JP2011036126A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply and lighting apparatus that can stably control dimming of light. <P>SOLUTION: A reference signal Vref1 that changes from the signal value equivalent to the maximum current when all lights up according to light dimming depths k1, k2, ..., k7 of a light dimming signal k to the signal value equivalent to the minimum current when the light dimming depth is the deepest and a reference signal Vref2 that changes from the signal value equivalent to the load voltage at the time of the maximum current when all lights up to the signal value equivalent to the minimum current when the light dimming depth is the deepest are prepared so that the reference signal Vref1 is selected to execute constant current control to the light-emitting diodes 19 to 21 in a current control mode in the area close to all lighting where the light dimming depth is shallow and the reference signal Vref2 is selected to execute constant voltage control to the light-emitting diodes 19 to 21 in the voltage control mode in the area where the light dimming depth is deep. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子における調光機能を有する電源装置システムに関するものである。   The present invention relates to a power supply system having a dimming function in a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode.

最近、発光ダイオードなどの半導体発光素子の電源として、スイッチング手段を用いた直流の電源装置が多く用いられており、これら電源装置には、外部から与えられる調光信号に応じて発光ダイオードの光量を調整する調光機能を有するものも用いられている。   Recently, as a power source for a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode, a direct current power source device using a switching means is often used, and the power amount of the light emitting diode is adjusted to these power source devices according to a dimming signal given from the outside. The thing which has the light control function to adjust is also used.

そして、従来、このような調光機能を有するものとして、例えば、特許文献1に開示されるように発光ダイオードへの印加電圧を制御する電圧調光回路と、発光ダイオードへの印加電圧をスイッチング制御するデューティ調光回路を具備し、調光制御信号に応じて電圧調光回路とデューティ調光回路を切換えて制御するものが知られている。   Conventionally, as having such a dimming function, for example, as disclosed in Patent Document 1, a voltage dimming circuit for controlling an applied voltage to a light emitting diode, and a switching control for an applied voltage to the light emitting diode. There is known a device that includes a duty dimming circuit that switches between a voltage dimming circuit and a duty dimming circuit according to a dimming control signal.

特開2003−157986号公報JP 2003-157986 A

ところが、特許文献1は、パルス幅により調光制御を行うものであるため、発光ダイオードによる光出力にフリッカが発生し易く、また、パルス幅制御するため出力電流制御のための限流要素とは別に、発光ダイオードに直列又は並列にスイッチ素子が必要となり、部品点数が増加するとともに、回路効率も低下する。   However, since Patent Document 1 performs dimming control based on the pulse width, flicker is likely to occur in the light output from the light emitting diode, and what is the current limiting element for output current control for controlling the pulse width? Separately, a switching element is required in series or in parallel with the light emitting diode, which increases the number of components and decreases the circuit efficiency.

一方、発光ダイオードは略定電圧特性を示すため、安定に点灯させるには限流要素を有する部品や装置が必要であり、一般的にスイッチング手段を用いた電源装置で制御する場合、電流制御が用いられる。この電流制御は、発光ダイオードに流す電流値によって発光ダイオードの素子温度が決定され、ひいては素子の寿命に影響するため、点灯装置の設計では重要な制御要素となる。    On the other hand, since a light emitting diode exhibits a substantially constant voltage characteristic, a component or device having a current limiting element is required for stable lighting. Generally, when controlling with a power supply device using switching means, current control is not possible. Used. This current control is an important control element in the design of the lighting device because the element temperature of the light emitting diode is determined by the value of the current flowing through the light emitting diode and thus affects the life of the element.

発光ダイオードを調光することは、これまでの放電灯点灯装置と比較すると比較的容易である。これは負荷が電気的に安定な特性であることと、温度など外的要因にも変動が少ないことによる。しかし、例えば、深い調光を要求する用途で定電流制御を採用すると、全光点灯の電流の大きい領域では安定に点灯できるものの、深い調光領域においては検出信号や、この信号を制御するための電流基準値が微小信号となるため、検出回路や比較器の精度に高い性能が要求されたり、ノイズの影響を受けやすくなり安定した動作が難しくなる。そこで、制御のための信号電圧を大きくすることも手段として考えられるが、電流検出信号は発光ダイオードに直列に挿入された抵抗器で検出するのが一般的であるため、発光ダイオードに流れる電流が大きい領域での検出抵抗器での消費電力や発生する熱の処理も製品を開発する上では障害となる。   Dimming the light emitting diode is relatively easy as compared with conventional discharge lamp lighting devices. This is due to the fact that the load has an electrically stable characteristic and that there is little fluctuation in external factors such as temperature. However, for example, if constant current control is used in applications that require deep dimming, it can be stably lit in a region where the current of all-light lighting is large, but in order to control the detection signal and this signal in the deep dimming region Since the current reference value is a minute signal, high accuracy is required for the accuracy of the detection circuit and the comparator, and it is easily affected by noise, making stable operation difficult. Therefore, it is conceivable to increase the signal voltage for control. However, since the current detection signal is generally detected by a resistor inserted in series with the light emitting diode, the current flowing through the light emitting diode is reduced. The power consumption in the detection resistor in a large area and the treatment of the heat generated are also obstacles to product development.

これを解決するものとして、出力電圧を一定制御する方式も提案されている。例えば、発光ダイオードがONする電圧は、一般のシリコンダイオードと比較して高く、例えば青色に代表されるGaN系ダイオードでは2.5V程度から電流が流れ始め、全光点灯でも3.5〜4.5V程度であり、深い調光であっても発光ダイオードの性能やノイズなどの影響を受けず比較的安定した調光ができる。しかし、発光ダイオードの順方向電圧は負温度特性を有するため、電流を流したときに自己発熱で、順方向電圧が低下し、さらに電流が増加することで、発熱が大きくなり熱暴走することが懸念される。また、発光ダイオードのばらつきも大きく、点灯装置の出力を調整しても発光ダイオードの個体差によって出力電流にはばらつきが発生する。これは調光状態でも同様で、温度特性や発光ダイオードのばらつきによって、発光ダイオードに流れる電流がばらつき、ひいては発光ダイオードの光出力にばらつきが生じてしまう。   As a solution to this problem, a method of controlling the output voltage at a constant level has been proposed. For example, the voltage at which the light emitting diode is turned on is higher than that of a general silicon diode. For example, in a GaN-based diode represented by blue, a current starts to flow from about 2.5 V. It is about 5V, and even with deep dimming, relatively stable dimming can be performed without being affected by the performance of the light emitting diode or noise. However, since the forward voltage of the light emitting diode has a negative temperature characteristic, self-heating occurs when a current is passed, and the forward voltage decreases and the current further increases, so that heat generation increases and thermal runaway occurs. Concerned. Moreover, the variation of the light emitting diodes is large, and even if the output of the lighting device is adjusted, the output current varies due to individual differences of the light emitting diodes. This is the same even in the dimming state, and the current flowing through the light emitting diode varies depending on the temperature characteristics and the variation of the light emitting diode, and thus the light output of the light emitting diode varies.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定した調光制御を実現できる電源装置及び照明器具を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the power supply device and lighting fixture which can implement | achieve stable dimming control.

