JP2015176665A - lighting device and lighting equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device and lighting equipment that can perform stable lighting with no flicker even when the dimming rate is reduced.SOLUTION: A lighting device 10 has a rectifying circuit 6 which is connected to an AC power source 4 and is typically a diode bridge for rectifying an AC voltage, a capacitor C1 connected to the output terminal of the rectifying circuit 6 in parallel, a voltage dividing circuit of resistors R1, R2 connected to the capacitor C1 in parallel, and an H bridge circuit 14 for receiving DC current which is subjected to full-wave rectification in the rectifying circuit 6. A microcomputer 22 generates a switching signal Q2/SW, whereby coil current IL is reciprocatively increased and reduced between an upper limit current value IL*max and a lower limit current value IL*low. By masking the switching signal Q2/SW, an OFF-period toff for which current flow is intentionally stopped is intermittently and periodically generated, thereby performing intermittent control for making the reciprocative increase and reduction of the coil current IL intermittent.

Description

本発明は、点灯装置および照明器具に関する。   The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture.

従来、例えば、特開２００９−２７８９５号公報に開示されているように、Ｈブリッジ回路をスイッチング電源に利用した点灯装置が知られている。   Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-27895, a lighting device using an H-bridge circuit as a switching power supply is known.

特開２００９−２７８９５号公報JP 2009-27895 A

Ｈブリッジ回路において、コイル電流を上限値と下限値との間で往復的に増減するようにスイッチング素子を制御するいわゆるバンバン（Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ）制御を実施すると、調光率を絞っていった際に光ちらつきが発生するという問題があった。   In the H-bridge circuit, when the so-called Bang-Bang control for controlling the switching element so as to reciprocally increase and decrease the coil current between the upper limit value and the lower limit value is performed, the dimming rate is reduced. There was a problem that light flickering occurred.

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、調光率を絞ったときも光ちらつきなく安定した点灯を行うことができる点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a lighting device and a lighting fixture that can perform stable lighting without flickering even when the dimming rate is reduced. To do.

本発明にかかる点灯装置は、コイルおよび前記コイルの両端にそれぞれ接続した複数のスイッチング素子を備え前記コイルに前記スイッチング素子のオンオフに応じたコイル電流が流れるＨブリッジ回路と、前記コイル電流を検出する検出回路と、前記コイル電流が上限値と下限値との間を往復的に増減するように前記スイッチング素子のスイッチング信号を生成するとともに前記スイッチング信号に前記コイル電流の往復的増減を間欠化するオフ期間を設ける制御を実行可能な制御回路と、を備える。   The lighting device according to the present invention includes a coil and a plurality of switching elements respectively connected to both ends of the coil, and an H-bridge circuit in which a coil current corresponding to on / off of the switching element flows in the coil, and the coil current is detected. OFF that generates a switching signal of the switching element so that the coil current reciprocally increases and decreases between an upper limit value and a lower limit value, and intermittently reciprocates the coil current in the switching signal. And a control circuit capable of executing control for providing a period.

本発明にかかる照明器具は、発光素子と、前記発光素子を点灯させる点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、コイルおよび前記コイルの両端にそれぞれ接続した複数のスイッチング素子を備え前記コイルに前記スイッチング素子のオンオフに応じたコイル電流が流れるＨブリッジ回路と、前記コイル電流を検出する検出回路と、前記コイル電流が上限値と下限値との間を往復的に増減するように前記スイッチング素子のスイッチング信号を生成するとともに前記スイッチング信号に前記コイル電流の往復的増減を間欠化するオフ期間を設ける制御を実行可能な制御回路と、を備える。   A lighting fixture according to the present invention includes a light emitting element and a lighting device that lights the light emitting element, and the lighting device includes a coil and a plurality of switching elements respectively connected to both ends of the coil. An H-bridge circuit through which a coil current corresponding to ON / OFF of the switching element flows, a detection circuit for detecting the coil current, and the switching element so as to increase and decrease reciprocally between an upper limit value and a lower limit value. A control circuit capable of executing a control for generating a switching signal and providing the switching signal with an off period for intermittently reciprocating the coil current.

本発明によれば、スイッチング信号にコイル電流の往復的増減を間欠化するオフ期間を設けたので、調光率を絞ったときも光ちらつきなく安定した点灯を行うことができる。   According to the present invention, the switching signal is provided with the off period in which the reciprocal increase / decrease of the coil current is intermittent, so that stable lighting can be performed without flickering even when the dimming rate is reduced.

本発明の実施の形態にかかる点灯装置および照明器具を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the lighting device and lighting fixture concerning embodiment of this invention. 実施の形態にかかる点灯装置のマイコンの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the microcomputer of the lighting device concerning embodiment. 実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining operation of a lighting device concerning an embodiment. 昇圧モード時にマスク信号でマスキングを行わないとした場合に生ずる光ちらつきの問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the light flicker which arises when not masking with a mask signal at the time of pressure | voltage rise mode. 実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining operation of a lighting device concerning an embodiment. 実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining operation of a lighting device concerning an embodiment. 実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining operation of a lighting device concerning an embodiment. 実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining operation of a lighting device concerning an embodiment.

