JP2016170985A - 点灯回路、照明器具および照明システム - Google Patents
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Abstract
【課題】異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供する。【解決手段】点灯回路1は、識別抵抗23の抵抗値を検出する特性検出部14と、特性検出部14が識別抵抗23の抵抗値を検出した場合に、固体発光素子モジュール2に設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部12とを備え、設定電流は、識別抵抗23の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗23の抵抗値が増加するにつれて減少する電流であり、特性検出部14は、識別抵抗23の抵抗値に基づいて、識別抵抗23の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧VRLを出力調整部12に出力し、出力調整部12は、基準電圧VRLに基づいて、固体発光素子モジュール2に設定電流を流すための電圧を調整する。【選択図】図5
Description
本発明は、LED(Light Emitting Diode)を備えた点灯回路、照明器具およびこれを備える照明システムに関する。
従来、点灯装置として、LEDモジュール、LED点灯装置等が知られている(例えば、特許文献1参考)。特許文献1に開示された発明において、LEDモジュールは、ランプの識別情報に応じてLEDの設定電流値が制御されている。しかし、周囲温度の変化や点灯状況等により、ランプの識別情報に基づく識別信号はばらつくことになる。
特許文献1に記載のLEDモジュールでは、ランプの識別情報に応じて、設定電流値を制御する方法が開示されている。しかし、接続端子の電圧値(すなわち、識別抵抗の抵抗値に比例の値)と設定電流値とは正比例の関係となるように設定電流値が制御されている。また、設定電流値の制御がステップ状に行われる場合にも、基本的には比例関係すなわち識別抵抗の抵抗値が増加するとともに一定の割合でステップ状に増加するように、設定電流値が制御されている。
このような制御では、周辺温度の上昇や点灯状況により、例えばLEDモジュールやCOB(Chip On Boards)が異常状態となり抵抗の温度が上昇した場合、LEDの出力も増加を続け、LEDの出力が大きくなるといった問題がある。
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る点灯回路は、固体発光素子モジュールに電流を供給する点灯回路である。前記固体発光素子モジュールは、固体発光素子と、前記固体発光素子の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗を備えている。前記点灯回路は、前記識別抵抗の抵抗値を検出する特性検出部と、前記特性検出部が前記識別抵抗の抵抗値を検出した場合に、前記固体発光素子モジュールに設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部とを備えている。
ここで、前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、前記識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流である。また、前記特性検出部は、前記識別抵抗の抵抗値に基づいて、前記識別抵抗の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧を前記出力調整部に出力する。前記出力調整部は、前記基準電圧に基づいて、前記固体発光素子モジュールに前記設定電流を流すための電圧を調整する。
本発明によれば、異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
[1−1.照明システムの構成]
まず、実施の形態1に係る照明システムの構成について図面を用いて説明する。
[1−1.照明システムの構成]
まず、実施の形態1に係る照明システムの構成について図面を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係る照明システム10の外観の概要を示す斜視図である。
図2は、本実施の形態に係る照明システム10の概略回路図である。
図1に示されるように、本実施の形態にかかる照明システム10は、照明器具4及びLEDモジュール2とを備えている。照明器具4は、LEDモジュール2に電流を供給する器具であり、点灯回路1を含む電源ボックス5と、ソケット6とを備える。また、LEDモジュール2は、照明器具4から電流を供給されることにより照明光を出射する光源部であり、照明器具4のソケット6に接続されるプラグ22と、光源20とを備える。
図2に示されるように、本実施の形態に係る照明器具4は、LEDモジュール2のLED21に電流を供給する出力端子61及び63と、LEDモジュール2の電気的特性を検出するための電圧が印加される出力端子62とをさらに備える。本実施の形態において出力端子61及び63と、出力端子62とは、ソケット6に備えられる。
点灯回路1は、LEDモジュール2に電流を供給する回路である。点灯回路1の詳細については後述する。
