JP2013225393A - Led照明機器及びこれに用いられる半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LED照明機器1は、複数のLED(図2ではLEDモジュール20a〜20d)を直列に接続して成るLEDストリングLSと、LEDストリングLSに供給される入力電圧VINの変動に応じてLEDの点灯数を変えながらLEDストリングLSに流れる駆動電流ILEDの定電流制御を行う発光制御部Xと、を有する。
【選択図】図2
Description
図1は、LED照明機器に用いられる半導体装置の一構成例を示すブロック図である。本構成例の半導体装置10は、内部電圧生成部11と、可変電流源12と、電圧検出部13と、シンクドライバ14と、制御部15と、を有する。
図2は、LED照明機器の第1実施形態を示す図である。第1実施形態のLED照明機器1は、LEDストリングLSと、全波整流器DBと、発光制御部Xと、を有する。
図7は、LED照明機器の第2実施形態を示す図である。第2実施形態は、先出の第1実施形態とほぼ同様の構成であり、発光制御部Xが電圧調整回路60をさらに含む点に特徴を有している。そこで、第1実施形態と同様の構成要素については、図2と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第2実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図9は、LED照明機器の第3実施形態を示す図である。第3実施形態は、先出の第2実施形態とほぼ同様の構成であり、電圧調整回路60がダイオード62とバレイフィル回路63をさらに含む点に特徴を有している。そこで、第2実施形態と同様の構成要素については、図7と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第3実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図11は、LED照明機器の第4実施形態を示す図である。第4実施形態は、先出の第3実施形態とほぼ同様の構成であり、交流電圧VINの印加ライン上に設けられたトライアック調光器(位相調光器)DIMに対してブリーダ電流IBを供給するブリーダ回路Yを追加した点に特徴を有している。そこで、第3実施形態と同様の構成要素については、図9と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では第4実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図13は、本発明の適用対象となるLEDランプの一構成例を示す正面図(部分断面図を含む)である。本構成例のLEDランプ100は、LED基板200と、複数のLEDモジュール300と、透光カバー400と、放熱部材500と、電源部600と、一対の口金700と、を有する。
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
PW 商用交流電源
LS LEDストリング
DB 全波整流器(ダイオードブリッジ)
X 発光制御部
Y ブリーダ回路
DIM トライアック調光器(位相調光器)
10、10a〜10d、10e 半導体装置
11 内部電圧生成部
12 可変電流源
13 電圧検出部
131、132 コンパレータ
133、134 抵抗
14 シンクドライバ
141 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
142 抵抗
143 オペアンプ
15 制御部
20a〜20d LEDモジュール
30a〜30d、30e 抵抗
40a〜40d、40e 抵抗
50 負特性サーミスタ
60 電圧調整回路
61 平滑キャパシタ
62 ダイオード
63 バレイフィル回路(力率改善回路)
70 抵抗
80 電流検出回路
81 npn型バイポーラトランジスタ
82、83 抵抗
84 ダイオード
100 LEDランプ
200 LED基板
300 LEDモジュール
400 透光カバー
500 放熱部材
510 電源収容部
600 電源部
700 口金
710 ケース
720 端子
Claims (20)
- 複数のLEDを直列に接続して成るLEDストリングと、
前記LEDストリングに供給される入力電圧の変動に応じて前記LEDの点灯数を変えながら前記LEDストリングに流れる駆動電流の定電流制御を行う発光制御部と、
を有することを特徴とするLED照明機器。 - 交流電圧を全波整流して前記入力電圧を生成する全波整流器をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のLED照明機器。
- 前記発光制御部は、前記入力電圧が低いほど下流側のLEDを前記駆動電流の供給対象から除外することを特徴とする請求項2に記載のLED照明機器。
- 前記発光制御部は、前記駆動電流を引き込むための一端が各々異なるLEDのカソードに接続された複数のシンクドライバを含んでおり、
前記複数のシンクドライバは、前記入力電圧が低いほど上流側のLEDのカソードから前記駆動電流を引き込むように連携して駆動されることを特徴とする請求項3に記載のLED照明機器。 - 前記複数のシンクドライバは、複数の半導体装置に各々集積化されていることを特徴とする請求項4に記載のLED照明機器。
- 前記複数の半導体装置は、それぞれ、
