JP2011054551A - Power supply device, led illumination lamp and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源として発光ダイオード(LED素子)からなる半導体発光素子などを点灯可能にする電源装置及び照明器具に関するものである。 The present invention relates to a power supply device and a luminaire that can light a semiconductor light emitting element composed of a light emitting diode (LED element) as a light source.
従来、電源装置には、蛍光ランプなどの放電ランプを光源として点灯するものが知られている。かかる電源装置は、インバータ回路を用いたインバータ式のものがあり、インバータ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング周期(動作周波数)を制御することにより放電ランプを点灯するようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, power supply devices that are turned on using a discharge lamp such as a fluorescent lamp as a light source are known. Such a power supply device is of an inverter type using an inverter circuit, and the discharge lamp is turned on by controlling the switching cycle (operating frequency) of the switching elements constituting the inverter circuit.
一方、最近になって、光源としてLED素子を用いたLED照明灯が実用化されており、このようなLED照明灯を放電ランプに置き換えてインバータ方式の電源装置により点灯可能にする照明装置も考えられている(特許文献1)。 On the other hand, recently, LED illuminating lamps using LED elements as light sources have been put into practical use, and an illuminating apparatus that can be lit by an inverter type power supply device by replacing such an LED illuminating lamp with a discharge lamp is also considered. (Patent Document 1).
しかしながら、このように構成したものでは、LED照明灯が点灯している状態で、LED照明灯を器具から取り外すことがあると、LED照明灯が完全に取り外されるまでLED素子により電路が形成され続けるため、この状態で、作業者が電源装置の出力端子などに触れることがあると、安全性の面で問題を生じることがあった。 However, in such a configuration, when the LED illumination lamp is removed from the fixture in a state where the LED illumination lamp is lit, an electric circuit is continuously formed by the LED element until the LED illumination lamp is completely removed. Therefore, if an operator touches the output terminal of the power supply device in this state, a problem may occur in terms of safety.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光源の取り外しの際の安全性を確保できる電源装置、LED照明灯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 which can ensure the safety | security at the time of removal of a light source, an LED illumination light, and a lighting fixture.
上記の課題を解決するために、
請求項1記載の発明は、電源より交流出力及び直流出力又はいずれか一方を発生する出力発生手段と;前記出力生成手段より発生される出力により点灯される半導体発光素子よりなる光源を接続可能にする接続手段と;前記接続手段に接続された前記光源が切り離されたとき前記出力発生手段への電源の供給を遮断可能にする出力遮断手段と;を具備したことを特徴としている。
To solve the above problem,
According to the first aspect of the present invention, it is possible to connect an output generating unit that generates an AC output and / or a DC output from a power source; and a light source including a semiconductor light emitting element that is turned on by an output generated from the output generating unit. And connecting means for output; and output shut-off means for enabling power supply to the output generating means to be shut off when the light source connected to the connecting means is disconnected.
ここで、出力発生手段が交流出力の場合、光源側に整流平滑手段などの直流変換手段を備え、これにより半導体発光素子よりなる光源を点灯することを含むものとする。また、出力遮断手段は、機械的又は電気的なスイッチ構造でもよいし、光源の取り外しを検出することで出力生成手段の出力を停止するものでもよい。この場合、光源の取り外しを検出するものにおいては、取り外しを検出してから出力停止までの時間が0.1秒以内であることが望ましい。つまり、この時間以内であれば、作業者が電極などに触れる前に確実に出力を停止できるからである。 Here, when the output generation means is an AC output, it includes a direct current conversion means such as a rectifying and smoothing means on the light source side, thereby turning on a light source made of a semiconductor light emitting element. Further, the output blocking means may be a mechanical or electrical switch structure, or may be one that stops the output of the output generation means by detecting the removal of the light source. In this case, in the case of detecting the removal of the light source, it is desirable that the time from the detection of the removal until the output is stopped is within 0.1 seconds. That is, within this time, the output can be reliably stopped before the operator touches the electrode or the like.
請求項2記載の発明は、電源より交流出力を発生する出力生成手段と;前記出力生成手段より交流出力が与えられる入力側に対し出力側が絶縁された絶縁トランスと;前記絶縁トランスの出力側より発生される出力により点灯される半導体発光素子よりなる光源を脱着可能に接続する接続手段と;を具備したことを特徴としている。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記接続手段は、さらに放電ランプよりなる光源が接続可能であり、前記接続手段に接続された光源が放電ランプか半導体発光素子かを判定する光源判定手段と;前記光源判定手段の判定結果に基づいて前記出力生成手段より交流出力又は直流出力を発生させるように制御する制御手段と;をさらに具備したことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the connection means can be connected to a light source comprising a discharge lamp, and the light source connected to the connection means is a discharge lamp or a semiconductor light emitting device. A light source determination unit that determines whether or not; and a control unit that controls the output generation unit to generate an AC output or a DC output based on a determination result of the light source determination unit.
請求項4記載の発明は、光源のLED素子と;交流出力又は直流出力を発生する出力生成手段に、該出力生成手段より発生される出力により点灯される前記LED素子を接続可能にする接続手段と;前記接続手段に接続された前記LED素子が切り離されたとき前記LED素子の点灯電路を遮断可能にする点灯電路遮断手段と;を具備したことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a connection means for enabling connection of the LED element that is lit by the output generated by the output generation means to the LED element of the light source; and an output generation means for generating an alternating current output or a direct current output. And a lighting circuit interrupting means for enabling the lighting circuit of the LED element to be disconnected when the LED element connected to the connection means is disconnected.
ここで、交流出力を発生する出力生成手段は、インバータのような高周波を出力する高周波電源や商用電源であり、これらの電源を接続手段を介してLED素子に接続するようにした高周波電源又は商用電源直結形のLED照明灯も含んでいる。 Here, the output generation means for generating the AC output is a high-frequency power supply or a commercial power supply that outputs a high frequency such as an inverter, and these power supplies are connected to the LED element via the connection means or a commercial power supply. It also includes LED lighting directly connected to the power supply.
請求項5記載の発明は、電源からの電力により交流出力を発生する出力生成手段を前記電源に接続可能にする接続手段と;前記出力生成手段より交流出力が与えられる入力側に対し出力側が絶縁された絶縁トランスと;前記絶縁トランスの出力側より発生される出力により点灯される光源のLED素子と;を具備したことを特徴とするLED照明灯である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided connection means for enabling connection of output generation means for generating alternating current output by power from a power supply to the power supply; insulation on the output side from an input side to which alternating current output is given from the output generation means An LED illumination lamp comprising: an isolated transformer; and an LED element of a light source that is turned on by an output generated from an output side of the isolation transformer.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の電源装置と;前記電源装置を有する器具本体と;を具備したことを特徴とする照明器具である。 A sixth aspect of the present invention is a lighting fixture comprising: the power supply device according to any one of the first to third aspects; and a fixture main body having the power supply device.
請求項7記載の発明は、請求項4又は6に記載のLED照明灯と;前記LED照明灯を有する器具本体と;を具備したことを特徴とする照明器具である。
The invention described in
請求項1記載の発明によれば、半導体発光素子よりなる光源を接続手段から切り離すと、強制的に電源供給を遮断して出力発生手段の出力を停止することができるので、光源の取り外しの際の安全性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the light source composed of the semiconductor light emitting element is disconnected from the connecting means, the power supply can be forcibly cut off and the output of the output generating means can be stopped. Can be secured.
請求項2記載の発明によれば、出力生成手段に対して絶縁トランスを介して半導体発光素子よりなる光源が接続されるので、光源の取り外しの際の安全性を確保することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the light source made of the semiconductor light emitting element is connected to the output generating means via the insulating transformer, it is possible to ensure the safety when removing the light source.
請求項3記載の発明によれば、接続手段に光源として放電ランプ又は半導体発光素子が接続されると、出力発生手段より光源に応じた交流出力又は直流出力を得られるとともに、これら光源が接続手段より切り離されると出力遮断手段により出力発生手段の出力を停止できる。 According to the third aspect of the present invention, when a discharge lamp or a semiconductor light emitting element is connected as a light source to the connecting means, an AC output or a DC output corresponding to the light source can be obtained from the output generating means, and these light sources are connected to the connecting means. When it is further separated, the output of the output generating means can be stopped by the output blocking means.
