JP2010245014A

JP2010245014A - 非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置

Info

Publication number: JP2010245014A
Application number: JP2009120704A
Authority: JP
Inventors: Tsung-Ein Tsai; 崇源蔡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-10-28
Also published as: US20100253235A1; TW201038141A

Abstract

【課題】輝度調整の間の点滅問題を解消するために単純な回路設計を使って、非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置を提供する。
【解決手段】非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置は、輝度調整器と、導電性の電流持続器とを備える。前記輝度調整器は、ＴＲＩＡＣと、調整可能なトリガユニットとを有する。前記調整可能なトリガユニットを調整し、前記ＴＲＩＡＣのトリガ角を設定することにより、前記輝度調整器の総出力電流は調整される。前記ＴＲＩＡＣのトリガ角が９０度よりも大きいと、前記導電性電流持続器は、前記ＴＲＩＡＣの前記カソード及びアノードを流れる電流が該ＴＲＩＡＣの導電性を維持する閾値電流以上に保持する。したがって、前記非抵抗発光負荷は、必要とする動力を受け続け、点滅を生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、輝度調整装置に関し、特に、非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置に関する。

図５を参照するに、家庭用輝度調整器が抵抗性照明器具の駆動回路と接続されている。輝度調整器（５０）は、ＡＣシリコン制御整流器（ＳＣＲ）（５１）（ＴＲＩＡＣ）及びトリガ回路（５２）を備える。

ＴＲＩＡＣ（５１）はＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）に直列に接続され、アノード（Ｔ1）、カソード（Ｔ2）及びゲート（Ｇ）を有する。トリガ回路（５２）はＲＣ位相シフト回路であり、抵抗器（５２１）及びコンデンサ（５２２）を含む。抵抗器（５２１）とコンデンサ（５２２）との間のノードは、ＴＲＩＡＣ（５１）のゲートＧと接続されている。前記ＲＣ位相シフト回路の抵抗器（５２１）は可変抵抗器である。前記可変抵抗器の抵抗値を調整することにより、ＴＲＩＡＣ（５１）のトリガ角を決めることができる。

前記した輝度調整器（５０）が抵抗体白熱ランプ（７０）に接続されると、電流は抵抗体白熱ランプ（７０）を通って前記ＴＲＩＡＣのアノード（Ｔ1）及びカソード（Ｔ2）間に流れ続けるので、ＴＲＩＡＣ（５１）は、前記電源の電圧が零にならない限り通電状態を維持する。これは、抵抗体白熱ランプ（７０）の電流及び電力を制御し、該白熱ランプの輝度を制御する。その結果、家庭用の抵抗体白熱ランプ（７０）は、この輝度調整器（５０）と共に使用される場合には、点滅しない。

しかしながら、既存のガス放電ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）は、点灯閾値電圧を有する非抵抗負荷である。それらは、付加のランプ駆動回路（６０）を使用する必要がある。図６を参照するに、ガス放電ランプのためのランプ駆動回路（６０）は、整流器（６１）、フィルタコンデンサ（６２）及びインバータ（６３）から成る。整流器（６１）の入力端子は、ＴＲＩＡＣ（５１）を経て輝度調整器（５０）のＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）に接続されている。ＴＲＩＡＣ（５１）から出力されたＡＣ電力は、ＤＣ正弦波に整流され、次にフィルタコンデンサ（６２）によりＤＣ電力に平滑化される。インバータ（６３）は、ガス放電ランプ（６４）を駆動するために前記ＤＣ電力を高周波ＡＤ電力に変換する。前記ＬＥＤの駆動回路には、インバータは不要である。前記フィルタコンデンサから出力された前記ＤＣ電力を動力として直接使うことができる。

前記した輝度調整器が直接に前記ＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）に接続され、また前記輝度調整器が９０度未満のトリガ角で前記非抵抗発光負荷にＡＣ電力を出力すれば、前記フィルタコンデンサは、ピーク電圧のあたりでピーク電圧値に充電され、次段の電力変換器に十分なＤＣ電力を提供する。

