JP2009289940A - Light emitting device and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば発光ダイオード等の光源を有する発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device having a light source such as a light emitting diode and a lighting device including the light emitting device.
従来の発光装置において、光源である発光ダイオードを駆動する駆動回路は、所望の色温度の光を得るために、複数の単色の発光ダイオードを組み合わせて発光させ、それぞれの発光ダイオードの電流に対応した駆動回路を設けて駆動していた(例えば、特許文献1参照)。これは、通常、発光色によって発光ダイオードの必要電流が異なるため、同じ発光色の発光ダイオードを直列にして、それぞれに駆動回路を設けたものである。 In a conventional light-emitting device, a drive circuit that drives a light-emitting diode that is a light source emits light by combining a plurality of single-color light-emitting diodes in order to obtain light of a desired color temperature, and corresponds to the current of each light-emitting diode. A drive circuit is provided for driving (for example, see Patent Document 1). Usually, since the required current of the light emitting diode differs depending on the light emitting color, the light emitting diodes of the same light emitting color are connected in series, and a drive circuit is provided for each.
ところが、上記のような従来の発光装置においては、その駆動回路は、一旦、絶縁型の定電圧駆動回路を設け、絶縁型の定電圧駆動回路の2次側に発光色の異なる発光ダイオードごとに駆動回路が必要となる。駆動回路には、安価な抵抗器や、半導体の活性領域の制御特性を利用した回路を用いることもできるが、駆動回路の効率が低下するため、一般的には比較的効率のよいスイッチモードの制御回路、例えば、DC/DCコンバータ等が使用される。しかし、発光色の異なる発光ダイオードごとに定電流駆動用DC/DCコンバータが必要となるためコスト高となっていた。
発光ダイオードを用いた照明器具等では、電球色(光源色)すなわち純白色よりもやや色温度が低い光を要求されることが多く、このような場合には、複数の純白色発光ダイオードによって主たる発光出力を得るとともに、少数の赤色発光ダイオードや緑色発光ダイオードによる小出力の従となる発光出力を組み合わせて所望の色温度を得るようにすることが多い。
However, in the conventional light emitting device as described above, the drive circuit is once provided with an insulated constant voltage drive circuit, and the light emitting diodes having different emission colors are provided on the secondary side of the insulated constant voltage drive circuit. A drive circuit is required. The drive circuit can be an inexpensive resistor or a circuit utilizing the control characteristics of the active region of the semiconductor. However, since the efficiency of the drive circuit is reduced, a relatively efficient switch mode is generally used. A control circuit such as a DC / DC converter is used. However, since a constant current driving DC / DC converter is required for each light emitting diode having a different emission color, the cost is high.
Lighting fixtures using light emitting diodes often require light of a light bulb color (light source color), that is, light having a color temperature slightly lower than pure white. In such a case, a plurality of pure white light emitting diodes are mainly used. In many cases, a desired color temperature is obtained by combining light emission outputs which are subordinates of small outputs by a small number of red light emitting diodes and green light emitting diodes, in addition to obtaining light emission outputs.
しかし、このような場合であっても、従来方式では、次のような問題点があった。
・絶縁型の定電圧駆動回路の2次側に接続する定電流駆動用DC/DCコンバータを、主たる発光出力用及び小出力の従となる発光出力用に2回路以上必要とし、回路が複雑になる。
・従って、部品点数が多くなり、信頼性が低下するとともに、コスト高となる。
・小出力の従となる発光出力用の定電流駆動用DC/DCコンバータには、小電力のものが必要となるため、高効率のものが得難く、発光ダイオードの駆動回路の電気効率の低下を招いていた。
・一方、絶縁型の定電圧駆動回路を用いずに、非絶縁型の定電流駆動用DC/DCコンバータを複数用いることも考えられるが、やはり、回路が複雑になる上、安全上、発光ダイオードとの絶縁が必要となり、コスト高になる。
・また、小出力の従となる発光出力を得るための発光ダイオードが1〜2個といった少量の場合は、駆動電圧が低く、主たる発光出力を得る多数の直列発光ダイオードとの駆動電圧との差が大きくなるため、小出力の従となる発光出力を得るための発光ダイオードを駆動するDC/DCコンバータの電圧降圧比が大きくなり、いっそう効率が低下する。
However, even in such a case, the conventional method has the following problems.
・ Constant circuit drive DC / DC converter connected to the secondary side of the insulation type constant voltage drive circuit requires two or more circuits for the main light emission output and the light emission output subordinate to the small output, and the circuit is complicated. Become.
Therefore, the number of parts increases, reliability decreases, and cost increases.
-The constant current drive DC / DC converter for light emission output, which is a subordinate of the small output, requires a low power one, so it is difficult to obtain a high efficiency one, and the electrical efficiency of the light emitting diode drive circuit is reduced. Was invited.
・ On the other hand, it is conceivable to use a plurality of non-insulated constant current driving DC / DC converters without using an insulating constant voltage driving circuit. However, the circuit becomes complicated and, for safety reasons, a light emitting diode. It is necessary to insulate it, resulting in high costs.
In addition, in the case where the number of light emitting diodes for obtaining a light output corresponding to a small output is small, such as 1 to 2, the driving voltage is low, and the difference from the driving voltage with a large number of series light emitting diodes that obtain the main light emitting output. Therefore, the voltage step-down ratio of the DC / DC converter that drives the light-emitting diode for obtaining the light-emitting output that is the subordinate of the small output increases, and the efficiency further decreases.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、次のような発光装置及び照明装置を得ることを目的とする。
・駆動電流の異なる複数の発光素子を簡易な駆動回路で駆動できる。
・低コストである。
・信頼性が高い。
・小型である。
・電気効率が高い。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain the following light emitting device and lighting device.
