JP2014238947A - Lighting device, dimmer, and illuminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点灯装置、調光器および照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device, a dimmer, and a lighting device.
調光方式の一つとして位相調光方式が知られており、位相制御型調光器には一般的にトライアックが用いられることが多い。トライアックをオンし続けるためには、トライアックがある一定値以上の電流(保持電流)を流し続ける必要がある。 A phase dimming method is known as one of the dimming methods, and a triac is often used for a phase control dimmer. In order to keep the triac on, it is necessary to keep a current (holding current) exceeding a certain value of the triac flowing.
この点に関し、例えば下記の特許文献1、2に開示されているように、トライアックの保持電流を維持するための回路を備えた照明装置が知られている。具体的には、商用電源の電圧位相が所定値以下のとき、1次側のブリーダ抵抗とスイッチの直列回路から電流を流し、トライアックの保持電流を維持する技術が知られている。なお、この保持電流の維持の際には、制御用電源はDC出力に関わらず安定している。 In this regard, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, an illumination device including a circuit for maintaining a triac holding current is known. Specifically, a technique is known in which when a voltage phase of a commercial power source is equal to or less than a predetermined value, a current is passed from a series circuit of a primary side bleeder resistor and a switch to maintain a triac holding current. When maintaining this holding current, the control power supply is stable regardless of the DC output.
LED等の低消費電力な発光素子を駆動させる際には、その発光素子を点灯させる点灯装置が必要とする負荷電流も低い。位相制御型調光器に接続される機器(具体的には、例えば点灯装置)に供給する負荷電流が少ない場合、トライアックの保持電流の確保が困難となる。その結果、本来はオンを維持したいにもかかわらずトライアックがオフとなってしまい、位相制御型調光器の動作が不安定になるという問題があった。 When driving a light-emitting element with low power consumption such as an LED, the load current required by the lighting device for lighting the light-emitting element is also low. When the load current supplied to the device (specifically, for example, the lighting device) connected to the phase control dimmer is small, it is difficult to secure the triac holding current. As a result, there is a problem that the triac is turned off even though it is originally desired to keep it on, and the operation of the phase control dimmer becomes unstable.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安定的に位相調光制御を行うことができる点灯装置、調光器および照明装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a lighting device, a dimmer, and a lighting device capable of stably performing phase dimming control.
本発明にかかる点灯装置は、
位相制御型の調光器と接続可能であり、前記調光器で位相制御された入力電圧を受ける点灯装置であって、
前記調光器に接続する入力端子と、
発光素子と接続し、前記入力電圧で生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、
前記入力端子と前記点灯回路との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
The lighting device according to the present invention is
A lighting device that can be connected to a phase control dimmer and receives an input voltage phase-controlled by the dimmer,
An input terminal connected to the dimmer;
A lighting circuit connected to the light emitting element and supplying a current generated by the input voltage to the light emitting element;
Intervening between the input terminal and the lighting circuit, and when the input voltage is below a predetermined value, the output of the dimmer is bypassed from the lighting circuit and the current output by the dimmer is held A bypass circuit to
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the dimmer from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is less than or equal to the predetermined value and switches the connection between the capacitor and the control terminal;
It is characterized by including.
本発明にかかる調光器は、
交流電源と点灯装置との間に介在する位相制御型の調光器であって、
前記点灯装置は、発光素子と接続し、前記調光器の出力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給するものであり、
前記調光器は、
前記交流電源の電圧波形を成形するトライアックと、
前記トライアックの出力電圧が所定値以下であるときに、出力電流を前記点灯回路からバイパスさせて前記トライアックの電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記トライアックが出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
The dimmer according to the present invention is:
A phase control type dimmer interposed between the AC power source and the lighting device,
The lighting device is connected to a light emitting element, and supplies a current generated from an output voltage of the dimmer to the light emitting element.
The dimmer is
A triac for shaping a voltage waveform of the AC power supply;
A bypass circuit for holding the current of the triac by bypassing an output current from the lighting circuit when the output voltage of the triac is a predetermined value or less;
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the triac from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is equal to or lower than a predetermined value and switches connection between the capacitor and the control terminal;
It is characterized by including.
