JP2012134037A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常夜灯として使用する場合に省エネルギーを図る。
【解決手段】照明装置では、力率改善部２０や電源部３０のような主回路の動作を停止させ、制御電源部７０から常夜灯として兼用するＬＥＤへ電力を供給する。複数の発光素子からなる負荷部４０と、複数の発光素子に電力を供給する電源部３０と、電源部の動作を制御する電源制御部６０と、電源制御部に電力を供給する制御電源部７０と、を備える照明装置において、前記負荷部４０の複数の発光素子の一部を点灯させる場合に、前記電源部３０の動作を停止する動作停止手段６１、および前記制御電源部７０から前記発光素子へ電力を供給する切替手段８０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば主照明用ＬＥＤ照明器具を用いた照明装置に関する。

従来の照明用ＬＥＤ駆動回路は、様々な手段で通常点灯モードでの高効率化を図っている。また、従来の照明用ＬＥＤ駆動回路は、夜間等の長時間に亘って微灯モードの状態が続くと、効率が悪くなり電力損失が増える。そこで、微灯モードでの電力損失を低減するために、ＬＥＤ駆動回路及びそれを用いたＬＥＤ照明機器が種々提案されている。ここで、微灯モードとは、通常点灯モードよりも少電流でＬＥＤを駆動するモードである。

特許文献１に開示されている従来の照明用ＬＥＤ駆動回路では、定電流の値を設定する定電流値設定手段により、ＬＥＤに定電流を供給してＬＥＤを駆動する。また、微灯モードの場合、発振周波数低下回路が、ＬＥＤ駆動回路内の発振回路の発振周波数を通常点灯モードのそれよりも低下させている。このような構成であれば、微灯モードである場合、ＬＥＤ駆動回路内の発振回路の発振周波数が、通常点灯モードのときよりも低下するので、発振周波数の低下分だけ、発振時のスイッチング損失が低減される。したがって、微灯モードでの電力損失を低減することができる。

特許文献２に開示されているＬＥＤ照明灯具では、複数個のＬＥＤと１個の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータが直列に接続されたＬＥＤ回路が、複数回路並列に接続されている。そして、各ＬＥＤ直列回路に設けられた昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧された電圧によって該ＬＥＤ直列回路を駆動する。特許文献２に開示されているＬＥＤ照明灯具では、各昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータに周波数が同一で、且つ互いに所定の位相差を有するスイッチング信号を供給することによって各昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータが昇圧作動を行なう。そのため、スイッチング信号のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが夫々の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータによって異なるためにスイッチング信号のＯＮ時に流れる突入電流も各昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて時間差が生じる。その結果、特許文献２に開示されているＬＥＤ照明灯具では、突入電流に起因するノイズの発生が時間的に分散されることによって、瞬時に高いレベルのノイズの発生を抑制することができる。

特許文献３に開示されている技術では、ＬＥＤモジュール部が複数並列接続され、直流電源装置が交流電源を整流平滑する回路部（整流器と平滑コンデンサ）を共通化する。さらに、定電流電源回路が個別に設けられ、その定電流直流出力側を各ＬＥＤモジュール部に個別のスイッチ素子を介して接続している。
ここで、負荷が並列に接続された場合など、それぞれの負荷に流れる電流を定電流制御するとなると、２つ以上の直流電圧変換回路を接続し、それぞれ個別に電流検出手段を設けて定電流制御を行う必要がある。そこで、並列接続された２列のＬＥＤモジュール部に対して１つの直流電圧変換回路で定電流制御を行うと、２列の合計電流の定電流化は出来る。しかし、それぞれのＬＥＤモジュール部の電流を一定に制御することは出来ない。特許文献３に開示されている技術では、交流電源部の雑音防止回路、フューズ、雷サージ対策用のＺＮＲ、整流器ＤＢ、平滑コンデンサＣ０を共通化できる。

