JP2016085950A - Power supply device for illumination - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、調光信号に対応して生成された電圧レベルに対応して光源に流れる定電流値を可変する照明用電源装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an illumination power supply device that varies a constant current value flowing through a light source in accordance with a voltage level generated in response to a dimming signal.
従来、PWM信号である調光信号のデューティ比に応じて光源の電流の定電流制御値を可変して調光をする照明装置がある。また、調光信号のレベルに応じて、光源を消灯したり、消灯前の調光信号による調光レベルから徐々に消灯(フェードアウト)させたりする照明装置がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an illumination device that performs light control by changing a constant current control value of a light source current according to a duty ratio of a light control signal that is a PWM signal. Further, there is an illumination device that turns off the light source or gradually turns off (fade out) the light control level according to the light control signal before the light is turned off according to the level of the light control signal.
調光器から照明装置に送られるPWM信号のデューティ比について、調光度が深い信号が送られると、光出力が小さいレベルになり、調光度が浅い信号が送られると、光出力が大きいレベルに制御される。また、調光信号がハイレベルを維持すると、消灯制御をする。 As for the duty ratio of the PWM signal sent from the dimmer to the lighting device, when a signal with a deep dimming degree is sent, the light output becomes a low level, and when a signal with a shallow dimming degree is sent, the light output becomes a high level. Be controlled. Further, when the dimming signal is maintained at a high level, the light is turned off.
しかしながら、調光信号がハイレベルを維持するという条件のみで消灯を検出すると、所定の調光度の光出力で点灯状態にある照明装置を消灯する場合、光出力を徐々に下げていき消灯する(フェードアウト)という演出照明を実現することが容易でない。また、調光信号のパルス信号を直接検出して消灯する制御は、誤動作の要因となることもある。 However, if turning off is detected only under the condition that the dimming signal maintains a high level, when turning off the lighting device that is turned on with a light output of a predetermined dimming degree, the light output is gradually lowered and turned off ( It is not easy to realize the effect lighting (fade out). Further, the control for directly detecting the pulse signal of the dimming signal and turning off the light may cause malfunction.
本発明が解決しようとする課題は、誤動作なく安定して光源の消灯を検出できるとともに、消灯時のフェードアウトを容易に実現できる照明用電源装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a lighting power supply device that can stably detect the turning-off of a light source without malfunction and can easily realize a fade-out at the time of turning off.
実施形態の照明用電源装置は、電圧レベル生成手段と、調光手段と、消灯検出手段と、停止手段とを有する。電圧レベル生成手段は、調光信号に対応する電圧レベルを生成する。調光手段は、この電圧レベルに対応して光源に流れる定電流値を可変する。消灯検出手段は、この電圧レベルが予め設定された第一設定電圧以下となったことを検出したタイミングから予め設定された時間が経過したときに、光源の消灯を検出する。停止手段は、消灯検出手段により光源の消灯が検出されたときに調光手段の動作を停止させる。 The illumination power supply device according to the embodiment includes a voltage level generation unit, a dimming unit, a turn-off detection unit, and a stop unit. The voltage level generation means generates a voltage level corresponding to the dimming signal. The dimming means varies the constant current value flowing through the light source corresponding to the voltage level. The extinguishing detection means detects that the light source is extinguished when a preset time has elapsed from the timing at which the voltage level is detected to be equal to or lower than the preset first setting voltage. The stop means stops the operation of the light control means when the light extinction detection means detects the light extinction of the light source.
本発明によれば、電圧レベル生成手段により生成された電圧レベルが予め設定された第一設定電圧以下となったことを検出したタイミングから予め設定された時間が経過したときに、消灯検出手段が光源の消灯を検出するので、誤動作なく安定して光源の消灯を検出するとともに、電圧レベル生成手段により生成された電圧レベルが第一設定電圧以下となるまでの間、この電圧レベルの低下に対応して調光手段により光源に流れる定電流値を徐々に低下させるので、消灯時のフェードアウトを容易に実現することが期待できる。 According to the present invention, when the preset time elapses from the timing when it is detected that the voltage level generated by the voltage level generation means is equal to or lower than the preset first set voltage, the extinction detection means is Since the light source is detected to be turned off, the light source is stably turned off without malfunction, and the voltage level generated by the voltage level generation means is supported until the voltage level falls below the first set voltage. Since the constant current value flowing through the light source is gradually reduced by the light control means, it can be expected that fading out at the time of extinguishing can be easily realized.