本発明にかかる照明装置は、
電流を受けて発光する発光素子と、
位相制御型の調光器と、
前記調光器に接続する入力端子と、前記調光器で位相制御された入力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、を備える点灯装置と、
前記調光器と前記点灯装置との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
The lighting device according to the present invention is
A light emitting element that emits light upon receiving an electric current;
A phase control dimmer;
A lighting device comprising: an input terminal connected to the dimmer; and a lighting circuit that supplies a current generated from an input voltage phase-controlled by the dimmer to the light emitting element;
When the input voltage is less than or equal to a predetermined value, the current output from the dimmer is bypassed from the lighting circuit when the input voltage is below a predetermined value. A bypass circuit to hold,
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the dimmer from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is less than or equal to the predetermined value and switches connection between the capacitor and the control terminal;
It is characterized by including.
本発明によれば、安定的に位相調光制御を行うことができる。 According to the present invention, phase dimming control can be performed stably.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置、調光器および照明装置を示す図である。図1には、本実施の形態にかかる点灯装置200、調光器100および照明装置400の回路図が示されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a lighting device, a dimmer, and a lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a circuit diagram of a
本発明の実施の形態にかかる照明装置400は、トライアック調光器100と、点灯装置200と、光源ユニット300を備えている。点灯装置200は、その一方端にトライアック調光器100が接続され、その他方端に光源ユニット300が接続されている。点灯装置200は入力端子201および入力端子202を介してトライアック調光器100と接続する。
An
トライアック調光器100は交流電源ACと接続しており、交流電源ACから入力される電圧波形を整形する。トライアック調光器100は、整形した電圧波形を点灯装置200に供給する。トライアック調光器100は、内部にトライアック106、制御回路104、および調光用調整器102を有している。
The
トライアック調光器100は、位相調光方式によって調光を行う位相制御型調光器である。「位相調光方式」とは、トライアックを用いて入力された交流波形の一部分を切り出すことで明るさを調整するものである。
The
交流電圧波形の途中でトライアック106をターンオンすると、トライアック106内のダイオードは導通状態に変化し、交流波形が0Vになるまでその状態が続く。ターンオンのタイミングを調整すれば交流波形を切り出す角度(位相)を調整できるので、これにより明るさを調整することができる。
When the
トライアック調光器100内部のトライアック106も、交流電源の電圧波形(正弦波)の中で、0Vからの立ち上がり又は0Vからの立下りのうち所定期間の間だけ0Vを維持させることができる。なお、トライアックのターンオンのタイミングは、調光器100内の制御回路104によって制御される。制御回路104には調光用調整器102が接続する。
The
光源ユニット300は、光源として発光ダイオード(LED)を備えている。但し、発光ダイオードに代えて有機ELを用いてもよい。本実施形態では、光源ユニット300に用いる光源がLEDである場合を説明するが、本発明において光源の種類を限定するものではない。光源ユニット300は、点灯装置200から定電流の供給を受けて発光することができる。
The
点灯装置200は、全波整流回路210と、バイパス回路220と、点灯回路230とを備えている。点灯装置200は、前述したとおり入力端子201および入力端子202を備えている。入力端子201は、調光器100内部でトライアックに接続する出力端子と全波整流回路210の第1入力端子との間に介在する。入力端子202は、調光器100の他方の出力端子と全波整流回路210の第2入力端子との間に介在している。
The
全波整流回路210は、トライアック調光器100が整形した電圧波形を直流に整流することができる。バイパス回路220は、バイパス回路本体部220a、ダイオードD2、バイパス駆動電源回路221、および電圧検出回路222を備えている。バイパス回路本体部220aは、トライアック106の保持電流を流すためのバイパス用電流経路を形成するための回路である。バイパス駆動電源回路221および電圧検出回路222は、バイパス回路本体部220aのオンとオフとを切り替えるための回路である。
The full-
バイパス回路本体部220aは、抵抗R1およびMOS−FET(MOS電界効果トランジスタ)Q1の直列回路で構成されている。具体的には、抵抗R1の一端が全波整流回路210の一方の出力端子に接続している。抵抗R1の他端は、MOS−FETQ1のドレインに接続している。MOS−FETQ1のソースは、全波整流回路210の他方の出力端子と共通となって点灯回路230と共通のグランドに接続する。
The bypass circuit
バイパス駆動電源回路221は、抵抗R4〜R5、ダイオードD1、およびコンデンサC1からなる。抵抗R5およびR6は、バイパス回路本体部220aと並列に接続する分圧回路である。
The bypass drive
抵抗R5の他端は抵抗R6の一端と接続し、抵抗R6の他端はグランドに接続する。抵抗R5、R6の接続点には、ダイオードD1のカソードが接続している。ダイオードD1のアノードは、抵抗R4を介して、MOS−FETQ1のゲートに接続している。 The other end of the resistor R5 is connected to one end of the resistor R6, and the other end of the resistor R6 is connected to the ground. The cathode of the diode D1 is connected to the connection point of the resistors R5 and R6. The anode of the diode D1 is connected to the gate of the MOS-FET Q1 through the resistor R4.