A plurality of light emitting elements having different driving currents can be driven with a simple driving circuit.
・ Low cost.
・ High reliability.
・ Small size.
・ Electric efficiency is high.
この発明に係る発光装置においては、
発光素子直列回路と駆動回路とを有する発光装置であって、
発光素子直列回路は、直列に接続された第1及び第2の発光素子ユニットを有するものであって、第1の発光素子ユニットは1個または直列接続された複数の第1の発光素子を有し、第2の発光素子ユニットは第1の発光素子よりも駆動電流が大きい1個または直列接続された複数の第2の発光素子を有し、
駆動回路は、1次巻線並びに第1及び第2の出力巻線を有するトランスを有し、
発光素子直列回路は、トランスの第1の出力巻線に接続されて第1の出力巻線から供給される第1の駆動電流で駆動され、
第2の発光素子ユニットはトランスの第2の出力巻線に接続されて付加用電流が供給され第1の駆動電流にこの付加用電流が加算された第2の駆動電流により駆動されるものである。
In the light emitting device according to the present invention,
A light-emitting device having a light-emitting element series circuit and a drive circuit,
The light emitting element series circuit has first and second light emitting element units connected in series, and the first light emitting element unit has one or a plurality of first light emitting elements connected in series. The second light emitting element unit has one or a plurality of second light emitting elements connected in series with a driving current larger than that of the first light emitting element.
The drive circuit has a transformer having a primary winding and first and second output windings;
The light emitting element series circuit is connected to the first output winding of the transformer and driven by the first drive current supplied from the first output winding.
The second light emitting element unit is connected to the second output winding of the transformer, supplied with an additional current, and driven by a second drive current obtained by adding the additional current to the first drive current. is there.
そして、この発明における照明装置は、前の段落に記載したような発光装置を備えたものである。 And the illuminating device in this invention is equipped with the light-emitting device as described in the previous paragraph.
この発明の発光装置は、
発光素子直列回路と駆動回路とを有する発光装置であって、
発光素子直列回路は、直列に接続された第1及び第2の発光素子ユニットを有するものであって、第1の発光素子ユニットは1個または直列接続された複数の第1の発光素子を有し、第2の発光素子ユニットは第1の発光素子よりも駆動電流が大きい1個または直列接続された複数の第2の発光素子を有し、
駆動回路は、1次巻線並びに第1及び第2の出力巻線を有するトランスを有し、
発光素子直列回路は、トランスの第1の出力巻線に接続されて第1の出力巻線から供給される第1の駆動電流で駆動され、
第2の発光素子ユニットはトランスの第2の出力巻線に接続されて付加用電流が供給され第1の駆動電流にこの付加用電流が加算された第2の駆動電流により駆動されるものであるので、
駆動電流の異なる複数の発光素子を簡易な駆動回路で駆動できかつ電気効率の高い発光装置を得ることができる。
The light emitting device of the present invention is
A light-emitting device having a light-emitting element series circuit and a drive circuit,
The light emitting element series circuit has first and second light emitting element units connected in series, and the first light emitting element unit has one or a plurality of first light emitting elements connected in series. The second light emitting element unit has one or a plurality of second light emitting elements connected in series with a driving current larger than that of the first light emitting element.
The drive circuit has a transformer having a primary winding and first and second output windings;
The light emitting element series circuit is connected to the first output winding of the transformer and driven by the first drive current supplied from the first output winding.
The second light emitting element unit is connected to the second output winding of the transformer, supplied with an additional current, and driven by a second drive current obtained by adding the additional current to the first drive current. Because there is
A light emitting device that can drive a plurality of light emitting elements having different driving currents with a simple driving circuit and has high electric efficiency can be obtained.
そして、この発明における照明装置は、上記に記載したような発光装置を備えたものであるので、駆動電流の異なる複数の発光素子を簡易な駆動回路で駆動できかつ電気効率の高い照明装置を得ることができる。 And since the illuminating device in this invention is equipped with the light emitting device as described above, a plurality of light emitting elements having different driving currents can be driven by a simple driving circuit and an illuminating device having high electric efficiency is obtained. be able to.
実施の形態1.
