JP2017037844A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一例として、2つの駆動回路を用いて複数の発光ダイオードグループを駆動する場合、複数の発光ダイオードグループを整流電圧の変化に対応して順次に発光するように制御できる。
110Vの交流電圧を供給する電力環境で上記交流ダイレクト方式の照明装置が用いられる場合、110Vの交流電圧に対応する整流電圧で発光できる発光ダイオードグループの数は制限される。すなわち、電力環境が照明装置の設計された定格電圧に達しない場合、照明装置は、制限された数の発光ダイオードグループを用いて照明を行う問題がある。
そのため、交流ダイレクト方式の照明装置は、電力環境にかかわらず、全体発光ダイオードグループが照明に利用できるように電力環境に対する汎用性を確保する必要がある。
本発明の他の目的は、照明装置に備えられた発光ダイオードグループの電気的な接続状態が整流電圧の状態に応じて直列または並列に変更可能で、照明装置が電力環境に対応する汎用性を有するようにすることである。
本発明は、電力環境の変化に対応する汎用性を有するように駆動電流を制御するように実施できる。
また、駆動電流制御回路は、駆動電流の電流量を同一または異なる比率で減少させることができる。
本発明の第1の実施形態の照明装置は、図1に示されるように、電源部10と、照明部20,22と、駆動回路30,32と、接続回路50と、駆動電流制御回路とを備える。図1の照明装置の駆動電流制御回路は、センシング抵抗の抵抗値を制御することにより駆動電流を制御するもので構成され、このため、駆動電流制御回路がセンシング抵抗回路60を備える。
接続回路50は、照明部20,22の接続状態を並列または直列に変更するスイッチを備えて構成される。
より具体的には、駆動回路30は、整流電圧Vrecの変化に応じて、照明部20の発光ダイオードグループLED1,LED2,LED3,LED4が発光することに対応して変化する電流経路を提供し、電流経路に対する電流を調節するように構成される。
駆動回路30は、電流経路を提供するために、センシング抵抗端子Riset1を介して提供されるセンシング電圧を用いる。
駆動回路30,32は、内部の基準電圧が同一に設定されることが好ましい。
照明部20,22は、直列または並列に接続された状態で、周期的に増減する整流電圧Vrecの変化に対応して順次発光を行う。整流電圧Vrecが上昇すると、順次発光する発光ダイオードグループの数が増加し、整流電圧Vrecが下降すると、順次発光する発光ダイオードグループの数が減少する。そして、駆動回路30,32は、直列または並列に接続された照明部20,22の順次発光に対応して変更された電流経路を提供し、順次発光のための電流経路上の駆動電流は段階的に変化する。
しかし、駆動回路32の駆動電流の電流量は、スイッチ52のスイッチング状態と無関係であり、接地端子GND2に接続されたセンシング抵抗Rs2の抵抗値およびセンシング電圧に固定されるので変化しない。
上記図1の照明装置と異なる変形例として、照明装置は、図2のように、整流電圧Vrecの状態を表現する代表値を生成し、代表値に対応する判断信号を提供する電圧判断部40をさらに備えるように実施できる。
電圧判断部40は、半周期以上の整流電圧Vrecの状態、整流電圧Vrecのピーク値、整流電圧Vrecの平均値、および入力電流の平均値のうちのいずれか1つを代表値として生成することができる。
駆動回路30は、発光ダイオードグループLED1,LED2,LED3,LED4に対する電流経路を提供する複数のスイッチング回路31,32,33,34と、基準電圧VREF1,VREF2,VREF3,VREF4を提供するための基準電圧供給部36とを備える。
基準電圧供給部36は、例示的に、直列接続された複数の抵抗を有し、直列接続された複数の抵抗は定電圧Vd1が印加され、接地端子GND1に接続される。基準電圧供給部36は、抵抗間のノードごとに互いに異なるレベルの基準電圧VREF1,VREF2,VREF3,VREF4を出力するように構成される。また、基準電圧供給部36は、上記と異なり、互いに異なるレベルの基準電圧VREF1,VREF2,VREF3,VREF4を提供する独立した電圧供給源を備えるもので構成される。
前記基準電圧VREF1,VREF2,VERF3,VREF4は、スイッチ52がターンオンされた場合に対応して設定されたと仮定する。
