JP2015210974A - Lighting device and illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、点灯装置及び照明装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a lighting device and a lighting device.
LEDなどの光源を有する照明負荷に接続して用いられる点灯装置がある。照明負荷と点灯装置とを含む照明装置がある。点灯装置は、商用電源などから供給される電力を、照明負荷に対応した電力に変換し、変換後の電力を照明負荷に供給する。これにより、点灯装置は、照明負荷の光源を点灯させる。こうした点灯装置及び照明装置では、簡易な回路で良好な回路効率を得ることが望まれる。 There is a lighting device used in connection with an illumination load having a light source such as an LED. There is a lighting device including a lighting load and a lighting device. The lighting device converts power supplied from a commercial power source or the like into power corresponding to the lighting load, and supplies the converted power to the lighting load. Thereby, a lighting device lights the light source of illumination load. In such lighting devices and lighting devices, it is desired to obtain good circuit efficiency with a simple circuit.
本発明の実施形態は、簡易な回路で且つ良好な回路効率の点灯装置及び照明装置を提供する。 Embodiments of the present invention provide a lighting device and a lighting device with a simple circuit and good circuit efficiency.
本発明の実施形態によれば、第1チョッパ回路と、第2チョッパ回路と、第1駆動回路と、第2駆動回路と、第1二次巻線と、第2二次巻線と、第1スイッチ部と、制御部と、を備えた点灯装置が提供される。前記第1チョッパ回路は、第1スイッチング素子と第1インダクタとを有し、前記第1スイッチング素子のスイッチングにより、入力電圧を第1直流電圧に変換する。前記第2チョッパ回路は、前記第1チョッパ回路及び照明負荷と電気的に接続され、第2スイッチング素子と第2インダクタとを有し、前記第2スイッチング素子のスイッチングにより、前記第1直流電圧を第2直流電圧に変換し、前記第2直流電圧を前記照明負荷に出力する。前記第1駆動回路は、前記第1スイッチング素子の前記スイッチングを制御する。前記第2駆動回路は、前記第2スイッチング素子の前記スイッチングを制御する。前記第1二次巻線は、前記第1インダクタと磁気的に結合し、前記第1インダクタに流れる電流に応じた第1駆動電圧を生成する。前記第2二次巻線は、前記第2インダクタと磁気的に結合し、前記第2インダクタに流れる電流に応じた第2駆動電圧を生成する。前記第1スイッチ部は、前記第1駆動電圧の供給状態と非供給状態とを切り替える。前記制御部は、前記第1駆動電圧及び前記第2駆動電圧の少なくとも一方に応じて前記第1スイッチ部の切り替えを制御する。 According to an embodiment of the present invention, a first chopper circuit, a second chopper circuit, a first drive circuit, a second drive circuit, a first secondary winding, a second secondary winding, There is provided a lighting device including one switch unit and a control unit. The first chopper circuit includes a first switching element and a first inductor, and converts an input voltage into a first DC voltage by switching of the first switching element. The second chopper circuit is electrically connected to the first chopper circuit and a lighting load, includes a second switching element and a second inductor, and the first DC voltage is generated by switching of the second switching element. It converts into a 2nd DC voltage, and outputs the said 2nd DC voltage to the said illumination load. The first drive circuit controls the switching of the first switching element. The second drive circuit controls the switching of the second switching element. The first secondary winding is magnetically coupled to the first inductor, and generates a first drive voltage corresponding to a current flowing through the first inductor. The second secondary winding is magnetically coupled to the second inductor, and generates a second drive voltage corresponding to a current flowing through the second inductor. The first switch unit switches between a supply state and a non-supply state of the first drive voltage. The control unit controls switching of the first switch unit according to at least one of the first drive voltage and the second drive voltage.
簡易な回路で且つ良好な回路効率の点灯装置及び照明装置が提供される。 A lighting device and a lighting device having a simple circuit and good circuit efficiency are provided.
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、照明装置200は、点灯装置10と、光源モジュール100と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the illumination device according to the first embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the
点灯装置10は、例えば、交流電源4に接続される。点灯装置10には、交流電源4から交流電力が供給される。交流電源4は、例えば、商用電源である。交流電源4は、例えば、自家発電機などでもよい。なお、点灯装置10に供給される電力は、直流電力などでもよい。点灯装置10に供給される電力が直流電力である場合は、後述する整流回路32が省略される。以下では、点灯装置10に交流電力が供給される場合を例に説明を行う。
The
なお、本願明細書において、「接続」とは、電気的な接続を意味し、物理的に接続されていない場合や他の要素を介して接続されている場合も含むものとする。また、トランスなどを介して磁気的に結合している場合も、「接続」に含むものとする。 In the present specification, “connection” means electrical connection, and includes cases where the connection is not physically connected or connection is made via other elements. In addition, the case of magnetic coupling through a transformer or the like is also included in “connection”.
