JP2014135241A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源を点灯させる照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that turns on a light source.
発光ダイオード(LED)は、蛍光ランプに比べ、点灯までの時間が短い(即時点灯)、小型で軽量、紫外線の出射が少ない等のメリットがある。前記LEDランプを備えた照明装置は、スイッチング素子、コイル、平滑コンデンサ等の素子を含み、直流を供給する回路(例えば、DC/DCコンバータ等)を備えている。このような、照明装置では、前記直流を供給する回路(に含まれる素子)の安定動作を保証するため、動作限界温度が決められている場合が多い。 Light emitting diodes (LEDs) have advantages such as shorter time to lighting (immediate lighting), small size and light weight, and less emission of ultraviolet rays compared to fluorescent lamps. The lighting device including the LED lamp includes elements such as a switching element, a coil, and a smoothing capacitor, and includes a circuit (for example, a DC / DC converter) that supplies direct current. In such an illuminating device, an operation limit temperature is often determined in order to guarantee a stable operation of the circuit that supplies the direct current.
一方で、LEDが上述のような特徴を有していることから、倉庫等に用いられることが多くなっており、食品等を保管するための冷凍倉庫に用いられることも増えている。前記冷凍倉庫は、前記動作限界温度の下限よりも低い低温環境下(極低温環境と称する)であることが多い。このような極低温環境下では、前記コイルの能力が低下したり、安定して動作できなくなったりする。このように、前記コイルが正確に動作しなくなると、LEDランプに供給される電力が不安定になり、前記LEDランプの点灯が不安定になったり、点灯しなかったりする。 On the other hand, since the LED has the above-described characteristics, it is frequently used in a warehouse or the like, and is increasingly used in a freezer warehouse for storing food or the like. The frozen warehouse is often in a low temperature environment (referred to as a cryogenic environment) lower than the lower limit of the operation limit temperature. Under such an extremely low temperature environment, the ability of the coil may be reduced or the coil may not operate stably. As described above, when the coil does not operate correctly, the power supplied to the LED lamp becomes unstable, and the lighting of the LED lamp becomes unstable or does not light.
そこで、特開2011−254796号公報の照明用LED搭載電気回路基板は、LEDランプを備えた照明装置を上述の動作限界温度以下の温度環境下で使用するため、直流を供給する回路が形成されている電気回路基板を加熱するための電気ヒーターを取り付けている。 In view of this, the LED-equipped electric circuit board for illumination disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-254796 uses a lighting device equipped with an LED lamp in a temperature environment equal to or lower than the above-described operating temperature limit. There is an electric heater for heating the electric circuit board.
このような、照明用LED搭載電気回路基板では、前記電気ヒーターで前記電気回路基板、すなわち、低温環境下の動作が安定しにくい回路(素子)を動作限界温度以上まで加熱している。これにより、前記LEDに精度の高い直流を供給することができ、前記LEDランプの安定点灯が可能である。 In such an illumination LED-mounted electric circuit board, the electric heater heats the electric circuit board, that is, a circuit (element) whose operation in a low-temperature environment is difficult to stabilize to an operating limit temperature or higher. Thereby, the direct current with high accuracy can be supplied to the LED, and the LED lamp can be stably lit.
しかしながら、特開2011−254796号公報に記載の構成では、回路基板を加熱するための電気ヒーターが必要であり、構成が複雑になるとともに、電気ヒーターを駆動するための電力が必要となり、全体として消費電力が多くなってしまう。 However, in the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-254796, an electric heater for heating the circuit board is required, the configuration becomes complicated, and electric power for driving the electric heater is required. Power consumption will increase.
また、前記電気ヒーターで回路基板を動作限界温度以上まで加熱するには、一定の時間が必要であり、その間、LEDの点灯が行われない。そのため、このような照明装置では、LEDランプの即時点灯ができず、利便性が悪い。 Further, in order to heat the circuit board to the operation limit temperature or more with the electric heater, a certain time is required, and the LED is not turned on during that time. Therefore, in such a lighting device, the LED lamp cannot be turned on immediately, which is not convenient.
そこで本発明は、簡単な構成を有し照明光を安定して照射できるとともに、低温環境下であっても、駆動開始直後より照明光を照射できる照明装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an illuminating device that has a simple configuration and can irradiate illumination light stably and can irradiate illumination light immediately after the start of driving even in a low temperature environment.
上記目的を達成するため本発明は、直流の電力を供給する供給回路と、前記供給回路からの電力を変換し定電流を光源に供給する第1回路と、前記供給回路からの電力を前記光源に供給する第2回路と、前記供給回路と、前記第1回路又は前記第2回路のいずれか一方とを接続する切替器とを備えた照明装置であって、前記切替器は、前記第1回路に含まれる素子の温度が予め決められた設定温度よりも低いとき、前記供給回路を前記第2回路に接続することを特徴とする照明装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a supply circuit for supplying DC power, a first circuit for converting power from the supply circuit and supplying a constant current to a light source, and supplying power from the supply circuit to the light source. A lighting device comprising: a second circuit that supplies the first circuit; and a switch that connects the supply circuit to either the first circuit or the second circuit. When the temperature of an element included in the circuit is lower than a predetermined set temperature, the lighting device is characterized in that the supply circuit is connected to the second circuit.