請求項1記載の電源装置システムは、半導体発光素子と、調光信号を出力する調光操作部と、調光操作部からの調光信号が入力され、この調光信号に応じて前記半導体発光素子に連続的に供給される電流を制御する電流制御モード又は前記半導体発光素子に続的に電流を供給しながら前記半導体発光素子に印加される電圧を制御する電圧制御モードを設定して半導体発光素子の点灯を制御する制御御手段とを具備することを特徴とする。   The power supply system according to claim 1, wherein a semiconductor light emitting element, a dimming operation unit that outputs a dimming signal, and a dimming signal from the dimming operation unit are input, and the semiconductor light emission is performed according to the dimming signal. Semiconductor light emission by setting a current control mode for controlling a current continuously supplied to the element or a voltage control mode for controlling a voltage applied to the semiconductor light emitting element while continuously supplying current to the semiconductor light emitting element And control means for controlling lighting of the element.

本発明によれば、調光操作部からの調光信号に応じて基準信号を選択するだけで電流制御モード及び電圧制御モードを簡単に切り替えることができる。   According to the present invention, the current control mode and the voltage control mode can be easily switched only by selecting the reference signal in accordance with the dimming signal from the dimming operation unit.

本発明の第1の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具の斜視図。The perspective view of the lighting fixture to which the power supply device concerning the 1st Embodiment of this invention is applied. 第1の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具の断面図。Sectional drawing of the lighting fixture to which the power supply device concerning 1st Embodiment is applied. 本発明の第1の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the power supply device concerning the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態に用いられる基準信号を説明する図。The figure explaining the reference signal used for 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電源装置の負荷特性を示す図。The figure which shows the load characteristic of the power supply device concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電源装置の基準信号を説明する図。The figure explaining the reference signal of the power supply device concerning a 1st embodiment. 本発明の第2の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the power supply device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態にかかる電源装置の負荷特性を示す図。The figure which shows the load characteristic of the power supply device concerning 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施の形態に用いられる基準信号を説明する図。The figure explaining the reference signal used for the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施の形態に用いられる基準信号を説明する図。The figure explaining the reference signal used for 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に用いられる他の基準信号を説明する図。The figure explaining the other reference signal used for 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the power supply device concerning the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施の形態にかかる電源装置の負荷特性を示す図。The figure which shows the load characteristic of the power supply device concerning 4th Embodiment. 第4の実施の形態に用いられる発光ダイオードのV−I特性を示す図。The figure which shows the VI characteristic of the light emitting diode used for 4th Embodiment. 第4の実施の形態に用いられる発光ダイオードのばらつき範囲を説明する図。The figure explaining the variation range of the light emitting diode used for 4th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)まず、本発明の電源装置が適用される照明器具について簡単に説明する。図1及び図2において、1は器具本体で、この器具本体1は、アルミニウムのダイカスト製のもので、両端を開口した円筒状をしている。この器具本体1は、内部を仕切り部材1a、1bにより上下方向に3分割され、下方開口と仕切り部材1aの間の空間は、光源部2に形成されている。この光源部2には、半導体発光素子としての複数のLED2aと反射体2bが設けられている。複数のLED2aは、仕切り部材1a下面に設けられた円盤状の配線基板2cの円周方向に沿って等間隔に配置され実装されている。 (First Embodiment) First, a lighting fixture to which the power supply apparatus of the present invention is applied will be briefly described. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an instrument body, and the instrument body 1 is made of aluminum die-casting and has a cylindrical shape with both ends opened. The appliance body 1 is internally divided into three in the vertical direction by partition members 1 a and 1 b, and a space between the lower opening and the partition member 1 a is formed in the light source unit 2. The light source unit 2 is provided with a plurality of LEDs 2a and reflectors 2b as semiconductor light emitting elements. The plurality of LEDs 2a are arranged and mounted at equal intervals along the circumferential direction of a disk-shaped wiring board 2c provided on the lower surface of the partition member 1a.

器具本体1の仕切り部材1aと1bの間の空間は電源室3に形成されている。この電源室3は、仕切り部材1a上部に配線基板3aが配置されている。この配線基板3aには、前記複数のLED2aを駆動するための本発明の電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のLED2aは、リード線4により接続されている。   A space between the partition members 1 a and 1 b of the instrument body 1 is formed in the power supply chamber 3. In the power supply chamber 3, a wiring board 3a is disposed on the partition member 1a. The wiring board 3a is provided with each electronic component constituting the power supply device of the present invention for driving the plurality of LEDs 2a. The DC power supply device and the plurality of LEDs 2 a are connected by lead wires 4.

器具本体1の仕切り板1bと上方開口の間の空間は、電源端子室5に形成されている。この電源端子室5は、仕切り板1bに電源端子台6が設けられている。この電源端子台6は、電源室3の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス6aの両面に電源ケーブル用端子部となる差込口6b、送りケーブル用端子部となる差込口6c及び電源線及び送り線を切り離すリリースボタン6dなどを有している。   A space between the partition plate 1 b of the instrument body 1 and the upper opening is formed in the power supply terminal chamber 5. In the power terminal room 5, a power terminal block 6 is provided on the partition plate 1b. This power supply terminal block 6 is a terminal block for supplying AC power of commercial power to the power supply device in the power supply chamber 3, and serves as a power cable terminal portion on both sides of the box 6a made of electrically insulating synthetic resin. It has an insertion port 6b, an insertion port 6c serving as a feed cable terminal, a release button 6d for separating the power line and the feed line, and the like.

図3は、このように構成された照明器具の電源室3に組み込まれる本発明の第1の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示している。   FIG. 3 shows a schematic configuration of the power supply device according to the first embodiment of the present invention incorporated in the power supply chamber 3 of the lighting fixture configured as described above.

図3において、11は交流電源で、この交流電源11は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源11には、全波整流回路12の入力端子が接続されている。全波整流回路12は、交流電源11からの交流電力を全波整流した出力を発生する。   In FIG. 3, 11 is an AC power source, and this AC power source 11 is a commercial power source (not shown). The AC power supply 11 is connected to an input terminal of a full-wave rectifier circuit 12. The full wave rectification circuit 12 generates an output obtained by full wave rectification of the AC power from the AC power supply 11.

全波整流回路12の正負極の出力端子間には、リップル電流平滑用のコンデンサ13が接続されている。また、このコンデンサ13の両端には、フライバックトランスであるスイッチングトランス14の一次巻線14aとスイッチング手段としてのスイッチングトランジスタ15の直列回路が接続されている。スイッチングトランス14は、一次巻線14aと磁気的結合された二次巻線14bを有している。   A ripple current smoothing capacitor 13 is connected between the positive and negative output terminals of the full-wave rectifier circuit 12. Further, a series circuit of a primary winding 14a of a switching transformer 14 which is a flyback transformer and a switching transistor 15 as a switching means is connected to both ends of the capacitor 13. The switching transformer 14 has a secondary winding 14b magnetically coupled to the primary winding 14a.

