JP2023127103A - Lighting device, illumination instrument and illumination control system - Google Patents

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浩士 鈴木
Hiroshi Suzuki
明穂 相場
Akiho Aiba
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Abstract

To provide a lighting device capable of reducing flickering of a light source, an illumination instrument and an illumination control system.SOLUTION: A lighting device according to the present disclosure comprises: a switching element which is connected in series with a light source; a power supply circuit for turning on the light source by supplying power to both ends of a series circuit including the light source and the switching element; and a control circuit for changing impedance of the switching element in such a manner that a light source current is matched with a predetermined target value while performing constant voltage feedback control on the power supply circuit in a ripple suppressed mode, and for performing constant current feedback control on the power supply circuit in such a manner that the light source current is matched with a predetermined target value while fixing the impedance of the switching element in a ripple non-suppressed mode. In a predetermined period after the ripple suppressed mode and the ripple non-suppressed mode are switched, the control circuit makes a feedback cycle of the power supply circuit shorter than the other period.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、点灯装置、照明器具および照明制御システムに関する。 The present disclosure relates to a lighting device, a lighting fixture, and a lighting control system.

特許文献1には、交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してLED負荷に供給するLED駆動装置が開示されている。このLED駆動装置は、オンオフ制御されるスイッチング素子と、LED負荷に直列に接続され、LED負荷に流れる電流リプルを低減するリプル電流低減部と、制御回路を備える。制御回路は、LED負荷とリプル電流低減部との接続点におけるフィードバック電圧に基づき、スイッチング素子をオンオフ制御することにより、直流出力電力を所定値に制御する。リプル電流低減部は、インピーダンスを可変制御するフィードバック型定電流制御回路を有する。 Patent Document 1 discloses an LED driving device that converts AC input power into desired DC output power and supplies it to an LED load. This LED driving device includes a switching element that is controlled to be turned on and off, a ripple current reduction section that is connected in series to the LED load and reduces current ripple flowing through the LED load, and a control circuit. The control circuit controls the DC output power to a predetermined value by controlling the switching element on and off based on the feedback voltage at the connection point between the LED load and the ripple current reduction section. The ripple current reduction section has a feedback type constant current control circuit that variably controls impedance.

特許第5110197号公報Patent No. 5110197

特許文献1に示されるLED駆動装置では、リプル電流低減部を追加することで光源電流リプルを抑制することができる。一方で、リプル電流低減部の追加により、リプル電圧と光源に流れる電流の積に対応する損失が発生する。この為、回路効率が低下するおそれがある。また、リプル抑制機能が予め盛り込まれた環境にLED駆動装置を設置する場合、リプル電流低減部が不要となる可能性がある。 In the LED driving device shown in Patent Document 1, light source current ripple can be suppressed by adding a ripple current reduction section. On the other hand, the addition of the ripple current reduction section generates a loss corresponding to the product of the ripple voltage and the current flowing through the light source. For this reason, there is a possibility that circuit efficiency will decrease. Furthermore, if the LED drive device is installed in an environment in which a ripple suppression function is included in advance, the ripple current reduction unit may become unnecessary.

よって、使用環境に合わせてリプル電流を低減する動作と高効率動作とを使い分けることが望ましい。つまり、リプル電流低減部によるリプル抑制機能を切替可能であることが望ましい。ここで、リプル電流低減部の前段のスイッチング電源回路から見ると、リプル抑制機能を切り替えることは、負荷が変動することに等しい。負荷変動が生じると、スイッチング電源回路のフィードバック周期により、光源電流にオーバーシュートまたはアンダーシュートが発生する可能性がある。この結果、光源にちらつきが発生するおそれがある。 Therefore, it is desirable to use either ripple current reduction operation or high efficiency operation depending on the usage environment. In other words, it is desirable that the ripple suppression function of the ripple current reduction section be switchable. Here, from the perspective of the switching power supply circuit in the preceding stage of the ripple current reduction section, switching the ripple suppression function is equivalent to changing the load. When load fluctuation occurs, overshoot or undershoot may occur in the light source current due to the feedback cycle of the switching power supply circuit. As a result, flickering may occur in the light source.

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源のちらつきを低減できる点灯装置、照明器具および照明制御システムを得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a lighting device, a lighting fixture, and a lighting control system that can reduce flickering of a light source.

本開示に係る点灯装置は、光源と直列に接続されるスイッチング素子と、前記光源と、前記スイッチング素子と、を含む直列回路の両端に電力を供給し、前記光源を点灯させる電源回路と、リプル抑制有モードでは、前記電源回路を定電圧フィードバック制御しながら、前記光源に流れる光源電流が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のインピーダンスを変更し、リプル抑制無モードでは、前記スイッチング素子のインピーダンスを固定して、前記光源電流が予め定められた目標値と一致するように前記電源回路を定電流フィードバック制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとを切り替えた後の予め定められた期間で、他の期間よりも前記電源回路のフィードバック周期を短くする。 A lighting device according to the present disclosure includes: a switching element connected in series with a light source; a power supply circuit that supplies power to both ends of a series circuit including the light source and the switching element to light the light source; In the suppression mode, the impedance of the switching element is changed while controlling the power supply circuit with constant voltage feedback so that the light source current flowing through the light source matches a predetermined target value; a control circuit that fixes the impedance of a switching element and performs constant current feedback control of the power supply circuit so that the light source current matches a predetermined target value, the control circuit controlling the ripple suppression mode. In a predetermined period after switching between the mode and the ripple suppression non-mode, the feedback cycle of the power supply circuit is made shorter than other periods.