図1及び図2は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は発光装置の構成を示す回路図、図2は各部の波形図である。図1において、この発光装置は、照明器具に用いて電球色を得るためのものである。また、この駆動回路における電源の構成は、一般にフライバックコンバータと呼ばれ、ON/OFF動作を行う絶縁形スイッチング電源として知られている。図1において、発光装置は駆動回路100と発光素子直列回路20を有する。駆動回路100は、次のように構成されている。駆動回路100は電源を入力する入力コンデンサ1と、1次側の電力を絶縁し2次側へ伝達するトランス2と、入力された電圧のスイッチングを行い必要なエネルギーをトランス2に蓄積させる開閉手段としてのMOSFET3と、フォトカプラ12からの信号に基いてMOSFET3を制御する制御回路4とを有する。
1 and 2 show a first embodiment for carrying out the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting device, and FIG. 2 is a waveform diagram of each part. In FIG. 1, this light-emitting device is used for a lighting fixture to obtain a light bulb color. Further, the configuration of the power supply in this drive circuit is generally called a flyback converter, and is known as an insulating switching power supply that performs an ON / OFF operation. In FIG. 1, the light emitting device includes a
なお、トランス2は、1次側と2次側とを絶縁し、1次巻線2a、第1の出力巻線としての主2次巻線2b、第2の出力巻線としての従2次巻線2cを有する。さらに、トランス2の主2次巻線2bの出力を整流する主2次整流ダイオード5と、主2次整流ダイオード5で整流した主2次巻線2bの出力を平滑する主2次平滑コンデンサ6とを有する。
The
さらに、従2次巻線2cの出力を整流する従2次整流ダイオード13aと、従2次整流ダイオード13aで整流した従2次巻線2cの出力を平滑する従2次平滑コンデンサ14aとを有する。トランス2の主2次巻線2bに、電流検出手段としての電流検出抵抗9を介して後述の発光素子直列回路20が接続されている。また、トランス2の従2次巻線2cに電流制限手段としての従電流制限抵抗15を介して従発光ダイオード8a(詳細後述)が接続されている。なお、従電流制限抵抗15は従発光ダイオード8aへ流入する電流を制限する。
Furthermore, it has a secondary
さらに、電流検出抵抗9に発生する電圧と基準電圧源11の電圧とに基づいて演算を行いフォトカプラ12へ出力信号電圧を出力する誤差増幅器10と、誤差増幅器10の出力信号を絶縁して制御回路4に送るフォトカプラ12を有する。駆動回路100は、以上のように構成されている。
Further, the
発光素子直列回路20は、第1の発光素子ユニットとしての主たる発光出力となる主発光ダイオード7と、第2の発光素子ユニットとしての従となる発光出力の従発光ダイオード8aとが直列に接続されて構成されている。
ここで、主発光ダイオード7は白色発光ダイオード7a〜7dの4個が直列に接続されて構成され、従発光ダイオード8aは発光出力の少なくてよい赤色発光ダイオードが1個用いられている。つまり、白色発光ダイオードを4つ、赤色発光ダイオードを1つ用いている。これらの白色発光ダイオード7a〜7dに第1の駆動電流(主電流J1)として350mAを、赤色発光ダイオードに第2の駆動電流(従駆動電流SJ1)として400mAを流し、各々の発光出力を組合せて、電球色を作り出している。従発光ダイオード8aを駆動する従駆動電流SJ1は、第1の駆動電流としての主発光ダイオード7を駆動する主電流J1よりも大きい。
In the light emitting
Here, the main
次に、駆動回路100における、トランス2の1次−2次巻線間のエネルギー伝達の動作を説明する。
図2は各部の動作波形を示すもので、MOSFET3のON/OFF動作と、トランス2の1次側電流CU1、2次側電流CU2と2次側出力電圧Voの関係を時間を横軸にして示している。入力コンデンサ1の両端の入力部には直流電源が接続され、直流電力が供給される。
時刻t1において、制御回路4の信号によりMOSFET3がONすると、トランス2の1次巻線2aにCU1の電流が流れ、この電流のエネルギーが磁気エネルギーとしてトランス2に蓄積される。
Next, the operation of energy transmission between the primary and secondary windings of the
FIG. 2 shows the operation waveform of each part. The relationship between the ON / OFF operation of the
At time t1, when the
時刻t2において、制御回路4の信号によりMOSFET3がOFFすると、トランス2に蓄積されたエネルギーは、トランス2の内部で磁気結合された主2次巻線2bへ伝達され、電流CU2として主2次整流ダイオード5を介して主2次平滑コンデンサ6へ流れ、直流電圧として上記、主2次平滑コンデンサ6に充電される。
また、同様に従2次巻線2cにもエネルギーが伝達され、従2次整流ダイオード13aと従2次平滑コンデンサ14aにも電流が流れ、直流電圧として上記、従2次平滑コンデンサ14aに充電される。
At time t2, when
Similarly, energy is transmitted to the secondary winding 2c, current flows also to the
時刻t3以降は、時刻t1〜t2の繰り返しの動作を行う。
つまり、1次側の電流が流れるONの時、2次側の電流が流れないOFFとなり、1次側の電流が流れないOFFの時、2次側の電流が流れるONとなる。この動作を一般にON/OFF動作という。このように、ON/OFF動作を行うスイッチング電源はフライバックコンバータと呼ばれ、トランス2を介して1次側から2次側へのエネルギーつまり電力の伝達が行われる。
After time t3, repeated operations from time t1 to time t2 are performed.
In other words, when the primary current flows ON, the secondary current does not flow OFF, and when the primary current does not flow, the secondary current flows ON. This operation is generally referred to as ON / OFF operation. Thus, the switching power supply that performs the ON / OFF operation is called a flyback converter, and energy, that is, electric power is transmitted from the primary side to the secondary side through the
次に、図1の駆動回路の定電流フィードバックについて説明する。
主2次巻線2bの出力の直流電圧に、発光素子直列回路として、直列に主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aとが接続されている。主発光ダイオード7である白色発光ダイオード7a〜7dには、必要な発光出力を得るために主電流J1(350mA)を流す。従発光ダイオード8aには、必要な発光出力を出力するためには400mAが必要なため、主電流J1の電流350mAだけでは不足している。この不足している電流をトランス2の別の巻線である従2次巻線2cの出力の直流電圧から従電流制限抵抗15を介して付加電流としての従電流L1を従発光ダイオード8aに供給する。従発光ダイオード8aは、主電流J1に従電流L1を加えた第2の駆動電流としての従駆動電流SJ1にて駆動される。
Next, constant current feedback of the drive circuit of FIG. 1 will be described.