（実施の形態の装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１０および照明器具１を示す回路図である。照明器具１は、ＬＥＤモジュール２および点灯装置１０を備えている。ＬＥＤモジュール２は、複数のＬＥＤ素子２ａを直列接続したものである。点灯装置１０は、出力端子を介してＬＥＤモジュール２と接続し、交流電源４の交流電圧を直流電圧に変換し、ＬＥＤ素子２ａを点灯させる。ＬＥＤモジュール２は、少なくとも１つのＬＥＤ素子２ａを含むものであればよく、また複数のＬＥＤ素子２ａが並列あるいは直列と並列を組み合わせた形態に接続されたものであってもよく、ＬＥＤ素子２ａに代えて有機ＥＬ素子を用いてもよい。 (Configuration of the apparatus of the embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a lighting device 10 and a lighting fixture 1 according to an embodiment of the present invention. The luminaire 1 includes an LED module 2 and a lighting device 10. The LED module 2 has a plurality of LED elements 2a connected in series. The lighting device 10 is connected to the LED module 2 via an output terminal, converts the AC voltage of the AC power source 4 into a DC voltage, and lights the LED element 2a. The LED module 2 only needs to include at least one LED element 2a, and a plurality of LED elements 2a may be connected in parallel or in a combination of series and parallel. Instead, an organic EL element may be used.

点灯装置１０は、交流電源４と接続し交流電圧を整流する典型的にはダイオードブリッジである整流回路６と、整流回路６の出力端子に並列に接続したコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１と並列に接続した抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧回路と、整流回路６で全波整流された直流電流を受けるＨブリッジ回路１４とを備えている。交流電源４と整流回路６との間には、電源スイッチ（図示せず）が介在している。   The lighting device 10 is connected to the AC power source 4 to rectify the AC voltage, typically a rectifier circuit 6 that is a diode bridge, a capacitor C1 connected in parallel to the output terminal of the rectifier circuit 6, and a capacitor C1 connected in parallel. And the H-bridge circuit 14 that receives the direct current that has been full-wave rectified by the rectifier circuit 6. A power switch (not shown) is interposed between the AC power supply 4 and the rectifier circuit 6.

Ｈブリッジ回路１４は、スイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１と、コイルＬ１と、ダイオードＤ２と、スイッチング素子Ｑ２を備え、これらがＨブリッジ型に接続されたものである。なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、本実施の形態ではＭＯＳＦＥＴを用いているがスイッチング素子であればこれに限定されない。スイッチング素子Ｑ１の第１端子（本実施の形態ではドレイン）は、整流回路６の高圧側出力端子に接続している。スイッチング素子Ｑ１の第２端子（本実施の形態ではソース）は、ダイオードＤ１のカソードと接続している。ダイオードＤ１のアノードは、整流回路６の低圧側出力端子に接続している。コイルＬ１の一端は、スイッチング素子Ｑ１の第２端子（本実施の形態ではソース）とダイオードＤ１のカソードとの接続点に接続している。コイルＬ１の他端は、ダイオードＤ２のアノードとスイッチング素子Ｑ２の第１端子（本実施の形態ではドレイン）との接続点に接続している。スイッチング素子Ｑ２の第２端子（本実施の形態ではソース）は抵抗Ｒ３を介して接地されている。ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣ２の一端に接続している。ダイオードＤ１のアノードにはコイル電流検出用の抵抗Ｒ３の一端が接続し、抵抗Ｒ３の他端はスイッチング素子Ｑ２の第２端子（ソース）に接続している。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の制御端子（本実施の形態ではゲート）に駆動回路２０からの駆動信号が供給されることでスイッチングが実現される。駆動回路２０は、マイコン２２からスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオンオフをそれぞれ指示するスイッチング信号Ｑ１／ＳＷ、Ｑ２／ＳＷを受けて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２それぞれの駆動信号を生成する。Ｈブリッジ回路１４は、降圧モード、昇圧モード、および昇降圧モードという３つのモードで駆動することができる。降圧モードは、スイッチング素子Ｑ１をオンオフし、かつスイッチング素子Ｑ２をオフに維持することで実現される。昇圧モードは、スイッチング素子Ｑ１をオンに維持し、かつスイッチング素子Ｑ２をオンオフすることで実現される。昇降圧モードは、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の両方をオンオフすることで実現される。   The H bridge circuit 14 includes a switching element Q1, a diode D1, a coil L1, a diode D2, and a switching element Q2, and these are connected in an H bridge type. The switching elements Q1 and Q2 use MOSFETs in this embodiment, but are not limited to this as long as they are switching elements. The first terminal (drain in this embodiment) of the switching element Q1 is connected to the high-voltage side output terminal of the rectifier circuit 6. The second terminal (source in the present embodiment) of the switching element Q1 is connected to the cathode of the diode D1. The anode of the diode D1 is connected to the low-voltage side output terminal of the rectifier circuit 6. One end of the coil L1 is connected to a connection point between the second terminal (source in the present embodiment) of the switching element Q1 and the cathode of the diode D1. The other end of the coil L1 is connected to a connection point between the anode of the diode D2 and the first terminal (drain in this embodiment) of the switching element Q2. The second terminal (source in the present embodiment) of the switching element Q2 is grounded via the resistor R3. The cathode of the diode D2 is connected to one end of the capacitor C2. One end of a coil current detection resistor R3 is connected to the anode of the diode D1, and the other end of the resistor R3 is connected to a second terminal (source) of the switching element Q2. Switching is realized by supplying a drive signal from the drive circuit 20 to the control terminals (gates in the present embodiment) of the switching elements Q1 and Q2. The drive circuit 20 receives switching signals Q1 / SW and Q2 / SW that respectively instruct on / off of the switching elements Q1 and Q2 from the microcomputer 22, and generates driving signals for the switching elements Q1 and Q2, respectively. The H bridge circuit 14 can be driven in three modes: a step-down mode, a step-up mode, and a step-up / step-down mode. The step-down mode is realized by turning on / off switching element Q1 and keeping switching element Q2 off. The step-up mode is realized by keeping the switching element Q1 on and turning on and off the switching element Q2. The step-up / step-down mode is realized by turning on and off both the switching element Q1 and the switching element Q2.