本開示に係る点灯装置では、電源回路のフィードバック周期は、リプル抑制有モードとリプル抑制無モードとを切り替えた後の予め定められた期間で、他の期間よりも短い。従って、光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートを短期間で抑制でき、光源のちらつきを低減できる。 In the lighting device according to the present disclosure, the feedback cycle of the power supply circuit is a predetermined period after switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode, and is shorter than other periods. Therefore, overshoot or undershoot of the light source current can be suppressed in a short period of time, and flickering of the light source can be reduced.

実施の形態1に係る照明器具の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a lighting fixture according to Embodiment 1. FIG. 制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a light source current waveform when switching control modes. 実施の形態1に係る照明制御システムを示す図である。1 is a diagram showing a lighting control system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る照明制御システムにおける制御モードの切り替え方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a control mode switching method in the lighting control system according to the first embodiment. 実施の形態1に係る照明制御システムにおける制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light source current waveform at the time of control mode switching in the lighting control system according to the first embodiment. 実施の形態2に係る照明制御システムにおける制御モードの切り替え方法を説明する図である。7 is a diagram illustrating a control mode switching method in the lighting control system according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る照明制御システムにおける制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。7 is a diagram showing a light source current waveform at the time of control mode switching in the lighting control system according to Embodiment 2. FIG.

各実施の形態に係る点灯装置、照明器具および照明制御システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A lighting device, a lighting fixture, and a lighting control system according to each embodiment will be described with reference to the drawings. Identical or corresponding components may be given the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明器具100の回路ブロック図である。照明器具100は、点灯装置50と光源80を備える。光源80は、発光素子として直列に接続された複数のLEDを有する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a circuit block diagram of a lighting fixture 100 according to the first embodiment. The lighting fixture 100 includes a lighting device 50 and a light source 80. The light source 80 includes a plurality of LEDs connected in series as light emitting elements.

点灯装置50において、ダイオードブリッジDB1の出力側には平滑コンデンサC1とバックコンバータ回路10が接続される。交流電源ACからの交流電圧は、ダイオードブリッジDB1により整流され、平滑コンデンサC1により脈流電圧を伴った直流電圧に変換される。変換された電圧はバックコンバータ回路10に入力される。 In the lighting device 50, a smoothing capacitor C1 and a buck converter circuit 10 are connected to the output side of the diode bridge DB1. The alternating current voltage from the alternating current power supply AC is rectified by the diode bridge DB1, and converted into a direct current voltage accompanied by a pulsating voltage by the smoothing capacitor C1. The converted voltage is input to the buck converter circuit 10.

バックコンバータ回路10は、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1および平滑コンデンサC2を有する。スイッチング素子Q1は例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。スイッチング素子Q1はドレイン、ソース、ゲートを備えている。 Buck converter circuit 10 includes a switching element Q1, a diode D1, an inductor L1, and a smoothing capacitor C2. The switching element Q1 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The switching element Q1 includes a drain, a source, and a gate.

バックコンバータ回路10の出力には光源80とレギュレータ回路20が直列に接続される。レギュレータ回路20は、スイッチング素子Q2と、スイッチング素子Q2と直列に接続された電流検出抵抗R1とを含む。スイッチング素子Q2は例えばMOSFETである。バックコンバータ回路10は、光源80とスイッチング素子Q2と電流検出抵抗R1が形成する直列回路の両端に電力を供給し、光源80を点灯させる電源回路である。 A light source 80 and a regulator circuit 20 are connected in series to the output of the buck converter circuit 10. Regulator circuit 20 includes a switching element Q2 and a current detection resistor R1 connected in series with switching element Q2. The switching element Q2 is, for example, a MOSFET. The buck converter circuit 10 is a power supply circuit that supplies power to both ends of a series circuit formed by the light source 80, the switching element Q2, and the current detection resistor R1 to turn on the light source 80.

制御回路30は例えばマイコンとドライバを含む複合ICである。制御回路30は、スイッチング素子Q1、Q2を駆動させる為のQ1DRV端子、Q2DRV端子を有する。Q1DRV端子、Q2DRV端子はそれぞれスイッチング素子Q1、Q2のゲートに接続される。また、制御回路30は、照明器具100に入力された電圧値を検出する為のVin端子を有する。抵抗R2、R3の直列回路は、平滑コンデンサC1と並列に接続される。抵抗R2、R3の接続点はVin端子に接続される。 The control circuit 30 is, for example, a composite IC including a microcomputer and a driver. The control circuit 30 has a Q1DRV terminal and a Q2DRV terminal for driving switching elements Q1 and Q2. The Q1DRV terminal and the Q2DRV terminal are connected to the gates of switching elements Q1 and Q2, respectively. Further, the control circuit 30 has a Vin terminal for detecting the voltage value input to the lighting fixture 100. A series circuit of resistors R2 and R3 is connected in parallel with smoothing capacitor C1. A connection point between resistors R2 and R3 is connected to the Vin terminal.

