Rauschfilter- und -glättungsschaltung 210 entfernt Rauschen aus dem von der Diode 111 ausgegebenen gleichgerichteten Dimmsignal und glättet das gleichgerichtete Dimmsignal. Die Rauschfilter- und -glättungsschaltung 210 enthält eine Spule 211 und Kondensatoren 212 und 213.
Die Bestromungsschaltung 220 empfängt eine Eingabe einer Gleichspannung, geglättet, gleichgerichtet und von der Rauschfilter- und -glättungsschaltung 210 ausgegeben, und generiert den Strom zur Lieferung an das LED-Modul 104. Insbesondere enthält die Bestromungsschaltung 220 eine Drosselspule 221 zum Zerhacken einer Eingangssignalspannung, eine Diode 222 zum Regenerieren von in der Drosselspule 221 akkumulierte Energie und einen Glättungskondensator 223. Die Drosselspule 221, die Diode 222 und das LED-Modul 104 sind so geschaltet, dass sie eine Schaltungsschleife bilden. Der Kondensator 223 ist parallel zum LED-Modul 104 geschaltet und glättet eine Ausgangsspannung (und einen Ausgangsstrom) der Bestromungsschaltung 220.
Die Steuerschaltung 230 und das Schaltelement 240 steuern den Strom durch die in der Bestromungsschaltung 220 enthaltene Drosselspule 221 an als Reaktion auf das von der Steuersignal-Generierungseinheit 208 ausgegebene Steuersignal. Insbesondere schaltet die Steuerschaltung 230 das Schaltelement 240 in Abhängigkeit von einer Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 208 ausgegebenen Steuersignals ein und aus, wodurch der Stromfluss durch die Drosselspule 221 gestattet und verhindert wird. Beispielsweise generiert die Steuerschaltung 230 ein Impulsfrequenzmodulationssignal (PFM-Signal) mit einer Frequenz gemäß dem Eingangssteuersignal, so dass, je höher die Spannung des eingegebenen Steuersignals ist, umso höher die Frequenz des generierten PFM-Signals ist. Folglich ist, je höher die Frequenz des PFM-Signals ist, umso höher die durch das Schaltelement 240 akkumulierte Energie in der Drosselspule 221.
Somit ist, je höher die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 208 in die Steuerschaltung 230 eingegebenen Steuersignals ist, umso größer der Strom, den die Steuerschaltung 230 und das Schaltelement 240 durch die Drosselspule 221 schicken. Mit anderen Worten: Je höher die Spannung des Steuersignals ist, umso größer ist der Strom, der durch das LED-Modul 104 fließt, wodurch die Luminanz des LED-Moduls 104 erhöht wird. Mit anderen Worten: Je höher die Spannung des Steuersignals ist, umso heller leuchtet das LED-Modul 104 auf.
Es sei angemerkt, dass die Steuerschaltung 230 das Schaltelement 240 durch Generieren eines Impulsbreitenmodulationssignals (PWM-Signal) ein- und ausschalten kann, so dass, je höher die Spannung des eingegebenen Steuersignals ist, umso höher das Tastverhältnis des generierten PWM-Signals ist.
Die Steuersignal-Generierungseinheit 208 ist eine Schaltung, die als das Steuersignal an die Steuerschaltung 230 eine Spannung ausgibt, die erhalten wird, indem eine Spannung integriert wird, die von dem durch die Diodenbrücke 105 gleichgerichteten Dimmsignal stammt und größer ist als eine vorbestimmte Spannung. Insbesondere ist die Steuersignal-Generierungseinheit 208 an das Hochspannungausgangsende und das Niederspannungsausgangsende der Diodenbrücke 105 angeschlossen und dazwischen angeordnet und enthält eine Zener-Diode 281, eine Zener-Diode 286, einen Widerstand 283 und einen Widerstand 284, die in der aufgeführten Reihenfolge beginnend von dem Hochspannungsausgangsende der Diodenbrücke 105 in Reihe geschaltet sind, und einen Kondensator 285, der parallel zum Widerstand 284 geschaltet ist. Gemäß dieser Konfiguration entspricht die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 208 ausgegebenen Steuersignals der Spannung des gleichgerichteten Dimmsignals, die größer ist als eine Summe aus einer Durchschlagspannung der Zener-Diode 281 und einer Durchschlagspannung der Zener-Diode 286.
Mit anderen Worten ist die Spannung des von der Steuersignal-Generierungseinheit 208 ausgegebenen Steuersignals eine Spannung, die dem Steuerwinkel des Dimmsignals entspricht, d. h., die Spannung entspricht dem Dimmpegel. Insbesondere steigt die Spannung des Steuersignals mit einer Abnahme beim Steuerwinkel des Dimmsignals (mit einer Zunahme beim Dimmpegel). Infolgedessen kann das Emissionssteuermodul 112 bewirken, dass das LED-Modul 104 Licht mit der dem Dimmpegel entsprechenden Helligkeit emittiert.
Auf diese Weise bewirkt das Emissionssteuermodul 112, dass die Spannungserfassungsschaltung 206 den Schalter 109 einschaltet, falls die Spannung des gleichgerichteten Dimmsignals kleiner oder gleich der vorbestimmten Schwellwertspannung ist. Das Emissionssteuermodul 112 bewirkt auch, dass die Steuersignal-Generierungseinheit 208 und die Dimmsteuerschaltung 207 das durch den Dimmer 103 gelieferte Dimmsignal in einen Strom umwandeln und den Strom an das LED-Modul 104 liefern, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 104 Licht emittiert.
Als nächstes werden Gründe erläutert, weshalb die Fehlfunktion des Dimmers 103 durch die oben erwähnte Sicherheitsschaltung 110 reduziert werden kann.
Zuerst wird die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101, die wie oben und gemäß der vorliegenden Ausführungsform dargelegt konfiguriert ist, unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C beschrieben. 13A ist eine grafische Darstellung, die ein gleichgerichtetes Dimmsignal darstellt. 13B ist eine grafische Darstellung, die eine Spannung des Kondensators 106 darstellt, wenn die interne Ladung beim Nulldurchgang nicht null ist. 13C ist eine grafische Darstellung, die eine Spannung des Kondensators 106 darstellt, wenn die interne Ladung beim Nulldurchgang null ist.
13A zeigt eine Stromquellenwellenform, die eine Spannungswellenform des durch die Wechselstromquelle 102 gelieferten Wechselstromsignals ist, und eine Spannungswellenform des Dimmsignals, das ein durch den Dimmer 103 in ein Wechselstromsignal umgewandeltes Signal ist, das einen dem Dimmpegel entsprechenden Steuerwinkel besitzt.
Wie oben beschrieben, stellt der Dimmer 103 die Spannung des eingegebenen Wechselstromsignals über dem Phasenwinkelbereich entsprechend dem bezeichneten Dimmpegel auf 0 V ein, um das Dimmsignal zu generieren. Insbesondere stellt bezogen auf einen Phasenwinkel, wenn die Wechselspannung 0 V beträgt (Nulldurchgang), der Dimmer 3 die Spannung des Wechselstromsignals über einen Bereich beginnend ab diesem Phasenwinkel bis zu einem Steuerwinkel entsprechend dem bezeichneten Dimmpegel auf 0 V ein. Somit ist das Detektieren des Nulldurchgangs der Wechselspannung eine wichtige Anforderung für den Dimmer 103, um das Dimmsignal zu generieren.