請求項4記載の発明によれば、光源のLED素子を接続手段から切り離すと、LED素子の点灯電路を強制的に遮断することができるので、LED照明灯の取り外しの際の安全性を確保することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the LED element of the light source is disconnected from the connection means, the lighting circuit of the LED element can be forcibly interrupted, so that the safety when removing the LED illumination light is ensured. be able to.
請求項5記載の発明によれば、出力生成手段に対して絶縁トランスを介して光源のLED素子が接続されるので、LED照明灯の取り外しの際の安全性を確保することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the LED element of the light source is connected to the output generating means via the insulation transformer, it is possible to ensure the safety when removing the LED illumination lamp.
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において、1は器具本体で、この器具本体1は、円板状をした基台1aを有している。そして、この基台1a上に光源として直径の異なるリング状の放電ランプ2,3が同心状に配置され、これら放電ランプ2,3を覆うように乳白色のセード4が装着されている。ここでは、光源として放電ランプ2,3について述べているが、これら放電ランプ2,3に代えて、不図示の半導体発光素子であるLED素子を光源としたLED照明灯を基台1a上に配置することも可能にしている。器具本体1内部には、本発明の電源装置100が配置されている。なお、図示しないが、さらに反射板、端子および配線なども設けられることは勿論である。
(First embodiment)
First, the lighting fixture to which the power supply device of the present invention is applied will be briefly described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an instrument body, and the instrument body 1 has a disk-
図2は、このように構成された照明器具の器具本体1内部に組み込まれる本発明の電源装置100の概略構成を示している。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
図2(a)において、10は交流電源で、この交流電源10は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源10には、全波整流回路11の入力端子が接続されている。全波整流回路11は、交流電源10からの交流電力を全波整流した出力を発生する。全波整流回路11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12が接続されている。
In FIG. 2A,
コンデンサ12の両端には、電源手段として昇圧チョッパ回路13が接続されている。この昇圧チョッパ回路13は、全波整流回路12の正負極の出力端子間に昇圧用トランスを構成するインダクタ14及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ15の直列回路が接続され、電界効果トランジスタ15に並列に図示極性のフライホイールダイオード16を介して平滑用コンデンサである電解コンデンサ17が接続されている。また、電解コンデンサ17の両端には、電圧検出手段として抵抗18,19の直列回路が接続されている。抵抗18,19は、電解コンデンサ17の出力より分圧電圧を発生し、このうち抵抗19の端子電圧を制御部20に出力する。電界効果トランジスタ15は、制御部20での、抵抗19の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作される。インダクタ14は、電界効果トランジスタ15のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード16を介して電解コンデンサ17に昇圧された出力を発生させる。制御部20については、後述する。
A
昇圧チョッパ回路13には、出力発生手段としての出力発生回路21が接続されている。この出力発生回路21は、前記電解コンデンサ17に並列に、スイッチング素子として電界効果トランジスタ221、222の直列回路が接続されている。また、電界効果トランジスタ221、222は、それぞれのゲートが制御部20に接続され、制御部20により制御される。この場合、出力発生回路21は、制御部20からの指示により2通りの動作を行うもので、第1の動作は、直列接続された電界効果トランジスタ221、222により、交流出力手段としての所謂、ハーフブリッジ型のインバータ回路を構成し、これら電界効果トランジスタ221、222の交互のオンオフにより高周波の交流出力を発生する。また、第2の動作は、電界効果トランジスタ221、222のうち、一方の電界効果トランジスタ222をオフ(この場合、電界効果トランジスタ222は、ボディダイオードにより還流ダイオードとして動作される。)にし、他方の電界効果トランジスタ221により降圧チョッパを構成し、この電界効果トランジスタ221のオンオフによりチョッパ出力を発生する。この場合、電界効果トランジスタ222を用いて同期することにより直流出力を発生させる同期整流方式の降圧チョッパを構成するようにしてもよい。
The
また、出力発生回路21は、電界効果トランジスタ222に並列にバラストチョークとしてのインダクタ23、コンデンサ24及び直流カット用のインピーダンス素子としてのコンデンサ25の直列回路が接続されている。コンデンサ25には、並列にスイッチ素子26が接続されている。このスイッチ素子26は、制御部20の指示によりオンオフされ、直流カット用のコンデンサ25の開放又は短絡を行う。
The
ここで、出力発生回路21がハーフブリッジ型のインバータとして動作する場合は、電界効果トランジスタ221、222の交互のオンオフにより発生する高周波の交流出力に対してインダクタ23及びコンデンサ24は共振回路として動作される。また、出力発生回路21が降圧チョッパとして動作する場合は、電界効果トランジスタ221のオンオフにともなうインダクタ23での電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ24両端に降圧された直流出力を発生する。
Here, when the
インダクタ23とコンデンサ24の接続点には、インダクタ23の第1の補助巻線231、コンデンサ27を介して接続手段としてのメスコネクタ28の接続端子28aが接続され、また、インダクタ23とコンデンサ24の接続点には、メスコネクタ28の接続端子28bが接続されている。コンデンサ24、25の接続点には、インダクタ23の第2の補助巻線232、コンデンサ29を介してメスコネクタ28の接続端子28cが接続され、また、コンデンサ24、25の接続点には、メスコネクタ28の接続端子28dが接続されている。第1の補助巻線231及び第2の補助巻線232は、後述する蛍光ランプなどの放電ランプ30のフィラメント301、302の予熱を行う。
The
メスコネクタ28には、他の接続手段として放電ランプ30のオスコネクタ31又はLED素子を有するLED照明灯32(図2(b)参照)のオスコネクタ33が接続される。図示例では、放電ランプ30(図1に示す放電ランプ2,3に相当)が接続されている。
The
メスコネクタ28には、出力遮断手段としてインターロックスイッチ51が組み込まれている。このインターロックスイッチ51は、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたときオン動作し、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されるとオフ動作する。この場合、インターロックスイッチ51は、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が確実に接続された状態でのみオン動作し、放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)の切り離し操作により確実なコネクタ接続状態が確保されない状態で直ちにオフ動作する。
The
インターロックスイッチ51は、交流電源10と全波整流回路11の間に直列に接続されている。そして、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたオン動作で交流電源10を全波整流回路11に接続して電源を供給可能とし、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されたオフ動作で交流電源10を全波整流回路11より切り離して電源供給を遮断し、出力発生回路21の出力を停止させる。
The
放電ランプ30は、一対のフィラメント301、302を有し、このうち一方のフィラメント301には、メスコネクタ28の接続端子28a、28bに対応するオスコネクタ31の接続端子31a、31bが接続され、他方のフィラメント302には、メスコネクタ28の接続端子28c、28dに対応するオスコネクタ31の接続端子31c、31dが接続されている。そして、放電ランプ30は、オスコネクタ31をメスコネクタ28に接続した状態で、それぞれの接続端子31a〜31dがメスコネクタ28の接続端子28a〜28dに各別に接続される。
The
一方、LED照明灯32は、図2(b)に示すようにメスコネクタ28の接続端子28a、28bに対応するオスコネクタ33の接続端子33a、33b、メスコネクタ28の接続端子28c、28dに対応するオスコネクタ33の接続端子31c、31dをそれぞれ有している。そして、接続端子33a、33bの間には、放電ランプ30のフィラメント抵抗に相当する抵抗素子34が接続され、接続端子31c、31dの間にも放電ランプ30のフィラメント抵抗に相当する抵抗素子35が接続されている。また、接続端子33bと33dの間には、ダイオードブリッジからなる全波整流回路36の入力端子が接続されている。そして、全波整流回路36の正負極の出力端子間には、半導体発光素子として1個又は複数個直列接続されたLED素子37が接続されている。ここで、抵抗素子34(35)は、上述の放電ランプ30のフィラメント301(302)の抵抗値(フィラメント抵抗)に対応するもので、LED素子37の個数に応じた抵抗値が設定されている。例えば、LED素子37が1個の場合は、4.7kΩ、2個の場合は、10kΩ、3個の場合は、47kΩ、4個の場合は、100kΩとしている。
