JP2013219050A - Led点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LED点灯装置120は、制御を受けることによって、制御に応じた大きさの直流電流をLED13にLED電流として供給する降圧チョッパ回路12と、降圧チョッパ回路12によって供給されるLED電流の値を示す信号を検出信号として検出するLED電流検出抵抗14と、LED電流検出抵抗14によって検出された検出信号の値を補正するオフセット信号印加回路21と、補正された検出信号を示す補正検出信号の値と、LED電流の電流値目標となる信号を示す目標信号の値との比較に基づき、補正検出信号が目標信号に近付くように降圧チョッパ回路12をフィードバック制御するフィードバック制御部50とを備えた。
【選択図】図1
Description
LEDを点灯するLED点灯装置において、
制御を受けることによって、制御に応じた大きさの直流電流をLED(Light Emitting Diode)にLED電流として供給する供給部と、
前記供給部によって供給される前記LED電流の値を示す信号を検出信号として検出する検出部と、
前記検出部が検出した検出信号の値と、前記LED電流の電流値目標となる信号を示す目標信号の値との比較に基づき、前記検出信号が前記目標信号に近付くように前記供給部をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
前記供給部が前記LEDに前記LED電流を供給していないときに前記検出部が検出した前記検出信号の値を、前記目標信号よりも前記検出信号の方が大きいと前記フィードバック制御部に判断させるオフセット信号を前記検出信号に重畳することで補正する補正部と
を備え、
前記フィードバック制御部は、
前記補正部が補正した補正検出信号の値を前記検出信号の値として使用することにより、前記検出信号が前記目標信号に近付くように前記供給部をフィードバック制御することを特徴とする。
図1〜図4を参照して実施の形態1のLED点灯装置110を説明する。
図1は、LED点灯装置110の回路図である。LED点灯装置110は、商用交流電源1より電力の供給を受けてLED13を点灯させる装置である。図1において、商用交流電源1とLED13以外は、LED点灯装置110の構成要素である。LED点灯装置110は、整流回路2と、第1インダクタ3、第1スイッチング素子4、ダイオード5、第1平滑コンデンサ6からなる昇圧チョッパ回路7と、第2スイッチング素子8、第2インダクタ9、環流ダイオード10、第2平滑コンデンサ11からなる降圧チョッパ回路12(供給部の一例)と、制御IC17と、制御電源回路20と、オフセット信号印加回路21(補正部の一例)と、フィードバック制御部50とを備えている。フィードバック制御部50はオペアンプ16と制御IC18等を備えている。また、フィードバック制御部50の抵抗22aと抵抗22bとの直列接続からなる分圧抵抗22と、抵抗22bに並列に接続するスイッチ部23とは、後述の目標信号を生成する目標信号生成部を構成する。
オペアンプ16は抵抗15とコンデンサ19bで積分回路を構成している。この積分回路によって検出信号と目標信号とを比較して、例えば検出信号よりも目標信号の方が電圧が高い場合、オペアンプ16の出力端子電圧は時間経過とともに上昇していく。オペアンプ16の出力端子電圧が上昇すると制御IC18のフィードバック制御端子電圧も上昇するため第2スイッチング素子8のオンデューティ比が増大し、LED電流は増加する。
ここで、電圧源14aの電圧をV14a、電圧源21bの電圧をV21b、電圧源23aの電圧をV23、抵抗15の抵抗値をR15、抵抗21aの抵抗値をR21a、コンデンサ19bの静電容量をC19としている。この状態ではV14a=0であるため、V14a<V23aとなり、電流I1は負の値である。そこでオフセット信号印加回路21の電流I2により「I1+I2」の合計電流が正となれば、オペアンプ出力電圧Voは式1より減少する方向となることがわかる。逆に「I1+I2」の合計電流が負であると、オペアンプ出力電圧は上昇していき、前述の通り、起動時にLEDの閃光が発生する。
そこで、I1+I2>0となるように電圧源21bの電圧を決定する。
従ってV21bは式2で表わされる。
すなわちオフセット信号印加回路21は、フィードバック制御部50による降圧チョッパ回路12に対する制御が、LED電流を減少させる制御となるように、検出された電圧信号を補正する。
このように、オフセット信号印加回路21は、電源投入時(点灯指示信号の入力時)から所定期間だけ、LED電流に対応する検出電圧を補正する。
次に図5、図6を参照して実施の形態2のLED点灯装置120を説明する。
図5はLED点灯装置120の回路図である。図5において、商用交流電源1、LED13及び調光コントローラ26以外は、LED点灯装置120の構成要素である。実施の形態1の図1と異なる部分は、調光コントローラ26、調光信号絶縁回路27、マイクロコンピュータ28、PWM信号平滑回路29を設けたことである。調光信号絶縁回路27、マイクロコンピュータ28、PWM信号平滑回路29は、目標信号を生成する目標信号生成部を構成する。この目標信号生成部は、調光信号の指示する光出力に対応する目標信号を生成する。本実施の形態2は、実施の形態1のLED点灯装置110に調光機能を付加したもので、実施の形態1と同様の部分については説明を省略する。
