JP2014130697A - Light-emitting element lighting device and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子点灯装置、および照明器具に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element lighting device and a lighting fixture.
従来、図13に示すように、商用電源100の両端間に照明器具101を接続し、調光回路102が、照明器具101を調光する発光素子点灯装置がある。
Conventionally, as shown in FIG. 13, there is a light emitting element lighting device in which a
調光回路102は、調光レベルに応じたデューティ比に生成された2値のPWM調光信号を、外部から入力される。調光回路102は、抵抗およびコンデンサを用いたRC充放電回路(図示なし)を備えており、このRC充放電回路は、PWM調光信号の値に応じてコンデンサを充電・放電させる。そして、調光回路102は、RC充放電回路によってコンデンサの両端間に発生する直流電圧値に応じた調光レベルに、照明器具101を調光する。
The
また、従来の発光素子点灯装置として、図14に示すように、商用電源100の両端間に、照明器具111と調光器112との直列回路を接続した発光素子点灯装置がある(例えば、特許文献1参照)。
As a conventional light emitting element lighting device, there is a light emitting element lighting device in which a series circuit of a
照明器具111は、LED(Light Emitting Diode)素子、有機EL(Electroluminescence)素子等の光源部111aと、光源部111aを調光する調光回路111bとを備える。調光器112は、自己保持機能を有する双方向スイッチング素子であるトライアックQ112と、トライアックQ112を制御する調光制御部112aとを備える。
The
トライアックQ112は、商用電源100と照明器具111との間に直列接続されている。調光制御部112aは、トライアックQ112がターンオンする位相角を制御し、商用電源100の電源電圧の導通角を可変とする位相制御を行う。
The triac Q112 is connected in series between the
照明器具111の調光回路111bは、位相制御された電源電圧を全波整流し、この電源電圧の導通角に応じたデューティ比に設定した2値の信号(デューティ信号)を生成する。そして、調光回路部111bは、抵抗およびコンデンサを用いたRC充放電回路(図示なし)を備えており、このRC充放電回路は、デューティ信号の値に応じてコンデンサを充電・放電させる。そして、調光回路111bは、RC充放電回路によってコンデンサの両端間に発生する直流電圧値に応じた調光レベルに、光源部111aを調光する。
The
まず、図13に示す従来の発光素子点灯装置において、PWM調光信号のPWM周波数は、1kHz前後〜数10kHzと比較的高く、調光回路部102のRC充放電回路に用いるコンデンサの容量は、比較的小さくできる。
First, in the conventional light emitting element lighting device shown in FIG. 13, the PWM frequency of the PWM dimming signal is relatively high, around 1 kHz to several tens of kHz, and the capacitance of the capacitor used in the RC charge / discharge circuit of the
一方、図14に示す従来の発光素子点灯装置のように、商用電源100の電源電圧の導通角を可変とする位相制御によって調光する場合、以下の課題があった。
On the other hand, when dimming by phase control that makes the conduction angle of the power source voltage of the
調光回路111bが生成するデューティ信号の周波数は、商用電源100の商用周波数50Hz/60Hzの2倍である100Hz/120Hzとなり、上述のPWM周波数に比べて低くなる。したがって、調光回路111bのRC充放電回路に用いるコンデンサは、数μF〜数10μF程度の比較的大きい容量が必要となる。この場合、発光素子点灯装置の立ち上がり期間において、コンデンサの充電に要する時間が長くなる。
The frequency of the duty signal generated by the
而して、図14に示す従来の発光素子点灯装置は、始動に要する時間が長くなってしまう。特に、調光レベルが低く、電源電圧の導通角が短い場合、RC充放電回路のコンデンサへの充電電流が低くなるため、始動遅れが顕著に現れる。 Thus, the conventional light emitting element lighting device shown in FIG. 14 takes a long time to start. In particular, when the dimming level is low and the conduction angle of the power supply voltage is short, the charging current to the capacitor of the RC charging / discharging circuit is low, so that the start delay is noticeable.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧の導通角を可変とする位相制御を行うことで発光素子を調光する場合に、始動に要する時間を短くできる発光素子点灯装置、および照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and the object thereof is to shorten the time required for starting when the light emitting element is dimmed by performing phase control that makes the conduction angle of the power supply voltage variable. A light-emitting element lighting device and a lighting fixture are provided.
本発明の発光素子点灯装置は、交流電源から供給される電力を入力として、発光素子で構成される光源部に点灯電力を供給する電力変換回路と、前記電力変換回路と前記交流電源との直列回路に直列接続されて自己保持機能を有する双方向スイッチング素子と、前記双方向スイッチング素子がオンする位相角を制御することで前記交流電源の交流電圧の導通角を可変とする位相制御を行う調光制御部と、前記交流電圧の導通角に応じたデューティ比に設定した2値のデューティ信号を生成する位相検出回路と、前記デューティ信号の値に応じて充電と放電とが切り替えられる第1のコンデンサを具備して、この第1のコンデンサの電圧に応じて、前記光源部に流れる負荷電流の目標値を設定した目標信号を生成する調光回路と、前記負荷電流と前記目標信号とを比較して、前記電力変換回路が供給する前記点灯電力を調整する出力フィードバック回路と、前記交流電源からの電力供給が開始されてから所定時間が経過した後の定常動作期間において前記電力変換回路を動作させるための第1の制御電圧を生成する第1の制御電源回路と、前記交流電源からの電力供給が開始されてから前記所定時間が経過するまでの立ち上がり期間において前記電力変換回路の動作を開始させ、且つ少なくとも前記立ち上がり期間において前記第1のコンデンサを充電するための第2の制御電圧を、前記電力変換回路の入力電圧を用いて生成する第2の制御電源回路とを備えることを特徴とする。 The light-emitting element lighting device of the present invention has an electric power supplied from an AC power supply as an input, a power conversion circuit that supplies lighting power to a light source unit configured by the light-emitting elements, and a series of the power conversion circuit and the AC power supply. A bidirectional switching element connected in series with the circuit and having a self-holding function, and a phase control for varying the conduction angle of the AC voltage of the AC power supply by controlling the phase angle at which the bidirectional switching element is turned on. A light control unit; a phase detection circuit that generates a binary duty signal set to a duty ratio corresponding to a conduction angle of the AC voltage; and a first that switches between charging and discharging according to the value of the duty signal A dimming circuit including a capacitor and generating a target signal in which a target value of a load current flowing through the light source unit is set according to the voltage of the first capacitor; and the load current An output feedback circuit that compares the target signal and adjusts the lighting power supplied by the power conversion circuit; and a normal operation period after a predetermined time has elapsed since the start of power supply from the AC power supply. A first control power supply circuit that generates a first control voltage for operating the power conversion circuit; and the power in a rising period from when the power supply from the AC power supply is started until the predetermined time elapses. A second control power supply circuit that starts an operation of the conversion circuit and generates a second control voltage for charging the first capacitor at least during the rising period using an input voltage of the power conversion circuit; It is characterized by providing.
この発明において、前記電力変換回路の出力端間に接続した第2のコンデンサと、前記第2のコンデンサの電圧から第3の制御電圧を生成する第3の制御電源回路と、前記第1のコンデンサの放電経路を形成する第1のスイッチング素子とを備え、前記電力変換回路を動作状態から停止状態に切り替えた場合、前記第1のスイッチング素子は、前記第3の制御電圧によってオンすることが好ましい。 In the present invention, a second capacitor connected between the output terminals of the power conversion circuit, a third control power supply circuit for generating a third control voltage from the voltage of the second capacitor, and the first capacitor When the power conversion circuit is switched from the operation state to the stop state, the first switching element is preferably turned on by the third control voltage. .
この発明において、前記電力変換回路は、一次巻線、二次巻線、三次巻線を有するトランスと、前記交流電源から前記一次巻線に供給される電流を導通・遮断する第2のスイッチング素子とを備え、前記一次巻線に供給される電流を前記第2のスイッチング素子が導通・遮断することによって、前記二次巻線から前記点灯電力を供給し、前記第1の制御電源回路は、前記一次巻線に供給される電流を前記第2のスイッチング素子が導通・遮断することによって前記三次巻線に誘起される電圧を用いて、前記第2の制御電圧より高い前記第1の制御電圧を生成し、前記第1のコンデンサは、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回るまで、前記第2の制御電圧によって充電され、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回った後、前記第1の制御電圧によって充電されることが好ましい。 In the present invention, the power conversion circuit includes a transformer having a primary winding, a secondary winding, and a tertiary winding, and a second switching element that conducts and interrupts a current supplied from the AC power source to the primary winding. The lighting power is supplied from the secondary winding by causing the second switching element to conduct / cut off the current supplied to the primary winding, and the first control power supply circuit includes: The first control voltage higher than the second control voltage by using a voltage induced in the tertiary winding by the second switching element conducting / cutting off the current supplied to the primary winding. And the first capacitor is charged by the second control voltage until the first control voltage exceeds the second control voltage, and the first control voltage is the second control voltage. After exceeding the voltage It is preferably charged by said first control voltage.
この発明において、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回るまで、前記第2の制御電圧を所定電圧に変換して、前記第1のコンデンサを充電し、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回った後、前記第1の制御電圧を前記所定電圧に変換して、前記第1のコンデンサを充電する第4の制御電源回路を備えることが好ましい。 In this invention, until the first control voltage exceeds the second control voltage, the second control voltage is converted into a predetermined voltage to charge the first capacitor, and the first control voltage It is preferable to provide a fourth control power circuit that converts the first control voltage into the predetermined voltage and charges the first capacitor after the voltage exceeds the second control voltage.
この発明において、前記調光制御部は、前記双方向スイッチング素子を導通させる期間のうち所定期間、前記双方向スイッチング素子をオンさせるトリガ信号を継続して供給し、前記交流電圧の導通角と前記負荷電流との関係を示す調光カーブは、前記導通角が短くなるにつれて前記負荷電流を低下させる傾きが小さくなる曲線に沿って変化することが好ましい。 In the present invention, the dimming control unit continuously supplies a trigger signal for turning on the bidirectional switching element for a predetermined period of the period in which the bidirectional switching element is conductive, It is preferable that the dimming curve indicating the relationship with the load current changes along a curve in which the slope for decreasing the load current decreases as the conduction angle decreases.