制御回路30は、スイッチング素子Q2に発生する電圧を検出する為のVOUT端子と、光源80に流れる光源電流を検出するためのIFB端子を有する。VOUT端子はスイッチング素子Q2のドレインに接続される。IFB端子はスイッチング素子Q2と電流検出抵抗R1の接続点に接続される。 The control circuit 30 has a VOUT terminal for detecting the voltage generated in the switching element Q2 and an IFB terminal for detecting the light source current flowing through the light source 80. The VOUT terminal is connected to the drain of switching element Q2. The IFB terminal is connected to a connection point between switching element Q2 and current detection resistor R1.

さらに制御回路30は、スイッチング素子Q1、Q2を駆動させるドライバの電源となるVB端子と、マイコンの電源となるVDD端子を有する。VB端子には、制御電源回路40の出力電圧V1が入力される。VDD端子には、降圧回路42の出力電圧が入力される。 Further, the control circuit 30 has a VB terminal that serves as a power source for a driver that drives the switching elements Q1 and Q2, and a VDD terminal that serves as a power source for a microcomputer. The output voltage V1 of the control power supply circuit 40 is input to the VB terminal. The output voltage of the step-down circuit 42 is input to the VDD terminal.

制御電源回路40は例えばバックコンバータ回路である。入力電圧Vinは制御電源回路40で予め定められた電圧に降圧される。降圧された電圧が電解コンデンサC3で平滑され、電源電圧V1が生成される。電源電圧V1は例えば13Vである。制御電源回路40は、所望の電圧が得られればフライバック回路などの他の回路であっても良い。降圧回路42は、電源電圧V1から制御回路30用の電源電圧VDDを生成する。降圧回路42は例えばレギュレータ回路である。電源電圧VDDは例えば3.3Vである。 Control power supply circuit 40 is, for example, a buck converter circuit. The input voltage Vin is stepped down to a predetermined voltage by the control power supply circuit 40. The stepped down voltage is smoothed by electrolytic capacitor C3 to generate power supply voltage V1. The power supply voltage V1 is, for example, 13V. The control power supply circuit 40 may be any other circuit such as a flyback circuit as long as a desired voltage can be obtained. The step-down circuit 42 generates a power supply voltage VDD for the control circuit 30 from the power supply voltage V1. The step-down circuit 42 is, for example, a regulator circuit. The power supply voltage VDD is, for example, 3.3V.

制御信号60は例えばシリアル信号である。制御回路30は、外部機器との接続端子Rxを備える。制御回路30は、接続端子Rxを介して外部機器から入力される制御信号60に従い動作する。制御回路30は、制御信号60として、調光状態または後述する制御モードの切り替え信号を受信することで、調光状態または制御モードの切り替えを行うことができる。 The control signal 60 is, for example, a serial signal. The control circuit 30 includes a connection terminal Rx for connecting to an external device. The control circuit 30 operates according to a control signal 60 input from an external device via the connection terminal Rx. The control circuit 30 can switch the dimming state or control mode by receiving a dimming state or a control mode switching signal, which will be described later, as the control signal 60.

点灯装置50は、制御モードとして、リプル抑制有モードとリプル抑制無モードを備える。まず、リプル抑制有モードの動作について説明する。交流電源ACから入力電圧Vinが印加されると、制御電源回路40および降圧回路42が動作して、電源電圧V1、VDDを生成する。電源電圧VDDが制御回路30の動作可能電圧まで上昇すると、制御回路30が起動する。制御回路30は入力電圧Vinを検出し、検出した電圧が予め定められた電圧である場合、バックコンバータ回路10およびレギュレータ回路20を動作させる。 The lighting device 50 has a ripple suppression mode and a ripple suppression non-suppression mode as control modes. First, the operation in the ripple suppression mode will be explained. When input voltage Vin is applied from alternating current power supply AC, control power supply circuit 40 and step-down circuit 42 operate to generate power supply voltages V1 and VDD. When the power supply voltage VDD rises to a voltage at which the control circuit 30 can operate, the control circuit 30 is activated. Control circuit 30 detects input voltage Vin, and operates buck converter circuit 10 and regulator circuit 20 when the detected voltage is a predetermined voltage.

リプル抑制有モードにおいて、制御回路30は、スイッチング素子Q2に発生する電圧VQ2が予め定められた目標電圧と一致するように、バックコンバータ回路10を定電圧フィードバック制御する。具体的には、制御回路30は、電圧VQ2としてスイッチング素子Q2のドレイン電圧をVOUT端子で検出する。制御回路30は、電圧VQ2と予め制御回路30内に記憶されている目標電圧とを比較し、比較結果に基づいてQ1DRV端子から出力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号を調整する。これによりバックコンバータ回路10は、光源80のカソード電圧、すなわち、スイッチング素子Q2のドレイン電圧が一定となるよう定電圧動作を行う。 In the ripple suppression mode, the control circuit 30 performs constant voltage feedback control on the buck converter circuit 10 so that the voltage VQ2 generated in the switching element Q2 matches a predetermined target voltage. Specifically, the control circuit 30 detects the drain voltage of the switching element Q2 at the VOUT terminal as the voltage VQ2. The control circuit 30 compares the voltage VQ2 with a target voltage previously stored in the control circuit 30, and adjusts a PWM (Pulse Width Modulation) signal output from the Q1DRV terminal based on the comparison result. Thereby, the buck converter circuit 10 performs a constant voltage operation so that the cathode voltage of the light source 80, that is, the drain voltage of the switching element Q2 is kept constant.