スイッチングトランス14の二次巻線14bには、整流平滑手段として図示極性のダイオード16と平滑コンデンサ17からなる整流平滑回路18が接続されている。この整流平滑回路18は、スイッチングトランジスタ15、スイッチングトランス14とともに直流出力生成手段を構成し、スイッチングトランス14の二次巻線14bより発生する交流出力をダイオード16で整流し、この整流出力を平滑コンデンサ17により平滑して直流出力として発生する。   Connected to the secondary winding 14b of the switching transformer 14 is a rectifying / smoothing circuit 18 comprising a diode 16 and a smoothing capacitor 17 having polarities as shown in FIG. The rectifying / smoothing circuit 18 constitutes a DC output generating means together with the switching transistor 15 and the switching transformer 14, rectifies the AC output generated from the secondary winding 14b of the switching transformer 14 by the diode 16, and the rectified output is smoothed by the smoothing capacitor. 17 is smoothed and generated as a DC output.

整流平滑回路18の平滑コンデンサ17の両端には、負荷として、半導体発光素子である複数個(図示例では3個)直列に接続された発光ダイオード19〜21(図2で述べたLED2aに相当する。)が接続されている。   At both ends of the smoothing capacitor 17 of the rectifying and smoothing circuit 18, a plurality of (three in the illustrated example) semiconductor light emitting elements connected in series as loads are equivalent to the light emitting diodes 19 to 21 (LED 2a described in FIG. 2). .) Is connected.

発光ダイオード19〜21の直列回路には、電流検出回路22が直列に接続されている。この電流検出回路22は、インピーダンス素子である抵抗器221からなるもので、発光ダイオード19〜21に流れる電流を検出し、この電流検出値Iを検出信号として出力する。また、発光ダイオード19〜21の直列回路には、負荷電圧検出回路23が並列に接続されている。この負荷電圧検出回路23は、インピーダンス素子である抵抗器231,232の直列回路からなるもので、発光ダイオード19〜21に印加される負荷電圧を検出し、この負荷電圧Vを検出信号として出力する。   A current detection circuit 22 is connected in series to the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21. The current detection circuit 22 includes a resistor 221 that is an impedance element, detects a current flowing through the light emitting diodes 19 to 21, and outputs the current detection value I as a detection signal. A load voltage detection circuit 23 is connected in parallel to the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21. The load voltage detection circuit 23 is composed of a series circuit of resistors 231 and 232 which are impedance elements, detects the load voltage applied to the light emitting diodes 19 to 21, and outputs the load voltage V as a detection signal. .

電流検出回路22及び負荷電圧検出回路23には、調光制御手段として調光制御部33が接続されている。調光制御部33は、比較器34、35及び基準信号出力部36を有している。比較器34は、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と基準信号出力部36の基準信号Vref1との比較結果を出力する。比較器35は、負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と基準信号出力部36の基準信号Vref2との比較結果を出力する。そして、これら比較器34、35には、ダイオード37、38を各別に介して制御回路30が接続されている。   A dimming control unit 33 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23 as dimming control means. The dimming control unit 33 includes comparators 34 and 35 and a reference signal output unit 36. The comparator 34 outputs a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vref1 of the reference signal output unit 36. The comparator 35 outputs a comparison result between the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the reference signal Vref2 of the reference signal output unit 36. A control circuit 30 is connected to the comparators 34 and 35 via diodes 37 and 38, respectively.

基準信号出力部36は、調光操作部39の調光信号kによる調光深度k1〜k7(ここでは、調光深度k1が最も浅く、調光深度k7に向かうほど深い)に応じて図4に示すような基準信号Vref1及び基準信号Vref2を出力する。この場合、基準信号Vref1は、全光時の最大電流に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する。また、基準信号Vref2は、全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する。この場合、電流が全く流れなくなる消灯状態に移行した時点でも発光ダイオードのオン電圧が残るために、基準信号Vref2はゼロとならない。つまり、この場合、図6に示すように発光ダイオードのV−I特性Aに対して電流制御レンジB及び電圧制御レンジCがそれぞれ得られるようにしている。   The reference signal output unit 36 corresponds to the dimming depths k1 to k7 based on the dimming signal k of the dimming operation unit 39 (here, the dimming depth k1 is the shallowest and deeper toward the dimming depth k7). The reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 as shown in FIG. In this case, the reference signal Vref1 changes from a signal value corresponding to the maximum current during all light to a signal value corresponding to the minimum current when the dimming depth is the deepest. The reference signal Vref2 changes from a signal value corresponding to the load voltage at the maximum current during all light to a signal value corresponding to the minimum current when the dimming depth is the deepest. In this case, the reference signal Vref2 does not become zero because the on-voltage of the light emitting diode remains even at the time of transition to the extinguished state where no current flows. That is, in this case, as shown in FIG. 6, a current control range B and a voltage control range C are obtained for the VI characteristic A of the light emitting diode.

制御回路30は、基準信号Vref1、Vref2に応じた比較器34、35の出力によりスイッチングトランジスタ15のオンオフ動作を制御し、整流平滑回路18より発光ダイオード19〜21に供給される出力を制御する。これにより、電源装置として、図5に示すように調光信号kの調光深度k1、k2、…k7に応じて異なる負荷特性を得られる。この場合、調光深度k1、k2、…k7に対応するそれぞれの負荷特性は、電圧Vfの変化に対し電流Ifが一定で、電圧Vfが所定電圧に達すると電圧Vfを一定にする。また、調光深度k1、k2、…k7に対応する負荷特性は、発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの関係が、図5のようにも設定されている。この場合、調光深度k1〜k4に対応する負荷特性とV−I特性Aとの交点の動作点a1〜a4は電流モードの制御となり、調光深度k5に対応する負荷特性とV−I特性Aとの交点の動作点a5は臨界点、調光深度k6、k7に対応する負荷特性とV−I特性Aとの交点の動作点a6、a7は電圧モードの制御となる。   The control circuit 30 controls the on / off operation of the switching transistor 15 by the outputs of the comparators 34 and 35 according to the reference signals Vref1 and Vref2, and controls the output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 from the rectifying and smoothing circuit 18. Thereby, as a power supply device, as shown in FIG. 5, different load characteristics can be obtained according to the dimming depths k1, k2,... K7 of the dimming signal k. In this case, the load characteristics corresponding to the dimming depths k1, k2,..., K7 are such that the current If is constant with respect to the change in the voltage Vf, and the voltage Vf is constant when the voltage Vf reaches a predetermined voltage. In addition, the load characteristics corresponding to the light control depths k1, k2,... K7 are set in the relationship with the VI characteristics A of the light emitting diodes 19 to 21 as shown in FIG. In this case, the operating points a1 to a4 at the intersections of the load characteristics corresponding to the dimming depths k1 to k4 and the VI characteristics A are current mode control, and the load characteristics and the VI characteristics corresponding to the dimming depth k5. The operating point a5 at the intersection with A is a critical point, and the operating points a6 and a7 at the intersection between the load characteristic corresponding to the dimming depths k6 and k7 and the VI characteristic A are voltage mode control.

