JP5331154B2 - Led駆動回路及びled照明灯具 - Google Patents
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Description
前記位相制御式調光器が有する電流保持部がオンとなったときに前記位相制御式調光器が有する調光器容量成分と調光器インダクタンス成分により発生する共振現象のエネルギを消費する放電部を備えることを特徴とする。
RD2−4×LLC/CD≧0 (1)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、CD:前記放電部容量成分の容量値(μF)
RD≧4.6×LLC/td (2)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、td:前記電流保持部の応答時間(μs)
前記入力電流が少なく、かつ前記位相制御された交流電圧が立ち上がりエッジである場合に前記バイパス機能をオフとするバイパス機能切替部を備えるようにしてもよい。
前記位相制御式調光器は、電流保持部と、調光器容量成分と、調光器インダクタンス成分とを有しており、
前記電流保持部がオンとなったときに突入電流を流す蓄電部を備えることを特徴とする。
CC×LC≧4×CLC×LLC (3)
但し、CC:前記蓄電部容量成分の容量値(F)、LC:前記蓄電部インダクタンス成分のインダクタンス値(H)、CLC:前記調光器容量成分を含む容量の容量値(F)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(H)
前記放電部が有する放電部抵抗成分、及び前記蓄電部が有する蓄電部インダクタンス成分と蓄電部容量成分は、(4)式を満たすようにしてもよい。
RD2−4×LC/CC≧0 (4)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LC:前記蓄電部インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、CC:前記蓄電部容量成分の容量値(μF)
スイッチング素子と、スイッチング電流検出部と、LED電流検出部と、
前記スイッチング電流検出部の検出信号に基づきスイッチング電流を一定にすべく前記スイッチング素子をスイッチング制御する第1制御部と、
前記LED電流検出部の検出信号に基づきLED電流を一定にすべく前記スイッチング素子をスイッチング制御する第2制御部と、
位相制御された交流電圧が閾値以下の場合は前記第1制御部による制御を行い、位相制御された交流電圧が前記閾値を超える場合は前記第2制御部による制御を行うよう制御を切替える切替部と、を備えることを特徴とする。
容量成分と、LED電流を一定に制御する制御部と、を備え、
位相制御された交流電圧の立ち上がるときに前記制御部の制御により前記容量成分に充電電流が流れることを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係るLED照明システムの構成を図1に示す。図1に示すLED照明システムにおけるLED駆動回路600は、全波整流器1と、電流制御部3と、放電部6とを有している。放電部6は、放電用抵抗RD(放電部抵抗成分)と放電用コンデンサCD(放電部容量成分)とから成る直列RC回路で構成される。なお、電流制御部3は、上述した図16に示す構成であるが、電流制御部は他の構成としてもよい(以下、同様)。
RD2−4×LLC/CD≧0 (1)
但し、RD:放電用抵抗RDの抵抗値(Ω)、LLC:コイルLLCのインダクタンス(μH)、CD:放電用コンデンサCDの容量(μF)
RD≧4.6×LLC/td (2)
但し、RD:放電用抵抗RDの抵抗値(Ω)、LLC:コイルLLCのインダクタンス(μH)、td:トライアックTriの応答時間(μs)
また、本発明の第2実施形態に係るLED駆動回路700の構成を図6Aに示す。LED駆動回路700は、放電部6と共に蓄電部8を有している。蓄電部8は、コイルLC(蓄電部インダクタンス成分)とコンデンサCC(蓄電部容量成分)から成る直列LC回路で構成される。調光器200内のトライアックTriがオンとなると蓄電部8のコンデンサCCに突入電流が流れるため、一時的にトライアックTriに電流が多く流れる。図6Aにおける各部のタイミングチャートを図6Bに示す。図6Bの上段から、全波整流器1の出力電圧V2、トライアックTriの電流Itr、コンデンサCCの電流Icのタイミングチャートを示す。
tlc=2×π√(CLC×LLC)
tch=2×π√(CC×LC)
と表される。従って、下記(3)式を満たす必要がある。
CC×LC≧4×CLC×LLC (3)
但し、CC:コンデンサCCの容量(F)、LC:コイルLCのインダクタンス(H)、CLC:コンデンサCLCとコンデンサCDの合成容量(F)、LLC:コイルLLCのインダクタンス(H)
RD2−4×LC/CC≧0 (4)
但し、RD:放電用抵抗RDの抵抗値(Ω)、LC:コイルLCのインダクタンス(μH)、CC:コンデンサCCの容量(μF)
本発明の第3実施形態に係るLED駆動回路800の構成を図9Aに示す。LED駆動回路800は、ドライブ回路9と、コイルL80と、ダイオードD80と、抵抗R81、R82と、MOSトランジスタM80を有している。ドライブ回路9は、第1制御部10と、第2制御部11と、切替器12を有する。第1制御部10は、抵抗R81によるスイッチング電流の検出信号に基づきMOSトランジスタM80をスイッチング制御し、スイッチング電流を一定に制御する。第2制御部11は、抵抗82によるLED電流の検出信号に基づきMOSトランジスタM80をスイッチング制御し、LED電流を一定に制御する。切替器12は、第1制御部10と第2制御部11のいずれの出力をMOSトランジスタM80に送るかを切替える。