特開２００９−２００１４６号公報 特開２００７−２３４３０９号公報 特開２００５−１４２１３７号公報

特許文献１においては、スイッチング電源回路と定電流電源回路の二つの電源回路（主回路）を動作させており、スイッチング損失は低減できるものの主回路以外に制御回路部（ドライバＩＣ含む）の回路損失があるため電力損失低減が不十分である。

さらに特許文献２、３においては、ＤＣ/ＤＣコンバータ、あるいは直流電圧変換回路、入力高調波歪改善回路など多数の回路が動作するため、発振周波数を下げても尚全体的な回路損失が大きいといった問題がある。

そこで、本発明は、上述の問題点に対して、夜間等の長時間に亘って微灯モードの状態が続く場合の回路損失の低減が可能なＬＥＤ照明装置を提供するものである。微灯モードとは、通常点灯モードよりも少電流でＬＥＤを駆動するモードである。微灯モードは、例えば常夜灯に用いられる。

本発明は、複数の発光素子からなる負荷部と、複数の発光素子に電力を供給する電源部と、電源部の動作を制御する電源制御部と、電源制御部に電力を供給する制御電源部と、を備える照明装置において、前記負荷部の複数の発光素子の一部を点灯させる場合に、前記電源部の動作を停止する動作停止手段、および前記制御電源部から前記発光素子へ電力を供給する切替手段を設けたことを特徴とする。

前記動作停止手段は、前記電源制御部への電源供給を停止することを特徴とする。

前記動作停止手段は、前記電源制御部が備えるスイッチング素子の駆動用ＩＣをリセット状態にすることを特徴とする

本発明に係る照明装置によれば、常夜灯として使用する場合に省エネルギーを図ることができるという効果を有する。

本実施の形態に係る照明装置１の点灯回路部１Ａの構成の一例 （ａ）、（ｂ）は本実施の形態に係る照明装置１の外観の一例

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に係る照明装置１の点灯回路部１Ａの構成の一例を示すものである。ここでは主な回路構成を示し、本発明に直接関係ない詳細部分は省略する。

商用電源ＡＣに接続される入力部１０は、入力フィルタＦ１、整流ダイオードブリッジＤＢ１、コンデンサＣ１からなる。

力率改善部２０はインダクタＬ１、ダイオードＤ１、スイッチング素子Ｑ１、電解コンデンサＣ２からなる昇圧チョッパ方式の構成である。

電源部３０は、インダクタＬ２、ダイオードＤ２、スイッチング素子Ｑ２、電解コンデンサＣ３からなる降圧チョッパ方式の構成である。その直流電圧出力端に負荷部４０としてＬＥＤ（発光ダイオード）が複数個直列接続されたＬＥＤユニット、及び負荷電流検出用の抵抗Ｒ１が直列に接続される。

負荷部４０の出力制御は、点灯制御部５０のマイコンＩＣ５から出力される調光信号（ＰＷＭ信号、ＤＣ信号など）をＩＣ２が受け、その信号レベルに応じた閾値と抵抗Ｒ１で検出した電圧値が一致するようフィードバック制御を行う。スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御により、直流出力電圧（Ｃ３の両端電圧）を調整して負荷電流が所定の電流となる。

電源制御部６０は、力率改善部２０のスイッチング素子Ｑ１を駆動するためのＩＣ１、電源部３０のスイッチング素子Ｑ２を駆動するためのＩＣ２からなる。

制御電源部７０は、インテリジェントパワーデバイス（ＩＰＤ）、電解コンデンサＣ７、コンデンサＣ４、ダイオードＤ３、ツェナーダイオードＺＤ２を用いた降圧チョッパ方式の構成である。インテリジェントパワーデバイス（ＩＰＤ）は、スイッチングレギュレータ用のスイッチング素子とそのコントローラを１パッケージ化したモジュールである。インテリジェントパワーデバイス（ＩＰＤ）には、外付け部品として、電解コンデンサＣ５、コンデンサＣ６、ダイオードＤ４、ツェナーダイオードＺＤ１が設けられている。これらの外付け部品は、例えば直流電圧１２Ｖを出力するよう設計されている。