A main
ここで、従駆動電流SJ1が400mA、すなわち従電流L1が400−350=50mAになるように、従2次巻線2cの出力電圧及び従発光ダイオード8aの順方向電圧に基づいて、従電流制限抵抗15を設定する。従2次巻線2cの出力から供給する従発光ダイオード8aの不足分の電流である従電流L1は、従2次巻線2c→従2次整流ダイオード13a→(従2次平滑コンデンサ14a)→従電流制限抵抗15→従発光ダイオード8a→従2次巻線2cのループで流れる。このため、従電流L1は従発光ダイオード8aのみに流れ、主発光ダイオード7や電流検出抵抗9には流れない。
Here, the slave current limit is based on the output voltage of the slave secondary winding 2c and the forward voltage of the slave
また、主電流J1は、主2次巻線2b→主2次整流ダイオード5→(主2次平滑コンデンサ6)→主発光ダイオード7→従発光ダイオード8a→電流検出抵抗9→主2次巻線2bのループで流れる。なお、誤差増幅器10の消費する電流は十分に小さいので、この電流にくらべて主電流J1が十分に多ければ無視することができる。従って、電流検出抵抗9に流れる主電流J2は、主電流J1と同じ値と見なすことができる。電流検出抵抗9に主電流J2が流れて電流検出抵抗9の両端に検出電圧Vdが発生し、その電圧が誤差増幅器10へ入力される。電流検出抵抗9の抵抗値は、所定の主電流J2、この実施の形態では350mAが流れるとその検出電圧Vdと基準電圧源11との演算により、誤差増幅器10から出力電圧が得られるように選定する。
The main current J1 is the main secondary winding 2b → the main
所定の主電流J2が電流検出抵抗9に流れると、検出電圧Vdが所定の電圧値に達して、誤差増幅器10の出力電圧が上昇し、フォトカプラ12の1次側を駆動する電流を増加させる。フォトカプラ12の2次側の出力電流が増加すると、制御回路4はMOSFET3のON/OFF時間のうちON時間の割合を低下させるように、すなわちデューティ比を低下させるように構成されており、フォトカプラの2次側に伝達された電流信号を制御回路4へ入力することによって、MOSFET3のON/OFF動作のデューティ比を制御することができる。
When the predetermined main current J2 flows through the
このような信号伝達経路を使って、主電流J2(≒主電流J1)によって定電流フィードバックが行われ、駆動回路100は、1次巻線2a及び主2次巻線2bを有するトランス2、MOSFET3、制御回路4、電流検出抵抗9、誤差増幅器10にて構成される一つの定電流駆動回路を有していることになる。従来は、必要とする電流の異なる発光ダイオードを駆動する場合は、絶縁型の定電圧駆動回路の2次側に、個別に定電流駆動用のDC/DCコンバータが必要であったが、本発明によれば、絶縁型の定電圧駆動回路を必要とせず、定電流駆動用DC/DCコンバータを必要とせず、1つの定電流駆動用回路で、複数の種類の異なる発光ダイオードを駆動して各々に必要な発光出力を得ることが可能になる。
Using such a signal transmission path, constant current feedback is performed by the main current J2 (≈main current J1), and the
なお、1つの定電流駆動用DC/DCコンバータの出力電圧から並列に主発光ダイオードと従発光ダイオードを接続して各々に電流制限抵抗を介して定電流を流すように構成した場合、従発光ダイオード側にも同じ出力電圧(主発光ダイオード側の順方向電圧×接続数に応じて設定)が加わるため、従発光ダイオード側の電流制限抵抗を大きくしなければならず、電力損失が大きくなり、電気効率が低下する。つまり、従来の方法においては、絶縁型の定電圧駆動回路の2次側に、定電流駆動用DC/DCコンバータで主発光ダイオードを定電流駆動し、その同じDC/DCコンバータの出力電圧を利用して従発光ダイオードも駆動しようとすると(つまり、主発光ダイオードと従発光ダイオードを並列に接続しようとする場合)、従発光ダイオード側との電圧差が大きいために、多くの電流制限が必要になる。多くの電流制限を行うことにより、大幅に電気効率が低下することになる。 In the case where a main light emitting diode and a sub light emitting diode are connected in parallel from the output voltage of one constant current driving DC / DC converter and a constant current is passed through each current limiting resistor, the sub light emitting diode Since the same output voltage (forward voltage on the main light emitting diode side x set according to the number of connections) is also applied to the side, the current limiting resistor on the secondary light emitting diode side must be increased, resulting in increased power loss and electrical Efficiency is reduced. In other words, in the conventional method, the main light emitting diode is driven at a constant current by the DC / DC converter for constant current drive on the secondary side of the insulated constant voltage drive circuit, and the output voltage of the same DC / DC converter is used. If the secondary light emitting diode is also driven (that is, when the primary light emitting diode and the secondary light emitting diode are connected in parallel), a large voltage difference between the secondary light emitting diode side requires a large current limit. Become. By performing many current limits, the electrical efficiency is greatly reduced.
本実施の形態において、従発光ダイオード8aが所望の発光出力を得るために必要な従駆動電流SJ1は、主発光ダイオード7に必要な主電流J1よりも大きいことが条件となる。主2次巻線2bの巻数は、主発光ダイオード7の順方向電圧×接続数に相当するかまたはそれより大きい出力電圧が出力できるように設定する。従2次巻線2cの巻数は、従発光ダイオード8aの順方向電圧×接続数に相当するかまたはそれより大きい出力電圧が出力できるように設定する。
In the present embodiment, the condition is that the slave drive current SJ1 necessary for the slave
もちろん、主発光ダイオード7及び従発光ダイオード8aの色は、白、赤以外の色であってもよい。また、主発光ダイオード7及び従発光ダイオード8aの個数についても、変更してもよい。主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aの直列接続の順番を入れ替えてもよい。
主発光ダイオード7を複数用いる場合、駆動する電流(主電流)が同じであれば、色が異なる種類のものでも構わない。従発光ダイオード8aを複数用いる場合、駆動する電流(主電流+従電流)が同じであれば、色が異なる種類のものでも構わない。
また、電流制限手段として、従電流制限抵抗15を使っているが、他の電流制限手段、定電流回路等を用いて電流制限を行うこともできる。同様に、電流検出手段として、電流検出抵抗9を使用しているが、他の電流検出手段を用いて電流検出を行うこともできる。誤差増幅器10は、検出電圧Vdと基準電圧源11の基準電圧との演算により、出力電圧が出力されるように構成したが、別の構成例えば積分器等で誤差増幅器を構成してもよい。
また、この実施の形態では、駆動回路としてフライバックコンバータを用いた実施例を示したが、フォワードコンバータ、その他の出力が制御可能な駆動回路であれば、使用することができる。
さらに、上記においては第1の駆動電流である主電流J2を制御するものを示したが、従発光ダイオード8aを駆動する第2の駆動電流としての従駆動電流SJ1を検出して当該従駆動電流SJ1を制御するようにしてもよい。
Of course, the colors of the main
When a plurality of main
Further, although the secondary current limiting
In this embodiment, an example using a flyback converter as a drive circuit has been described. However, a forward converter or any other drive circuit that can control the output can be used.