Hier wird der Betrieb des Dimmers 103 durch die Wechselstromquelle 102 und auch durch die Ansteuerschaltung 101, die eine Last am Dimmer 103 ist, beeinflusst. Insbesondere ist der Dimmer 103, falls die Ansteuerschaltung 101 die interne Ladung beim Nulldurchgang der Wechselspannung besitzt, möglicherweise nicht in der Lage, den Nulldurchgang der Wechselspannung zu detektieren. Falls der Dimmer 103 den Nulldurchgang nicht detektiert, gibt der Dimmer 103 möglicherweise das Dimmsignal nicht aus oder generiert möglicherweise nicht das Dimmsignal mit einem entsprechenden Steuerwinkel in der nächsten Periode des Dimmsignals oder wird möglicherweise in der nächsten und den darauf folgenden Perioden des Dimmsignals angehalten. Mit anderen Worten bewirkt, wenn der Dimmer 103 den Nulldurchgang nicht detektiert, dies eine Fehlfunktion des Dimmers 103.
Insbesondere ist, falls die elektrische Ladung beim Nulldurchgang der Wechselstromquelle 102 in der Ansteuerschaltung 101 bleibt, die Spannung in der Ansteuerschaltung 101 höher als eine Quellspannung für eine bestimmte Periode nach dem Nulldurchgang. Infolgedessen ist die vom Dimmer 103 gesehene Impedanz der Ansteuerschaltung 101 extrem hoch und somit kann ein Strom zum Betreiben des Dimmers 103 nicht sichergestellt werden. Folglich kann der Schalter, wie etwa der Triac, im Dimmer 103 nicht eingeschaltet werden, was schließlich eine Fehlfunktion des Dimmers 103 verursacht.
Um die Fehlfunktion des Dimmers 103 zu reduzieren, muss die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung null betragen.
Dabei muss eine Beleuchtungsquelle das durch die Beleuchtungsquelle generierte Rauschen verbessern (reduzieren), um zu verhindern, dass das Rauschen beispielsweise Funkstörungen an eine andere Einrichtung liefert.
Dazu muss eine Beleuchtungsquelle, die eine Dimmfunktionalität besitzt, die Kapazität eines Kondensators erhöhen, der als Filter innerhalb der Beleuchtungsquelle dient. Mit anderen Worten muss die Ansteuerschaltung 101 den Kondensator 106 enthalten, der eine vergrößerte Kapazität besitzt.
Eine Vergrößerung bei der Kapazität des Kondensators 106 verlängert jedoch die Entladezeit des Kondensators 106, was es erschwert, die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null zu bringen.
Insbesondere verlängert eine große Kapazität des Kondensators 106 die Zeit, die zum Entladen der im Kondensator 106 akkumulierten elektrischen Ladung benötigt wird. Während die Spannung des Dimmsignals von einer Spitzenspannung abnimmt, wie in 13B gezeigt, nimmt somit die Spannung des Kondensators 106 später ab als eine Abnahme der Spannung des Dimmsignals. Mit anderen Worten nimmt die Spannung des Kondensators 106 später ab als eine Abnahme der Spannung der Wechselspannung. Infolgedessen wird die Spannung des Kondensators 106 nicht beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null gebracht. Mit anderen Worten bleibt die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 immer noch beim Nulldurchgang der Wechselspannung.
Dies verhindert, dass der Dimmer 103 den Nulldurchgang detektiert, wodurch schließlich seine Fehlfunktion verursacht wird. Insbesondere wird die Fehlfunktion des Dimmers 103 verursacht, und es resultiert ein Flackern in dem vom LED-Modul 104 emittierten Licht, als Beispiel.
Um eine derartige Fehlfunktion des Dimmers 103 zu reduzieren, enthält die Sicherheitsschaltung 110 den parallel zum Kondensator 106 geschalteten Widerstand 107 und die parallel zum Widerstand 107 geschaltete Bypass-Schaltung 113. Die Bypass-Schaltung 113 enthält den Widerstand 108 und den Schalter 109, die in Reihe geschaltet sind. Der Schalter 109 schaltet ein, falls die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung Vth ist.
Dies kann die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null bringen, wie in 13C gezeigt, wodurch der Dimmer 103 den Nulldurchgang erfolgreich detektieren kann. Mit anderen Worten wird die Fehlfunktion des Dimmers 103 reduziert.
Insbesondere schaltet der Schalter 109 ein, wenn die Spannung des Kondensators 106 kleiner oder gleich der vorbestimmten Schwellwertspannung Vth ist. Dies entlädt die im Kondensator 106 akkumulierte elektrische Ladung über den Widerstand 108 und den Schalter 109. Infolgedessen wird die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 gleichmäßig entladen, wodurch die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null gebracht wird. Folglich kann der Dimmer 103 den Nulldurchgang erfolgreich detektieren.
Falls jedoch die Spannung des Kondensators 106 nicht auf die vorbestimmte Schwellwertspannung Vth zum Einschalten des Schalters 109 abnimmt, wie in 13B gezeigt, bleibt der Schalter 109 aus, wodurch schließlich die interne Ladung im Kondensator 106 bleibt. Die Zeit, die benötigt wird, um die Spannung des Kondensators 106 von der Spitzenspannung der Wechselspannung auf null herunterzubringen, hängt von Konstanten der Elemente (des Kondensators 106, des Widerstands 107 und des Widerstands 108) ab.
Um die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null zu bringen, ist es deshalb notwendig, dass die Konstanten des Kondensators 106, des Widerstands 107 und des Widerstands 108, die in der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind, wie folgt sind:
Insbesondere genügen eine Zeit t1 und eine Zeit t2 den folgenden Gleichungen, wobei die Zeit t1 einer Zeit entspricht, ab der die Wechselspannung auf der Spitzenspannung ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Spannung des Kondensators 106 auf der vorbestimmten Schwellwertspannung Vth ist, wobei die Zeit t2 einer Zeit entspricht, ab der die Spannung des Kondensators 106 auf der vorbestimmten Schwellwertspannung Vth ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Spannung des Kondensators 106 0 V beträgt: t1 = CR1 × (1nV0 – 1nVth) t2 = CR2 × (1nVth) wobei C den Kapazitätswert des Kondensators 106 darstellt, R1 den Widerstandswert des Widerstands 107 darstellt, R2 den Widerstandswert des Widerstands 108 darstellt, Vth die vorbestimmte Schwellwertspannung darstellt, bei der der Schalter 109 einschaltet, V0 die Amplitude des Wechselstromsignals darstellt und fs die Frequenz des Wechselstromsignals darstellt. Unter der Voraussetzung der obigen Gleichungen genügen C, R1 und R2 der folgenden Beziehung 1: t1 + t2 < 1/(3,3 × fs) (Beziehung 1)
Eine Zeitkonstante der Spannung des Kondensators 106 hängt von dem Kapazitätswert des Kondensators 106 und dem Widerstandswert des Widerstands 107 während einer Periode ab, ab der die Wechselspannung die Spitzenspannung ist, bis zu der, wenn die Spannung des Kondensators 106 auf der vorbestimmten Schwellwertspannung Vth ist. Die Zeitkonstante der Spannung des Kondensators 106 hängt vom Kapazitätswert des Kondensators 106 und dem Widerstandswert des Widerstands 108 während einer Periode ab, ab der der Schalter 109 als Reaktion darauf einschaltet, dass die Spannung des Kondensators 106 auf die vorbestimmte Schwellwertspannung Vth gebracht wird, bis zu der, wenn die Spannung des Kondensators 106 0 V beträgt. Der Widerstandswert des Widerstands 107 und der Einschaltwiderstand des Schalters 109 sind im Vergleich zum Widerstandswert R2 des Widerstands 108 ausreichend klein.