ダイオードD1のカソードとコンデンサC1の一端も接続しており、コンデンサC1の他端はグランドに接続している。抵抗R5、R6で分圧された電圧は、ダイオードD1を介してコンデンサC1に蓄えられ、抵抗R4を介してMOS−FETQ1に印加されることになる。 The cathode of the diode D1 and one end of the capacitor C1 are also connected, and the other end of the capacitor C1 is connected to the ground. The voltage divided by the resistors R5 and R6 is stored in the capacitor C1 through the diode D1, and is applied to the MOS-FET Q1 through the resistor R4.
電圧検出回路222は、抵抗R2およびR3、並びにMOS−FETQ2からなる。抵抗R2の他端は抵抗R3の一端と接続し、抵抗R2と抵抗R3とで分圧された電圧がMOS−FETQ2のゲートに印加される。MOS−FETQ2のドレインは、MOS−FETQ1のゲートと抵抗R4の接続点に接続している。MOS−FETQ2のソースは、グランドに接続している。
The
抵抗R2,R3の分圧比は、次のように定める。 The voltage division ratio of the resistors R2 and R3 is determined as follows.
トライアック調光器100の出力電圧が0Vのとき、コンデンサC2に蓄えられている電荷により、抵抗R2、R3で分圧された電圧がMOS−FETQ2のゲートに印加される。このときMOS−FETQ2のゲートに印加される電圧がMOS−FETQ2の閾値電圧に達しないように(つまりMOS−FETQ2がオンしないように)、抵抗R2、R3の分圧比を設定する。
When the output voltage of the
一方、点灯装置200に交流電源ACに相当する電力が供給されるようになると、コンデンサC2が充電されてその充電電圧が高い値となる。このときのコンデンサC2の高い電圧によりMOS−FETQ2がオンするように、抵抗R2と抵抗R3の分圧比を設定する。
On the other hand, when electric power corresponding to the AC power supply AC is supplied to the
ダイオードD2は、整流素子であり、バイパス回路本体部220aとバイパス駆動電源回路221および電圧検出回路222との間に介在している。ダイオードD2のアノードは、抵抗R1の一端および全波整流回路210の一方の出力端子の接続点に、接続している。ダイオードD2のカソードは、抵抗R2の一端、抵抗R5の一端、および後述するコンデンサC2の一端にそれぞれ接続している。
The diode D2 is a rectifying element, and is interposed between the bypass circuit
ダイオードD2は、バイパス駆動電源回路221(MOS−FETQ1)がオンになったとき、後述するコンデンサC2の充電電圧(電荷)が逆流しないようにするためのものである。 The diode D2 is for preventing a charging voltage (charge) of a capacitor C2 described later from flowing backward when the bypass drive power supply circuit 221 (MOS-FET Q1) is turned on.
点灯回路230は、コンデンサC2〜C4、ダイオードD3〜D5、抵抗R7〜R9、MOS−FETQ3、トランスT1、MOS−FETQ3のオン/オフを制御する制御IC231、位相検出DC変換回路232、基準電圧回路233、および比較器OPを備える。コンデンサC2〜C4、ダイオードD3、D4、トランスT1、およびMOS−FETQ3からなる回路構成により、トライアック調光器100側からの電源電圧を用いて光源ユニット300のLEDに供給するための直流電流を生成することができる。
The
点灯回路230内の回路要素は、いわゆる絶縁型のフライバック型DCDCコンバータを構成している。このフライバック型DCDCコンバータは光源ユニット300に定電流を供給するものであり、その動作原理は公知であるためここでは詳細は説明しない。
Circuit elements in the
位相検出DC変換回路232は、トライアック調光器100が整形した電圧波形のうち、0Vを維持している時間を検出する。その時間に応じて、位相検出DC変換回路232は、設定した基準電圧となるように基準電圧回路233を制御する。
The phase detection
比較器OPは、基準電圧回路233の基準電圧と、コンデンサC4の電圧とを比較する。比較器OPは、比較結果に応じて制御IC231に検出信号を出力する。
The comparator OP compares the reference voltage of the
制御ICは、比較器OPの検出信号に基づいて、コンデンサC4の電圧が基準電圧と等しくなるように、MOS−FETQ3のスイッチングを制御する。これにより、コンデンサC4の電圧を制御することができる。 Based on the detection signal of the comparator OP, the control IC controls the switching of the MOS-FET Q3 so that the voltage of the capacitor C4 becomes equal to the reference voltage. Thereby, the voltage of the capacitor C4 can be controlled.
