JP2012212548A - 照明用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置において、調光器の特性や実現したい調光特性に応じた制御動作の設定が行えるようにする。
【解決手段】ランプに流す駆動電流を制御するトランジスタの制御回路を備え、位相制御式調光器により位相制御された交流を整流する整流回路によって交流から変換された脈流を受け、ランプに供給する直流電圧・電流を生成し出力する照明用電源装置において、制御回路に、整流回路で変換された脈流に応じた電圧の位相によって決定される時間を電圧に変換する時間−電圧変換回路と、任意の容量値のコンデンサを接続可能な端子とを設け、時間−電圧変換回路は、コンデンサに脈流の位相に応じた充電電圧を発生させ、サンプルホールド回路は電圧比較回路の出力の変化に応じた所定のタイミングでコンデンサの充電電圧を取り込んで次のタイミングまでその電圧を保持し出力するように構成した。
【選択図】図2
【解決手段】ランプに流す駆動電流を制御するトランジスタの制御回路を備え、位相制御式調光器により位相制御された交流を整流する整流回路によって交流から変換された脈流を受け、ランプに供給する直流電圧・電流を生成し出力する照明用電源装置において、制御回路に、整流回路で変換された脈流に応じた電圧の位相によって決定される時間を電圧に変換する時間−電圧変換回路と、任意の容量値のコンデンサを接続可能な端子とを設け、時間−電圧変換回路は、コンデンサに脈流の位相に応じた充電電圧を発生させ、サンプルホールド回路は電圧比較回路の出力の変化に応じた所定のタイミングでコンデンサの充電電圧を取り込んで次のタイミングまでその電圧を保持し出力するように構成した。
【選択図】図2
Description
本発明は、位相制御式の調光器により調光を行う照明用電源装置に関し、特にLED(発光ダイオード)を用いた照明装置の調光を制御可能なLED照明用電源装置に関する。
近年、二酸化炭素の排出量を低減するため、消費電力の大きな白熱灯に代わって消費電力の少ないLEDを用いた照明器具(以下、LEDランプと称する)が普及しつつある。従来、LEDランプの電源装置において、位相制御式の調光器により調光を制御する技術が提案されている(特許文献1)。また、白熱灯の電源装置においても、位相制御式の調光器による調光制御が行われている。
特許文献1にも記載されているように、位相制御式の調光器を備えたLEDランプの電源装置においては、商用交流電源からの交流電源電圧を、スイッチング素子としてのサイリスタやトライアック、および該スイッチング素子をオン、オフ制御する制御部を備えた位相制御式調光器と、交流を直流に変換する整流回路と、所望の電力をLEDランプへ供給するAC−DCコンバータを有する照明用電源回路などから構成されている。位相制御式調光器においては、調光調節手段としての可変抵抗の抵抗値などに応じてスイッチング素子のオン位相角を制御部により制御することで、交流電源電圧のデューティ比を変化させて、照明用電源回路に接続されたLEDの調光を行うようにしている。
位相制御式調光器を使用したLED照明用電源装置においては、位相制御された図8(A)のような入力信号に基づいてLEDランプの明るさを制御する必要がある。そのため、かかるLED照明用電源装置の制御回路には、図8(A)のような入力信号から位相に応じたパルス幅を有する図8(B)のような矩形波形の時間−電圧変換信号を生成し、該変換信号のパルス幅を電圧に変換する時間−電圧変換回路を設けて、時間−電圧変換された電圧に基づいてLED駆動電流を制御するのが望ましい。
時間−電圧変換回路としては、例えば図9に示すような回路が考えられる。図9の回路は、図8(A)の入力信号から位相に応じたパルス幅を有する図8(B)のようなパルス信号を生成するコンパレータCMPと、コンパレータCMPの後段に設けられパルス幅に応じた直流電圧を生成するCRフィルタFLTと、性背された電圧をインピーダンス変換して伝達するボルテージフォロワVFとから構成したものである。
しかし、現在市場に提供されている調光器には、調整用のつまみ(操作ダイヤル)の変動範囲(変動角度)が異なる複数のものが存在しているが、図9に示す時間−電圧変換回路は、CRフィルタの時定数が固定されているためパルス幅に応じて一義的に決定される直流電圧しか生成することができない。そのため、図9のような時間−電圧変換回路を使用した照明システムにおいては、調整用のつまみの変動範囲に対応した調光制御のみしか行えないという課題がある。また、図9に示す時間−電圧変換回路は、CRフィルタを使用しているため入力信号の位相変化に対する応答が遅いという課題がある。