On the other hand, the
そして、このようなLED照明灯32もオスコネクタ33をメスコネクタ28に接続した状態で、それぞれの接続端子31a〜31dがメスコネクタ28の接続端子28a〜28dに各別に接続される。
And
なお、LED照明灯32を照明器具に取り付ける際に、メスコネクタ28に接続されるオスコネクタ33の接続方向が予め一方向に規制される構成ならば、全波整流回路36を省略することができる。
In addition, if the connection direction of the
メスコネクタ28の接続端子28dと直流カット用のコンデンサ25の間には、直列に負荷電流検出手段として電流検出回路38が接続されている。この電流検出回路38は、抵抗素子381と図示極性のダイオード383の直列回路と図示極性のダイオード382の並列回路より構成され、放電ランプ30(又はLED照明灯32)に流れる一方向の電流を負荷電流として検出する。
Between the connection terminal 28d of the
メスコネクタ28の接続端子28cには、基準電圧Vcc(例えば+15V)が一方端に印加された抵抗素子39の他方端が接続されている。これら抵抗素子39と接続端子28cの接続点Pには、光源が放電ランプ30かLED照明灯32かを判定するのに用いられる放電ランプ30のフィラメント302又はLED照明灯32の抵抗素子33(抵抗素子34)のそれぞれの抵抗値(フィラメント抵抗)に応じた出力電圧VRが発生する。この出力電圧VRは、制御部20に入力される。
The other end of the
制御部20は、電源装置全体を制御するもので、昇圧チョッパ回路制御部201、光源判定部202、出力発生回路制御部203、調光制御部204を有している。これら昇圧チョッパ回路制御部201、光源判定部202、出力発生回路制御部203、調光制御部204は、ソフトウェアから構成されている。勿論、ハードウェアにより構成することもできる。昇圧チョッパ回路制御部201は、予め不図示の参照電圧が記憶されていて、この参照電圧と抵抗19の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ15のオンオフ動作を制御し、電界効果トランジスタ15のオンオフ動作に伴うインダクタ14での電磁的エネルギーの蓄積及び放出により電解コンデンサ17両端に昇圧された出力電圧を発生させる。
The
光源判定部202は、抵抗素子39と接続端子28cの接続点Pに発生する出力電圧VRにより光源が放電ランプ30かLED照明灯32かを判定する。具体的には、放電ランプ30の場合、フィラメント302の抵抗値は10Ω程度で、接続点Pの出力電圧VRは1V以下である。これに対してLED照明灯32の場合は、例えば、LED素子37が1個で抵抗素子34(35)が抵抗値4.7kΩの場合、出力電圧VRは1.4V、LED素子37が2個で抵抗素子34(35)が抵抗値10kΩの場合、出力電圧VRは2.6V、LED素子37が3個で抵抗素子34(35)が抵抗値47kΩの場合、出力電圧VRは7.5V、LED素子37が4個で抵抗素子34(35)が抵抗値100kΩの場合、出力電圧VRは10.2Vとなる。これにより、光源判定部202では、予め大きさの異なる閾値値V1、V2(ただしV1<V2)を設定し、VR≦V1ならば、放電ランプ30と判定し、V1<VR≦V2ならば、LED照明灯32と判定し、さらにV2<VRならば、光源が接続されていない無負荷状態と判定する。
The light
出力発生回路制御部203は、電源投入直後、まず、出力発生回路21をハーフブリッジ型のインバータとして動作させる。また、光源判定部202の判定結果により、光源が放電ランプ30と判断されると、出力発生回路21のインバータ動作を継続させ、光源がLED照明灯32と判断されると出力発生回路21を降圧チョッパに切換えて動作させる。出力発生回路制御部203は、出力発生回路21をインバータ動作させる場合、電界効果トランジスタ221、222をハーフブリッジ型のインバータ回路に構成し、数十kHz〜200kHzの範囲の動作周波数で電界効果トランジスタ221、222を交互にオンオフさせて高周波の交流出力を発生させる。また、降圧チョッパとして動作させる場合は、電界効果トランジスタ221、222のうち、一方の電界効果トランジスタ222をオフにし、他方の電界効果トランジスタ221を調光制御部204から出力される制御信号に基づいてオンオフさせてチョッパ出力を発生させる。また、出力発生回路制御部203は、光源判定部202で光源がLED照明灯32と判断すると、スイッチ素子26をオン動作して直流カット用のコンデンサ25を短絡する。
The output generation
調光制御部204は、図3に示すように基準信号生成部2041及び比較器2042を有している。基準信号生成部2041は、外部の調光信号発生部40が接続され、この調光信号発生部40の調光信号により放電ランプ30(又はLED照明灯32)の全光点灯及び調光点灯のための基準信号を生成する。比較器2042は、一方端子に基準信号生成部2041で生成される基準信号が入力され、他方端子に電流検出回路38より検出される負荷電流が入力され、これらの比較結果を出力発生回路制御部203に対する制御信号として出力する。これにより、基準信号生成部2041で生成される基準信号に対して放電ランプ30(又はLED照明灯32)に流れる電流は、基準信号に近づくように制御され、定電流制御が行われる。
The dimming
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.
まず、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31を接続した場合を説明する。この場合、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31を接続すると、メスコネクタ28のインターロックスイッチ51がオン動作し、交流電源10が全波整流回路11に供給可能となる。
First, the case where the
この状態から、ステップ401で不図示の電源スイッチの電源オンにより、ステップ402に進み、昇圧チョッパ回路13による昇圧チョッパ動作が実行される。この場合、交流電源10の交流電力が全波整流回路11で全波整流され、昇圧チョッパ回路13に供給されると、制御部20の昇圧チョッパ回路制御部201では、予め用意された参照電圧と電圧検出手段の抵抗19の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ15をオンオフ動作させる。これにより、電界効果トランジスタ15のオンオフ動作に伴うインダクタ14の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード16を介して電解コンデンサ17に昇圧された出力電圧が発生する。
From this state, when a power switch (not shown) is turned on in
次に、ステップ403に進み、最初、インバータ動作が実行される。このステップ403では、昇圧チョッパ回路13の出力電圧が出力発生回路21に入力される。この場合、出力発生回路21では、制御部20の出力発生回路制御部203により電界効果トランジスタ221、222がハーフブリッジ型のインバータ回路に構成され、同時に、出力発生回路制御部203より入力される駆動信号により電界効果トランジスタ221,222をオンオフし、電界効果トランジスタ222のドレインーソース間に高周波交流を発生する。
Next, it progresses to step 403 and an inverter operation | movement is performed initially. In
この状態で、ステップ404において、光源を判定するためフィラメント抵抗に対応する出力電圧VRを検出する。そして、ステップ405に進んで、出力電圧VRより光源が放電ランプ30かLED照明灯32かを判定する。この場合、抵抗素子39と接続端子28cの接続点Pには、放電ランプ30のフィラメント302の抵抗値又はLED照明灯32の抵抗素子34(抵抗素子35)の抵抗値(フィラメント抵抗)に応じた出力電圧VRが発生し、この出力電圧VRが制御部20の光源判定部202に入力される。
In this state, in
光源判定部202では、予め設定された閾値V1、V2を用いて光源が放電ランプ30かLED照明灯32かを判定する。いま、光源として放電ランプ30が接続されているものとすると、ステップ405でVp≦V1となって、放電ランプ30と判定される。
The light
この場合、ステップ407でスイッチ素子26をオン動作して直流カット用のコンデンサ25を開放する。この動作は、既にステップ403のインバータ動作の際に行われており、ステップ407では、同様な動作を繰り返すことになる。
In this case, in
次に、ステップ408に進み、ステップ403で述べたインバータ動作を継続させる。この場合も、出力発生回路21は、制御部20の出力発生回路制御部203により電界効果トランジスタ221、222によるハーフブリッジ型のインバータ回路が維持され、出力発生回路制御部203より入力される駆動信号により電界効果トランジスタ221,222をオンオフして高周波交流出力を発生する。
Next, the process proceeds to step 408, and the inverter operation described in
出力発生回路21より出力される高周波交流出力は、インダクタ23及び共振用コンデンサ24に与えられ、これらインダクタ23及びコンデンサ24を共振回路として動作させる。この状態で、放電ランプ30のフィラメント301、302に第1の補助巻線231及び第2の補助巻線232より予熱電流が流れると、放電ランプ30のフィラメント301と302の間に所定の始動電圧が印加され、放電ランプ30が点灯される。
The high frequency alternating current output from the
次に、ステップ409で、電流検出回路38により放電ランプ30に流れる電流を負荷電流として検出する。そして、ステップ410でNo(電源オンのまま)ならば、ステップ411で定電流制御が実行される。この場合、出力発生回路制御部203には、調光信号発生部40の調光信号に基づいて調光制御部204の基準信号生成部2041で生成される基準信号と、電流検出回路26より検出されるランプ電流との比較結果に応じた制御信号が入力される。これにより、出力発生回路制御部203は、調光制御部204からの制御信号に応じた動作周波数により出力発生回路21の電界効果トランジスタ221,222をオンオフして高周波交流を発生させ、放電ランプ30を点灯させる。この場合、調光制御部204より出力発生回路制御部203に入力される制御信号は、基準信号とランプ電流との比較結果に応じたもので、フィードバック制御が行われているので、放電ランプ30のランプ電流は、常に基準信号に近づくように定電流制御が行われる(ステップ411)。
Next, at