この発明において、前記出力フィードバック回路は、前記光源部に直列接続された第3のスイッチング素子と抵抗素子との直列回路を備え、前記目標信号に対して前記負荷電流が相対的に増加した場合、前記第3のスイッチング素子の両端間の抵抗が増加する方向に前記スイッチング素子を制御し、前記目標信号に対して前記負荷電流が相対的に減少した場合、前記第3のスイッチング素子の両端間の抵抗が減少する方向に前記スイッチング素子を制御することによって、前記電力変換回路の出力電圧のリプル成分を、前記スイッチング素子の両端間に印加し、前記第3のスイッチング素子と前記抵抗素子との直列回路の両端電圧を監視することによって、前記負荷電流を定電流制御することが好ましい。 In the present invention, the output feedback circuit includes a series circuit of a third switching element and a resistance element connected in series to the light source unit, and when the load current increases relative to the target signal, When the switching element is controlled in a direction in which the resistance between both ends of the third switching element increases and the load current decreases relative to the target signal, the resistance between the both ends of the third switching element is reduced. By controlling the switching element in a direction in which resistance decreases, a ripple component of the output voltage of the power conversion circuit is applied across the switching element, and the third switching element and the resistance element are connected in series. Preferably, the load current is controlled at a constant current by monitoring the voltage across the circuit.
この発明において、前記発光素子は、LED素子または有機EL素子であることが好ましい。 In the present invention, the light emitting element is preferably an LED element or an organic EL element.
本発明の照明器具は、交流電源と自己保持機能を有する双方向スイッチング素子とに直列接続され、前記双方向スイッチング素子がオンする位相角が制御されることで前記交流電源の交流電圧の導通角を可変とする位相制御により調光される照明器具であって、発光素子で構成される光源部と、前記交流電源から供給される電力を入力として前記光源部に点灯電力を供給する電力変換回路と、前記交流電圧の導通角に応じたデューティ比に設定した2値のデューティ信号を生成する位相検出回路と、前記デューティ信号の値に応じて充電と放電とが切り替えられる第1のコンデンサを具備して、この第1のコンデンサの電圧に応じて、前記光源部に流れる負荷電流の目標値を設定した目標信号を生成する調光回路と、前記負荷電流と前記目標信号とを比較して、前記電力変換回路が供給する前記点灯電力を調整する出力フィードバック回路と、前記交流電源からの電力供給が開始されてから所定時間が経過した後の定常動作期間において前記電力変換回路を動作させるための第1の制御電圧を生成する第1の制御電源回路と、前記交流電源からの電力供給が開始されてから前記所定時間が経過するまでの立ち上がり期間において前記電力変換回路の動作を開始させ、且つ少なくとも前記立ち上がり期間において前記第1のコンデンサを充電するための第2の制御電圧を、前記電力変換回路の入力電圧を用いて生成する第2の制御電源回路とを備えることを特徴とする。 The lighting apparatus of the present invention is connected in series to an AC power supply and a bidirectional switching element having a self-holding function, and a conduction angle of the AC voltage of the AC power supply is controlled by controlling a phase angle at which the bidirectional switching element is turned on. And a power conversion circuit that supplies lighting power to the light source unit by using power supplied from the AC power source as an input. And a phase detection circuit that generates a binary duty signal set to a duty ratio corresponding to the conduction angle of the AC voltage, and a first capacitor that can be switched between charging and discharging according to the value of the duty signal. A dimming circuit that generates a target signal in which a target value of a load current flowing through the light source unit is set according to the voltage of the first capacitor, the load current, and the target An output feedback circuit for adjusting the lighting power supplied by the power conversion circuit, and the power in a steady operation period after a predetermined time has elapsed since the start of power supply from the AC power supply. A first control power supply circuit for generating a first control voltage for operating the conversion circuit; and the power conversion circuit in a rising period from when power supply from the AC power supply is started until the predetermined time elapses And a second control power supply circuit that generates a second control voltage for charging the first capacitor at least during the rising period by using an input voltage of the power conversion circuit. It is characterized by that.
以上説明したように、本発明では、電源電圧の導通角を可変とする位相制御を行うことで発光素子を調光する場合に、第2の制御回路による充電電流が調光回路のコンデンサを充電するので、始動に要する時間を短くできるという効果がある。 As described above, in the present invention, when the light emitting element is dimmed by performing phase control that makes the conduction angle of the power supply voltage variable, the charging current by the second control circuit charges the capacitor of the dimming circuit. Therefore, there is an effect that the time required for starting can be shortened.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の発光素子点灯装置の構成を示す。発光素子点灯装置は、照明器具1と調光器2との直列回路が、商用電源10(交流電源)の両端間に接続して構成される。そして、調光器2は、商用電源10の電源電圧(交流電圧)を位相制御することによって、商用電源10から照明器具1に供給される電力を調整する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of a light emitting element lighting device of the present embodiment. The light emitting element lighting device is configured by connecting a series circuit of a
照明器具1は、図2に示すように、入力フィルタ回路1aと、電力変換回路1bと、位相検出回路1cと、調光回路1dと、出力フィードバック回路1eと、ブリーダ回路1fと、光源部1hとを備える。
As shown in FIG. 2, the
入力フィルタ回路1aは、コンデンサ、インダクタ等で構成され、電源ラインに伝播するノイズや、空間へ輻射するノイズを抑制する機能を有する。
The
電力変換回路1bは、図3に示すように、整流回路DB1と、コンデンサC1,C2と、トランスT1と、スイッチング素子Q1(第2のスイッチング素子)と、制御回路K1と、ダイオードD1とを備えて、非絶縁型のフライバックコンバータを構成する。この電力変換回路1bは、損失低減、雑音低減のために、擬似共振回路を構成しており、さらに、商用電源10の力率を改善する力率改善機能を有する。
As shown in FIG. 3, the
まず、整流回路DB1は、ダイオードをフルブリッジ接続して構成され、商用電源10の電源電圧を全波整流する。
First, the rectifier circuit DB1 is configured by full-bridge connection of diodes, and full-wave rectifies the power supply voltage of the
コンデンサC1は、整流回路DB1の出力端間に接続したフィルムコンデンサであって、スイッチング素子Q1のターンオン時に発生する電圧・電流スパイクを抑制する。このコンデンサC1は、平滑用コンデンサに比べて容量が小さく、平滑作用を考慮したものではない。すなわち、電力変換回路1bは、電解コンデンサ等の容量が大きい平滑コンデンサを入力手段に備えておらず、コンデンサインプット型の電源回路を構成するものではない。
The capacitor C1 is a film capacitor connected between the output terminals of the rectifier circuit DB1, and suppresses a voltage / current spike generated when the switching element Q1 is turned on. The capacitor C1 has a smaller capacity than the smoothing capacitor and does not take into account the smoothing action. That is, the
トランスT1は、一次巻線N1、二次巻線N2、三次巻線N3を備えて、各巻線は互いに磁気的に結合している。そして、一次巻線N1とスイッチング素子Q1との直列回路が、整流回路DB1の出力端間に接続し、二次巻線N2の一端には、ダイオードD1が介挿されており、二次巻線N2とダイオードD1との直列回路には、平滑用のコンデンサC2(第2のコンデンサ)が並列接続している。 The transformer T1 includes a primary winding N1, a secondary winding N2, and a tertiary winding N3, and the windings are magnetically coupled to each other. A series circuit of the primary winding N1 and the switching element Q1 is connected between the output ends of the rectifier circuit DB1, and a diode D1 is interposed at one end of the secondary winding N2, and the secondary winding A smoothing capacitor C2 (second capacitor) is connected in parallel to the series circuit of N2 and the diode D1.
そして、制御回路K1は、スイッチング素子Q1をオン・オフ駆動することによって、商用電源10から一次巻線N1に流れる電流を導通・遮断する。スイッチング素子Q1のオン時において、一次巻線N1およびスイッチング素子Q1の直列回路に電流が流れ、一次巻線N1に磁気エネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子Q1がオフすると、一次巻線N1の磁気エネルギーによって、二次巻線N2に誘起電圧が発生し、コンデンサC2の両端間に電圧が生じる。
The control circuit K1 conducts / cuts off the current flowing from the
この制御回路K1は、スイッチング素子Q1をスイッチング制御することによって、電力変換回路1bの出力を所定値に制御し、さらには商用電源10の力率を改善させる。なお、フライバックコンバータによる力率改善動作については、周知技術であり、詳細な説明は省略する。
The control circuit K1 performs switching control of the switching element Q1, thereby controlling the output of the
光源部1hは、直列接続または並列接続した複数のLED素子、有機EL素子から構成されており、コンデンサC2の両端間に接続している。
The
位相検出回路1cは、整流回路DB1の各入力端にアノードを接続したダイオードDa,Dbの各カソードに接続しており、調光器2によって位相制御された電源電圧を全波整流した電圧Vd(全波整流電圧Vd)が入力される。そして、位相検出回路1cは、照明器具1に入力される電源電圧の導通角(全波整流電圧Vdの導通角)を検出し、この検出した導通角に応じたデューティ比に設定した2値の信号(デューティ信号S1)を、調光回路1dへ出力する。
The
調光回路1dは、デューティ信号S1のデューティ比に応じた負荷電流の目標値を設定し、この負荷電流の目標値に応じた電圧信号(目標信号S2)を、出力フィードバック回路1eへ出力する。
The
出力フィードバック回路1eは、光源部1hに直列接続した抵抗等によって、光源部1hに流れる負荷電流を検出する。また、出力フィードバック回路1eは、調光回路1dから入力された目標信号S2によって、負荷電流の目標値を取得する。そして、出力フィードバック回路1dは、負荷電流の検出値と目標値とに基づくフィードバック信号S3(例えば、負荷電流の検出値と目標値との誤差)を制御回路K1へ出力することによって、負荷電流が目標値に一致するように定電流制御を行う(図3参照)。
The
制御回路K1は、フィードバック信号S3に応じて、スイッチング素子Q1の導通期間(オン期間)を設定することによって、負荷電流が目標値に一致するように定電流制御がなされる。 The control circuit K1 performs constant current control so that the load current matches the target value by setting the conduction period (ON period) of the switching element Q1 according to the feedback signal S3.
図4は、出力フィードバック回路1eの具体回路構成を示す。出力フィードバック回路1eは、光源部1hに直列接続したFET素子Q91と抵抗R91との直列回路を備え、FET素子Q91のドレインは光源部1hに接続し、FETQ91のソースは抵抗R91に接続している。そして、オペアンプOP91の出力は、FET素子Q91のゲートに接続し、さらに抵抗R93を介して後述の第4の制御電圧Vcc4に接続している。さらに、オペアンプOP91の反転入力と出力との間に抵抗R92を接続し、オペアンプOP91の反転入力は、FET素子Q91のソースに接続している。オペアンプOP91の非反転入力は、コンデンサC91を介して、電力変換回路1bの低圧側出力に接続し、さらに抵抗R94を介して目標信号S2が入力される。
FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the
また、オペアンプOP92の反転入力は、抵抗R95を介して、FET素子Q91のドレインに接続し、オペアンプOP92の非反転入力は、後述の第4の制御電圧Vcc4を抵抗R96,R97の直列回路で分圧した電圧が入力される。さらに、オペアンプOP92の反転入力と出力との間に抵抗R98を接続している。 The inverting input of the operational amplifier OP92 is connected to the drain of the FET element Q91 via the resistor R95, and the non-inverting input of the operational amplifier OP92 divides a fourth control voltage Vcc4 described later by a series circuit of resistors R96 and R97. The pressed voltage is input. Further, a resistor R98 is connected between the inverting input and the output of the operational amplifier OP92.