スイッチング回路31,32,33,34は、センシング抵抗Rs1のセンシング電圧と基準電圧供給部36のそれぞれの基準電圧VREF1,VREF2,VREF3,VREF4とを比較して、照明部20の発光のための電流経路を形成する。
電圧判断部40は、整流電圧Vrecを分圧する抵抗R1,R2と、抵抗R2に並列接続されたキャパシタCpとを備えて構成される。
図5および図6の並列動作状態は、整流電圧Vrecに対応する代表値が基準レベルより低い状態であって、判断信号DSがローレベルとして出力される場合に相当する。この時、整流電圧Vrecは、例示的に、110Vの交流電圧に対応するものと理解できる。
接続回路50は、判断信号DSがローレベルとして提供されると、並列端子Pと共通端子Cとの間の経路を提供して、照明部20,22を並列に接続する。
整流電圧Vrecが初期状態の場合、各スイッチング回路31,32,33,34は、ポジティブ入力端(+)に印加される基準電圧VREF1,VREF2,VREF3,VREF4が、ネガティブ入力端(−)に印加されるセンシング抵抗Rs1の両端のセンシング電圧より高いので、すべてターンオンされた状態を維持する。しかし、整流電圧Vrecが発光ダイオードグループLED1,LED2,LED3,LED4を発光するのに不十分なレベルであるので、発光ダイオードグループLED1,LED2,LED3,LED4は発光しない。
以後、整流電圧Vrecが減少すると、発光ダイオードグループLED4、LED3、LED2、LED1に接続されたスイッチング回路34,33,32,31が順次にターンオフされ、発光ダイオードグループLED1,LED2,LED3,LED4は順次に消光し、駆動電流ipp1も段階的に減少する。
センシング抵抗回路60のスイッチ52は、判断信号DSがハイレベルとして提供されると、ターンオフ状態を維持する。その結果、駆動回路30は、センシング抵抗Rs1,Rs3の抵抗値とセンシング電圧を用いて電流経路を提供し調節し、駆動回路32は、センシング抵抗Rs2の抵抗値とセンシング電圧を用いて電流経路を提供し調節する。このとき、センシング抵抗Rs1,Rs3の抵抗値とセンシング電圧は、センシング抵抗Rs1の抵抗値とセンシング電圧より高い。
一例として、110Vの交流電圧に対応する整流電圧Vrecに対応して照明部20が並列に接続される場合、駆動回路30の各チャネルごとの消耗電流は、発光ダイオードグループLED1:発光ダイオードグループLED2:発光ダイオードグループLED3:発光ダイオードグループLED4=20mA:40mA:50mA:60mAとなる。このとき、駆動回路32のセンシング抵抗値は、駆動回路30と同一であるので、駆動回路30の各チャネルごとの消耗電流も同一である。
ここで、全体駆動電流irecは、直列に接続された照明部20,22に入力される駆動電流irecと実質的に同一である。そして、電流経路は、駆動回路30による電流経路SP1が先に形成された後、整流電圧Vrecの増加によって駆動回路32による電流経路SP2が後に形成される。
より具体的には、本実施形態の照明装置は、照明装置に備えられた発光ダイオードグループの電気的な接続状態が整流電圧の状態に応じて直列または並列に変更可能で、電力環境の変化に対応する汎用性を有することができる。
図10を参照すれば、駆動電流制御回路に備えられるセンシング抵抗回路62は、駆動回路30,32に対して固定されたセンシング抵抗値と固定されたセンシング電圧を提供し、駆動電流制御回路に備えられる基準電圧制御回路70は、基準電圧を制御して、駆動回路30の駆動電流の電流量を制御するように構成される。図10の照明装置の場合、上記の構成を除いた残りの構成要素は、図2と同一であるので、これに関する重複説明は省略する。
判断信号DSによって、スイッチ54は、照明部20,22が並列に構成されるとき、ターンオフされ、照明部20,22が直列に構成されるとき、ターンオンされる。
駆動回路30の基準電圧供給部36は、直列に接続された抵抗のうち、抵抗Rbおよび抵抗Rb4の間のノードに印加される基準電圧端Vrefaの電圧に応じて、全体基準電圧を変更することができる。
したがって、駆動回路30は、照明部20,22が直列接続された場合、減少した基準電圧を用いて動作する。
接続回路50は、判断信号DSがローレベルとして提供されると、並列端子Pと共通端子Cとの間の経路を提供して、照明部20,22を並列に接続する。