この状態で、調光信号発生部40の調光信号により基準信号生成部2041で生成される基準信号を可変すると、調光制御部204より出力される制御信号が変化し、放電ランプ30が全光から調光の範囲で点灯制御される。この場合、出力発生回路21は、出力発生回路制御部203からの駆動信号のduty比50%の動作周波数で電界効果トランジスタ221,222をオンオフ動作しているが、この状態から、調光信号発生部40の調光信号により基準信号が変化して調光制御部204より出力される制御信号が変化されると、この変化に応じて出力発生回路制御部203からの駆動信号のduty比50%の動作周波数が変化される。これにより、放電ランプ30に供給される交流出力が制御され、放電ランプ30は、調光信号発生部40の調光信号に応じて全光から調光の範囲で点灯状態が制御される。
In this state, if the reference signal generated by the reference
また、放電ランプ30が点灯している状態で、放電ランプ30を器具本体1から取り外すために、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31を切り離すと、インターロックスイッチ51がオフ動作し、交流電源10より全波整流回路11への電源供給が遮断され、出力発生回路21の出力が停止される。したがって、この状態では、放電ランプ30の取り外しとともに、強制的な電源遮断により、出力発生回路21の出力が停止されるので、放電ランプ30の取り外しの際の安全性を確保することができる。
When the
なお、放電ランプ30の点灯状態で、ステップ410で、電源オフによりYesと判断された場合は、出力発生回路21の高周波交流が停止し、放電ランプ30は消灯される。
If it is determined in
次に、メスコネクタ28にLED照明灯32のオスコネクタ33を接続した場合を説明する。
Next, the case where the
この場合もメスコネクタ28にLED照明灯32のオスコネクタ33を接続すると、メスコネクタ28のインターロックスイッチ51がオン動作し、交流電源10が全波整流回路11に供給される。そして、光源としてLED照明灯32が接続された場合は、ステップ405でV1<VR≦V2となって、LED照明灯32と判定される。すると、ステップ413で、スイッチ素子26がオフ動作して直流カット用のコンデンサ25を短絡する。
Also in this case, when the
次に、ステップ414に進み、LED照明灯32を点灯するためのチョッパ動作に切換えられる。この場合、ステップ414では、昇圧チョッパ回路13の出力電圧が出力発生回路21に入力される。出力発生回路21では、制御部20の出力発生回路制御部203により、電界効果トランジスタ221、222のうち、一方の電界効果トランジスタ222をオフにし、他方の電界効果トランジスタ221を調光制御部204から出力される制御信号に基づいてオンオフさせる。これにより、電界効果トランジスタ221のオンオフ動作に伴うインダクタ23の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ24両端に降圧された出力電圧(直流出力)を発生し、この出力電圧によりLDE照明灯32が点灯される。
Next, it progresses to step 414 and it switches to the chopper operation | movement for lighting the
次に、ステップ409で、電流検出回路38によりLDE照明灯32に流れる電流を負荷電流として検出する。そして、ステップ410でNo(電源オンのまま)ならば、ステップ411で定電流制御が実行される。この場合も、出力発生回路制御部203には、調光信号発生部40の調光信号に基づいて調光制御部204の基準信号生成部2041で生成される基準信号と、電流検出回路26より検出されるランプ電流との比較結果に応じた制御信号が入力される。これにより、出力発生回路制御部203は、調光制御部204からの制御信号に応じて出力発生回路21の電界効果トランジスタ221をオンオフして、この電界効果トランジスタ221のオンオフ動作に伴うインダクタ23での電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ24両端に降圧された直流出力が発生し、LED照明灯32が点灯される。
In
この場合も、調光制御部204より出力発生回路制御部203に入力される制御信号は、基準信号とランプ電流との比較結果に応じたもので、フィードバック制御が行われているので、LED照明灯32のランプ電流は、常に基準信号に近づくように定電流制御が行われる(ステップ411)。
Also in this case, the control signal input from the dimming
また、この状態でも、調光信号発生部40の調光信号により基準信号生成部2041で生成される基準信号を可変すると、調光制御部204より出力される制御信号が変化され、LED照明灯32が全光から調光の範囲で点灯制御される。この場合、出力発生回路21は、出力発生回路制御部203から入力される所定のduty比で電界効果トランジスタ221をオンオフ動作しているが、この状態から調光信号発生部40の調光信号により基準信号が変化して調光制御部204より出力される制御信号が変化されると、この変化に応じて出力発生回路制御部203から入力されるduty比が変化される。これにより、LED照明灯32に供給される直流出力が制御され、LED照明灯32は、調光信号発生部40の調光信号に応じて全光から調光の範囲で点灯状態が制御される。
Even in this state, when the reference signal generated by the reference
また、LED照明灯32が点灯している状態で、LED照明灯32を器具本体1から取り外すために、メスコネクタ28よりLED照明灯32のオスコネクタ33を切り離すと、インターロックスイッチ51がオフ動作し、交流電源10より全波整流回路11への電源供給が遮断され、出力発生回路21の出力が停止される。したがって、この状態でも、LED照明灯32の取り外しとともに、強制的な電源遮断により、出力発生回路21の出力が停止されるので、LED照明灯32の取り外しの際の安全性を確保することができる。
Further, when the
なお、LED照明灯32の点灯状態で、ステップ410で、電源オフによりYesと判断されると、出力発生回路21の直流出力が停止し、LED照明灯32は消灯される。
If it is determined in
一方、ステップ405でV2<VRと判断された場合は、光源が接続されていない無負荷状態と判断され、ステップ406に進み、電源装置の出力を停止する。
On the other hand, if it is determined in
したがって、このようにすれば、メスコネクタ28にインターロックスイッチ51を組み込み、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたときインターロックスイッチ51をオン動作して電源供給を可能とし、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されたときインターロックスイッチ51をオフ動作して電源を遮断するようにした。これにより、器具本体1から放電ランプ30(又はLED照明灯32)を取り外す場合、強制的に電源供給が遮断され、出力発生回路21の出力を停止することができるので、これら放電ランプ30(又はLED照明灯32)の取り外しの際の安全性を確保することができる。
Accordingly, when the
また、インターロックスイッチ51は、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が確実に接続された状態でのみオン動作し、放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)の切り離し操作により確実なコネクタ接続状態が確保されない状態で直ちにオフ動作するようにもしているので、特に、LED照明灯32の場合、LED照明灯32を完全に取り外すまではLED素子37により電路が形成され続けることがあっても、この時点で電源を遮断できるので、電源装置の出力端子に触れることがあっても何ら問題が無くなり、さらなる安全性の向上を図ることができる。
The
また、この実施の形態では、光源判定部202により光源が放電ランプ30かLED照明灯32かを放電ランプ30のフィラメント302の抵抗値及びLED照明灯32に設けられた抵抗素子34(35)の抵抗値に応じて得られる出力電圧VRに基づいて判定し、この判定結果から光源が放電ランプ30と判定されると、出力発生回路21の電界効果トランジスタ221、222をハーフブリッジ型のインバータ回路に構成し、これら電界効果トランジスタ221、222の交互のオンオフにより発生する高周波の交流出力により放電ランプ30を点灯し、また、光源がLED照明灯32と判断されると、出力発生回路21により、電界効果トランジスタ221、222のうち、一方の電界効果トランジスタ222をオフし、他方の電界効果トランジスタ221により降圧チョッパを構成し、この電界効果トランジスタ221のオンオフにより発生する直流出力によりLED照明灯32を点灯するようにしているので、放電ランプ30に対して最適な高周波の交流出力を供給できるとともに、LED照明灯32に対しても最適で安定した直流出力を供給できるようになるので、従来のLED照明灯内部に組み込まれたダイオードブリッジ回路により交流電力を直流電力に変換してLED素子を点灯させるものと比べ、LED素子にちらつきなどが発生することない安定した点灯動作を得ることができる。
In this embodiment, the light
なお、上述では、直流カット用のコンデンサ25は、コンデンサ24と電界効果トランジスタ222の間に直列に接続されるようにしたが、インダクタ23と電界効果トランジスタ221の間に直列に接続するようにしてもよく、また、コンデンサ24と電界効果トランジスタ222の間及びインダクタ23と電界効果トランジスタ221の間にそれぞれ直列に接続するようにしてもよい。この場合も、これらコンデンサには、並列にスイッチ素子が接続され、光源がLED照明灯32と判定された場合に制御部20の指示によるスイッチ素子のオン動作により短絡される。
In the above description, the DC cut
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いた例を述べたが、この第2の実施の形態では、フルブリッジ型のインバータ回路を用いている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, an example using a half-bridge type inverter circuit has been described. However, in the second embodiment, a full-bridge type inverter circuit is used.