図2は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図2は、全波整流回路210の出力電圧波形と、MOS−FETQ1、Q2のスイッチの状態を示している。この図を用いて、バイパス回路220の動作について説明する。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the lighting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the output voltage waveform of the full-
図2においては、説明の便宜上、期間TA,TB、TC、TDを図示している。「期間TA」は、トライアック調光器100の出力電圧波形のうち0Vの期間、すなわちトライアック調光器100から点灯装置200に入力される入力電圧が0V(つまりオフ)の期間を示している。
In FIG. 2, the periods TA, TB, TC, and TD are shown for convenience of explanation. “Period TA” indicates a period of 0 V in the output voltage waveform of the
また、「期間TB」は、トライアック調光器100の出力電圧波形が存在する期間である。すなわち、期間TBは、トライアック調光器100から点灯装置200に入力される入力電圧が存在する期間(トライアック調光器100がオンとなる期間)を示している。
The “period TB” is a period in which the output voltage waveform of the
また、「期間TD」は、MOS−FETQ1がオンとなっている期間であり、バイパス回路220による電流のバイパスが行われている期間である。
Further, the “period TD” is a period in which the MOS-FET Q1 is turned on and a current is bypassed by the
そして、「期間TC」は、期間TBと期間TDの重複する期間、つまりトライアック調光器100の出力電圧がありかつMOS−FETQ1がオンとなっている期間である。期間TCは、言い換えると、トライアック調光器100の出力電圧が存在していてかつ閾値電圧VTH以下である期間である。
The “period TC” is a period in which the period TB and the period TD overlap, that is, a period in which the output voltage of the
図2(a)は、交流電源の正弦波に対して位相が90°遅れてトライアック調光器100が電圧を出力するときの、全波整流回路210の出力電圧波形を示している。この場合、トライアック調光器100は図2に示すように電圧波形を整形している。つまり、期間TBに入ると、電圧が急激に立ち上がったのち、交流電源の正弦波に沿って放物線的に電圧が低下している。
FIG. 2A shows an output voltage waveform of the full-
(期間TA)
全波整流回路210が出力した電圧は、ダイオードD2を介して抵抗R2、R3で分圧される。抵抗R2,R3で分圧した電圧は、MOS−FETQ2のゲートに印加される。このとき全波整流回路210の出力電圧が0Vであるので、MOS−FETQ2はオンしない。
(Period TA)
The voltage output from the full-
前回、トライアック調光器100がオンして出力電圧が存在していたとき(つまり前回の期間TB)に、コンデンサC1は充電され、電荷が蓄えられている。よって、コンデンサC1に蓄えられた電荷を利用して、MOS−FETQ1のゲートに電圧を印加することができる。なお、ダイオードD1は、トライアック調光器100がオフしてもコンデンサC1の電荷が抵抗R5,R6を介して抜かれないように、電荷の抜けをブロックする役割を果たしている。
When the
トライアック調光器100の出力電圧が0Vのとき、コンデンサC2には電荷が蓄えられている。このため、抵抗R2、R3で分圧された電圧が、MOS−FETQ2のゲートに印加される。実施の形態では前述したように抵抗R2,R3の分圧比を定めているので、このときにコンデンサC2に蓄えられている電荷(電圧)ではMOS−FETQ2がオンとならない。
When the output voltage of the
MOS−FETQ2がオフしているとき、コンデンサC2の充電電圧が抵抗R5、R6で分圧された電圧は、ダイオードD1を介してコンデンサC1に蓄えられる。また、このとき、抵抗R5、R6で分圧された電圧は、抵抗R4を介してMOS−FETQ1に印加される。そうすると、MOS−FETQ1がオンとなる。期間TAでは全波整流回路210の出力電圧が0Vなので、MOS−FETQ1がオンであってもバイパス回路本体部220aには電流は流れない。
When the MOS-FET Q2 is off, the voltage obtained by dividing the charging voltage of the capacitor C2 by the resistors R5 and R6 is stored in the capacitor C1 through the diode D1. At this time, the voltage divided by the resistors R5 and R6 is applied to the MOS-FET Q1 via the resistor R4. Then, the MOS-FET Q1 is turned on. In the period TA, since the output voltage of the full-
(期間TB)
