JP2011109854A

JP2011109854A - Ｌｅｄ点灯装置

Info

Publication number: JP2011109854A
Application number: JP2009264001A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Kasahara; 友哉笠原; Yuichi Ikejiri; 裕一池尻
Original assignee: Shihen Technical Corp
Current assignee: Shihen Technical Corp
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】負荷の変動に拘わりなく、安定したＩＣ制御回路の電源電圧が得られる電源装置を提供することにある。
【解決手段】交流電圧を整流するとともに平滑して出力する入力整流平滑回路２０と、入力整流平滑回路２０から出力される直流電圧を断続するインバータ３０と、このインバータ３０で断続された電圧を交流電圧に変換するトランス４０と、このトランス４０によって変換された交流電圧を整流するとともに平滑して出力する出力平滑回路５０とを備え、インバータ３０は、直流電圧を断続するスイッチング素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御するＩＣ制御回路３２とを有し、このＩＣ制御回路３２はトランス４０の三次巻線４３から出力される電圧を電源とする電源装置において、トランス４０の三次巻線４３の一方の端子と、ＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂとの間に、その電源端子３２ｂに所定以上の電圧を印加させない電圧ドロッパ回路７０を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、発光ダイオードであるＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置に関する。

従来から、インバータ回路を備えたＬＥＤ点灯装置が知られている（特許文献１参照）。

かかるＬＥＤ点灯装置は、交流電圧を整流して平滑する入力平滑回路と、この入力平滑回路から出力される直流電圧をオン・オフして交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路で変換された交流電圧を所定の交流電圧に変換するトランスと、このトランスによって所定の電圧に変換された交流電圧を整流して平滑して発光ダイオードに供給する出力平滑回路等とを備え、インバータ回路は、直流電圧をオン・オフするスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフを制御するＩＣ制御回路とを有する。

このＬＥＤ点灯装置は、トランスの三次巻線から出力される電圧をＩＣ制御回路の電源電圧として用いている。

特開２００７−３５４０３号公報

しかしながら、このようなＬＥＤ点灯装置にあっては、発光ダイオードである負荷の数を変更できるようにした場合、負荷の数の変動によってトランスの三次巻線から出力される電圧が大きく変動する。このため、ＩＣ制御回路（制御回路）の電源用端子に入力する電源電圧が大きく変動し、その電源用端子に許容される電源電圧範囲を越えてしまう問題がある。

この発明の目的は、負荷の変動に拘わりなく、安定した制御回路の電源電圧が得られる電源装置を提供することにある。

請求項１の発明は、交流電圧を整流するとともに平滑して出力する入力整流平滑回路と、この入力整流平滑回路から出力される直流電圧をオン・オフして交流電圧に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電圧を所定の交流電圧に変換するトランスと、このトランスによって所定の電圧に変換された交流電圧を整流するとともに平滑して出力する出力平滑回路とを備え、前記インバータは、直流電圧をオン・オフするスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフを制御する制御回路とを有し、この制御回路は前記トランスの三次巻線から出力される電圧を電源とする電源装置において、
前記トランスの三次巻線の一方の端子と、前記制御回路の電源端子との間に、その電源端子に所定以上の電圧を印加させない電圧制限手段を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、負荷の数の変動に拘わりなく、安定した制御回路の電源電圧が得られる。

ＬＥＤ点灯装置の構成を示した回路図である。図１に示す電圧ドロップ回路の構成を示した回路図である。

以下、この発明に係る電源装置の１つであるＬＥＤ点灯装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

図１に示すＬＥＤ点灯装置１０は、外部への雑音や外部からの雑音を防止する入力フィルタ回路１１と、交流電源Ｅの交流電圧を整流するとともに平滑して出力する入力整流平滑回路２０と、この入力整流平滑回路２０から出力される直流電圧を断続するインバータ回路（インバータ）３０と、このインバータ回路３０で断続された電圧を所定の交流電圧に変換するトランス４０と、このトランス４０によって変換された交流電圧を整流するとともに平滑して出力する出力平滑回路５０と、ＬＥＤモジュール６０に流れる電流を検出する抵抗（出力電流検出回路）６１と、フィードバック回路６３と、後述するＩＣ制御回路（制御回路）３２の電源端子３２ｂに所定以上の電圧を印加させない電圧ドロッパ回路（電圧制限手段）７０とを備えている。