ソケット6は、LEDモジュール2のプラグ22と接続される接続部品であり、出力端子61、62及び63を備える。ソケット6の形状、構造などは、プラグ22に対応するものであれば特に限定されない。
プラグ22は、ソケット6及び光源20と接続される接続部品であり、図2に示されるように第一の接続端子221、第二の接続端子222及び第三の接続端子223を備える。プラグ22の形状、構造などは、ソケット6に対応するものであれば特に限定されない。
第一の接続端子221は、プラグ22が備える端子の一つであり、LED21のアノード側に接続される。
第二の接続端子222は、プラグ22が備える端子の一つであり、識別抵抗23に接続されて、識別信号を生成するための電圧が照明器具4から印加される。
第三の接続端子223は、プラグ22が備える端子の一つであり、LED21のカソード側に接続される。
第一の接続端子221、第二の接続端子222及び第三の接続端子223は、ソケット6とプラグ22が接続されることにより、ソケット6の出力端子61、62及び63にそれぞれ接続される。
光源20は、LEDモジュール2の発光部であり、LED21、識別抵抗23、接続端子201、202及び203と、それらが設けられた基体(図示せず)とを備える。本実施の形態では、基体は、平板状の基板で構成される。
LED21は、LEDモジュール2の光源として用いられる固体発光素子である。LED21は、例えば、表面実装(SMD:Surface Mount Device)型LED素子で構成される。
接続端子201は、LED21のアノード側に接続される端子である。接続端子201は、プラグ22を介して、照明器具4の高電圧側の出力端子61に接続される。
接続端子202は、識別抵抗23に接続される端子である。接続端子202は、プラグ22を介して、照明器具4の出力端子62に接続される。
接続端子203は、LED21のカソード側に接続される端子である。接続端子203は、プラグ22を介して、照明器具4の低電圧側の出力端子63に接続される。
識別抵抗23は、接続端子202と接続端子203との間に接続されて、識別信号を生成するための電圧が照明器具4から印加される。識別抵抗23は、特性設定部とも呼ばれる。識別抵抗23は、以下に詳述するように、接続端子202と接続端子203との間を接続する構成である。LED21の電気的特性に対応する抵抗値を有する識別抵抗23によって接続端子202と接続端子203との間を接続することにより、当該電気的特性に対応した識別信号を生成することができる。
なお、識別抵抗23に代えて、接続端子202と接続端子203との間を開放若しくは短絡とする構成であってもよい。
[1−2.点灯回路の構成]
続いて、本実施の形態に係る点灯回路1の構成について図面を用いて説明する。
続いて、本実施の形態に係る点灯回路1の構成について図面を用いて説明する。
図3は、本実施の形態に係る点灯回路1の構成を示す回路図である。なお、図3には、点灯回路1と併せて点灯回路1に電力を供給する交流電源3及びLEDモジュール2も示されている。
交流電源3は、交流電圧を出力する電源であり、例えば100V〜242Vの交流電圧を出力する商業電源などの系統電源である。
図3に示されるように、点灯回路1は、電源部11、出力調整部12、制御電源13、特性検出部14を備える。また、点灯回路1は、出力端子101、102及び103を備える。
出力端子101及び103は、それぞれLEDモジュール2の第一の接続端子221及び第三の接続端子223に電気的に接続され、LEDモジュール2に電流を出力する端子である。
出力端子102は、LEDモジュール2の第二の接続端子222に電気的に接続され、第二の接続端子に識別信号を生成するための電圧を印加する。
電源部11は、LEDモジュール2に一定の直流電流を供給する回路である。本実施の形態では、電源部11は、交流電源3から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、さらに、DC/DC変換を行うことによって、一定の直流電流を生成する。図3に示されるように、電源部11は、整流部111、コンデンサ112及び116、スイッチング素子113、ダイオード114、インダクタ115、並びに、抵抗117を備える。
整流部111は、交流電源3から入力される交流電圧を整流する回路である。整流部111は、例えば、ダイオードブリッジで構成される。
コンデンサ112は、整流部111の出力端子に接続され、整流部111から出力された直流電圧の脈動を平滑化するための素子である。また、コンデンサ112の両端には、スイッチング素子113及びダイオード114から構成される直列回路が接続される。本実施の形態では、コンデンサ112は、電解コンデンサで構成される。
スイッチング素子113は、出力調整部12からの制御の下でスイッチングする(オン及びオフを繰り返す)素子であり、本実施の形態では、インダクタ115と直列に接続されるNチャネル型のMOSFET(Metal−Oxide Semiconductor Field−Effect Transistor)である。
ダイオード114は、LEDモジュール2内のLED21及びインダクタ115とともに回路ループを構成し、インダクタ115に蓄積されたエネルギーを回生させる整流器である。ダイオード114のカソード端子は、スイッチング素子113とインダクタ115との接続点に接続され、アノード端子は、整流部111の低電圧側の出力端子に接続される。また、ダイオード114の両端には、インダクタ115及びコンデンサ116から構成される直列回路が接続される。