以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。 The configuration of one embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1において、11は照明用電源装置を示し、この照明用電源装置11は、図示しない調光器から入力される調光信号を受け取ったパルス信号(PWM信号)DIMINのデューティ比に応じて光源の電流の定電流制御値を可変して調光をする照明装置に電源を供給するものである。
In FIG. 1,
そして、この照明用電源装置11は、パルス信号DIMINに応じた電圧レベルDCOUTを生成する電圧レベル生成手段15と、この電圧レベル生成手段15により生成された電圧レベルDCOUTに対応して光源に流れる定電流値を可変する調光手段16と、光源の消灯を検出する消灯検出手段17と、この消灯検出手段17により光源の消灯を検出すると調光手段16の動作を停止させる停止手段18と、光源の出力電圧が所定の電圧以下となると出力を停止する保護手段19と、この保護手段19による光源の出力電圧の検出をマスクするマスク手段20とを備えている。
The illumination
電圧レベル生成手段15は、コンパレータ22と、このコンパレータ22の出力端子に制御端子であるゲート端子が接続されたスイッチング素子Q1と、このスイッチング素子Q1の出力端子であるドレイン端子に接続された抵抗R1〜R3とを備え、コンデンサC1がスイッチング素子Q1のドレイン端子に接続されている。
The voltage level generation means 15 includes a
コンパレータ22は、非反転入力端子に基準電圧Vth1が接続され、反転入力端子にパルス信号DIMINが入力されて、パルス信号DIMINと基準電圧Vth1とを比較し、その比較結果をスイッチング素子Q1のゲート端子に出力している。したがって、このコンパレータ22は、パルス信号DIMINが基準電圧Vth1以下のローレベルであるときにハイレベル信号を出力してスイッチング素子Q1をオンさせ、パルス信号DIMINが基準電圧Vth1より大きいハイレベルであるときに、ローレベル信号を出力してスイッチング素子Q1をオフさせるようになっている。
The
スイッチング素子Q1は、ソース端子が接地され、ドレイン端子に電圧V(図2(a))と接続されたプルアップ用の抵抗R1と接地用の抵抗R2とが接続されているとともに、抵抗R3とコンデンサC1との直列回路が接続されている。そして、コンデンサC1により、抵抗R3とコンデンサC1との接続点にパルス信号DIMINに応じた電圧レベルDCOUTが生成されている。 The switching element Q1 has a pull-up resistor R1 and a grounding resistor R2 connected to the source terminal of the ground and a drain terminal connected to the voltage V (FIG. 2 (a)). A series circuit with the capacitor C1 is connected. The voltage level DCOUT corresponding to the pulse signal DIMIN is generated by the capacitor C1 at the connection point between the resistor R3 and the capacitor C1.
調光手段16は、例えばインバータ回路などであり、抵抗R3とコンデンサC1との接続点に接続され、電圧レベルDCOUTに対応した定電流を光源に対して供給するようになっている。 The light control means 16 is, for example, an inverter circuit, and is connected to a connection point between the resistor R3 and the capacitor C1, and supplies a constant current corresponding to the voltage level DCOUT to the light source.