Somit kann die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null gebracht werden, falls eine Summe aus der Zeit t1 und der Zeit t2 kleiner als 1/3,3 einer Periode des Wechselstromsignals ist.
Wie oben beschrieben, kann die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Fehlfunktion des Dimmers 103 durch Aufnahme des Kondensators 106, des Widerstands 107 und des Widerstands 108 reduzieren, die Konstanten besitzen, die der oben beschriebenen Beziehung 1 genügen.
Dabei muss, wie oben beschrieben, die Ansteuerschaltung 101 das Rauschen verbessern.
Aus diesem Grund müssen der Kondensator 106, der Widerstand 107 und der Widerstand 108 die Konstanten besitzen, die der oben beschriebenen Beziehung 1 genügen, und die Kapazität des Kondensators 106 muss erhöht werden, damit die Ansteuerschaltung 101 die Fehlfunktion des Dimmers 103 und auch das Rauschen reduziert.
Nachfolgend werden aus der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhaltene Effekte beschrieben, während ein Vergleichsbeispiel 1 unter Bezugnahme auf einen Fall bereitgestellt wird, wo der Kondensator 106 eine kleine Kapazität besitzt, und ein Vergleichsbeispiel 2 unter Bezugnahme auf einen Fall, wo der Kondensator 106, der Widerstand 107 und der Widerstand 108 Konstanten besitzen, die der oben beschriebenen Beziehung 1 nicht genügen.
<Vergleichsbeispiel 1>
Zuerst werden der Betrieb einer Ansteuerschaltung gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 und das Rauschen, wenn die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 an den Dimmer 103 angeschlossen ist, beschrieben.
Die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 besitzt die gleiche Konfiguration wie die Ansteuerschaltung 101 gemäß der in 11 gezeigten Ausführungsform, außer dass ein in der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 enthaltener Kondensator 106 eine kleine Kapazität besitzt. Insbesondere enthält die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 den Kondensator 106 mit einem Kapazitätswert C von 0,047 μF, einen Widerstand 107 mit einem Widerstandswert R1 von 100 kΩ und einen Widerstand 108 mit einem Widerstandswert R2 von 2 kΩ.
14 zeigt grafische Darstellungen zum Veranschaulichen des Betriebs der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, wobei (a) eine grafische Darstellung ist, die eine Spannung des Kondensators 106 gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt, und (b) eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform einer Ausgangsspannung des Dimmers 103 zeigt, wenn die Spannung des Kondensators 106 im Vergleichsbeispiel 1 so ist, wie in (a) von 14 gezeigt.
Wie in (a) von 14 gezeigt, nimmt die Spannung des Kondensators 106 prompt ab, nachdem sie eine vorbestimmte Schwellwertspannung Vth erreicht hat.
Hier beträgt die Spannung des Kondensators 106 in einem Abschnitt A in (a) von 14 nicht 0 V. Der Grund ist, dass ein durch eine Steuersignal-Generierungseinheit 208 generiertes Steuersignal während einer Periode, wo der Dimmer 103 aus ist, über den Widerstand 108 und einen Schalter 109 durch den Kondensator 106 läuft.
Insbesondere wird die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang einer Wechselspannung auf null gebracht, wie unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C beschrieben. Wenngleich die Spannung des Kondensators 106 idealerweise beim Nulldurchgang der Wechselspannung auf null gebracht wird, wird in der Praxis die Spannung des Kondensators 106 aufgrund von Peripherieschaltungen nicht am Nulldurchgang auf null gebracht. Somit entspricht, die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 beim Nulldurchgang der Wechselspannung in einer idealen Schaltung auf null zu bringen, dem, dass die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 in einem Phasenwinkelbereich (im Folgenden als eine Aus-Periode des Dimmers 103 bezeichnet) ab dem Nulldurchgang der Wechselspannung bis zu einem Steuerwinkel eines Dimmsignals in einer tatsächlichen Schaltung keine zeitabhängigen Eigenschaften besitzt.
Die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 wird aus den folgenden Gründen nicht während der Aus-Periode des Dimmers 103 auf null gebracht. Der Dimmer 103 muss sogar während der Aus-Periode extern mit Leistung versorgt werden, die dazu verwendet werden soll, einen im Dimmer 103 enthaltenen Schalter (z. B. den Triac) zu betätigen, um das Dimmsignal in der nächsten Periode des Dimmsignals zu erhöhen. Insbesondere muss eine bestimmte Strommenge zum Liefern von Leistung durch den Dimmer 103 geschickt werden, und zwar über die Lampe, die die Ansteuerschaltung 101 und das LED-Modul 104 enthält, die seriell an den Dimmer 103 angeschlossen sind. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Strom durch den Widerstand 108. Dadurch fällt die Spannung des Widerstands 108 ab, wodurch eine Spannung generiert wird. Somit wird eine dem Spannungsabfall im Widerstand 108 entsprechende Spannung auch im Kondensator 106 generiert, der parallel zum Widerstand 108 geschaltet ist. Wie oben beschrieben, wird die interne Ladung der Ansteuerschaltung 101 aufgrund der im Kondensator 106 während der Aus-Periode des Dimmers 103 generierten Spannung nicht am Nulldurchgang der Wechselspannung auf null gebracht.
Falls jedoch der Kondensator 106 die elektrische Ladung während der Aus-Periode des Dimmers 103 nicht entlädt, kann der Dimmer 103 den Nulldurchgang der Wechselspannung selbst dann erfolgreich detektieren, falls die Spannung des Kondensators 106 am Nulldurchgang der Wechselspannung nicht auf null gebracht wird, wie in einem Abschnitt A in (a) von 14 gezeigt.
Eine Ausgangsspannung des Dimmers 103 ist in einem Abschnitt A in (b) von 14 versetzt. Dies ist auf eine Tatsache zurückzuführen, dass die Spannung des Kondensators 106 während der Aus-Periode des Dimmers 103 nicht 0 V beträgt. Der Versatz der Ausgangsspannung des Dimmers 103 beeinflusst jedoch nicht die Detektion des Nulldurchgangs der Wechselspannung durch den Dimmer 103, wie oben beschrieben.
Infolgedessen kann die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 die Fehlfunktion des Dimmers 103 reduzieren.
Als nächstes wird das Rauschen beschrieben, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 an den Dimmer 103 angeschlossen ist.
15 ist eine grafische Darstellung, die das Rauschen darstellt, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und der Dimmer 103 miteinander verbunden sind, wobei eine Rauschfrequenz auf der horizontalen Achse angezeigt ist und eine Rauschfeldintensität auf der vertikalen Achse angezeigt ist.
In der Figur ist ein Beispiel eines akzeptablen Pegels der Rauschfeldintensität dargestellt. Der akzeptable Pegel ist ein akzeptabler Wert gemäß dem „Electrical Appliance and Material Safety Law” oder dergleichen.