インダクタ115は、チョークコイルであり、スイッチング素子113のスイッチングに応じてエネルギーを蓄積及び放出する。
コンデンサ116は、LED21と並列に接続され、インダクタ115などで発生する脈流電圧を平滑化する素子である。本実施の形態では、コンデンサ116は、電解コンデンサで構成される。
抵抗117は、LED21と直列に接続され、LED21に流れる電流、すなわち、電源部11の出力電流を検出するためのセンス抵抗である。
出力調整部12は、電源部11の抵抗117に印加される電圧を検出することにより、電源部11の出力電流を検出し、検出された出力電流に基づいて電源部11の出力電流をフィードバック制御する回路である。図3に示されるように、出力調整部12は、駆動回路121と比較器122とを備える。
駆動回路121は、スイッチング素子113にオン及びオフを繰り返させる(スイッチングさせる)制御をする回路である。駆動回路121の制御によって、電源部11の出力電流がほぼ一定に維持される。
比較器122は、電源部11の出力電流に対応する電圧と、特性検出部14から入力される当該出力電流の目標値に対応する電圧(基準電圧VRL)とを比較する回路である。比較器122の反転入力端子には、電源部11の抵抗117に印加される電圧V(R117)が入力される。また、比較器122の非反転入力端子には、特性検出部14から電源部11の出力電流の目標値に対応する電圧(基準電圧VRL)が入力される。また、比較器122の出力は、駆動回路121に入力される。
制御電源13は、特性検出部14に一定の電圧Vccを印加する回路である。図3に示されるように、制御電源13は、抵抗131及びツェナーダイオード132を備える。
抵抗131は、ツェナーダイオード132に流れる電流を制限するための素子である。
ツェナーダイオード132は、特性検出部14に印加される電圧を安定化させるための素子である。ツェナーダイオード132の両端に印加される電圧は、例えば、15V程度である。
特性検出部14は、識別信号に基づいてLEDモジュール2の特性を検出する回路である。特性検出部14は、検出した結果に基づいて定められる電圧を出力調整部12に出力する。当該電圧が、電源部11から出力される電流の目標値に対応する。図3に示されるように、特性検出部14は、IC(Integrated Circuit)15、抵抗141、142、145、148a、148b、148c及び149、ダイオード143、コンデンサ146、並びに、トランジスタ150a及び150bを備える。
IC15は、識別信号の電圧Vin(すなわち、LEDモジュール2の第二の接続端子222の電圧)を検出するための回路である。IC15は、比較器151及び152を備え、識別信号の電圧Vinと、高電圧側の参照電圧VU及び低電圧側の参照電圧VLとを比較する。特性検出部14は、識別信号の電圧Vinの値に基づいて、出力調整部12に入力する基準電圧(設定電圧)VRLを決定する。なお、基準電圧VRLは、LEDモジュール2の第二の接続端子222と第三の接続端子との間の識別抵抗23の抵抗値R23に応じて、LEDモジュール2に供給する電流の設定値に対応する電圧である。特性検出部14による基準電圧VRLの決定方法については、後に詳述する。
比較器151は、識別信号の電圧Vinと、高電圧側の参照電圧VUとを比較する回路である。比較器151の非反転入力端子及び反転入力端子には、参照電圧VU及び識別信号の電圧Vinがそれぞれ入力される。
比較器152は、識別信号の電圧Vinと、低電圧側の参照電圧VLとを比較する回路である。比較器152の非反転入力端子及び反転入力端子には、識別信号の電圧Vin及び参照電圧VLがそれぞれ入力される。
抵抗141、142及び145は、制御電源13から印加される電圧を分圧して、高電圧側の参照電圧VU及び低電圧側の参照電圧VLを生成するための素子である。抵抗141、142及び145は、この順に直列接続されて、制御電源13の出力端に接続される。これにより、抵抗141と抵抗142との接続点に、高電圧側の参照電圧VUが生成され、抵抗142と抵抗145との接続点に、低電圧側の参照電圧VLが生成される。また、抵抗141と抵抗142との接続点が比較器151の非反転入力端子に接続され、抵抗142と抵抗145との接続点が、比較器152の反転入力端子に接続される。
ダイオード143は、制御電源13に向かって電流が流れることを防ぐための整流素子である。
抵抗144は、制御電源13から印加される電圧を分圧するための素子である。抵抗144は、LEDモジュール2の第二の接続端子222に接続される。これにより、当該接続点に識別信号の電圧Vinが印加される。なお、抵抗値R144及びR23の定め方については、後に詳述する。
コンデンサ146は、識別信号に印加されるノイズを抑制するための素子である。
抵抗148a、148b、148c及び149は、制御電源13から印加される電圧を分圧して、出力調整部12に入力する基準電圧(設定電圧)VRLを生成するための素子である。基準電圧VRLは、LEDモジュール2の第二の接続端子222と第三の接続端子との間の識別抵抗23の抵抗値R23に応じて、LEDモジュール2に供給する電流の設定値に対応する電圧である。