前記シンクドライバと、
前記LEDのカソード電圧を検出して前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるか否かを判定する電圧検出部と、
前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるときには前記シンクドライバを駆動して前記駆動電流の定電流制御を行う一方で上流側の半導体装置に対してシンクドライバ停止指示を送出する制御部と、
を有することを特徴とする請求項5に記載のLED照明機器。 - 前記複数の半導体装置は、各々のシンクドライバが直列に並ぶように接続されており、
前記制御部は、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能でないときには前記シンクドライバをフルオン状態とする一方で上流側の半導体装置に対してシンクドライバ動作指示を送出することを特徴とする請求項6に記載のLED照明機器。 - 前記制御部は、外部で設定される第1電流が大きいほど前記駆動電流が大きくなるように前記駆動電流の目標値を設定することを特徴とする請求項7に記載のLED照明機器。
- 前記複数の半導体装置は、それぞれ、前記制御部からの指示に基づいて第2電流を生成する可変電流源をさらに有し、
前記第2電流は、上流側の半導体装置にとって前記第1電流に相当するものであり、
前記制御部は、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるときには前記第2電流をゼロ値に設定し、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能でないときには前記第2電流を前記第1電流と同値に設定することを特徴とする請求項8に記載のLED照明機器。 - 前記制御部は、外部で設定される第3電流が閾値電流を上回っているときに前記駆動電流のミュート処理を行うことを特徴とする請求項9に記載のLED照明機器。
- 最下流側の半導体装置には、周囲温度が高いほど電流値が大きくなるように前記第3電流を設定するための負特性サーミスタが接続されていることを特徴とする請求項10に記載のLED照明機器。
- 前記発光制御部は、前記入力電圧を調整する電圧調整回路をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のLED照明機器。
- 前記電圧調整回路は、前記入力電圧を平滑化する平滑キャパシタを含むことを特徴とする請求項12に記載のLED照明機器。
- 前記電圧調整回路は、
前記全波整流器と前記LEDストリングとの間に接続されたダイオードと、
力率改善を行うバレイフィル回路と、
をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のLED照明機器。 - 前記交流電圧の印加ライン上に設けられた位相調光器にブリーダ電流を供給するブリーダ回路をさらに有することを特徴とする請求項11〜請求項14のいずれか一項に記載のLED照明機器。
- 前記ブリーダ回路は、
前記複数の半導体装置と同一の構成であって前記シンクドライバにより前記ブリーダ電流を生成するブリーダ用半導体装置と、
前記駆動電流が前記位相調光器の保持電流を上回っているか否かに応じて前記ブリーダ用半導体装置の第3電流をオン/オフする電流検出回路と、
を含むことを特徴とする請求項15に記載のLED照明機器。 - 第1端子と第2端子との間に流れる駆動電流の定電流制御を行うシンクドライバと、
前記第1端子の印加電圧を検出して前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるか否かを判定する電圧検出部と、
前記電圧検出部の判定結果に応じて前記シンクドライバの駆動制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるときには、前記シンクドライバを駆動して前記駆動電流の定電流制御を行う一方で第3端子からシンクドライバ停止指示を送出し、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能でないときには、前記シンクドライバをフルオン状態とする一方で前記第3端子からシンクドライバ動作指示を送出することを特徴とする半導体装置。 - 前記制御部は、第4端子に流れる第1電流が大きいほど前記駆動電流が大きくなるように前記駆動電流の目標値を設定することを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。
- 前記制御部からの指示に基づいて前記第3端子に流れる第2電流を生成する可変電流源をさらに有し、
前記制御部は、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能であるときには前記第2電流をゼロ値に設定し、前記シンクドライバによる前記駆動電流の定電流制御が可能でないときには前記第2電流を前記第1電流と同値に設定することを特徴とする請求項18に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、第5端子に流れる第3電流が閾値電流を上回っているときに前記駆動電流のミュート処理を行うことを特徴とする請求項19に記載の半導体装置。
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