消灯検出手段17は、コンパレータ25と、NOTゲート26と、ORゲート27と、スイッチング素子Q2と、定電流Iを供給する定電流源28と、出力用のコンパレータ29とを備えているとともに、タイマとなるコンデンサC2が接続されている。
The extinction detection means 17 includes a
コンパレータ25は、非反転入力端子が電圧レベル生成手段15の抵抗R3とコンデンサC1との接続点に接続され、反転入力端子が第一設定電圧を設定する基準電圧Vth2に接続され、出力端子がORゲート27に接続されている。したがって、このコンパレータ25は、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth2より大きいときにORゲート27に対してハイレベル信号を出力し、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth2以下であるときに、ORゲート27に対してローレベル信号を出力するようになっている。
The
NOTゲート26は、コンパレータ22の出力端子とORゲート27との間に接続されている。したがって、このNOTゲート26は、パルス信号DIMINがハイレベルであるときにORゲート27に対してハイレベル信号を出力し、パルス信号DIMINがローレベルであるときにORゲート27に対してローレベル信号を出力するようになっている。
The NOT
ORゲート27は、出力端子がスイッチング素子Q2の制御端子であるゲート端子に接続されている。したがって、このORゲート27は、コンパレータ25とNOTゲート26との少なくともいずれか一方からハイレベル信号が入力されたときにスイッチング素子Q2をオンさせるようになっている。
The OR
スイッチング素子Q2は、ソース端子が接地され、ドレイン端子がコンパレータ29の非反転入力端子に接続されている。
The switching element Q2 has a source terminal grounded and a drain terminal connected to the non-inverting input terminal of the
定電流源28は、コンパレータ29の非反転入力端子と接続されている。
The constant
コンデンサC2は、定電流源28に対して、スイッチング素子Q2と並列に接続されているとともに、コンパレータ29の非反転入力端子に接続されている。したがって、このコンデンサC2は、スイッチング素子Q2がオンされた状態で放電され、スイッチング素子Q2がオフされた状態で定電流源28により充電されるようになっている(図2(e))。
The capacitor C2 is connected in parallel to the switching element Q2 with respect to the constant
コンパレータ29は、非反転入力端子がコンデンサC2、定電流源28、および、スイッチング素子Q2のドレイン端子とそれぞれ接続され、反転入力端子が基準電圧Vth3/Vth4とに接続され、出力端子が停止手段18に接続されている。Vth3/Vth4は、Vth4の方がVth3より小さい値となっており(Vth4<Vth3)、コンパレータ29がハイレベル出力のときは、Vth4の電位がコンパレータ29の反転入力端子にバイアスされ、ローレベル出力のときは、Vth3の電位がコンパレータ29の反転入力端子にバイアスされる。つまりコンパレータ29は、ヒステリシスコンパレータとして動作する。したがって、このコンパレータ29は、出力がローの状態で、コンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth3より大きくなると、停止手段18に出力する信号をハイレベル信号(消灯信号SO)に反転し、出力がハイの状態で、コンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth4以下になると、停止手段18に出力する信号をローレベル信号に反転する。
In the
停止手段18は、調光手段16と接続され、消灯検出手段17(コンパレータ29)から信号が入力されたときに調光手段16の動作を停止させるようになっている。 The stop means 18 is connected to the light control means 16 and stops the operation of the light control means 16 when a signal is input from the extinction detection means 17 (comparator 29).
保護手段19は、調光手段16と接続されているとともに光源の出力電圧を検出しており、この検出した出力電圧が所定の電圧以下となったときには、光源が短絡しているものと判断し、調光手段16の動作を強制的に停止させるようになっている。 The protection means 19 is connected to the dimming means 16 and detects the output voltage of the light source.When the detected output voltage falls below a predetermined voltage, the protection means 19 determines that the light source is short-circuited. The operation of the light control means 16 is forcibly stopped.
マスク手段20は、例えばコンパレータであり、非反転入力端子が電圧レベル生成手段15の抵抗R3とコンデンサC1との接続点に接続され、反転入力端子が第二設定電圧を設定する基準電圧Vth5(>Vth2)に接続され、出力端子が保護手段19に接続されている。したがって、このマスク手段20は、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth5より大きいときに出力信号SMがハイレベル(図2(d))となって保護手段19の動作を有効とし、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth5以下になったときに、出力信号SMがローレベルとなって(図2(d))、保護手段19の動作、すなわち保護手段19により光源の出力電圧の検出をマスクするようになっている。 The mask means 20 is, for example, a comparator, the non-inverting input terminal is connected to the connection point between the resistor R3 of the voltage level generating means 15 and the capacitor C1, and the inverting input terminal sets a reference voltage Vth5 (> Vth2) and the output terminal is connected to the protection means 19. Therefore, the mask means 20 makes the output signal SM high level (FIG. 2 (d)) when the voltage level DCOUT is higher than the reference voltage Vth5, and the operation of the protection means 19 is made effective, and the voltage level DCOUT becomes the reference voltage. When Vth5 or less, the output signal SM becomes low level (FIG. 2 (d)), and the operation of the protection means 19, that is, the detection of the output voltage of the light source is masked by the protection means 19. .
次に、上記一実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the one embodiment will be described.