この構成によると、第1回路に含まれる素子の動作が不安定な間は、第2回路を利用して光源に電力を供給し、素子が安定する程度に加温された後は、定電流を供給できる第1回路を利用する。これにより、素子が安定動作するまで光源に電力を供給しない従来の照明装置に対し、第2回路を利用することで即時点灯を行うことができる。また、素子が安定動作可能となった後は、定電流を出力する第1回路を利用するので、照明のちらつきを抑えることが可能である。 According to this configuration, while the operation of the element included in the first circuit is unstable, power is supplied to the light source using the second circuit, and after the element is heated to a stable level, a constant current is supplied. The first circuit that can supply the power is used. Thereby, it is possible to immediately turn on the conventional lighting device that does not supply power to the light source until the element stably operates by using the second circuit. In addition, after the element can be stably operated, the first circuit that outputs a constant current is used, so that flickering of illumination can be suppressed.
本発明によると、簡単な構成を有し照明光を安定して照射できるとともに、低温環境下であっても、駆動開始直後より照明光を照射できる照明装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an illuminating device that has a simple configuration and can irradiate illumination light stably and can irradiate illumination light immediately after the start of driving even in a low temperature environment.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明にかかる照明装置の一例の回路図であり、図2は本発明にかかる照明装置の一例の断面図である。図1に示す照明装置Aは、第1回路1と、第2回路2と、LEDランプ3と、整流回路4と、切替器5とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of an example of a lighting device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of a lighting device according to the present invention. The illumination device A shown in FIG. 1 includes a first circuit 1, a
照明装置Aは、外部の交流電源Psより交流の電力が供給されており、整流回路4を用いて、交流を直流に整流している。整流回路4は、交流を直流(脈流)に変換する回路であり、電力を供給する供給回路として利用されている。なお、照明装置Aでは、整流回路4として全波整流を行うダイオードブリッジを用いているが、これには限定されない。 The illuminating device A is supplied with AC power from an external AC power supply Ps, and uses the rectifier circuit 4 to rectify AC to DC. The rectifier circuit 4 is a circuit that converts alternating current into direct current (pulsating flow), and is used as a supply circuit that supplies electric power. In the lighting device A, a diode bridge that performs full-wave rectification is used as the rectifier circuit 4, but is not limited thereto.
整流回路4は高電圧側の端子と、低電圧側の端子とを備えている。図1に示すように、低電圧側の端子が接地されている。そのため、照明装置Aの整流回路4において、低電圧側の端子はマイナス端子、高電圧側の端子はプラス端子となっている。そして、高電圧側の端子は、切替器5に接続されており、高電圧側の端子より整流回路4で整流された直流(入力電流)が切替器5に入力する。 The rectifier circuit 4 includes a high voltage side terminal and a low voltage side terminal. As shown in FIG. 1, the terminal on the low voltage side is grounded. Therefore, in the rectifier circuit 4 of the lighting device A, the low voltage side terminal is a minus terminal and the high voltage side terminal is a plus terminal. The high voltage side terminal is connected to the switch 5, and the direct current (input current) rectified by the rectifier circuit 4 from the high voltage side terminal is input to the switch 5.
切替器5は、1個の入力接点50と、2個の出力接点(第1出力接点51、第2出力接点52)と、切替片53とを有している。切替器5の入力接点50は、整流回路4の高電圧側の端子と接続されている。第1出力接点51が、第1回路1(ここでは、後述するスイッチング素子11)と接続されており、第2出力接点52が、第2回路2(ここでは、後述する抵抗器21)と接続される。
The switch 5 has one
切替片53は、一端が入力接点50に固定されている。切替片53は、異なる線膨張係数の部材を貼り合せたバイメタルを有する部材であり、導電性を有している。切替片53は温度によって変形方向が異なるものであり、切替片53の他端は、第1出力接点51又は第2出力接点52のいずれか一方と導通可能に接触する。切替器5は、温度によって入力接点50と、第1出力接点51又は第2出力接点52とを導通状態にする、いわゆる、温度スイッチである。
One end of the
図1に示すように、第1回路1及び第2回路2はともに、LEDランプ3の正極端子に接続されており、ともにLEDランプ3に電流(供給電流)を供給するための回路である。各回路の詳細については、後述する。照明装置Aにおいて、LEDランプ3は、複数個のLED(光源)を直列に接続した灯具である。LEDは通電と同時に点灯する(即時点灯する)素子であり、LEDランプ3も即時点灯に対応した灯具である。なお、LEDランプ3として、複数個のLEDを直列に接続したものとしているが、これに限定されるものではなく、複数個のLEDを直列に接続したLED群を並列に接続した構成のものであってもよい。
As shown in FIG. 1, both the first circuit 1 and the
第1回路1は、整流回路4から出力された直流(脈流)を、LEDランプ3を安定して点灯させることができる電流に変換する変換回路(DC/DCコンバータ)である。図1に示すように、第1回路1は、スイッチング素子11、コイル12、平滑コンデンサ13、ダイオード14及びスイッチングドライバ15を備えている。
The first circuit 1 is a conversion circuit (DC / DC converter) that converts a direct current (pulsating flow) output from the rectifier circuit 4 into a current that can light the
第1回路1では、スイッチング素子11としてn型のMOSFETを用いているが、これに限定されるものではなく、スイッチング動作を行うことができる素子(例えば、バイポーラトランジスタ、IGBT等)を広く採用することが可能である。 In the first circuit 1, an n-type MOSFET is used as the switching element 11. However, the present invention is not limited to this, and elements that can perform a switching operation (for example, bipolar transistors, IGBTs, etc.) are widely used. It is possible.