このような構成において、まず調光操作部31より、全光(例えば調光深度k1)の調光信号kが出力されると、この調光信号kに応じて図5に示す調光深度k1に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k1に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a1となる。また、基準信号出力部36は、図4に示すように調光深度k1により基準信号Vref1としてVra1、基準信号Vref2としてVrb1を設定する。   In such a configuration, first, when the dimming signal k of all the lights (for example, the dimming depth k1) is output from the dimming operation unit 31, the dimming depth k1 shown in FIG. 5 according to the dimming signal k. Can be obtained. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a1 of the light emitting diodes 19 to 21. Further, as shown in FIG. 4, the reference signal output unit 36 sets Vra1 as the reference signal Vref1 and Vrb1 as the reference signal Vref2 based on the light control depth k1.

これにより、比較器34より電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と基準信号出力部36の基準信号Vra1の比較結果が出力され、比較器35より負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と基準信号出力部36の基準信号Vrb1の比較結果が出力されるが、この場合、基準信号はVra1>Vrb1の関係にあるので、比較器34の出力が優先して制御回路30に与えられる。この結果、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)に基づいて発光ダイオード19〜21に流れる電流が一定になるようにスイッチングトランジスタ15のオンオフ動作が制御される。   As a result, the comparison result of the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra1 of the reference signal output unit 36 is output from the comparator 34, and the detection signal (the detection signal of the load voltage detection circuit 23 ( The comparison result between the load voltage V) and the reference signal Vrb1 of the reference signal output unit 36 is output. In this case, since the reference signal has a relationship of Vra1> Vrb1, the output of the comparator 34 has priority and the control circuit 30 Given to. As a result, the on / off operation of the switching transistor 15 is controlled so that the current flowing through the light emitting diodes 19 to 21 is constant based on the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22.

次に、調光操作部31の操作により、例えば調光深度k5の調光信号kを出力すると、図5に示す調光深度k5に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k5に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a5となる。また、基準信号出力部36は、図4に示すように調光深度k5の設定により基準信号Vref1としてVra5、基準信号Vref2としてVrb5を設定する。   Next, when a dimming signal k having a dimming depth k5 is output by operating the dimming operation unit 31, for example, load characteristics corresponding to the dimming depth k5 shown in FIG. 5 are obtained. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k5 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a5 of the light emitting diodes 19 to 21. Further, as shown in FIG. 4, the reference signal output unit 36 sets Vra5 as the reference signal Vref1 and Vrb5 as the reference signal Vref2 by setting the dimming depth k5.

この場合も、比較器34から電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と基準信号出力部36の基準信号Vra5との比較結果が出力され、また、比較器35より負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と基準信号出力部36の基準信号Vrb5との比較結果が出力されるが、ここでの基準信号はVra5=Vrb5の関係にあり、比較器34と比較器35の出力は等しくなる。これにより制御回路30は、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)及び負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)の両者に基づいてスイッチングトランジスタ15のオンオフ動作を制御する。   Also in this case, a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra5 of the reference signal output unit 36 is output from the comparator 34, and the load voltage detection circuit 23 is output from the comparator 35. The comparison result between the detection signal (load voltage V) and the reference signal Vrb5 of the reference signal output unit 36 is output. The reference signal here has a relationship of Vra5 = Vrb5, and the comparator 34 and the comparator 35 Outputs are equal. Thus, the control circuit 30 controls the on / off operation of the switching transistor 15 based on both the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23.

次に、調光操作部31より、例えば調光深度k6の調光信号kを出力すると、図5に示す調光深度k6に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k6に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a6となる。また、基準信号出力部36は、図4に示すように調光深度k6の設定により基準信号Vref1としてVra6、基準信号Vref2としてVrb6を設定する。   Next, for example, when a dimming signal k having a dimming depth k6 is output from the dimming operation unit 31, a load characteristic corresponding to the dimming depth k6 illustrated in FIG. 5 is obtained. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k6 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a6 of the light emitting diodes 19 to 21. Further, as shown in FIG. 4, the reference signal output unit 36 sets Vra6 as the reference signal Vref1 and Vrb6 as the reference signal Vref2 by setting the dimming depth k6.

これにより、比較器34から電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と基準信号出力部36の基準信号Vra6との比較結果が出力され、また、比較器35より負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と基準信号出力部36の基準信号Vrb6との比較結果が出力されるが、この場合、基準信号はVrb1>Vra1の関係にあるので、比較器35の出力が優先して制御回路30に与えられる。この結果、負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)に基づいて発光ダイオード19〜21の負荷電圧が一定になるようにスイッチングトランジスタ15のオンオフ動作が制御される。   As a result, a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra6 of the reference signal output unit 36 is output from the comparator 34, and the load voltage detection circuit 23 of the load voltage detection circuit 23 is output from the comparator 35. A comparison result between the detection signal (load voltage V) and the reference signal Vrb6 of the reference signal output unit 36 is output. In this case, since the reference signal has a relationship of Vrb1> Vra1, the output of the comparator 35 has priority. To the control circuit 30. As a result, the on / off operation of the switching transistor 15 is controlled so that the load voltage of the light emitting diodes 19 to 21 is constant based on the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23.

したがって、このようにすれば、調光信号kの調光深度k1、k2、…k7に応じて全光時の最大電流に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Vref1、全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Vref2を用意し、調光深度が浅い全光に近い領域では、基準信号Vref1を選択して電流制御モードにより発光ダイオード19〜21を定電流制御し、調光深度が深い領域では基準信号Vref2を選択して電圧制御モードにより発光ダイオード19〜21を定電圧制御するようにした。このようにすれば調光信号kの調光深度k1、k2、…k7に応じて定電流制御と定電圧制御をスムーズに切り替えることができるので、調光深度の浅い領域から深い領域までの広い範囲の調光制御を安定して行うことができる。また、調光制御にパルス幅の制御が用いられないことから、特許文献1のパルス幅により調光制御を行うものと比べ、発光ダイオードの光出力にフリッカが発生するのを防止でき、また、調光制御のためのスイッチ素子などを必要としないことで回路構成を簡単にして部品点数を減らすことができ、装置の小型化及び低廉化を実現することができ、さらに回路効率の低下も抑制することができる。   Therefore, in this way, it corresponds to the minimum current when the dimming depth is deepest from the signal value corresponding to the maximum current at the time of all lights according to the dimming depths k1, k2,... K7 of the dimming signal k. A reference signal Vref1 that changes to a signal value, a reference signal Vref2 that changes from a signal value corresponding to a load voltage at the maximum current during all light to a signal value corresponding to a minimum current when the dimming depth is the deepest, are prepared, In the region where the light control depth is close to all light, the reference signal Vref1 is selected and constant current control is performed on the light emitting diodes 19 to 21 in the current control mode. In the region where the light control depth is deep, the reference signal Vref2 is selected and voltage control is performed. The light emitting diodes 19 to 21 were controlled at a constant voltage depending on the mode. In this way, constant current control and constant voltage control can be smoothly switched in accordance with the dimming depths k1, k2,... K7 of the dimming signal k, so that a wide range from a shallow region to a deep region can be obtained. Dimming control of the range can be performed stably. Further, since pulse width control is not used for dimming control, flicker can be prevented from occurring in the light output of the light-emitting diode, compared with the case where dimming control is performed by the pulse width of Patent Document 1, and By eliminating the need for switch elements for dimming control, the circuit configuration can be simplified, the number of parts can be reduced, the size and cost of the device can be reduced, and the reduction in circuit efficiency is also suppressed. can do.