光源部1hをLED素子、有機EL素子で構成した場合、電力変換回路1bの出力電圧(コンデンサC2の両端電圧)のリプルによって、光源部1hを流れる負荷電流に大きなリプルが生じ、フリッカーやチラツキの原因となる。
When the
そこで、出力フィードバック回路1eを図4のように構成することによって、オペアンプOP91の出力電圧は、目標値(目標信号S2)に対して負荷電流が相対的に増加した場合、低下し、目標値に対して負荷電流が相対的に減少した場合、増加する。すなわち、オペアンプOP91は、目標値に対して負荷電流が相対的に増加した場合、FET素子Q91のドレイン−ソース間の抵抗が増加する方向にFET素子Q91を制御する。また、オペアンプOP91は、目標値に対して負荷電流が相対的に減少した場合、FET素子Q91のドレイン−ソース間の抵抗が減少する方向にFET素子Q91を制御する。
Therefore, by configuring the
この構成では、FET素子Q91のドレイン−ソース間に、電力変換回路1bの出力電圧のリプル分が印加されるので、光源部1hの両端電圧は、リプル分が低減した略一定の電圧が印加される。
In this configuration, since the ripple of the output voltage of the
さらに、オペアンプOP92は、光源部1hに供給される電力を制御する機能を有しており、FET素子Q91のドレイン電圧(FET素子Q91と抵抗R91との直列回路の両端電圧)が目標電圧になるように、フィードバック信号S3を制御回路K1へ出力する。すなわち、オペアンプOP91は、FET素子Q91と抵抗R91との直列回路の両端電圧を監視して、フィードバック信号S3を制御回路K1へ出力することによって、負荷電流が目標値に一致するように定電流制御を行う。
Further, the operational amplifier OP92 has a function of controlling the power supplied to the
次に、調光器2は、図1に示すように、雑音防止用のフィルタを構成するコンデンサC81及びインダクタL81と、自己保持機能を有する双方向スイッチング素子であるトライアックQ81とを備える。コンデンサC81は、調光器2の入力端間に接続し、コンデンサC81には、トライアックQ81とインダクタL81との直列回路が並列接続している。そして、トライアックQ81がオンしている導通状態にあるとき、商用電源10から電力変換回路1bへ交流電力が供給される。
Next, as shown in FIG. 1, the
また、調光器2は、電源部4を備える。電源部4は、調光器2の各部(後述の調光制御部3等)を動作させるための制御電源を生成するものであり、トライアックQ81に並列接続されている。
The
この電源部4は、ダイオードD81と、コンデンサC82と、電源回路K81と、コンデンサC83とを備える。
The
ダイオードD81は、照明器具1からの電源ラインに接続しており、コンデンサC82は、ダイオードD81を介してトライアックQ81に並列接続している。電源回路K81は、コンデンサC82の両端電圧を制御電圧Vsに変換して出力する。コンデンサC83は、電源回路K81の出力端間に接続された平滑用コンデンサである。ここで、コンデンサC83の低圧端子は、回路グランドに接続している。
The diode D81 is connected to the power supply line from the
さらに、調光器2は、調光制御部3を備える。調光制御部3は、同期信号生成部K82、制御回路K83、操作部K84を備えており、トライアックQ81をオン制御することで、商用電源10の電源電圧の導通角を可変とする位相制御を行う。
Furthermore, the
まず、照明器具1からの電源ライン(ダイオードD81のアノード側)には、ダイオードD82を介して同期信号生成部K82が接続されている。同期信号生成部K82は、グランド端子を回路グランドに接続しており、商用電源10から供給される電源電圧の位相に基づいて、図8(a)に示す同期信号を生成し、制御回路K83に出力する。具体的に、同期信号生成部K82は、ダイオードD82を介して商用電源10の電源電圧を検出することによって、商用電源10の電源電圧と所定の閾値Vt1とを比較し、電源電圧が閾値Vt1を上回る期間をHレベルとした同期信号を生成する。すなわち、同期信号は、電源電圧が閾値Vt1を上回ると立ち上がり、閾値Vt1を下回ると立ち下がる。なお、図8(a)〜(c)において、破線は商用電源10の電源電圧の波形を示している。
First, the synchronization signal generation unit K82 is connected to the power supply line (the anode side of the diode D81) from the
制御回路K83は、同期信号生成部K82から与えられる同期信号、および操作部K84から与えられる調光信号に基づいて、トライアックQ81をターンオンさせるトリガ信号を生成する(図8(b)参照)。トリガ信号の立ち上がりおよび立ち下がりは、何れも同期信号の立ち上がりを基準にして決定される。制御回路K83は、トライアックQ81のゲートにトリガ信号を出力することによって、トライアックQ81のゲートに駆動電流が流れてトライアックQ81が導通状態となる。ここで、制御回路K83は、トライアックQ81をオンさせて導通させる期間のうち所定期間、トライアックQ81をオンさせるトリガ信号を継続して供給する、所謂DCトリガ方式を用いている。 The control circuit K83 generates a trigger signal for turning on the triac Q81 based on the synchronization signal provided from the synchronization signal generation unit K82 and the dimming signal provided from the operation unit K84 (see FIG. 8B). The rise and fall of the trigger signal are both determined with reference to the rise of the synchronization signal. The control circuit K83 outputs a trigger signal to the gate of the triac Q81, whereby a drive current flows through the gate of the triac Q81 and the triac Q81 becomes conductive. Here, the control circuit K83 employs a so-called DC trigger method in which a trigger signal for turning on the triac Q81 is continuously supplied for a predetermined period of time during which the triac Q81 is turned on to be conducted.
すなわち、調光制御部3は、DCトリガ方式を用いてトライアックQ81をオン制御することによって、照明器具1に印加する電源電圧を位相制御している。
That is, the dimming
以下、本実施形態の調光動作について説明する。まず、同期信号生成部K82が、同期信号を生成し、制御回路K83に出力する。また、操作部K84は、ユーザ操作に応じた調光信号を制御回路K83に出力する。制御回路K83は、同期信号および調光信号に基づいてトリガ信号を生成し、トライアックQ81のゲートに出力する。トライアックQ81は、トリガ信号の立ち上がり時にターンオンし、導通状態となる。したがって、図8(c)に示すように、照明器具1には、商用電源10の電源電圧が位相制御されて印加される。なお、トリガ信号の立ち上がりは、ユーザが操作する操作部K84から出力される電圧信号によって位相角が変化する。これにより、照明器具1に印加される電源電圧の導通角が変化するため、調光を行うことができる。
Hereinafter, the dimming operation of the present embodiment will be described. First, the synchronization signal generation unit K82 generates a synchronization signal and outputs it to the control circuit K83. In addition, the operation unit K84 outputs a dimming signal corresponding to the user operation to the control circuit K83. The control circuit K83 generates a trigger signal based on the synchronization signal and the dimming signal, and outputs it to the gate of the triac Q81. The triac Q81 is turned on when the trigger signal rises and becomes conductive. Therefore, as shown in FIG. 8C, the power supply voltage of the
その後、トリガ信号が立ち下がると、トライアックQ81のゲートに駆動電流が流れなくなる。トライアックQ81は、アノード電流が保持電流を上回っている間は導通状態を維持するため、トリガ信号の立ち下がり後も暫くは照明器具1に商用電源10の電源電圧が印加され続ける(図8(c)参照)。そして、トライアックQ81のアノード電流が保持電流以下になると、トライアックQ81は非導通状態(オフ状態)に切り替わる。これにより、照明器具1への商用電源10の電源電圧の印加が停止する。
Thereafter, when the trigger signal falls, the driving current does not flow to the gate of the triac Q81. Since the triac Q81 maintains a conductive state while the anode current exceeds the holding current, the power supply voltage of the
照明器具1では、位相検出回路1cが、照明器具1に入力される電源電圧の導通角を検出し、この検出した導通角に応じたデューティ信号S1を調光回路1dへ出力する。調光回路1dは、デューティ信号S1のデューティ比に応じて負荷電流の目標値を設定し、この目標値に応じた目標信号S2を出力する。出力フィードバック回路1eは、負荷電流の検出値と目標値とに基づくフィードバック信号S3を制御回路K1へ出力する。制御回路K1は、フィードバック信号S3に応じて、スイッチング素子Q1の導通期間(オン期間)を設定することによって、負荷電流が目標値に一致するように定電流制御を行い、光源部1hを調光する。
In the
ここで、図8(b)に示すように、トリガ信号はパルストリガとは異なり、照明器具1に点灯用の電力を与える期間のうち一定期間は継続してHレベルとなっている。これにより、トライアックQ81のゲートには、トリガ信号が立ち下がるまで継続して駆動電流が流れる。すなわち、トライアックQ81を導通させる期間のうち一定期間(トリガ信号のHレベル期間)、トライアックQ81に駆動電流を継続して与える。
Here, as shown in FIG. 8B, unlike the pulse trigger, the trigger signal is continuously at the H level for a certain period of time during which the
また、照明器具1は、力率改善機能を有する電力変換回路1bを用いており、図8(d)に示すように、照明器具1の入力電流は正弦波状となり、商用電源10の力率が改善されている。すなわち、商用電源10の電源電圧の振幅がピークを過ぎて低下し、ゼロクロス付近に達した場合でも、トライアックQ81のアノード電流を確保できる。したがって、商用電源10の電源電圧のゼロクロス近傍において、商用電源10の電源ラインにノイズが重畳したとしても、トライアックQ81の導通期間の変動を抑制でき、光源部1hの点灯にチラツキが生じたり、不意に消灯する可能性を低減できる。
Moreover, the
而して、本実施形態の発光素子点灯装置は、電源電圧のゼロクロス近傍において、商用電源10の電源ラインにノイズが重畳しても、トライアックQ81が不意にオフすることなく、安定した調光を行うことができる。
Thus, the light emitting element lighting device of the present embodiment performs stable dimming without unexpectedly turning off the triac Q81 even if noise is superimposed on the power supply line of the
さらに、本実施形態では、トリガ信号のオフ期間においても、トライアックQ81に、保持電流を上回る十分なアノード電流が継続して流れるように、電力変換回路1bの入力側に並列にブリーダ回路1fを設けている(図2参照)。また、このブリーダ回路1fは、トライアックQ81のオフ時に、調光器2の電源部4に電力を供給する機能も併せて有する。
Furthermore, in this embodiment, a
まず、ブリーダ回路1fは、図5に示すように、整流回路DB1の各入力端にアノードを接続したダイオードDa,Dbと、ダイオードDa,Dbの各カソードと整流回路DB1の整流出力の低圧側との間に接続した電流引込部1gとを備える。すなわち、ブリーダ回路1fは、照明器具1の入力端間に並列接続したものと等価的に考えることができる。
First, as shown in FIG. 5, the
図5に示す電流引込部1gは、FET素子Q71、抵抗R71、抵抗R72の直列回路が、ダイオードDa,Dbの各カソードと整流回路DB1の整流出力の低圧側との間に接続している。FET素子Q71のドレインは、ダイオードDa,Dbの各カソードに接続し、FET素子Q71のソースは、抵抗R71,R72の直列回路に接続している。さらに、FET素子Q71のゲートは、位相検出回路1cに接続している。また、FET素子Q71のゲートと整流回路DB1の整流出力の低圧側との間には、ツェナダイオードZD71が接続している。