点灯装置10は、光源モジュール100と電気的に接続される。点灯装置10は、交流電源4から供給される交流電力を光源モジュール100に対応した直流電力に変換して光源モジュール100に供給する。これにより、点灯装置10は、光源モジュール100を点灯させる。
The
光源モジュール100は、照明負荷102と、被接続部104と、を含む。被接続部104は、点灯装置10との接続に用いられる。照明負荷102は、光源106を含む。照明負荷102は、例えば、複数の光源106を含む。この例では、各光源106が、直列に接続されている。各光源106は、例えば、並列に接続してもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせてもよい。光源106の数は、任意でよい。光源106の数は、例えば、1つでもよい。
The
光源106には、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)が用いられる。光源106は、例えば、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)、無機エレクトロルミネッセンス(Inorganic ElectroLuminescence)発光素子、有機エレクトロルミネッセンス(Organic ElectroLuminescence)発光素子、または、その他の電界発光型の発光素子などでもよい。光源106は、例えば、電球などでもよい。以下では、光源106をLEDとして説明を行う。
For example, a light emitting diode (LED) is used as the
点灯装置10は、本体部12と、接続部14と、を備える。本体部12は、交流電源4及び接続部14に接続されている。接続部14は、光源モジュール100との電気的な接続に用いられる。接続部14は、光源モジュール100の被接続部104に接続される。接続部14は、被接続部104に機械的に取り付けられた状態で、光源モジュール100との電気的な接続を得る。
The
この例では、光源モジュール100が、接続部14及び被接続部104を介して点灯装置10に着脱自在に接続される。点灯装置10は、これに限ることなく、配線などによって光源モジュール100と直接的に接続してもよい。また、点灯装置10は、照明負荷102と直接的に接続してもよい。点灯装置10は、少なくとも照明負荷102と電気的に接続されていればよい。
In this example, the
本体部12は、第1チョッパ回路21と、第2チョッパ回路22と、第1駆動回路23と、第2駆動回路24と、第1二次巻線25と、第2二次巻線26と、第1スイッチ部27と、第2スイッチ部28と、制御部30と、フィルタ回路31と、整流回路32と、平滑コンデンサ33、34と、出力コンデンサ35と、を備える。
The
フィルタ回路31は、交流電源4と電気的に接続される。フィルタ回路31は、例えば、交流電源4から供給される交流電力に含まれるノイズを抑制する。
The
整流回路32は、フィルタ回路31に電気的に接続される。整流回路32は、フィルタ回路31を介して入力された交流電圧を整流して整流電圧に変換する。整流回路32には、例えば、4つの整流素子を組み合わせたダイオードブリッジが用いられる。すなわち、整流回路32は、全波整流器である。整流電圧は、例えば、脈流電圧である。
The
整流回路32は、一対の入力端子32a、32bと、高電位出力端子32cと、低電位出力端子32dと、を有する。入力端子32a、32bは、フィルタ回路31と電気的に接続されている。整流回路32は、入力端子32a、32bを介して入力される交流電圧を整流電圧に変換し、高電位出力端子32c及び低電位出力端子32dから出力する。低電位出力端子32dの電位は、基準電位(例えば接地電位)に設定される。高電位出力端子32cの電位は、低電位出力端子32dの電位よりも高い電位に設定される。
The
整流回路32は、半波整流器などでもよい。整流電圧は、全波整流された脈流でもよいし、半波整流された脈流でもよい。整流回路32には、例えば、ショットキーバリアダイオードが用いられる。これにより、例えば、良好な応答性を得ることができる。
The
平滑コンデンサ33は、整流回路32の各出力端子32c、32dの間に接続されている。平滑コンデンサ33は、整流回路32の整流電圧を平滑化することにより、整流電圧を直流電圧に変換する。
The smoothing
平滑コンデンサ33は、第1チョッパ回路21に接続されている。平滑コンデンサ33は、変換後の直流電圧を第1チョッパ回路21に入力する。このように、この例では、平滑コンデンサ33の直流電圧が、入力電圧として第1チョッパ回路21に入力される。第1チョッパ回路21に入力される入力電圧は、直流電圧に限ることなく、交流電圧や整流電圧などでもよい。
The smoothing
第1チョッパ回路21は、第1スイッチング素子41と、第1インダクタ42と、第1ダイオード43と、を有する。第1チョッパ回路21は、第1スイッチング素子41のスイッチングにより、入力電圧を第1直流電圧に変換する。
The
第1スイッチング素子41は、電極41a〜電極41cを有する。第1インダクタ42の一端は、高電位出力端子32cと電気的に接続されている。第1インダクタ42の他端は、電極41aと電気的に接続されている。電極41bは、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。第1ダイオード43のアノードは、電極41aと電気的に接続されている。第1ダイオード43のカソードは、平滑コンデンサ34の一端と電気的に接続されている。平滑コンデンサ34の他端は、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。
The
すなわち、この例において、第1チョッパ回路21は、昇圧チョッパ回路である。換言すれば、第1チョッパ回路21は、力率改善回路である。第1チョッパ回路21は、例えば、第1スイッチング素子41をスイッチングさせ、入力電流を正弦波に近づけることにより、力率を改善する。第1チョッパ回路21は、昇圧チョッパ回路に限ることなく、降圧チョッパ回路でもよい。
