JP2014120454A - 照明装置、および、照明装置の制御方法 - Google Patents
照明装置、および、照明装置の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】第1のモードにおいて、照明装置の電流制御回路は、第1の抵抗に流れる電流が目標値になるように、スイッチ素子のオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し、照明装置の基準電圧生成回路は、基準電圧を第1の値に設定する。一方、第2のモードにおいて、電流制御回路は、第1の抵抗に流れる電流が目標値になるように、デューティ比を制御しつつ周期的に制限期間ずつスイッチ素子を強制的にオフに制御し、基準電圧生成回路は、基準電圧を第1の値よりも低い第2の値に設定する。
【選択図】図1
Description
図7、図8に示すように、電流制御の目標値を変化させる第1のモード(リニア調光モード)では、低光量域で十分な精度を得られない。このため、より低い光量を得る方法として、一定間隔で電流制御回路101Aによるスイッチ素子SWのPWM制御をオン/オフする第2のモード(PWM調光モード)を実行する(図7、図9)。
電源電圧が供給される入力端子と、
前記入力端子にカソードが接続された第1の整流素子と、
前記第1の整流素子のアノードに一端が接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の他端と接地との間に接続された電流検出手段と、
前記電流検出手段に流れる電流が目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの周期的な切り替えを制御する電流制御回路と、
前記第1の整流素子のカソードに一端が接続された第1の出力端子と、
前記第1の整流素子のアノードに一端が接続され、トランスを構成する一次巻線と、
前記接地に一端が接続され、前記トランスを構成する二次巻線と、
前記一次巻線の他端に接続された第2の出力端子と、
前記第1の出力端子にアノードが接続され、前記第2の出力端子にカソードが接続されたLED素子と、
前記二次巻線の他端にアノードが接続された第2の整流素子と、
前記第2の整流素子のカソードに一端が接続され、前記二次巻線の一端に他端が接続されたキャパシタと、
基準電圧を生成し出力する基準電圧生成回路と、
前記キャパシタの一端と他端との間の電圧に基づいた検出電圧と前記基準電圧とを比較し、この比較結果に応じた比較結果信号を出力する比較回路と、を備え、
前記目標値は、指定される前記LED素子の調光度に対して単調増加するように設定され、
第1のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を第1の値に設定し、
一方、前記第1のモードで指定される調光度よりも指定される調光度が低い第2のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記デューティ比を制御しつつ周期的に制限期間ずつ前記スイッチ素子を強制的にオフに制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を前記第1の値よりも低い第2の値に設定する
ことを特徴とする。
前記キャパシタの一端と他端との間の電圧を分圧した分圧電圧を前記検出電圧として出力する分圧回路をさらに備える
ことを特徴とする。
前記比較回路は、
前記検出電圧が前記基準電圧以上の場合には、第1の比較結果信号を出力し、
一方、前記検出電圧が前記基準電圧未満の場合には、第2の比較結果信号を出力する
ことを特徴とする。
前記比較回路が前記第1の比較結果信号を出力した場合には、前記電源電圧の前記入力端子への供給が停止または制限される
ことを特徴とする。
前記比較回路が前記第1の比較結果信号を出力した場合には、前記電流制御回路は、前記スイッチ素子をオフに制御する
ことを特徴とする。
前記基準電圧生成回路は、
前記第2のモードにおいて、前記第2の値を、前記制限期間の長さに基づいて変化させることを特徴とする。
前記基準電圧生成回路は、
前記第2の値が前記制限期間の長さの単調減少関数になるように前記第2の値を変化させることを特徴とする。
前記第1の値は、固定値であることを特徴とする。
前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に接続された出力抵抗をさらに備えることを特徴とする。
前記比較回路は、
前記検出電圧と前記基準電圧とが入力され、前記比較結果信号を出力するコンパレータであり、
前記基準電圧生成回路は、
前記制限期間の長さに対応するデューティ比を有するパルス信号を出力する発振回路と、
前記パルス信号を積分して得られた信号を前記基準電圧として出力する積分回路と、を有する
ことを特徴とする。
前記比較回路は、
前記検出電圧と前記基準電圧とが入力され、前記比較結果信号を出力するコンパレータであり、
前記基準電圧生成回路は、前記制限期間の長さに基づいて変化する前記基準電圧を出力する電圧源であることを特徴とする。
前記比較回路は、
前記検出電圧が非反転入力端子に入力され且つ所定の固定電圧が反転入力端子に入力される第1のコンパレータと、
前記検出電圧が非反転入力端子に入力され且つ前記基準電圧が反転入力端子に入力される第2のコンパレータと、
前記第1のコンパレータの出力と前記第2のコンパレータの出力とをOR演算して得られた信号を前記比較結果信号として出力するOR回路と、を有し、
前記基準電圧生成回路は、
前記制限期間の長さに基づいて変化する前記基準電圧を出力する電圧源であることを特徴とする。
前記分圧回路は、
前記キャパシタの一端に一端が接続された第1の分圧抵抗と、
前記第1の分圧抵抗の他端に一端が接続され、前記キャパシタの他端に他端が接続された第2の分圧抵抗と、を有し、
前記第1の分圧抵抗の他端と前記第2の分圧抵抗の一端との間の分圧電圧を、前記検出電圧として出力する
ことを特徴とする。