図1に示すように、第1回路1において、スイッチング素子11とコイル12とが直列に接続されている。スイッチング素子11は、ドレインが切替器5の第1出力接点51と接続され、ソースがコイル12と接続されている。また、スイッチング素子11とコイル12との接続点には、ダイオード14のカソードが接続されている。
As shown in FIG. 1, in the first circuit 1, a switching element 11 and a
そして、スイッチング素子11のゲートはスイッチングドライバ15に接続されている。スイッチング素子11のゲートにはスイッチングドライバ15からのスイッチング制御信号(例えば、PWM信号)が入力されている。スイッチング制御信号は、Highレベル又はLowレベルのパルス信号である。スイッチング素子11は、スイッチング制御信号がHighレベルのとき、ドレイン−ソース間に電流(電気)が流れる(ONになる)。逆に、スイッチング素子11は、スイッチング制御信号がLowレベルのとき、ドレイン−ソース間に電流(電気)が流れない(OFFになる)。スイッチング素子11は、スイッチングドライバ15からのスイッチング制御信号に基づいてON/OFF制御される。
The gate of the switching element 11 is connected to the switching
コイル12のスイッチング素子11と反対側(出力側)の接点は、LEDランプ3の正極端子に接続される。そして、LEDランプ3の負極端子は、整流回路4の低電圧側の端子(マイナス端子)に接続されている。
The contact on the opposite side (output side) of the
平滑コンデンサ13はLEDランプ3と並列に接続されている。すなわち、平滑コンデンサ13の一方の端子はコイル12の出力側とLEDランプ3の正極端子とを接続する配線に接続されており、他方の端子はLEDランプ3の負極端子と整流回路4の低電圧側の端子とを接続する配線に接続されている。平滑コンデンサ13は、コイル12から出力された供給電流の脈動成分(リップル)を取り除くことができる素子である。
The smoothing
ダイオード14のアノードは、LEDランプ3の負極端子と整流回路4の低電圧側の端子とを接続する配線のコンデンサ3との接続点よりも整流回路4に近い部分に接続されている。
The anode of the
第1回路1では、スイッチング素子11がONのとき、整流回路4からの入力電流が流れる。このとき、ダイオード14のカソード側がアノード側に対して高電圧(逆電圧状態)になるため、ダイオード14に電流は流れない。スイッチング素子11を通過した電流はコイル12を通過し、LEDランプ3に向けて流れる。コイル12には、整流回路4からの入力電流によってエネルギが蓄積される。
In the first circuit 1, the input current from the rectifier circuit 4 flows when the switching element 11 is ON. At this time, since the cathode side of the
スイッチング素子11がOFFになると、整流回路4からの入力電流がスイッチング素子11で遮断される。これにより、ダイオード14は、逆電圧状態が解消され導通状態になる。また、スイッチング素子11がOFFになると、コイル12には、電流が供給されなくなるため、コイル12は蓄積したエネルギを供給電流としてLEDランプ3に向けて放出する。LEDランプ3より出射された電流は、ダイオード14を通り、コイル12に戻る。
When the switching element 11 is turned off, the input current from the rectifier circuit 4 is blocked by the switching element 11. Thereby, the reverse voltage state is eliminated and the
第1回路1では、スイッチング素子11のON/OFFを繰り返すことで、以上のような電流の流れを繰り返し、整流回路4からの入力電流の電圧を下げ(降圧し)ている。第1回路1では、さらに、平滑コンデンサ13を用いることで、リップルを取り除き又は低減した(平滑な)供給電流をLEDランプ3に供給している。
In the first circuit 1, by repeating ON / OFF of the switching element 11, the above current flow is repeated, and the voltage of the input current from the rectifier circuit 4 is lowered (stepped down). In the first circuit 1, the smoothing
第1回路1から平滑な供給電流が供給されることで、LEDランプ3は一定の輝度で点灯する。平滑化された直流の電流は、ノイズ等の外乱の影響を受けにくく、このことから、LEDランプ3の輝度のばらつきや点灯不良等を抑制することができる。なお、LEDランプ3に供給される供給電流の電流値(電圧値)は、スイッチング素子11の動作周波数とON時間の割合で決定することができる。そのため、第1回路1は供給電流の電流値を調整し、LEDランプ3の輝度を調整する(調光する)ことが可能である。
When a smooth supply current is supplied from the first circuit 1, the
LEDランプ3を備えた照明装置Aは、食品、薬品等の物品を低温環境下で保管する冷凍倉庫にも用いられている。冷凍倉庫は、物品の劣化や化学反応を抑えるため、庫内温度が極めて低温(例えば、氷点下60℃以下、極低温環境と称する)に設定されているものもある。
The illuminating device A provided with the
第1回路1には、コイル12や平滑コンデンサ13等、安定動作する(安定動作が保証されている)温度の下限が氷点下40℃程度である素子が用いられており、上述の冷凍倉庫のような極低温環境下では安定動作しにくい場合がある。そのため、このような素子を含む第1回路1を極低温環境で駆動した場合、LEDランプ3が即時点灯しなかったり、輝度がばらついたりして、照明装置Aの品質低下の原因となる場合がある。
The first circuit 1 uses elements such as the
そこで、図1に示すように、本発明の照明装置Aでは、第1回路1と並列に配置された(換言すると、第1回路1をバイパスした)第2回路2を備えている。照明装置Aでは、切替器5によって、整流回路4で整流された入力電流を第1回路1又は第2回路2のいずれかに流す構成となっており、第2回路2は、切替器の第2出力接点52に接続されている。
Therefore, as shown in FIG. 1, the lighting device A of the present invention includes a
第2回路2は、抵抗器21を備えており、抵抗器21の一方の端子が切替器5の第2出力接点52と、他方の端子がLEDランプ3の正極端子と接続されている。つまり、第2出力接点52とLEDランプ3とは、抵抗器21を介して接続されている。この抵抗器21は、整流回路4からの入力電流(電圧)の最大値を、LEDランプ3が許容する電流値(電圧値)を超えないようにするための抵抗である。すなわち、抵抗器21は、LEDランプ3に過電流が流れる(過電圧が印加される)のを抑制し、LEDランプ3の劣化や破損を抑制している。抵抗器21は極低温環境下でも動作が安定している素子であり、これにより、第2回路2は、極低温環境下でも、安定した動作を行うことが可能となっている。なお、整流回路4でからの入力電流(電圧)が、LEDランプ3の定格に収まるものの場合、抵抗器21を省略してもよい。
The
切替器5は、上述したとおり温度スイッチである。切替器5は、切替器5(ここでは、切替片53)の温度が設定温度以下のとき、切替片53が第2出力接点52と接触し、設定温度よりも高いとき切替片53が第1出力接点51と接触する。すなわち、照明装置Aは、設定温度以下の場合、第2回路2を介して供給電流がLEDランプ3に供給され、設定温度よりも高い場合、第1回路1を介して供給電流がLEDランプ3に供給される構成となっている。