That is, in this example, the
第1スイッチング素子41は、例えば、nチャネル形のFETである。例えば、電極41aは、ドレインであり、電極41bは、ソースであり、電極41cは、ゲートである。第1スイッチング素子41は、例えば、pチャネル形のFETでもよいし、バイポーラトランジスタなどでもよい。
The
平滑コンデンサ34は、第1スイッチング素子41のスイッチングに応じて変化する電圧を平滑化し、第1直流電圧を生成する。
The smoothing
第2チョッパ回路22は、第1チョッパ回路21及び光源モジュール100の照明負荷102と電気的に接続される。この例では、第2チョッパ回路22が、接続部14及び被接続部104を介して照明負荷102と電気的に接続される。
The
第2チョッパ回路22は、第2スイッチング素子45と、第2ダイオード46と、第2インダクタ47と、を有する。第2チョッパ回路22は、第2スイッチング素子45のスイッチングにより、第1直流電圧を第2直流電圧に変換する。そして、第2チョッパ回路22は、第2直流電圧を照明負荷102に向けて出力する。照明負荷102に実際に入力される電圧は、第2直流電圧でもよいし、第2直流電圧をさらに変換した直流電圧でもよい。
The
第2スイッチング素子45は、電極45aと、電極45bと、電極45cと、を含む。電極45aは、第1ダイオード43のカソードと電気的に接続されている。電極45bは、第2ダイオード46のカソードと電気的に接続されている。第2ダイオード46のアノードは、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。第2インダクタ47の一端は、電極45bと電気的に接続されている。第2インダクタ47の他端は、出力コンデンサ35の一端と電気的に接続されている。
The
すなわち、この例において、第2チョッパ回路22は、降圧チョッパ回路である。第2チョッパ回路22は、例えば、定電流回路である。第2チョッパ回路22は、第1直流電圧を照明負荷102に応じた第2直流電圧に変換する。第2チョッパ回路22は、降圧チョッパ回路に限ることなく、昇圧チョッパ回路でもよい。
That is, in this example, the
第2スイッチング素子45は、例えば、nチャネル形のFETである。例えば、電極45aは、ドレインであり、電極45bは、ソースであり、電極45cは、ゲートである。第2スイッチング素子45は、例えば、pチャネル形のFETでもよいし、バイポーラトランジスタなどでもよい。
The
出力コンデンサ35の他端は、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。出力コンデンサ35は、第2スイッチング素子45のスイッチングに応じて変化する電圧を平滑化し、第2直流電圧を生成する。
The other end of the
第1駆動回路23は、第1スイッチング素子41のスイッチングを制御する。第1駆動回路23は、電極41cと電気的に接続されている。第1駆動回路23は、第1スイッチング素子41の電極41cに信号を入力することにより、第1スイッチング素子41をスイッチングさせる。電極41cは、いわゆる制御電極である。
The
第1駆動回路23は、例えば、入力電圧を約410Vの第1直流電圧に変換する。第1駆動回路23は、例えば、入力電圧に応じて第1スイッチング素子41のスイッチング周波数を変化させる。第1駆動回路23は、例えば、入力電圧の電圧値によらず、実質的に一定の第1直流電圧を生成する。第1駆動回路23は、例えば、制御部30から入力電圧の電圧値を取得し、取得した電圧値に応じて第1スイッチング素子41のスイッチング周波数を変化させる。
For example, the
第2駆動回路24は、第2スイッチング素子45のスイッチングを制御する。第2駆動回路24は、電極45cと電気的に接続されている。第2駆動回路24は、第2スイッチング素子45の電極45cに信号を入力することにより、第2スイッチング素子45をスイッチングさせる。電極45cは、いわゆる制御電極である。第2駆動回路24は、例えば、約410Vの第1直流電圧を約60Vの第2直流電圧に変換する。
The
第2駆動回路24は、第2スイッチング素子45をスイッチングさせることにより、第2直流電圧を出力コンデンサ35の両端に生じさせる。これにより、第2チョッパ回路22から光源モジュール100に電力が供給される。そして、第2駆動回路24は、例えば、第2スイッチング素子45をオフ状態にすることにより、第2チョッパ回路22から光源モジュール100への電力の供給を停止させる。
The
第1二次巻線25は、第1インダクタ42と磁気的に結合し、第1インダクタ42に流れる電流に応じた第1駆動電圧VCC1を生成する。第1二次巻線25の一端は、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。第1二次巻線25の他端は、抵抗50及びコンデンサ51を介して第1スイッチ部27と電気的に接続されている。
The first secondary winding 25 is magnetically coupled to the
第2二次巻線26は、第2インダクタ47と磁気的に結合し、第2インダクタ47に流れる電流に応じた第2駆動電圧VCC2を生成する。第2二次巻線26の一端は、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。第2二次巻線26の他端は、抵抗52及びコンデンサ53を介して第2スイッチ部28と電気的に接続されている。
The second secondary winding 26 is magnetically coupled to the