この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置において、使用する調光器の種類や実現したい調光制御特性に応じた制御動作の設定が行えるとともに、入力信号の位相変化に対する応答を向上させることにある。
上記目的を達成するため、本発明は、
ランプに点灯用の電流を流すトランジスタと、前記ランプの電流に応じた電圧を入力とし前記トランジスタを制御する制御回路と、を備え、位相制御式調光器により位相制御された交流を整流する整流回路によって交流から変換された脈流を受け、前記ランプに供給する直流電圧・電流を生成し出力する照明用電源装置であって、
前記制御回路は、前記整流回路で変換された脈流の位相によって決定される時間を電圧に変換する時間−電圧変換回路と、任意の容量値のコンデンサを接続可能な端子と、を備え、
前記時間−電圧変換回路は、
所定の電流で前記コンデンサを充電もしくは放電可能な電流源と、
前記コンデンサを放電もしくは充電可能なスイッチ手段と、
前記コンデンサの充電電圧をサンプリング可能なサンプルホールド回路と、
前記脈流に応じた電圧と所定の参照電圧とを比較する電圧比較回路と、
を備え、前記コンデンサに前記脈流の位相に応じた充電電圧を発生させ、前記サンプルホールド回路は前記電圧比較回路の出力の変化に応じた所定のタイミングで前記充電電圧を取り込んで次のタイミングまでその取り込んだ電圧を保持し出力するように構成したものである。
ランプに点灯用の電流を流すトランジスタと、前記ランプの電流に応じた電圧を入力とし前記トランジスタを制御する制御回路と、を備え、位相制御式調光器により位相制御された交流を整流する整流回路によって交流から変換された脈流を受け、前記ランプに供給する直流電圧・電流を生成し出力する照明用電源装置であって、
前記制御回路は、前記整流回路で変換された脈流の位相によって決定される時間を電圧に変換する時間−電圧変換回路と、任意の容量値のコンデンサを接続可能な端子と、を備え、
前記時間−電圧変換回路は、
所定の電流で前記コンデンサを充電もしくは放電可能な電流源と、
前記コンデンサを放電もしくは充電可能なスイッチ手段と、
前記コンデンサの充電電圧をサンプリング可能なサンプルホールド回路と、
前記脈流に応じた電圧と所定の参照電圧とを比較する電圧比較回路と、
を備え、前記コンデンサに前記脈流の位相に応じた充電電圧を発生させ、前記サンプルホールド回路は前記電圧比較回路の出力の変化に応じた所定のタイミングで前記充電電圧を取り込んで次のタイミングまでその取り込んだ電圧を保持し出力するように構成したものである。
上記のような手段によれば、時間−電圧変換回路を構成するコンデンサの容量値を変えることで入力信号としての脈流の位相に応じて生成される電圧値を変えることができ、これによって使用する調光器の種類や実現したい調光制御特性に応じた制御動作の設定が行える。また、CRフィルタを用いずに時間を電圧に変換することができるため、入力信号の位相変化に対する応答性を向上させることができる。
また、望ましくは、 前記制御回路は半導体集積回路として構成され、
前記端子は前記半導体集積回路の外部端子として設けられ、
前記コンデンサは前記外部端子に外付け素子として接続されるように構成する。
前記端子は前記半導体集積回路の外部端子として設けられ、
前記コンデンサは前記外部端子に外付け素子として接続されるように構成する。
これにより、時間−電圧変換回路を構成するコンデンサの容量値を容易に変えることができるようになる。また、コンデンサを接続する外部端子に外部より制御電圧を入力することで調光を制御することもできる。
また、望ましくは、 前記電圧比較回路の出力に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ動作させるタイミング信号および前記サンプルホールド回路を動作させるタイミング信号を生成するタイミング生成回路を備えるように構成する。
これにより、スイッチ手段やサンプルホールド回路を動作させるタイミング信号を外部から入力する必要がなく、システム設計者の負担を軽減することができる。
これにより、スイッチ手段やサンプルホールド回路を動作させるタイミング信号を外部から入力する必要がなく、システム設計者の負担を軽減することができる。
さらに、望ましくは、前記外部端子と前記サンプルホールド回路との間に、前記コンデンサの充電電圧をインピーダンス変換して伝達する電圧バッファを設けるようにする。