この際のフィードバック周期は、力率改善の為に、商用周波数以下に設定される。このとき、バックコンバータ回路10の出力には、商用成分のリプル電圧を伴った電圧が発生する。具体的には、バックコンバータ回路10の出力電圧には、交流電源ACの2倍の周波数のリプルが重畳する。なお、リプル電圧は平滑コンデンサC2の容量により変化する。リプル電圧をゼロにするには、大容量の平滑コンデンサC2が必要となり、常識的な容量では完全にリプル電圧を除去することはできない。 The feedback period at this time is set to be below the commercial frequency in order to improve the power factor. At this time, a voltage accompanied by a ripple voltage of the commercial component is generated at the output of the buck converter circuit 10. Specifically, a ripple with a frequency twice that of the AC power supply AC is superimposed on the output voltage of the buck converter circuit 10. Note that the ripple voltage changes depending on the capacitance of the smoothing capacitor C2. In order to reduce the ripple voltage to zero, a large-capacity smoothing capacitor C2 is required, and the ripple voltage cannot be completely removed with a common-sense capacitance.

レギュレータ回路20は、光源電流が一定となるよう定電流動作を行う。具体的には制御回路30は、光源80と直列に接続された電流検出抵抗R1に発生する電圧VR1をIFB端子で検出する。制御回路30は、電圧VR1と、予め制御回路30内に記憶されている目標値とを比較し、比較結果に基づいてQ2DRV端子からの出力電圧のレベルを調整する。つまり、制御回路30は、電圧VR1が目標値と一致するように、スイッチング素子Q2のインピーダンスを調整する。 The regulator circuit 20 performs constant current operation so that the light source current is constant. Specifically, the control circuit 30 detects the voltage VR1 generated in the current detection resistor R1 connected in series with the light source 80 at the IFB terminal. The control circuit 30 compares the voltage VR1 with a target value previously stored in the control circuit 30, and adjusts the level of the output voltage from the Q2DRV terminal based on the comparison result. That is, the control circuit 30 adjusts the impedance of the switching element Q2 so that the voltage VR1 matches the target value.

このように、リプル抑制有モードにおいて制御回路30は、バックコンバータ回路10を定電圧フィードバック制御しながら、光源電流が予め定められた目標値と一致するようにスイッチング素子Q2のインピーダンスを変更する。このとき、スイッチング素子Q2のインピーダンスがリプル電圧を受け持つことで、光源80に印加される電圧が一定に制御される。すなわち、光源電流におけるリプルが抑制され、光源電流は一定に制御される。 In this way, in the ripple suppression mode, the control circuit 30 changes the impedance of the switching element Q2 while controlling the buck converter circuit 10 with constant voltage feedback so that the light source current matches the predetermined target value. At this time, the voltage applied to the light source 80 is controlled to be constant because the impedance of the switching element Q2 takes charge of the ripple voltage. That is, ripples in the light source current are suppressed and the light source current is controlled to be constant.

次に、リプル抑制無モードの動作について説明する。ここでは、主にリプル抑制有モードと異なる部分を説明する。リプル抑制無モードでは、スイッチング素子Q2のインピーダンスは固定される。制御回路30は、スイッチング素子Q2はインピーダンスを調整せず、例えば最小のインピーダンスに固定する。また、制御回路30は、光源電流が予め定められた目標値と一致するように、バックコンバータ回路10を定電流フィードバック制御する。つまり、制御回路30は、電流検出抵抗R1に発生する電圧をIFB端子で検出し、検出値が一定となるようQ1DRV端子から出力されるPWM信号を調整する。このようにバックコンバータ回路10は定電流制御される。 Next, the operation in the non-ripple suppression mode will be explained. Here, mainly the differences from the ripple suppression mode will be explained. In the non-ripple suppression mode, the impedance of the switching element Q2 is fixed. The control circuit 30 does not adjust the impedance of the switching element Q2, but fixes it to the minimum impedance, for example. Further, the control circuit 30 performs constant current feedback control on the buck converter circuit 10 so that the light source current matches a predetermined target value. That is, the control circuit 30 detects the voltage generated in the current detection resistor R1 at the IFB terminal, and adjusts the PWM signal output from the Q1DRV terminal so that the detected value is constant. In this way, the buck converter circuit 10 is controlled with constant current.

リプル抑制有モードと同様に、バックコンバータ回路10は力率改善動作をしている。このため、バックコンバータ回路10の出力電圧には、交流電源ACの2倍の周波数のリプルが重畳する。また、リプル抑制無モードではスイッチング素子Q2のインピーダンスは固定されている。このため、光源電流にも交流電源ACの2倍の周波数のリプルが重畳する。 As in the ripple suppression mode, the buck converter circuit 10 performs a power factor correction operation. Therefore, a ripple with a frequency twice that of the AC power supply AC is superimposed on the output voltage of the buck converter circuit 10. Further, in the non-ripple suppression mode, the impedance of the switching element Q2 is fixed. Therefore, a ripple with a frequency twice that of the AC power source is superimposed on the light source current as well.