The switch 5 is a temperature switch as described above. When the temperature of the switching device 5 (here, the switching piece 53) is equal to or lower than the set temperature, the switching
ここで、照明装置Aの構造について説明する。図2に示すように、照明装置Aは、基板Bdと、装置全体を覆うケースCaとを備えている。基板Bdの一方の面には、LEDランプ3が実装されており、他方の面には、第1回路1、第2回路2及び切替器5が設けられている。そして、LEDランプ3、第1回路1及び第2回路2が実装された基板Bdは、断熱性を有するケースCaに覆われている。なお、ケースCaのLEDランプ3と対向する部分は、LEDランプ3から出射された光が透過することができるよう、透光性を有している。
Here, the structure of the illumination device A will be described. As shown in FIG. 2, the illuminating device A includes a substrate Bd and a case Ca that covers the entire device. The
このように、基板BdにLEDランプ3と第1回路1とが近接して(ここでは、基板Bdの裏表に)実装されていることで、LEDランプ3が点灯するときの熱で第1回路1(に含まれる低温環境下で安定動作しにくい素子)及び切替器5を加温することができる。なお、基板Bdとしては、熱伝導率が高い金属板(ここでは、アルミニウム)で形成されている。しかしながら、これに限定されるものではなく、熱伝導率が高い部材を広く採用することができる。LEDランプ3の発する熱で、第1回路1及び切替器5を加温するため、ヒーター等の部材が不要であり、照明装置を小さくすることができるとともに、照明装置の消費電力を抑えることができる。
Thus, the
照明装置Aの動作について図面を参照して説明する。図3は切替器の温度と切替器への入力電流及びLEDランプへの供給電流を示す図である。図3は横軸を時間としている。そして、図3において、一番の段上は切替器5の温度変化を示しており、次の段は切替器5の切替片53が接触している接点(第1出力接点51又は第2出力接点52)を示している。そして、下の2段は入力電流及び供給電流の電流値を示している。図3に示すように、入力電流は、交流を全波整流した脈流になっている。
The operation of the illumination device A will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the temperature of the switch, the input current to the switch, and the current supplied to the LED lamp. In FIG. 3, the horizontal axis represents time. In FIG. 3, the top stage shows the temperature change of the switching unit 5, and the next stage is a contact point (the
切替器5は、設定温度Tで、切替片53が接触する接点が切り替わる構成を有している。なお、設定温度Tは、切替器5(ここでは、切替片53)の温度である。そのため、設定温度Tは、照明装置Aの構成において、第1回路1に含まれる素子が安定動作(以下の説明において、第1回路1の安定動作と称する場合がある)する最低温度となるときの切替器5の温度又はその温度よりも高い温度となるように決定されている。
The switch 5 has a configuration in which the contact point with which the
切替器5の温度tが設定温度T以下のとき、第1回路1が安定動作する最低温度よりも低い温度となっている。図3に示すように、切替器5の温度tが設定温度T以下の領域では、切替片53が第2出力接点52と接触し、入力接点50が第2出力接点52と導通状態となる。このとき、整流回路4からの入力電流が第2回路2に流れる。第2回路2は抵抗器21を備えているが、抵抗器21は極低温環境下で安定動作しにくい素子ではなく、抵抗器21を通過し、降圧された電流が供給電流として、LEDランプ3に供給される。これにより、LEDランプ3は即時点灯する。
When the temperature t of the switch 5 is equal to or lower than the set temperature T, the temperature is lower than the lowest temperature at which the first circuit 1 operates stably. As shown in FIG. 3, in a region where the temperature t of the switch 5 is equal to or lower than the set temperature T, the switching
図2に示しているように、第1回路1及び切替器5は、LEDランプ3と同じ基板Bdに近接して配置されている。そのため、第1回路1及び切替器5はLEDランプ3の点灯時の熱によって加温される(図3参照)。また、ケースCaが断熱性を有していることから、熱が逃げにくく第1回路1及び切替器5は効果的に加温される。
As shown in FIG. 2, the first circuit 1 and the switch 5 are disposed in the vicinity of the same substrate Bd as the
図3に示すように、LEDランプ3からの加温によって切替器5の温度は上昇する。切替器5(切替片53)の温度tが設定温度Tよりも高くなると、バイメタルの切替片53が第2出力接点52から離れ、第1出力接点51と接触する。これにより、入力接点50と第1出力接点51とが切替片53を介して導通状態になる(図3参照)。これにより、整流回路4からの入力電流が第1回路1に供給されるとともに、第1回路1で、一定の電流値に変換された(平滑化された)供給電流(定電流)がLEDランプ3に供給される。
As shown in FIG. 3, the temperature of the switch 5 rises due to the heating from the
また、照明装置Aの温度が下がり、切替器5の温度tが設定温度T以下になると、切替器5の切替片53と接触する接点が第1出力接点51から第2出力接点52に切り替わる(図3参照)。これにより、整流回路4で整流された入力電流が第2回路2を介して、LEDランプ3に供給される。
Further, when the temperature of the lighting device A decreases and the temperature t of the switch 5 becomes equal to or lower than the set temperature T, the contact that contacts the
そして、図3に示すように、切替器5において、切替片53が第2出力接点52と接触しているとき、整流回路4からの入力電流は、第2回路2に流れる。第2回路2には、抵抗器21が配置されており、入力電流が脈流(一定周期で電流値が変動している)であることから、第2回路2を介してLEDランプ3に供給される供給電流も脈流になる(図3参照)。LEDランプ3の輝度は、電流の脈流に合わせて変動する。なお、この脈流の周波数は、高い(例えば、60Hzの交流を整流した場合120Hz)ため、人間の目では、LEDランプ3は一定の輝度で点灯しているように認識される。
As shown in FIG. 3, when the switching
また、切替片53が第1出力接点51に接触しているとき、整流回路4からの入力電流は、第1回路1に流れる。第1回路1は、電圧を調整するとともに、電流値一定の直流である供給電流を出力する。そして、LEDランプ3は、一定の輝度で点灯する。また、第1回路1は、スイッチング素子11のスイッチング動作によって、供給電流の電流値を調整することが可能であり、LEDランプ3の輝度を変更することも可能である。
Further, when the switching