トランジスタ150aは、比較器151の出力信号の大きさに応じてオンまたはオフ状態となるトランジスタである。識別信号の電圧Vinが参照電圧VUより大きい場合には、比較器151からHレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ150aは、オン状態となる。一方、識別信号の電圧Vinが参照電圧VUより小さい場合には、比較器151からLレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ150aは、オフ状態となる。
同様に、トランジスタ150bは、比較器152の出力信号の大きさに応じてオンまたはオフ状態となるトランジスタである。識別信号の電圧Vinが参照電圧VLより大きい場合には、比較器152からHレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ150bは、オン状態となる。一方、識別信号の電圧Vinが参照電圧VLより小さい場合には、比較器152からLレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ150bは、オフ状態となる。
このように、トランジスタ150a及び150bのオンまたはオフ状態の組み合わせにより、基準電圧VRLが決定される。
点灯回路1が上述のように構成されることにより、識別信号の電圧Vin、すなわち、識別抵抗23の電圧V(R23)は、LEDモジュール2の識別抵抗23の抵抗値R23に応じて以下のように定められる。
ここで、識別信号の電圧Vinと、識別抵抗23、抵抗117および抵抗144との関係について説明する。
図3に示したように、識別抵抗23と抵抗117と抵抗144は、等価回路で示すと直列に接続されている。ここで、抵抗117の抵抗値R117は識別抵抗23の抵抗値R23より十分小さいことから、抵抗117は無視できる。したがって、識別信号の電圧Vinは以下の式1で表される。
Vin=Vcc×R23/(R144+R23) ・・・(式1)
なお、抵抗値R23及びR144、並びに、抵抗141、142及び145の抵抗値は、式1で表される識別信号の電圧Vinが、低電圧側の参照電圧VLより大きく、高電圧側の参照電圧VU未満となるように定められる。
[1−3.点灯回路の動作]
続いて、点灯回路1の動作について図面を用いて説明する。
続いて、点灯回路1の動作について図面を用いて説明する。
点灯回路1の特性検出部14は、LEDモジュール2の第二の接続端子222に電圧を印加することによって、識別信号の電圧Vinを検出する。そして、特性検出部14は、識別信号の電圧Vinと、参照電圧VU及び参照電圧VLとを比較することにより、基準電圧VRLを決定する。
点灯回路1は、特性検出部14から、設定出力に対応する基準電圧VRLを出力調整部12に入力することによって、電源部11の出力電流に対応する電圧(抵抗117の両端の電圧V(R117))が、基準電圧VRLとほぼ等しくなるようにフィードバック制御を行う。
詳細には、出力調整部12において、比較器122の+側入力端子に出力の基準電圧VRLが入力され、比較器122の−側入力端子にはLED21に流れる電流に応じて発生する抵抗117の両端の電圧V(R117)が入力される。そして、抵抗117の両端の電圧V(R117)が基準電圧VRLになるように、スイッチング素子113のオン及びオフ動作が制御される。
ここで、基準電圧VRLは、以下に説明するように、ランプ識別を行う識別抵抗23の抵抗値R23が増加するとステップ状に減少する出力電圧である。すなわち、抵抗値R23の値が増加する程、基準電圧VRLは、ステップ状に減少することになる。
基準電圧VRLは、以下のようにして決定する。
制御電源13により、整流部111〜抵抗131〜ツェナーダイオード132の経路で電流が流れ、ツェナーダイオード132の両端に電圧Vccが発生する。
また、ツェナーダイオード132から、ダイオード143〜抵抗144〜識別抵抗R23の経路で電流が流れ、識別抵抗23の両端に電圧V(R23)(=Vin)が発生する。なお、コンデンサ146は、ノイズ除去のためのコンデンサである。
したがって、ダイオード143の逆電圧を無視すると、識別抵抗23の両端にかかる電圧V(R23)は、以下の式2のように表される。
V(R23)=R23/(R144+R23)×Vcc ・・・(式2)
一方、抵抗141、142及び145が直列接続された回路は、ツェナーダイオード132と並列に接続されるため、抵抗141と142との接続点の電圧VU、及び、抵抗142と145との接続点の電圧VLは、各々以下の式3および式4に示す電圧となる。
VU=(R142+R145)/(R141+R142+R145)×Vcc
・・・(式3)
VL=R145/(R141+R142+R145)×Vcc ・・・(式4)
・・・(式3)
VL=R145/(R141+R142+R145)×Vcc ・・・(式4)
ここで、電圧VUは、比較器151の+側入力端子、電圧VLは、比較器152の+側入力端子に入力される。
また、比較器151及び152の各々の−側入力端子には、上記抵抗144と識別抵抗23の中点電位である電圧V(R23)が入力される。
さらに、識別抵抗23の抵抗値R23に応じて発生する電圧V(R23)に応じて下記のように場合分けして基準電圧VRLが決定される。これにより、基準電圧VRLは、ステップ状の信号電圧として決定される。
(1)0<V(R23)<VLのとき