しかしながら、リプル抑制無モードでは、リプル抑制有モードと比較してスイッチング素子Q2の電圧降下による損失が抑制される。このため、点灯装置50の回路損失は低減され、リプル抑制有モードと比較して高効率となる。 However, in the non-ripple suppression mode, the loss due to the voltage drop of the switching element Q2 is suppressed compared to the ripple suppression mode. Therefore, the circuit loss of the lighting device 50 is reduced, and the efficiency is higher than that in the ripple suppression mode.

以上のようにリプル抑制有モードとリプル抑制無モードでは、回路損失と光源のリプルとがトレードオフの関係がある。このため、制御モードは使用環境に合わせて使い分けることが望ましい。次に、制御モードの切り替えについて説明する。図2は、制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。 As described above, in the mode with ripple suppression and the mode without ripple suppression, there is a trade-off relationship between circuit loss and ripple of the light source. For this reason, it is desirable to use different control modes depending on the usage environment. Next, switching of control modes will be explained. FIG. 2 is a diagram showing a light source current waveform when switching control modes.

まず、本実施の形態の比較例として、単に制御モードを切り替えた場合について説明する。例えばリプル抑制無モードからリプル抑制有モードに切り替えた場合、バックコンバータ回路10から見ると光源80に加え、スイッチング素子Q2のインピーダンスが追加されて負荷が増える。このため、切替直後は負荷に対して供給電力が足りなくなる。従って、光源電流のアンダーシュートが発生する。一方、リプル抑制有モードからリプル抑制無モードに切り替える場合は、バックコンバータ回路10から見ると、スイッチング素子Q2の負荷が軽減される。よって、供給電力に対し軽負荷となり、光源電流のオーバーシュートが発生する。 First, as a comparative example of this embodiment, a case where the control mode is simply switched will be described. For example, when switching from the non-ripple suppression mode to the ripple suppression mode, when viewed from the buck converter circuit 10, in addition to the light source 80, the impedance of the switching element Q2 is added, increasing the load. Therefore, immediately after switching, the supplied power becomes insufficient for the load. Therefore, undershoot of the light source current occurs. On the other hand, when switching from the ripple suppression mode to the no ripple suppression mode, the load on the switching element Q2 is reduced from the perspective of the buck converter circuit 10. Therefore, the load is light relative to the supplied power, and overshoot of the light source current occurs.

定常時の動作では、バックコンバータ回路10のフィードバック周期は商用周期以下に設定されている。このため、オーバーシュートまたはアンダーシュートが発生してから、フィードバック制御により光源電流を目標値と一致させるまでに時間がかかる。このオーバーシュートまたはアンダーシュートが人の目で検知されることで、使用者からちらつきとして見えてしまうおそれがある。 In normal operation, the feedback cycle of the buck converter circuit 10 is set to be equal to or less than the commercial cycle. For this reason, it takes time to make the light source current match the target value through feedback control after overshoot or undershoot occurs. If this overshoot or undershoot is detected by the human eye, there is a possibility that the user may see it as flickering.

これに対し本実施の形態では、制御モード切り替え時に、一時的にバックコンバータ回路10のフィードバック制御の応答性を向上させる。つまり制御回路30は、リプル抑制有モードとリプル抑制無モードとを切り替えた後の予め定められた一定期間で、他の期間よりもバックコンバータ回路10のフィードバック周期を短くする。これにより、光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートを短期間で抑制でき、光源80のちらつきを低減できる。 In contrast, in this embodiment, the responsiveness of the feedback control of the buck converter circuit 10 is temporarily improved when switching the control mode. In other words, the control circuit 30 makes the feedback period of the buck converter circuit 10 shorter in a predetermined fixed period after switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode, compared to other periods. Thereby, overshoot or undershoot of the light source current can be suppressed in a short period of time, and flickering of the light source 80 can be reduced.

制御モード切り替え後の一定期間でのフィードバック周期は、例えば、リプル抑制有モードとリプル抑制無モードとを切り替えるときに発生する光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが人の目で検知できないように設定されると良い。具体的には図2に示されるように、当該期間でのフィードバック周期は、オーバーシュートまたはアンダーシュートが10ms以下となるように設定されると良い。すなわち100Hz以上の周波数でオーバーシュートまたはアンダーシュートが安定すると良い。一般に100Hz以上であれば人の目で検出できないため、制御モード切り替え時に使用者がちらつきを認識することを抑制できる。 The feedback period for a certain period after switching the control mode is set so that, for example, overshoot or undershoot of the light source current that occurs when switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression mode cannot be detected by the human eye. That's good. Specifically, as shown in FIG. 2, the feedback cycle in this period is preferably set so that overshoot or undershoot is 10 ms or less. That is, it is preferable that overshoot or undershoot be stabilized at a frequency of 100 Hz or higher. Generally, if the frequency is 100 Hz or more, it cannot be detected by the human eye, so it is possible to suppress the user's recognition of flickering when switching control modes.