前記電流検出手段は、前記スイッチ素子の他端と前記接地との間に接続された抵抗であることを特徴とする。
前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間で前記出力抵抗と並列に接続されたキャパシタをさらに備える。
電源電圧が供給される入力端子と、前記入力端子にカソードが接続された第1の整流素子と、前記第1の整流素子のアノードに一端が接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の他端と接地との間に接続された電流検出手段と、前記電流検出手段に流れる電流が目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの周期的な切り替えを制御する電流制御回路と、前記第1の整流素子のカソードに一端が接続された第1の出力端子と、前記第1の整流素子のアノードに一端が接続され、トランスを構成する一次巻線と、前記接地に一端が接続され、前記トランスを構成する二次巻線と、前記一次巻線の他端に接続された第2の出力端子と、前記第1の出力端子にアノードが接続され、前記第2の出力端子にカソードが接続されたLED素子と、前記二次巻線の他端にアノードが接続された第2の整流素子と、前記第2の整流素子のカソードに一端が接続され、前記二次巻線の一端に他端が接続されたキャパシタと、基準電圧を生成し出力する基準電圧生成回路と、前記キャパシタの一端と他端との間の電圧に基づいた検出電圧と前記基準電圧とを比較し、この比較結果に応じた比較結果信号を出力する比較回路と、を備えた照明装置の制御方法であって、
前記目標値は、指定される前記LED素子の調光度に対して単調増加するように設定され、
第1のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を第1の値に設定し、
一方、前記第1のモードで指定される調光度よりも指定される調光度が低い第2のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記デューティ比を制御しつつ周期的に制限期間ずつ前記スイッチ素子を強制的にオフに制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を前記第1の値よりも低い第2の値に設定する
ことを特徴とする。
第1のモード(リニア調光モード)において(図7)、電流制御回路101は、第1の抵抗R1に流れる電流が目標値になるように、スイッチ素子SWのオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し(図8)、基準電圧生成回路103は、基準電圧VREFを第1の値に設定する。
Tin 入力端子
D1 第1のダイオード
D2 第2のダイオード
SW スイッチ素子
R1 第1の抵抗(電流検出手段)
R2 第2の抵抗
Rout 出力抵抗
C1 第1のキャパシタ
C2 第2のキャパシタ
Tout1 第1の出力端子
Tout2 第2の出力端子
Z LED素子
LX トランス
DC 分圧回路
101 電流制御回路
102 比較回路
103 基準電圧生成回路
RD1 第1の分圧抵抗
RD2 第2の分圧抵抗
103a 発振回路
103b 積分回路
COMP コンパレータ
103x 電圧源(可変電源)
102a 電圧源
COMP1 第1のコンパレータ
COMP2 第2のコンパレータ
102b OR回路
VX 検出電圧
VREF 基準電圧
PO 制限期間
Claims (16)
- 電源電圧が供給される入力端子と、
前記入力端子にカソードが接続された第1の整流素子と、
前記第1の整流素子のアノードに一端が接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の他端と接地との間に接続された電流検出手段と、
前記電流検出手段に流れる電流が目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの周期的な切り替えを制御する電流制御回路と、
前記第1の整流素子のカソードに一端が接続された第1の出力端子と、
前記第1の整流素子のアノードに一端が接続され、トランスを構成する一次巻線と、
前記接地に一端が接続され、前記トランスを構成する二次巻線と、
前記一次巻線の他端に接続された第2の出力端子と、
前記第1の出力端子にアノードが接続され、前記第2の出力端子にカソードが接続されたLED素子と、
前記二次巻線の他端にアノードが接続された第2の整流素子と、
前記第2の整流素子のカソードに一端が接続され、前記二次巻線の一端に他端が接続されたキャパシタと、
基準電圧を生成し出力する基準電圧生成回路と、
前記キャパシタの一端と他端との間の電圧に基づいた検出電圧と前記基準電圧とを比較し、この比較結果に応じた比較結果信号を出力する比較回路と、を備え、
前記目標値は、指定される前記LED素子の調光度に対して単調増加するように設定され、
第1のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を第1の値に設定し、
一方、前記第1のモードで指定される調光度よりも指定される調光度が低い第2のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記デューティ比を制御しつつ周期的に制限期間ずつ前記スイッチ素子を強制的にオフに制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を前記第1の値よりも低い第2の値に設定する
ことを特徴とする照明装置。 - 前記キャパシタの一端と他端との間の電圧を分圧した分圧電圧を前記検出電圧として出力する分圧回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記比較回路は、
前記検出電圧が前記基準電圧以上の場合には、第1の比較結果信号を出力し、
