JP2011165599A - Ｌｅｄ点灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】第２ＬＥＤモジュールを多く接続しても第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードのチラツキが発生することのないＬＥＤ点灯システムを提供する。
【解決手段】交流電圧を位相制御するトライアック１１を有する調光器１０と、この調光器１０から出力される位相制御された交流電圧でＬＥＤモジュール３０の発光ダイオードＬＥＤを点灯させる点灯装置２０と、前記交流電圧を位相制御するトライアック４１を有する調光器４０と、この調光器４０から出力される位相制御された交流電圧で複数のＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる複数の第２点灯装置とを備え、調光器１０,４０でＬＥＤモジュール３０等の発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさが調整可能となっているＬＥＤ点灯システムであって、点灯装置２０に並列に抵抗成分の負荷３１を接続する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯システムに関する。

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、交流電圧を位相制御する第１トライアックと、この第１トライアックにトリガ信号を出力する第１調光回路と、第１トライアックで位相制御された脈流電圧で第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる第１点灯回路とを備え、この第１点灯回路は上記脈流電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力電圧を平滑して第１ＬＥＤモジュールに印加する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサから第１ＬＥＤモジュールへの電流供給を遮断するトランジスタとを有している。

このＬＥＤ点灯装置は、第１調光回路から出力されるトリガ信号により第１トライアックが交流電圧を位相制御することによって第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードの点灯の明るさを調整するようになっている。

ところで、上記点灯装置に第２トライアックおよび第２調光回路を追加し、この第２トライアックおよび第２調光回路に複数の第２点灯回路を並列接続して複数の第２ＬＥＤモジュールを点灯させるようにしたＬＥＤ点灯システムが提案されている。

特開２００４−２７３２６７号公報

しかしながら、このようなＬＥＤ点灯システムにあっては、第１トライアックが導通している最中に第２トライアックが導通すると、複数の第２ＬＥＤモジュールの各発光ダイオードに電流が流れていくため、第２トライアックに大きな突入電流が流れることになる。このため、第２ＬＥＤモジュールを多く接続すればするほど第１点灯回路の入力電圧が低下し、第１点灯回路の入力電流が一瞬マイナスに振れることになる。

マイナスに振れることは、入力電流が途切れることであり、第１トライアックに流れる電流がゼロとなる。このため、第１トライアックはオフとなり、第１点灯回路の第１ＬＥＤモジュールの各発光ダイオードの点灯が一瞬消灯され、チラツキが発生するという問題がある。

この発明の目的は、第２ＬＥＤモジュールを多く接続しても第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードのチラツキが発生することのないＬＥＤ点灯システムを提供することにある。

請求項１の発明は、交流電圧を位相制御する第１位相制御素子を有する第１調光器と、この第１調光器から出力される位相制御された交流電圧で第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる第１点灯装置と、前記交流電圧を位相制御する第２位相制御素子を有する第２調光器と、この第２調光器から出力される位相制御された交流電圧で複数の第２ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる複数の第２点灯装置とを備え、第１,第２調光器で第１,第２ＬＥＤモジュールの発光ダイオードの点灯の明るさが調整可能となっているＬＥＤ点灯システムであって、
前記第１点灯装置に並列に抵抗成分の負荷を接続することを特徴とする。

この発明によれば、第２ＬＥＤモジュールを多く接続しても第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードのチラツキの発生を防止することができる。

ＬＥＤ点灯システムの構成を示したブロック図である。 図１に示すＬＥＤ点灯システムの一部の回路を示した回路図である。 点灯装置に入力する入力電圧の波形と、負荷がない場合の点灯装置に入力する入力電流の波形を示した説明図である。 負荷に流れる電流の波形と、トライアックに流れる電流の波形を示した説明図である。 点灯装置に入力する入力電圧が突入電流により低下した場合の波形を示した説明図である。

以下、この発明に係るＬＥＤ点灯システム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点灯システム１は、交流電源Ｅの交流電圧を位相制御する調光器（第１調光器）１０と、この調光器１０で位相制御された交流電圧を基にしてＬＥＤモジュール（第１ＬＥＤモジュール）３０の発光ダイオードＬＥＤ（図２参照）を点灯する点灯装置（第１点灯装置）２０と、この点灯装置２０に並列接続された抵抗成分の負荷３１と、交流電源Ｅの交流電圧を位相制御する調光器（第２調光器）４０と、この調光器４０で位相制御された交流電圧を基にしてＬＥＤモジュール（第２ＬＥＤモジュール）６０の発光ダイオードＬＥＤ（図示せず）を点灯する点灯装置（第２点灯装置）５０と、この点灯装置５０に並列接続されるとともに調光器４０で位相制御された交流電圧を基にしてＬＥＤモジュール（第２ＬＥＤモジュール）８０の発光ダイオードＬＥＤ（図示せず）を点灯する点灯装置（第２点灯装置）７０とを備えている。