本発明の第4実施形態に係るLED駆動回路900の構成を図10Aに示す。LED駆動回路900は、ドライブ回路91と、コイルL90と、ダイオードD90と、コンデンサCC90と、抵抗R90と、MOSトランジスタM90を有している。ドライブ回路91は、抵抗R90によるLED電流検出信号に基づきMOSトランジスタM90をスイッチング制御し、LED電流を一定に制御する。
次に、本発明の第5実施形態に係るLED駆動回路1000の構成を図11に示す。LED駆動回路1000は、放電部6と、蓄電部8と、電流制御部103とを有している。電流制御部103が有するスイッチング制御回路104は、交流電圧の位相角を検知し、検知した位相角に応じてLED電流目標値を変化させつつLED電流を制御する。これにより、LED電流は図12Aに示すような動作線L1を描くように制御される。図12Aに示す円弧領域S1は、調光器200から電流が供給されずに蓄電部8が有するコンデンサCCから電流が供給される領域である。動作線L1が円弧領域S1と交点P1で交差するまでは調光器200とコンデンサCCの両方から電流が供給されるが、交点P1で交差するタイミングで調光器200から電流が供給されなくなるのでトライアックTriがオフとなる。その後、同一交流半周期内において動作線L1は円弧領域S1内にあるのでコンデンサCCから電流が供給され、調光器200からは電流が供給されない。
200 位相制御式調光器
400 LED負荷
600〜603、700〜702、800、900、1000〜1002 LED駆動回路
1 全波整流器
3、31、103 電流制御部
6、16、106、116 放電部
7 エッジ検出部
105 入力電流検知部
8、108 蓄電部
9、91 ドライブ回路
10 第1制御部
11 第2制御部
12 切替器
Claims (6)
- 位相制御式調光器を介して交流電源と接続可能であってLED負荷を駆動するLED駆動回路において、
前記位相制御式調光器が有する電流保持部がオンとなったときに前記位相制御式調光器が有する調光器容量成分と調光器インダクタンス成分により発生する共振現象のエネルギを消費する放電部を備え、
前記放電部が有する放電部抵抗成分と放電部容量成分、及び前記調光器インダクタンス成分は、(1)式を満たし、
RD 2 −4×LLC/CD≧0 (1)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、CD:前記放電部容量成分の容量値(μF)
入力電流の大小に応じて前記放電部が有する放電部抵抗成分のバイパス機能のオンオフを切替える切替制御部を更に備えることを特徴とするLED駆動回路。 - 位相制御式調光器を介して交流電源と接続可能であってLED負荷を駆動するLED駆動回路において、
前記位相制御式調光器が有する電流保持部がオンとなったときに前記位相制御式調光器が有する調光器容量成分と調光器インダクタンス成分により発生する共振現象のエネルギを消費する放電部を備え、
前記放電部が有する放電部抵抗成分と放電部容量成分、及び前記調光器インダクタンス成分は、(1)式を満たし、
RD 2 −4×LLC/CD≧0 (1)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、CD:前記放電部容量成分の容量値(μF)
入力電流が多い場合、または位相制御された交流電圧が立ち上がりエッジではない状態の場合に前記放電部が有する放電部抵抗成分のバイパス機能をオンとし、
前記入力電流が少なく、かつ前記位相制御された交流電圧が立ち上がりエッジである場合に前記バイパス機能をオフとするバイパス機能切替部を更に備えることを特徴とするLED駆動回路。 - 前記放電部が有する放電部抵抗成分、及び前記調光器インダクタンス成分は、(2)式を満たすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のLED駆動回路。
RD≧4.6×LLC/td (2)
但し、RD:前記放電部抵抗成分の抵抗値(Ω)、LLC:前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値(μH)、td:前記電流保持部の応答時間(μs) - 前記放電部抵抗成分の抵抗値は、前記調光器インダクタンス成分のインダクタンス値に応じて前記(1)式または前記(2)式を満たすように切替え可能であることを特徴とする請求項3に記載のLED駆動回路。
- 位相制御された交流電圧の立ち上がりエッジを検出し、検出時に前記放電部が有する放電部抵抗成分のバイパス機能を一定時間オフとするエッジ検出部を備えることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のLED駆動回路。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のLED駆動回路と、前記LED駆動回路の出力側に接続されたLED負荷とを備えることを特徴とするLED照明灯具。
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