また、同一の照明器具にLED点灯装置120と調光コントローラ26を組み込んでもよい。この場合、LED点灯装置120と調光コントローラ26の基準電位を等しくできるので、調光信号絶縁回路27を省略することもできる。
図7〜図9を参照して実施の形態3を説明する。
図7は、実施の形態3のLED点灯装置130の回路構成を示す図である。
図5に示す実施の形態2の回路図と異なる部分は、制御電源回路20から制御IC17、制御IC18及びオペアンプ16へ制御電源を供給する経路に、直列にスイッチ部33を設けたことと、商用電源検出回路38(商用電源検出部の一例)を設けたことである。
図8は、この一連の動作を示す図である。
図10は、実施の形態4に係るLED照明器具1000の側断面図である。照明器具本体40の内部には、実施の形態1〜3のいずれかで説明したLED点灯装置110〜130が収納され、電源線42、コネクタ43を介して商用電源に接続される。LEDパッケージ44を実装したLED実装基板45は照明器具本体40の発光面に装着され、配線46によりLED点灯装置に接続され、照明器具を形成する。
制御を受けることによって、制御に応じた大きさの直流電流をLED(Light Emitting Diode)にLED電流として供給する供給部と、
前記供給部によって供給される前記LED電流の値を示す信号を検出信号として検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記検出信号の値を補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記検出信号を示す補正検出信号の値と、前記LED電流の電流値目標となる信号を示す目標信号の値との比較に基づき、前記補正検出信号が前記目標信号に近付くように前記供給部をフィードバック制御するフィードバック制御部とを備えたことを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記補正部は、
前記フィードバック制御部による前記供給部に対する制御が、前記LED電流を減少させる制御となるように、前記検出信号を補正することを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記LED点灯装置は、
前記LEDの消灯状態において前記LEDの点灯を指示する点灯指示信号を入力し、
前記補正部は、
前記点灯指示信号の入力時から所定期間だけ、前記検出信号を補正することを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記LED点灯装置は、
前記LEDの消灯状態において前記LEDの点灯を指示する点灯指示信号を入力し、
前記LED点灯装置は、さらに、
前記点灯指示信号の入力時から所定期間だけ第1の目標信号を生成し、前記所定期間が経過すると前記第1の目標信号から第2の目標信号に生成を切り替える目標信号生成部を備えたことを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記LED点灯装置は、さらに、
光出力を指示する調光信号を送信する調光信号送信装置から前記調光信号を受信し、受信した調光信号の指示する光出力に対応する前記目標信号を生成する目標信号生成部を備えたことを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記目標信号生成部は、
前記調光信号送信装置から前記調光信号を受信すると、前記調光信号の指示する光出力に対応する値に、前記目標信号を徐々に近づけることを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記目標信号生成部は、
前記調光信号送信装置から前記調光信号を受信すると、前記調光信号の指示する光出力に対応する値よりも低い光出力に対応する前記目標信号を生成することを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記LED点灯装置は、
前記LEDの消灯状態において前記LEDの点灯を指示する点灯指示信号を入力し、前記LEDの点灯状態において前記LEDの消灯を指示する消灯指示信号を入力し、
前記フィードバック制御部は、
前記消灯指示信号を入力した後、引き続き所定の期間内に前記点灯指示信号を入力した場合には、前記所定の期間が経過するまで前記供給部の制御を停止することを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記LED点灯装置は、
商用電源の供給によって動作すると共に、前記商用電源の供給と遮断とを検出する商用電源検出部と、
前記商用電源検出部により前記商用電源の遮断が検出されると前記フィードバック制御部への電源供給を遮断し、前記商用電源検出部により再び商用電源の投入が検出されると前記フィードバック制御部に電源供給を開始する商用電源監視部と
を備えたことを特徴とするLED点灯装置について一例を説明した。
前記したLED点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具について一例を説明した。
Claims (9)
- LEDを点灯するLED点灯装置において、
制御を受けることによって、制御に応じた大きさの直流電流をLED(Light Emitting Diode)にLED電流として供給する供給部と、
前記供給部によって供給される前記LED電流の値を示す信号を検出信号として検出する検出部と、