これにより、サンプルホールド回路を動作させることによってコンデンサの充電電圧が変化してしまうのを回避することができる。
これにより、サンプルホールド回路を動作させることによってコンデンサの充電電圧が変化してしまうのを回避することができる。
以上説明したように、本発明に従うと、位相制御式の調光器を備えたLED照明システムを構成する照明用電源装置において、使用する調光器の種類や実現したい調光制御特性に応じた制御動作の設定が行える。また、入力信号の位相変化に対する応答を向上させることができるという効果がある。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用して有効な位相制御式のLED照明用電源装置およびそれを用いたLED照明システムの概略構成を示す。
図1は、本発明を適用して有効な位相制御式のLED照明用電源装置およびそれを用いたLED照明システムの概略構成を示す。
図1に示すように、本実施形態の位相制御式LED照明システムは、商用交流電源からの交流電源電圧ACを入力とし、スイッチング素子のオン位相角を制御することで交流電源電圧のデューティ比を変化させて出力する位相制御式調光器10と、入力された交流を全波整流して直流に変換するダイオードブリッジなどからなる整流回路21と、整流回路21により変換された直流電圧・電流に基づいて所望の電力を負荷としてのLEDランプ22へ供給するAC−DCコンバータ(直流電圧変換回路)からなるLED照明用電源回路23、該LED照明用電源回路23の制御回路(30)の動作に必要な電源電圧を生成するレギュレータ24などから構成されている。
位相制御式調光器10は、サイリスタ(ダイアック)もしくはトライアックなどのスイッチング素子11と、該スイッチング素子11を位相制御でオン/オフする制御部12と、可変抵抗などからなる調光調節手段13を備え、制御部12が調光調節手段13の抵抗値などの状態に応じてスイッチング素子11のオン位相角を制御することで交流電源電圧のデューティ比を変化させて出力する。なお、図1のLED照明システムにおいては、LEDランプ22が接続される出力端子OUT1−OUT2間に接続された容量C0は、出力電圧を平滑するための平滑コンデンサである。
本実施形態のLED照明用電源回路23は、LEDランプ22が接続される出力端子OUT2と接地点との間に直列に接続されたインダクタL0とスイッチング・トランジスタQ0および電流検出用のセンス抵抗Rsと、インダクタL0とスイッチング・トランジスタQ0との接続ノードN1と出力端子OUT1との間に接続された整流用ダイオードD0と、スイッチング・トランジスタQ0をオン/オフ制御するスイッチング制御用半導体集積回路(制御用IC)30とを備え、いわゆるスイッチング・レギュレータとして構成されている。
また、センス抵抗Rsで電流−電圧変換された接続ノードN2の電位が制御用IC30へフィードバック電圧FBとして入力されている。制御用IC30は、フィードバック電圧FBに応じてスイッチング・トランジスタQ0をオン/オフ制御する信号を出力し、センス抵抗Rsに流れる電流を一定とするような制御を行うように構成されている。
さらに、LED照明用電源回路23は、整流回路21による整流後の脈流を分圧する直列の抵抗R1,R2を備え、抵抗R1,R2により分圧された電圧が制御用IC30の入力端子VINへ監視電圧Vinとして入力されている。制御用IC30には、外付けのコンデンサC1を接続するための外部端子P1が設けられている。このコンデンサC1の機能については後に詳しく説明する。
制御用IC30は、トランジスタQ0とセンス抵抗Rsとの接続ノードN2の電位が下がると、トランジスタQ0をオンさせる制御信号をQ0のゲート端子へ出力する。これにより、Q0を通って接地点へ電流が流れることとなるが、整流用ダイオードD0が逆方向接続されているため、整流回路21からLED照明用電源回路23へ流れ込んだ電流は、LEDランプ22−インダクタL0−トランジスタQ0−抵抗Rsを経由して接地点へ流れる。そして、LEDランプ22はこの電流によって点灯されるとともに、この間にインダクタL0にエネルギーが蓄積される。