第1スイッチ部27は、第1駆動電圧VCC1の供給状態と非供給状態とを切り替える。この例において、第1スイッチ部27は、第1二次巻線25と第1駆動回路23との間、第1二次巻線25と第2駆動回路24との間、及び、第1二次巻線25と制御部30との間に設けられる。すなわち、第1スイッチ部27は、第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30への第1駆動電圧VCC1の供給状態と非供給状態とを切り替える。
The
第2スイッチ部28は、第2駆動電圧VCC2の供給状態と非供給状態とを切り替える。この例において、第2スイッチ部28は、第2二次巻線26と第1駆動回路23との間、第2二次巻線26と第2駆動回路24との間、及び、第2二次巻線26と制御部30との間に設けられる。すなわち、第2スイッチ部28は、第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30への第2駆動電圧VCC2の供給状態と非供給状態とを切り替える。
The
このように、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2は、例えば、第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30に供給される。第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30は、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2の少なくとも一方の供給によって動作する。この例では、制御部30にも第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2を供給している。これに限ることなく、制御部30は、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2と異なる電源で動作させてもよい。
As described above, the first drive voltage VCC1 and the second drive voltage VCC2 are supplied to the
第1駆動電圧VCC1及び第2電圧VCC2は、例えば、15Vである。第2電圧VCC2は、例えば、第1駆動電圧VCC1と実質的に同じである。第2電圧VCC2は、第1駆動電圧VCC1と異なってもよい。第1駆動電圧VCC1及び第2電圧VCC2は、第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30のそれぞれの動作電圧などに応じて適宜設定すればよい。
The first drive voltage VCC1 and the second voltage VCC2 are, for example, 15V. For example, the second voltage VCC2 is substantially the same as the first drive voltage VCC1. The second voltage VCC2 may be different from the first drive voltage VCC1. The first drive voltage VCC1 and the second voltage VCC2 may be appropriately set according to the operating voltages of the
制御部30は、第2駆動電圧VCC2に応じて第1スイッチ部27の切り替えを制御する。また、この例において、制御部30は、第2駆動電圧VCC2に応じて第2スイッチ部28の切り替えを制御する。
The
第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30は、例えば、それぞれ独立した制御ICである。第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30は、例えば、1チップ化した1つの集積回路で構成してもよい。第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30は、1つの集積回路内に設けられた論理ブロックでもよい。
The
第1スイッチ部27は、例えば、スイッチング素子60、61と、抵抗62と、を有する。スイッチング素子60、61は、例えば、npn型のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子60、61は、これに限ることなく、FETなどでもよい。
The
スイッチング素子60のコレクタは、コンデンサ51と電気的に接続されている。スイッチング素子60のエミッタは、第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30と電気的に接続されている。スイッチング素子60のベースは、スイッチング素子61のコレクタに接続されている。スイッチング素子61のエミッタは、基準電位に設定される。スイッチング素子61のエミッタは、例えば、低電位出力端子32dと電気的に接続される。スイッチング素子61のベースは、抵抗を介して制御部30と電気的に接続されている。抵抗62の一端は、スイッチング素子60のコレクタと電気的に接続されている。抵抗62の他端は、スイッチング素子60のベースと電気的に接続されている。
The collector of the switching
制御部30は、スイッチング素子61のオン・オフを切り替えることにより、第1スイッチ部27を供給状態と非供給状態とに切り替える。この例では、スイッチング素子61がオフ状態の時に、スイッチング素子60がオン状態になり、第1スイッチ部27が供給状態になる。そして、スイッチング素子61がオン状態の時に、スイッチング素子60がオフ状態になり、第1スイッチ部27が非供給状態になる。
The
第2スイッチ部28は、例えば、スイッチング素子64、65と、抵抗66と、を有する。第2スイッチ部28の構成は、第1スイッチ部27の構成と実質的に同じであるから、詳細な説明は省略する。制御部30は、スイッチング素子65のオン・オフを切り替えることにより、第2スイッチ部28を供給状態と非供給状態とに切り替える。なお、各スイッチ部27、28の構成は、上記に限ることなく、供給状態と非供給状態とを切り替え可能な任意の構成でよい。
