JP2019053935A - Ledを用いた照明装置及びledを用いた照明装置の駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカの少ない発光が得られ、低消費電力を実現し且つ非常時には備えられた電池を用いて点灯可能なLEDを用いた照明装置、LEDを用いた照明装置の駆動回路を提供する。【解決手段】交流を整流して得られた脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに複数のLED群のうち点灯するLED群の選択数を増減することにより交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED群を駆動する直流電源を備え、LED群の複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED群を選択して点灯する。【選択図】図1
Description
本発明はLEDを用いた照明装置、LEDを用いた照明装置の駆動回路及びLEDを用いた照明装置の駆動方法に関するものである。
発光ダイオード(LED素子、以下単にLEDとも称する)を使用した照明装置は、蛍光灯や白熱電球といった従来の照明器具に比べ、長寿命かつ低消費電力であるという特徴を有しており、環境への配慮に優れた次世代の照明機器として期待されている。交流電源を直接的に駆動電源として用いるものでは、当該交流電源を全波整流してLED列に供給する。
交流電源を半波整流した場合は交流交番波形の一方の極性(例えばプラス側)の半波のみの間歇的な脈動波形となる。一方、全波整流した場合、一方の極性(例えばプラス側)に他方の極性(マイナス側)半波が折り返した連続する脈流波形となる。交流直接駆動は、このような脈流波形を持つ電源をLEDに直接印加して点灯する方式である。
LEDには点灯のための所定の電圧(点灯電圧)があり、点灯電圧以下では消灯となる。全波整流した脈流電圧を印加した場合に、脈流波形の電圧が上記点灯電圧以上で点灯(オン)し、それ以下の電圧では消灯(オフ)し、これを繰り返すため、この点灯から消灯、消灯から次の点灯までの期間(消灯期間)の繰り返しは所謂、フリッカ(照明光のちらつき)となる。50Hzの交流電源の場合、毎秒100回のフリッカが発せする。
この消灯期間が長くなると、心理的にも不快な現象として認識される。このようなLEDの点滅に伴う駆動回路の作動電流の変化は高調波を伴う電磁波として周囲に放射される。この電磁波はテレビやラジオ、医療用機器を含む様々な電子機器に干渉し、雑音の原因となる。
なお、このようなLED駆動回路からの高周波雑音の発生は、現在多くのLED照明装置が採用している直流駆動方式では極めて顕著である。直流駆動方式は、交流を平滑直流電圧に一旦変換し、LEDを所定レベルの直流にて駆動させるものである。交流電源を直流化するために用いる交直変換回路、所謂インバータ回路でのスイッチング動作に起因してエネルギーの大きな高周波が発生する。さらに、このような電源回路は素子数も多く、回路が複雑になり、コスト高となっている。また、この場合の整流回路には電解コンデンサなどの大容量のコンデンサや電圧変圧器(トランス)を必要とする。このような電気部品は、LEDと比べて寿命が短く、長寿命の照明手群であることを特徴とするLEDとの組み合わせは好ましくない。
LEDの駆動に関する従来技術を開示したものとして、例えば、特許文献1には、直流駆動方式のLED技術が開示されており、商用交流入力電流の高周波成分を低減させながら、直流平滑電圧で点灯させた場合と同等の光出力が得られるLED点灯装置(LED駆動回路)が開示されている。
より具体的には、商用交流電流を全波整流する全波整流器の出力端に並列接続される第1のコンデンサと、第1のコンデンサに入力端を並列接続されるスイッチング電源回路部と、スイッチング電源回路部の出力端に接続されるLED発光部と、LED発光部に並列接続される第2のコンデンサとを備え、第1のコンデンサの容量が1μF未満であり、第2のコンデンサはLED発光部に流れる電流のリプル率が1未満になる容量に設定したものである。
一方、上記した駆動回路の複雑さに起因するコストの問題を解決すべく、また、フリッカやノイズの発生の問題を解決すべく、上記のような交直変換手群を用いることなく、交流入力を全波整流するだけでLEDを駆動する交流直接駆動で、フリッカ等の発生を抑制できるよう構成したLED回路が提案されている(特許文献2)。
特許文献2には、直列接続された複数のLEDを有するLED列を駆動するLED駆動回路であって、交流入力を整流する整流器と。オペアンプと該オペアンプの出力群に分圧抵抗を介して接続された複数の駆動用トランジスタとを有する定電流回路とを備え、整流器の出力側の一端をLED列の入力側に接続し、複数のトランジスタの出力側の一端をそれぞれ、LED列における異なるLED群数の接続ポイントに接続することにより、交流入力の電圧に応じて複数のトランジスタが選択的にLED列を駆動するように構成したLED駆動回路が開示されている。
しかしながら、普及の促進を考慮した結果、特許文献2に開示されたLED駆動回路においても、交流入力で直接駆動できるような回路構成を採用していることから、例えば、50Hzの交流入力電圧であれば、全波整流した毎秒100回にも及ぶ電圧の増減に対して、より木目細やかに電流も追従可能な改善されたLED駆動回路が望まれる。また、特に多数のLEDを直列接続したLED列を駆動する場合など、交流入力電圧の変動によりLED列が点灯しない期間(消灯期間)が長くなってフリッカが顕著になる。 このような人の眼に感じるフリッカをさらに抑制可能なLEDを用いた照明装置又はLEDを用いた照明装置の駆動回路が求められている。総合的に交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、安定した発光が得られ、低消費電力を実現し且つ非常時には備えられた電池を用いて点灯可能なLEDを用いた照明装置、LEDを用いた照明装置の駆動回路を実現することが求められていると言える。
本発明は、これらの課題を解決し、簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができるLEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路を提供せんとするものである。