15 zeigt, dass, wenn die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und der Dimmer 103 verbunden sind, die Rauschfeldintensität bei einer Frequenz von etwa 800 kHz oder darüber unter dem akzeptablen Pegel liegt, wohingegen die Rauschfeldintensität bei einer Frequenz unter etwa 800 kHz größer oder gleich dem akzeptablen Pegel ist.
ie oben beschrieben, verbessert die Konfiguration, bei der die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 den Kondensator 106 enthält, der eine kleine Kapazität besitzt, nicht das Rauschen in einem niedrigen Frequenzbereich (z. B. 800 kHz oder darunter), wenngleich die Fehlfunktion des Dimmers 103 reduziert ist.
<Vergleichsbeispiel 2>
Um das Rauschen zu reduzieren, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung an den Dimmer 103 angeschlossen ist, wird in Betracht gezogen, die Kapazität des Kondensators 106 zu erhöhen. Somit sei eine Ansteuerschaltung, die einen Kondensator 106 mit einer Kapazität enthält, die größer ist als die des Kondensators 106 gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, als Ansteuerschaltung gemäß einem Vergleichsbeispiel 2 betrachtet. Unten wird der Betrieb der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 beschrieben.
Die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 besitzt die gleiche Konfiguration wie die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, außer dass der in der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 enthaltende Kondensator 106 eine große Kapazität besitzt. Insbesondere enthält die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 den Kondensator 106 mit einem Kapazitätswert C von 0,1 μF, einen Widerstand 107 mit einem Widerstandswert R1 von 100 kΩ und einen Widerstand 108 mit einem Widerstandswert R2 von 2 kΩ. Mit anderen Worten besitzt die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 eine Konfiguration, bei der Konstanten des Kondensators 106, des Widerstands 107 und des Widerstands 108 der oben beschriebenen Beziehung 1 nicht genügen, während der Kondensator 106 eine große Kapazität besitzt.
16 zeigt grafische Darstellungen zum Veranschaulichen des Betriebs der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2, wobei (a) eine grafische Darstellung ist, die eine Spannung des Kondensators 106 gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 zeigt, und (b) eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform einer Ausgangsspannung des Dimmers 103 zeigt, wenn die Spannung des Kondensators 106 gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 so ist, wie in (a) von 16 gezeigt.
Wenn (a) von 16 mit (a) von 14 verglichen wird, ist die Spannung des Kondensators 106 in (a) von 16 die gleiche wie in (a) von 14, weil die Spannung prompt abnimmt, nachdem sie eine vorbestimmte Schwellwertspannung Vth erreicht hat, außer dass die Spannung des Kondensators 106 in (a) von 16 während der Aus-Periode des Dimmers 103 weiter abnimmt, ohne konstant zu sein.
Dies bedeutet, dass eine Zunahme bei der Kapazität des Kondensators 106 bewirkt, dass der Kondensator 106 sogar während der Aus-Periode des Dimmers 103 entlädt, d. h. bei und nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung.
Infolgedessen besitzt die Ausgangsspannung des an die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 angeschlossenen Dimmers 103 eine verformte Wellenform in einem Abschnitt B in (b) von 16. Mit anderen Worten wird eine Fehlfunktion des Dimmers 103 bewirkt, bei der der Dimmer 103 nicht in der Lage ist, ein Dimmsignal entsprechend einem Dimmpegel auszugeben.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 den Kondensator 106 mit einer großen Kapazität, wie oben beschrieben, im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 besitzt und dadurch das Rauschen, wenn die Ansteuerschaltung an den Dimmer 103 angeschlossen ist, reduziert wird. Jedoch genügen die Konstanten des Kondensators 106, des Widerstands 107 und des Widerstands 108 der oben beschriebenen Beziehung 1 nicht und das Entladen durch den Kondensator 106 beim Nulldurchgang der Wechselspannung ist nicht abgeschlossen. Infolgedessen wird die Fehlfunktion des Dimmers 103 verursacht, was zu der verformten Wellenform in der Ausgangsspannung des Dimmers 103 führt.
<Effekte von Ausführungsform 1>
Wenn die Ansteuerschaltung gemäß den oben beschriebenen Vergleichsbeispielen 1 und 2 verglichen wird, enthält die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Kondensator 106, den Widerstand 107, den Widerstand 108, die Konstanten besitzen, die der oben beschriebenen Beziehung 1 genügen, und außerdem genügt der Kapazitätswert des Kondensators 106 der folgenden Beziehung: C > 0,047 μF (Beziehung 2)
Dies gestattet der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Fehlfunktion des Dimmers 103 und auch das Rauschen zu reduzieren. Nachfolgend werden der Betrieb der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und das Rauschen, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an den Dimmer 103 angeschlossen ist, beschrieben.
Wie oben beschrieben, enthält die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Kondensator 106, den Widerstand 107 und den Widerstand 108, die Konstanten besitzen, die den oben beschriebenen Beziehungen 1 und 2 genügen. Insbesondere enthält die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Kondensator 106 mit einem Kapazitätswert C von 0,1 μF, den Widerstand 107 mit einem Widerstandswert von R1 von 47 kΩ und den Widerstand 108 mit einem Widerstandswert R2 von 2 kΩ.
17 zeigt grafische Darstellungen, um den Betrieb der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darzustellen, wobei (a) eine grafische Darstellung ist, die eine Spannung des in der Ansteuerschaltung 101 enthaltenen Kondensators 106 darstellt, und (b) eine grafische Darstellung ist, die eine Wellenform einer Ausgangsspannung des Dimmers 103 darstellt, wenn die Spannung des Kondensators 106 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ist, wie in (a) von 17 gezeigt.
Wenn (a) von 17 mit (a) von 14 und (a) von (16) verglichen wird, ist die Spannung des Kondensators 106 in (a) von 17 die gleiche wie (a) von 14 und (a) von 16, weil die Spannung prompt abnimmt, nachdem sie eine vorbestimmte Schwellwertspannung Vth erreicht hat. Außerdem ist die Spannung des Kondensators 106 in (a) von 17 während der Aus-Periode des Dimmers 103 konstant, wie bei (a) von 14, die die Ausgangsspannung des Dimmers 103 während der Aus-Periode des Dimmers 103 versetzt, wie in (b) von 17 gezeigt.
Wie unter Bezugnahme auf das Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, beeinflusst der Versatz der Spannung des Kondensators 106 während der Aus-Periode des Dimmers 103 nicht die Detektion des Nulldurchgangs der Wechselspannung durch den Dimmer 103.
Infolgedessen enthält die Ausgangsspannung des in (b) von 17 gezeigten Dimmers 103 keine verformte Wellenform, wie durch den Abschnitt B in (b) von 16 angezeigt. Mit anderen Worten kann die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Fehlfunktion des an die Ansteuerschaltung 101 angeschlossenen Dimmers 103 reduzieren.
Als nächstes wird Rauschen, das in der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform generiert wird, beschrieben.
18 ist eine grafische Darstellung, die das Rauschen zeigt, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung 101 und der Dimmer 103 gemäß der vorliegenden Ausführungsform miteinander verbunden sind, wobei eine Rauschfrequenz auf der horizontalen Achse angegeben ist und eine Rauschfeldintensität auf der vertikalen Achse angegeben ist. Es sei angemerkt, dass die horizontalen und vertikalen Achsen in den Figuren die gleichen Skalen aufweisen wie jene in 15 und der gleiche akzeptable Pegel wie in 15 angegeben ist.