Further, in the above description, the control of the main current J2 which is the first drive current is shown. However, the slave drive current SJ1 as the second drive current for driving the slave
以上のように、この実施の形態によれば次のような作用効果を奏する。
・簡易な駆動回路にて駆動電流の異なる複数の発光ダイオードを駆動することができる。
・部品点数を削減できるため、部品コストを安くできる。
・部品点数を削減できるため、部品の実装コストを安くできる。
・部品点数を削減できるため、回路規模を小型化できる。
・駆動する従発光ダイオードの種類や数量を増やした場合でも、駆動回路のコストの増加を抑制することができる。
・回路を簡潔に構成することにより部品点数を削減できるので、信頼性が向上する。
・従来の発光装置において、その駆動回路は、一旦、絶縁型の定電圧駆動回路を設け、その定電圧駆動回路の2次側に発光色の異なる発光ダイオードごとに定電流駆動用DC/DCコンバータが必要になるが、本発明では定電流駆動回路は一つ用意すればよい。
・このため、電力損失が減少し、電気効率の向上を図ることができる。
・本実施の形態では、1つの定電流駆動用回路においても、主2次巻線2bとは別に設けた従2次巻線2c(従出力巻線)により、従発光ダイオード8aが必要とする電流に対して主電流J1を差し引いた不足分の従電流L1のみを供給することにより、従電流制限抵抗15での損失が小さくて済むため、更に電力損失を削減し電気効率を向上させることができる。
・特に、小出力の従となる発光出力用のとなる小容量で高効率の定電流駆動用DC/DCコンバータは構成することが難しく、従来のような、絶縁型の定電圧駆動回路の2次側に、複数の定電流駆動用DC/DCコンバータを使用する場合に比べて、本発明は駆動回路の構成が簡易となり、電気効率が向上し省エネに寄与できる。
・また、本発明は、実施例のような、主発光ダイオードが多数で従発光ダイオードが少数となる場合に、従来に比べてより一層の電気効率の向上が期待できる。
・従来のような発光装置の駆動回路では、一旦、絶縁型の定電圧駆動回路を設け、その定電圧駆動回路の2次側に発光色の異なる発光ダイオードごとに定電流駆動用DC/DCコンバータが必要になるが、本発明では、1つの駆動回路で構成できるため、スイッチング動作を行う部品数が減ることで、ノイズが減少する。
As described above, according to this embodiment, the following operational effects can be obtained.
A plurality of light emitting diodes having different driving currents can be driven with a simple driving circuit.
-Since the number of parts can be reduced, parts costs can be reduced.
-Since the number of parts can be reduced, the mounting cost of parts can be reduced.
-Since the number of parts can be reduced, the circuit scale can be reduced.
Even when the type and quantity of the sub light emitting diodes to be driven are increased, it is possible to suppress an increase in the cost of the driving circuit.
・ By simplifying the circuit configuration, the number of parts can be reduced, improving reliability.
In the conventional light emitting device, the drive circuit is once provided with an insulation type constant voltage drive circuit, and a constant current drive DC / DC converter is provided for each light emitting diode having a different emission color on the secondary side of the constant voltage drive circuit. However, in the present invention, one constant current driving circuit may be prepared.
-For this reason, power loss can be reduced and electrical efficiency can be improved.
In the present embodiment, even in one constant current driving circuit, the secondary
Especially, it is difficult to configure a small-capacity, high-efficiency constant-current driving DC / DC converter for a light-emitting output that is a subordinate of a small output. Compared with the case where a plurality of DC / DC converters for constant current driving are used on the next side, the present invention makes the configuration of the driving circuit simple, improving the electric efficiency and contributing to energy saving.
Further, according to the present invention, when the number of main light emitting diodes is small and the number of sub light emitting diodes is small as in the embodiment, further improvement in electric efficiency can be expected compared to the conventional case.
In a conventional drive circuit for a light emitting device, an insulation type constant voltage drive circuit is temporarily provided, and a constant current drive DC / DC converter is provided for each light emitting diode having a different emission color on the secondary side of the constant voltage drive circuit. However, in the present invention, since it can be configured by one drive circuit, the number of parts that perform the switching operation is reduced, so that noise is reduced.
実施の形態2.
図3に、実施の形態2である発光装置の回路図を示す。
図3において、駆動回路200において、電流検出手段として電流検出可変抵抗16や電流制限手段として従電流制限可変抵抗17aを用いることで、主電流J1(主電流J2)や従電流L1を可変にし、主発光ダイオード7や従発光ダイオード8aの輝度を変化させることができる。主発光ダイオード7、従発光ダイオード8aの各々の輝度を変化させることにより、主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aの発光出力の組み合わせによる色温度も変化させることができる。
FIG. 3 shows a circuit diagram of the light emitting device according to the second embodiment.