Ｈブリッジ回路１４の出力側には、電解コンデンサであるコンデンサＣ２が設けられている。コンデンサＣ２の他端は抵抗Ｒ３を介して接地されている。コンデンサＣ２に対して並列に、ＬＥＤモジュール２および電流検知抵抗Ｒ６の直列回路が接続している。点灯装置１０は、抵抗Ｒ４、Ｒ５からなる分圧回路を備えており、この分圧回路で電圧検知を行うことができる。抵抗Ｒ４の一端がダイオードＤ２のカソードと接続し、抵抗Ｒ４の他端が抵抗Ｒ５の一端に接続し、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点の電圧が検知電圧としてマイコン２２に入力され、抵抗Ｒ５の他端は抵抗Ｒ３を介して接地されている。   On the output side of the H-bridge circuit 14, a capacitor C2 that is an electrolytic capacitor is provided. The other end of the capacitor C2 is grounded via a resistor R3. A series circuit of the LED module 2 and the current detection resistor R6 is connected in parallel with the capacitor C2. The lighting device 10 includes a voltage dividing circuit including resistors R4 and R5, and voltage detection can be performed by the voltage dividing circuit. One end of the resistor R4 is connected to the cathode of the diode D2, the other end of the resistor R4 is connected to one end of the resistor R5, and the voltage at the connection point of the resistors R4 and R5 is input to the microcomputer 22 as a detection voltage. The end is grounded via a resistor R3.

マイコン２２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧回路を用いて検出した入力電圧Ｖｉｎと、抵抗Ｒ４、Ｒ５の分圧回路を用いて検出した出力電圧Ｖｏｕｔと、調光器３０からの調光信号とをそれぞれ受信する。マイコン２２は、抵抗Ｒ３の電圧に基づいてコイル電流ＩＬを検出し、電流検知抵抗Ｒ６の電圧に基づいてＬＥＤ電流Ｉｏｕｔを検出する。マイコン２２は、その内部でＰＷＭ信号Ｉｒｅｆｗを生成し、マイコン２２の外部に設けた直列抵抗Ｒ７およびこれにシャント接続したコンデンサＣ３に入力する。これにより脈流化された上限電流値ＩＬ＊ｍａｘを生成することができる。この上限電流値ＩＬ＊ｍａｘはマイコン２２に入力され、後述するバンバン（Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ）制御の上限電流値として利用される。なお、上記では、上限目標値は、ＰＷＭ信号Ｉｒｅｆｗを生成し、外部に設けた直列抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ３で脈流化したが、本発明はこれに限られず、マイコン内部または外部のＤＡ変換器を用いて生成する構成でもよい。   The microcomputer 22 detects the input voltage Vin detected using the voltage divider circuit of the resistors R1 and R2, the output voltage Vout detected using the voltage divider circuit of the resistors R4 and R5, and the dimming signal from the dimmer 30. Is received respectively. The microcomputer 22 detects the coil current IL based on the voltage of the resistor R3, and detects the LED current Iout based on the voltage of the current detection resistor R6. The microcomputer 22 generates a PWM signal Irefw therein and inputs the PWM signal Irefw to a series resistor R7 provided outside the microcomputer 22 and a capacitor C3 shunt-connected thereto. Thereby, the pulsating upper limit current value IL * max can be generated. The upper limit current value IL * max is input to the microcomputer 22 and is used as an upper limit current value for bang-bang control described later. In the above, the upper limit target value is generated by generating the PWM signal Irefw and pulsating with the series resistor R7 and the capacitor C3 provided outside, but the present invention is not limited to this, and the DA converter inside or outside the microcomputer The structure which produces | generates using may be sufficient.