本発明は、LEDを用いた照明装置であって、 複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、 該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、 該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、 該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、 交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続され該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させることにより、簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、LEDを用いた照明装置であって、 複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、 該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、 該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該選択数が、該脈流状の電圧がゼロレベル電位間から増加するに従って増加され、ピークを越えて該脈流状の電圧が減少するに従って減少されることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、LEDを用いた照明装置であって、 複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、 該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、 該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続された該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該直流電源は、電池であることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該複数の接続端に備えられたスイッチは、各スイッチにより分割されるLED発光素子群の直並列を変更することができる構成であって、
該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群の直並列を選択することにより、直流電源によっても全点灯が可能でああることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群の直並列を選択することにより、直流電源によっても全点灯が可能でああることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該直流電源は複数の電池で構成され、 該複数の電池はその接続端スイッチを備え、各スイッチにより分割される電池の直並列を変更することができる構成であって、各LED発光素子群の直並列に対応した電圧を選択するため電池の直並列を変更するによって、全点灯が可能でああることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該電源部は入力される交流を整流した脈流にこれと位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該電源部は、入力される交流を整流した脈流を生成し、これに外部から供給される位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該位相が90度異なった脈流は、入力をスイッチングレギュレータにより直流変換し、さらにこれから入力と位相が90度異なった脈流を生成することにより得られることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該LED群は、LED発光素子が直列、並列或いは直列及び並列が混在する形態で接続されて形成されることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該LED駆動回路は少なくとも過剰電圧調整回路をさらに備え、該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該過剰電圧調整回路の後段には一定電圧調整回路をさらに備え、該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該スライスレベル電圧領域は、10V乃至250Vの範囲をカバーすることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該スライスレベルの分割数は、2乃至30レベルの範囲にあることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該スライスレベルの分割数は、4乃至20レベルの範囲にあることを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
また本発明は、該LEDを用いた照明装置は、交流のみならず直流入力に対しても何等の変更を要さず動作することを特徴とする、LEDを用いた照明装置及びLEDを用いた照明装置の駆動回路である。
本発明に係るLEDを用いた照明装置又はLEDを用いた照明装置の駆動回路は、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、安定した発光が得られ、低消費電力を実現し且つ非常時には備えられた電池を用いて点灯可能なLEDを用いた照明装置、LEDを用いた照明装置の駆動回路を提供することができ、交流電源が失われた非常時に電池等により駆動可能であり、非常灯としても機能するという利点がある。
以下、本発明に係るLEDを用いた照明装置又はLEDを用いた照明装置の駆動回路を図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係る脈流の電圧変化とスライスレベルの設定を説明するための概念図である。ここで、LED1乃至6が電圧スライスレベルごとに設定されたLED群を示している。ここで、本実施例に於いてはスライスレベルを6段階としているが、これは2段階以上で適宜決定すれば良い。1段階では、本発明の効果が得られないからである。また、スライスレベルを細分化していくと安定した発光が得られるようになり、さらに高効率動作により力率(パフォーマンスファクタ)が改善されて低消費電力を実現できるが、回路部品点数が増加していくため、コスト面で30段階であることが望ましい。さらに、本発明の効果を十分に発揮し、且つコスト面での優位性を確保するために4段階乃至20段階であることがさらに望ましい。
ここで、LED群は、LED発光素子が直列、並列或いは直列及び並列が混在する形態のいずれで接続されていても問題無い。
本実施例に於いては、脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができるようにした。
該複数の接続端に備えられたスイッチは、各スイッチにより分割されるLED発光素子群の直並列を変更することができる構成とし、該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群の直並列を選択することにより、直流電源によっても全点灯が可能であるように構成した。
本実施例に於いては、該直流電源として電池を用いた。なお、電池は一般の電圧1.5ボルトの電池を複数個用いている。
該直流電源は複数の電池で構成され、該複数の電池はその接続端スイッチを備え、各スイッチにより分割される電池の直並列を変更することができる構成であって、各LED発光素子群の直並列に対応した電圧を選択するため電池の直並列を変更するによって、全点灯が可能であるように構成した。
多段電力制御ドライバは、本発明の機能を発現するために重要な機能を果たす。該多段電力制御ドライバは脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減する機能を有する。