すなわち、照明装置Aは、第1回路1の安定動作が難しい極低温環境では、整流回路4からの入力電流を第2回路2に流し、第2回路2から供給電流をLEDランプ3に供給することで、LEDランプ3の即時点灯を可能としている。
That is, the lighting device A supplies an input current from the rectifier circuit 4 to the
第2回路2は、整流回路4からの入力電流を抵抗器21で降圧のみ行っている。そのため、供給電流は脈波となっており、ノイズ等の外乱の影響を受けやすい。一方、第1回路1から出力される供給電流はノイズ等の外乱の影響を受けにくい平滑化された直流の電流である。上述したとおり、第2回路2からの供給電流がLEDランプ3に供給されるのは、第1回路1(の素子)が安定動作可能な温度になるまでであり、第1回路1は、第2回路2からの供給電流によるLEDランプ3の点灯の熱で加温されている。そのため、第2回路2からLEDランプ3に供給電流が供給される期間が短く、ノイズ等の外乱等の影響を受ける時間を短くし、照明光の品質低下を抑制することが可能である。
In the
以上のことから、本発明にかかる、照明装置Aは極低温状態でも即時点灯することができる。そして、LEDランプ3の点灯による熱で第1回路1を加温するため、供給電流を供給する回路を短い期間で第2回路2から第1回路1に切り替えることができる。そのため、ノイズ等の外乱による影響を受けやすい期間を短くすることができ、照明光の品質を高く保持することができる。また、第1回路1を介して供給電流が供給される間は、LEDランプ3の輝度を調整する(調光する)ことが可能であり、より照明光の品質を高めることが可能である。
From the above, the lighting device A according to the present invention can be turned on immediately even in a cryogenic state. And since the 1st circuit 1 is heated with the heat | fever by lighting of the
なお、切替器5は、第1回路1の低温環境下で動作が安定しにくい素子(例えば、コイル12、平滑コンデンサ13)と近接して配置されることが好ましい。これにより、低温環境下での動作が安定しにくい素子の温度と近い温度で切替器5の設定温度Tを決定することができる。これにより、切替器5の切替え精度を高めることが可能である。
Note that the switch 5 is preferably disposed in the vicinity of an element (for example, the
また、第1回路1として、降圧型のDC/DCコンバータを挙げているが、これに限定されるものではなく、LEDランプ3に定電流を供給することができ、さらに低温環境下で安定動作が難しい素子を備えている構成の回路を広く採用することが可能である。なお、第1回路1については、以下の実施形態でも、同様のDC/DCコンバータとする。
Further, the step-down DC / DC converter is exemplified as the first circuit 1, but the present invention is not limited to this, and a constant current can be supplied to the
(第2実施形態)
本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図4は本発明にかかる照明装置の他の例の動作を示す図である。本実施形態の照明装置は、第1実施形態の照明装置と異なる性質の切替片53を用いた切替器を用いている。なお、回路図自体、本実施形態の照明装置と第1実施形態の照明装置Aとは、同じものであるため、図1の図を代用する。また、切替器についても、同じ符号で説明する。
(Second Embodiment)
Another example of the lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing the operation of another example of the illumination device according to the present invention. The lighting device of the present embodiment uses a switch using a
照明装置Aで用いた切替器の切替片53は、一つの温度(設定温度T)で接触片53が接触する接点が切り替わるように構成されたバイメタルを有していた。一方で、バイメタルの板材(線膨張係数)の組み合わせによって、2つの温度(一定の温度範囲)で作動するような切替片53を構成する構成のものがある(例えば、日本エマソン株式会社製バイメタルサーモスタッド10H11等)。
The switching
図4に示すように切替器5では、温度tが上昇するとき、温度tが第1切替温度T1よりも高くなると、切替片53と接触する接点が第2出力接点52から第1出力接点51に切り替わる。また、温度tが下降するときは、温度tが第2切替温度T2以下になると切替片53と接触する接点が第1出力接点51から第2出力接点52に切り替わる。第1切替温度1は、第1回路1(の素子)の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器5の温度よりも高く設定されている。また、第1切替温度T1は第2切替温度T2よりも高く設定されている。
As shown in FIG. 4, in the switch 5, when the temperature t rises, when the temperature t becomes higher than the first switching temperature T <b> 1, the contact that contacts the
このように、温度が上昇するときの切替器5の切替え温度を高めの温度とすることで、切替器5と第1回路1の素子との場所が離れていることによる温度差によって、素子が十分の加温されていない状態で、第1回路1に切替えられるのを抑制することができる。また、温度が下降する場合、素子自体の発熱もあるため、切替器5の温度tよりも素子の温度の方が高い。そのため、切替器5の温度tの第1切替温度T1よりも低い第2切替温度T2で切り替えても、素子の温度が動作下限温度よりも低くなることが少ない。 In this way, by setting the switching temperature of the switching device 5 when the temperature rises to a higher temperature, due to the temperature difference due to the location of the switching device 5 and the element of the first circuit 1 being separated, the device is It is possible to suppress switching to the first circuit 1 in a state where the heating is not sufficiently performed. Further, when the temperature decreases, the element itself generates heat, so that the element temperature is higher than the temperature t of the switch 5. Therefore, even if the switching is performed at the second switching temperature T2 that is lower than the first switching temperature T1 of the temperature t of the switching device 5, the temperature of the element is less likely to be lower than the operation lower limit temperature.