図２は、マイコン２２の構成を示すブロック図である。マイコン２２は、スイッチング信号生成部２３と、ＡＤ変換回路２４と、ＣＰＵ２５と、タイマー２６を備えている。各要素の詳細を説明すると、先ずスイッチング信号生成部２３は、コンパレータ２３ａと、コンパレータ２３ｂと、タイマー２３ｃを備えている。コンパレータ２３ａは、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘとコイル電流ＩＬとが一致したら強制停止信号を出力する。コンパレータ２３ｂは、下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗとコイル電流ＩＬとが一致したらリスタート信号を出力する。タイマー２３ｃは、強制停止信号およびリスタート信号を受けてスイッチング信号Ｑ１／ＳＷ、Ｑ２／ＳＷをそれぞれ生成および出力する。ＡＤ変換回路２４は、例えば交流電圧が全波整流されることで生成された脈流入力電圧Ｖｉｎと、出力電圧Ｖｏｕｔと、ＬＥＤ電流Ｉｏｕｔとを受信する。ＡＤ変換回路２４は、それらの値をＡＤ変換してＣＰＵ２５に伝達する。ＣＰＵ２５は、Ｖｉｎ、Ｖｏｕｔ、Ｉｏｕｔ、および調光信号を含む入力値に基づいてＩｏｕｔの目標値である目標出力電流値Ｉｏｕｔ１を算出し、これに基づいてタイマー２６を制御する。タイマー２６はＰＷＭ信号を生成するオンオフタイミングを計るものであり、ＣＰＵ２５によりオン時間、周波数を制御されてＰＷＭ信号Ｉｒｅｆｗを生成する。ＣＰＵ２５は、下限電流ＩＬ＊ｌｏｗをコンパレータ２３ｂに伝達するとともに、後述するマスク信号Ｓｍａｓｋを生成してタイマー２３ｃに伝達する。なお、上記では、マイコン内部にコンパレータ等が内蔵されている場合の例を示したが、本発明はこれに限られず、図２に示した制御系の一部の機能をマイコン外部のアナログ回路で実現してもよい。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the microcomputer 22. The microcomputer 22 includes a switching signal generation unit 23, an AD conversion circuit 24, a CPU 25, and a timer 26. The details of each element will be described. First, the switching signal generation unit 23 includes a comparator 23a, a comparator 23b, and a timer 23c. The comparator 23a outputs a forced stop signal when the upper limit current value IL * max matches the coil current IL. The comparator 23b outputs a restart signal when the lower limit current value IL * low matches the coil current IL. The timer 23c generates and outputs switching signals Q1 / SW and Q2 / SW in response to the forced stop signal and the restart signal. The AD conversion circuit 24 receives, for example, a pulsating input voltage Vin generated by full-wave rectification of an AC voltage, an output voltage Vout, and an LED current Iout. The AD conversion circuit 24 AD converts these values and transmits them to the CPU 25. The CPU 25 calculates a target output current value Iout1 that is a target value of Iout based on input values including Vin, Vout, Iout, and a dimming signal, and controls the timer 26 based on this. The timer 26 measures the on / off timing for generating the PWM signal, and the PWM time is controlled by the CPU 25 to generate the PWM signal Irefw. The CPU 25 transmits the lower limit current IL * low to the comparator 23b, generates a mask signal Smask described later, and transmits it to the timer 23c. In the above, an example in which a comparator or the like is built in the microcomputer has been described. However, the present invention is not limited to this, and some functions of the control system shown in FIG. It may be realized.

図３は、実施の形態にかかる点灯装置１０の動作を説明するための波形図である。図３は、いわゆるバンバン（Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ）制御の内容を説明するための波形図である。ここでは一例として昇圧モード時の動作を説明する。昇圧モードではスイッチング素子Ｑ１はオンに維持され、スイッチング素子Ｑ２がオンオフされる。この場合、バンバン制御では、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗとの間をコイル電流ＩＬが往復的に増減するように、マイコン２２はスイッチング素子Ｑ２をオンオフする。スイッチング信号Ｑ２／ＳＷがハイとなりスイッチング素子Ｑ２がオンとなることでコイル電流ＩＬが増大すると、コイル電流ＩＬは脈流状に形成された上限電流値ＩＬ＊ｍａｘに達する。このときコンパレータ２３ａが強制停止信号を発することでスイッチング信号Ｑ２／ＳＷはローとなりスイッチング素子Ｑ２はオフとなる。その後コイル電流ＩＬは減少していき、コイル電流ＩＬは一定値に定められた下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗに達する。このときコンパレータ２３ｂがリスタート信号を発することでスイッチング信号Ｑ２／ＳＷは再びハイとなりスイッチング素子Ｑ２が再びオンとなる。このような動作を繰り返すようにマイコン２２がスイッチング信号Ｑ２／ＳＷを生成することで、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗとの間をコイル電流ＩＬが往復的に増減する。このときコイル電流ＩＬはいわゆる臨界モードでの動作となる。   FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the lighting device 10 according to the embodiment. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the contents of so-called Bang-Bang control. Here, the operation in the boost mode will be described as an example. In the boost mode, the switching element Q1 is kept on, and the switching element Q2 is turned on / off. In this case, in the bang-bang control, the microcomputer 22 turns on and off the switching element Q2 so that the coil current IL reciprocates between the upper limit current value IL * max and the lower limit current value IL * low. When the switching signal Q2 / SW becomes high and the switching element Q2 is turned on to increase the coil current IL, the coil current IL reaches the upper limit current value IL * max formed in a pulsating manner. At this time, when the comparator 23a issues a forced stop signal, the switching signal Q2 / SW becomes low and the switching element Q2 is turned off. Thereafter, the coil current IL decreases, and the coil current IL reaches a lower limit current value IL * low set to a constant value. At this time, the comparator 23b issues a restart signal, so that the switching signal Q2 / SW becomes high again and the switching element Q2 is turned on again. When the microcomputer 22 generates the switching signal Q2 / SW so as to repeat such an operation, the coil current IL reciprocates between the upper limit current value IL * max and the lower limit current value IL * low. At this time, the coil current IL operates in a so-called critical mode.