センス抵抗Rsに電流が流れると、接続ノードN2の電位が高くなり、制御用IC30は、ノードN2の電位と内部の基準電圧とを比較することで基準電圧よりも高くなるとトランジスタQ0をオフさせる制御信号をQ0のゲート端子へ出力する。そして、Q0がオフされると、インダクタL0に蓄積されていたエネルギーが放出され、インダクタL0からダイオードD0を通して出力端子OUT1へ向かう電流が流され、LEDランプ22はこの電流によって点灯される。上記のような動作を繰り返すことで、LEDランプ22が連続して点灯される。また、調光器10によって交流入力の位相が制御されることで、LEDランプ22の明るさが調節される。制御用IC30によるトランジスタQ0のスイッチング周波数は、交流入力電圧ACの周波数よりも高い周波数となるように設定される。
図2には、上記LED照明用電源回路23を構成する制御用IC30の実施例が示されている。
図2に示されているように、この実施例の制御用IC30は、抵抗R1,R2により分圧された電圧Vinが印加される入力端子VINに接続され位相制御された脈流の有効部分(図3のT1)の時間の長さに応じた電圧を生成する時間−電圧変換回路31と、該時間−電圧変換回路31の出力電圧と前記フィードバック電圧FBとを比較してトランジスタQ0をオフさせるタイミングを与える信号を生成する電圧比較回路(コンパレータ)32を備える。
図2に示されているように、この実施例の制御用IC30は、抵抗R1,R2により分圧された電圧Vinが印加される入力端子VINに接続され位相制御された脈流の有効部分(図3のT1)の時間の長さに応じた電圧を生成する時間−電圧変換回路31と、該時間−電圧変換回路31の出力電圧と前記フィードバック電圧FBとを比較してトランジスタQ0をオフさせるタイミングを与える信号を生成する電圧比較回路(コンパレータ)32を備える。
また、制御用IC30は、該コンパレータ32の出力信号によってリセットされるフリップフロップ33と、該フリップフロップ33の出力Qに応じてトランジスタQ0のオン・オフ駆動信号を出力するドライバ34と、タイマもしくは遅延回路からなりフリップフロップ33の反転出力/Qに基づいて上記トランジスタQ0を所定の時間(固定)だけオフにさせる信号を生成してフリップフロップ33のセット端子に供給するオフ時間制御回路35などを備える。
次に、図3を用いて、本発明の要旨である時間−電圧変換回路31の具体的な実施例について説明する。
図3に示すように、本実施例における時間−電圧変換回路31は、入力端子VINに入力される電圧Vinと所定の参照電圧Vrefとを比較する電圧比較回路(コンパレータ)41と、該コンパレータ41の出力信号に基づいて所定のタイミングの信号φs,φc,φdを生成するタイミング生成回路42を備える。
図3に示すように、本実施例における時間−電圧変換回路31は、入力端子VINに入力される電圧Vinと所定の参照電圧Vrefとを比較する電圧比較回路(コンパレータ)41と、該コンパレータ41の出力信号に基づいて所定のタイミングの信号φs,φc,φdを生成するタイミング生成回路42を備える。
タイミング生成回路42は、コンパレータ41の出力信号をそのままタイミング信号φcとして出力するようにしてもよい。また、タイミング信号φdは、コンパレータ41の出力信号または信号φcを入力とするインバータにより構成することができる。タイミング信号φsは、コンパレータ41の出力信号または信号φcを入力とし、信号の立ち下がりエッジに同期したワンショットパルスを生成するワンショットパルス生成回路により生成することができる。
また、時間−電圧変換回路31は、タイミング生成回路42により生成されたタイミング信号φcによってオン、オフされ外部端子P1に接続されているコンデンサC1をチャージアップするための定電流源CS1と、コンデンサC1をディスチャージするためのスイッチ・トランジスタSW1と、外部端子P1の電位をインピーダンス変換して伝達するためのバッファ(ボルテージフォロワ)43と、該バッファ43の出力電圧をサンプリングするサンプルホールド回路44を備える。上記スイッチ・トランジスタSW1はタイミングの信号φdによってオン、オフされ、サンプルホールド回路44はタイミングの信号φsによってサンプリングを行う。
次に、上記時間−電圧変換回路31の機能及び動作を、図4を参照しながら説明する。
時間−電圧変換回路31の入力端子VINには、図4(A)に示すような位相制御された電圧Vin(脈流)が入力される。参照電圧Vrefは比較的低い電位に設定されており、コンパレータ41は入力電圧Vinと参照電圧Vrefとを比較することで入力電圧Vinの有効期間T1に近い時間だけハイレベルとなる図4(B)に示すような波形信号(時間−電圧変換信号)を出力する。