この時、駆動回路30,32は、同一の基準電圧を生成することができる。そして、駆動回路30,32のセンシング電圧も、センシング抵抗Rs1,Rs2,Rs3によって同一に固定される。
しかし、接続回路50は、判断信号DSがハイレベルとして提供されると、直列端子Sと共通端子Cとの間の経路を提供して、照明部20,22を直列に接続する。このとき、駆動回路30の基準電圧は、基準電圧制御回路70の作用によって減少し、駆動回路32の基準電圧は、並列の時と同一に維持される。
図13を参照すれば、駆動電流制御回路に備えられるセンシング抵抗回路64は、照明部20,22の整列状態が変更されることに対応して駆動回路30,32のセンシング抵抗値とセンシング電圧を変更して、駆動回路30,32の駆動電流を制御する。そして、駆動電流制御回路に備えられる基準電圧制御回路72が、駆動回路32の基準電圧を制御して、駆動回路32の駆動電流を制御する。
図13の照明装置は、センシング抵抗回路64の動作によって、整流電圧Vrecに対応して照明部20,22が直列に接続された場合が、整流電圧Vrecに対応して照明部20,22が並列に接続された場合より、駆動回路30,32のセンシング抵抗のセンシング抵抗値とセンシング電圧を上昇させることができ、駆動回路30,32の駆動電流を減少させることができる。
以下、図13の照明装置の動作を説明する。
接続回路50は、判断信号DSがローレベルとして提供されると、並列端子Pと共通端子Cとの間の経路を提供して、照明部20,22を並列に接続する。
しかし、接続回路50は、判断信号DSがハイレベルとして提供されると、直列端子Sと共通端子Cとの間の経路を提供して、照明部20,22を直列に接続する。このとき、基準電圧制御回路72のスイッチ56とセンシング電圧提供回路64のスイッチ52はターンオフされる。このため、駆動回路32の基準電圧が付加された抵抗Rc2によって上昇し、駆動回路30,32のセンシング抵抗値およびセンシング電圧も、共通に付加されるセンシング抵抗Rs3によって同一に上昇する。
図14の照明装置は、照明部20に対して直列に発光ダイオードグループLED9が接続され、発光ダイオードグループLED9は、照明部20より後順位に発光する。図14の照明装置において、残りの構成要素は、図1と同一であるので、これに関する重複説明は省略する。
図14の照明装置において、第1整流電圧に対応して照明部20,22が並列に接続された場合、発光ダイオードグループLED9は、低い第1整流電圧のレベルによって発光しない。
Claims (15)
- 1つ以上の発光ダイオードを有し、整流電圧に対応して発光し、直列または並列に接続される第1照明部および第2照明部と、
第1基準電圧と第1センシング抵抗によるセンシング電圧とを比較することにより、前記第1照明部の発光に対応する第1電流経路の提供および該第1電流経路の第1駆動電流の調節する第1駆動回路と、
第2基準電圧と第2センシング抵抗によるセンシング電圧とを比較することにより、前記第2照明部の発光に対応する第2電流経路の提供および該第2電流経路の第2駆動電流の調節する第2駆動回路と、
前記第1基準電圧および前記第2基準電圧と前記第1センシング抵抗および前記第2センシング抵抗のうちの少なくとも1つを調整することにより、前記第1駆動電流または前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを変更する駆動電流制御回路とを備え、
前記第1照明部および前記第2照明部は、代表値が異なる第1整流電圧および第2整流電圧に区分される前記整流電圧に対応して発光し、前記第1整流電圧に対応して並列接続され、前記第1整流電圧より高い前記第2整流電圧に対応して直列に接続される照明装置。 - 前記第1照明部および前記第2照明部が電気的に直列または並列に接続されることを手動で変更する第1スイッチをさらに備え、
前記駆動電流制御回路が、前記第1駆動電流および前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを手動で変更する第2スイッチを備える請求項1に記載の照明装置。 - 前記代表値が異なる前記第1整流電圧と前記第2整流電圧とに前記整流電圧を区分し、前記整流電圧を区分した判断信号を提供する電圧判断部をさらに備え、
前記判断信号によって、前記第1照明部および前記第2照明部が直列または並列に接続される請求項1に記載の照明装置。 - 前記判断信号に対応して、前記第1照明部および前記第2照明部を電気的に直列または並列に接続する接続回路をさらに備え、