（光ちらつきの問題）
図４は、昇圧モード時にマスク信号Ｓｍａｓｋでマスキングを行わないとした場合に生ずる光ちらつきの問題を説明するための図である。図３を用いて説明したいわゆるバンバン制御を実施すると、調光器３０の指令により調光率が絞られていった際に、光ちらつきが発生するという問題がある。図４で破線に示す脈流波形はそれぞれ下限調光率よりも高い調光率における上限電流値を示している。調光率を絞ると矢印のように上限電流値ＩＬ＊ｍａｘの振幅が小さくなり、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘが下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗに近づくことでコイル電流ＩＬが低下する。調光率を絞るほど上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗが近づくので、コイル電流ＩＬをより小刻みに往復させるようにスイッチング周波数が高くなる。下限調光時にはスイッチング素子Ｑ２を例えば１ＭＨｚ程度でスイッチングさせる必要があり、スイッチング動作が正確に行うことができなくなる。その結果、ＬＥＤ電流Ｉｏｕｔの大きさが不規則となる状態つまり電流制御ができていない状態となり、光ちらつきが発生するという問題がある。 (Light flickering problem)
FIG. 4 is a diagram for explaining the problem of light flicker that occurs when masking is not performed with the mask signal Smask in the boost mode. When the so-called bang-bang control described with reference to FIG. 3 is performed, there is a problem that light flickering occurs when the dimming rate is reduced by a command from the dimmer 30. The pulsating waveform shown by the broken line in FIG. 4 indicates the upper limit current value at a dimming rate higher than the lower limit dimming rate. When the dimming rate is reduced, the amplitude of the upper limit current value IL * max decreases as shown by the arrow, and the coil current IL decreases as the upper limit current value IL * max approaches the lower limit current value IL * low. As the dimming rate is reduced, the upper limit current value IL * max and the lower limit current value IL * low are closer, so that the switching frequency is increased so that the coil current IL is reciprocated in smaller increments. At the time of the lower limit dimming, it is necessary to switch the switching element Q2 at about 1 MHz, for example, and the switching operation cannot be performed accurately. As a result, there is a problem that the LED current Iout becomes irregular, that is, the current is not controlled, and light flickering occurs.