ここで、本実施例に於いては多段電力制御ドライバにFETトランジスタ回路を用いたが、これはFETトランジスタに限定されるものではなく、バイポーラなど他のトランジスタ回路も好適に用いられる。
多段電力制御ドライバにはバラスト効果を発揮するエミッタ抵抗が接続されている。これは、バイポーラなど他のトランジスタ回路の場合はベース抵抗となるが、本質的な機能に差はなく、本発明の技術的範囲に含まれる。
前記エミッタ抵抗から一定電流制御回路を介して多段バイアス制御回路に電流値がフィードバックされ、LEDに印加される電流値が一定に制御される。
多段バイアス制御回路は、は整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続され該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給する。
ここで、該選択数は、該脈流状の電圧がゼロレベル電位間から増加するに従って増加され、ピークを越えて該脈流状の電圧が減少するに従って減少される。
該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、簡便な構成で交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、高周波ノイズ問題がなく、高効率動作により力率(パフォーマンスファクタ)が改善されて低消費電力を実現することができた。
さらに本実施例に於いては、LED駆動回路は少なくとも過剰電圧調整回路をさらに備え、該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応するようにし、また、該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応するようにした。
ここで、本発明に係るLED駆動回路はスライスレベル電圧領域が10V乃至250Vの範囲をカバーすることが出来、この範囲での入力電圧に対応することが出来る。また、本発明に係るLED駆動回路は直流入力に対しても何等の変更を要さず動作し、25V以下の直流入力に対しても交流電源が失われた非常時に電池等により駆動可能であるから、交流電源が失われた場合等、非常時には非常灯としても機能する。
本実施例に於いては、前記のLEDを用いた照明装置の構成に於いて該電源部は入力される交流を整流した脈流にこれと位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含むように構成した。これにより、脈流電圧の変動に於いて谷間に当たるタイミングに位相が90度異なった脈流の電圧ピークが重畳されるため、交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することが可能となった。
ここで、位相が90度異なった脈流を重畳する機構は内蔵する構成とする必要はなく、外部から供給される位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含むようにしてもよい。なお、本実施例に於いては該位相が90度異なった脈流は、入力をスイッチングレギュレータにより直流変換し、さらにこれから入力と位相が90度異なった脈流を生成することにより得たが、かかる位相変換回路は他のどのような回路構成であっても問題無い。
さらに、位相差は90度に限定されるものではなく、脈流電圧の変動に於いて谷間に当たるタイミングにある程度の電圧が重畳されればよい。また、重畳される電圧は正弦波の脈流である必要はなく、三角波等も好適に用いることが出来る。
本発明に係るLEDを用いた照明装置又はLEDを用いた照明装置の駆動回路は、交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、安定した発光が得られ、低消費電力を実現し且つ非常時には備えられた電池を用いて点灯可能なLEDを用いた照明装置、LEDを用いた照明装置の駆動回路を提供することができ、交流電源が失われた非常時に電池等により駆動可能であり、非常灯としても機能するという利点があり、その保安上の用途も非常に重要であるといえる。
Claims (34)
- LEDを用いた照明装置であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、
交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、
該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、
該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、
該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、
該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、
該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、
該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、
該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続され該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させることにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置。 - LEDを用いた照明装置であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、
該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置。 - 該選択数は、該脈流状の電圧がゼロレベル電位間から増加するに従って増加され、ピークを越えて該脈流状の電圧が減少するに従って減少されることを特徴とする、
請求項2記載のLEDを用いた照明装置。 - LEDを用いた照明装置であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、
該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、
交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、
該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、
該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、
該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、
該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、
該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、