In the
そして、位相検出回路1cは、照明器具1に入力される電源電圧の導通角を検出している。具体的に、位相検出回路1cは、電源電圧を全波整流した全波整流電圧Vd(図9(a)参照)が、ダイオードDa,Dbを介して入力されており、この全波整流電圧Vdを、閾値Vt2と比較することによって、導通角に応じたデューティ比に設定した2値のデューティ信号S1を生成している。デューティ信号S1は、電源電圧の振幅が閾値Vt2以上の場合、Lレベルとなり、電源電圧の振幅が閾値Vt2未満の場合、Hレベルとなる(図9(b)参照)。位相検出回路1cは、このデューティ信号S1を電流引込部1gのFET素子Q71のゲートに印加する。
The
そして、FET素子Q71は、デューティ信号S1がHレベルのとき、すなわち全波整流電圧Vdの振幅が閾値Vt2未満のときにオンし、ダイオードDaまたはDb、FET素子Q71、抵抗R71,R72を介してバイパス電流Ibが流れる。このバイパス電流Ibは、商用電源10を供給源として、商用電源10、ブリーダ回路1f、調光器2で構成される閉回路を流れる。
The FET element Q71 is turned on when the duty signal S1 is at H level, that is, when the amplitude of the full-wave rectified voltage Vd is less than the threshold value Vt2, via the diode Da or Db, the FET element Q71, and the resistors R71 and R72. A bypass current Ib flows. The bypass current Ib flows through a closed circuit including the
以下、このブリーダ回路1fによる動作を、図10(a)〜(d)を用いて説明する。なお、以下の説明では、バイパス電流Ibの発生期間によって、バイパス電流Ib1,Ib2の符号を付している。なお、図10(a)(b)において、破線は商用電源10の電源電圧の波形を示している。
Hereinafter, the operation of the
まず、電源電圧がゼロクロスを通過した時点では、全波整流電圧Vdの振幅が閾値Vt2未満であり(図10(b)参照)、デューティ信号S1がHレベルとなって(図10(c)参照)、FET素子Q71がオンし、バイパス電流Ib1が発生する(図10(d)参照)。このとき、調光器2のトライアックQ81はオフしており、バイパス電流Ib1は、調光器2のダイオードD81を介して、コンデンサC82を充電する。すなわち、電源部4は、バイパス電流Ib1を用いて制御電圧Vsを生成しており、簡易な構成で制御電源を確保できる。
First, when the power supply voltage passes through the zero cross, the amplitude of the full-wave rectified voltage Vd is less than the threshold value Vt2 (see FIG. 10B), and the duty signal S1 becomes H level (see FIG. 10C). ), The FET element Q71 is turned on, and the bypass current Ib1 is generated (see FIG. 10D). At this time, the triac Q81 of the
そして、トリガ信号が立ち上がり(図10(a)参照)、トライアックQ81が導通すると、商用電源10の電源電圧が照明器具1に印加される。全波整流電圧Vdが閾値Vt2以上となった時点で(図10(b)参照)、デューティ信号S1がLレベルとなって(図10(c)参照)、FET素子Q71がオフし、バイパス電流Ib1はゼロになる(図10(d)参照)。
Then, when the trigger signal rises (see FIG. 10A) and the triac Q81 becomes conductive, the power supply voltage of the
そして、電源電圧の振幅が、ピーク値まで増加した後に低下し、トリガ信号が立ち下がると(図10(a)参照)、トライアックQ81のゲートに駆動電流が流れなくなるが、トライアックQ81は、アノード電流が保持電流を上回っている間、導通状態を維持する。 Then, when the amplitude of the power supply voltage increases to the peak value and then decreases and the trigger signal falls (see FIG. 10A), the drive current does not flow to the gate of the triac Q81, but the triac Q81 As long as the current exceeds the holding current, the conduction state is maintained.
そして、本実施形態では、全波整流電圧Vdが閾値Vt2未満になった場合(図10(b)参照)、デューティ信号S1がHレベルとなって(図10(c)参照)、FET素子Q71がオンし、バイパス電流Ib2が発生する(図10(d)参照)。このバイパス電流Ib2が、トリガ信号が立ち下がった後に導通状態を維持しているトライアックQ81を流れることによって、アノード電流が保持電流以上に維持される。 In this embodiment, when the full-wave rectified voltage Vd is less than the threshold value Vt2 (see FIG. 10B), the duty signal S1 becomes H level (see FIG. 10C), and the FET element Q71. Is turned on, and a bypass current Ib2 is generated (see FIG. 10D). The bypass current Ib2 flows through the triac Q81 that maintains the conductive state after the trigger signal falls, so that the anode current is maintained at or above the holding current.
したがって、電源電圧のゼロクロス近傍において、商用電源10の電源ラインにノイズが重畳しても、トライアックQ81が不意にオフすることなく、安定した調光を行うことができる。
Therefore, even if noise is superimposed on the power supply line of the
また、図10に示す実施形態では、閾値Vt2を比較的高く設定することによって、トリガ信号が立ち下がる以前に、デューティ信号S1がHレベルに切り替わって、バイパス電流Ib2が流れ始めるので、耐ノイズ性がさらに向上している。 In the embodiment shown in FIG. 10, by setting the threshold value Vt2 to be relatively high, the duty signal S1 is switched to the H level and the bypass current Ib2 starts to flow before the trigger signal falls, so that noise resistance is improved. Is further improved.
なお、トリガ信号が立ち下がった後に、デューティ信号S1がHレベルに切り替わって、バイパス電流Ib2を流し始めてもよい。この場合、バイパス電流Ib2を流す期間を短くすることによって、回路損失をより低減できる。 Note that after the trigger signal falls, the duty signal S1 may be switched to the H level and the bypass current Ib2 may start to flow. In this case, the circuit loss can be further reduced by shortening the period during which the bypass current Ib2 flows.
さらに、本実施形態では、力率改善機能を有する電力変換回路1bを用いることによって、コンデンサインプット型の電力変換回路を用いる場合に比べて、必要なバイパス電流Ibを抑制でき、回路損失の低減を図ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, by using the
また、電力変換回路1bによる力率改善によって、負荷電流が高い位相角の領域(電源電圧が高い位相角の領域)では、バイパス電流Ibを流す必要がないので、さらなる回路損失の低減を図ることができる。
Further, the power factor improvement by the
また、電流引込部1gは、FET素子Q71のゲート−ソース間電圧と、抵抗R71,R72の直列回路の両端電圧との和が、ツェナダイオードZD71のツェナ電圧と一致するように、FET素子Q71のドレイン電流が定電流制御される。すなわち、電流引込部1gによって、バイパス電流Ibは定電流制御されており、バイパス電流Ibは、必要な保持電流を大幅に上回ることがなく、回路損失の低減に寄与している。
In addition, the
また、調光回路1dおよび電流引込部1gは、位相検出回路1cが生成したデューティ信号S1を用いて動作している。すなわち、照明器具1は、調光回路1dおよび電流引込部1gが共通のデューティ信号S1を用いることによって、構成を簡略化して、部品削減を図ることができる。
The
次に、照明器具1は、各部に制御電圧を供給するために、第1〜第4の制御電源回路PS1〜PS4を備えている。
Next, the
第1の制御電源回路PS1は、図3に示すように、トランスT1の三次巻線N3と、ダイオードD2との直列回路で構成される。そして、三次巻線N3とダイオードD2との直列回路には、コンデンサCaが並列接続されている。コンデンサCaの両端電圧Vccは、三次巻線N3から供給される電力によって、第1の制御電圧Vcc1となる。また、コンデンサCaの両端間には、放電用の抵抗Raが接続している。 As shown in FIG. 3, the first control power supply circuit PS1 includes a series circuit of a tertiary winding N3 of a transformer T1 and a diode D2. A capacitor Ca is connected in parallel to the series circuit of the tertiary winding N3 and the diode D2. The voltage Vcc across the capacitor Ca becomes the first control voltage Vcc1 by the power supplied from the tertiary winding N3. Further, a discharging resistor Ra is connected between both ends of the capacitor Ca.
具体的には、電力変換回路1bが動作中で、スイッチング素子Q1がオン状態のとき、一次巻線N1に磁気エネルギーが蓄積され、次に、スイッチング素子Q1がオフすると、一次巻線N1の磁気エネルギーによって、三次巻線N3に誘起電圧が発生する。この誘起電圧によって、コンデンサCaは、ダイオードD2を介して充電され、コンデンサCaの両端間に第1の制御電圧Vcc1が発生する。すなわち、コンデンサCaの両端電圧Vccは、第1の制御電源回路PS1から供給される電力によって、第1の制御電圧Vcc1となる。
Specifically, when the
第2の制御電源回路PS2は、図6に示すように、抵抗R21と、ツェナダイオードZD21と、トランジスタQ21と、コンデンサC21と、ダイオードD21とで構成される。そして、抵抗R21とツェナダイオードZD21との直列回路は、全波整流電圧Vdが印加される。トランジスタQ21のベースは、抵抗R21とツェナダイオードZD21との接続中点に接続し、トランジスタQ21のコレクタには全波整流電圧Vdが印加されている。さらに、トランジスタQ21のエミッタは、コンデンサC21を介して整流回路DB1の整流出力の低圧側に接続し、さらにダイオードD21を介してコンデンサCaの正極に接続している。 As shown in FIG. 6, the second control power supply circuit PS2 includes a resistor R21, a Zener diode ZD21, a transistor Q21, a capacitor C21, and a diode D21. The full-wave rectified voltage Vd is applied to the series circuit of the resistor R21 and the Zener diode ZD21. The base of the transistor Q21 is connected to the midpoint of connection between the resistor R21 and the Zener diode ZD21, and the full-wave rectified voltage Vd is applied to the collector of the transistor Q21. Further, the emitter of the transistor Q21 is connected to the low voltage side of the rectified output of the rectifier circuit DB1 via the capacitor C21, and further connected to the positive electrode of the capacitor Ca via the diode D21.