Wenn 18 mit 15 verglichen wird, ist ersichtlich, dass die in 18 gezeigte Rauschfeldintensität ist im Vergleich zu der in 15 dargestellten Rauschfeldintensität insgesamt verbessert und insbesondere in einem niedrigen Frequenzbereich von 800 kHz oder darunter signifikant verbessert ist. Es ist beispielsweise ersichtlich, dass die in 18 gezeigte Rauschfeldintensität unter dem akzeptablen Pegel in einem Frequenzbereich von etwa 500 kHz oder darüber liegt. Dabei ist die in 15 dargestellte Rauschfeldintensität größer oder gleich dem akzeptablen Pegel in einem Frequenzbereich unter etwa 800 kHz. Wie oben beschrieben, ist ersichtlich, dass in der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Rauschen, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung 101 an den Dimmer 103 angeschlossen ist, im niedrigen Frequenzbereich im Vergleich zu der Ansteuerschaltung gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 verbessert ist.
Mit anderen Worten kann die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Aufnehmen des Kondensators 106, der den Kapazitätswert C von 0,1 μF besitzt, das Rauschen im niedrigen Frequenzbereich im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 verbessern.
Während die 15 und 18 jeweils ein Beispiel des akzeptablen Pegels in jedem Frequenzbereich zeigen, kann der akzeptable Pegel in einem Teil des Frequenzbereichs definiert sein. Falls beispielsweise der akzeptable Pegel einen akzeptablen Wert gemäß dem „Electrical Appliance and Material Safety Law” besitzt, ist der akzeptable Pegel in einem Frequenzbereich definiert, bei dem die Frequenz 526,5 kHz oder darüber beträgt. Mit anderen Worten ist es nicht problematisch, dass die Rauschfeldintensität in einem Frequenzbereich außerhalb des definierten Bereichs (die Frequenz ist unter 526,5 kHz) den akzeptablen Pegel in 15 und 18 übersteigt.
Während der in der Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthaltene Kondensator 106 den Kapazitätswert C von 0,1 μF besitzt, ist der Kapazitätswert des Kondensators 106 nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann der Kapazitätswert C des Kondensators 106 C > 0,047 μF genügen. Falls der Kondensator 106 einen Kapazitätswert C besitzt, der C > 0,047 μF genügt, kann das Rauschen, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung 101 an den Dimmer 103 angeschlossen ist, unter dem akzeptablen Pegel in einem niedrigeren Frequenzbereich als dem Vergleichsbeispiel 1 liegen. Mit anderen Worten kann das Rauschen in dem niedrigen Frequenzbereich reduziert werden.
[Zusammenfassung]
Wie oben beschrieben, ist die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Ansteuerschaltung, die bewirkt, dass ein lichtemittierendes Element Licht emittiert, unter Verwendung eines Dimmsignals, das ein Wechselstromsignal ist, dessen Phase als Reaktion auf einen Dimmpegel gesteuert worden ist, wobei die Ansteuerschaltung 101 den Kondensator 106 enthält, der zwischen die Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 geschaltet ist, die das Dimmsignal gleichrichtet, wobei der Widerstand 107 parallel zum Kondensator 106 geschaltet ist und die Bypass-Schaltung 113 parallel zum Widerstand 107 geschaltet ist. Die Bypass-Schaltung 113 enthält den Widerstand 108 und den Schalter 109, die in Reihe geschaltet sind. Der Schalter 109 schaltet ein, falls eine Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung ist. Der Kondensator 106, der Widerstand 107 und der Widerstand 108 besitzen jeweils eine Kapazität, einen Widerstandswert und einen Widerstandswert, die den oben beschriebenen Beziehungen 1 und 2 genügen, vorausgesetzt, dass t1 = C × R1 × (1nV0 – 1nVth) und t2 = C × R2 × (1nVth), wobei C den Kapazitätswert des Kondensators 106 darstellt, R1 den Widerstandswert des Widerstands 107 darstellt, R2 den Widerstandswert des Widerstands 108 darstellt, Vth die vorbestimmte Schwellwertspannung darstellt, V0 die Amplitude des Wechselstromsignals darstellt und fs die Frequenz des Wechselstromsignals darstellt.
Der Kondensator 106, der Widerstand 107 und der Widerstand 108 besitzen Konstanten, die der Beziehung 1 oben genügen, und dadurch kann die Spannung des Kondensators 106 beim Nulldurchgang der Wechselspannung konstant gemacht werden. Mit anderen Worten kann das Entladen durch den Kondensator 106 beim Nulldurchgang der Wechselspannung abgeschlossen sein. Die Fehlfunktion des an die Ansteuerschaltung 101 angeschlossenen Dimmers 103 wird deshalb reduziert. Zudem besitzt der Kondensator 106 den Kapazitätswert C, der der oben beschriebenen Beziehung 2 genügt, und dadurch wird das Rauschen im niedrigen Frequenzbereich, das generiert wird, wenn die Ansteuerschaltung 101 und der Dimmer 103 angeschlossen sind, reduziert. Mit anderen Worten kann die Ansteuerschaltung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Fehlfunktion des Dimmers 103 und auch das Rauschen reduzieren.
Es sei angemerkt, dass der Widerstand 107, der Widerstand 108, der Kondensator 106, die Diodenbrücke 105 und das Emissionssteuermodul 112 ein Aspekt eines vierten Widerstands, eines fünften Widerstands, eines zweiten Kondensators, einer zweiten Gleichrichterschaltung beziehungsweise einer zweiten Emissionssteuerschaltung sind.
Der Widerstand 108 kann ein Ende besitzen, das mit einem Ende des Widerstands 107 verbunden ist, und das andere Ende ist über den Schalter 109 mit dem anderen Ende des Widerstands 107 verbunden.
Dabei wird der Widerstand 108 parallel zum Widerstand 107 geschaltet, d. h., der Widerstand 108 wird parallel zum Kondensator 106 geschaltet, wenn die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 auf die vorbestimmte Schwellwertspannung gebracht wird. Somit kann die im Kondensator 106 akkumulierte elektrische Ladung über den Widerstand 108 und den Schalter 109 prompt entladen werden.
Zudem kann die Ansteuerschaltung 101 weiterhin das Emissionssteuermodul 112 enthalten, das das Dimmsignal in einen Strom umwandelt und den Strom an das LED-Modul 104 liefert, wodurch bewirkt wird, dass das LED-Modul 104 Licht emittiert.
Dies kann bewirken, dass das LED-Modul 104 Licht mit einer Helligkeit entsprechend einem Dimmpegel emittiert.
(Ausführungsform 3)
Eine Beleuchtungsquelle gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 und ein LED-Modul 4. Im Folgenden wird die Beleuchtungsquelle gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
19 ist ein Überblick über eine Beleuchtungsquelle 310 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 20 ist eine Querschnittsansicht der Beleuchtungsquelle 310 entlang einer Ebene, die durch eine Mittelachse A-A' in 19 verläuft.