In FIG. 3, in the
もちろん、電流検出可変抵抗16や従電流制限可変抵抗17aのどちらか片方のみを可変抵抗で構成してもよい。また、電流検出手段や電流制限手段において、可変抵抗以外の手段、例えばデジタルポテンショメータやトランジスタ等を用いてもよい。
Of course, only one of the current
実施の形態3.
図4に実施の形態3である発光装置の回路図を示す。
図4において、駆動回路300は、電流制限手段として従電流制限回路18を用いて、従発光ダイオード8aに不足する電流を従電流L1として供給するように構成されている。従電流制限回路18は、定電流回路や三端子レギュレータ等を使用し、一定以上の電流を流さないように構成されている。
このように構成することにより、従発光ダイオード8aが短絡モードで故障した場合においても、従発光ダイオード8aの電流ループの電力損失の増加を抑えることができ、主発光ダイオード7だけを駆動し続けることが可能になる。主発光ダイオード7のみでは所望の色温度で発光できないが、照明器具としての最低限の役目として、消灯を防ぐことができ、信頼性の低下を抑えることができる。
FIG. 4 shows a circuit diagram of the light emitting device according to the third embodiment.
In FIG. 4, the
With this configuration, even when the slave
実施の形態4.
図5に実施の形態4である発光装置の回路図を示す。
図5において、駆動回路400において、従発光ダイオード8aと電流検出可変抵抗16との間に従発光ダイオード8bが挿入されている。主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bは、直列に接続された形になり、発光素子直列回路30を構成している。従2次巻線2cから従電流制限可変抵抗17aを経由して従発光ダイオード8aに不足する電流を従電流L1として供給し、従電流制限可変抵抗17bを経由して従発光ダイオード8bに不足する電流を別の付加電流としての従電流L2として供給する。従電流L1は、従2次巻線2c→従2次整流ダイオード13a→(従2次平滑コンデンサ14a)→従電流制限可変抵抗17a→従発光ダイオード8a→従発光ダイオード8b→従2次巻線2cのループで流れる。付加電流としての従電流L1が従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bに供給され、従発光ダイオード8aは主電流J1に従電流L1を加えた第2の駆動電流としての従駆動電流SJ1にて駆動される。従電流L1の値は、従2次巻線2cの出力電圧、従発光ダイオード8aの順方向電圧、従発光ダイオード8bの順方向電圧と従電流制限可変抵抗17aにより設定する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 shows a circuit diagram of a light emitting device according to the fourth embodiment.
In FIG. 5, in the
従電流L2は、従2次巻線2c→従2次整流ダイオード13a→(従2次平滑コンデンサ14a)→従電流制限可変抵抗17b→従発光ダイオード8b→従2次巻線2cのループで流れる。付加電流としての従電流L2が従発光ダイオード8bに供給され、従発光ダイオード8bは主電流J1に従電流L1と従電流L2を加えた第2の駆動電流としての従駆動電流SJ2にて駆動されることになる。従電流L2の電流値は、従2次巻線2cの出力電圧、従発光ダイオード8bの順方向電圧、従電流制限可変抵抗17bにより設定する。ただし、従発光ダイオード8bには、すでに主電流J1と従電流L1が流れていることを考慮して、従電流L2を設定することが必要である。
The secondary current L2 flows in a loop of the secondary secondary winding 2c →
このような構成にすることにより、簡易な駆動回路にて駆動電流の異なる複数の発光ダイオードを駆動することができる。また、駆動する従発光ダイオードの種類や数量を増やした場合でも、駆動回路のコストの増加を抑制することができる。もちろん、従発光ダイオード8aや従発光ダイオード8bは、同一の種類でも異なる種類でもよい。従発光素子ユニットを構成する従発光ダイオードは、2個以上でもよい。また、従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bが同一の種類でかつ、所望の発光出力が同じであれば、図5のように従電流制限可変抵抗17bのループで従電流L2を供給する必要はなく、直列に接続された従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bに、従電流L1を供給すればよい。
また、主発光ダイオードの発光出力と異なる種類の従発光ダイオードの発光出力を2種類以上組み合わせることにより、主発光ダイオードの発光出力と1種類の従発光ダイオードの発光出力を組み合わせた場合に比べて、作り出せる色温度の幅が広くなり、多くの色合いを作り出すことが可能になる。
With such a configuration, a plurality of light emitting diodes having different driving currents can be driven with a simple driving circuit. Moreover, even when the type and quantity of the sub light emitting diodes to be driven are increased, an increase in the cost of the driving circuit can be suppressed. Of course, the sub
Also, by combining two or more types of light emitting outputs of different types of sub light emitting diodes with the light emitting output of the main light emitting diodes, compared to the case of combining the light emitting output of the main light emitting diodes and the light emitting output of one type of sub light emitting diodes, The range of color temperature that can be created is widened, and it becomes possible to create many shades.
実施の形態5.
図6に実施の形態5である発光装置の回路図を示す。
図6において、駆動回路500におけるトランス102は、従2次巻線2dを追加したものである。また、主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bとが直列に接続されて発光素子直列回路30を構成している。そして、従2次巻線2dから従2次整流ダイオード13bや従2次平滑コンデンサ14bを経由し得られる出力電圧から、従電流制限可変抵抗17bを介して、従発光ダイオード8bに対して不足する電流(従電流L12)を供給する。
FIG. 6 shows a circuit diagram of a light emitting device according to the fifth embodiment.