次に、トライアック調光器100の出力電圧が急激に立ち上がり、点灯装置200に交流電源ACに相当する電力が供給されるようになる。全波整流回路210の出力電圧が、ダイオードD2を介して、抵抗R2、R3で分圧される。また、コンデンサC2が充電されて、その充電電圧が十分に高くなる。このときMOS−FETQ2がオンするように抵抗R2と抵抗R3の分圧比が設定されており、MOS−FETQ2がオンする。
(Period TB)
Next, the output voltage of the
抵抗R2、R3で分圧した電圧は、MOS−FETQ2のゲートに電圧印加される。これによりMOS−FETQ2はオンとなり、MOS−FETQ1のゲートは略グランド電位となる。その結果、MOS−FETQ1はオフとなる。MOS−FETQ1がオフなので、抵抗R1に電流は流れない。 The voltage divided by the resistors R2 and R3 is applied to the gate of the MOS-FET Q2. As a result, the MOS-FET Q2 is turned on, and the gate of the MOS-FET Q1 is substantially at ground potential. As a result, the MOS-FET Q1 is turned off. Since the MOS-FET Q1 is off, no current flows through the resistor R1.
バイパス駆動電源回路221は、抵抗R5、R6の抵抗分圧からダイオードD1を介して、コンデンサC1に電荷を蓄える。ここで、MOS−FETQ2はオンであるが、抵抗R4の値を十分大きく設定することで、コンデンサC1には抵抗R5,R6,R4の分圧回路から得られる電圧を充電することができる。なお、バイパス駆動電源回路221に入力される電圧(交流電圧)が十分大きいため、ダイオードD1の影響は無視している。
The bypass drive
(期間TC)
さらに時間が経過すると、トライアック調光器100の出力電圧は、交流電源ACの正弦波に沿って低下していく。トライアック調光器100の出力電圧が所定電圧VTH以下になると、抵抗R2と抵抗R3で分圧された電圧がMOS−FETQ2のゲート電圧よりも低くなって、MOS−FETQ2がオフする。この所定電圧VTHは、図2において点線で示されている。
(Period TC)
As time further elapses, the output voltage of the
MOS−FETQ2がオフすれば、MOS−FETQ1のゲートに電圧が印加されるようになる。その結果、MOS−FETQ1がオンし、抵抗R1を介してMOS−FETQ1のドレイン−ソース間に電流が流れるようになる。 When the MOS-FET Q2 is turned off, a voltage is applied to the gate of the MOS-FET Q1. As a result, the MOS-FET Q1 is turned on, and a current flows between the drain and source of the MOS-FET Q1 via the resistor R1.
つまり、トライアック調光器100の出力電流は、全波整流回路210→抵抗R1→MOS−FETQ1のループで流れることとなる。その結果、トライアック調光器100のトライアック106に保持電流を流し続けることができる。
That is, the output current of the
したがって、点灯回路230の負荷電流がトライアック106の保持電流よりも少なくなる場合であっても、バイパス回路220によって、トライアック106の保持電流を確保することができる。
Therefore, even when the load current of the
そのため、トライアック調光器100が出力電圧を出力している途中で保持電流不足によってトライアック106が予期せずにオフになるという問題を抑制し、トライアック調光器100の出力が不安定になることを抑制できる。従って、トライアック調光器100を安定的に動作させることができる。
Therefore, the problem that the
(期間TD)
トライアック106を安定動作させるためには、バイパス回路220の動作期間を適切な長さに確保することが好ましい。具体的には、トライアック調光器100の出力電圧が所定電圧VTH以下になってから次にトライアック調光器100の出力電圧が立ち上がるまでの期間、バイパス回路220を動作(MOS−FETQ1がオンし続ける)させることが好ましい。
(Period TD)
In order to stably operate the
そこで、本実施の形態では、MOS−FETQ1をオンする期間TDを、トライアック調光器100の出力電圧波形におけるオフ期間の1周期(期間TA)以上の長さとする。具体的には、本実施の形態では、MOS−FETQ1が期間TA以上オンし続けられるようにコンデンサC2の残留電荷を保持するようにする。
Therefore, in the present embodiment, the period TD during which the MOS-FET Q1 is turned on has a length equal to or longer than one cycle (period TA) of the off period in the output voltage waveform of the
上記動作を期間ごとにまとめると、次のとおりである。
〔期間TA〕
トライアック調光器100の出力電圧 0V
ダイオードD2のカソード電位 0V
MOS−FETQ2 オフ
コンデンサC1 MOS−FETQ1に電圧印加
MOS−FETQ1 オン
バイパス回路本体部220a(抵抗R1) 電流は流れない
The above operations are summarized for each period as follows.