The
制御部30は、入力電圧の検出を行う。換言すれば、制御部30は、交流電源4の電源電圧の検出を行う。制御部30は、例えば、高電位出力端子32cと電気的に接続された抵抗70と、抵抗70と電気的に接続された抵抗71と、抵抗71と電気的に接続された抵抗72と、抵抗71と抵抗72との間に接続された抵抗73と、によって入力電圧を検出する。制御部30には、入力電圧を各抵抗70〜73の分圧比で分圧した電圧が入力される。制御部30は、この電圧により、入力電圧を検出する。
The
また、制御部30には、例えば、外部の壁スイッチなどから調光信号が入力される。調光信号は、光源モジュール100の明るさ(調光度)を示す信号である。調光信号は、例えば、調光度に応じたデューティ比のPWM信号である。調光信号は、例えば、調光器などによって導通角制御された交流電圧などでもよい。この例では、整流器75及びフォトカプラ76を介して調光信号が制御部30に入力される。この例では、制御部30と外部の信号原とがフォトカプラ76と電気的に絶縁される。これに限ることなく、制御部30は、外部の信号原と電気的に接続してもよい。調光信号は、外部の信号原から直接的に制御部30に入力してもよい。
In addition, a dimming signal is input to the
点灯装置10は、フィードバック回路36をさらに備える。フィードバック回路36は、例えば、オペアンプ80と、電流検出抵抗82と、抵抗83、84と、を含む。電流検出抵抗82は、低電位出力端子32dと接続部14の低電位側の端子との間に電気的に接続されている。換言すれば、電流検出抵抗82は、低電位出力端子32dと出力コンデンサ35の低電位側の端子との間に電気的に接続されている。これにより、電流検出抵抗82は、照明負荷102に流れる負荷電流の検出に用いられる。
The
オペアンプ80は、非反転入力端子と反転入力端子と出力端子とを有する。反転入力端子は、抵抗83の一端、及び、抵抗84の一端に接続されている。抵抗83の他端は、電流検出抵抗82と電気的に接続されている。抵抗84の他端は、低電位出力端子32dと電気的に接続されている。これにより、反転入力端子には、負荷電流に対応した電圧が入力される。
The
非反転入力端子は、制御部30と電気的に接続されている。非反転入力端子には、制御部30から調光信号が入力される。非反転入力端子には、例えば、PWM信号をコンデンサで平滑化した直流の電圧が、調光信号として入力される。非反転入力端子には、例えば、調光度に応じた直流の電圧が、調光信号として入力される。
The non-inverting input terminal is electrically connected to the
調光信号の電圧レベルは、反転入力端子に入力される負荷電流の検出電圧の電圧レベルに対応して設定される。より詳しくは、例えば、所望の調光度に対応する調光信号の電圧レベルが、その調光度に対応する輝度で光源モジュール100が点灯した場合の検出電圧の電圧レベルと実質的に同じとなるように設定される。
The voltage level of the dimming signal is set corresponding to the voltage level of the detection voltage of the load current input to the inverting input terminal. More specifically, for example, the voltage level of the dimming signal corresponding to the desired dimming level is substantially the same as the voltage level of the detection voltage when the
このように、反転入力端子には、負荷電流に対応する検出電圧が入力され、非反転入力端子には、調光信号が入力される。これにより、オペアンプ80の出力端子からは、検出電圧と調光信号との差分に対応した信号が出力される。オペアンプ80は、例えば、差動増幅回路である。オペアンプ80の出力端子は、制御部30と電気的に接続されている。オペアンプ80の出力信号は、第2駆動回路24に入力される。なお、上記とは反対に、非反転入力端子に検出電圧を入力し、反転入力端子に調光信号を入力してもよい。
Thus, the detection voltage corresponding to the load current is input to the inverting input terminal, and the dimming signal is input to the non-inverting input terminal. As a result, a signal corresponding to the difference between the detected voltage and the dimming signal is output from the output terminal of the
例えば、検出電圧が調光信号よりも大きくなるに従って、オペアンプ80の出力も大きくなる。この場合、第2駆動回路24は、オペアンプ80から入力された信号を基に、負荷電流が小さくなるように、第2スイッチング素子45のスイッチングを制御する。第2駆動回路24は、オペアンプ80からの信号に応じて、第2スイッチング素子45のスイッチング周波数を変化させる。これにより、調光信号に応じた明るさで、照明負荷102を点灯させることができる。すなわち、照明負荷102に流れる負荷電流に応じて、第2駆動回路24をフィードバック制御することができる。また、例えば、光源モジュール100に流れる過電流などを抑制することもできる。
For example, as the detection voltage becomes larger than the dimming signal, the output of the