(第2の実施の形態)次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図3と同一部分には同符号を付している。   (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a schematic configuration of a power supply device according to the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.

この場合、電流検出回路22及び負荷電圧検出回路23には、調光制御手段として調光制御部41が接続されている。調光制御部41は、電流検出回路22に第1のオペアンプ42の正極入力端子が接続されている。この第1のオペアンプ42は、負極入力端子が抵抗43を介して接地されるとともに、抵抗44を介して出力端子に接続されている。また、第1のオペアンプ42の出力端子は、ダイオード45を介して比較器46の一方入力端子に接続されている。また、負荷電圧検出回路23には、第2のオペアンプ47の正極入力端子が接続されている。この第2のオペアンプ47は、負極入力端子が出力端子に接続されるとともに、ダイオード48を介して比較器46の一方入力端子に接続され、さらに抵抗49を介して第3のオペアンプ50の正極入力端子が接続されている。第3のオペアンプ50は、正極入力端子を、第1のオペアンプ42の出力端子と接地との間に接続された抵抗51,52の直列回路の接続点に接続され、また、負極入力端子が接地されている。さらに第3のオペアンプ50は、出力端子をダイオード53を介して比較器46の一方入力端子に接続されている。比較器46は、他方の入力端子に調光操作部39より調光信号kが入力され、これら入力端子に与えられる信号の比較結果を制御回路30に入力する。   In this case, a dimming control unit 41 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23 as dimming control means. In the dimming control unit 41, the positive input terminal of the first operational amplifier 42 is connected to the current detection circuit 22. The first operational amplifier 42 has a negative input terminal grounded via a resistor 43 and is connected to an output terminal via a resistor 44. The output terminal of the first operational amplifier 42 is connected to one input terminal of the comparator 46 via the diode 45. Further, the positive input terminal of the second operational amplifier 47 is connected to the load voltage detection circuit 23. The second operational amplifier 47 has a negative input terminal connected to the output terminal, is connected to one input terminal of the comparator 46 via a diode 48, and is further connected to a positive input of the third operational amplifier 50 via a resistor 49. The terminal is connected. The third operational amplifier 50 has a positive input terminal connected to a connection point of a series circuit of resistors 51 and 52 connected between the output terminal of the first operational amplifier 42 and the ground, and a negative input terminal connected to the ground. Has been. Further, the third operational amplifier 50 has an output terminal connected to one input terminal of the comparator 46 via a diode 53. The comparator 46 receives the dimming signal k from the dimming operation unit 39 at the other input terminal, and inputs the comparison result of the signals supplied to these input terminals to the control circuit 30.

このような構成において、調光操作部31より、調光信号kを入力すると、このときの調光深度k1〜k5に応じて図8に示すような負荷特性が得られる。この場合、調光深度k1、k2、…k5に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの関係は図8のようになっている。   In such a configuration, when a dimming signal k is input from the dimming operation unit 31, load characteristics as shown in FIG. 8 are obtained according to the dimming depths k1 to k5 at this time. In this case, the relationship between the load characteristics corresponding to the light control depths k1, k2,... K5 and the VI characteristics A of the light emitting diodes 19 to 21 is as shown in FIG.

まず、調光操作部31の操作により全光(例えば調光深度k1)の調光信号kが入力されると、この調光信号kに応じて図8に示す調光深度k1に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k1に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a1であり、この動作点a1では、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)に応じた第1のオペアンプ42の出力が比較器46に入力され、発光ダイオード19〜21は定電流制御される。   First, when a dimming signal k of all light (for example, dimming depth k1) is input by operating the dimming operation unit 31, a load corresponding to the dimming depth k1 shown in FIG. Characteristics are obtained. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the dimming depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a1 of the light emitting diodes 19 to 21, and at this operating point a1, the current detection circuit 22 The output of the first operational amplifier 42 corresponding to the detection signal (current detection value I) is input to the comparator 46, and the light emitting diodes 19 to 21 are subjected to constant current control.

次に、調光操作部31より調光深度k5の調光信号kが入力されると、この調光信号kに応じて図8の調光深度k5に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k5に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a5となり、この動作点a5では、負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)に応じた第2のオペアンプ47の出力が比較器46に入力され、制御回路30により発光ダイオード19〜21は定電圧制御される。   Next, when a dimming signal k having a dimming depth k5 is input from the dimming operation unit 31, load characteristics corresponding to the dimming depth k5 in FIG. 8 are obtained according to the dimming signal k. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the dimming depth k5 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 becomes the operating point a5 of the light emitting diodes 19 to 21, and at this operating point a5, the load voltage detection circuit 23 The output of the second operational amplifier 47 corresponding to the detection signal (load voltage V) is input to the comparator 46, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled at a constant voltage by the control circuit 30.

次に、調光操作部31より調光深度k3の調光信号kが入力されると、この調光信号kに応じて図8の調光深度k3に対応する負荷特性の出力が得られる。この場合、調光深度k3に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a3となり、この動作点a3では、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)に応じた第3のオペアンプ50の出力が比較器46に入力され、制御回路30により発光ダイオード19〜21は、電力制御される。   Next, when a dimming signal k having a dimming depth k3 is input from the dimming operation unit 31, an output of a load characteristic corresponding to the dimming depth k3 in FIG. 8 is obtained according to the dimming signal k. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the dimming depth k3 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a3 of the light emitting diodes 19 to 21, and the current detection circuit 22 detects the operating point a3. The output of the third operational amplifier 50 corresponding to the signal (current detection value I) and the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 is input to the comparator 46, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled by the control circuit 30. Power controlled.

したがって、このようにすれば、発光ダイオード19〜21の動作点が電流制御モードと電圧制御モードの中間に位置するような場合は、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)と負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)に応じた第3のオペアンプ50の出力により発光ダイオード19〜21を電力制御するようにしたので、電流制御モードと電圧制御モード間での制御の移行をさらにスムーズに行うことができる。   Therefore, in this way, when the operating point of the light emitting diodes 19 to 21 is located between the current control mode and the voltage control mode, the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the load voltage Since the power of the light emitting diodes 19 to 21 is controlled by the output of the third operational amplifier 50 according to the detection signal (load voltage V) of the detection circuit 23, the control shifts between the current control mode and the voltage control mode. It can be performed more smoothly.