そして、第2の制御電源回路PS2において、トランジスタQ21のベース−エミッタ間電圧と、コンデンサC21の両端電圧との和が、ツェナダイオードZD21のツェナ電圧と一致する。コンデンサC21の両端電圧は、定電圧制御されており、ダイオードD21を介してコンデンサCaを充電する。すなわち、コンデンサCaの両端電圧Vccは、第2の制御電源回路PS2から供給される電力によって、第2の制御電圧Vcc2となる。なお、第2の制御電圧Vcc2は、第1の制御電圧Vcc1より低い。 In the second control power supply circuit PS2, the sum of the base-emitter voltage of the transistor Q21 and the voltage across the capacitor C21 matches the Zener voltage of the Zener diode ZD21. The voltage across the capacitor C21 is controlled at a constant voltage, and charges the capacitor Ca via the diode D21. That is, the voltage Vcc across the capacitor Ca becomes the second control voltage Vcc2 by the power supplied from the second control power supply circuit PS2. The second control voltage Vcc2 is lower than the first control voltage Vcc1.
第3の制御電源回路PS3は、図3に示すように、抵抗R11,R12と、ツェナダイオードZD11と、トランジスタQ11と、コンデンサC11とで構成される。抵抗R11とツェナダイオードZD11との直列回路は、電力変換回路1bの二次側のコンデンサC2に並列接続している。トランジスタQ11のベースは、抵抗R11とツェナダイオードZD11との接続中点に接続し、トランジスタQ11のコレクタは、コンデンサC2の正極に接続している。さらに、トランジスタQ11のエミッタは、コンデンサC11を介して、コンデンサC2の負極に接続し、抵抗R12がコンデンサC11に並列接続している。
As shown in FIG. 3, the third control power supply circuit PS3 includes resistors R11 and R12, a Zener diode ZD11, a transistor Q11, and a capacitor C11. A series circuit of the resistor R11 and the Zener diode ZD11 is connected in parallel to the secondary-side capacitor C2 of the
そして、第3の制御電源回路PS3において、トランジスタQ11のベース−エミッタ間電圧と、コンデンサC11の両端電圧との和が、ツェナダイオードZD11のツェナ電圧と一致する。コンデンサC11の両端電圧は、定電圧制御されており、第3の制御電圧Vcc3となる。すなわち、第3の制御電源回路PS3は、コンデンサC2の両端電圧を第3の制御電圧Vcc3に変換して出力する。 In the third control power supply circuit PS3, the sum of the base-emitter voltage of the transistor Q11 and the voltage across the capacitor C11 matches the Zener voltage of the Zener diode ZD11. The voltage across the capacitor C11 is constant voltage controlled and becomes the third control voltage Vcc3. That is, the third control power supply circuit PS3 converts the voltage across the capacitor C2 into the third control voltage Vcc3 and outputs it.
第4の制御電源回路PS4は、図6に示すように、コンデンサC31,C32と、三端子レギュレータREG31とで構成される。三端子レギュレータREG31の入力側にはコンデンサC31が並列接続し、三端子レギュレータREG31の出力側にはコンデンサC32が並列接続している。そして、コンデンサC31には、コンデンサCaの両端電圧Vccが印加され、コンデンサC32には、一定電圧に制御された電圧が発生する。このコンデンサC32の両端電圧が、第4の制御電圧Vcc4となる。すなわち、第4の制御電源回路PS4は、コンデンサCaの両端電圧Vccを第4の制御電圧Vcc4に変換して出力する。 As shown in FIG. 6, the fourth control power supply circuit PS4 includes capacitors C31 and C32 and a three-terminal regulator REG31. A capacitor C31 is connected in parallel to the input side of the three-terminal regulator REG31, and a capacitor C32 is connected in parallel to the output side of the three-terminal regulator REG31. A voltage Vcc across the capacitor Ca is applied to the capacitor C31, and a voltage controlled to a constant voltage is generated in the capacitor C32. The voltage across the capacitor C32 becomes the fourth control voltage Vcc4. That is, the fourth control power supply circuit PS4 converts the voltage Vcc across the capacitor Ca into the fourth control voltage Vcc4 and outputs it.
ここで、第1の制御電圧Vcc1>第2の制御電圧Vcc2>第4の制御電圧Vcc4>第3の制御電圧Vcc3に設定されている。例えば、第1の制御電圧Vcc1=24V、第2の制御電圧Vcc2=18.6V、第4の制御電圧Vcc4=7V、第3の制御電圧Vcc3=4.5Vとなる。 Here, the first control voltage Vcc1> the second control voltage Vcc2> the fourth control voltage Vcc4> the third control voltage Vcc3 is set. For example, the first control voltage Vcc1 = 24V, the second control voltage Vcc2 = 18.6V, the fourth control voltage Vcc4 = 7V, and the third control voltage Vcc3 = 4.5V.
次に、第1〜第4の制御電源回路PS1〜PS4が生成する制御電圧Vcc1〜Vcc4による動作を、(1)発光素子点灯装置の立ち上がり期間、(2)発光素子点灯装置の定常動作期間、(3)発光素子点灯装置の停止時の各場合について説明する。 Next, the operations by the control voltages Vcc1 to Vcc4 generated by the first to fourth control power supply circuits PS1 to PS4 are (1) a rising period of the light emitting element lighting device, (2) a steady operation period of the light emitting element lighting device, (3) Each case when the light emitting element lighting device is stopped will be described.
(1)発光素子点灯装置の立ち上がり期間(商用電源10からの電力供給が開始されてから、第1の制御電圧Vcc1が第2の制御電圧Vcc2を上回るまでの期間)
まず、商用電源10から照明器具1および調光器2への電力供給が開始されると、第2の制御電源回路PS2は、ダイオードDa,Dbを介して全波整流電圧Vdが供給され、第2の制御電圧Vcc2を出力する。この時点で、電力変換回路1bのスイッチング素子Q1はオフ状態であり、第1の制御電源回路PS1は第1の制御電圧Vcc1を生成していない。而して、コンデンサCaの両端電圧Vccは、第2の制御電圧Vcc2となる。
(1) Rise period of light-emitting element lighting device (period from when power supply from
First, when power supply from the
コンデンサCaの両端に発生した第2の制御電圧Vcc2は、ダイオードDcを介して位相検出回路1cの制御電源となる。
The second control voltage Vcc2 generated at both ends of the capacitor Ca serves as a control power source for the
位相検出回路1cは、図7に示すように、全波整流電圧Vdが印加される抵抗R41、ツェナダイオードZD41、抵抗R42の直列回路を備え、コンデンサC42が抵抗R42に並列接続している。さらに、トランジスタQ41のゲートが、ツェナダイオードZD41と抵抗R42との接続中点に接続している。トランジスタQ41のコレクタは、抵抗R43、ダイオードDcを介して、コンデンサCaの両端電圧Vcc(立ち上がり期間において、Vcc=Vcc2)に接続し、トランジスタQ41のエミッタは、回路グランドに接続する。また、トランジスタQ41のコレクタ−エミッタ間には、抵抗R44が接続されている。そして、トランジスタQ41のコレクタ電圧が、デューティ信号S1となる。
As shown in FIG. 7, the
この位相検出回路1cにおいて、全波整流電圧Vdが閾値Vt2未満である場合(図9参照)、トランジスタQ41がオフし、トランジスタQ41のコレクタ電圧が第2の制御電圧Vcc2になって、デューティ信号S1がHレベルになる。また、全波整流電圧Vdが閾値Vt2以上である場合(図9参照)、トランジスタQ41がオンし、トランジスタQ41のコレクタ電圧が略0Vになって、デューティ信号S1がLレベルになる。
In the
すなわち、位相検出回路1cは、立ち上がり期間において、第2の制御電源回路PS2が生成した第2の制御電圧Vcc2を用いてデューティ信号S1を生成する。そして、このデューティ信号S1を入力されたブリーダ回路1fはバイパス電流Ibを流す。調光器2の電源部4は、バイパス電流Ibを用いて制御電圧Vsを生成し、トライアックQ81を制御することで、商用電源10の電源電圧の導通角を可変とする位相制御を開始する。
That is, the
ブリーダ回路1fは、本来、バイパス電流IbによってトライアックQ81を安定動作させる機能を有している。そして、このブリーダ回路1fに、立ち上がり期間における調光器2の制御電源の生成機能を兼用させることによって、立ち上がり期間における調光器2の制御電源を簡易な構成で生成することができる。
The
さらに、第2の制御電圧Vcc2は、第4の制御電源回路PS4に入力され、第4の制御電源回路PS4は、第4の制御電圧Vcc4を生成して調光回路1dに供給する。
Further, the second control voltage Vcc2 is input to the fourth control power supply circuit PS4, and the fourth control power supply circuit PS4 generates the fourth control voltage Vcc4 and supplies it to the
調光回路1dは、図7に示す回路構成を備える。まず、FET素子Q51(第1のスイッチング素子)を入力段に備えており、FET素子Q51のゲートにデューティ信号S1が入力される。FET素子Q51のドレインは、抵抗R51を介して第4の制御電圧Vcc4が印加される。さらに、FET素子Q51のドレイン−ソース間には、抵抗R52,R53の直列回路が接続され、コンデンサC51(第1のコンデンサ)が抵抗R53に並列接続している。このFET素子Q51、抵抗R51,R52,R53、コンデンサC51が、1段目のRC充放電回路を構成している。
The
また、調光回路1dは、FET素子Q52(第1のスイッチング素子)も入力段に備えており、FET素子Q52のゲートにデューティ信号S1が入力される。FET素子Q52のドレインは、抵抗R54を介してコンデンサC51の両端電圧が印加される。さらに、FET素子Q52のドレイン−ソース間には、抵抗R55,R56の直列回路が接続され、コンデンサC52(第1のコンデンサ)が抵抗R56に並列接続している。このFET素子Q52、抵抗R54,R55,R56、コンデンサC52が、2段目のRC充放電回路を構成している。なお、オペアンプOP51,OP52の各電源も、第4の制御電圧が供給されている。
The
そして、電源電圧の導通角が減少し、デューティ信号S1のオンデューティ比が増加するにつれて(調光レベルが低下するにつれて)、コンデンサC51,C52の両端電圧は低下する。この電源電圧の導通角に対するコンデンサC52の両端電圧の変化は、上述の1段目および2段目のRC充放電回路によって、2次の多項式で表される曲線になる。なお、図7では、RC充放電回路を2段構成にしているが、RC充放電回路の段数を増やすことによって、電源電圧の導通角に対するコンデンサC52の両端電圧の変化は、より高次の多項式で表される。 Then, as the conduction angle of the power supply voltage decreases and the on-duty ratio of the duty signal S1 increases (as the dimming level decreases), the voltage across the capacitors C51 and C52 decreases. The change in the voltage across the capacitor C52 with respect to the conduction angle of the power supply voltage becomes a curve represented by a second-order polynomial by the first-stage and second-stage RC charge / discharge circuits described above. In FIG. 7, the RC charge / discharge circuit has a two-stage configuration, but by increasing the number of stages of the RC charge / discharge circuit, the change in the voltage across the capacitor C52 with respect to the conduction angle of the power supply voltage is higher order polynomial. It is represented by
次に、コンデンサC52の両端電圧は、オペアンプOP51、抵抗R57〜R60で構成される増幅回路で増幅される。オペアンプOP51は、コンデンサC52の両端電圧が抵抗R57を介して非反転入力に接続される。さらに、オペアンプOP51は、反転入力と回路グランドとの間に抵抗R59を接続し、反転入力と出力との間に抵抗R58を接続している。すなわち、オペアンプOP51は非反転増幅器として機能し、コンデンサC52の両端電圧を増幅した増幅信号を、抵抗R60を介して出力する。そして、オペアンプOP51の出力電圧は、オペアンプOP51の出力に抵抗R60を介して設けたツェナダイオードZD51によって、上限を制限される。すなわち、ツェナダイオードZD51を用いて、オペアンプOP51の出力電圧の上限を設定することによって、調光上限を決めている。 Next, the voltage between both ends of the capacitor C52 is amplified by an amplifier circuit including an operational amplifier OP51 and resistors R57 to R60. In the operational amplifier OP51, the voltage across the capacitor C52 is connected to the non-inverting input via the resistor R57. Further, in the operational amplifier OP51, a resistor R59 is connected between the inverting input and the circuit ground, and a resistor R58 is connected between the inverting input and the output. That is, the operational amplifier OP51 functions as a non-inverting amplifier, and outputs an amplified signal obtained by amplifying the voltage across the capacitor C52 through the resistor R60. The upper limit of the output voltage of the operational amplifier OP51 is limited by the Zener diode ZD51 provided to the output of the operational amplifier OP51 via the resistor R60. That is, the dimming upper limit is determined by setting the upper limit of the output voltage of the operational amplifier OP51 using the Zener diode ZD51.