調光器１０は、図２に示すように、トライアック（第１位相制御素子）１１とトライアック１１のゲート１２にトリガ信号を出力する位相制御回路１３などとを有している。位相制御回路１３は、例えば交流電圧のゼロクロスを基準にして所定のタイミングで一定の周期毎にトリガ信号を出力するものであり、図示しない調整部材の操作によりそのタイミングを調整することが可能となっている。

調光器４０は、トライアック（第２位相制御素子）４１と位相制御回路４３等とを有し、調光器１０と同様な構成なのでその説明は省略する。

点灯装置２０は、図２に示すように、入力フィルタ回路２１と入力平滑回路２２とインバータ回路２３と出力平滑回路２４とを有している。

入力フィルタ回路２１は、電源ループ（電源Ｅ−調光器１０−点灯装置２０のループ）で発生する減衰振動を防止するとともに外部への雑音を防止するものであり、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とラインフィルタＬ１等とを有している。

入力平滑回路２２は、調光器１０で位相制御された交流電圧を全波整流する整流回路２２Ｄと、全波整流された整流電圧を平滑して脈流を含んだ直流電圧に変換するコンデンサＣ２等とを有している。

インバータ回路２３は、コンデンサＣ２で変換された直流電圧を所定の直流電圧に変換する一般的な降圧チョッパ回路であり、制御回路２５とトランジスタ（スイッチ素子）Ｑ１とダイオードＤ１と抵抗Ｒ２とインダクタＬ２などとを有している。

トランジスタＱ１のベースは制御回路２５の出力端子２５ａに抵抗Ｒ３を介して接続され、トランジスタＱ１のコレクタはダイオードＤ１のアノードとインダクタＬ２の一方の端子に接続されている。ダイオードＤ１のカソードはコンデンサＣ２の陽極端子に接続され、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ２の陰極端子に接続されている。また、制御回路２５の入力端子２５ｂには抵抗Ｒ２の一方の端子が接続され、抵抗Ｒ２に生じる電圧が制御回路２５の入力端子２５ｂに入力するようになっている。

制御回路２５は、出力端子２５ａから制御信号（パルス信号）を所定の周期毎に出力してトランジスタＱ１をオンさせるものである。また、制御回路２５は、入力端子２５ｂに入力する電圧に応じて制御信号のパルス幅を調整してＬＥＤモジュール３０の発光ダイオードＬＥＤの明るさを一定にするものである。

出力平滑回路２４は、一方の端子がダイオードＤ１のカソードに接続され他方の端子がインダクタＬ２の他方の端子に接続されたコンデンサＣ３を有している。

ＬＥＤモジュール３０は、複数の発光ダイオードＬＥＤを直列接続したものであり、一端の発光ダイオードＬＥＤのアノードが出力平滑回路２４のコンデンサＣ３の一方の端子に接続され、他端の発光ダイオードＬＥＤのカソードがコンデンサＣ３の他方の端子とインダクタＬ２の他方の端子に接続されている。

点灯装置５０,７０およびＬＥＤモジュール６０,８０は、点灯装置２０およびＬＥＤモジュール３０と同様な構成となっているのでその説明は省略する。

ここで、ＬＥＤ点灯システム１の一使用例を簡単に説明する。

点灯装置２０のＬＥＤモジュール３０により、例えば壁に掛けたバッグ１個をスポットで照らし、点灯装置５０,７０のＬＥＤモジュール６０,８０により棚に陳列した洋服全体を照らすようにする。そして、バッグの照明光の明るさを調光器１０で調整し、洋服の照明光の明るさを調光器４０で調整することにより、同じフロアであってもそれぞれ異なる明るさで照明することができる。
［動 作］
次に、上記のように構成されるＬＥＤ点灯システム１の動作について説明する。

調光器１０の位相制御回路１３から所定のタイミングで所定の周期毎にトリガ信号が出力されるとトライアック１１が導通し、この導通により例えば図３（Ａ）に示す波形の電圧が調光器１０から出力され、点灯装置２０に入力電圧として入力する。また、このときに点灯装置２０に入力する入力電流は図３（Ｂ）に示す電流波形となる。