図5は、第2の実施の形態の概略構成を示すもので、図2と同一部分には同符号を付している。 FIG. 5 shows a schematic configuration of the second embodiment, and the same parts as those in FIG.
この場合、図5(b)に示すLED照明灯32は、図2(b)と全く同様に構成されている。
In this case, the
また、図5(a)に示す出力発生回路21は、電解コンデンサ17に並列に、スイッチング素子としての電界効果トランジスタ221、222の直列回路と電界効果トランジスタ223、224の直列回路が並列に接続されている。また、電界効果トランジスタ221〜224は、それぞれのゲートが制御部20に接続され、制御部20により制御される。
In addition, in the
出力発生回路21は、制御部20からの制御信号により2通りの動作を行うもので、第1の動作は、電界効果トランジスタ221〜224により、交流出力手段としての所謂、フルブリッジ型のインバータ回路を構成し、これらフルブリッジ構成の隣り合わない電界効果トランジスタ、ここでは、電界効果トランジスタ221と224、電界効果トランジスタ222と223を組にし、これら各組を交互にオンオフさせることで高周波の交流出力を発生する。また、第2の動作は、フルブリッジ構成の隣り合う電界効果トランジスタ、ここでは、電界効果トランジスタ221と222、電界効果トランジスタ223と224を組にして一方の組の電界効果トランジスタ223をオフ、電界効果トランジスタ224をオン、他方の組の電界効果トランジスタ221と222のうち一方の電界効果トランジスタ222をオフするとともに(この場合、電界効果トランジスタ222は、ボディダイオードにより還流ダイオードとして動作される。)、他方の電界効果トランジスタ素子221により降圧チョッパを構成し、この電界効果トランジスタ221のオンオフによりチョッパ出力を発生する。この場合も、電界効果トランジスタ222を用いて同期することにより直流出力を発生させる同期整流方式の降圧チョッパを構成するようにしてもよい。
The
出力発生回路21は、電界効果トランジスタ221と222の接続点と電界効果トランジスタ223と224の接続点の間に、バラストチョークとしてのインダクタ23、コンデンサ24及び直流カット用のコンデンサ25の直列回路が接続されている。コンデンサ25には、並列にスイッチ素子26が接続されている。このスイッチ素子26は、制御部20の指示によりオンオフされ、コンデンサ25の開放、短絡を行う。
In the
この場合も、出力発生回路21がフルブリッジ構成のインバータとして動作する場合は、電界効果トランジスタ221と224の組と電界効果トランジスタ222と223の組の交互のオンオフにより発生する高周波の交流出力に対してインダクタ23及びコンデンサ24は共振回路として動作される。また、出力発生回路21が降圧チョッパとして動作する場合は、電界効果トランジスタ221のオンオフにともなうインダクタ23での電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ24両端に降圧された直流出力を発生する。
Also in this case, when the
また、メスコネクタ28には、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたときオン動作し、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されるとオフ動作するインターロックスイッチ61が組み込まれている。このインターロックスイッチ61は、交流電源10と全波整流回路11の間に直列に接続され、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたオン動作で交流電源10を全波整流回路11に接続させ、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されたオフ動作で交流電源10を全波整流回路11より切り離して電源供給を遮断し、出力発生回路21の出力を停止させる。
The
その他は、図2(b)と同様に構成されている。 The rest of the configuration is the same as in FIG.
出力発生回路制御部203は、電源投入直後、まず、出力発生回路21をインバータ動作させ、光源判定部202の判定結果から、光源が放電ランプ30と判断されると、出力発生回路21のインバータ動作を継続させる。また、出力発生回路制御部203は、光源がLED照明灯32と判断されると出力発生回路21を降圧チョッパとして動作させる。
The output generation
この場合、出力発生回路制御部203により、出力発生回路21をインバータ動作させる場合は、フルブリッジ構成の隣り合わないスイッチング素子、ここでは、電界効果トランジスタ221と224、電界効果トランジスタ222と223を組にし、これら各組を交互にオンオフさせることで高周波の交流出力を発生させる。また、出力発生回路制御部203により出力発生回路21を降圧チョッパとして動作させる場合は、フルブリッジ構成の隣り合う電界効果トランジスタ、ここでは、電界効果トランジスタ221と222、電界効果トランジスタ223と224を組にして一方の組の電界効果トランジスタ223をオフ、電界効果トランジスタ224をオン、他方の組の電界効果トランジスタ221と222の一方の電界効果トランジスタ222をオフするとともに他方の電界効果トランジスタ素子221のオンオフによりチョッパ出力を発生させる。
In this case, when the output generation
その他の動作は、図2と同様である。 Other operations are the same as those in FIG.
したがって、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。つまり、かかる第2の実施の形態によれば、放電ランプ30が点灯している状態で、放電ランプ30を器具本体1から取り外すために、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31を切り離すと、インターロックスイッチ61がオフ動作し、交流電源10より全波整流回路11への電源供給が遮断される。したがって、この状態では、放電ランプ30の取り外しとともに、強制的に電源が遮断されるので、放電ランプ30の取り外しの際の安全性を確保することができる。同様にして、LED照明灯32が点灯している状態で、LED照明灯32を器具本体1から取り外すために、メスコネクタ28よりLED照明灯32のオスコネクタ33を切り離すと、インターロックスイッチ61がオフ動作し、交流電源10より全波整流回路11への電源供給が遮断され、出力発生回路21の出力が停止されるので、LED照明灯32の取り外しの際の安全性を確保することができる。
Therefore, even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, according to the second embodiment, when the
このように、かかる第2の実施の形態では、メスコネクタ28にインターロックスイッチ61を組み込み、メスコネクタ28に放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が接続されたときインターロックスイッチ61をオン動作して電源を接続可能とし、メスコネクタ28より放電ランプ30のオスコネクタ31(又はLED照明灯32のオスコネクタ33)が切り離されたときインターロックスイッチ61をオフ動作して電源を遮断するようにしたので、器具本体1から放電ランプ30(又はLED照明灯32)を取り外しする際の安全性を確保することができる。
As described above, in the second embodiment, the
なお、図5(a)に示すように出力発生回路21の電界効果トランジスタ221、222に直列に抵抗素子411を有する電力検出回路41を接続し、抵抗素子411に発生する電圧を放電ランプ30(又はLED照明灯32)の負荷電力として検出するようにすれば、例えば、光源がLED照明灯32の場合は、電流検出回路38より検出される負荷電流と基準信号生成部2041で生成される基準信号の比較結果に基づいてLED照明灯32を定電流制御し、一方、光源が放電ランプ30の場合は、電力検出回路41より検出される負荷電力と基準信号生成部2041で生成される基準信号の比較結果に基づいて放電ランプ30を定電力制御するようにもできる。
As shown in FIG. 5A, a
(変形例)
第2の実施の形態では、一般的な放電ランプ30について述べたが、高圧放電灯(HIDランプ)にも適用できる。この場合、制御部20の光源判定部202では、電流検出回路38で検出されるHIDランプとLED照明灯の始動時の電流の状態から、光源がHIDランプかLED照明灯かを判定する。つまり、HIDランプの始動時のランプ電圧VL1は、出力発生回路21のインバータ動作により図6(a)に示すように一定の大きさとなり、所定時間後、イグナイタの動作により発生される高圧のパルス電圧Vpが印加され、この高圧のパルス電圧Vpの印加によるHIDランプの放電開始とともに、図6(b)に示すランプ電流IL1が流れ始める。これに対してLED照明灯32は、始動とともに、図6(c)に示すように電流Ifが流れ始める。このことから、光源判定部202では、始動直後から流れ始める電流Ifを電流検出回路38の出力から検知することで光源がLED照明灯であると判定し、また、始動から所定時間遅れて(HIDランプの放電開始後)流れ始める図6(b)に示すランプ電流IL1を電流検出回路38の出力から検知することで光源がHIDランプであると判定する。
(Modification)
Although the
このようにしても、第2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 2nd Embodiment can be acquired.