入力整流平滑回路２０は、脈流電圧を全波整流する整流回路２１と、全波整流された脈流電圧を平滑するコンデンサＣ１とを有している。

インバータ回路３０は、トランス４０の一次巻線４１に直列接続されたスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１を所定周期でオン・オフするＩＣ制御回路３２等とを有している。ＩＣ制御回路３２の入力端子３２ａにはフォトカプラ６２のフォトトランジスタ６２Ｈｔが接続され、ＩＣ制御回路３２は、入力端子３２ａに流れる電流に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン時間を制御する。

トランス４０は、ＩＣ制御回路３２の電源用の三次巻線４３を有している。

出力平滑回路５０は、トランス４０の二次巻線４２から出力される交流電圧を半波整流するダイオード５１と、このダイオード５１で半波整流された電圧を平滑するコンデンサＣ２とを有している。

ＬＥＤモジュール６０は、複数の発光ダイオードＬＥＤを直列接続し、これを複数並列接続したものである。

フィードバック回路６３は、抵抗６１に生じる電圧すなわちＬＥＤモジュール６０に流れる電流に応じた電流をフォトカプラ６２のフォトダイオード６２Ｈｄに流すものである。

電圧ドロッパ回路７０は、図２に示すように、トランジスタ７１とツェナーダイオード７２等とを有し、トランジスタ７１のコレクタは抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１を介してトランス４０の三次巻線４３の一方の端子に接続され、トランジスタ７１のエミッタがＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂに接続されている。また、トランジスタ７１のコレクタとベースは抵抗Ｒ２を介して接続され、そのベースにはツェナーダイオード７２のカソードが接続され、ツェナーダイオード７２のアノードがトランス４０の三次巻線４３の他方の端子に接続されている。

また、トランジスタ７１のコレクタには保護用のダイオードＤ２のカソードが接続され、トランジスタ７１のエミッタにはダイオードＤ２のアノードが接続されている。

トランジスタ７１のコレクタとツェナーダイオード７２のアノードには平滑用のコンデンサＣ３が接続されている。
［動作］
次に、上記実施例のＬＥＤ点灯装置１０の動作について説明する。

図示しない電源スイッチがオンされると、入力整流平滑回路２０により交流電圧が整流されるとともに平滑されて直流電圧となって出力され、トランス４０の一次巻線４１に印加する。

一方、ＩＣ制御回路３２は、スイッチング素子Ｑ１を所定周期でオン・オフするとともに、図示しない調光器からの調光信号に基づいてそのオン時間を制御する。

このオン・オフにより、トランス４０の一次巻線４１に印加する直流電圧は断続され、この断続によりトランス４０の二次巻線４２に交流電圧が誘起される。この二次巻線４２の交流電圧は、出力平滑回路５０により半波整流されて平滑され、直流電圧となってＬＥＤモジュール６０に印加し、ＬＥＤモジュール６０の各発光ダイオードＬＥＤに電流が流れて各発光ダイオードＬＥＤが発光する。

そして、出力電流検出回路６１がＬＥＤモジュール６０に流れる電流を検出し、フィードバック回路６３は、その検出した電流に応じた電流をフォトカプラ６２のフォトダイオード６２Ｈｄに流す。このフォトダイオード６２Ｈｄはその電流に応じた明るさで発光し、フォトカプラ６２のフォトトランジスタ６２Ｈｔがその光を受光し、その受光量に応じた電流がフォトトランジスタ６２Ｈｔに流れる。