該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、
該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続された該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、
該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置。 - 該直流電源は、電池であることを特徴とする、
請求項1乃至4のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該複数の接続端に備えられたスイッチは、各スイッチにより分割されるLED発光素子群の直並列を変更することができる構成であって、
該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群の直並列を選択することにより、直流電源によっても全点灯が可能でああることを特徴とする、
請求項1乃至5のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該直流電源は複数の電池で構成され、
該複数の電池はその接続端スイッチを備え、
各スイッチにより分割される電池の直並列を変更することができる構成であって、
各LED発光素子群の直並列に対応した電圧を選択するため電池の直並列を変更するによって、全点灯が可能でああることを特徴とする、
請求項5又は6に記載のLEDを用いた照明装置。 - 請求項1乃至7記載のLEDを用いた照明装置であって、
該電源部は入力される交流を整流した脈流にこれと位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、
これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、
請求項1乃至7のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 請求項1乃至7記載のLEDを用いた照明装置であって、
該電源部は、入力される交流を整流した脈流を生成し、これに外部から供給される位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、
これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、
請求項1乃至7のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該位相が90度異なった脈流は、
入力をスイッチングレギュレータにより直流変換し、さらにこれから入力と位相が90度異なった脈流を生成することにより得られることを特徴とする、
請求項8又は9に記載のLEDを用いた照明装置。 - 請求項1乃至10記載のLEDを用いた照明装置であって、
該LED群は、LED発光素子が直列、並列或いは直列及び並列が混在する形態で接続されて形成されることを特徴とする、
請求項1乃至10のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 請求項1乃至11記載のLEDを用いた照明装置であって、
該LED駆動回路は少なくとも過剰電圧調整回路をさらに備え、
該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、
請求項1乃至11のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該過剰電圧調整回路の後段には一定電圧調整回路をさらに備え、
該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、
請求項12記載のLEDを用いた照明装置。 - 該スライスレベル電圧領域は、
10V乃至250Vの範囲をカバーすることを特徴とする、
請求項12又は13記載のLEDを用いた照明装置。 - 該スライスレベルの分割数は、
2乃至30レベルの範囲にあることを特徴とする、
請求項1乃至14のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該スライスレベルの分割数は、
4乃至20レベルの範囲にあることを特徴とする、
請求項15に記載のLEDを用いた照明装置。 - 該LEDを用いた照明装置は、
交流のみならず直流入力に対しても何等の変更を要さず動作することを特徴とする、
請求項1乃至16のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置。 - LEDを用いた照明装置の駆動回路であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、
交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、
該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、
該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、
該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、
該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、
該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、
該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、
該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続され該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させることにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置の駆動回路。 - LEDを用いた照明装置の駆動回路であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、
該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該選択数は、該脈流状の電圧がゼロレベル電位間から増加するに従って増加され、ピークを越えて該脈流状の電圧が減少するに従って減少されることを特徴とする、
請求項19記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - LEDを用いた照明装置の駆動回路であって、
複数のLED発光素子と、これを駆動するLED駆動回路を備え、
該LED発光素子は複数のLED群に分節されたLED列を形成し、
該LED列の一方端及び該LED群の夫々の接続部に接続点を有し、
該LED群に供給される交流を整流した脈流状の電圧の変動に応じたタイミングで適正な発光LED群の選択数を変化させるものであって、
該複数の接続端に接続される該LED駆動回路は、
交流を整流してLEDの駆動電圧を生成する電源部と、
該他方端に接続される多段電力制御ドライバと、