In FIG. 6, a
従電流L12は、従2次巻線2d→従2次整流ダイオード13b→(従2次平滑コンデンサ14b)→従電流制限可変抵抗17b→従発光ダイオード8b→従2次巻線2dのループで流れる。従電流L12の電流値は、従2次巻線2dの出力電圧、従発光ダイオード8bの順方向電圧、従電流制限可変抵抗17bにより設定する。
従電流L1の電流は従発光ダイオード8aのみに流れ、従発光ダイオード8bには流れない。また、従電流L12も従発光ダイオード8aには流れない。なお、従発光ダイオード8aは、主電流J1と付加電流としての従電流L1とが加算された第2の駆動電流としての従駆動電流SJ1にて駆動され、従発光ダイオード8bは、主電流J1と付加電流としての従電流L12とが加算された第2の駆動電流としての従駆動電流SJ3にて駆動されることになる。
The secondary current L12 flows in a loop of the secondary secondary winding 2d →
The sub current L1 flows only in the sub
従電流L1について、実施の形態1の図1に示したのと同様であり、従2次巻線2c→従2次整流ダイオード13a→(従2次平滑コンデンサ14a)→従電流制限可変抵抗17a→従発光ダイオード8a→従2次巻線2cのループで流れる。
従電流L1の電流値は、従2次巻線2cの出力電圧、従発光ダイオード8aの順方向電圧と従電流制限可変抵抗17aにより設定する。
なお、主及び従2次整流ダイオード3,13a、13bは、一方向導通の機能を有する他の一方向導通装置であってもよい。
The secondary current L1 is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, and the secondary secondary winding 2c → secondary
The current value of the secondary current L1 is set by the output voltage of the secondary secondary winding 2c, the forward voltage of the secondary
The primary and secondary
このような構成にすることにより、簡易な駆動回路にて駆動電流の異なる複数の発光ダイオードを駆動することができる。また、駆動する従発光ダイオードの種類や数量を増やした場合でも、駆動回路のコストの増加を抑制することができる。もちろん、従発光ダイオード8aや従発光ダイオード8bは、同一の種類でも異なる種類でもよい。従発光素子ユニットを構成する従発光ダイオードは、2個以上でもよい。
また、実施の形態4と同様に、主発光ダイオードの発光出力と異なる種類の従発光ダイオードの発光出力を2種類以上組み合わせることにより、主発光ダイオードの発光出力と1種類の従発光ダイオードの発光出力を組み合わせた場合に比べて、作り出せる色温度の幅が広くなり、多くの色合いを作り出すことが可能になる。
With such a configuration, a plurality of light emitting diodes having different driving currents can be driven with a simple driving circuit. Moreover, even when the type and quantity of the sub light emitting diodes to be driven are increased, an increase in the cost of the driving circuit can be suppressed. Of course, the sub
Similarly to the fourth embodiment, the light emission output of the main light emitting diode and the light emission output of one type of sub light emitting diode are combined by combining two or more types of light emission outputs of the different types of sub light emitting diodes with the light emission output of the main light emitting diode. Compared with the combination of, the range of color temperatures that can be created is widened, and it is possible to create many shades.
実施の形態6.
図7に実施の形態6である発光装置の回路図を示す。
図7において、駆動回路600におけるトランス202は、従2次巻線2eを設けたものである。従2次巻線2eを中間タップ付とし、第1巻線2e1及び第2巻線2e2を各一方の端子を共通に接続して従2次巻線2eを構成する。また、主発光ダイオード7と従発光ダイオード8aと従発光ダイオード8bを直列に接続されて発光素子直列回路30を構成している。従2次巻線2eには、中間タップの電位を中心に正負の電圧が出力されるので、従2次整流ダイオード13a及び従2次平滑コンデンサ14aを用いて正の直流電圧を得、従2次整流ダイオード13c及び従2次平滑コンデンサ14cを用いて負の直流電圧を得る。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 7 shows a circuit diagram of a light emitting device according to the sixth embodiment.
In FIG. 7, a
この正負の直流電圧に電流制限可変抵抗17a、電流制限可変抵抗17cを介して、各々の従発光ダイオードに不足分の電流として、従電流L1及び従電流L22を供給する。従電流L1は、巻線2e1(正の電圧)→従2次整流ダイオード13a→(従2次平滑コンデンサ14a)→従電流制限可変抵抗17a→従発光ダイオード8a→従2次巻線2eの中間タップのループで流れる。従発光ダイオード8aは、主電流J1と付加電流としての従電流L1とが加算された第2の駆動電流としての従駆動電流SJ1にて駆動されることになる。
従電流L1の電流値は、巻線2e1(正の電圧)の出力電圧、従発光ダイオード8aの順方向電圧と従電流制限可変抵抗17aにより設定する。
Subordinate current L1 and subcurrent L22 are supplied to each of the sub light emitting diodes as a deficient current via the current limiting
The current value of the secondary current L1 is set by the output voltage of the winding 2e1 (positive voltage), the forward voltage of the secondary
従電流L22は、従2次巻線2eの中間タップ→従発光ダイオード8b→(従2次平滑コンデンサ14c)→従電流制限可変抵抗17c→従2次整流ダイオード13c→巻線2e2(負の電圧)のループで流れる。従発光ダイオード8bは、主電流J1と付加電流としての従電流L22とが加算された第2の駆動電流としての従駆動電流SJ4にて駆動されることになる。
従電流L22の電流値は、巻線2e2の出力電圧(負の電圧)、従発光ダイオード8bの順方向電圧、従電流制限可変抵抗17cにより設定する。このような構成にすることにより、複数の従発光素子ユニットを駆動することができ、駆動する従発光ダイオードの種類や数量を増やすことができる。
The secondary current L22 is an intermediate tap of the secondary secondary winding 2e → secondary
The current value of the secondary current L22 is set by the output voltage (negative voltage) of the winding 2e2, the forward voltage of the secondary
もちろん、従発光ダイオード8aや従発光ダイオード8bは、同一の種類でも異なる種類でもよい。従発光素子ユニットを構成する従発光ダイオードは、2個以上でもよい。
また、実施の形態4、5と同様に、主発光ダイオードの発光出力と異なる種類の従発光ダイオードの発光出力を2種類以上組み合わせることにより、主発光ダイオードの発光出力と1種類の従発光ダイオードの発光出力を組み合わせた場合に比べて、作り出せる色温度の幅が広くなり、多くの色合いを作り出すことが可能になる。
さらに、この実施の形態6においては、トランス202は、従2次巻線2eに中間タップを使用していることから、実施の形態5に比べて、従発光ダイオードへの配線を一本削減することができる。これにより、回路を安価で小型に構成することができる。
Of course, the sub
Similarly to the fourth and fifth embodiments, the light emission output of the main light emitting diode and the light emission output of one type of sub light emitting diode are combined by combining two or more types of light emission outputs of the different types of sub light emitting diodes with the light emission output of the main light emitting diode. Compared to the case of combining light output, the range of color temperatures that can be created is widened, and it is possible to create many shades.