なお、第2切替温度T2は、第1回路1(の素子)の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器5の温度と同じとすることも可能である。 Note that the second switching temperature T2 may be the same as the temperature of the switch 5 at the lower limit of the temperature range in which the first circuit 1 (element) can stably operate.
このように、素子(切替器5)の温度が上昇するときは、第1回路1(の素子)の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器5の温度よりも高い第1切替温度T1で切替片53が第1回路1に切り替えるようにすることで、素子が安定動作可能な温度以下のときに第1回路1に電流が供給されるのを抑制することができる。そして、温度が下降するときは、第2切替温度T2で切替片53が第2回路2に切り替わるようにすることで、第1回路1から供給電流がLEDランプ3に供給される時間を長くすることができる。以上のことより、ノイズ等の外乱を受けやすい脈流の供給電流がLEDランプ3に供給される時間を減らすことが可能である。なお、その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
Thus, when the temperature of the element (switch 5) rises, the first switching temperature higher than the temperature of the switch 5 at the lower limit of the temperature range in which the first circuit 1 (element) can stably operate. By switching the switching
(第3実施形態)
本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図5は本発明にかかる照明装置のさらに他の例の回路図である。図5に示すように、照明装置Bは、第1回路1bがコイル12の温度を測定する温度センサ16(温度測定手段)を備えているとともに、制御部6と、切替器7とが備えられている以外、図1に示す照明装置Aと同じである。したがって、照明装置Bの照明装置Aと実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Still another example of the illumination device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a circuit diagram of still another example of the illumination device according to the present invention. As shown in FIG. 5, in the lighting device B, the first circuit 1 b includes a temperature sensor 16 (temperature measurement means) that measures the temperature of the
照明装置Bは、コイル12の温度を測定する温度センサ16を備えている。温度センサ16は、コイル12に接触してコイル12の温度を測定するものであってもよいし、非接触で測定するものでもよい。そして、温度センサ16で測定されたコイル12の温度は、温度情報として、制御部6に送られる。制御部6は、MPU等の演算回路と、メモリ等の記憶部とを備えた処理回路である。制御部6は、温度センサ16からの温度情報に基づいて、切替器5を動作させる構成となっている。なお、切替器7は、制御部6からの制御信号に基づいて、整流回路4からの電流を第1回路1bと第2回路2とのいずれか一方に流すことができるもの(例えば、スイッチング素子を備えたもの、リレー等)を挙げることができる。
The illumination device B includes a
さらに、制御部6は、スイッチングドライバ15にも信号を送る構成となっている。例えば、制御部6は、整流回路4からの電流が第1回路1bに供給されているときだけ、スイッチングドライバ15がスイッチング制御信号をスイッチング素子11に送信するような構成としておくことで、スイッチング素子11を効率よく動作させることが可能である。また、温度センサ16で素子(コイル12)の温度を直接測定しているので、制御の精度を高めることが可能である。
Further, the control unit 6 is configured to send a signal to the switching
照明装置Bは温度センサ16と制御部6とを備えることで、設定温度が1つの場合でも2つ(あるいはそれ以上)の場合でも対応することができる。照明装置Bの動作について図面を参照して説明する。図6は図5に示す照明装置の動作を示すフローチャートである。なお、図6に示すフローチャートは、設定温度が2つある場合(第2実施形態と同じ場合)の動作を示している。
The illuminating device B includes the
まず、温度センサ16でコイル12の温度τを測定する(ステップS11)。制御部6は、コイル12の温度τが第1切替温度T1以下かどうか判断する(ステップS12)。コイル12の温度τが第1切替温度T1以下の場合(ステップS12でYesの場合)、制御部6は第2回路2を介して電流を供給するのが良いと判断し、切替器7の入力接点70と第2出力接点72と接続し(ステップS13)、ステップS11に戻り、コイル12の温度τの測定を行う。
First, the temperature τ of the
コイル12の温度τが第1切替温度T1よりも高い場合(ステップS12でNoの場合)、制御部6は第1回路1を利用してもよいと判断し、切替器7の入力接点70と第1出力接点71とを接続する(ステップS14)。そして、コイル12の温度τを測定する(ステップS15)。このとき、コイル12の温度は、一度、第1切替温度T1よりも高くなっているので、次に、切替器7を切り替えるときは、第2切替温度T2での切り替えとなる。そのため、制御部6は、コイル12の温度τが第2切替温度T2よりも高いか判断する(ステップS16)。
When the temperature τ of the
コイル12の温度τが第2切替温度T2よりも高い場合(ステップS16でYesの場合)、制御部6は第1回路1bの利用を続けてもよいと判断し、ステップS15に戻り、コイル12の温度τの測定を行う。また、コイル12の温度τが第2切替温度T2以下の場合(ステップS16でNoの場合)、ステップS13に戻り、切替器7の入力接点70と第2出力接点72とを接続する。
When the temperature τ of the
以上のようにして、制御部6は、コイル12の温度τを測定し、コイル12の動作状態に合わせて、回路を正確に選択している。そして、コイル12の温度τが上昇するときと下降するときとで、切替の温度を変えることで、コイル12の低温状態による動作の不安定を抑制することができるとともに、第1回路1bから供給電流をLEDランプ3に供給する時間を長くすることができる。また、コイル12を安定動作可能な温度の下限が異なるものに変更した場合でも、制御部16の設定温度を変更するだけでよく、対応が簡単である。これ以外の特徴は、第1実施形態及び第2実施形態と同じである。