比較器151からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオン状態となる。比較器152からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオン状態となる。
比較器151からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオン状態となる。比較器152からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオン状態となる。
したがって、基準電圧VRLは、以下に示す式5で表される。
VRL=V(R149)=R149/(R148a+R149)×Vcc
・・・(式5)
・・・(式5)
(2)VL<V(R23)<VUのとき
比較器151からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオン状態となる。比較器152からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオフ状態となる。
比較器151からHレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオン状態となる。比較器152からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオフ状態となる。
したがって、基準電圧VRLは、以下に示す式6で表される。
VRL=V(R149)=R149/(R148a+R148c+R149)×Vcc
・・・(式6)
・・・(式6)
(3)VU<V(R23)のとき
比較器151からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオフ状態となる。比較器152からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオフ状態となる。
比較器151からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150aはオフ状態となる。比較器152からLレベルの信号が出力され、トランジスタ150bはオフ状態となる。
したがって、基準電圧VRLは、以下に示す式7で表される。
VRL=V(R149)=R149/(R148a+R148b+R148c+R149)×Vcc
・・・(式7)
・・・(式7)
基準電圧VRLは、比較器122の+側端子に入力される。
電圧の大小は、以下に示す式8のように表される。
R149/(R148a+R148b+R148c+R149)×Vcc
<V(R149)=R149/(R148a+R148c+R149)×Vcc
<V(R149)=R149/(R148a+R149)×Vcc
・・・(式8)
<V(R149)=R149/(R148a+R148c+R149)×Vcc
<V(R149)=R149/(R148a+R149)×Vcc
・・・(式8)
したがって、識別抵抗23の両端の電圧V(R23)が大きくなるほど、R149の両端に発生する電圧V(R149)は小さくなる。
また、(1)、(2)、(3)の各々の範囲内であれば、識別抵抗23の抵抗値R23が変化しても、一定値となる。
以上のように、基準電圧VRLを決定することにより、基準電圧VRLは、ステップ状の減少する信号電圧となる。
図4は、図3の回路における識別抵抗23の両端に発生する電圧V(R23)と設定電圧値(=基準電圧VRL)の関係を示した図である。
図4において、v1、v2、v3はそれぞれ以下の式9、式10及び式11のように表される。
v1=R149/(R148a+R149)×Vcc ・・・(式9)
v2=R149/(R148a+R148c+R149)×Vcc ・・・(式10)
v3=R149/(R148a+R148b+R148c+R149)×Vcc
・・・(式11)
v2=R149/(R148a+R148c+R149)×Vcc ・・・(式10)
v3=R149/(R148a+R148b+R148c+R149)×Vcc
・・・(式11)
また、r1、r2はそれぞれ以下の式12及び式13のように表される。
r1=VU=R145/(R141+R142+R145)×Vcc
・・・(式12)
r2=VL=(R142+R145)/(R141+R142+R145)×Vcc
・・・(式13)
・・・(式12)
r2=VL=(R142+R145)/(R141+R142+R145)×Vcc
・・・(式13)
識別抵抗23の抵抗値R23とR23の両端に発生する電圧V(R23)には比例関係があるので、識別抵抗23の両端に発生する電圧V(R23)とLED21を流れる電流の電流値との関係は、図4に示すように、そのまま識別抵抗23の抵抗値R23と設定電流値との関係に置き換えることができる。つまり、設定電流は、識別抵抗の抵抗値R23が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流値である。
なお、図3に示した特性検出部14において、IC15の入力側に接続される抵抗と出力側に接続される抵抗の数および抵抗値を変更することにより、例えば、図5に示すように、識別抵抗23の抵抗値R23と設定電流との変更回数(ステップ回数)および大きさを変更することができる。この場合、IC15内に設けられる比較器、及び、IC15に設けられた比較器に接続されるトランジスタの個数も変更してもよい。