次に、オペアンプOP51の出力電圧は、オペアンプOP52、抵抗R61〜R66で構成される減算回路に入力される。オペアンプOP51の出力電圧は、抵抗R61,R62の直列回路で分圧されて、オペアンプOP52の非反転入力に接続される。抵抗R63,R64の直列回路の両端間には、第4の制御電圧Vcc4が印加され、抵抗R63,R64の接続中点は、オペアンプOP52の反転入力に抵抗R65を介して接続される。さらに、オペアンプOP52の反転入力と出力との間に、抵抗R66を接続している。そして、オペアンプOP52の出力電圧は、オペアンプOP52が減算回路として機能することによって下限を制限されている。すなわち、オペアンプOP52の出力電圧の下限を設定することによって、調光下限を決めている。 Next, the output voltage of the operational amplifier OP51 is input to a subtraction circuit composed of an operational amplifier OP52 and resistors R61 to R66. The output voltage of the operational amplifier OP51 is divided by a series circuit of resistors R61 and R62 and connected to the non-inverting input of the operational amplifier OP52. The fourth control voltage Vcc4 is applied between both ends of the series circuit of the resistors R63 and R64, and the connection midpoint of the resistors R63 and R64 is connected to the inverting input of the operational amplifier OP52 via the resistor R65. Further, a resistor R66 is connected between the inverting input and the output of the operational amplifier OP52. The lower limit of the output voltage of the operational amplifier OP52 is limited by the operational amplifier OP52 functioning as a subtracting circuit. That is, the light control lower limit is determined by setting the lower limit of the output voltage of the operational amplifier OP52.
そして、オペアンプOP52の出力は、抵抗R67,R68の直列回路によって分圧され、抵抗R67,R68の接続中点の電圧が、目標信号S2となる。 The output of the operational amplifier OP52 is divided by a series circuit of resistors R67 and R68, and the voltage at the connection midpoint of the resistors R67 and R68 becomes the target signal S2.
ここで、デューティ信号S1の周波数は、商用電源10の商用周波数50Hz/60Hzの2倍である100Hz/120Hzとなる。したがって、調光回路1dのRC充放電回路に用いるコンデンサC51,C52は、数μF〜数10μF程度の比較的大きい容量が必要となる。
Here, the frequency of the duty signal S1 is 100 Hz / 120 Hz, which is twice the commercial frequency 50 Hz / 60 Hz of the
しかしながら、本実施形態では上述のように、1段目のRC充放電回路のコンデンサC51、2段目のRC充放電回路のコンデンサC52は、立ち上がり期間に、第2の制御電圧Vcc2から生成される第4の制御電圧Vcc4によって充電される。すなわち、第2の制御電圧Vcc2は、第4の制御電源回路PS4によって第4の制御電圧Vcc4に変換されて、立ち上がり期間におけるコンデンサC51,C52の充電にも用いられている。したがって、立ち上がり期間において、目標信号S2が生成されるまでの時間を短くでき、始動に要する時間を短くできる。特に、調光レベルが低く、電源電圧の導通角が短い場合であっても、コンデンサC51,C52の各充電に要する時間を短くできるため、効果的である。 However, in the present embodiment, as described above, the capacitor C51 of the first stage RC charge / discharge circuit and the capacitor C52 of the second stage RC charge / discharge circuit are generated from the second control voltage Vcc2 during the rising period. It is charged by the fourth control voltage Vcc4. That is, the second control voltage Vcc2 is converted to the fourth control voltage Vcc4 by the fourth control power supply circuit PS4, and is also used for charging the capacitors C51 and C52 during the rising period. Therefore, in the rising period, the time until the target signal S2 is generated can be shortened, and the time required for starting can be shortened. In particular, even when the dimming level is low and the conduction angle of the power supply voltage is short, the time required for charging the capacitors C51 and C52 can be shortened, which is effective.
そして、第4の制御電圧Vcc4は、ダイオードDfを介して出力フィードバック回路1eにも供給され、出力フィードバック回路1eは、第4の制御電圧Vcc4を用いて、目標信号S2に応じたフィードバック信号S3を出力する。
The fourth control voltage Vcc4 is also supplied to the
また、コンデンサCaの両端電圧Vcc(立ち上がり期間において、Vcc=Vcc2)は、制御回路K1の動作電源となって、制御回路K1が、スイッチング素子Q1のオン・オフ駆動を開始する。スイッチング素子Q1がスイッチング動作を開始すると、三次巻線N3に誘起電圧が発生し、第1の制御電源回路PS1が第1の制御電圧Vcc1を生成する。また、スイッチング素子Q1がスイッチング動作を開始すると、二次巻線N2に誘起電圧が発生し、第3の制御電源回路PS3が第3の制御電圧Vcc3を生成する。 The voltage Vcc across the capacitor Ca (Vcc = Vcc2 in the rising period) serves as an operation power supply for the control circuit K1, and the control circuit K1 starts to turn on / off the switching element Q1. When the switching element Q1 starts a switching operation, an induced voltage is generated in the tertiary winding N3, and the first control power supply circuit PS1 generates the first control voltage Vcc1. When the switching element Q1 starts a switching operation, an induced voltage is generated in the secondary winding N2, and the third control power supply circuit PS3 generates the third control voltage Vcc3.
すなわち、立ち上がり期間において、第1の制御電源回路PS1が第1の制御電圧Vcc1を生成する以前に、第2の制御電源回路PS2が第2の制御電圧Vcc2を生成している。したがって、発光素子点灯装置の立ち上がり期間におけるコンデンサCaの充電は、第2の制御電源回路PS2の第2の制御電圧Vcc2を用いる(Vcc=Vcc2)。そして、電力変換回路1bのスイッチング動作が開始され、第1の制御電圧Vcc1が第2の制御電圧Vcc2を上回ると、第1の制御電圧Vcc1によってコンデンサCaが充電される(Vcc=Vcc1)。したがって、立ち上がり期間において、コンデンサCaの充電時間を短縮することができ、始動に要する時間を短くすることができる。
That is, in the rising period, the second control power supply circuit PS2 generates the second control voltage Vcc2 before the first control power supply circuit PS1 generates the first control voltage Vcc1. Therefore, charging of the capacitor Ca during the rising period of the light emitting element lighting device uses the second control voltage Vcc2 of the second control power supply circuit PS2 (Vcc = Vcc2). When the switching operation of the
また、位相検出回路1cは、立ち上がり期間に供給される第2の制御電圧Vcc2からデューティ信号S1を生成しており、この構成によっても始動に要する時間を短くできる。
Further, the
また、調光回路1dは、立ち上がり期間に供給される第2の制御電圧Vcc2から生成したデューティ信号S1によって動作しており、この構成によっても始動に要する時間を短くできる。
Further, the
(2)発光素子点灯装置の定常動作期間(商用電源10から電力供給が開始されて、第1の制御電圧Vcc1が第2の制御電圧Vcc2を上回った後の期間)
定常動作期間の照明器具1は、第1の制御電源回路PS1が生成した第1の制御電圧Vcc1によって動作する。なお、立ち上がり期間から定常動作期間に切り替わるタイミング(第1の制御電圧Vcc1が第2の制御電圧Vcc2を上回るタイミング)は、光源部1hの点灯前、点灯後を問わない。
(2) Steady operation period of light-emitting element lighting device (period after power supply from
The
第1の制御電圧Vcc1は、第2の制御電圧Vcc2に比べて、高い電圧値に生成されている。したがって、スイッチング素子Q1がスイッチング動作を開始し、第1の制御電圧Vcc1が第2の制御電圧Vcc2を上回れば、第2の制御電源回路PS2によるコンデンサCaの充電は停止し、第1の制御電源回路PS1によってコンデンサCaが充電される。而して、コンデンサCaの両端電圧Vcc=Vcc1となる。 The first control voltage Vcc1 is generated at a higher voltage value than the second control voltage Vcc2. Therefore, when the switching element Q1 starts the switching operation and the first control voltage Vcc1 exceeds the second control voltage Vcc2, the charging of the capacitor Ca by the second control power supply circuit PS2 is stopped, and the first control power supply The capacitor Ca is charged by the circuit PS1. Thus, the voltage Vcc of the capacitor Ca is Vcc = Vcc1.