図2は、第1の実施形態に係る点灯装置の動作の一例を表す表である。
例えば、交流電源4の電源電圧が交流242V(実効値)で、調光度が調光下限である場合、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2が最も低くなる。このため、図2に表したように、制御部30は、上記の条件の場合、第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28を両方とも供給状態にする。
FIG. 2 is a table illustrating an example of the operation of the lighting device according to the first embodiment.
For example, when the power supply voltage of the AC power supply 4 is
一方、交流電源4の電源電圧が交流100V(実効値)で、調光度が全光である場合、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2が最も高くなる。このため、制御部30は、上記の条件の場合、第1スイッチ部27を非供給状態とし、第2スイッチ部28のスイッチング素子65をオン・オフさせる。すなわち、第2スイッチ部28においては、供給状態と非供給状態とを周期的に繰り返す。
On the other hand, when the power supply voltage of the AC power supply 4 is
ここで、「調光下限」とは、換言すれば、調光信号で設定された調光度が、第1閾値未満の状態である。「調光中間」とは、換言すれば、調光度が、第1閾値以上で、第1閾値よりも大きい第2閾値未満の状態である。「全光」とは、換言すれば、調光度が、第2閾値以上の状態である。なお、「調光下限」とは、消灯の調光信号、いわゆる調光OFF信号が入力されることにより、照明負荷102が消灯される状態も含むものである。
Here, the “dimming lower limit” is, in other words, a state where the dimming degree set by the dimming signal is less than the first threshold value. In other words, “light control middle” is a state in which the light control level is equal to or higher than the first threshold and lower than the second threshold greater than the first threshold. In other words, “all light” is a state in which the dimming degree is equal to or greater than the second threshold value. The “dimming lower limit” includes a state in which the
このように、制御部30は、入力電圧の検出値に応じて第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28のそれぞれの切り替えを制御するとともに、調光信号に応じて第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28のそれぞれの切り替えを制御する。
As described above, the
全光状態において第2スイッチング素子45をオン状態にする時間は、調光下限状態において第2スイッチング素子45をオン状態にする時間よりも長い。このため、全光状態における第2駆動電圧VCC2は、調光下限状態における第2駆動電圧VCCよりも高くなる。従って、制御部30は、調光度が所定値以上の場合には、第1スイッチ部27を非供給状態とし、第2駆動電圧VCC2の供給のみを行う。換言すれば、制御部30は、第2駆動電圧VCC2が所定値以上の場合には、第1スイッチ部27を非供給状態とし、第2駆動電圧VCC2の供給のみを行う。これにより、例えば、回路効率を向上させることができる。
The time for turning on the
前述のように、第1駆動回路23は、入力電圧の電圧値によらず、実質的に一定の第1直流電圧を生成する。また、第1直流電圧は、入力電圧よりも高い。換言すれば、第1直流電圧は、交流電源4の電源電圧の実効値よりも高い。この場合、電源電圧が交流100Vの時に第1スイッチング素子41をオン状態にする時間は、電源電圧が交流242Vの時に第1スイッチング素子41をオン状態にする時間よりも長くなる。このため、上記の場合には、電源電圧が交流100Vの時の第1駆動電圧VCC1が、電源電圧が交流242Vの時の第1駆動電圧VCC1よりも高くなる。従って、制御部30は、電源電圧(入力電圧)が所定値以下の場合には、第1スイッチ部27において供給状態と非供給状態とを繰り返す。換言すれば、制御部30は、第1駆動電圧VCC1が所定値以上の場合には、第1スイッチ部27において供給状態と非供給状態とを繰り返す。例えば、第1駆動電圧VCC1が所定値以上の場合、第2スイッチ部28を非供給状態とし、第1駆動電圧VCC1の供給のみを行ってもよい。これにより、例えば、回路効率を向上させることができる。
As described above, the