該多段電力制御ドライバを制御する多段バイアス制御回路と、
該多段バイアス制御回路に接続される同期波形フィルタとを少なくとも有し、
該電源部は、交流電源を整流するダイオードブリッジを有し、
該ダイオードブリッジの整流出力の一方は該LED列の一端に接続され、
該多段電力制御ドライバは整流された該ダイオードブリッジの整流出力の電圧変動に対応したバイアス出力を電圧に応じて選択された該LED列の前記他方端の接続点に所定のタイミングで出力し、
該多段電力制御ドライバからの出力に接続された該LED列の該他方端とダイオードブリッジの整流出力の一方が接続された該LED列の一端との間に存する該LED群に適正電圧と適正電流を供給するものであって、
該脈流状の電圧のピーク又はピーク近傍でピークより低い特定の電圧とゼロレベル電位間の電圧を複数のスライスレベルに分割し、脈流状の電圧が変動するタイミングに同期して各スライスレベルごとに該選択数を増減することにより、
簡便な構成で交流駆動を可能とするとともに、
交流電源が失われた場合にLED発光素子を駆動する直流電源を備え、
該直流電源は該複数の接続端に備えられたスイッチにより該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群を選択して点灯することにより、
交流及び/又は直流入力で直接駆動でき、フリッカや暗時間の問題を解決した安定した発光が得られ、整流後の平滑用キャパシタ及び大容量電解コンデンサが不要となり長期信頼性が向上するとともに、部品点数の削減が可能であり低コストで製造可能で、さらに交流電源が失われた場合にも直流電源により点灯を継続することができることを特徴とする、
LEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該直流電源は、電池であることを特徴とする、
請求項18乃至21のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該複数の接続端に備えられたスイッチは、各スイッチにより分割されるLED発光素子群の直並列を変更することができる構成であって、
該直流電源の電圧に対応したLED発光素子群の直並列を選択することにより、直流電源によっても全点灯が可能でああることを特徴とする、
請求項18乃至22のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該直流電源は複数の電池で構成され、
該複数の電池はその接続端スイッチを備え、
各スイッチにより分割される電池の直並列を変更することができる構成であって、
各LED発光素子群の直並列に対応した電圧を選択するため電池の直並列を変更するによって、全点灯が可能でああることを特徴とする、
請求項22又は23に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 請求項18乃至24記載のLEDを用いた照明装置であって、
該電源部は入力される交流を整流した脈流にこれと位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、
これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、
請求項18乃至24のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 請求項18乃至24記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路であって、
該電源部は、入力される交流を整流した脈流を生成し、これに外部から供給される位相が90度異なった脈流を重畳する機構を含み、
これにより交流点灯に於いても点灯時の暗時間をなくし、安定した発光を実現することを特徴とする、
請求項18乃至24のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該位相が90度異なった脈流は、
入力をスイッチングレギュレータにより直流変換し、さらにこれから入力と位相が90度異なった脈流を生成することにより得られることを特徴とする、
請求項25又は26に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 請求項18乃至27記載のLEDを用いた照明装置であって、
該LED群は、LED発光素子が直列、並列或いは直列及び並列が混在する形態で接続されて形成されることを特徴とする、
請求項18乃至27のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 請求項18乃至28記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路であって、
該LED駆動回路は少なくとも過剰電圧調整回路をさらに備え、
該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、
請求項18乃至28のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該過剰電圧調整回路の後段には一定電圧調整回路をさらに備え、
該多段バイアス調整回路に於いて演算されるバイアスが広範囲のスライスレベル電圧領域に対応することを特徴とする、
請求項29記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該スライスレベル電圧領域は、
10V乃至250Vの範囲をカバーすることを特徴とする、
請求項29又は30記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該スライスレベルの分割数は、
2乃至30レベルの範囲にあることを特徴とする、
請求項18乃至31のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該スライスレベルの分割数は、
4乃至20レベルの範囲にあることを特徴とする、
請求項32に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。 - 該LEDを用いた照明装置は、
交流のみならず直流入力に対しても何等の変更を要さず動作することを特徴とする、
請求項18乃至33のうちの何れか一に記載のLEDを用いた照明装置の駆動回路。
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JP2017178447A JP2019053935A (ja) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | Ledを用いた照明装置及びledを用いた照明装置の駆動回路 |
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JP2017178447A Pending JP2019053935A (ja) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | Ledを用いた照明装置及びledを用いた照明装置の駆動回路 |
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