時間−電圧変換回路31の入力端子VINには、図4(A)に示すような位相制御された電圧Vin(脈流)が入力される。参照電圧Vrefは比較的低い電位に設定されており、コンパレータ41は入力電圧Vinと参照電圧Vrefとを比較することで入力電圧Vinの有効期間T1に近い時間だけハイレベルとなる図4(B)に示すような波形信号(時間−電圧変換信号)を出力する。
タイミング生成回路42により生成されるタイミング信号φcは、図4(B)に示す時間−電圧変換信号とほぼ同じ波形であり、φcがハイレベルである間は定電流源CS1が電流を流し、この電流によってコンデンサC1が充電される。そのため、外部端子P1の電位は図4(C)に示すように、ほぼ一定の速度で高くなるように変化する。
タイミング生成回路42により生成されるタイミング信号φsは、図4(D)に示すように、図4(B)に示す時間−電圧変換信号の立ち下がりに同期したワンショットパルスであり、該パルスφsによって、外部端子P1の電位(C1の充電電圧)と同一電位であるバッファ43の出力電圧をサンプルホールド回路44がサンプリングして保持する。図4(F)に、サンプルホールド回路44によってホールドされた出力電圧を示す。
タイミング生成回路42により生成されるタイミング信号φsは、図4(D)に示すように、図4(B)に示す時間−電圧変換信号の立ち下がりに同期したワンショットパルスであり、該パルスφsによって、外部端子P1の電位(C1の充電電圧)と同一電位であるバッファ43の出力電圧をサンプルホールド回路44がサンプリングして保持する。図4(F)に、サンプルホールド回路44によってホールドされた出力電圧を示す。
上記タイミング信号φdは、図4(E)に示すように、図4(B)に示す時間−電圧変換信号とほぼ逆相の信号であり、サンプルホールド回路44によるサンプリングが終了するタイミングでφdによってスイッチ・トランジスタSW1がオンされ、コンデンサC1の電荷をディスチャージし、それによって外部端子P1の電位は速やかに接地電位まで立ち下がることとなる。
本実施例の時間−電圧変換回路31においては、図9に示す回路とは異なりRCフィルタを設けず、代わりにサンプルホールド回路44を設けているため、入力電圧Vinの位相が変化したときに素早く出力電圧を応答させることができるという利点がある。
本実施例の時間−電圧変換回路31においては、図9に示す回路とは異なりRCフィルタを設けず、代わりにサンプルホールド回路44を設けているため、入力電圧Vinの位相が変化したときに素早く出力電圧を応答させることができるという利点がある。
また、本実施例の時間−電圧変換回路31においては、図5に示すように、コンデンサC1の容量値を変えると、サンプルホールド回路44の出力電圧の時間特性を変えることができる。つまり、容量値の大きなコンデンサC1を外部端子P1に接続しておけば、所定時間後に達するコンデンサC1の充電電圧を低くし、容量値の小さなコンデンサC1を外部端子P1に接続しておけば、所定時間後に達するコンデンサC1の充電電圧を高くすることができる。
現在市場に提供されている調光器には、調整用のつまみの変動範囲(変動角度や変動距離)が異なる複数のものが存在しており、つまみの変動量に対して明るさをどのように設定するかもメーカによって考え方(設計思想)が異なっている。しかし、前記実施例の時間−電圧変換回路31は、コンデンサC1の容量値を変えることで入力電圧Vinの同一位相の信号に対して異なる電圧を生成して出力することができる。
その結果、実施例のような時間−電圧変換回路31を内蔵した制御用ICを使用した図1のLED照明システムにおいては、調光器10の調整用つまみの変動量に対して自由度の高い調光制御が行えるようになるという利点がある。つまり、コンデンサC1の容量値を変えることで、調光器における調整量に対する調光制御カーブ(つまみの感度)を自由に設定することができる。
現在市場に提供されている調光器には、調整用のつまみの変動範囲(変動角度や変動距離)が異なる複数のものが存在しており、つまみの変動量に対して明るさをどのように設定するかもメーカによって考え方(設計思想)が異なっている。しかし、前記実施例の時間−電圧変換回路31は、コンデンサC1の容量値を変えることで入力電圧Vinの同一位相の信号に対して異なる電圧を生成して出力することができる。
その結果、実施例のような時間−電圧変換回路31を内蔵した制御用ICを使用した図1のLED照明システムにおいては、調光器10の調整用つまみの変動量に対して自由度の高い調光制御が行えるようになるという利点がある。つまり、コンデンサC1の容量値を変えることで、調光器における調整量に対する調光制御カーブ(つまみの感度)を自由に設定することができる。