Furthermore, in the sixth embodiment, since the
一方向導通装置として、主2次整流ダイオード5及び従2次整流ダイオード13a,13b,13cを用いるものを示したが、例えばMOSFET等を用いた同期整流式の整流装置等他の一方向導通装置を用いるものであってもよい。
Although the one using the main
上記の各実施の形態に示したような発光装置を用いて照明装置を構成すれば、発光装置と同様の効果を奏する照明装置を得ることができる。 When the lighting device is configured using the light emitting device as shown in each of the above embodiments, the lighting device having the same effect as the light emitting device can be obtained.
2,102,202 トランス、2a 1次巻線、2b 主2次巻線、
2c〜2e 従2次巻線、3 MOSFET、4 制御回路、
5 主2次整流ダイオード、7a〜7d 主発光ダイオード、
8a,8b 従発光ダイオード、9 電流検出抵抗、10 誤差増幅器、
11 基準電圧源、13a〜13c 従2次整流ダイオード、15 従電流制限抵抗、
16 電流検出可変抵抗、17a〜17c 従電流制限可変抵抗、
18 従電流制限回路、20,30 発光素子直列回路、
100,200,300,400,500,600 駆動回路。
2,102,202 transformer, 2a primary winding, 2b main secondary winding,
2c-2e secondary winding, 3 MOSFET, 4 control circuit,
5 Main secondary rectifier diode, 7a-7d Main light emitting diode,
8a, 8b secondary light emitting diode, 9 current detection resistor, 10 error amplifier,
11 Reference voltage source, 13a-13c Secondary secondary rectifier diode, 15 Subcurrent limiting resistor,
16 Current detection variable resistor, 17a-17c Subcurrent limiting variable resistor,
18 subcurrent limiting circuit, 20, 30 light emitting element series circuit,
100, 200, 300, 400, 500, 600 Drive circuit.
Claims (6)
上記発光素子直列回路は、直列に接続された第1及び第2の発光素子ユニットを有するものであって、上記第1の発光素子ユニットは1個または直列接続された複数の第1の発光素子を有し、上記第2の発光素子ユニットは上記第1の発光素子よりも駆動電流が大きい1個または直列接続された複数の第2の発光素子を有し、
上記駆動回路は、1次巻線並びに第1及び第2の出力巻線を有するトランスを有し、
上記発光素子直列回路は、上記トランスの上記第1の出力巻線に接続されて上記第1の出力巻線から供給される第1の駆動電流で駆動され、
上記第2の発光素子ユニットは上記トランスの上記第2の出力巻線に接続されて付加用電流が供給され上記第1の駆動電流にこの付加用電流が加算された第2の駆動電流により駆動されるものである
発光装置。 A light-emitting device having a light-emitting element series circuit and a drive circuit,
The light emitting element series circuit includes first and second light emitting element units connected in series, and the first light emitting element unit is one or a plurality of first light emitting elements connected in series. And the second light emitting element unit has one or a plurality of second light emitting elements connected in series, each having a driving current larger than that of the first light emitting element,
The drive circuit includes a transformer having a primary winding and first and second output windings;
The light emitting element series circuit is connected to the first output winding of the transformer and driven by a first drive current supplied from the first output winding,
The second light emitting element unit is connected to the second output winding of the transformer, supplied with an additional current, and driven by a second driving current obtained by adding the additional current to the first driving current. A light emitting device to be used.
上記電流検出手段は、上記第1または第2の駆動電流を検出するものであり、
上記第2の発光素子ユニットは上記電流制限手段を介して上記トランスの上記第2の出力巻線に接続されて上記付加用電流が供給されるとともに上記付加用電流は上記電流制限手段によって制限されるものであり、
上記制御回路は、上記第1または第2の駆動電流に基づき上記トランスの上記1次巻線に供給する電力を制御することにより上記第1または第2の駆動電流を所定の電流に制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 The drive circuit includes a current detection unit, a current limiting unit, and a control circuit.
The current detection means detects the first or second drive current,
The second light emitting element unit is connected to the second output winding of the transformer via the current limiting means to supply the additional current, and the additional current is limited by the current limiting means. And
The control circuit controls the first or second drive current to a predetermined current by controlling power supplied to the primary winding of the transformer based on the first or second drive current. The light emitting device according to claim 1, wherein:
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