点灯制御部５０は、マイコンＩＣ５、赤外線リモコン用の受光素子Ｍ１、及びその電源用の３端子レギュレータ（ここでは５Ｖを出力する）とコンデンサＣ８，Ｃ９からなる。

動作停止回路６１は、トランジスタＱ５、コンデンサＣ１１、抵抗Ｒ６からなる。また、動作停止回路６２は、トランジスタＱ６、コンデンサＣ１２、抵抗Ｒ８からなる。動作停止回路６１は、マイコンＩＣ５からのＨｉｇｈ出力（通常Ｌｏｗ出力）を受けて、各ＩＣのリセット端子やパワーオンリセット機能を有する端子や異常時に動作を停止する機能を有する端子などに接続されたＱ５、Ｑ６がオンとなり、各ＩＣは動作を停止する。場合によっては各端子がＨｉｇｈアクティブの場合があるが、そのときは常夜灯時にマイコンＩＣ５からＬｏｗ出力すればよい。

動作停止回路６３は、トランジスタＱ７、Ｑ８、コンデンサＣ１３、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２からなり、通常マイコンからのＨｉｇｈ出力を受けてトランジスタＱ８、Ｑ７がオンして制御電源部７０から電源制御部６０へ電力を供給する。マイコンＩＣ５からＬｏｗ信号が出力されるとトランジスタＱ８、Ｑ７がオフして、電源制御部６０への電力供給が断たれる。そして各ＩＣが動作を停止する。これらの動作により力率改善部２０、電源部３０のスイッチング動作が停止する。

切替回路８０は、トランジスタＱ３、Ｑ４、コンデンサＣ１０、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ダイオードＤ５、抵抗Ｒ９からなり、マイコンＩＣ５からのＨｉｇｈ出力を受けてトランジスタＱ４、Ｑ３が順次オンして、負荷部４０の所定のＬＥＤに制御電源部７０から電力を供給する。これらの回路構成は一般的なものであり、詳細な動作説明は省略する。

図２（ａ）、（ｂ）に照明装置１の外観の一例を示す。図２（ａ）は、照明装置１を側方から見た外観であり、図２（ｂ）は、照明装置１を下方から見た外観を示す。住宅用シーリングタイプの照明器具２と赤外線式の遠隔操作部３とで構成される。照明器具２は角型の板状の筐体９の中央に器具固定部兼電源接続部７があり、天井面に設置されている引掛け式の配線部品に取付けられる。

筐体９には、点灯回路部５、光源であるＬＥＤユニット６（ＬＥＤ素子６ａが９素子で１ユニット）がロの字形に８ユニット並べてカバー８とともに取付けられ、樹脂性の拡散カバー４で覆われている。

点灯回路部５の基板には受光素子Ｍ１が実装され、赤外線の遠隔操作信号が受信できるようにカバー８は穴が開いている。点灯回路部５は、遠隔操作部３の操作ボタン３ｂを押すことにより、赤外線ＬＥＤ３ｃから送信する遠隔操作信号を受光素子Ｍ１で受信して所定の動作を行う。所定の動作とは、主に、全灯、調光、常夜灯の点灯、調光レベルを上げる、調光レベルを下げる、消灯である。

また、遠隔操作部３の通信手段は、赤外線以外でも、例えば、微弱無線、特定小電力無線などであっても良い。また、ＬＥＤユニット６、点灯回路５などの構成、器具構造、配置についても限定されるものではない。例えば、遠隔操作信号を送信する発光素子は、有機ＥＬなどでも良い。

＜常夜灯モードの動作＞
次に常夜灯モードにおける詳細な動作説明をする。ここで、常夜灯モードとは、微灯モードの一つである。微灯モードとは、通常点灯モードよりも少電流でＬＥＤを駆動するモードである。

遠隔操作部３の常夜灯ボタン３ｂ−１が押下されると、照明装置１は、受光素子Ｍ１で遠隔操作信号を受信して、点灯制御部５０のマイコンでプログラム処理により、所定の出力端子からトランジスタＱ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ８をオンするためのＨｉｇｈ信号を出力する。