Die Beleuchtungsquelle 310 ist eine birnenförmige LED-Lampe, die Licht in alle Richtungen verteilt, wobei die Beleuchtungsquelle 310 einen Lampenkolben enthält, der aus einer Leuchtenglocke 301, einem Sockel 302 und einer Außenhülle 303 zwischen der Leuchtenglocke 301 und dem Sockel 302 besteht.
Die Leuchtenglocke 301 ist eine kugelförmige durchscheinende Abdeckung zum Abstrahlen von von einem LED-Modul 304 emittiertem Licht aus der Lampe heraus. Das LED-Modul 304 ist mit der Leuchtenglocke 301 bedeckt. Die Leuchtenglocke 301 ist einer lichtstreuenden Behandlung unterzogen worden, wie etwa einer Mattglasbehandlung, um das von dem LED-Modul 304 emittierte Licht zu streuen. Es sei angemerkt, dass die Gestalt der Leuchtenglocke 301 nicht auf eine Kugelgestalt beschränkt ist und eine Halbkugelgestalt, eine Ellipsoidgestalt oder eine längliche Ellipsoidgestalt besitzen kann. In der vorliegenden Ausführungsform besteht die Leuchtenglocke 301 aus einem Glasmaterial. Das Material der Leuchtenglocke 301 ist jedoch nicht auf ein Glasmaterial beschränkt, und die Leuchtenglocke 301 kann beispielsweise aus einem Kunstharz ausgeformt werden.
Der Sockel 302 ist ein Leistungsempfänger, der ein Dimmsignal an zwei Kontakten empfängt. Das durch den Sockel 302 empfangene Dimmsignal wird über eine nicht gezeigte Leitung an einen Leistungseingang auf einer Leiterplatte 372 eingegeben.
Wie in 20 gezeigt, enthält die Beleuchtungsquelle 310 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiterhin das LED-Modul 304, ein Lichtquellenbefestigungsglied 305 und eine Ansteuerschaltung 307.
Das LED-Modul 304 ist das in 1 gezeigte LED-Modul 4, ist beispielsweise von einer aus einem lichtemittierenden Halbleiterelement ausgebildeten Lichtquelle, und ein lichtemittierendes Modul (eine lichtemittierende Einheit), die eine LED enthält, die vorbestimmtes Licht emittiert.
Das Lichtquellenbefestigungsglied 305 ist eine Halterung (eine Modulplatte), die aus einem Metallsubstrat ausgebildet ist, um das LED-Modul 304 darauf anzuordnen, und ist aus zu einer Scheibenform gegossenem Aluminium ausgeformt.
Die Ansteuerschaltung 307 ist die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 und enthält eine Schaltungselementgruppe 371, die eine Schaltung (eine Stromversorgungsschaltung) bildet, um zu bewirken, dass das LED-Modul 304 Licht emittiert, und die Schaltungsplatine 372, auf der Schaltungselemente der Schaltungselementgruppe 371 implementiert sind.
Die Schaltungselementgruppe 371 ist aus mehreren Schaltungselementen konfiguriert, um aus dem durch den Sockel 302 empfangenen Dimmsignal Leistung zu generieren, um zu bewirken, dass die Lichtquelle (das LED-Modul 304) Licht emittiert. Die Schaltungselementgruppe 371 wandelt das von dem Sockel 302 empfangene Dimmsignal in ein Steuersignal um, das linear-proportional zu einem Dimmpegel reagiert, und versorgt das LED-Modul 304 mit einem Strom, der einer durch das Steuersignal angegebenen Spannung entspricht. Die Schaltungselementgruppe 371 enthält ein erstes Kondensatorelement 371a, das ein Elektrolytkondensator (ein vertikaler Kondensator) ist, ein zweites Kondensatorelement 371b, das ein Keramikkondensator (ein horizontaler Kondensator) ist, ein Widerstandselement 371c, ein Spannungstransformatorelement 371d, das eine Spule umfasst, und ein Halbleiterbauelement 371e, das eine integrierte Schaltung einer intelligenten Leistungseinrichtung (IPD – intelligent power device) ist.
Die Leiterplatte 372 ist eine scheibenförmige gedruckte Schaltung mit der auf einer Seite montierten Schaltungselementgruppe 371. Die Leiterplatte 372 enthält eine Kerbe. Die Kerbe bildet einen Weg, durch den eine Leitung von einer Oberfläche mit der darauf montierten Schaltungselementgruppe 371 zu einer gegenüberliegenden Oberfläche verläuft. Die Leitung ist dafür bestimmt, das LED-Modul 304 mit dem Strom zu versorgen.
Die Beleuchtungsquelle 310, wie oben beschrieben konfiguriert und gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann eine abrupte Änderung bei der Helligkeit als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel unterdrücken.
Während die in der Beleuchtungsquelle 310 in der vorliegenden Ausführungsform enthaltene Ansteuerschaltung 307 die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 ist, sei angemerkt, dass die Ansteuerschaltung 307 die Ansteuerschaltung gemäß der Variation der Ausführungsform 1 sein kann.
Zudem kann die Ansteuerschaltung 307 die Ansteuerschaltung 101 gemäß der Ausführungsform 2 sein. Die Beleuchtungsquelle 310, die eien derartige Ansteuerschaltung 101 enthält, kann die Fehlfunktion eines Dimmers und auch Rauschen reduzieren.
(Ausführungsform 4)
Eine Beleuchtungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die Beleuchtungsquelle 310 gemäß der Ausführungsform 3 und einen Dimmer, der unter Verwendung einer Wechselstromquelle ein Dimmsignal generiert. Im Folgenden wird die Beleuchtungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
21 ist eine schematische Schnittansicht einer Beleuchtungsbaugruppe 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Beleuchtungsbaugruppe 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel an einer Decke 500 in einem Raum montiert verwendet. Die Beleuchtungsbaugruppe 400 enthält eine Beleuchtungsquelle 410, eine Beleuchtungsvorrichtung 420 und eine Fernsteuerung 430. Die Beleuchtungsquelle 410 ist die Beleuchtungsquelle 310 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 3. Die Fernsteuerung 430 empfängt eine Benutzeroperation des Bezeichnens eines Dimmpegels und sendet ein den bezeichneten Dimmpegel anzeigendes Signal an die Beleuchtungsvorrichtung 420.
Die Beleuchtungsvorrichtung 420 schaltet die Beleuchtungsquelle 410 aus und ein und schaltet die Beleuchtungsquelle 410 mit einer dem Dimmpegel entsprechenden Luminanz ein. Die Beleuchtungsvorrichtung 420 enthält einen Vorrichtungskörper 421 zur Montage an der Decke 500 und eine Lampenabdeckung 422, die die Beleuchtungsquelle 410 bedeckt.
Der Vorrichtungskörper 421 enthält einen Dimmer 421a und eine Fassung 421b, an die ein Sockel 411 der Beleuchtungsquelle 410 geschraubt werden soll. Der Vorrichtungskörper 421 liefert das Dimmsignal über die Fassung 421b an die Beleuchtungsquelle 410.
Der Dimmer 421a ist der in 1 gezeigte Dimmer 3 oder der in 10 gezeigte Dimmer 103, der ein Phasensteuerdimmer ist, der ein den von der Fernsteuerung 430 gesendeten Dimmpegel anzeigendes Signal empfängt und ein von der Wechselstromquelle eingegebenes Wechselstromsignal in ein dem empfangenen Dimmpegel entsprechendes Dimmsignal umwandelt.