(第3の実施の形態)次に、第3の実施の形態を説明する。この場合、第3の実施の形態にかかる電源装置の概略構成は、図3を援用するものとする。   (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. In this case, FIG. 3 is used as a schematic configuration of the power supply device according to the third embodiment.

ところで、第1の実施の形態では、基準信号出力部36により基準信号Vref1と基準信号Vref2を別々に出力したが、この第3の実施の形態では、基準信号Vref1と基準信号Vref2を一つの基準信号Vrefとして出力するようにしている。この基準信号Vrefは、図9(a)に示すように電流制御モードの領域で用いられる基準信号Vref1を発生する第1の信号発生器55と電圧制御モードの領域で用いられる基準信号Vref2を発生する第2の信号発生器56を設け、これら第1及び第2の信号発生器55、56の基準信号Vref1、Vref2をそれぞれダイオード57、58を各別に介して出力することにより図9(b)に示す基準信号Vrefを出力するようにしている。この場合、基準信号Vref1は、図10(a)に示すように全光時の最大電流に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する。また、電圧制御モードの領域の基準信号Vref2は、図10(b)に示すように全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化するが、電流が全く流れなくなる消灯状態に移行した時点でも等価回路上の発光ダイオードのオン電圧が残るために、基準信号Vref2はゼロとならない。そして、図9(b)に示すように、これら基準信号Vref1、Vref2のうち大きい信号を優先させて電流制御モード及び電圧制御モードの各領域での基準信号Vrefを生成し、この基準信号Vrefを比較器34、35の基準信号とする。   Incidentally, in the first embodiment, the reference signal output unit 36 outputs the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 separately. However, in the third embodiment, the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 are combined into one reference signal. The signal Vref is output. As shown in FIG. 9A, the reference signal Vref generates a first signal generator 55 that generates a reference signal Vref1 used in the current control mode region and a reference signal Vref2 used in the voltage control mode region. The second signal generator 56 is provided, and the reference signals Vref1 and Vref2 of the first and second signal generators 55 and 56 are output through the diodes 57 and 58, respectively, so that FIG. The reference signal Vref shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 10A, the reference signal Vref1 changes from a signal value corresponding to the maximum current during all light to a signal value corresponding to the minimum current when the dimming depth is deepest. Further, the reference signal Vref2 in the voltage control mode region corresponds to the minimum current when the dimming depth is the deepest from the signal value corresponding to the load voltage at the maximum current at the time of all light as shown in FIG. 10 (b). However, the reference voltage Vref2 does not become zero because the ON voltage of the light emitting diode on the equivalent circuit remains even at the time of transition to the extinguished state where no current flows at all. Then, as shown in FIG. 9B, the reference signal Vref is generated in each region of the current control mode and the voltage control mode by giving priority to the larger signal among the reference signals Vref1 and Vref2, and this reference signal Vref is generated. A reference signal for the comparators 34 and 35 is used.

このようにしても、第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it does in this way, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

(変形例)上述では基準信号Vref1、Vref2のうち大きい信号を優先させて基準信号Vrefを生成するようにしたが、電流制御モードと電圧制御モードの領域の切り替えがスムーズに行かないことがある。そこで、図11(a)に示すように第1の信号発生器55と第2の信号発生器56の他に、基準信号Vref1と基準信号Vref2の中間的ゲインを有する基準信号Vref3を発生する第3の信号発生器59を設け、これら第1乃至第3の信号発生器55、56の基準信号Vref1、Vref2、Vref3をそれぞれダイオード57、58、60を各別に介して出力することにより図11(b)に示す基準信号Vrefを出力させる。このようにして電流制御モードと電圧制御モードの各領域の間で基準信号Vrefaと基準信号Vrefbのそれぞれのゲインの中間的な変化をする基準信号Vref3を介在させることにより、電流制御モードと電圧制御モードの各領域間での制御モードの移行をスムーズにできる。   (Modification) In the above description, the reference signal Vref is generated by giving priority to a larger signal among the reference signals Vref1 and Vref2. However, the current control mode and the voltage control mode may not be switched smoothly. Therefore, as shown in FIG. 11A, in addition to the first signal generator 55 and the second signal generator 56, a reference signal Vref3 having an intermediate gain between the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 is generated. 11 is provided, and the reference signals Vref1, Vref2, and Vref3 of the first to third signal generators 55 and 56 are output through the diodes 57, 58, and 60, respectively, as shown in FIG. The reference signal Vref shown in b) is output. In this way, by interposing the reference signal Vref3 that changes between the gains of the reference signal Vrefa and the reference signal Vrefb between the regions of the current control mode and the voltage control mode, the current control mode and the voltage control It is possible to smoothly shift the control mode between the mode areas.

(第4の実施の形態)次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。図12は、本発明の第4の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図3と同一部分には同符号を付している。   (Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 shows a schematic configuration of a power supply apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.

この場合、電流検出回路22及び負荷電圧検出回路23には、調光制御手段として調光制御部24が接続されている。調光制御部24は、乗算器26、加算器27、比較器28を有している。乗算器26は、負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と調光操作部31の調光信号kを乗算した信号を出力する。加算器27は、乗算器26の出力と電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)を加算した出力aを発生する。比較器28は、加算器27の出力aと基準値(一定)29との比較結果を出力する。   In this case, a dimming control unit 24 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23 as dimming control means. The dimming control unit 24 includes a multiplier 26, an adder 27, and a comparator 28. The multiplier 26 outputs a signal obtained by multiplying the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 by the dimming signal k of the dimming operation unit 31. The adder 27 generates an output a obtained by adding the output of the multiplier 26 and the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22. The comparator 28 outputs a comparison result between the output a of the adder 27 and the reference value (constant) 29.

比較器28には、調光制御部24とともに制御手段を構成する制御回路30が接続されている。制御回路30は、不図示の電源部により駆動されるもので、その動作によりスイッチングトランジスタ15をオンオフさせてスイッチングトランス14をスイッチング駆動して整流平滑回路18より発光ダイオード19〜21に供給される出力を制御する。この場合、制御回路30は、調光制御部24の比較器28の出力に基づいて、つまり負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と調光信号kの積と、電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)の和より得られる値aに基づいて、この値aが常に一定になるように発光ダイオード19〜21に供給される出力を制御する。   The comparator 28 is connected to a control circuit 30 that constitutes a control means together with the dimming control unit 24. The control circuit 30 is driven by a power supply unit (not shown). By the operation, the switching transistor 15 is turned on and off, the switching transformer 14 is switched and output supplied from the rectifying and smoothing circuit 18 to the light emitting diodes 19 to 21. To control. In this case, the control circuit 30 is based on the output of the comparator 28 of the dimming control unit 24, that is, the product of the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the dimming signal k, and the current detection circuit 22. Based on the value a obtained from the sum of the detection signals (current detection value I), the output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 is controlled so that the value a is always constant.