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図7は、第3の実施の形態の要部の概略構成を示すもので、図2と同一部分には同符号を付している。この場合、出力発生回路21は、ハーフブリッジ接続された電界効果トランジスタ221、222のうち電界効果トランジスタ221に並列に直流カット用のコンデンサ52、バラストチョークとしてのインダクタ53、コンデンサ54及び抵抗素子55の直列回路が接続されている。インダクタ53及びコンデンサ54は、電界効果トランジスタ221、222の交互のオンオフにより発生する高周波の交流出力に対して共振回路として動作される。
FIG. 7 shows a schematic configuration of the main part of the third embodiment, and the same parts as those in FIG. In this case, the
コンデンサ54には、絶縁トランス56が接続されている。絶縁トランス56は、コンデンサ54に並列接続される1次巻線56aと、この1次巻線56aに対して絶縁された2次巻線56bを有している。そして、この2次巻線56bには、接続手段としてのメスコネクタ57の接続端子57a、57bが接続されている。
An insulating transformer 56 is connected to the capacitor 54. The insulating transformer 56 has a primary winding 56a connected in parallel to the capacitor 54 and a secondary winding 56b insulated from the primary winding 56a. The secondary winding 56b is connected to
メスコネクタ57には、負荷としてのLED照明灯59が接続される。LED照明灯59は、接続手段としてのオスコネクタ58が一体に設けられている。このオスコネクタ58は、メスコネクタ57の接続端子57a、57bに対応する接続端子58a、58bを有し、これら接続端子58a、58bを、LED照明灯59の不図示の器具への着脱によりメスコネクタ57の接続端子57a、57bに接続又は切り離し可能にしている。
An
オスコネクタ58の接続端子58a、58bの間には、交流/直流変換部591を介して半導体発光素子として1個又は複数個直列接続されたLED素子60が接続されている。ここで、交流/直流変換部591は、絶縁トランス56の2次巻線56b側から出力される交流出力を直流出力に変換するものである。
Between the
なお、図7では、要部以外の構成は省略している。 In FIG. 7, the configuration other than the main part is omitted.
このような構成において、LED照明灯59が不図示の器具に装着されると、LED照明灯59のオスコネクタ58が出力発生回路21側のメスコネクタ57に接続される。
In such a configuration, when the
この状態で、電界効果トランジスタ221、222が交互のオンオフされ、電界効果トランジスタ222のドレインソース間に高周波の交流出力が発生すると、この交流出力がインダクタ53及びコンデンサ54の共振回路を介して絶縁トランス56の1次巻線56aに入力され、2次巻線56bより交流出力が発生される。そして、この2次巻線56bからの交流出力は、交流/直流変換部591を介して直流出力に変換されてLED素子60に供給され、LED素子60は点灯される。
In this state, when the
この状態から、LDE照明灯59を器具から取り外すと、LED照明灯59のオスコネクタ58が出力発生回路21側のメスコネクタ57より切り離される。この場合、出力発生回路21より出力される交流出力を絶縁トランス56を介してLED照明灯59に供給し、メスコネクタ57側が電源側に対して絶縁した状態になっているので、LED照明灯59側での電源の影響を皆無にできる。これにより、LED素子60が点灯している状態で、LED照明灯59を器具から取り外しオスコネクタ58が出力発生回路21側のメスコネクタ57から切り離すような場合に、作業者がメスコネクタ57の接続端子57a、57bに触れることがあっても、このときの安全性を確実に確保することができる。
When the
なお、上述では、負荷としてLED照明灯59が接続される例を述べているが、第1の実施の形態で述べたようにLED照明灯59に代えて放電灯を接続することもできる。
In the above description, an example in which the
(第4の実施の形態)
第1及び第2の実施の形態では、電源装置の出力生成回路21に対してLED照明灯32をコネクタ30により接続可能とし、LED照明灯32が出力生成回路21から切り離されたときインターロックスイッチ51(61)により出力発生回路21への電源供給を遮断するようにしたが、この第4の実施の形態では、LED照明灯を電源装置から切り離したときにLED照明灯においてLED素子の点灯電路を遮断するようにした。
(Fourth embodiment)
In the first and second embodiments, the
図8は、第4の実施の形態にかかるLED照明灯の概略構成を示している。 FIG. 8 shows a schematic configuration of the LED illumination lamp according to the fourth embodiment.
図8において、62はLED照明灯で、このLED照明灯62は、接続手段としてオスコネクタ63を一体に有している。このオスコネクタ63は、LED照明灯62の不図示の器具への着脱により出力発生手段としての電源装置84の接続手段であるメスコネクタ67に接続又は切り離し可能にしている。また、オスコネクタ63は、接続端子63a、63bを有し、これら接続端子63a、63bの間には、半導体発光素子として1個又は複数個直列接続されたLED素子64とスイッチング手段としてのスイッチング素子65の直列回路と、照明灯脱検出部66がそれぞれ接続されている。照明灯脱検出部66は、スイッチング素子65とともに点灯電路遮断手段を構成するもので、電源装置84の出力により接続端子63a、63b間に発生する出力電圧を検出して動作する。つまり、照明灯脱検出部66は、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67に接続されている場合、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間に発生する電圧を検出するとスイッチング素子65をオン動作させてLED素子64の点灯電路を形成し、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67より切り離され、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間の電圧が無くなると、スイッチング素子65をオフ動作させてLED素子64の点灯電路を遮断する。
In FIG. 8, 62 is an LED illuminating lamp, and this
一方、このようなLED照明灯62を点灯する電源装置84では、不図示の商用電源からなる交流電源68に、全波整流回路69の入力端子が接続されている。全波整流回路69は、交流電源68からの交流電力を全波整流した出力を発生する。
On the other hand, in such a
全波整流回路69には、昇圧チョッパ回路70が接続されている。この昇圧チョッパ回路70は、全波整流回路69の正負極の出力端子間に昇圧用トランスを構成する第1のインダクタ71及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ72の直列回路が接続され、電界効果トランジスタ72に並列に図示極性のフライホイールダイオード73を介して平滑用コンデンサである電解コンデンサ74が接続されている。また、電解コンデンサ74の両端には、電圧検出手段として抵抗75,76の直列回路が接続されている。抵抗75,76は、電解コンデンサ74の出力より分圧電圧を発生し、このうち抵抗76の端子電圧を制御部77に出力する。電界効果トランジスタ72は、制御部77での抵抗76の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作される。第1のインダクタ71は、電界効果トランジスタ72のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード73を介して電解コンデンサ74に昇圧された出力を発生させる。制御部77については、後述する。
A
昇圧チョッパ回路70には、出力発生手段としての降圧チョッパ回路78が接続されている。この降圧チョッパ回路78は、電解コンデンサ74の両端にスイッチング素子としての電界効果トランジスタ79、フライホイールダイオード80及び負荷電流検出手段として抵抗素子81の直列回路が接続されている。また、フライホイールダイオード80の両端には、第2のインダクタ82と平滑コンデンサ83の直列回路が接続されている。抵抗素子81は、LDE照明灯62に流れる負荷電流を検出し、この検出出力を制御部77に出力する。
The step-up
電界効果トランジスタ79は、制御部77での抵抗81より検出される負荷電流に応じた検出出力と予め設定された基準信号VFとの比較結果に基づいてオンオフ動作されLDE照明灯62に流れる電流を制御する。第2のインダクタ82は、電界効果トランジスタ79のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ83両端に降圧された直流出力を発生させる。
The field effect transistor 79 is turned on / off based on a comparison result between a detection output corresponding to the load current detected by the