以上のように、本実施の形態にかかる点灯回路1は、LEDを識別するための識別抵抗の抵抗値が増加するとLEDの電流を流すための電圧値が減少するので、異常状態などで器具やCOB温度が上昇し関連して識別抵抗の抵抗値も大きくなった場合であっても、出力電圧を低減するように制御することができる。したがって、LEDモジュールを破壊することなく安全に電流を供給することができる。
また、設定電流をステップ状とするため、識別抵抗のばらつきや温度変化による設定値のずれに影響されない制御を行うことができる。
また、設定電流をステップ状にすることで、設定の変化をユーザーの認識しやすいものとすることができる。さらに、点灯回路1の制御を、デジタル値で行うことができる。
[1−4.効果など]
以上のように、本実施の形態に係る点灯回路1は、固体発光素子モジュールであるLEDモジュール2に電流を供給する点灯回路である。LEDモジュール2は、固体発光素子としてのLED21と、LED21の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗23を備えている。点灯回路1は、識別抵抗23の抵抗値を検出する特性検出部14と、特性検出部14が識別抵抗23の抵抗値を検出した場合に、LEDモジュール2に設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部12とを備えている。
以上のように、本実施の形態に係る点灯回路1は、固体発光素子モジュールであるLEDモジュール2に電流を供給する点灯回路である。LEDモジュール2は、固体発光素子としてのLED21と、LED21の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗23を備えている。点灯回路1は、識別抵抗23の抵抗値を検出する特性検出部14と、特性検出部14が識別抵抗23の抵抗値を検出した場合に、LEDモジュール2に設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部12とを備えている。
ここで、設定電流は、識別抵抗23の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗23の抵抗値が増加するにつれて減少する電流である。また、特性検出部14は、識別抵抗23の抵抗値に基づいて、識別抵抗23の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧VRLを出力調整部12に出力する。出力調整部12は、基準電圧VRLに基づいて、LEDモジュール2に設定電流を流すための電圧を調整する。
これにより、LED21を識別するための識別抵抗23の抵抗値が増加するとLED21の電流を流すための電圧値が減少するので、異常状態などで器具やCOB温度が上昇し関連して識別抵抗23の抵抗値も大きくなった場合であっても、出力電圧を低減するように制御することができる。したがって、LEDモジュール2を破壊することなく安全に電流を供給することができる。
また、設定電流をステップ状とするため、識別抵抗23の抵抗値のばらつきや温度変化による設定値のずれに影響されない制御を行うことができる。この場合、抵抗値の変化幅に対して、設定電流の値が一定となる幅を広くしておくことが望ましい。
また、設定電流をステップ状にすることで、設定の変化をユーザーの認識しやすいものとすることができる。さらに、設定電流、具体的には、LED21に印加する電圧を、デジタル値で制御することができるので、調光等の制御を容易に行うことができる。例えば、256段のフリップフロップ回路により、256階調の調光を行うことができる。また、設定電流、具体的には、LEDに印加する電圧をデジタル値で制御することができるので、D/A変換回路を用いる必要がなく、簡単な構成で点灯回路のデジタル制御を実現することができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。図6は、実施の形態2にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
次に、実施の形態2について説明する。図6は、実施の形態2にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態1にかかる点灯回路1と異なる点は、設定電流が、識別抵抗の抵抗値R23が所定の値より大きい場合と小さい場合とで、異なる2種類の電流値に設定される点である。
図6に示すように、識別抵抗23の抵抗値R23がRthより小さい場合には、設定電流値をHレベルに設定し、識別抵抗23の抵抗値R23がRthより大きい場合には、設定電流値をLレベルに設定する。すなわち、本実施の形態にかかる点灯回路では、Rthを閾値として設定電流値の切り替えが行われるように2種類の値で構成されている。
この構成によれば、識別抵抗23の抵抗値R23にばらつきがあっても、出力電流値に差が生じないので、LED21の明るさを一定に制御することができる。したがって、温度変化に強くない抵抗であっても識別抵抗として用いることができるので、点灯回路を安価に構成することができる。