他方、前記非抵抗発光負荷のために前記輝度調整器のＡＣ電力出力が９０度よりも大きいトリガ角で減少させられると、前記フィルタコンデンサは、前記入力ＡＣ電力の最大電圧値よりも高い電圧値を示す。したがって、この場合、入力電力は、前記フィルタコンデンサに供給され得ない。電流は、前記ＴＲＩＡＣのアノード及びカソード間の流れを停止するので、前記ＴＲＩＡＣはスイッチオフされる。前記フィルタコンデンサのＤＣ電力が不十分になるので、前記ランプは、点滅を始める。

ガス放電ランプあるいは照明ＬＥＤがポピュラーになり、それらの明るさを調整することが望まれているので、そのような明かりについての点滅問題を解決する改善技術が必要とされている。

前記したところに鑑み、本発明の目的は、輝度調整中の点滅問題を解消するために単純な回路設計を使って、非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、非点滅輝度調整装置は、輝度調整器と、導電性電流持続器（conductive current sustainer）とを含む。前記輝度調整器は、ＴＲＩＡＣ及び調整可能なトリガユニットを含む。前記調整可能なトリガユニットは、前記ＴＲＩＡＣのトリガ角を決定するために、該ＴＲＩＡＣにつながる。前記トリガ角は、前記輝度調整器の総電流出力に比例する。前記導電性電流持続器は、非抵抗発光負荷のための、前記輝度調整器の出力端子につながる。前記ＴＲＩＡＣの前記カソード及びアノードの電流は、閾値電流以上に保持され、従って、前記ＴＲＩＡＣの導電性が維持される。

前記輝度調整器の出力端子は、さらに、前記ＴＲＩＡＣのトリガ角が９０度より大きいときであっても前記ＴＲＩＡＣの導電性を保証する導電性電流持続器につながる。したがって、高出力非抵抗発光負荷が、本発明による前記非点滅輝度調整装置を経てＡＣ電源に接続されていると、前記トリガ角が９０度よりも大きいときでさえ、前記整流フィルタ回路のフィルタコンデンサは、前記入力ＡＣ電源から充電電流を受け取ることができる。これは前記輝度調整器の点滅問題を解決する。

容量発光負荷に接続された本発明の第１の実施例の回路図であり、誘導発光負荷に接続された本発明の前記第１の実施例の回路図であり、誘導発光負荷に接続された本発明の第２の実施例の回路図であり、容量負荷発光負荷に接続された本発明の前記第２の実施例の回路図であり、抵抗体負荷に接続された従来の輝度調整装置の回路図であり、非抵抗体負荷に接続された従来の輝度調整装置の回路図である。

図１に関して、本発明による非点滅輝度調整装置の第１の実施例が非抵抗発光負荷（３０）に接続されている。前記非点滅輝度調整装置は、輝度調整器（１０）と、導電性電流持続器（２０）とを含む。

輝度調整器（１０）は、ＴＲＩＡＣ（１１）と、調整可能なトリガユニット（１２）を備える。調整可能なトリガユニット（１２）は、ＴＲＩＡＣ（１１）のトリガ角を制御するために、ＴＲＩＡＣ（１１）に接続されている。前記トリガ角は、輝度調整器（１０）の総出力電流値に比例する。この実施例では、調整可能なトリガユニット（１２）は、コンデンサ（１２２）と直列に接続された少なくとも１つの可変抵抗器（１２１）を含むＲＣ位相シフト回路である。ＴＲＩＡＣ（１１）は、アノード（Ｔ１）、カソード（Ｔ２）及びゲート（Ｇ）を有する。ゲート（Ｇ）は可変抵抗器（１２１）及びコンデンサ（１２２）間のノードに接続されている。ＴＲＩＡＣ（１１）の前記トリガ角は、可変抵抗器（１２１）の抵抗値を調整することにより、決まる。