そして、第4の制御電源回路PS4は、ダイオードDcを介して供給される第1の制御電圧Vcc1を用いて、第4の制御電圧Vcc4を生成し、位相検出回路1cは、第1の制御電圧Vcc1を用いて、デューティ信号S1を生成する。また、第1の制御電圧Vcc1は、制御回路K1の動作電源となって、制御回路K1が、スイッチング素子Q1のオン・オフ駆動を継続する。
Then, the fourth control power supply circuit PS4 generates the fourth control voltage Vcc4 using the first control voltage Vcc1 supplied via the diode Dc, and the
このように、発光素子点灯装置の定常動作時において、照明器具1は、第2の制御電圧Vcc2より高い第1の制御電圧Vcc1を制御電源として用いる。そして、第1の制御電源回路PS1の入出力電圧の差分(入力電圧−出力電圧)は、第2の制御電源回路PS2の入出力電圧の差分より小さいので、第1の制御電圧Vcc1を制御電源として用いることによって、制御電圧生成時の損失を低減できる。
Thus, during the steady operation of the light-emitting element lighting device, the
なお、他の各部の動作は、(1)発光素子点灯装置の立ち上がり期間における動作と同様であり、説明は省略する。 The operations of the other parts are the same as (1) the operation during the rising period of the light-emitting element lighting device, and a description thereof will be omitted.
(3)発光素子点灯装置の停止時(商用電源10からの電力供給が遮断されるとき)
商用電源10から照明器具1および調光器2への電力供給が遮断されると、コンデンサCaは抵抗Raによって放電し、制御電圧Vccは瞬時に低下する。したがって、制御電圧Vccの放電時間は短時間となる。また、全波整流電圧Vdがゼロになるので、位相検出回路1cのトランジスタQ41はオフ状態となる。
(3) When the light emitting element lighting device is stopped (when power supply from the
When power supply from the
一方、第3の制御電源回路PS3は、電力変換回路1bの二次側のコンデンサC2の残留電荷によって、第3の制御電圧Vcc3を生成する。そして、この第3の制御電圧Vcc3が、ダイオードDdを介して、調光回路1dのFET素子Q51,Q52の各ゲートに印加され、FET素子Q51,Q52がオンする。したがって、調光回路1dのコンデンサC51の電荷は、抵抗R52、FET素子Q51を介して放電する。さらに、調光回路1dのコンデンサC52の電荷は、抵抗R55、FET素子Q52を介して放電する。
On the other hand, the third control power supply circuit PS3 generates the third control voltage Vcc3 by the residual charge of the capacitor C2 on the secondary side of the
而して、電力供給の遮断後、コンデンサC51,C52の各電荷が短時間のうちに放電される。したがって、消灯から再始動までの時間間隔が短い場合であっても、コンデンサC51,C52の残留電荷は少ないので、再始動時の調光レベルが必要以上に高くなって、光出力が一時的に大きくなる始動光飛び出しという現象が抑制される。 Thus, after the power supply is cut off, the electric charges of the capacitors C51 and C52 are discharged within a short time. Therefore, even when the time interval from turn-off to restart is short, the residual charge of the capacitors C51 and C52 is small, so that the dimming level at the time of restart becomes higher than necessary, and the light output is temporarily reduced. The phenomenon of starting light jumping out is suppressed.
なお、コンデンサC51の電荷は抵抗R53を介しても放電され、コンデンサC52の電荷は抵抗R56を介しても放電される。しかしながら、抵抗R53の抵抗値は、抵抗R52の抵抗値に比べて大きく、抵抗R56の抵抗値は、抵抗R55の抵抗値に比べて大きいため、抵抗R53,R56を介した各放電量は、抵抗R52,R55を介した各放電量より小さい。すなわち、発光素子点灯装置の停止時にFET素子Q51,Q52を介した放電経路が生成されることは、コンデンサC51,C52の各放電時間を短縮するために効果的な構成となり、この効果は、RC充放電回路の段数が多いほど有効になる。 Note that the charge of the capacitor C51 is also discharged through the resistor R53, and the charge of the capacitor C52 is discharged through the resistor R56. However, since the resistance value of the resistor R53 is larger than the resistance value of the resistor R52, and the resistance value of the resistor R56 is larger than the resistance value of the resistor R55, each discharge amount through the resistors R53 and R56 is a resistance value. It is smaller than each discharge amount via R52 and R55. That is, the generation of the discharge path through the FET elements Q51 and Q52 when the light emitting element lighting device is stopped is an effective configuration for shortening the discharge time of the capacitors C51 and C52. The greater the number of stages of the charge / discharge circuit, the more effective.
さらに、第3の制御電圧Vcc3は、ダイオードDeを介して出力フィードバック回路1eにも供給される。
Further, the third control voltage Vcc3 is also supplied to the
上述のように、第1〜第4の制御電源回路PS1〜PS4が生成する制御電圧Vcc1〜Vcc4によって、本発光素子点灯装置が始動、動作、停止する。 As described above, the light emitting element lighting device is started, operated, and stopped by the control voltages Vcc1 to Vcc4 generated by the first to fourth control power supply circuits PS1 to PS4.
次に、図11は、調光回路1dによる調光特性を示す調光カーブであり、電源電圧の導通角と負荷電流との関係を示す。なお、図11では、トリガ信号の立ち上がり時の位相角α(図10参照)に負荷電流を対応させている。
Next, FIG. 11 is a dimming curve showing the dimming characteristics of the
この調光カーブの位相角α1〜α2の領域において、負荷電流は、位相角αが大きくなるにつれて曲線状に低減しており、この曲線は、2次の多項式で表される。すなわち、位相角αが大きくなるにつれて(導通角が短くなるにつれて)、調光カーブが低下する傾きが小さくなる。したがって、直線的な調光制御とするのではなく、調光レベルが高い領域では光出力の変化を急にして、調光レベルが低い領域では、ノイズによるチラツキを人の目が認識できない程度に光出力の変化を緩くすることによって、自然な減光特性を実現している。特に、調光レベルが低いときに(位相角が小さいときに)、細やかな調光制御が可能となり、さらには調光レベルの変化に対する人の目の違和感を抑制して、自然な調光変化を実現できる。 In the region of the phase angle α1 to α2 of the dimming curve, the load current decreases in a curved shape as the phase angle α increases, and this curve is represented by a quadratic polynomial. That is, as the phase angle α increases (as the conduction angle decreases), the slope at which the dimming curve decreases decreases. Therefore, instead of using linear dimming control, the light output changes suddenly in areas where the dimming level is high, and in areas where the dimming level is low, flickering caused by noise cannot be recognized by human eyes. By reducing the change in light output, natural dimming characteristics are realized. In particular, when the dimming level is low (when the phase angle is small), fine dimming control is possible, and the natural dimming change is suppressed by suppressing the discomfort of the human eye against the change in dimming level. Can be realized.
なお、図11では、位相角α1以上、位相角α2以下の領域において、負荷電流は、2次の多項式で表される曲線に沿って変化しているが、この曲線は、人間の目の感度に合わせたLOGスケールで表される曲線、またはこれに近い特性を示す曲線であってもよい。また、調光レベルが低い領域におけるノイズによるチラツキを許容する場合であれば、位相角α1以上、位相角α2以下の領域の調光特性を直線で表してもよい。 In FIG. 11, in the region where the phase angle is α1 or more and the phase angle α2 or less, the load current changes along a curve represented by a quadratic polynomial. This curve shows the sensitivity of the human eye. It may be a curve represented by a LOG scale adapted to the above or a curve showing characteristics close to this. If the flicker due to noise is allowed in a region where the light control level is low, the light control characteristic of the region having the phase angle α1 or more and the phase angle α2 or less may be represented by a straight line.
また、調光回路1dは、ツェナダイオードZD51を用いて、オペアンプOP51の出力電圧の上限を設定することによって、位相角0°〜α1の領域(導通角が大きい領域)で、負荷電流の上限を一定の最大値Imaxに設定している。
Further, the
さらに、調光回路1dは、オペアンプOP52の出力電圧の下限を設定することによって、位相角α2〜180°の領域(導通角が小さい領域)で、負荷電流の下限を一定の最小値Iminに設定している。
Furthermore, the
また、本実施形態の照明器具1の調光方式では、スイッチング素子Q1のオン・オフにより光源部1hを調光しているが、光源部1hに流れる電流を可変することにより調光を行う回路構成でも同様の効果を奏することはいうまでもない。
In the dimming method of the
また、光源部1hに用いるLED素子、有機EL素子は、従来の放電灯と異なり、特に始動性、再始動性が求められるものであり、上述のように始動、再始動に要する時間を短くする構成は有効な手段となる。
The LED element and the organic EL element used for the
また、本実施形態では、光源部1hとしてLED素子または有機EL素子を用いているが、これに限定される必要はなく、他の固体発光素子を光源部1hに用いてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the LED element or the organic EL element is used as the
(実施形態2)
図12は、発光素子点灯装置の立ち上がり期間および停止時において、調光回路1dのコンデンサC51,C52の充放電を行う別の形態を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 12 shows another form in which the capacitors C51 and C52 of the
まず、第2の制御電源回路PS2が生成する第2の制御電圧Vcc2は、スイッチSW1を介してコンデンサC51,C52の各正極に接続される。さらに、コンデンサC51,C52の各正極は、スイッチSW2を介して回路グランドに接続される。そして、スイッチ制御回路K90が、スイッチSW1,SW2のオン・オフ動作を制御する。スイッチ制御回路K90は、マイクロコンピュータ等で構成され、第2の制御電圧Vcc2と、ダイオードDc,Ddの各カソードの接続点の電圧(位相検出回路1cの制御電源)とを監視している。なお、スイッチ制御回路K90は、制御電圧Vccを動作電源として用いる。
First, the second control voltage Vcc2 generated by the second control power supply circuit PS2 is connected to the positive electrodes of the capacitors C51 and C52 via the switch SW1. Further, the positive electrodes of the capacitors C51 and C52 are connected to the circuit ground via the switch SW2. The switch control circuit K90 controls the on / off operation of the switches SW1 and SW2. The switch control circuit K90 is composed of a microcomputer or the like, and monitors the second control voltage Vcc2 and the voltage at the connection point between the cathodes of the diodes Dc and Dd (control power supply for the
まず、発光素子点灯装置に商用電力が供給されていない初期状態において、スイッチSW1,SW2はともにオフしている。 First, in an initial state where commercial power is not supplied to the light emitting element lighting device, both the switches SW1 and SW2 are turned off.