As described above, the control unit 6 measures the temperature τ of the
なお、本実施形態では、設定温度が2つある場合(第2実施形態と同じ場合)の動作を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、設定温度が1つ(第1実施形態と同じ)として、動作させてもよい。また、設定温度を3以上備えておき、設定温度を使用する条件をそれぞれ備えるようして動作させてもよい。また、極低温環境下で不安定になる素子として、コイル12を挙げているが、これに限定されるものではなく、制御部6がコイル12以外の極低温環境下で不安定になる素子(例えば、平滑コンデンサ13)の温度を取得し、その温度によって、第1回路1又は第2回路2を切り替える構成としてもよい。また、2つ以上の素子の温度情報を総合して(例えば、両方の素子が安定運転可能な温度条件を満たす場合)切り替えるようにしてもよい。
In this embodiment, the operation when there are two set temperatures (the same as in the second embodiment) is described as an example. However, the operation is not limited to this, and there is one set temperature (the first set temperature). As in the first embodiment). Alternatively, three or more set temperatures may be provided, and the operation may be performed so as to each have conditions for using the set temperatures. Moreover, although the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
光源を点灯する照明装置であって、直流の電力を供給する供給回路4と、供給回路4からの電力を変換し定電流を光源3に供給する第1回路1と、供給回路4からの電力を光源3に供給する第2回路と、供給回路4と、第1回路1(1b)又は第2回路2のいずれか一方とを接続する切替器5とを備え、切替器5(7)は、第1回路1(1b)に含まれる素子の温度が設定温度よりも低いとき、供給回路4を第2回路2に接続することを特徴とする。
A lighting device that lights a light source, a supply circuit 4 that supplies DC power, a first circuit 1 that converts power from the supply circuit 4 and supplies a constant current to the
このような照明装置によると、第1回路1(1b)に含まれる素子(例えば、コイル12、平滑コンデンサ13)の動作が不安定な間は、第2回路2を利用して光源に電力を供給し、素子が安定する程度に加温された後は、定電流を供給できる第1回路1(1b)を利用する。これにより、素子が安定動作するまで光源に電力を供給しない従来の照明装置に対し、第2回路2を利用することで即時点灯性を確保している。また、素子が安定動作可能となった後は、定電流を出力する第1回路1(1b)を利用するので、ノイズ等の外乱の影響による照明光のちらつき等を抑えることが可能である。また、光源3と第1回路1(1b)とが近接していることで、光源3の熱で第1回路1(1b)の素子が加温されやすくなる。
According to such an illumination device, while the operation of the elements (for example, the
本発明にかかる照明装置において、光源3が第1回路1(1b)と近接して配置されていてもよい。
In the illumination device according to the present invention, the
このような照明装置によると、光源3の点灯時の熱で、第1回路1(1b)に含まれる素子を効率よく加温することが可能である。これにより、第1回路1(1b)に含まれる素子を迅速に安定動作可能な温度に上げることができ、第2回路2を介して光源3に供給される供給電流(ノイズ等の外乱に弱い脈波の電流)が供給される時間を短くすることが可能である。これにより、照明装置の照明光の品質低下を抑制することが可能である。
According to such an illuminating device, it is possible to efficiently heat the elements included in the first circuit 1 (1b) with heat when the
本発明にかかる照明装置において、設定温度は、第1切替温度T1と、前記第1切替温度T2よりも低い第2切替温度T2とを含んでおり、切替器5(7)は、第1回路1(1b)の素子の温度が上昇し第1切替温度T1よりも高くなると供給回路4の接続を第1回路1(1b)に切り替え、第1回路1(1b)の素子の温度が下降し第2切替温度T2よりも低くなると供給回路4の接続を第2回路2に切り替える。
In the lighting device according to the present invention, the set temperature includes a first switching temperature T1 and a second switching temperature T2 lower than the first switching temperature T2, and the switch 5 (7) includes the first circuit. When the temperature of the element 1 (1b) rises and becomes higher than the first switching temperature T1, the connection of the supply circuit 4 is switched to the first circuit 1 (1b), and the temperature of the element of the first circuit 1 (1b) falls. When the temperature is lower than the second switching temperature T2, the connection of the supply circuit 4 is switched to the
このような照明装置によると、第1回路1(1b)の素子12の温度が上昇するときの切替器5(7)の切替え温度を高くすることで、素子12が十分に加温されておらず、素子12を安定動作できなくなるのを抑制することができる。また、素子12の温度が下降するときの切替器5(7)の切替え温度を低くすることで、測定温度と素子自体の温度差によって、素子12が十分安定して動作可能な温度であるにもかかわらず、切り替わるのを抑制することができる。これにより、光源3に定電流を供給する時間を長くすることができ、ちらつき等を抑制することが可能である。
According to such a lighting device, the
本発明にかかる照明装置において、切替器5がバイメタルを用いたスイッチである。 In the lighting device according to the present invention, the switch 5 is a switch using a bimetal.