コンデンサ83の両端には、上述したメスコネクタ67が接続されている。メスコネクタ67は、接続端子67a、67bを有するもので、LED照明灯62が不図示の器具に装着されたときに、LED照明灯62のオスコネクタ63の接続端子63a、63bが各別に接続される。
The
制御部77は、電源装置全体を制御するもので、電源出力制御部771と定電流制御部772を有している。電源出力制御部771は、不図示の参照電圧が記憶されていて、参照電圧と抵抗76の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ72のオンオフ動作を制御し、この電界効果トランジスタ72のオンオフ動作に伴う第1のインダクタ71での電磁的エネルギーの蓄積及び放出により電解コンデンサ74両端に昇圧された出力電圧を発生させる。定電流制御部772は、予め設定された基準信号VFが用意され、抵抗素子81より検出される負荷電流との比較結果により電界効果トランジスタ79のスイッチング駆動を制御し、LDE照明灯64に流れる電流を定電流に制御する。
The
このような構成において、LDE照明灯64が器具に装着され、オスコネクタ63を介して電源装置84のメスコネクタ67に接続されているものとする。
In such a configuration, it is assumed that the
この状態で、不図示の電源スイッチが投入されると、交流電源68の交流電力が全波整流回路69で全波整流され、昇圧チョッパ回路70に供給される。昇圧チョッパ回路70では、電界効果トランジスタ72が抵抗76の端子電圧と、電源出力制御部771に予め用意された参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作し、この電界効果トランジスタ72のオンオフ動作に伴う第1のインダクタ71の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード73を介して電解コンデンサ74に昇圧された出力電圧を発生する。
When a power switch (not shown) is turned on in this state, the AC power of the AC power supply 68 is full-wave rectified by the full-
昇圧チョッパ回路70の出力電圧は、降圧チョッパ回路78に供給される。
The output voltage of the step-up
降圧チョッパ回路78では、定電流制御部772の出力により電界効果トランジスタ79がオンオフされ、第2のインダクタ82の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード80を介してコンデンサ83に降圧された出力電圧が発生する。すると、照明灯脱検出部66は、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間に発生する電圧を検出して動作し、スイッチング素子65をオン動作させる。これにより、LED素子64の点灯電路が形成され、LDE照明灯64が点灯される。
In the step-down
この状態から、LDE照明灯64を器具から取り外すと、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67より切り離される。すると、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間の電圧が無くなるので、照明灯脱検出部66はスイッチング素子65をオフ動作させてLED素子64の点灯電路を遮断する。
When the
したがって、このようにすれば、LDE照明灯64に点灯電路遮断手段を構成する照明灯脱検出部66を設け、器具へのLDE照明灯64の装着によりLED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67に接続されると、照明灯脱検出部66によりスイッチング素子65をオンしてLED素子64の点灯電路を形成し、また、器具からLDE照明灯64を取り外しによりLED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67から切り離されると、照明灯脱検出部66によりスイッチング素子65をオフしてLED素子64の点灯電路を遮断するようにしたので、LED素子64が点灯している状態から、LED照明灯62を器具から取り外しする際に、作業者がオスコネクタ63の接続端子63a、63bに触れることがあっても、既に点灯電路が遮断されていることで、このときの安全性を確実に確保することができる。
Accordingly, in this case, the
(第5の実施の形態)
図9は、本発明の第5の実施の形態にかかるLED照明灯の概略構成を示すもので、図8と同一部分には同符号を付している。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows a schematic configuration of an LED illuminating lamp according to a fifth embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
この場合、LED照明灯62のオスコネクタ63の接続端子63a、63b間には、LED素子64とスイッチング手段として半導体素子の電界効果トランジスタ85の直列回路と、照明灯脱検出部66がそれぞれ接続されている。照明灯脱検出部66は、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67に接続されている場合、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間に発生する電圧を検出すると電界効果トランジスタ85のゲートに駆動信号を与え電界効果トランジスタ85をオン動作させてLED素子64の点灯電路を形成し、また、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67より切り離され、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間の電圧が無くなると、電界効果トランジスタ85のゲートへの駆動信号を停止して電界効果トランジスタ85をオフ動作させてLED素子64の点灯電路を遮断する。
In this case, between the
このようにしても、第5の実施の形態と同様な効果を得られ、さらに、点灯電路を遮断するスイッチング手段として電界効果トランジスタ85が用いられるので、LED照明灯84が器具から取り外され、オスコネクタ58が出力発生回路21側のメスコネクタ57から切り離された際の点灯電路の遮断を高速で行うことができ、さらなる安全性を得られる。
Even if it does in this way, since the effect similar to 5th Embodiment is acquired and also the
(第6の実施の形態)
図10は、本発明の第6の実施の形態にかかるLED照明灯の概略構成を示すもので、図8と同一部分には同符号を付している。
(Sixth embodiment)
FIG. 10 shows a schematic configuration of an LED illuminating lamp according to a sixth embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
この場合、LED照明灯62のオスコネクタ63の接続端子63a、63b間には、LED素子64とスイッチング素子として継電器86の直列回路と、照明灯脱検出部66がそれぞれ接続されている。継電器86は、励磁コイル861と、励磁コイル861の付勢によりオン動作される接点862を有している。また、照明灯脱検出部66は、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67に接続されている場合、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間に発生する電圧を検出すると継電器86の励磁コイル861に付勢信号を与え接点862をオン動作させてLED素子64の点灯電路を形成し、また、LED照明灯62のオスコネクタ63が電源装置84のメスコネクタ67より切り離され、オスコネクタ63の接続端子63a、63b間の電圧が無くなると、励磁コイル861への付勢信号を停止して接点862をオフ動作させてLED素子64の点灯電路を遮断する。
In this case, between the
このようにしても、第5の実施の形態と同様な効果を得られる。 Even if it does in this way, the effect similar to 5th Embodiment can be acquired.
なお、上述した第4乃至第6の実施の形態のLED照明灯では、出力発生手段として直流出力を発生する電源装置84を接続するようにしたが、出力発生手段としてインバータのような高周波を出力する高周波電源や商用電源を用い、これら電源に、接続手段を介して接続される高周波電源又は商用電源直結形のLED照明灯とすることもできる。この場合は、LED照明灯側に、交流出力を直流出力に変換するための交流/直流変換回路要素を備えることで実現可能となる。
In the LED lighting lamps of the fourth to sixth embodiments described above, the
(第7の実施の形態)
図11は、本発明の第7の実施の形態にかかるLED照明灯の概略構成を示すものである。
(Seventh embodiment)
FIG. 11 shows a schematic configuration of an LED illuminating lamp according to a seventh embodiment of the present invention.