[Period TA]
Output voltage of triac dimmer 100 0V
Cathode potential of diode D2 0V
MOS-FET Q2 OFF Capacitor C1 Voltage applied to MOS-FET Q1 MOS-FET Q1 ON
〔期間TB〕
トライアック調光器100の出力電圧 電圧VTHより高い
ダイオードD2のカソード電位 高い
MOS−FETQ2 オン
コンデンサC1 充電される
MOS−FETQ1 オフ
バイパス回路本体部220a(抵抗R1) 電流は流れない
[Period TB]
Output voltage of triac dimmer 100 Higher than voltage V TH Cathode potential of diode D2 High MOS-FET Q2 On capacitor C1 Charged MOS-FET Q1 Off Bypass circuit
〔期間TC〕
トライアック調光器100の出力電圧 電圧VTH以下
ダイオードD2のカソード電位 高い
MOS−FETQ2 オフ
コンデンサC1 MOS−FETQ1に電圧印加
MOS−FETQ1 オン
バイパス回路本体部220a(抵抗R1) 電流が流れる
[Period TC]
Output voltage of triac dimmer 100 Voltage V TH or less Cathode potential of diode D2 High MOS-FET Q2 Off Capacitor C1 Voltage applied to MOS-FET Q1 MOS-FET Q1 On
なお、ダイオードD2は、MOS−FETQ1がオンしてもバイパス回路本体部220aの動作とバイパス駆動電源回路221および電圧検出回路222の動作とが分離されるようにする機能を果たしている。これにより位相調光制御を安定的に実施することができる。
The diode D2 functions to separate the operation of the bypass circuit
また、全波整流された電圧が所定電圧VTH以下のときにMOS−FETQ1がオンとなるので、抵抗R1による無駄な電力損失を抑制することができる。 Further, since the full-wave rectified voltage MOS-FET Q1 is turned on when the following predetermined voltage V TH, it is possible to suppress the wasteful power loss due to the resistor R1.
また、電圧検出回路222が有する抵抗R2,R3の分圧回路は、MOS−FETQ1を動作させる閾値電圧を決定するものである。トライアック106がオンしているときに抵抗R1の無駄な電力損失を抑制することが好ましく、且つ、トライアック106がオフしたときにトライアック106の漏れ電流などから点灯装置200に電圧が入力されてもMOS−FETQ2が確実にオフとなるようにすることが好ましい。これらを両立するように抵抗R2,R3の値を設定するのが望ましい。
The voltage dividing circuit of the resistors R2 and R3 included in the
以上説明したように、本実施の形態にかかる点灯装置200によれば、トライアック調光器100と接続した場合に、点灯回路230の負荷電流が少ないときであってもトライアック106をオンさせるための保持電流を安定的に流し続けることができる。しかも、MOS−FETQ1をオンする期間TDを適切に定めることで、バイパス回路220の動作期間を適切な長さに確保し、トライアック調光器100の安定的動作を確保することができる。
As described above, according to the
また、実施の形態にかかるバイパス回路220では、トライアック調光器100の出力電圧が所定電圧VTH以上のとき、MOS−FETQ1をオフするようにしている。これにより、抵抗R1による無駄な電力損失を抑制することができる。
Further, the
トライアック調光器100を用いずに点灯装置200を直接に交流電源ACに接続した場合には、バイパス回路220のMOS−FETQ1およびQ2は、図2(b)に示すように動作する。この場合、図2(b)に示すようにMOS−FETQ1のオン期間を短くすることができ、抵抗R1による無駄な電力損失を抑制できる。
When the
なお、本実施の形態では、トライアック調光器100に接続される負荷が点灯装置200である場合を説明したが、本発明はこれに限られない。トライアック調光器100に接続されて、トライアック調光器100が整形した出力電圧波形で動作する機器であれば、他の機器でもよく、その機器内に本実施の形態に記載のバイパス回路220を備えてもよい。
In addition, although this Embodiment demonstrated the case where the load connected to the
また、本実施の形態では、バイパス回路220を点灯装置200の内部に備える場合について説明したが、本発明はこれに限られない。トライアック調光器100のトライアック106と点灯装置200との間に、バイパス回路220を介在させるようにすればよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the
従って、バイパス回路220をトライアック調光器100の内部に備えてもよい。また、バイパス回路220をトライアック調光器100と点灯装置200とは別に設けて、これらの間に介在させるようにしてもよい。
Therefore, the
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかる点灯装置500、調光器100および照明装置400を示す図である。実施の形態2にかかる点灯装置500は、図1に示す実施の形態1にかかる点灯装置200とはバイパス回路本体部220aの構成が異なっており、ダイオードD2を有さず、その代わりに第2整流回路211を備えている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating the
全波整流回路210、バイパス回路本体部220a、バイパス駆動電源回路221、および電圧検出回路222、点灯回路230の回路構成および動作は、実施の形態1と同じであるため動作の説明を省略する。
Since the circuit configurations and operations of the full-