導電性の電流持続器（２０）は、輝度調整器（１０）の出力端子に接続されており、非抵抗発光負荷（３０）に接続されるように適用される。導電性電流持続器（２０）は、またＴＲＩＡＣ（１１）の導電性を維持するために使われている。この実施例では、導電性電流持続器（２０）は抵抗器である。導電性電流持続器（２０）は、また可変抵抗器又は正の温度係数の抵抗器であるかもしれない。前記ＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）が輝度調整器（１０）に出力し、輝度調整器（１０）の前記トリガ角が９０度より大きいとき、導電性電流持続器（２０）及び輝度調整器（１０）は前記ＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）に直列に接続されているので、ＴＲＩＡＣ（１１）の前記アノード（Ｔ１）及びカソード（Ｔ２）を流れる電流は該ＴＲＩＡＣの閾値電流値以上に保持される。前記正の温度係数の抵抗器が使われていると、輝度調整器（１０）の使用時間後の温度上昇に伴って、抵抗値は増大する。したがって、前記正の温度係数の抵抗器での電圧降下は増大し、該正の温度係数の抵抗器に供給される電力は減少し、従って、その消費電力が低下する。

この実施例では、非抵抗発光負荷（３０）は、駆動回路（３１）と、蛍光灯（３５）から成る。

駆動回路（３１）は、整流器（３２）、フィルタコンデンサ（３３）及びインバータ（３４）を含む。整流器（３２）は、導電性電流持続器（２０）に接続されており、前記トリガ角で前記ＡＣ電源（ＡＣ／ＩＮ）を受け取り、ＡＣ電力をＤＣ正弦波に整流する。フィルタコンデンサ（３３）は、それをＤＣ電力Ｖｃに変換する。インバータ（３４）は、次に、前記ＤＣ電力Ｖｃを出力のための高周波ＡＣ電力に変換する。この実施例では、整流器（３２）は、全波整流器又は倍電圧整流器である。蛍光灯（３５）は、前記高周波ＡＣ電力を得るために、インバータ（３４）の出力端子につながる。

輝度調整器（１０）が９０度未満のトリガ角でＡＣ電力を非抵抗発光負荷（３０）に出力する場合、前記ＡＣ電力が最大のピーク電圧にあるとき、駆動回路（３１）のフィルタコンデンサ（３３）は、ピーク電圧値に充電され、次段の装置に十分なＤＣ電力を供給するであろう。

９０度よりも大きいトリガ角で非抵抗発光負荷（３０）への輝度調整器（１０）のＡＣ出力電力が使用されると、導電性電流持続器（２０）は、ＴＲＩＡＣ（１１）のアノード（Ｔ１）及びカソード（Ｔ２）を流れる電流がＴＲＩＡＣ（１１）の導電性を維持できる閾値電流以上になることを保証するために、該ＴＲＩＡＣ（１１）に電流をもたらす。結果として、９０度よりも大きいトリガ角でのＡＣ電力は、なおも前記次段の装置に電力を提供し続ける。駆動回路（３１）のフィルタコンデンサ電圧（Ｖｃ）が９０度よりも大きいトリガ角でのＡＣ電力の最高ピーク電圧値よりもわずかでも低くなると、フィルタコンデンサ（３３）は直ちに充電される。そのため、フィルタコンデンサ（３３）は、インバータ（３４）にＤＣ電力を出力し続ける。したがって、本発明は、人が明るさを調整している最中に蛍光灯（３５）が点滅しないことを確実ならしめる。

前記した非抵抗発光負荷（３０）は、容量負荷または誘導負荷であるかもしれない。輝度調整器（１０）の電力変換効率を上げるために、さらに、導電性電流持続器（２０）の抵抗器（Ｒｖ）に、コンデンサ（Ｃ１）又はコイル（Ｌ１）を並列に接続することができる。すなわち、容量発光負荷（３０）が本発明の前記輝度調整装置に接続されている場合、導電性電流持続器（２０）の前記抵抗器（Ｒｖ）はコイル（Ｌ１）に並列に接続される。他方、図２に示されるように、誘導発光負荷（３０）が本発明の前記輝度調整装置に接続されている場合、導電性電流持続器（２０）の前記抵抗器（Ｒｖ）はコンデンサ（Ｃ1）に並列に接続される。

図３を参照するに、本発明は、ＬＥＤランプの非抵抗発光負荷（３０ａ）に適用されている。ＬＥＤランプ（３６）には、インバータが不要である。したがって、前記発光負荷（３０ａ）は、駆動回路（３１）と、ＬＥＤランプ（３６）とから成る。