この例では、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2の双方を基に、第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28の切り替えを制御する。これに限ることなく、第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28の切り替えは、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2のいずれか一方のみを基に行ってもよい。なお、各スイッチ部27、28の供給状態と非供給状態とを繰り返す場合の周期(デューティ比)は、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2の必要な電圧値に応じて適宜設定すればよい。また、調光OFF信号が入力された場合には、第1チョッパ回路21の出力電圧を増加させるように制御部30および第1駆動回路23が第1チョッパ回路21の第1スイッチング素子41を制御することにより、第1駆動電圧VCC1が確実に確保されるようにしてもよい。
In this example, switching between the
例えば、IPD(インテリジェントパワーデバイス)を用いた点灯装置がある。しかしながら、IPDは、比較的高価であり、点灯装置のコストアップを招いてしまう。一方、IPDを用いない場合には、例えば、調光下限に合わせて駆動電圧を設定する必要がある。この場合、全光時において、必要以上の駆動電圧が生成され、回路損失が増大してしまう。 For example, there is a lighting device using an IPD (intelligent power device). However, IPD is relatively expensive and causes an increase in the cost of the lighting device. On the other hand, when the IPD is not used, for example, it is necessary to set the drive voltage according to the dimming lower limit. In this case, a driving voltage more than necessary is generated at the time of all light, and the circuit loss increases.
これに対して、本実施形態に係る点灯装置10では、IPDを用いることなく、汎用のマイコンなどを用いて第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30などを構成する。これにより、例えば、点灯装置10のコストアップを抑制することができる。また、点灯装置10では、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2の少なくとも一方を基に、第1スイッチ部27及び第2スイッチ部28の切り替えを制御する。これにより、回路効率を向上させることができる。このように、本実施形態に係る点灯装置10及び照明装置200では、簡易な回路で且つ良好な回路効率を得ることができる。
On the other hand, in the
(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。
図3に表したように、照明装置300の点灯装置310では、第2スイッチ部28が省略されており、第2二次巻線26が、第2駆動電圧VCC2を制御部30に供給する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the illumination device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 3, in the
点灯装置310の制御部30は、第2駆動電圧VCC2が所定値以上の時に第1スイッチ部27を非供給状態にし、第2駆動電圧VCC2が所定値未満の時に第1スイッチ部27を供給状態にする。制御部30は、例えば、調光信号の表す調光度が所定値未満の時に、第2駆動電圧VCC2が所定値未満であると判断する。
The
照明装置300の点灯装置310では、調光時に第2駆動電圧VCC2が不足した時のみに、第1駆動電圧VCC1を供給する。これにより、例えば、全光時において第1駆動電圧VCC1による電力損失を抑制することができる。このように、本実施形態に係る点灯装置310及び照明装置300でも、簡易な回路で且つ良好な回路効率を得ることができる。
The
この例では、第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2を第1駆動回路23、第2駆動回路24及び制御部30に供給している。第1駆動電圧VCC1及び第2駆動電圧VCC2は、制御部30のみに供給してもよい。
In this example, the first drive voltage VCC1 and the second drive voltage VCC2 are supplied to the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
4…交流電源、10、310…点灯装置、12…本体部、14…接続部、21…第1チョッパ回路、22…第2チョッパ回路、23…第1駆動回路、24…第2駆動回路、25…第1二次巻線、26…第2二次巻線、27…第1スイッチ部、28…第2スイッチ部、30…制御部、31…フィルタ回路、32…整流回路、33、34…平滑コンデンサ、35…出力コンデンサ、41…第1スイッチング素子、42…第1インダクタ、43…第1ダイオード、45…第2スイッチング素子、46…第2ダイオード、47…第2インダクタ、50…抵抗、51…コンデンサ、52…抵抗、53…コンデンサ、60、61、64、65…スイッチング素子、62、66…抵抗、70〜73…抵抗、75…整流器、76…フォトカプラ、80…オペアンプ、82…電流検出抵抗、83、84…抵抗、100…光源モジュール、102…照明負荷、104…被接続部、106…光源、200、300…照明装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ...