第2整流回路211は、2つのダイオードD21、D22が直列に接続されたものである。ダイオードD21のアノードとダイオードD22のアノードとが接続されており、その接続点に、バイパス回路本体部220aにおける抵抗R1の一端が接続している。ダイオードD21のカソードは、入力端子201と全波整流回路210との中間に接続している。ダイオードD22のカソードは、入力端子202と全波整流回路210との中間に接続している。
The
実施の形態1で説明したとおり、MOS−FETQ1がオンしたときに、バイパス回路本体部220aの動作と、バイパス駆動電源回路221および電圧検出回路222の動作とを分離して安定的に動作する必要がある。実施の形態1ではダイオードD2がその役割を担っていたが、実施の形態2にかかる点灯装置500では第2整流回路211がその役割を担っている。
As described in the first embodiment, when the MOS-FET Q1 is turned on, the operation of the bypass circuit
実施の形態1と実施の形態2とでは、次のような作用効果の違いがある。実施の形態1では、実施の形態2に比べてダイオードの数が1つ少ない。実施の形態1では、点灯回路230に流れる電流とダイオードD2の電圧降下とを乗算した損失が発生する。
The first embodiment and the second embodiment have the following operational effects. In the first embodiment, the number of diodes is one less than in the second embodiment. In the first embodiment, a loss is generated by multiplying the current flowing through the
一方、実施の形態2では、実施の形態1に比べてダイオードが1つ多い。第2整流回路211の損失については、バイパス回路本体部220aに流れる電流とダイオードD21、D22における電圧降下とを乗算した損失が発生する。
On the other hand, the second embodiment has one more diode than the first embodiment. Regarding the loss of the
バイパス回路本体部220aに流れるべき電流はトライアック106の保持電流に等しい大きさであればよい。このため、バイパス回路本体部220aに流れるべき電流は、点灯回路230へと流れるべき電流と比べて小さくともよい。
The current that should flow through the bypass circuit
実施の形態2によれば、このような観点から、トライアック106の保持電流を確保するための第2整流回路211を別途設けており、点灯回路230に流れる電流とは独立に、トライアック106の保持電流を発生させることができる。トライアック106の保持電流確保に必要最低限の電流をバイパス回路本体部220aに流すようにすることで、電力損失を少なくすることができる。
According to the second embodiment, from this point of view, the
100 トライアック調光器、106 トライアック、200 点灯装置、201、202 入力端子、210 全波整流回路、220 バイパス回路、220a バイパス回路本体部、221 バイパス駆動電源回路、222 電圧検出回路、230 点灯回路、231 制御IC、232 位相検出DC変換回路、233 基準電圧回路、300 光源ユニット、AC 交流電源、OP 比較器、Q1、Q2、Q3 MOS−FET、T1 トランス 100 triac dimmer, 106 triac, 200 lighting device, 201, 202 input terminal, 210 full wave rectification circuit, 220 bypass circuit, 220a bypass circuit main body, 221 bypass drive power supply circuit, 222 voltage detection circuit, 230 lighting circuit, 231 Control IC, 232 Phase detection DC conversion circuit, 233 Reference voltage circuit, 300 Light source unit, AC AC power supply, OP comparator, Q1, Q2, Q3 MOS-FET, T1 transformer
Claims (7)
前記調光器に接続する入力端子と、
発光素子と接続し、前記入力電圧で生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、
前記入力端子と前記点灯回路との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする点灯装置。 A lighting device that can be connected to a phase control dimmer and receives an input voltage phase-controlled by the dimmer,
An input terminal connected to the dimmer;
A lighting circuit connected to the light emitting element and supplying a current generated by the input voltage to the light emitting element;
Intervening between the input terminal and the lighting circuit, and when the input voltage is below a predetermined value, the output of the dimmer is bypassed from the lighting circuit and the current output by the dimmer is held A bypass circuit to
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the dimmer from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is less than or equal to the predetermined value and switches the connection between the capacitor and the control terminal;
The lighting device characterized by including.