制御回路30は、例えば制御モードの切り替えから一定期間が経過したら、フィードバック周期を元の商用周期以下の周期に戻す。制御回路30は、制御モードの切り替え後、オーバーシュートまたはアンダーシュートが収束して光源電流が目標値に一致すると、フィードバック周期を元の周期に戻しても良い。また、制御回路30は、フィードバック周期を短くしてから制御モードを切り替えても良い。なお、フィードバック周期を切り替えるトリガは、例えば制御信号60である。 For example, the control circuit 30 returns the feedback period to the original commercial period or less after a certain period of time has elapsed since the control mode was switched. After switching the control mode, the control circuit 30 may return the feedback cycle to the original cycle when the overshoot or undershoot converges and the light source current matches the target value. Further, the control circuit 30 may switch the control mode after shortening the feedback cycle. Note that the trigger for switching the feedback period is, for example, the control signal 60.

次に、本実施の形態の照明器具100を備える照明制御システム101について説明する。図3は、実施の形態1に係る照明制御システム101を示す図である。照明制御システム101は、複数の照明器具100、200、300と、複数の照明器具100、200、300の制御モードをリプル抑制有モードとリプル抑制無モードとの間で切り替えるコントローラ500と、を備える。照明器具200、300の構成は、照明器具100の構成と同様である。照明制御システム101が備える照明器具の数は複数であれば良い。 Next, a lighting control system 101 including the lighting fixture 100 of this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing the lighting control system 101 according to the first embodiment. The lighting control system 101 includes a plurality of lighting fixtures 100, 200, 300, and a controller 500 that switches the control mode of the plurality of lighting fixtures 100, 200, 300 between a ripple suppression mode and a ripple suppression non-mode. . The configurations of lighting fixtures 200 and 300 are similar to the configuration of lighting fixture 100. The lighting control system 101 may include a plurality of lighting fixtures.

フロア内を照らす複数の照明器具のうち1台でもリプル電流が重畳した照明器具があると、カメラにはフリッカとして映ってしまう。よってカメラ等で撮影するフロア内は、全ての照明器具についてリプルが抑制されていると良い。よって、同一フロア内にある照明器具100の制御モードの切り替えは、上流のシステムで行うと良い。上流のシステムは例えばコントローラ500を備える。 If even one of the multiple lighting fixtures illuminating the floor has a superimposed ripple current, it will appear on camera as flicker. Therefore, it is preferable that ripple be suppressed for all lighting equipment on the floor where images are to be taken with a camera or the like. Therefore, switching the control mode of the lighting fixtures 100 on the same floor is preferably performed by an upstream system. The upstream system includes a controller 500, for example.

使用者は携帯端末を使用して、コントローラ500に制御モード切替指令を送信する。制御モード切替指令に応じて、コントローラ500は、接続された照明器具100、200、300に制御モード切替信号を送信する。この制御モード切替信号が制御信号に該当する。各照明器具100、200、300は制御システムからの制御信号に応じ、上述したようにフィードバック応答性向上をしつつ、自己の制御モードを変更する。 A user uses a mobile terminal to transmit a control mode switching command to controller 500. In response to the control mode switching command, the controller 500 transmits a control mode switching signal to the connected lighting fixtures 100, 200, and 300. This control mode switching signal corresponds to a control signal. Each lighting device 100, 200, 300 changes its own control mode in response to a control signal from the control system while improving feedback responsiveness as described above.

ここで、本実施の形態の照明器具100単体では、前述のフィードバック応答性の向上により、ちらつきを抑制できる。しかし、フロア内の複数の照明器具の明るさが連続して変動すると、フロア全体の明るさとしての変動期間が長くなり、使用者がちらつきを認識する可能性がある。このように、同一フロア内の照明器具がランダムなタイミングで制御モードを切り替えると、問題となる場合がある。 Here, in the single lighting fixture 100 of this embodiment, flickering can be suppressed due to the aforementioned improvement in feedback responsiveness. However, if the brightness of a plurality of lighting fixtures on a floor fluctuates continuously, the period of fluctuation in the brightness of the entire floor becomes long, and users may notice flickering. In this way, if lighting fixtures on the same floor switch control modes at random timing, problems may arise.

図4は、実施の形態1に係る照明制御システム101における制御モードの切り替え方法を説明する図である。図5は、実施の形態1に係る照明制御システム101における制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。本実施の形態では、コントローラ500は、複数の照明器具100、200、300の制御モードを同時に切り替える。これにより、照明制御システム101内の照明器具100、200、300は同タイミングで一括して制御モードを変更する。これにより、照明制御システム101全体の明るさの変動期間が長くなることを抑制でき、ちらつきを抑制できる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a control mode switching method in the lighting control system 101 according to the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a light source current waveform when switching control modes in the lighting control system 101 according to the first embodiment. In this embodiment, controller 500 simultaneously switches the control modes of multiple lighting devices 100, 200, and 300. Thereby, the lighting fixtures 100, 200, and 300 in the lighting control system 101 collectively change the control mode at the same timing. Thereby, it is possible to suppress an increase in the brightness fluctuation period of the entire lighting control system 101, and it is possible to suppress flickering.