図11において、87は不図示の商用電源からなる交流電源で、この交流電源87は、接続手段としてメスコネクタ88の接続端子88a、88bに接続されている。一方、89は、LED照明灯で、このLED照明灯89は、接続手段としてオスコネクタ90を一体に有している。このオスコネクタ90は、接続端子90a、90bを有し、LED照明灯89の不図示の器具への着脱により交流電源87のメスコネクタ88の接続端子88a、88bに接続又は切り離し可能にしている。
In FIG. 11, 87 is an AC power source comprising a commercial power source (not shown), and this AC power source 87 is connected to
LED照明灯89は、オスコネクタ90の接続端子90a、90bの間には、全波整流回路91の入力端子が接続されている。全波整流回路91は、交流電源87からの交流電力を全波整流した出力を発生する。全波整流回路91の正負極の出力端子間に平滑コンデンサ92が接続されている。平滑コンデンサ92は、全波整流回路91の出力を平滑して直流電圧を生成する。
In the
平滑コンデンサ92には、絶縁トランス93が接続されている。絶縁トランス93は、1次巻線93aと、この1次巻線93aに対して絶縁された2次巻線93bを有するもので、1次巻線93aをスイッチング素子としてのNPN形トランジスタ94を介して平滑コンデンサ92の両端に接続されている。この場合、NPN形トランジスタ94は、コレクタを1次巻線93aに接続され、エミッタを全波整流回路91の負極の出力端子に接続されている。
An insulating transformer 93 is connected to the smoothing
絶縁トランス93の2次巻線93bの間には、整流手段として図示極性のダイオード95とコンデンサ96の直列回路が接続されている。ダイオード95は、2次巻線93bの出力を整流し、コンデンサ96は、ダイオード95からの脈流出力を平滑して直流電圧を生成する。コンデンサ96には、半導体発光素子として1個又は複数個直列接続されたLED素子97が接続されている。
Between the secondary winding 93b of the insulating transformer 93, a series circuit of a diode 95 and a
一方、ダイオード95とコンデンサ96の接続点には、絶縁手段であるフォトカプラ99を介して制御回路98が接続されている。制御回路98は、2次巻線93bよりダイオード95を介して出力される脈流出力に同期してNPN形トランジスタ94のベースに駆動信号を与え、NPN形トランジスタ94をオンオフさせる。
On the other hand, a
このような構成において、LDE照明灯89が器具に装着され、オスコネクタ90を介して交流電源87のメスコネクタ88に接続されているものとする。
In such a configuration, it is assumed that the
この状態で、不図示の電源スイッチが投入されると、交流電源87の交流電力が全波整流回路91で全波整流され、平滑コンデンサ92に平滑された直流電圧が発生する。
When a power switch (not shown) is turned on in this state, the AC power of the AC power supply 87 is full-wave rectified by the full-
この状態で、制御回路98によりNPN形トランジスタ94のスイッチングが開始される。まず、NPN形トランジスタ94がオンすると絶縁トランス93の1次巻線93a、NPN形トランジスタ94を通って電流が流れ、また、NPN形トランジスタ94がオフになると、2次巻線93bには、1次巻線93a側に流れていた電流により蓄積されたエネルギーに基づく逆起電力が発生し、フライバック電流がダイオード95、コンデンサ96を通って流れる。以下、同様にして制御回路98によりNPN形トランジスタ94をオンオフさせることにより、2次巻線93bにはフライバック電流が流れつづけ、この電流がダイオード95及びコンデンサ96で整流平滑され、コンデンサ96に直流電圧が発生し、LED素子97が点灯される。
In this state, the
この状態から、LDE照明灯89を器具から取り外すと、LED照明灯89のオスコネクタ90が交流電源87のメスコネクタ88より切り離される。この場合、電源側からの出力を絶縁トランス93を介してLED素子97に供給し、電源側に対してLED素子97を絶縁した状態になっているので、LED素子97側での電源の影響を皆無にできる。これにより、LED素子97が点灯している状態で、LED照明灯89を器具から取り外しする際に、作業者がLED素子97の点灯電路に触れることがあっても、このときの安全性を確実に確保することができる。
From this state, when the
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、光源が放電ランプかLED照明灯かの判定を自動的に行うようにしたが、手動による切換えスイッチを用いることもできる。この場合、切換えスイッチは、図1で述べた器具本体1に設けられ、器具本体1に装着される放電ランプ又はLED照明灯により対応する位置に手動で切換えられる。また、上述した実施の形態では、光源として放電ランプ30又はLED照明灯32を点灯可能にした常用点灯用の電源装置の例を述べたが、例えば、非常点灯用の電源装置としても適用できる。この場合、電源装置内に蓄電池を内蔵しておき、商用電源の交流電源10が停電した場合に、電源を交流電源10から蓄電池に切換え、この蓄電池を電源として電源装置を駆動し、放電ランプ30又はLED照明灯32を点灯するようにする。さらに、上述した実施の形態では、電源装置のメスコネクタより放電ランプ30(又はLED照明灯32)が切り離されるとインターロックスイッチがオフ動作され電源を遮断するようにしたが、電源装置側のメスコネクタより放電ランプ30(又はLED照明灯32)が切り離されるとインターロックスイッチをオン動作させて電源を遮断するようにしてもよい。さらにまた、上述の実施の形態では、器具本体から放電ランプ又はLED照明灯が取り外しされるとインターロックスイッチを動作して電源を強制的に遮断する例を述べたが、例えば、器具本体から放電ランプ又はLED照明灯が取り外されると、この状態を検出し、例えば、0.1秒以内に出力発生回路21の出力を強制停止させたり、或いは、電源装置の出力発生回路側を絶縁式にして、放電ランプ又はLED照明灯の取り外しの際の安全性を確保するようにしたものなども考えられる。さらに上述した実施の形態では、電源装置として交流出力及び直流出力を発生するものについて述べたが、交流出力又は直流出力を発生する電源装置にも適用することができる。
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, it is automatically determined whether the light source is a discharge lamp or an LED illumination lamp, but a manual changeover switch can also be used. In this case, the changeover switch is provided in the instrument main body 1 described with reference to FIG. 1 and is manually switched to a corresponding position by a discharge lamp or an LED illumination lamp attached to the instrument main body 1. In the above-described embodiment, the example of the power supply device for regular lighting in which the
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。 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 from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
1…器具本体、2.3…放電ランプ
4…セード、100…電源装置、10…交流電源、
11…全波整流回路、13…昇圧チョッパ回路
20…制御回路、201…昇圧チョッパ回路制御部、
202…光源判定部、203…出力発生回路制御部、
204…調光制御部、205…遅延制御部、
206…通電時間カウンタ、21…出力発生回路、
28…メスコネクタ、31、33…オスコネクタ
30…放電ランプ、32…LED照明灯
38…電流検出回路、40…調光信号発生部、41…電力検出回路、
51,61…インターロックスイッチ
56…絶縁トランス、62、89…LED照明灯、
65…スイッチング素子、66…照明灯脱検出部、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Instrument main body, 2.3 ...
DESCRIPTION OF
202 ... Light source determination unit, 203 ... Output generation circuit control unit,
204: Dimming control unit, 205 ... Delay control unit,
206 ... energization time counter, 21 ... output generation circuit,
DESCRIPTION OF
51, 61 ... Interlock switch 56 ... Insulating transformer, 62, 89 ... LED lighting,
65 ... switching element, 66 ... illuminating lamp removal detector,
Claims (7)
前記出力生成手段より発生される出力により点灯される半導体発光素子よりなる光源を接続可能にする接続手段と;
前記接続手段に接続された前記光源が切り離されたとき前記出力発生手段への電源の供給を遮断可能にする出力遮断手段と;
を具備したことを特徴とする電源装置。 Output generating means for generating an AC output and / or a DC output from a power source;
Connection means for enabling connection of a light source comprising a semiconductor light emitting element that is turned on by an output generated by the output generation means;
Output blocking means for enabling supply of power to the output generating means when the light source connected to the connecting means is disconnected;
A power supply device comprising:
前記出力生成手段より交流出力が与えられる入力側に対し出力側が絶縁された絶縁トランスと;
前記絶縁トランスの出力側より発生される出力により点灯される半導体発光素子よりなる光源を脱着可能に接続する接続手段と;
を具備したことを特徴とする電源装置。 Output generating means for generating AC output from a power source;
An isolation transformer having an output side insulated from an input side to which an AC output is given from the output generation means;
Connecting means for detachably connecting a light source comprising a semiconductor light emitting element that is turned on by an output generated from an output side of the insulating transformer;
A power supply device comprising:
前記接続手段に接続された光源が放電ランプか半導体発光素子かを判定する光源判定手段と;
前記光源判定手段の判定結果に基づいて前記出力生成手段より交流出力又は直流出力を発生させるように制御する制御手段と;
をさらに具備したことを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。 The connection means is further connectable with a light source comprising a discharge lamp;
Light source determination means for determining whether the light source connected to the connection means is a discharge lamp or a semiconductor light emitting element;
Control means for controlling the output generation means to generate an alternating current output or a direct current output based on the determination result of the light source determination means;
The power supply device according to claim 1, further comprising:
交流出力又は直流出力を発生する出力生成手段に、該出力生成手段より発生される出力により点灯される前記LED素子を接続可能にする接続手段と;
前記接続手段に接続された前記LED素子が切り離されたとき前記LED素子の点灯電路を遮断可能にする点灯電路遮断手段と;
を具備したことを特徴とするLED照明灯。 An LED element of the light source;
Connection means for enabling connection of the LED element that is lit by an output generated by the output generation means to an output generation means for generating an alternating current output or a direct current output;
Lighting circuit cut-off means for enabling the lighting circuit of the LED element to be cut off when the LED element connected to the connection means is disconnected;
LED lighting characterized by comprising.
前記出力生成手段より交流出力が与えられる入力側に対し出力側が絶縁された絶縁トランスと;
前記絶縁トランスの出力側より発生される出力により点灯される光源のLED素子と;
を具備したことを特徴とするLED照明灯。 Connection means for enabling output generation means for generating an alternating current output by power from the power supply to the power supply;
An isolation transformer having an output side insulated from an input side to which an AC output is given from the output generation means;
An LED element of a light source that is turned on by an output generated from the output side of the isolation transformer;
LED lighting characterized by comprising.
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Cited By (2)
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JP5188643B1 (en) * | 2012-08-23 | 2013-04-24 | 株式会社共進電機製作所 | Power supply |
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-
2009
- 2009-11-13 JP JP2009260118A patent/JP2011054551A/en not_active Withdrawn
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