（マスキングによる間欠制御）
図５〜図８は、実施の形態にかかる点灯装置１０の動作を説明するための波形図である。図５は、マスク信号Ｓｍａｓｋを用いたスイッチング信号Ｑ２／ＳＷのマスキングを行っている様子を表している。本実施の形態では、マイコン２２は、スイッチング信号Ｑ２／ＳＷにコイル電流ＩＬの往復的増減を間欠化するオフ期間を設ける制御を実行可能に構成されている（以下、便宜上この制御を「間欠制御」とも称する）。本実施の形態では、そのようなオフ期間を設けるための方法の一つとして、マイコン２２がスイッチング信号Ｑ２／ＳＷにマスキングを施すことで、間欠的かつ周期的に、意図的にコイル電流ＩＬを流さないオフ期間ｔｏｆｆを発生させる。図５に示す例では、コイル電流ＩＬの三角波形が３つ連続した後、マスク信号Ｓｍａｓｋのオン幅ｔｍｏｎだけスイッチング信号Ｑ２／ＳＷがローに維持され、オフ期間ｔｏｆｆが設けられている。マイコン２２は定電流制御によりＬＥＤ電流Ｉｏｕｔを一定に保とうとするので、オフ期間ｔｏｆｆを設けることで出力電流が低下すると、その低下分を補うために上限電流値ＩＬ＊ｍａｘが増加し、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗの間隔が拡大する。このため、スイッチング信号Ｑ２／ＳＷの周波数を低下させることができ、安定したスイッチングが可能となり、流れる電流が不規則とならないように制御することができる。以上説明したように、点灯装置１０によれば、バンバン制御を行う場合において調光率を絞ったときも、ＬＥＤモジュール２を光ちらつきなく安定して点灯させることができる。図３に示す昇圧モード動作などの通常時のバンバン制御と図５〜８に例示した間欠制御は必要に応じて適宜に切り替えればよい。 (Intermittent control by masking)
FIGS. 5-8 is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the lighting device 10 concerning Embodiment. FIG. 5 shows a state in which the switching signal Q2 / SW is masked using the mask signal Smask. In the present embodiment, the microcomputer 22 is configured to be able to execute a control for providing an OFF period in which the reciprocal increase / decrease of the coil current IL is intermittently provided in the switching signal Q2 / SW (hereinafter, this control is referred to as “intermittent control” for convenience. "). In the present embodiment, as one method for providing such an off period, the microcomputer 22 masks the switching signal Q2 / SW so that the coil current IL is intentionally intermittently and periodically. An off period toff that does not flow is generated. In the example shown in FIG. 5, after three triangular waveforms of the coil current IL continue, the switching signal Q2 / SW is kept low for the on width tmon of the mask signal Smask, and the off period toff is provided. Since the microcomputer 22 tries to keep the LED current Iout constant by constant current control, when the output current decreases by providing the off period toff, the upper limit current value IL * max increases to compensate for the decrease, and the upper limit current The interval between the value IL * max and the lower limit current value IL * low increases. For this reason, the frequency of the switching signal Q2 / SW can be lowered, stable switching can be performed, and control can be performed so that the flowing current does not become irregular. As described above, according to the lighting device 10, the LED module 2 can be stably lit without flickering light even when the dimming rate is reduced when performing bang-bang control. The normal bang-bang control such as the step-up mode operation shown in FIG. 3 and the intermittent control exemplified in FIGS. 5 to 8 may be switched as necessary.

マスク信号Ｓｍａｓｋの生成は、下記のように様々な形態が可能である。マスク信号Ｓｍａｓｋの長さおよび周期Ｔｍは、必要なＬＥＤ電流Ｉｏｕｔが安定的に得られるように、入力電圧Ｖｉｎおよび目標出力電流値Ｉｏｕｔ１などに基づいて調整することが好ましい。好ましい形態の一つとして、図５の下段に示すように、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｉｎｔｈ以下となったら、マスク信号Ｓｍａｓｋを立ち上げてもよい。また、Ｈブリッジ回路１４の入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｉｎｔｈを越えたら、マスク信号Ｓｍａｓｋを立ち下げてもよい。なお、マスク信号Ｓｍａｓｋの立下り時期については、Ｈブリッジ回路１４の入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｉｎｔｈ以下となってから予め定めた期間後にオフ期間ｔｏｆｆを解除する（つまりマスク信号Ｓｍａｓｋを立ち下げる）ことで、スイッチング信号Ｑ２／ＳＷのマスキングを停止してもよい。この閾値電圧Ｖｉｎｔｈは、目標出力電流値Ｉｏｕｔ１に基づいて調整することが好ましい。閾値電圧Ｖｉｎｔｈを調整することで、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｉｎｔｈ以下である期間の長さを調整でき、マスク信号Ｓｍａｓｋのオン幅ｔｍｏｎを調整することができる。また、図６に示すように、マスク信号Ｓｍａｓｋがスイッチング信号Ｑ２／ＳＷのパルスを１つおきに間引くようにしてもよい。また、図７に示すように、脈流状に変化する上限電流値ＩＬ＊ｍａｘの脈流１周期の間に複数回のオフ期間ｔｏｆｆを設けてもよい。つまり上限電流値ＩＬ＊ｍａｘの１周期の間にマスク信号Ｓｍａｓｋが２回以上オンオフしてもよい。つまり、マスク信号Ｓｍａｓｋは、スイッチング信号Ｑ２／ＳＷにおいて複数個のパルスが連続する度に少なくとも１つのパルスを間引くというマスキングを繰り返すようにしてもよい。   The generation of the mask signal Smask can take various forms as described below. The length and period Tm of the mask signal Smask are preferably adjusted based on the input voltage Vin, the target output current value Iout1, and the like so that the necessary LED current Iout can be stably obtained. As one preferred embodiment, as shown in the lower part of FIG. 5, when the input voltage Vin is equal to or lower than the threshold voltage Vinth, the mask signal Smask may be raised. Further, when the input voltage Vin of the H bridge circuit 14 exceeds the threshold voltage Vinth, the mask signal Smask may be lowered. As for the falling timing of the mask signal Smask, the OFF period toff is canceled after a predetermined period after the input voltage Vin of the H-bridge circuit 14 becomes equal to or lower than the threshold voltage Vinth (that is, the mask signal Smask is lowered). Thus, the masking of the switching signal Q2 / SW may be stopped. This threshold voltage Vinth is preferably adjusted based on the target output current value Iout1. By adjusting the threshold voltage Vinth, the length of the period during which the input voltage Vin is equal to or lower than the threshold voltage Vinth can be adjusted, and the ON width tmon of the mask signal Smask can be adjusted. Further, as shown in FIG. 6, the mask signal Smask may thin out every other pulse of the switching signal Q2 / SW. Further, as shown in FIG. 7, a plurality of off periods toff may be provided during one cycle of the pulsating flow of the upper limit current value IL * max that changes in a pulsating manner. That is, the mask signal Smask may be turned on and off twice or more during one cycle of the upper limit current value IL * max. That is, the mask signal Smask may be repeatedly masked such that at least one pulse is thinned out every time a plurality of pulses continue in the switching signal Q2 / SW.