調光操作部31は、例えばパルス状信号のデューティ比を変えることで異なる調光深度の調光信号kを出力するもので、ここでは、調光深度k1、k2、…k7(調光深度k1が最も浅く、調光深度k7に向かうほど深い)の調光信号kを出力する。   The dimming operation unit 31 outputs, for example, a dimming signal k having different dimming depths by changing the duty ratio of the pulse signal. Here, the dimming depths k1, k2,... K7 (dimming depth k1) Is the shallowest, and the light control signal k is deeper toward the light control depth k7.

これにより、電源装置として、図13に示すように調光信号kの調光深度k1、k2、…k7に応じて異なる負荷特性を得られる。この場合、調光深度k1、k2、…k7に対応するそれぞれの負荷特性は、電流軸上の一定値a(負荷インピーダンス0の位置)を中心に放射状となり、If=a−k(Vf)の一次関数で表される。これによりIf+k(Vf)=a…(1)の関係、つまり、電流検出回路22の電流検出値Iと、調光信号kと負荷電圧Vの積の和が常に一定の値aとなる関係が得られる。   Thereby, as a power supply device, as shown in FIG. 13, different load characteristics can be obtained according to the dimming depths k1, k2,... K7 of the dimming signal k. In this case, the respective load characteristics corresponding to the light control depths k1, k2,... K7 are radially centered on a constant value a (position of load impedance 0) on the current axis, and If = a−k (Vf). Expressed by a linear function. Thereby, If + k (Vf) = a (1), that is, the relationship between the current detection value I of the current detection circuit 22 and the product of the dimming signal k and the load voltage V is always a constant value a. can get.

次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.

この場合、調光深度k1、k2、…k7に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aが、図13に示す関係にあるものとする。   In this case, it is assumed that the load characteristics corresponding to the dimming depths k1, k2,... K7 and the VI characteristics A of the light emitting diodes 19 to 21 have the relationship shown in FIG.

まず、調光操作部31より、全光(例えば調光深度k1)の調光信号kが出力されると、この調光信号kに応じて図13に示す調光深度k1に対応する負荷特性が得られる。この場合、調光深度k1に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの交点が発光ダイオード19〜21の動作点a11となる。   First, when the dimming signal k of all the lights (for example, the dimming depth k1) is output from the dimming operation unit 31, the load characteristics corresponding to the dimming depth k1 shown in FIG. 13 according to the dimming signal k. Is obtained. In this case, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 is the operating point a11 of the light emitting diodes 19 to 21.

そして、この状態で、制御回路30によるスイッチングトランジスタ15のオンオフによりスイッチングトランス14がスイッチング駆動され、スイッチングトランジスタ15のオンでスイッチングトランス14の一次巻線14aに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ15のオフで、一次巻線14aに蓄積したエネルギーを二次巻線14bを通して放出する。これにより整流平滑回路18を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード19〜21が点灯される。   In this state, when the switching transistor 15 is turned on and off by the control circuit 30, the switching transformer 14 is driven to be switched. When the switching transistor 15 is turned on, a current is passed through the primary winding 14a of the switching transformer 14 to accumulate energy. With 15 off, the energy stored in the primary winding 14a is released through the secondary winding 14b. As a result, a direct current output is generated via the rectifying and smoothing circuit 18, and the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by this direct current output.

この場合、負荷電圧検出回路23の検出信号(負荷電圧V)と調光信号kを乗算器26で乗算し、この乗算器26の出力と電流検出回路22の検出信号(電流検出値I)を加算器27で加算して出力aを発生し、この出力aと基準値(一定)29との比較結果を比較器28より出力し、この出力に基づいて出力aが常に一定値になるように、制御回路30により発光ダイオード19〜21に供給される出力が制御される。   In this case, the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the dimming signal k are multiplied by the multiplier 26, and the output of the multiplier 26 and the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 are multiplied. An adder 27 adds to generate an output a, and a comparison result between the output a and a reference value (constant) 29 is output from a comparator 28. Based on this output, the output a is always a constant value. The output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 is controlled by the control circuit 30.

この場合、図13に示す動作点a11では、上述の(1)式においてaを決定するk(Vf)成分は略ゼロで、If成分のみで(図13の(a0−a)参照)となる。これにより発光ダイオード19〜21は、電流制御モードが強調されて点灯制御される。   In this case, at the operating point a11 shown in FIG. 13, the k (Vf) component that determines a in the above equation (1) is substantially zero, and only the If component (see (a0-a) in FIG. 13). . As a result, the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be lit while the current control mode is emphasized.

次に、調光操作部31より、例えば調光深度k2に対応する調光信号kが出力されると、このときの調光信号kに応じて図13に示す調光深度k2に対応する負荷特性が得られる。これにより、調光深度k2に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの交点が動作点a12となる。   Next, for example, when a dimming signal k corresponding to the dimming depth k2 is output from the dimming operation unit 31, a load corresponding to the dimming depth k2 illustrated in FIG. 13 according to the dimming signal k at this time. Characteristics are obtained. Thereby, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k2 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21 becomes the operating point a12.

この場合も、上述したと同様に制御回路30によるスイッチングトランジスタ15のオンオフにより発光ダイオード19〜21が点灯されるが、図13に示す動作点a12では、上述の(1)式においてaを決定するk(Vf)成分は図13に示す(a−a1)、If成分は図13に示す(a0−a1)となり、この場合も、If成分が大部分を占め、これにより発光ダイオード19〜21は、電流制御モードが強調されて点灯制御される。   In this case as well, the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by turning on and off the switching transistor 15 by the control circuit 30 as described above. However, at the operating point a12 shown in FIG. The k (Vf) component is (a-a1) shown in FIG. 13 and the If component is (a0-a1) shown in FIG. 13. In this case as well, the If component occupies most of the light emitting diodes 19-21. The current control mode is emphasized and lighting control is performed.

その後、調光操作部31より、深い調光、例えば調光深度k6に対応する調光信号kが出力されると、このときの調光信号kに応じて図13に示す調光深度k6に対応する負荷特性が得られる。これにより、調光深度k6に対応する負荷特性と発光ダイオード19〜21のV−I特性Aとの交点が動作点a16となる。   Thereafter, when a dimming signal k corresponding to the dimming depth k6 is output from the dimming operation unit 31, a dimming depth k6 shown in FIG. Corresponding load characteristics are obtained. Thereby, the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k6 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19-21 becomes the operating point a16.

この場合も、上述したと同様に制御回路30によるスイッチングトランジスタ15のオンオフにより発光ダイオード19〜21が点灯されるが、図13に示す動作点a16では、上述の(1)式においてaを決定するk(Vf)成分は図13に示す(a−a6)、If成分は図13に示す(a0−a6)となる。この状態では、If成分は僅かで、大部分を占めるk(Vf)成分によりaが決定されるようになり、発光ダイオード19〜21は、電圧制御モードが強調されて点灯制御される。   In this case as well, the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by turning on and off the switching transistor 15 by the control circuit 30 as described above. However, at the operating point a16 shown in FIG. The k (Vf) component is (a-a6) shown in FIG. 13, and the If component is (a0-a6) shown in FIG. In this state, the If component is small, and a is determined by the k (Vf) component that occupies most, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be lit with the voltage control mode emphasized.