トランジスタＱ４がオンするとトランジスタＱ３もオンして、制御電源部７０から１２Ｖが負荷部４０の所定のＬＥＤに供給され、例えば図２に示すＡ部の３つのＬＥＤを点灯させる。どのＬＥＤを点灯させるかは予め回路接続をしておく必要があるが、任意に選ぶことができる。

通常点灯時と常夜灯時のＬＥＤを兼用することは、常夜灯専用のＬＥＤを別途設ける場合に比べて、低コストである。一方、通常点灯時と常夜灯時のＬＥＤを兼用すると、常夜灯専用ＬＥＤはＬＥＤユニットと重ならないようにしなければならないという制約がある。しかし、通常点灯時と常夜灯時のＬＥＤを兼用すると、その配置の自由度が高くなる。

トランジスタＱ５がオンするとＩＣ１の動作が停止し、スイッチング素子Ｑ１がオフして力率改善部２０の動作が停止する。トランジスタＱ６がオンするとＩＣ２の動作が停止し、スイッチング素子Ｑ２がオフして電源部３０の動作が停止する。

トランジスタＱ８がオンするとトランジスタＱ７もオンして、制御電源部７０から電源制御部６０への電力の供給が断たれる。そのため、ＩＣ１、ＩＣ２の動作が停止し、力率改善部２０、電源部３０の動作が停止する。

また、動作停止回路６１，６２，６３は併用しても、動作停止回路６１，６２のみ、あるいは動作停止回路３のみを使用してもよい。ＬＥＤユニットの数が多い場合には、電源部３０と負荷部４０の組合せが、力率改善部２０の出力端に並列に複数接続される。負荷部４０では、電源部３０の出力電圧によりＬＥＤの数量が制約される。

そして、電源部３０と負荷部４０の組合せの接続数分のスイッチング素子駆動用ＩＣが必要となり、動作停止回路６１，６２と同じものもその分必要となる。接続数分のスイッチング素子駆動用ＩＣの数が多くなると、その分基板実装面積が増えたり、マイコンの出力端子数が増えて、コストアップとなる。ＬＥＤユニットの数が多い場合には、動作停止回路３のみを用いたほうが有利である。

常夜灯時の出力の調整は、電源部が停止して調光信号のレベルを変えることにより行うことができないため、予め制御電源部の出力電圧値や切替回路のＲ９の抵抗値を調整しておけばよく、トランジスタＱ３、Ｑ４をデューティー制御することによっても出力調整することが可能である。

本実施の形態に係る照明装置１によれば、力率改善部２０や電源部３０のような主回路の動作を停止させ、制御電源部７０から常夜灯として兼用するＬＥＤへ電力を供給することにより、余分な電力消費を抑制することができる。

１ 照明装置
２ 照明器具
３ 遠隔操作部
４ 拡散カバー
５ 点灯回路部
６ ＬＥＤユニット
７ 器具固定部兼電源接続部
８ カバー
９ 筐体
１０ 入力部
２０ 力率改善部
３０ 電源部
４０ 負荷部
５０ 点灯制御部
６０ 電源制御部
６１、６２、６３ 動作停止回路
７０ 制御電源部
８０ 切替回路

Claims (3)

1. 複数の発光素子からなる負荷部と、
   複数の発光素子に電力を供給する電源部と、
   電源部の動作を制御する電源制御部と、
   電源制御部に電力を供給する制御電源部と、を備える照明装置において、
   前記負荷部の複数の発光素子の一部を点灯させる場合に、前記電源部の動作を停止する動作停止手段、および前記制御電源部から前記発光素子へ電力を供給する切替手段を設けたことを特徴とする照明装置。
2. 前記動作停止手段は、前記電源制御部への電源供給を停止することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記動作停止手段は、前記電源制御部が備えるスイッチング素子の駆動用ＩＣをリセット状態にすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。

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