ＩＣ制御回路３２は、フォトトランジスタ６２Ｈｔに流れる電流に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン時間を制御する。例えば、調光器の調光信号に対して出力電流検出回路６１の検出電流が小さい場合、すなわち、調光信号に対して各発光ダイオードＬＥＤの発光が暗い場合、スイッチング素子Ｑ１がオンしている期間を長くしてトランス４０の二次巻線４２に生じる電圧を上げ、これにより各発光ダイオードＬＥＤに流れる電流を増加させて、各発光ダイオードＬＥＤの明るさを所定の明るさにするものである。

他方、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフによるトランス４０の一次巻線４１に断続電流が流れることにより、トランス４０の三次巻線４３に交流電圧が誘起される。この交流電圧は、ダイオードＤ１によって半波整流され抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ３により平滑され直流電圧となる。

この直流電圧は、抵抗Ｒ２を介してツェナーダイオード７２に印加し、ツェナーダイオード７２がオンする。これにより、トランジスタ７１のベースがツェナー電圧に保持されるとともにトランジスタ７１がオンし、コンデンサＣ３で平滑された直流電圧が電源電圧としてＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂに供給される。

この電源端子３２ｂに印加される電圧は、トランジスタ７１のベース−エミッタ間の電圧が小さいことにより、ベース電圧すなわちツェナー電圧となる。

いま、ＬＥＤモジュール６０の発光ダイオードＬＥＤの数が変更になった場合、例えば発光ダイオードＬＥＤの数すなわち直列接続された数が増加した場合、ＬＥＤモジュール６０に流れる電流が減少することによりトランス４０の二次巻線４２に誘起される交流電圧が上昇することになる。

このため、トランス４０の三次巻線４３に誘起される電圧が上昇する。これにより、コンデンサＣ３により平滑され直流電圧は上昇することになるが、トランジスタ７１のベース電圧はツェナーダイオード７２により一定に保たれる。このため、ＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂに印加される電圧は一定に保たれたままとなる。すなわち、負荷の数の変動に拘わりなく、安定したＩＣ制御回路３２の電源電圧が得られる。

したがって、発光ダイオードＬＥＤの数が大きく変更されてトランス４０の三次巻線４３に誘起される電圧が大きく上昇しても、ＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂに印加される電圧はほぼ一定に保たれたままとなり、ＩＣ制御回路３２の電源端子３２ｂの電圧の許容範囲を越えてしまうことはなく、ＩＣ制御回路３２の動作は安定したものになる。

上記実施例では、この発明をＬＥＤ点灯装置１０に適用した場合について説明したが、これに限らず他の電源装置にも適用できることは勿論である。

また、この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

１０ＬＥＤ点灯装置（電源装置）
２０入力整流平滑回路
３０インバータ回路（インバータ）
３２ＩＣ制御回路（制御回路）
３２ｂ電源端子
４０トランス
４３三次巻線
５０出力平滑回路
７０電圧ドロッパ回路（電圧制限手段）

Claims

交流電圧を整流するとともに平滑して出力する入力平滑回路と、この入力整流平滑回路から出力される直流電圧をオン・オフして交流電圧に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電圧を所定の交流電圧に変換するトランスと、このトランスによって所定の電圧に変換された交流電圧を整流するとともに平滑して出力する出力平滑回路とを備え、前記インバータは、直流電圧をオン・オフするスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフを制御する制御回路とを有し、この制御回路は前記トランスの三次巻線から出力される電圧を電源とする電源装置において、
前記トランスの三次巻線の一方の端子と、前記制御回路の電源端子との間に、その電源端子に所定以上の電圧を印加させない電圧制限手段を設けたことを特徴とする電源装置。
前記電圧制限手段は、前記三次巻線の一方の端子に発生する電圧を所定の一定電圧にして前記電源端子に印加させる電圧ドロップ回路であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記電圧ドロップ回路は、前記電源端子にエミッタを接続しコレクタを前記三次巻線の一方の端子に接続したトランジスタと、このトランジスタのベースに接続したツェナーダイオードとを有することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。