なお、設定電流値は上述したように2種類の値に限らず、3種類以上の値であってもよい。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。図7は、実施の形態3にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
次に、実施の形態3について説明する。図7は、実施の形態3にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態1にかかる点灯回路1と異なる点は、一定の識別抵抗23の抵抗値R23の増加値に対して、設定電流の値が一定の減少値でステップ状に変化する点である。
図7に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗23の抵抗値が一定の値だけ変化したときに、設定電流を変化させる。このときの設定電流の変化の値I1は、一定値とする。すなわち、図7に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、抵抗値の変化に対して、設定電流値を一定の値I1ずつステップ状に減少させる制御が行われる。
この構成によれば、設定の変化をユーザーが認識しやすく、容易な制御を行うことができる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について説明する。図8は、実施の形態4にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
次に、実施の形態4について説明する。図8は、実施の形態4にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態1にかかる点灯回路1と異なる点は、識別抵抗23の抵抗値R23が小さい程、設定電流値の減少する値が小さい点である。
図8に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗23の抵抗値R23が小さい範囲では、設定電流の変化の値I2を小さくする。そして、識別抵抗23の抵抗値R23が大きくなるにつれて、設定電流の変化の値I2が徐々に大きくなるように、設定電流を制御する。すなわち、図8に示すように、識別抵抗23の抵抗値R23が大きくなるにつれて、ステップ状に減少する設定電流の減少幅が徐々に大きくなるような制御が行われる。なお、識別抵抗23の抵抗値R23はどのように設定してもよいし、設定電流の変化の値I2についてもどのように設定してもよい。例えば、識別抵抗23の抵抗値R23は一定の増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよいし、識別抵抗23の抵抗値R23は異なる増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよい。
この構成によれば、識別抵抗23の抵抗値R23が大きい場合と小さい場合とで電流特性が異なるLED21であっても、効率よく制御することができる。特に、低い抵抗値において電流の変化の値が小さく、高い抵抗値において電流の変化の値が大きいという特性を有するLED21を使用する場合であっても、電流の変化の小さい識別抵抗23の抵抗値R23の範囲において設定電流の値を細かく制御することにより、精度よく制御を行うことができる。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5について説明する。図9は、実施の形態5にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
次に、実施の形態5について説明する。図9は、実施の形態5にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。
本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態1にかかる点灯回路1と異なる点は、識別抵抗23の抵抗値R23が小さい程、識別抵抗23の抵抗値R23の所定の増加値は小さい点である。
図9に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗23の抵抗値R23が小さい場合には、設定電流を一定に維持する抵抗値の範囲Xを小さくする。そして、識別抵抗23の抵抗値R23が大きくなるにつれて、設定電流を一定に維持する範囲Xが徐々に大きくなるように、設定電流を制御する。なお、識別抵抗23の抵抗値R23はどのように設定してもよいし、設定電流の変化の値についてもどのように設定してもよい。例えば、識別抵抗23の抵抗値R23は一定の増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよいし、識別抵抗23の抵抗値R23は異なる増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよい。
この構成によれば、低い抵抗値において電流量の変化が大きく高い抵抗値において電流量の変化が小さいという特性を有するLED21を使用する場合であっても、電流量の変化の大きい抵抗値の範囲において、設定電流の値の切替を行う識別抵抗23の抵抗値R23を細かく制御することにより、精度よく制御を行うことができる。
(実施の形態6)
次に、実施の形態6に係る照明器具および照明システムについて説明する。
次に、実施の形態6に係る照明器具および照明システムについて説明する。