Claims (7)
前記第1チョッパ回路及び照明負荷と電気的に接続され、第2スイッチング素子と第2インダクタとを有し、前記第2スイッチング素子のスイッチングにより、前記第1直流電圧を第2直流電圧に変換し、前記第2直流電圧を前記照明負荷に出力する第2チョッパ回路と、
前記第1スイッチング素子の前記スイッチングを制御する第1駆動回路と、
前記第2スイッチング素子の前記スイッチングを制御する第2駆動回路と、
前記第1インダクタと磁気的に結合し、前記第1インダクタに流れる電流に応じた第1駆動電圧を生成する第1二次巻線と、
前記第2インダクタと磁気的に結合し、前記第2インダクタに流れる電流に応じた第2駆動電圧を生成する第2二次巻線と、
前記第1駆動電圧の供給状態と非供給状態とを切り替える第1スイッチ部と、
前記第1駆動電圧及び前記第2駆動電圧の少なくとも一方に応じて前記第1スイッチ部の切り替えを制御する制御部と、
を備えた点灯装置。 A first chopper circuit having a first switching element and a first inductor, and converting an input voltage into a first DC voltage by switching of the first switching element;
The first chopper circuit and the illumination load are electrically connected to each other, have a second switching element and a second inductor, and convert the first DC voltage to a second DC voltage by switching the second switching element. A second chopper circuit for outputting the second DC voltage to the lighting load;
A first drive circuit for controlling the switching of the first switching element;
A second drive circuit for controlling the switching of the second switching element;
A first secondary winding that is magnetically coupled to the first inductor and generates a first drive voltage in accordance with a current flowing through the first inductor;
A second secondary winding that is magnetically coupled to the second inductor and generates a second drive voltage according to a current flowing through the second inductor;
A first switch unit that switches between a supply state and a non-supply state of the first drive voltage;
A control unit that controls switching of the first switch unit according to at least one of the first drive voltage and the second drive voltage;
Lighting device with
前記第1スイッチ部は、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路への前記第1駆動電圧の供給状態と非供給状態とを切り替え、
前記第2スイッチ部は、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路への前記第2駆動電圧の供給状態と非供給状態とを切り替え、
前記制御部は、前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部の切り替えを制御する請求項1記載の点灯装置。 A second switch unit that switches between a supply state and a non-supply state of the second drive voltage;
The first switch unit switches between a supply state and a non-supply state of the first drive voltage to the first drive circuit and the second drive circuit,
The second switch unit switches between a supply state and a non-supply state of the second drive voltage to the first drive circuit and the second drive circuit,
The lighting device according to claim 1, wherein the control unit controls switching of the first switch unit and the second switch unit.
前記制御部は、前記調光信号に応じて前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部の前記切り替えを制御する請求項2又は3に記載の点灯装置。 The second drive circuit controls the switching of the second switching element according to a dimming signal input from the outside,
The lighting device according to claim 2 or 3, wherein the control unit controls the switching of the first switch unit and the second switch unit according to the dimming signal.
前記第2二次巻線は、第2駆動電圧を前記制御部に供給し、
前記制御部は、前記第2駆動電圧が所定値以上の時に前記第1スイッチ部を前記非供給状態にし、前記第2駆動電圧が前記所定値未満の時に前記第1スイッチ部を前記供給状態にする請求項1記載の点灯装置。 The first switch unit switches between a supply state and a non-supply state of the first drive voltage to the control unit,
The second secondary winding supplies a second drive voltage to the control unit,
The control unit sets the first switch unit to the non-supply state when the second drive voltage is equal to or higher than a predetermined value, and sets the first switch unit to the supply state when the second drive voltage is lower than the predetermined value. The lighting device according to claim 1.
前記制御部は、前記調光信号の表す調光度が所定値未満の時に、前記第2駆動電圧が前記所定値未満であると判断する請求項5記載の点灯装置。 The second drive circuit controls the switching of the second switching element according to a dimming signal input from the outside,
The lighting device according to claim 5, wherein the control unit determines that the second drive voltage is less than the predetermined value when a dimming degree represented by the dimming signal is less than a predetermined value.
請求項1〜6のいずれか1つに記載の点灯装置と、
を備えた照明装置。 Lighting load,
The lighting device according to any one of claims 1 to 6,
A lighting device comprising:
Priority Applications (2)
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JP2014092474A JP2015210974A (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Lighting device and illumination device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017142924A (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | Lighting device and lighting fixture |
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