図８は、マスク信号Ｓｍａｓｋとは異なる方法でオフ期間ｔｏｆｆを設定することでスイッチング信号Ｑ２／ＳＷを間欠化する例を示す図である。上限電流値ＩＬ＊ｍａｘが脈流状に変化し、下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗが可変である。図８（ａ）に示すように下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗをΔＩ１だけ増加させると、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗとが交差し、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘよりも下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗが大きい反転期間が発生する。この反転期間Ｔｉにスイッチング信号Ｑ２／ＳＷをオフとするように予めマイコン２２を構成しておくことで、スイッチング信号Ｑ２／ＳＷを間欠化することができる。反転期間Ｔｉの長さに比例してオフ期間ｔｏｆｆの長さが決まる。図８（ｂ）に示すように下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗをΔＩ２（ただしΔＩ１＜ΔＩ２）だけ増加させると、上限電流値ＩＬ＊ｍａｘと下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗの交点の間隔が変化する。これにより反転期間Ｔｉが変化し、オフ期間ｔｏｆｆを調整できる。以上のように、下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗの大きさを調整することで、オフ期間ｔｏｆｆの長さを調節してもよい。下限電流値ＩＬ＊ｌｏｗの調整も、マスク信号Ｓｍａｓｋと同様に、入力電圧値Ｖｉｎおよび目標出力電流値Ｉｏｕｔ１などに基づいて調整することが好ましい。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the switching signal Q2 / SW is made intermittent by setting the off period toff by a method different from the mask signal Smask. The upper limit current value IL * max changes in a pulsating manner, and the lower limit current value IL * low is variable. When the lower limit current value IL * low is increased by ΔI1 as shown in FIG. 8A, the upper limit current value IL * max and the lower limit current value IL * low intersect, and the lower limit current value is less than the upper limit current value IL * max. An inversion period with a large value IL * low occurs. By configuring the microcomputer 22 in advance so that the switching signal Q2 / SW is turned off during the inversion period Ti, the switching signal Q2 / SW can be made intermittent. The length of the off period toff is determined in proportion to the length of the inversion period Ti. When the lower limit current value IL * low is increased by ΔI2 (where ΔI1 <ΔI2) as shown in FIG. 8B, the interval between the intersection points of the upper limit current value IL * max and the lower limit current value IL * low changes. As a result, the inversion period Ti changes, and the off period toff can be adjusted. As described above, the length of the off period toff may be adjusted by adjusting the magnitude of the lower limit current value IL * low. The lower limit current value IL * low is also preferably adjusted based on the input voltage value Vin, the target output current value Iout1, and the like, similarly to the mask signal Smask.

なお、上記実施の形態では一例として昇圧モードにおいてスイッチング信号Ｑ２／ＳＷにのみオフ期間ｔｏｆｆを設けているが、本発明はこれに限定されるものではない。降圧モードおよび昇降圧モードにおいてもいずれのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオンオフするかの違いを除いては上記と同様に制御を行えばよい。昇降圧モードにおいては、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を同時にオンオフ制御するので、スイッチング信号Ｑ１／ＳＷ、Ｑ２／ＳＷの両方に対してオフ期間ｔｏｆｆを設ければよく、マスク信号Ｓｍａｓｋあるいは反転期間Ｔｉを利用してオフ期間ｔｏｆｆを設ければよい。降圧モードでは、スイッチング素子Ｑ１をオンオフし、かつスイッチング素子Ｑ２をオフに維持するので、スイッチング信号Ｑ１／ＳＷに対してオフ期間ｔｏｆｆを設ければよい。   In the above embodiment, as an example, the off period toff is provided only for the switching signal Q2 / SW in the boost mode, but the present invention is not limited to this. In the step-down mode and the step-up / step-down mode, control may be performed in the same manner as described above except for which switching element Q1, Q2 is turned on / off. In the step-up / step-down mode, since the switching elements Q1 and Q2 are simultaneously controlled to be turned on / off, an off period toff may be provided for both the switching signals Q1 / SW and Q2 / SW, and the mask signal Smask or the inversion period Ti is used. Thus, an off period toff may be provided. In the step-down mode, the switching element Q1 is turned on and off, and the switching element Q2 is kept off. Therefore, an off period toff may be provided for the switching signal Q1 / SW.