駆動回路（３１）は、整流器（３２）及びフィルタコンデンサ（３３）を有する。整流器（３２）は、導電性電流持続器（２０）につながる。この実施例では、整流器（３２）は全波整流器である。ＬＥＤランプ（３６）は、いくつかのＬＥＤ素子から成り、駆動回路（３１）の出力端子に接続されている。

前記ＬＥＤランプが誘導発光負荷（３０ａ）であると、導電性電流持続器（２０）は、抵抗器（Ｒｖ）と、該抵抗器に並列に接続されたコンデンサ（Ｃ１）とを有する。他方、前記ＬＥＤランプが容量発光負荷（３０ａ）であると、導電性電流持続器（２０）は、抵抗器（Ｒｖ）と、該抵抗器に並列に接続されたコイル（Ｌ１）とを有する。したがって、前記した輝度調整器が抵抗負荷に接続されているとき、電力変換効率は、より良好になる。

本発明は、前記したところに従って、種々の点で変更できることが明らかであろう。そのような変更は、本願の精神及び発明の範囲から逸脱するものではなく、また当業者にとって明らかであろうすべてのそのような変更は、以下の特許請求の範囲に含まれることを意図している。

１０輝度調整器
１１ＴＲＩＡＣ
１２調整可能なトリガユニット
１２１可変抵抗器
１２２コンデンサ
２０導電性電流持続器
３０非抵抗発光負荷
Ｃ１コンデンサ
Ｌ１コイル

Claims

非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置であって、
アノード、カソード及びゲートを有するＴＲＩＡＣと、該ＴＲＩＡＣのトリガ角を決定すべく前記ＴＲＩＡＣに接続される調整可能なトリガユニットとを備える輝度調整器であって前記トリガ角が該輝度調整器の総出力電流値に比例する輝度調整器と、
前記輝度調整器の出力端子に接続され、非抵抗発光負荷に接続されるように適用される導電性の電流持続器であって前記ＴＲＩＡＣの前記アノード及びカソードを通る電流を保持する導電性電流持続器とを含み、
前記電流は閾値電流よりも大きく、これにより前記ＴＲＩＡＣの導電性が維持される、非抵抗発光負荷のための非点滅輝度調整装置。
前記導電性電流持続器は抵抗器である、請求項１に記載の非点滅輝度調整装置。
前記導電性電流持続器は可変抵抗器である、請求項１に記載の非点滅輝度調整装置。
前記導電性電流持続器は正の温度係数を有する、請求項１に記載の非点滅輝度調整装置。
前記導電性電流持続器は、コイルと並列に接続されている、請求項２，３又は４のいずれか一項に記載の非点滅輝度調整装置。
前記導電性電流持続器は、コンデンサと並列に接続されている、請求項２，３又は４のいずれか一項に記載の非点滅輝度調整装置。
調整可能なトリガユニットは、ＲＣ位相シフト回路であり、互いに直列に接続された可変抵抗器及びコンデンサを備え、前記可変抵抗器及び前記コンデンサ間のノードは前記ＴＲＩＡＣの前記ゲートと接続され、前記ＴＲＩＡＣの前記トリガ角は前記可変抵抗器の抵抗値の変更により決まる、請求項２，３又は４のいずれか一項に記載の非点滅輝度調整装置。
前記調整可能なトリガユニットは、ＲＣ位相シフト回路であり、互いに直列に接続された可変抵抗器及びコンデンサを備え、前記可変抵抗器及び前記コンデンサ間のノードは前記ＴＲＩＡＣの前記ゲートと接続され、前記ＴＲＩＡＣの前記トリガ角は前記可変抵抗器の抵抗値の変更により決まる、請求項５に記載の非点滅輝度調整装置。
前記調整可能なトリガユニットは、ＲＣ位相シフト回路であり、互いに直列に接続された可変抵抗器及びコンデンサを備え、前記可変抵抗器及び前記コンデンサ間のノードは前記ＴＲＩＡＣの前記ゲートと接続され、前記ＴＲＩＡＣの前記トリガ角は前記可変抵抗器の抵抗値の変更により決まる、請求項６に記載の非点滅輝度調整装置。