前記判断信号に対応して、前記駆動電流制御回路が、前記第1駆動電流および前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを変更する請求項3に記載の照明装置。 - 前記電圧判断部が、前記整流電圧を前記第1整流電圧または前記第2整流電圧に区分するための前記整流電圧の前記代表値を生成し、半周期以上の前記整流電圧の状態、前記整流電圧のピーク値、前記整流電圧の平均値、および入力電流の平均値のうちのいずれか1つを前記代表値として生成する請求項3に記載の照明装置。
- 前記電圧判断部は、予め設定された基準レベルで前記代表値を判断して、前記整流電圧を前記第1整流電圧と前記第2整流電圧に区分し、前記基準レベルが前記第1整流電圧および前記第2整流電圧のうちの低いレベルの1.1倍〜2.6倍に対応するように設定される請求項5に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路は、前記第1駆動電流による第1消費電力および前記第2駆動電流による第2消費電力のうちの高い消費電力が、低い消費電力を基準として0.5倍〜1.5倍の範囲に形成されるように前記第1駆動電流および前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを変更する請求項1に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路が前記第1駆動電流および前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを減少させる請求項1に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路は、前記第1照明部および前記第2照明部が直列接続され、前記第1照明部が先順位に発光する場合、前記第1駆動電流を減少させる請求項8に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路が、前記第1駆動電流および前記第2駆動電流の一方を減少させ、他方を増加させる請求項1に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路は、前記第1照明部および前記第2照明部が直列接続され、前記第1照明部が先順位に発光し、前記第2照明部が後順位に発光する場合、前記第1駆動電流を減少させ、前記第2駆動電流を増加させる請求項10に記載の照明装置。
- 前記駆動電流制御回路は、前記第1駆動回路の前記第1電流経路に接続される前記第1センシング抵抗の第1センシング抵抗値、前記第2駆動回路の前記第2電流経路に接続される前記第2センシング抵抗の第2センシング抵抗値、前記第1駆動回路に前記第1電流経路を制御するために適用される前記第1基準電圧、および前記第2駆動回路に前記第2電流経路を制御するために適用される前記第2基準電圧のうちの少なくとも1つを制御して、前記第1駆動電流および前記第2駆動電流のうちの少なくとも1つを変更する請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1照明部が、順次発光する少なくとも1つのチャネルを有し、
前記第2照明部が、順次発光する少なくとも1つのチャネルを有し、
前記第1照明部および前記第2照明部が直列に接続された場合、順次発光によって駆動電流の量で区分される全体チャネルの数が、前記第1照明部のチャネル数および前記第2照明部のチャネル数のうちのチャネル数が多いもの以上に形成される請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1照明部に接続され、前記第1照明部より後順位に発光する少なくとも1つの第1発光ダイオードと、
前記第2照明部に接続され、前記第2照明部より後順位に発光する少なくとも1つの第2発光ダイオードと、のうちの少なくとも1つ以上をさらに備え、
前記第1発光ダイオードおよび前記第2発光ダイオードのうちの少なくとも1つは、前記第1照明部および前記第2照明部が直列接続された場合に発光する請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1駆動回路および前記第2駆動回路が1つの集積回路で実現される請求項1に記載の照明装置。
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