図10は、本実施の形態に係る照明システムの外観図である。図10に示されるように、照明システム10は、照明器具4及びLEDモジュール2aを有している。
図10に示される照明器具4は、上記各実施の形態に係る点灯回路1と、LEDモジュール2aを接続するためのソケット6(図1参照)とを備える。本実施の形態では、照明器具4はダウンライトであり、当該点灯回路を収納し、かつ、LEDモジュール2aを装着する灯体41から構成される。また、LEDモジュール2aは、LEDモジュール2と同様の回路を収納し、照明器具4のソケット6に接続するためのプラグ22を外面に備える筐体250から構成される。
このような照明器具4は、上記各実施の形態に係る点灯回路1を備えるので、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
(変形例など)
以上、本発明に係る点灯回路、照明器具及び照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
以上、本発明に係る点灯回路、照明器具及び照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態において、LED21は、SMD型LED素子で構成されたが、これに限定されない。例えば、LED21として、基体に実装されたLEDチップそのものが採用されてもよい。
また、上記実施の形態において、固体発光素子としてLED21を用いたが、有機EL(Electro Luminescence)素子など他の固体発光素子を用いてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1 点灯回路
2、2a LEDモジュール(固体発光素子モジュール)
4 照明器具
10 照明システム
12 出力調整部
14 特性検出部
21 LED(固体発光素子)
23 識別抵抗
2、2a LEDモジュール(固体発光素子モジュール)
4 照明器具
10 照明システム
12 出力調整部
14 特性検出部
21 LED(固体発光素子)
23 識別抵抗
Claims (8)
- 固体発光素子モジュールに電流を供給する点灯回路であって、
前記固体発光素子モジュールは、固体発光素子と、前記固体発光素子の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗を備え、
前記点灯回路は、前記識別抵抗の抵抗値を検出する特性検出部と、前記特性検出部が前記識別抵抗の抵抗値を検出した場合に、前記固体発光素子モジュールに設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部とを備え、
前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、前記識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流であり、
前記特性検出部は、前記識別抵抗の抵抗値に基づいて、前記識別抵抗の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧を前記出力調整部に出力し、
前記出力調整部は、前記基準電圧に基づいて、前記固体発光素子モジュールに前記設定電流を流すための電圧を調整する
点灯回路。 - 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の値より大きい場合と小さい場合とで、異なる2種類の電流値に設定される
請求項1に記載の点灯回路。 - 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値の所定の増加値ごとに一定の値だけ減少するステップ状の電流である
請求項1に記載の点灯回路。 - 前記識別抵抗の抵抗値が小さい程、前記識別抵抗の抵抗値の所定の増加値は小さい
請求項3に記載の点灯回路。 - 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値の一定の増加値ごとに所定の値だけ減少するステップ状の電流である
請求項1に記載の点灯回路。 - 前記識別抵抗の抵抗値が小さい程、前記設定電流が減少する値は小さい
請求項5に記載の点灯回路。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の点灯回路を備える
照明器具。 - 請求項7に記載の照明器具と、
前記固体発光素子モジュールとを備える
照明システム。
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Cited By (2)
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JP2019061803A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 東芝ライテック株式会社 | 照明装置 |
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-
2015
- 2015-03-12 JP JP2015050074A patent/JP2016170985A/ja active Pending
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