前記入力端子からの交流電圧を整流して前記バイパス回路本体部に供給する第2整流回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 A first rectifier circuit that rectifies an AC voltage from the input terminal and supplies the AC voltage to the lighting circuit without passing through the bypass circuit main body;
A second rectifier circuit that rectifies an alternating voltage from the input terminal and supplies the rectified voltage to the bypass circuit body;
The lighting device according to claim 1, further comprising:
前記電圧検出回路は、前記整流素子の前記出力側の電圧を検出し、
前記バイパス駆動電源回路は、前記電圧検出回路の検出した電圧が所定電圧を超えたときに前記コンデンサを充電し、前記電圧検出回路の検出した電圧が所定電圧以下のときに前記コンデンサの充電電圧を前記制御端子に与えることを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 A rectifying element having an input side connected to one end of the current path and an output side connected to the bypass drive power supply circuit,
The voltage detection circuit detects a voltage on the output side of the rectifying element,
The bypass drive power supply circuit charges the capacitor when the voltage detected by the voltage detection circuit exceeds a predetermined voltage, and sets the charge voltage of the capacitor when the voltage detected by the voltage detection circuit is equal to or lower than a predetermined voltage. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is provided to the control terminal.
前記点灯装置は、発光素子と接続し、前記調光器の出力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給するものであり、
前記調光器は、
前記交流電源の電圧波形を成形するトライアックと、
前記トライアックの出力電圧が所定値以下であるときに、出力電流を前記点灯回路からバイパスさせて前記トライアックの電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記トライアックが出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする調光器。 A phase control type dimmer interposed between the AC power source and the lighting device,
The lighting device is connected to a light emitting element, and supplies a current generated from an output voltage of the dimmer to the light emitting element.
The dimmer is
A triac for shaping a voltage waveform of the AC power supply;
A bypass circuit for holding the current of the triac by bypassing an output current from the lighting circuit when the output voltage of the triac is a predetermined value or less;
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the triac from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is equal to or lower than a predetermined value and switches connection between the capacitor and the control terminal;
A dimmer characterized by comprising:
位相制御型の調光器と、
前記調光器に接続する入力端子と、前記調光器で位相制御された入力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、を備える点灯装置と、
前記調光器と前記点灯装置との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の1周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする照明装置。 A light emitting element that emits light upon receiving an electric current;
A phase control dimmer;
A lighting device comprising: an input terminal connected to the dimmer; and a lighting circuit that supplies a current generated from an input voltage phase-controlled by the dimmer to the light emitting element;
When the input voltage is less than or equal to a predetermined value, the current output from the dimmer is bypassed from the lighting circuit when the input voltage is below a predetermined value. A bypass circuit to hold,
With
The bypass circuit is:
A bypass circuit body comprising a current path for bypassing the current output from the dimmer from the lighting circuit, and a switching element connected in series to the current path;
A capacitor for supplying a voltage to the control terminal of the switching element; A bypass drive power supply circuit storing in the capacitor;
A voltage detection circuit that detects whether the input voltage is less than or equal to the predetermined value and switches the connection between the capacitor and the control terminal;
A lighting device comprising:
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