Die Beleuchtungsbaugruppe 400, konfiguriert wie oben beschrieben und gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ändert nicht ihre Helligkeit plötzlich als Reaktion auf einen durch den Benutzer bezeichneten Dimmpegel. Mit anderen Worten kann die Beleuchtungsbaugruppe 400 eine abrupte Änderung bei der Helligkeit als Reaktion auf Änderungen beim Dimmpegel unterdrücken.
Während die Beleuchtungsquelle 410 die Ansteuerschaltung 1 gemäß der Ausführungsform 1 in der vorliegenden Ausführungsform enthält, sei angemerkt, dass die Beleuchtungsquelle 410 die Ansteuerschaltung 101 gemäß der Ausführungsform 2 anstelle der Ansteuerschaltung 1 enthalten kann. Die Beleuchtungsbaugruppe 400, die eine derartige Ansteuerschaltung 101 enthält, kann die Fehlfunktion des Dimmers 421a und auch das Rauschen reduzieren.
Während die Ansteuerschaltung, die Beleuchtungsquelle und die Beleuchtungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen und ihre Varianten beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und ihre Varianten beschränkt. Verschiedene Modifikationen an den Ausführungsformen und ihren Varianten, die sich der Fachmann ausdenken kann, und eine beliebige Kombination der Komponenten verschiedener Ausführungsformen und Varianten sollen innerhalb des Schutzbereichs des einen oder der mehreren Aspekte der vorliegenden Erfindung enthalten sein, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wenngleich in der obigen Beschreibung der Dimmer den Steuerwinkel als Reaktion auf einen durch den Benutzer bezeichneten Dimmpegel variiert, als Beispiel, ist die Weise, wie der Dimmer den Steuerwinkel variiert, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Dimmer einen optischen Sensor enthalten und den Steuerwinkel gemäß einer durch den optischen Sensor empfangenen Lichtmenge variieren.
Zudem ist die obige Beschreibung zwar unter Bezugnahme auf den Fall vorgelegt worden, wo die Beleuchtungsquelle eine birnenförmige LED-Lampe ist, doch lässt sich die vorliegende Erfindung auch auf Beleuchtungsquellen mit anderen Formen anwenden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf gerade LED-Lampen angewendet werden.
Zudem ist zwar die obige Beschreibung unter Bezugnahme auf den Fall vorgelegt worden, dass die Beleuchtungsbaugruppe die Beleuchtungsquelle und den Dimmer enthält, doch kann die Beleuchtungsbaugruppe die Ansteuerschaltung 1 und das LED-Modul 4 ohne ein Gehäuse wie etwa die Leuchtenglocke und die Außenhülle enthalten.
Zudem ist die oben beschriebene Beleuchtungsbaugruppe 400 beispielhaft und kann eine Beleuchtungsbaugruppe sein, die den Dimmer 421a, der ein Wechselstromsignal in ein Dimmsignal umwandelt, und die Fassung 421b, an die der Sockel 411 der Beleuchtungsquelle 410 geschraubt werden soll, enthält. Außerdem enthält die in 21 gezeigte Beleuchtungsbaugruppe 400 zwar eine Beleuchtungsquelle, doch kann die Beleuchtungsbaugruppe 400 mehrere, z. B. zwei oder mehr der Beleuchtungsquellen enthalten.
Zudem sind die in den obigen Schaltplänen gezeigten Schaltungsstrukturen beispielhaft, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Schaltungsstrukturen beschränkt. Beispielsweise ist die Konfiguration der Steuersignal-Generierungseinheit 8 nicht auf die in 3 gezeigte beschränkt und kann eine sein, in der die Positionen der Zener-Diode 81 und des Widerstands 82 vertauscht sind oder der Widerstand 82 an die Niederspannungsseite des Widerstands 84 angeschlossen ist. Außerdem ist beispielsweise die Konfiguration der Sicherheitsschaltung 110 nicht auf jene in den 10 und 11 gezeigten beschränkt und kann eine sein, bei der die Positionen des Widerstands 108 und des Schalters 109 vertauscht sind.
Insbesondere sind Schaltungen, die die charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung implementieren können, wie etwa mit den oben beschriebenen Schaltungsstrukturen, in der vorliegenden Erfindung enthalten. Beispielsweise ist auch ein gewisses Element mit einem Element, wie etwa einem Transistor, einem Widerstandselement oder einem Kondensatorelement, daran in Reihe oder parallel angeschlossen, ebenfalls in der vorliegenden Erfindung in einem Ausmaß enthalten, das die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität erzielen kann, die von den oben beschriebenen Schaltungsstrukturen erhalten wird. Mit anderen Worten ist „angeschlossen” in den obigen Ausführungsformen nicht auf ein direktes Verbinden von zwei Anschlüssen (Knoten) beschränkt und beinhaltet das Verbinden von zwei Anschlüssen (Knoten) über ein Element in einem Ausmaß, das die gleiche oder eine ähnliche Funktionalität erzielen kann, die aus den oben beschriebenen Schaltungsstrukturen erhalten wird.
Während in der obigen Beschreibung die Diodenbrücke 5, die eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung ist, als die Gleichrichterschaltung enthalten ist, die das Dimmsignal gleichrichtet, ist die Gleichrichterschaltung nicht darauf beschränkt und kann beispielsweise eine Halbwellen-Gleichrichterschaltung sein.
In der obigen Beschreibung schaltet der Schalter 109 ein, falls die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 kleiner oder gleich der vorbestimmten Schwellwertspannung ist, und schaltet aus, wenn die Spannung größer ist als die vorbestimmte Schwellwertspannung. Mit anderen Worten schaltet der Schalter 109, der aus ist, zu einer Zeit ein, wenn die Spannung auf die vorbestimmte Schwellwertspannung gefallen ist, und der Schalter 109, der ein ist, schaltet zu einer Zeit aus, wenn die Spannung über die vorbestimmte Schwellwertspannung angestiegen ist. Die Zeit, zu der der Schalter 109 ausschaltet, ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann in einem Phasenwinkelbereich des Wechselstromsignals liegen, der größer ist als ein Phasenwinkel, bei dem die Spannung des Wechselstromsignals auf null gebracht wird, und kleiner oder gleich einem Phasenwinkel, bei dem das Dimmsignal steigt.
Auch bei einer derartigen Konfiguration wird die Fehlfunktion des Dimmers 103 reduziert, wie bei der Ausführungsform 1. Dies ist der Fall, weil das Entladen durch den Kondensator 106 beim Nulldurchgang des Wechselstromsignals beendet ist und der Dimmer 103 somit den Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgreich detektieren kann. Somit beeinflusst der Schalter 109, der nach dem Nulldurchgang ausschaltet, nicht die Detektion des Nulldurchgangs durch den Dimmer 103.
Gleichermaßen ist die Zeit, bei der die Spannungserfassungsschaltung 206 den Schalter 109 ausschaltet, nicht auf die Zeit beschränkt, wenn die Spannung zwischen den Ausgangsenden der Diodenbrücke 105 über die vorbestimmte Schwellwertspannung angestiegen ist, wie oben beschrieben, und kann in einem Phasenwinkelbereich des Wechselstromsignals liegen, der größer ist als ein Phasenwinkel, bei der die Spannung des Wechselstromsignals auf null gebracht wird, und kleiner oder gleich einem Phasenwinkel, bei dem das Dimmsignal ansteigt.