入力電圧は、入力フィルタ回路２１を通って入力平滑回路２２へ入力し、この入力平滑回路２２で全波整流されるとともに平滑されて直流電圧に変換される。そして、この直流電圧はインバータ回路２３に入力することになる。

一方、インバータ回路２３の制御回路２５は、出力端子２５ａから制御信号を所定の周期毎に出力する。この制御信号が出力されている間、トランジスタＱ１がオンし、図２の矢印Ｉo−Ｑで示すようにＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤに電流が流れ、各発光ダイオードＬＥＤが点灯する。

制御回路２５からの制御信号の出力が停止されると、トランジスタＱ１がオフし、インダクタＬ２に蓄えられたエネルギーにより、図２の矢印Ｉo−Ｄで示すループで電流が流れる。この電流は制御回路２５から制御信号が出力するまで継続し、各発光ダイオードＬＥＤの点灯が維持されることになる。

制御回路２５から制御信号が出力される毎に上記動作が繰り返し行われ、ＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤが点灯し続けることになる。この発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさを変えるには、調光器１０の位相制御回路１３の調整部材を操作すればよい。この操作により、位相制御回路１３から出力されるトリガ信号の出力のタイミングが変わって発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさが変わることになる。

ところで、調光器１０から出力される入力電圧は負荷３１に入力し、この負荷３１に図４（Ａ）に示す波形の電流が流れる。このため、調光器１０のトライアック１１には図４（Ｂ）に示す電流が流れる。

すなわち、図３（Ｂ）に示す電流に図４（Ａ）に示す電流を加算した電流が流れることになる。

そして、調光器１０のトライアック１１が導通した後、調光器４０のトライアック４１が導通すると、点灯装置５０,７０のＬＥＤモジュール６０,８０の各発光ダイオードＬＥＤ（図示せず）に電流が流れることにより、トライアック４１に大きな突入電流が流れる。このため、点灯装置２０に入力する入力電圧が、その突入電流時ｔ１に図５に示すように低下する。

この入力電圧の低下により、調光器１０のトライアック１１の電流が図４（Ｂ）の鎖線で示すように低下する。しかし、トライアック１１に流れる電流は、図３（Ｂ）に示す電流に図４（Ａ）に示す電流を加算した電流であるため、嵩上げされており、入力電圧の低下によりマイナスに振れてしまうことが防止される。

このため、トライアック１１には電流が流れ続けることになり、ＬＥＤモジュール３０の点灯が一瞬消灯してしまうことがなく、ＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤのチラツキの発生が防止される。

このように、点灯装置２０に並列に抵抗である負荷３１を接続するだけで、ＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤのチラツキの発生を防止することができるので、安価なＬＥＤ点灯システム１を提供することができる。

上記実施例では、負荷３１に抵抗を使用しているが豆電球や電球であってもよく、豆電球を利用して調光器１０が動作していることを表示する表示灯として使用すれば無駄な電力消費を防止することができる。

また、上記実施例では、１つの調光器４０に対して２つの点灯装置５０,７０を接続しているが、３つ以上の点灯装置を接続してもよく、また、調光器４０を複数設けて多数のＬＥＤモジュールを点灯させるようにしてもよい。

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。

１０ 調光器（第１調光器）
１１ トライアック（第１位相制御素子）
２０ 点灯装置（第１点灯装置）
３０ ＬＥＤモジュール（第１ＬＥＤモジュール）
３１ 負荷
４０ 調光器（第２調光器）
４１ トライアック（第２位相制御素子）
５０,７０ 点灯装置（第２点灯装置）
６０,８０ ＬＥＤモジュール（第２ＬＥＤモジュール）

Claims (2)

1. 交流電圧を位相制御する第１位相制御素子を有する第１調光器と、この第１調光器から出力される位相制御された交流電圧で第１ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる第１点灯装置と、前記交流電圧を位相制御する第２位相制御素子を有する第２調光器と、この第２調光器から出力される位相制御された交流電圧で複数の第２ＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる複数の第２点灯装置とを備え、第１,第２調光器で第１,第２ＬＥＤモジュールの発光ダイオードの点灯の明るさが調整可能となっているＬＥＤ点灯システムであって、
   前記第１点灯装置に並列に抵抗成分の負荷を接続することを特徴とするＬＥＤ点灯システム。
2. 前記負荷が電球であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯システム。

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