そして、立ち上がり期間では、位相検出回路1cの制御電源として、ダイオードDcを介して制御電圧Vcc(この時点で、第2の制御電圧Vcc2)が供給される。そして、スイッチ制御回路K90は、第2の制御電圧Vcc2の立ち上がりを検出すると、スイッチSW1をオンして、第2の制御電圧Vcc2でコンデンサC51,C52を充電する。したがって、立ち上がり期間には、第4の制御電圧Vcc4だけでなく、第2の制御電圧Vcc2も併用して、コンデンサC51,C52の充電を行うので、始動時間のさらなる短縮を図ることができる。
In the rising period, the control voltage Vcc (the second control voltage Vcc2 at this time) is supplied via the diode Dc as the control power supply for the
そして、制御電圧Vccが第2の制御電圧Vcc2から第1の制御電圧Vcc1に切り替わるとき、スイッチ制御回路K90は、制御電圧Vccが第2の制御電圧Vcc2を上回った後にスイッチSW1をオフし、スイッチSW1,SW2ともにオフ状態とする(発光素子点灯装置の定常動作時)。 When the control voltage Vcc is switched from the second control voltage Vcc2 to the first control voltage Vcc1, the switch control circuit K90 turns off the switch SW1 after the control voltage Vcc exceeds the second control voltage Vcc2, and the switch Both SW1 and SW2 are turned off (during steady operation of the light emitting element lighting device).
次に、停止時においては、制御電圧Vccが低下し、位相検出回路1cの制御電源として、ダイオードDdを介して第3の制御電圧Vcc3(Vcc3<Vcc2<Vcc1)が供給される。そして、位相検出回路1cの制御電源が、第1の制御電圧Vcc1から第3の制御電圧Vcc3にまで低下すると、スイッチ制御回路K90はスイッチSW2をオンし、コンデンサC51,C52を放電させる。したがって、停止時には、FET素子Q51,Q52だけでなく、スイッチSW2も併用して、コンデンサC51,C52の放電を行うので、停止時におけるコンデンサC51,C52の放電時間のさらなる短縮を図ることができる。
Next, at the time of stop, the control voltage Vcc is lowered, and the third control voltage Vcc3 (Vcc3 <Vcc2 <Vcc1) is supplied via the diode Dd as the control power supply for the
なお、他の構成は実施形態1と同様であり、説明は省略する。 Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
1 照明器具
2 調光器
3 調光制御部
10 商用電源(交流電源)
1b 電力変換回路
1c 位相検出回路
1d 調光回路
1e 出力フィードバック回路
1h 光源部
PS1 第1の制御電源回路
PS2 第2の制御電源回路
Q81 トライアック(双方向スイッチング素子)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電力変換回路と前記交流電源との直列回路に直列接続されて自己保持機能を有する双方向スイッチング素子と、
前記双方向スイッチング素子がオンする位相角を制御することで前記交流電源の交流電圧の導通角を可変とする位相制御を行う調光制御部と、
前記交流電圧の導通角に応じたデューティ比に設定した2値のデューティ信号を生成する位相検出回路と、
前記デューティ信号の値に応じて充電と放電とが切り替えられる第1のコンデンサを具備して、この第1のコンデンサの電圧に応じて、前記光源部に流れる負荷電流の目標値を設定した目標信号を生成する調光回路と、
前記負荷電流と前記目標信号とを比較して、前記電力変換回路が供給する前記点灯電力を調整する出力フィードバック回路と、
前記交流電源からの電力供給が開始されてから所定時間が経過した後の定常動作期間において前記電力変換回路を動作させるための第1の制御電圧を生成する第1の制御電源回路と、
前記交流電源からの電力供給が開始されてから前記所定時間が経過するまでの立ち上がり期間において前記電力変換回路の動作を開始させ、且つ少なくとも前記立ち上がり期間において前記第1のコンデンサを充電するための第2の制御電圧を、前記電力変換回路の入力電圧を用いて生成する第2の制御電源回路と
を備える
ことを特徴とする発光素子点灯装置。 A power conversion circuit that supplies power supplied from an AC power source as input and supplies lighting power to a light source unit composed of light emitting elements;
A bidirectional switching element connected in series to a series circuit of the power conversion circuit and the AC power supply and having a self-holding function;
A dimming control unit that performs phase control to vary the conduction angle of the AC voltage of the AC power supply by controlling the phase angle at which the bidirectional switching element is turned on;
A phase detection circuit that generates a binary duty signal set to a duty ratio according to the conduction angle of the AC voltage;
A target signal including a first capacitor that can be switched between charging and discharging according to the value of the duty signal, and setting a target value of the load current flowing through the light source unit according to the voltage of the first capacitor. A dimming circuit for generating
An output feedback circuit for comparing the load current and the target signal and adjusting the lighting power supplied by the power conversion circuit;
A first control power supply circuit that generates a first control voltage for operating the power conversion circuit in a steady operation period after a predetermined time has elapsed since the start of power supply from the AC power supply;
First operation for starting the operation of the power conversion circuit in the rising period from when the power supply from the AC power supply is started until the predetermined time elapses, and charging the first capacitor at least in the rising period And a second control power supply circuit that generates the control voltage of 2 using the input voltage of the power conversion circuit.
前記第2のコンデンサの電圧から第3の制御電圧を生成する第3の制御電源回路と、
前記第1のコンデンサの放電経路を形成する第1のスイッチング素子とを備え、
前記電力変換回路を動作状態から停止状態に切り替えた場合、前記第1のスイッチング素子は、前記第3の制御電圧によってオンする
ことを特徴とする請求項1記載の発光素子点灯装置。 A second capacitor connected between the output terminals of the power conversion circuit;
A third control power circuit for generating a third control voltage from the voltage of the second capacitor;
A first switching element that forms a discharge path of the first capacitor,
The light-emitting element lighting device according to claim 1, wherein when the power conversion circuit is switched from an operating state to a stopped state, the first switching element is turned on by the third control voltage.
前記第1の制御電源回路は、前記一次巻線に供給される電流を前記第2のスイッチング素子が導通・遮断することによって前記三次巻線に誘起される電圧を用いて、前記第2の制御電圧より高い前記第1の制御電圧を生成し、
前記第1のコンデンサは、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回るまで、前記第2の制御電圧によって充電され、前記第1の制御電圧が前記第2の制御電圧を上回った後、前記第1の制御電圧によって充電される
ことを特徴とする請求項1または2記載の発光素子点灯装置。 The power conversion circuit includes a transformer having a primary winding, a secondary winding, and a tertiary winding, and a second switching element that conducts and cuts off a current supplied from the AC power source to the primary winding, The second switching element conducts and cuts off the current supplied to the primary winding, thereby supplying the lighting power from the secondary winding,
The first control power supply circuit uses the voltage induced in the tertiary winding by the second switching element to conduct / cut off the current supplied to the primary winding, and the second control power circuit Generating the first control voltage higher than the voltage;
The first capacitor is charged by the second control voltage until the first control voltage exceeds the second control voltage, and the first control voltage exceeds the second control voltage. After that, the light emitting element lighting device according to claim 1, wherein the light emitting element lighting device is charged by the first control voltage.
前記交流電圧の導通角と前記負荷電流との関係を示す調光カーブは、前記導通角が短くなるにつれて前記負荷電流を低下させる傾きが小さくなる曲線に沿って変化する
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の発光素子点灯装置。 The dimming control unit continuously supplies a trigger signal for turning on the bidirectional switching element for a predetermined period of time during which the bidirectional switching element is conducted,
The dimming curve indicating the relationship between the conduction angle of the AC voltage and the load current changes along a curve in which the slope that decreases the load current decreases as the conduction angle decreases. The light emitting element lighting device according to any one of 1 to 4.
発光素子で構成される光源部と、
前記交流電源から供給される電力を入力として前記光源部に点灯電力を供給する電力変換回路と、
前記交流電圧の導通角に応じたデューティ比に設定した2値のデューティ信号を生成する位相検出回路と、
前記デューティ信号の値に応じて充電と放電とが切り替えられる第1のコンデンサを具備して、この第1のコンデンサの電圧に応じて、前記光源部に流れる負荷電流の目標値を設定した目標信号を生成する調光回路と、
前記負荷電流と前記目標信号とを比較して、前記電力変換回路が供給する前記点灯電力を調整する出力フィードバック回路と、
前記交流電源からの電力供給が開始されてから所定時間が経過した後の定常動作期間において前記電力変換回路を動作させるための第1の制御電圧を生成する第1の制御電源回路と、
前記交流電源からの電力供給が開始されてから前記所定時間が経過するまでの立ち上がり期間において前記電力変換回路の動作を開始させ、且つ少なくとも前記立ち上がり期間において前記第1のコンデンサを充電するための第2の制御電圧を、前記電力変換回路の入力電圧を用いて生成する第2の制御電源回路とを備える
ことを特徴とする照明器具。 By phase control that is connected in series to an AC power source and a bidirectional switching element having a self-holding function, and that controls the phase angle at which the bidirectional switching element is turned on, thereby making the conduction angle of the AC voltage of the AC power source variable. A dimmable lighting fixture,
A light source unit composed of light emitting elements;
A power conversion circuit for supplying lighting power to the light source unit with power supplied from the AC power supply as an input;
A phase detection circuit that generates a binary duty signal set to a duty ratio according to the conduction angle of the AC voltage;
A target signal including a first capacitor that can be switched between charging and discharging according to the value of the duty signal, and setting a target value of the load current flowing through the light source unit according to the voltage of the first capacitor. A dimming circuit for generating
An output feedback circuit for comparing the load current and the target signal and adjusting the lighting power supplied by the power conversion circuit;
A first control power supply circuit that generates a first control voltage for operating the power conversion circuit in a steady operation period after a predetermined time has elapsed since the start of power supply from the AC power supply;
First operation for starting the operation of the power conversion circuit in the rising period from when the power supply from the AC power supply is started until the predetermined time elapses, and charging the first capacitor at least in the rising period And a second control power supply circuit that generates the control voltage of 2 using the input voltage of the power conversion circuit.
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