このような照明装置によると、切替器5(の切替片53)にバイメタルを用いて構成することで、構成が簡単であるとともに、メンテナンスの頻度を減らすことが可能である。 According to such an illuminating device, it is possible to simplify the configuration and reduce the frequency of maintenance by using the bimetal for the switching device 5 (the switching piece 53).
本発明にかかる照明装置において、第1回路1bの素子の温度を測定する温度測定手段16と、温度測定手段16で測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて切替器7を制御する制御部6とを備えている。
In the illuminating device according to the present invention, the
このような照明装置によると、温度測定手段16が第1回路1bの素子12の温度を測定しているため、素子の正確な温度を取得することができる。そして、その温度に基づいて、制御部6が、素子が安定動作できるか否か判断する。そのため、素子が安定動作可能な温度の下限に近い温度で切替器7の切り替えを行うことができる。
According to such an illuminating device, since the temperature measuring means 16 measures the temperature of the
本発明にかかる照明装置において、供給回路4が交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を備えている。 In the lighting device according to the present invention, the supply circuit 4 includes a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage.
このような照明装置によると、交流が供給されている場所で、直流の電源を準備しなくてもよく、それだけ汎用性を高めることが可能である。 According to such an illuminating device, it is not necessary to prepare a direct-current power source in a place where alternating current is supplied, and versatility can be improved accordingly.
本発明にかかる照明装置において、第1回路1(1b)は、DC/DCコンバータである。 In the illumination device according to the present invention, the first circuit 1 (1b) is a DC / DC converter.
このような照明装置によると、光源3の定格電流(電圧)に合わせて、供給電力の電流値(電圧値)を適切に調整することができる。これにより、光源3の破損や寿命が短くなる不具合を抑制することが可能である。
According to such an illuminating device, the current value (voltage value) of the supplied power can be appropriately adjusted according to the rated current (voltage) of the
本発明にかかる照明装置において、第1回路1(1b)の素子12及び光源3と接触し、前記光源の熱を前記素子に伝える伝熱部材Bdを備えている。
The illumination device according to the present invention includes a heat transfer member Bd that is in contact with the
このような照明装置によると、光源3が第2回路2からの供給電流によって点灯するときに発生する熱で、第1回路1(1b)の素子12を効率よく加温することができる。これにより、第1回路1(1b)の素子12を加温するヒーター等装置が不要であるため、照明装置を簡略化することができるとともに、消費電力量を減らすことが可能である。
According to such an illuminating device, the
本発明は、直流で動作(点灯)する光源を備え、低温環境下で駆動される照明装置として好適である。 The present invention includes a light source that operates (lights) with a direct current, and is suitable as a lighting device that is driven in a low-temperature environment.
1 第1回路
11 スイッチング素子
12 コイル
13 コンデンサ(平滑コンデンサ)
14 ダイオード
15 スイッチングドライバ
16 温度センサ(温度検出手段)
2 第2回路
21 抵抗器
3 LEDランプ(光源)
4 整流回路
5 切替器
50 入力接点
51 第1出力接点
52 第2出力接点
1 First Circuit 11
14
2
4 rectifier circuit 5
Claims (5)
前記供給回路からの電力を変換し定電流を光源に供給する第1回路と、
前記供給回路からの電力を前記光源に供給する第2回路と、
前記供給回路と、前記第1回路又は前記第2回路のいずれか一方とを接続する切替器とを備えた照明装置であって、
前記切替器は、前記第1回路に含まれる素子の温度が予め決められた設定温度よりも低いとき、前記供給回路を前記第2回路に接続することを特徴とする照明装置。 A supply circuit for supplying DC power;
A first circuit for converting power from the supply circuit and supplying a constant current to the light source;
A second circuit for supplying power from the supply circuit to the light source;
A lighting device comprising: the supply circuit; and a switch that connects either the first circuit or the second circuit,
The switching device connects the supply circuit to the second circuit when the temperature of an element included in the first circuit is lower than a preset temperature.
前記切替器は、前記第1回路の素子の温度が上昇し前記第1切替温度よりも高くなると前記供給回路の接続を前記第2回路から前記第1回路に切り替え、前記第1回路の素子の温度が下降し前記第2切替温度よりも低くなると前記供給回路の接続を前記第1回路から前記第2回路に切り替える請求項1又は請求項2に記載の照明装置。 The set temperature includes a first switching temperature and a second switching temperature lower than the first switching temperature,
The switch switches the connection of the supply circuit from the second circuit to the first circuit when the temperature of the element of the first circuit rises and becomes higher than the first switching temperature, and the switch of the element of the first circuit The lighting device according to claim 1 or 2, wherein when the temperature falls and becomes lower than the second switching temperature, the connection of the supply circuit is switched from the first circuit to the second circuit.
前記温度測定手段で測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて前記切替器を制御する制御部とを備えている請求項1から請求項3のいずれかに記載の照明装置。 Temperature measuring means for measuring the temperature of the element of the first circuit;
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a control unit that acquires a temperature measured by the temperature measuring unit and controls the switch based on the acquired temperature.
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