また、本実施の形態では照明制御システム101から複数の照明器具100、200、300への制御信号の出力タイミングを同一にできる。従って、照明制御システム101を容易に構築できる。 Furthermore, in this embodiment, the output timing of control signals from the lighting control system 101 to the plurality of lighting fixtures 100, 200, and 300 can be made the same. Therefore, the lighting control system 101 can be easily constructed.

本実施の形態の変形例として、バックコンバータ回路10は他の種類の電源回路であっても良い。また、光源80を構成する発光素子は有機ELであっても良い。さらに、制御回路30として複合ICに限らず、フィードバック制御およびスイッチング素子の駆動が可能なあらゆる回路を採用できる。制御回路30は、独立したA/D変換器、論理回路、ゲートアレイ、D/A変換器等のハードウェアにより実現されても良い。 As a modification of this embodiment, the buck converter circuit 10 may be another type of power supply circuit. Further, the light emitting element constituting the light source 80 may be an organic EL. Furthermore, the control circuit 30 is not limited to a composite IC, and any circuit capable of feedback control and driving of switching elements can be employed. The control circuit 30 may be realized by hardware such as an independent A/D converter, logic circuit, gate array, or D/A converter.

また、制御信号はシリアル信号としたが、本実施の形態を満足することができれば他の方式でも問題ない。使用者からの調光指令および制御モード切替指令は、携帯端末に限らず、PCなど据え置きの端末または壁などに据え付けられた装置から送信されても良い。また、携帯端末とコントローラ500の通信、コントローラ500と照明器具100、200、300の通信は、無線方式でも有線方式でも良い。 Further, although the control signal is a serial signal, other methods may be used as long as the present embodiment can be satisfied. The dimming command and control mode switching command from the user are not limited to the mobile terminal, and may be transmitted from a stationary terminal such as a PC or a device installed on a wall or the like. Further, communication between the mobile terminal and the controller 500 and communication between the controller 500 and the lighting fixtures 100, 200, and 300 may be performed by a wireless method or a wired method.

これらの変形は、以下の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および照明制御システムについて適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および照明制御システムについては実施の形態1との共通点が多いので、実施の形態1との相違点を中心に説明する。 These modifications can be applied as appropriate to the lighting devices, lighting fixtures, and lighting control systems according to the following embodiments. Note that the lighting device, lighting fixture, and lighting control system according to the following embodiments have many features in common with Embodiment 1, so the description will focus on the differences from Embodiment 1.

実施の形態2.
図6は、実施の形態2に係る照明制御システム101における制御モードの切り替え方法を説明する図である。図7は、実施の形態2に係る照明制御システム101における制御モード切り替え時の光源電流波形を示す図である。実施の形態1では一括で制御モードを変更する為、一時的に入力電流の乱れが大きくなる可能性がある。これに対し本実施の形態では、コントローラ500は、まず複数の照明器具100、200、300のうち照明器具100の制御モードを切り替える。次にコントローラ500は、照明器具100で光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが収束した後に、照明器具200の制御モードを切り替える。同様にコントローラ500は、照明器具200で光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが収束した後に、照明器具300の制御モードを切り替える。
Embodiment 2.
FIG. 6 is a diagram illustrating a control mode switching method in the lighting control system 101 according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a light source current waveform when switching control modes in the lighting control system 101 according to the second embodiment. In the first embodiment, since the control mode is changed all at once, there is a possibility that the disturbance in the input current becomes large temporarily. In contrast, in the present embodiment, controller 500 first switches the control mode of lighting fixture 100 among the plurality of lighting fixtures 100, 200, and 300. Next, the controller 500 switches the control mode of the lighting fixture 200 after the overshoot or undershoot of the light source current in the lighting fixture 100 has converged. Similarly, the controller 500 switches the control mode of the lighting fixture 300 after the overshoot or undershoot of the light source current in the lighting fixture 200 has converged.

本実施の形態ではコントローラ500は、照明器具の制御モードを一台ずつ、十分に時間をあけて変更する。これにより、入力電流の乱れを軽減することができる。一方、本実施の形態では、実施の形態1と比較して、システム構築が複雑になる可能性がある。 In this embodiment, the controller 500 changes the control mode of each lighting fixture one by one at sufficient intervals. This makes it possible to reduce disturbances in the input current. On the other hand, in this embodiment, system construction may be more complicated than in the first embodiment.

本開示は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、各種変更を各実施の形態に施したもの、および、各実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態が、本開示の範囲内に含まれる。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above. Unless departing from the gist of the present disclosure, various changes made to each embodiment and other forms constructed by combining some of the components of each embodiment are within the scope of the present disclosure. included.