照明用電源装置11では、電圧レベル生成手段15により、調光器からの調光信号をパルス信号DIMINとして受け取り(図2(b))、そのパルス信号DIMINに対応した電圧に直流化して信号(電圧レベルDCOUT)を生成する(図2(c))。その電圧レベルDCOUTに基づき、光源への定電流値を調光手段16により制御することで、光源を調光制御する。
In the illumination
光源を消灯する際には、パルス信号DIMINが停止すると、電圧レベルDCOUTがコンデンサC1の容量に応じて徐々に低下する。この電圧レベルDCOUTの低下、すなわちコンデンサC1の放電速度は、コンデンサC1の容量によって制御できる。そして、電圧レベルDCOUTが所定の基準電圧Vth2以下まで下がったことをコンパレータ25により検出したときには、消灯検出手段17ではスイッチング素子Q2がオフされ、定電流源28によりコンデンサC2の充電が開始される(図2(e))。すなわち、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth2以下となるまで、コンデンサC2の充電がマスクされる(充電マスク)。このコンデンサC2の充電速度は、定電流源28の定電流IとコンデンサC2の容量とによって制御できる。そして、このコンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth3を超えたことを消灯検出手段17(コンパレータ29)により検出する、すなわち、電圧レベルDCOUTが所定の基準電圧Vth2以下まで下がってから所定時間が経過すると光源の消灯を検出し(光源が消灯状態になったと判断し)、コンパレータ29からハイレベル信号(消灯信号SO)を停止手段18に出力して、停止手段18が調光手段16の動作を停止させる消灯モードとする。したがって、パルス信号DIMINが停止して電圧レベルDCOUTの低下が開始してから、この光源の消灯を検出するまでは、電圧レベルDCOUTが徐々に低下するため、この電圧レベルDCOUTに対応して光源への定電流値を制御する調光手段16により光源がフェードアウト消灯され、光源を消灯する消灯期間となる。
When the light source is turned off, when the pulse signal DIMIN stops, the voltage level DCOUT gradually decreases according to the capacitance of the capacitor C1. The decrease in the voltage level DCOUT, that is, the discharge speed of the capacitor C1, can be controlled by the capacitance of the capacitor C1. When the
また、照明装置の光源の点灯中は、保護手段19が光源の出力電圧を検出し、この出力電圧が予め設定された電圧以下となると光源が短絡状態であると判定し、調光手段16の動作を停止するが、電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth5以下になったことをマスク手段20により検出すると、このマスク手段20は、保護手段19へとローレベル信号(出力信号SM)を出力することで、保護手段19による光源の出力電圧の検出を停止させる(保護手段マスク)。すなわち、消灯検出時には、保護手段19の動作をマスクすることで、光源の電流が下がることにより保護手段19によって光源の短絡を誤検出することを防止する。
Further, during lighting of the light source of the lighting device, the protection means 19 detects the output voltage of the light source, and determines that the light source is in a short-circuited state when this output voltage is equal to or lower than a preset voltage. Although the operation is stopped, when the mask means 20 detects that the voltage level DCOUT has become equal to or lower than the reference voltage Vth5, the mask means 20 outputs a low level signal (output signal SM) to the protection means 19. Then, detection of the output voltage of the light source by the protection means 19 is stopped (protection means mask). That is, when turning off is detected, the operation of the
そして、消灯モードを解除する際には、調光器からの調光信号を受信したパルス信号DIMINが基準電圧Vth1以上となるハイレベル信号であると、消灯検出手段17のコンパレータ22がローレベル信号を出力し、このローレベル信号がNOTゲート26により反転されてハイレベル信号となってORゲート27に入力されることで、スイッチング素子Q2がオンされ、コンデンサC2が放電されて、コンパレータ29によりこのコンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth4以下になったことを検出すると、停止手段18に消灯信号SOが入力され、停止手段18による調光手段16の動作の停止が解除される。すなわち、消灯を検出したタイミング(コンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth3を超えたタイミング)から消灯モードの解除のタイミング(コンデンサC2の電位CDIMが基準電圧Vth4以下になったタイミング)までが消灯期間となる(図2(f))。
When canceling the extinguishing mode, if the pulse signal DIMIN that received the dimming signal from the dimmer is a high level signal that is equal to or higher than the reference voltage Vth1, the
以上説明した一実施形態によれば、ハイレベルを予め設定された時間維持するパルス信号DIMINが入力されたとき、または、電圧レベル生成手段15により生成された電圧レベルDCOUTが予め設定された基準電圧Vth2以下となったことを検出したタイミングから予め設定された時間が経過したときに、消灯検出手段17が光源の消灯を検出するので、誤動作なく安定して光源の消灯を検出できる。また、電圧レベル生成手段15により生成された電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth2以下となるまでの間、この電圧レベルDCOUTの低下に対応して調光手段16により光源に流れる定電流値を徐々に低下させるので、消灯時のフェードアウトを容易に実現できる。
According to the embodiment described above, when the pulse signal DIMIN that maintains the high level for a preset time is input, or the voltage level DCOUT generated by the voltage level generating means 15 is the preset reference voltage. When a preset time elapses from the timing when it has been detected that Vth2 or less, the light extinguishing detection means 17 detects the extinction of the light source, so that the extinction of the light source can be detected stably without malfunction. In addition, until the voltage level DCOUT generated by the voltage
しかも、コンデンサC1,C2の容量を調整して時定数を設定することで、電圧レベルDCOUTの低下、および、電位CDIMの上昇に要する時間を容易に変更できるので、光源のフェードアウトを容易に制御できる。 Moreover, by adjusting the capacitances of capacitors C1 and C2 and setting the time constant, the time required for the voltage level DCOUT to decrease and the potential CDIM to rise can be easily changed, so the light source fade-out can be easily controlled. .