Bezugszeichenliste

1, 11, 307: Ansteuerschaltung
2, 102: Wechselstromquelle
3, 103: Dimmer
4, 104, 304: LED-Modul (lichtemittierendes Element)
5: Diodenbrücke (erste Gleichrichterschaltung)
6, 111, 222: Diode
7: Dimmsteuerschaltung (erste Emissionssteuerschaltung)
8, 180, 208, 980: Steuersignal-Generierungseinheit
10, 210: Rauschfilter- und -glättungsschaltung
11, 211: Spule
12, 13, 23, 85, 106, 212, 213, 223, 285, 985: Kondensator
20, 220: Beleuchtungsschaltung
21, 221: Drosselspule
22: Diode
30, 230: Steuerschaltung
40, 181, 240: Schaltelement
81, 86, 281, 286, 981, 986: Zener-Diode
82, 83, 84, 107, 108, 182, 183, 283, 983, 984: Widerstand
87, 987: Ausgangsanschluss
88: Knoten
105: Diodenbrücke (die zweite Gleichrichterschaltung)
109: Schalter
112: Emissionssteuermodul (zweite Emissionssteuerschaltung)
206: Spannungserfassungsschaltung
207: Dimmsteuerschaltung
301: Leuchtenglocke
302, 411: Sockel
303: Außenhülle
305: Lichtquellenbefestigungsglied
310, 410: Beleuchtungsquelle
371: Schaltungselementgruppe
371a: Erstes Kondensatorelement
371b: Zweites Kondensatorelement
371c: Widerstandselement
371d: Spannungstransformatorelement
371e: Halbleiterbauelement
372: Schaltungsplatine
400: Beleuchtungsbaugruppe
420: Beleuchtungsvorrichtung
421: Vorrichtungskörper
421a: Dimmer
421b: Fassung
430: Fernsteuerung
500: Decke

Claims

Ansteuerschaltung zum Bewirken, dass ein lichtemittierendes Element Licht emittiert wird, unter Verwendung eines Dimmsignals, das ein Wechselstromsignal ist, dessen Phase als Reaktion auf einen Dimmpegel gesteuert worden ist, wobei die Ansteuerschaltung Folgendes umfasst: eine Steuersignal-Generierungseinheit, die konfiguriert ist zum Integrieren einer Spannung eines durch Gleichrichten des Dimmsignals erhaltenen Signals, zum Generieren eines Steuersignals zum Steuern der Luminanz des lichtemittierenden Elements, wobei die Spannung größer oder gleich einer ersten Spannung und kleiner oder gleich einer zweiten Spannung ist, die niedriger als eine maximale Spannung des Dimmsignals ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes umfasst: eine erste Gleichrichterschaltung, die das Dimmsignal gleichrichtet, wobei die Steuersignal-Generierungseinheit Folgendes enthält: einen ersten Widerstand, einen zweiten Widerstand und einen dritten Widerstand, in Reihe zwischen Ausgangsanschlüsse der ersten Gleichrichterschaltung geschaltet; einen ersten Kondensator, parallel zum dritten Widerstand geschaltet; und eine erste Zener-Diode, parallel zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand geschaltet und in Reihe zum ersten Widerstand geschaltet, und die Steuersignal-Generierungseinheit konfiguriert ist zum Ausgeben, als das Steuersignal, einer Spannung entsprechend einer im ersten Kondensator gespeicherten Spannung.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, wobei die Steuersignal-Generierungseinheit weiterhin konfiguriert ist, in Reihe zum ersten Widerstand, zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand angeschlossen zu sein, und eine Konstantspannungsschaltung enthält, die in Reihe zur ersten Zener-Diode geschaltet ist, wobei die Konstantspannungsschaltung an eine Hochspannungsseite der ersten Zener-Diode angeschlossen ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, wobei die Konstantspannungsschaltung eine zweite Zener-Diode ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, wobei die Steuersignal-Generierungseinheit weiterhin eine Spannungsteilerschaltung enthält, die die durch die erste Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Spannung teilt, und die Konstantspannungsschaltung ein Schaltelement enthält, das in Abhängigkeit von einer Spannung, die durch die Spannungsteilerschaltung erhalten wird, die die durch die erste Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Spannung teilt, das in Reihe zum ersten Widerstand, zum zweiten Widerstand und zum dritten Widerstand geschaltete Schaltelement ein- oder ausschaltet.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin Folgendes umfasst: eine erste Emissionssteuerschaltung, die eine Spannung, die durch das durch die Steuersignal-Generierungseinheit generierte Steuersignal angezeigt wird, in einen Strom umwandelt und das lichtemittierende Element mit dem Strom versorgt, um zu bewirken, dass das lichtemittierende Element Licht emittiert.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die weiterhin Folgendes umfasst: einen zweiten Kondensator, der zwischen Ausgangsenden einer zweiten Gleichrichterschaltung geschaltet ist, die das Dimmsignal gleichrichtet; einen vierten Widerstand, parallel zum zweiten Kondensator geschaltet; und eine Bypass-Schaltung, parallel zum vierten Widerstand geschaltet, wobei die Bypass-Schaltung einen fünften Widerstand und einen Schalter, der in Reihe geschaltet ist, enthält, der Schalter einschaltet, falls eine Spannung zwischen den Ausgangsenden der zweiten Gleichrichterschaltung kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellwertspannung ist, und der zweite Kondensator, der vierte Widerstand beziehungsweise der fünfte Widerstand eine Kapazität, einen Widerstandswert und einen Widerstandswert besitzen, die den folgenden Beziehungen genügen, vorausgesetzt, dass t1 = C × R1 × (1nV0 – 1nVth) und t2 = C × R2 × (1nVth): C > 0,047 μF; und t1 + t2 < 1/(3,3 × fs), wobei C die Kapazität des zweiten Kondensators darstellt, R1 den Widerstandswert des vierten Widerstands darstellt, R2 den Widerstandswert des fünften Widerstands darstellt, Vth die vorbestimmte Schwellwertspannung darstellt, V0 die Amplitude des Wechselstromsignals darstellt und fs eine Frequenz des Wechselstromsignals darstellt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, wobei der fünfte Widerstand ein Ende besitzt, das mit einem Ende des vierten Widerstands verbunden ist, und das andere Ende über den Schalter mit dem anderen Ende des vierten Widerstands verbunden ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schalter über einen Phasenwinkelbereich des Wechselstromsignals aus ist, wobei der Phasenwinkelbereich größer ist als ein Phasenwinkel, bei dem die Spannung des Wechselstromsignals auf null gebracht wird, und kleiner oder gleich einem Phasenwinkel, bei dem das Dimmsignal ansteigt.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, die weiterhin Folgendes umfasst: eine zweite Emissionssteuerschaltung, die das Dimmsignal in einen Strom umwandelt und das lichtemittierende Element mit dem Strom versorgt, um zu bewirken, dass das lichtemittierende Element Licht emittiert.
Beleuchtungsquelle, die Folgendes umfasst: die Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und das lichtemittierende Element.
Beleuchtungsbaugruppe, die Folgendes umfasst: die Beleuchtungsquelle nach Anspruch 11 und einen Dimmer, der das Dimmsignal generiert, unter Verwendung einer Wechselstromquelle.