また、本実施例の時間−電圧変換回路31においては、サンプルホールド回路44のサンプリング対象となる電位を与えるノードが外部端子P1に接続されているため、図3のように外部端子P1にコンデンサC1を接続しておく代わりに、端子P1に外部より制御電圧を入力することで調光を制御することができる。そのため、電圧制御方式で調光を行うシステムを、ICのピン数や素子数を増加させることなくつまりコストアップを招くことなく容易に実現することができる。また、この端子を使用してICの検査を行うことができるという利点もある。
以上、調光器10が交流波形の位相の前縁(立上がり)を制御するタイプのものである場合について説明したが、図2の制御用IC30の時間−電圧変換回路31は、調光器10が交流波形の位相の後縁(立下がり)を制御するタイプのものである場合にも前述したのと同様な原理で、位相制御された入力信号に応じた電圧を速やかに出力することができる。
図6および図7には、前記実施例の時間−電圧変換回路を利用した制御用ICの他の構成例およびそれを用いたLED照明システムの構成例を示す。
このうち、図6は、LEDランプ22に電流を流すトランジスタQ0をPWM(パルス幅変調)方式で制御する制御用IC30に、前記実施例の時間−電圧変換回路31を利用するようにしたものである。この実施例においては、フィードバック電圧FBが入力されるコンパレータ32の反転入力端子側に、時間−電圧変換回路31の出力電圧ではなく、所定の基準電圧Vref0を印加するとともに、時間−電圧変換回路31の出力電圧と所定の周波数の信号φ0とから入力電圧Vinの位相に応じたパルス幅を有するPWM制御パルスを生成するPWMパルス生成回路36と、所定の周波数のクロック信号CKを生成する発振回路37とを設けている。
このうち、図6は、LEDランプ22に電流を流すトランジスタQ0をPWM(パルス幅変調)方式で制御する制御用IC30に、前記実施例の時間−電圧変換回路31を利用するようにしたものである。この実施例においては、フィードバック電圧FBが入力されるコンパレータ32の反転入力端子側に、時間−電圧変換回路31の出力電圧ではなく、所定の基準電圧Vref0を印加するとともに、時間−電圧変換回路31の出力電圧と所定の周波数の信号φ0とから入力電圧Vinの位相に応じたパルス幅を有するPWM制御パルスを生成するPWMパルス生成回路36と、所定の周波数のクロック信号CKを生成する発振回路37とを設けている。
そして、上記コンパレータ32の出力信号をフリップフロップ33のリセット端子に入力し、発振回路37から出力されるクロック信号CKをフリップフロップ33のセット端子に入力するように構成されている。また、フリップフロップ33とドライバ34との間には、PWMパルス生成回路36から出力されるPWM制御パルスとフリップフロップ33の出力信号との論理積をとるANDゲート38が設けられている。この実施例の制御用IC30においても、時間−電圧変換回路31は図3に示すような構成を備えるように構成することにより、該制御用IC30を使用したLED照明システムにおいては、前記実施例で説明したのと同様な効果を奏することかできる。
図7は、LEDランプ22に電流を流すトランジスタQ0をシリーズ・レギュレータ方式で制御する制御用IC30に、前記実施例の時間−電圧変換回路31を利用するようにしたものである。この実施例においては、フィードバック電圧FBと時間−電圧変換回路31の出力電圧との電位差に応じた電圧を出力する誤差アンプ(誤差増幅回路)39を設け、該誤差アンプ39の出力電圧をトランジスタQ0のゲート端子に印加して電流を制御するように構成されている。
この実施例の制御用IC30においても、時間−電圧変換回路31は図3に示すような構成を備えるように構成することにより、該制御用IC30を使用したLED照明システムにおいては、前記実施例で説明したのと同様な効果を奏することかできる。
この実施例の制御用IC30においても、時間−電圧変換回路31は図3に示すような構成を備えるように構成することにより、該制御用IC30を使用したLED照明システムにおいては、前記実施例で説明したのと同様な効果を奏することかできる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記実施例の時間−電圧変換回路(図3)においては、定電流源CS1はタイミング信号φcによってオン、オフされると説明したが、定電流源CS1を直接オン、オフする代わりに、定電流源CS1と外部端子P1との間に、オン/オフ・スイッチもしくは切り替えスイッチを設けて、定電流源CS1からの電流を、φcによってオン、オフもしくは切り替えて、コンデンサC1をφcのハイレベル期間だけ充電させるように構成しても良い。