１ 照明器具、２ ＬＥＤモジュール、２ａ ＬＥＤ素子、４ 交流電源、６ 整流回路、１０ 点灯装置、１４ Ｈブリッジ回路、２０ 駆動回路、２２ マイコン、２３ スイッチング信号生成部、２３ａ、２３ｂ コンパレータ、２３ｃ、２６ タイマー、２４ ＡＤ変換回路、２５ ＣＰＵ、３０ 調光器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lighting fixture, 2 LED module, 2a LED element, 4 AC power supply, 6 Rectifier circuit, 10 Lighting device, 14 H bridge circuit, 20 Drive circuit, 22 Microcomputer, 23 Switching signal generation part, 23a, 23b Comparator, 23c, 26 Timer, 24 AD conversion circuit, 25 CPU, 30 Dimmer

Claims (9)

コイルおよび前記コイルの両端にそれぞれ接続した複数のスイッチング素子を備え前記コイルに前記スイッチング素子のオンオフに応じたコイル電流が流れるＨブリッジ回路と、
前記コイル電流を検出する検出回路と、
前記コイル電流が上限値と下限値との間を往復的に増減するように前記スイッチング素子のスイッチング信号を生成するとともに前記スイッチング信号に前記コイル電流の往復的増減を間欠化するオフ期間を設ける制御を実行可能な制御回路と、
を備える点灯装置。 An H bridge circuit comprising a coil and a plurality of switching elements respectively connected to both ends of the coil, and a coil current corresponding to ON / OFF of the switching element flowing through the coil;
A detection circuit for detecting the coil current;
Control for generating a switching signal of the switching element so that the coil current increases and decreases between an upper limit value and a lower limit value, and providing an off period in which the switching signal is intermittently increased and decreased. A control circuit capable of executing
A lighting device comprising: 前記Ｈブリッジ回路に入力される電圧が閾値電圧以下となったら前記オフ期間を設ける請求項１に記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the off period is provided when a voltage input to the H-bridge circuit is equal to or lower than a threshold voltage. 前記Ｈブリッジ回路に入力される電圧が閾値電圧を越えたら前記オフ期間を解除する請求項１または２に記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the off period is canceled when a voltage input to the H-bridge circuit exceeds a threshold voltage. 前記Ｈブリッジ回路に入力される電圧が閾値電圧以下となってから予め定めた期間後に、前記オフ期間を解除する請求項１に記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the off period is canceled after a predetermined period after the voltage input to the H-bridge circuit becomes equal to or lower than a threshold voltage. 前記スイッチング信号のパルスを１つおきに間引くように前記スイッチング信号をマスクするマスク信号を生成する請求項１に記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a mask signal for masking the switching signal is generated so that every other pulse of the switching signal is thinned out. 前記上限値が脈流状に変化し、前記脈流の１周期の間に複数回の前記オフ期間を設ける請求項１に記載の点灯装置。   2. The lighting device according to claim 1, wherein the upper limit value changes in a pulsating manner, and the off period is provided a plurality of times during one cycle of the pulsating flow. 前記制御回路は、前記スイッチング信号をマスク信号でマスキングすることで前記オフ期間を設ける請求項１〜６のいずれか１項に記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the control circuit provides the off period by masking the switching signal with a mask signal. 前記上限値が脈流状に変化し、
前記下限値が可変であり、
前記制御回路は、前記上限値よりも前記下限値が大きい反転期間に前記スイッチング素子を停止することで前記オフ期間を設ける請求項１〜７のいずれか１項に記載の点灯装置。 The upper limit value changes in a pulsating manner,
The lower limit is variable;
The lighting device according to claim 1, wherein the control circuit provides the off period by stopping the switching element in an inversion period in which the lower limit value is larger than the upper limit value. 発光素子と、
前記発光素子を点灯させる点灯装置と、
を備え、
前記点灯装置は、
コイルおよび前記コイルの両端にそれぞれ接続した複数のスイッチング素子を備え前記コイルに前記スイッチング素子のオンオフに応じたコイル電流が流れるＨブリッジ回路と、
前記コイル電流を検出する検出回路と、
前記コイル電流が上限値と下限値との間を往復的に増減するように前記スイッチング素子のスイッチング信号を生成するとともに前記スイッチング信号に前記コイル電流の往復的増減を間欠化するオフ期間を設ける制御を実行可能な制御回路と、
を備える照明器具。 A light emitting element;
A lighting device for lighting the light emitting element;
With
The lighting device is
An H bridge circuit comprising a coil and a plurality of switching elements respectively connected to both ends of the coil, and a coil current corresponding to ON / OFF of the switching element flowing through the coil;
A detection circuit for detecting the coil current;
Control for generating a switching signal of the switching element so that the coil current increases and decreases between an upper limit value and a lower limit value, and providing an off period in which the switching signal is intermittently increased and decreased. A control circuit capable of executing
A lighting fixture comprising:
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