さらに、光源の出力電圧を検出し、この検出した出力電圧が予め設定された電圧以下となると調光手段16の動作を停止させる保護手段19による光源の出力電圧の検出を、電圧レベル生成手段15により生成された電圧レベルDCOUTが基準電圧Vth2よりも高い予め設定された基準電圧Vth5以下になったときにマスク手段20によってマスクするので、消灯検出時に光源の電流が下がることにより保護手段19によって光源の短絡を誤検出することを防止できる。 Further, the output voltage of the light source is detected by the protection means 19 that detects the output voltage of the light source and stops the operation of the dimming means 16 when the detected output voltage is equal to or lower than a preset voltage. Is masked by the mask means 20 when the voltage level DCOUT generated by the reference voltage Vth5 which is higher than the reference voltage Vth2 is lower than the preset reference voltage Vth5. It is possible to prevent erroneous detection of a short circuit.
なお、上記一実施形態において、消灯検出手段17は、パルス信号DIMINがハイレベル信号を予め設定された時間以上検出したときに光源の消灯を検出する構成を備えていてもよい。 In the above embodiment, the extinguishing detection means 17 may be configured to detect the extinction of the light source when the pulse signal DIMIN detects a high level signal for a preset time or more.
また、コンデンサC1,C2は、それぞれ照明用電源装置11に対して外付け可能としてもよい。
The capacitors C1 and C2 may be externally attached to the illumination
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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 one embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11 照明用電源装置
15 電圧レベル生成手段
16 調光手段
17 消灯検出手段
18 停止手段
19 保護手段
20 マスク手段
DCOUT 電圧レベル
11 Lighting power supply
15 Voltage level generation means
16 Light control means
17 Light-off detection method
18 Stopping means
19 Protection measures
20 Mask means
DCOUT voltage level
Claims (2)
前記電圧レベルに対応して光源に流れる定電流値を可変する調光手段と;
前記電圧レベルが予め設定された第一設定電圧以下となったことを検出したタイミングから予め設定された時間が経過したときに、前記光源の消灯を検出する消灯検出手段と;
この消灯検出手段により前記光源の消灯が検出されたときに前記調光手段の動作を停止させる停止手段と;
を具備していることを特徴とする照明用電源装置。 Voltage level generating means for generating a voltage level corresponding to the dimming signal;
Dimming means for varying a constant current value flowing through the light source corresponding to the voltage level;
An extinction detecting means for detecting extinction of the light source when a preset time has elapsed from a timing when it is detected that the voltage level is equal to or lower than a preset first set voltage;
Stop means for stopping the operation of the dimming means when the turn-off detection means detects that the light source is turned off;
An illumination power supply device comprising:
前記電圧レベルが第一設定電圧よりも高い予め設定された第二設定電圧以下になったときに、前記保護手段による前記光源の出力電圧の検出をマスクするマスク手段と;
を具備していることを特徴とする請求項1記載の照明用電源装置。 Protection means for detecting the output voltage of the light source, and stopping the operation of the dimming means when the detected output voltage is equal to or lower than a preset voltage;
Mask means for masking detection of the output voltage of the light source by the protection means when the voltage level is equal to or lower than a preset second set voltage higher than the first set voltage;
The illumination power supply device according to claim 1, comprising:
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