また、前記実施例の時間−電圧変換回路においては、外付けのコンデンサC1を定電流源CS1で充電しスイッチ・トランジスタSW1で放電する方式のものを示したが、スイッチ・トランジスタでコンデンサを充電した後に定電流源で放電する方式の回路として構成することも可能である。
また、前記実施形態においては、AC−DCコンバータ31として、スイッチング・トランジスタQ0とダイオードD0とインダクタL0を有するものを示したが、ダイオードD0の代わりにトランジスタを使用し、このトランジスタを制御用IC30によってスイッチング・トランジスタQ0と相補的にオン/オフ制御するいわゆる同期整流型のスイッチング・レギュレータとして構成することも可能である。
以上、本発明をその背景となった利用分野であるLED照明システムに適用したものを説明したが、本発明はそれに限定されず、LEDランプ以外の照明器具を使用し位相制御式で調光を行う照明システムにも利用することができる。
以上、本発明をその背景となった利用分野であるLED照明システムに適用したものを説明したが、本発明はそれに限定されず、LEDランプ以外の照明器具を使用し位相制御式で調光を行う照明システムにも利用することができる。
10 位相制御式調光器
11 スイッチング素子(サイリスタ,トライアック)
12 位相制御部
13 調光調節手段(可変抵抗)
21 整流回路(ダイオードブリッジ)
22 LEDランプ(照明器具)
23 LED照明用電源回路(照明用電源装置)
24 レギュレータ
30 制御用IC(制御回路)
31 時間−電圧変換回路
32 電圧比較回路(コンパレータ)
34 ドライバ
39 誤差アンプ
11 スイッチング素子(サイリスタ,トライアック)
12 位相制御部
13 調光調節手段(可変抵抗)
21 整流回路(ダイオードブリッジ)
22 LEDランプ(照明器具)
23 LED照明用電源回路(照明用電源装置)
24 レギュレータ
30 制御用IC(制御回路)
31 時間−電圧変換回路
32 電圧比較回路(コンパレータ)
34 ドライバ
39 誤差アンプ
Claims (4)
- ランプに点灯用の電流を流すトランジスタと、前記ランプの電流に応じた電圧を入力とし前記トランジスタを制御する制御回路と、を備え、位相制御式調光器により位相制御された交流を整流する整流回路によって交流から変換された脈流を受け、前記ランプに供給する直流電圧・電流を生成し出力する照明用電源装置であって、
前記制御回路は、前記整流回路で変換された脈流の位相によって決定される時間を電圧に変換する時間−電圧変換回路と、任意の容量値のコンデンサを接続可能な端子と、を備え、
前記時間−電圧変換回路は、
所定の電流で前記コンデンサを充電もしくは放電可能な電流源と、
前記コンデンサを放電もしくは充電可能なスイッチ手段と、
前記コンデンサの充電電圧をサンプリング可能なサンプルホールド回路と、
前記脈流に応じた電圧と所定の参照電圧とを比較する電圧比較回路と、
を備え、前記コンデンサに前記脈流の位相に応じた充電電圧を発生させ、前記サンプルホールド回路は前記電圧比較回路の出力の変化に応じた所定のタイミングで前記充電電圧を取り込んで次のタイミングまでその取り込んだ電圧を保持し出力するように構成されていることを特徴とする照明用電源装置。 - 前記制御回路は半導体集積回路として構成され、
前記端子は前記半導体集積回路の外部端子として設けられ、
前記コンデンサは前記外部端子に外付け素子として接続されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明用電源装置。 - 前記電圧比較回路の出力に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ動作させるタイミング信号および前記サンプルホールド回路を動作させるタイミング信号を生成するタイミング生成回路を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の照明用電源装置。
- 前記外部端子と前記サンプルホールド回路との間に、前記コンデンサの充電電圧をインピーダンス変換して伝達する電圧バッファが設けられていることを特徴とする請求項3に記載の照明用電源装置。
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