一方、前記検出電圧が前記基準電圧未満の場合には、第2の比較結果信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記比較回路が前記第1の比較結果信号を出力した場合には、前記電源電圧の前記入力端子への供給が停止または制限される
ことを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 前記比較回路が前記第1の比較結果信号を出力した場合には、前記電流制御回路は、前記スイッチ素子をオフに制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記基準電圧生成回路は、
前記第2のモードにおいて、前記第2の値を、前記制限期間の長さに基づいて変化させることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 前記基準電圧生成回路は、
前記第2の値が前記制限期間の長さの単調減少関数になるように前記第2の値を変化させることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記第1の値は、固定値であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に接続された出力抵抗をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記比較回路は、
前記検出電圧と前記基準電圧とが入力され、前記比較結果信号を出力するコンパレータであり、
前記基準電圧生成回路は、
前記制限期間の長さに対応するデューティ比を有するパルス信号を出力する発振回路と、
前記パルス信号を積分して得られた信号を前記基準電圧として出力する積分回路と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記比較回路は、
前記検出電圧と前記基準電圧とが入力され、前記比較結果信号を出力するコンパレータであり、
前記基準電圧生成回路は、前記制限期間の長さに基づいて変化する前記基準電圧を出力する電圧源であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記比較回路は、
前記検出電圧が非反転入力端子に入力され且つ所定の固定電圧が反転入力端子に入力される第1のコンパレータと、
前記検出電圧が非反転入力端子に入力され且つ前記基準電圧が反転入力端子に入力される第2のコンパレータと、
前記第1のコンパレータの出力と前記第2のコンパレータの出力とをOR演算して得られた信号を前記比較結果信号として出力するOR回路と、を有し、
前記基準電圧生成回路は、
前記制限期間の長さに基づいて変化する前記基準電圧を出力する電圧源であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記分圧回路は、
前記キャパシタの一端に一端が接続された第1の分圧抵抗と、
前記第1の分圧抵抗の他端に一端が接続され、前記キャパシタの他端に他端が接続された第2の分圧抵抗と、を有し、
前記第1の分圧抵抗の他端と前記第2の分圧抵抗の一端との間の分圧電圧を、前記検出電圧として出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記電流検出手段は、前記スイッチ素子の他端と前記接地との間に接続された抵抗であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間で前記出力抵抗と並列に接続されたキャパシタをさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
- 電源電圧が供給される入力端子と、前記入力端子にカソードが接続された第1の整流素子と、前記第1の整流素子のアノードに一端が接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の他端と接地との間に接続された電流検出手段と、前記電流検出手段に流れる電流が目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの周期的な切り替えを制御する電流制御回路と、前記第1の整流素子のカソードに一端が接続された第1の出力端子と、前記第1の整流素子のアノードに一端が接続され、トランスを構成する一次巻線と、前記接地に一端が接続され、前記トランスを構成する二次巻線と、前記一次巻線の他端に接続された第2の出力端子と、前記第1の出力端子にアノードが接続され、前記第2の出力端子にカソードが接続されたLED素子と、前記二次巻線の他端にアノードが接続された第2の整流素子と、前記第2の整流素子のカソードに一端が接続され、前記二次巻線の一端に他端が接続されたキャパシタと、基準電圧を生成し出力する基準電圧生成回路と、前記キャパシタの一端と他端との間の電圧に基づいた検出電圧と前記基準電圧とを比較し、この比較結果に応じた比較結果信号を出力する比較回路と、を備えた照明装置の制御方法であって、
前記目標値は、指定される前記LED素子の調光度に対して単調増加するように設定され、
第1のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記スイッチ素子のオンとオフとの切り替えの1周期におけるオンする期間に対応するデューティ比を制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を第1の値に設定し、
一方、前記第1のモードで指定される調光度よりも指定される調光度が低い第2のモードにおいて、前記電流制御回路は、前記電流検出手段に流れる電流が前記目標値になるように、前記デューティ比を制御しつつ周期的に制限期間ずつ前記スイッチ素子を強制的にオフに制御し、前記基準電圧生成回路は、前記基準電圧を前記第1の値よりも低い第2の値に設定する
ことを特徴とする照明装置の制御方法。
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