ここでは、動作点a11、a12、a16についてのみ述べたが、他の動作点a13〜a15、a17についても同様である。   Although only the operating points a11, a12, and a16 have been described here, the same applies to the other operating points a13 to a15, a17.

したがって、このようにすれば、調光信号kにより調光深度をk1、k2、…k7の範囲で調整すると、これら調光深度k1、k2、…k7に応じた負荷特性により調光深度が浅い全光に近い領域では、電流制御モードになって発光ダイオード19〜21を点灯制御し、調光深度が深くなるにつれて電流制御モードから電圧制御モードに徐々に移行させて発光ダイオード19〜21を点灯制御とするようにした。これにより、調光信号の調光深度に応じて電流制御モード及び電圧制御モードによる調光制御方式の移行をスムーズに行うことができるとともに、調光深度の浅い領域から深い領域までの広い範囲の調光制御を安定して行うことができる。また、調光制御にパルス幅の制御が用いられないことから、特許文献1のパルス幅により調光制御を行うものと比べ、発光ダイオードの光出力にフリッカが発生するのを防止でき、また、調光制御のためのスイッチ素子などを必要としないことで回路構成を簡単にして部品点数を減らすことができ、装置の小型化及び低廉化を実現することができ、さらに回路効率の低下も抑制することができる。   Therefore, in this way, when the dimming depth is adjusted in the range of k1, k2,... K7 by the dimming signal k, the dimming depth is shallow due to the load characteristics according to these dimming depths k1, k2,. In a region close to all light, the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be turned on in the current control mode, and the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by gradually shifting from the current control mode to the voltage control mode as the dimming depth increases. I tried to control it. As a result, the dimming control method can be smoothly shifted in accordance with the dimming depth of the dimming signal in accordance with the current control mode and the voltage control mode, and a wide range from a shallow region to a deep region can be obtained. Dimming control can be performed stably. Further, since pulse width control is not used for dimming control, flicker can be prevented from occurring in the light output of the light-emitting diode, compared with the case where dimming control is performed by the pulse width of Patent Document 1, and By eliminating the need for switch elements for dimming control, the circuit configuration can be simplified, the number of parts can be reduced, the size and cost of the device can be reduced, and the reduction in circuit efficiency is also suppressed. can do.

また、発光ダイオード19〜21のV−I特性は、図14に示すように指数関数的に立ち上がる領域を有し、また、素子のバラツキや温度特性による動作点のばらつきによりAcenを中心にAmaxとAminの間で変動することが知られている。この場合、調光深度が浅く比較的大きな電流が流れる領域では、上述したように電流制御モードが選択されるため、図15(a)に示すようにΔI/ΔVが小さな領域でのばらつきB11に対しΔI/ΔVが大きな領域でのばらつきB12を小さくできる。また、調光深度が深く小さな電流が流れる領域では、上述したように電圧制御モードが選択されるため、図15(b)に示すようにΔI/ΔVが大きな領域でのばらつきB21に対しΔI/ΔVが小さな領域でのばらつきB22を小さくできる。これにより、発光ダイオード19〜21のばらつきや温度特性による動作点のばらつきに起因する光出力の変動を極力抑制することができる。   Further, the VI characteristics of the light emitting diodes 19 to 21 have a region that rises exponentially as shown in FIG. 14, and Amax and Amax centered on Acen due to variations in elements and variations in operating points due to temperature characteristics. It is known to vary between Amin. In this case, since the current control mode is selected in the region where the light control depth is shallow and a relatively large current flows, the variation B11 in the region where ΔI / ΔV is small as shown in FIG. On the other hand, the variation B12 in the region where ΔI / ΔV is large can be reduced. Further, in the region where the light control depth is deep and the small current flows, the voltage control mode is selected as described above. Therefore, as shown in FIG. 15B, ΔI / ΔV with respect to the variation B21 in the region where ΔI / ΔV is large. The variation B22 in the region where ΔV is small can be reduced. Thereby, the fluctuation | variation of the optical output resulting from the dispersion | variation in the light emitting diodes 19-21 and the dispersion | variation in the operating point by a temperature characteristic can be suppressed as much as possible.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用することもできる。また、調光深度の切替えは、連続的に調光するものや段階的に調光するものも含み、また、電源電圧の導通期間を制御して負荷への実効電圧を可変させる位相制御でもよい。さらに、調光信号は、専用信号線を用いたり、電源電線に調光信号を重畳させた電力線信号を用いることもできる。
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, in the above-described embodiment, an example of an analog circuit has been described. However, a control method using a microcomputer or digital processing may be employed. In addition, the dimming depth switching includes continuously dimming and stepwise dimming, and may be phase control in which the effective voltage to the load is varied by controlling the conduction period of the power supply voltage. . Further, the dimming signal can be a dedicated signal line or a power line signal in which the dimming signal is superimposed on the power supply wire.
Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

1…器具本体、2…光源部、3…電源室、6…電源端子台、11…交流電源、12…全波整流回路、14…スイッチングトランス、15…スイッチングトランジスタ、18…整流平滑回路、19〜21…発光ダイオード、22…電流検出回路、23…負荷電圧検出回路、24…調光制御部、26…乗算器、27…加算器、28…比較器、29…基準値、30…制御回路、31…調光操作部、33…調光制御部、34.35…比較器、36…基準信号出力部、39…調光操作部、41…調光制御部、55…第1の信号発生器、56…第2の信号発生器、59…第3の信号発生器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Instrument body, 2 ... Light source part, 3 ... Power supply room, 6 ... Power supply terminal block, 11 ... AC power supply, 12 ... Full wave rectification circuit, 14 ... Switching transformer, 15 ... Switching transistor, 18 ... Rectification smoothing circuit, 19 21 to LED, 22 to current detection circuit, 23 to load voltage detection circuit, 24 to dimming control unit, 26 to multiplier, 27 to adder, 28 to comparator, 29 to reference value, 30 to control circuit 31 ... Dimming operation unit, 33 ... Dimming control unit, 34.35 ... Comparator, 36 ... Reference signal output unit, 39 ... Dimming operation unit, 41 ... Dimming control unit, 55 ... First signal generation 56 ... second signal generator 59 ... third signal generator

Claims (1)

半導体発光素子と;
調光信号を出力する調光操作部と;
調光操作部からの調光信号が入力され、この調光信号に応じて前記半導体発光素子に連続的に供給される電流を制御する電流制御モード又は前記半導体発光素子に連続的に電流を供給しながら前記半導体発光素子に印加される電圧を制御する電圧制御モードを設定して半導体発光素子の点灯を制御する制御御手段と;
を具備する電源装置システム。
A semiconductor light emitting device;
A dimming operation unit for outputting a dimming signal;
A dimming signal from the dimming operation unit is input, and a current control mode for controlling a current continuously supplied to the semiconductor light emitting element according to the dimming signal or a current is continuously supplied to the semiconductor light emitting element While controlling the lighting of the semiconductor light emitting element by setting a voltage control mode for controlling the voltage applied to the semiconductor light emitting element;
A power supply system comprising:
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