前記検出部が検出した検出信号の値と、前記LED電流の電流値目標となる信号を示す目標信号の値との比較に基づき、前記検出信号が前記目標信号に近付くように前記供給部をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
前記供給部が前記LEDに前記LED電流を供給していないときに前記検出部が検出した前記検出信号の値を、前記目標信号よりも前記検出信号の方が大きいと前記フィードバック制御部に判断させるオフセット信号を前記検出信号に重畳することで補正する補正部と
を備え、
前記フィードバック制御部は、
前記補正部が補正した補正検出信号の値を前記検出信号の値として使用することにより、前記検出信号が前記目標信号に近付くように前記供給部をフィードバック制御することを特徴とするLED点灯装置。 - 前記フィードバック制御部は、
前記検出信号と前記目標信号とを入力し、入力した前記検出信号と前記目標信号との値の大小関係に応じた所定の出力信号を出力する積分回路と、
前記積分回路によって前記所定の出力信号が出力されると前記供給部に対して前記LED電流を減少させる制御を実行する制御回路と
を備え、
前記補正部は、
前記所定の出力信号が前記積分回路によって出力されるように、前記供給部が前記LEDに前記LED電流を供給していないときの前記検出信号の値を、前記目標信号よりも前記検出信号の方が大きいと前記フィードバック制御部に判断させるオフセット信号を前記検出信号に重畳することで補正することを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。 - 前記LED点灯装置は、
前記LEDの消灯状態において前記LEDの点灯を指示する点灯指示信号を入力し、
前記LED点灯装置は、さらに、
前記点灯指示信号の入力時から所定期間だけ第1の目標信号を生成し、前記所定期間が経過すると前記第1の目標信号から第2の目標信号に生成を切り替える目標信号生成部を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のLED点灯装置。 - 前記LED点灯装置は、さらに、
光出力を指示する調光信号を送信する調光信号送信装置から前記調光信号を受信し、受信した調光信号の指示する光出力に対応する前記目標信号を生成する目標信号生成部を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のLED点灯装置。 - 前記目標信号生成部は、
前記調光信号送信装置から前記調光信号を受信すると、前記調光信号の指示する光出力に対応する値に、前記目標信号を徐々に近づけることを特徴とする請求項4記載のLED点灯装置。 - 前記目標信号生成部は、
前記調光信号送信装置から前記調光信号を受信すると、前記調光信号の指示する光出力に対応する値よりも低い光出力に対応する前記目標信号を生成し、
前記フィードバック制御部は、
前記調光信号の指示する光出力に対応する値よりも低い光出力に対応する前記目標信号と、前記補正部が補正した補正検出信号の値との比較に基づき、前記供給部をフィードバック制御することを特徴とする請求項4記載のLED点灯装置。 - 前記目標信号生成部は、
蓄えた電荷による電圧を前記目標信号として生成するコンデンサであって、前記フィードバック制御部の動作停止に伴い、前記蓄えた電荷が次第に引き抜かれるコンデンサを備え、
前記LED点灯装置は、
前記LEDの消灯状態において前記LEDの点灯を指示する点灯指示信号を前記調光信号送信装置から入力し、前記LEDの点灯状態において前記LEDの消灯を指示する消灯指示信号を前記調光信号送信装置から入力し、
前記フィードバック制御部は、
前記消灯指示信号を入力すると動作を停止すると共に前記消灯指示信号を入力した後、引き続き、前記目標信号生成部の前記コンデンサから電荷が引き抜かれる期間として予め設定された所定の期間内に前記点灯指示信号を入力した場合には、前記所定の期間経過後に動作を開始することを特徴とする請求項4記載のLED点灯装置。 - 前記フィードバック制御部は、
商用電源に基づく電源供給を受けて動作し、
前記目標信号生成部は、
蓄えた電荷による電圧を前記目標信号として生成するコンデンサであって、前記フィードバック制御部の動作停止に伴い、前記蓄えた電荷が次第に引き抜かれるコンデンサを備え、
前記LED点灯装置は、さらに、
前記商用電源の供給と遮断とを検出する商用電源検出部と、
前記商用電源検出部により前記商用電源の遮断が検出されると前記フィードバック制御部への前記電源供給を遮断して前記フィードバック制御部の動作を停止させ、前記商用電源検出部による前記商用電源の遮断の検出後、引き続き、前記目標信号生成部の前記コンデンサから電荷が引き抜かれる期間として予め設定された所定の期間内に前記商用電源検出部により前記商用電源の投入が検出された場合には、前記所定の期間の経過後に前記フィードバック制御部への前記電源供給を開始する商用電源監視部と
を備えたことを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のLED点灯装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載のLED点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
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