10 バックコンバータ回路、20 レギュレータ回路、30 制御回路、40 制御電源回路、42 降圧回路、50 点灯装置、60 制御信号、80 光源、100 照明器具、101 照明制御システム、200、300 照明器具、500 コントローラ、AC 交流電源、C1、C2 平滑コンデンサ、C3 電解コンデンサ、D1 ダイオード、DB1 ダイオードブリッジ、L1 インダクタ、Q1、Q2 スイッチング素子、R1 電流検出抵抗、R2、R3 抵抗、Rx 接続端子 10 buck converter circuit, 20 regulator circuit, 30 control circuit, 40 control power supply circuit, 42 step-down circuit, 50 lighting device, 60 control signal, 80 light source, 100 lighting fixture, 101 lighting control system, 200, 300 lighting fixture, 500 controller , AC AC power supply, C1, C2 smoothing capacitor, C3 electrolytic capacitor, D1 diode, DB1 diode bridge, L1 inductor, Q1, Q2 switching element, R1 current detection resistor, R2, R3 resistor, Rx connection terminal

Claims (10)

光源と直列に接続されるスイッチング素子と、
前記光源と、前記スイッチング素子と、を含む直列回路の両端に電力を供給し、前記光源を点灯させる電源回路と、
リプル抑制有モードでは、前記電源回路を定電圧フィードバック制御しながら、前記光源に流れる光源電流が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のインピーダンスを変更し、リプル抑制無モードでは、前記スイッチング素子のインピーダンスを固定して、前記光源電流が予め定められた目標値と一致するように前記電源回路を定電流フィードバック制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとを切り替えた後の予め定められた期間で、他の期間よりも前記電源回路のフィードバック周期を短くすることを特徴とする点灯装置。
a switching element connected in series with the light source;
a power supply circuit that supplies power to both ends of a series circuit including the light source and the switching element to turn on the light source;
In the ripple suppression mode, while controlling the power supply circuit with constant voltage feedback, the impedance of the switching element is changed so that the light source current flowing through the light source matches a predetermined target value, and in the non-ripple suppression mode, a control circuit that fixes the impedance of the switching element and performs constant current feedback control of the power supply circuit so that the light source current matches a predetermined target value;
Equipped with
The lighting device is characterized in that the control circuit shortens the feedback period of the power supply circuit in a predetermined period after switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode, compared to other periods. .
前記期間での前記フィードバック周期は、前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとを切り替えるときに発生する前記光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが人の目で検知できないように設定されることを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 The feedback cycle in the period is set so that overshoot or undershoot of the light source current that occurs when switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode is undetectable to the human eye. The lighting device according to claim 1. 前記期間での前記フィードバック周期は、前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとを切り替えるときに発生する前記光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが10ms以下となるように設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の点灯装置。 The feedback cycle in the period is set such that an overshoot or undershoot of the light source current that occurs when switching between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode is 10 ms or less. The lighting device according to claim 1 or 2. 前記リプル抑制有モードでは、前記制御回路は、前記スイッチング素子に発生する電圧が予め定められた目標電圧と一致するように前記電源回路を定電圧フィードバック制御することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の点灯装置。 In the ripple suppression mode, the control circuit performs constant voltage feedback control on the power supply circuit so that the voltage generated in the switching element matches a predetermined target voltage. The lighting device according to any one of the above. 前記電源回路は交流電源を供給され、
前記電源回路の出力電圧には、前記交流電源の2倍の周波数のリプルが重畳することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の点灯装置。
The power supply circuit is supplied with AC power,
5. The lighting device according to claim 1, wherein a ripple having a frequency twice that of the AC power source is superimposed on the output voltage of the power supply circuit.
前記電源回路は交流電源を供給され、
前記リプル抑制無モードでは、前記光源電流に前記交流電源の2倍の周波数のリプルが重畳することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の点灯装置。
The power supply circuit is supplied with AC power,
6. The lighting device according to claim 1, wherein in the ripple suppression non-ripple mode, a ripple having a frequency twice that of the AC power source is superimposed on the light source current.
請求項1から6の何れか1項に記載の点灯装置と、
前記光源と、
を備えることを特徴とする照明器具。
The lighting device according to any one of claims 1 to 6,
the light source;
A lighting fixture comprising:
請求項7に記載の照明器具を複数備え、
前記複数の照明器具の制御モードを、前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとの間で切り替えるコントローラを備えることを特徴とする照明制御システム。
A plurality of lighting devices according to claim 7 are provided,
A lighting control system comprising: a controller that switches a control mode of the plurality of lighting fixtures between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode.
前記コントローラは、前記複数の照明器具の制御モードを同時に切り替えることを特徴とする請求項8に記載の照明制御システム。 The lighting control system according to claim 8, wherein the controller simultaneously switches control modes of the plurality of lighting fixtures. 前記コントローラは、前記複数の照明器具のうち第1照明器具の制御モードを切り替えて、前記第1照明器具で前記リプル抑制有モードと前記リプル抑制無モードとを切り替えるときに発生する前記光源電流のオーバーシュートまたはアンダーシュートが収束した後に、前記複数の照明器具のうち第2照明器具の制御モードを切り替えることを特徴とする請求項8に記載の照明制御システム。 The controller switches the control mode of a first lighting fixture among the plurality of lighting fixtures, and controls the light source current generated when the first lighting fixture switches between the ripple suppression mode and the ripple suppression non-mode. 9. The lighting control system according to claim 8, wherein the control mode of a second lighting fixture among the plurality of lighting fixtures is switched after overshoot or undershoot converges.
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