JP5592667B2 - Ｌｅｄ点灯回路 - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤ点灯回路に関するものである。
従来、光源に直流電圧を印加することで、光源を点灯させる点灯回路が提供されている（例えば、特許文献１）。
従来の点灯回路は、交流電源を入力電源とし、光源と、ダイオードブリッジと、昇圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路と、制御部とで構成されている。ダイオードブリッジは、交流電源から入力される交流電圧を整流し、整流電圧を昇圧チョッパ回路に出力する。昇圧チョッパ回路は、具備しているスイッチング素子が制御部によって発振制御されることで、ダイオードブリッジが出力する整流電圧を昇圧すると共に、入力電流を正弦波に近づけることで入力電流の力率を改善する。降圧チョッパ回路は、具備しているスイッチング素子が制御部によって発振制御されることで、昇圧チョッパ回路の出力電圧を降圧して、光源に直流電圧を印加する。
特開２００１−２８４０８６号公報
しかし、降圧チョッパ回路のスイッチング素子の発振制御が開始された直後は、降圧チョッパ回路の制御が不安定となるおそれがあった。そして、点灯回路を始動する際に、昇圧チョッパ回路が駆動している状態で、降圧チョッパ回路のスイッチング素子の発振制御が開始されると、光源に過電流が流れるおそれがあった。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、昇圧チョッパ回路とＬＥＤ電源供給部を備え、始動時にＬＥＤ光源部に過電流が流れることを防止するＬＥＤ点灯回路を提供することにある。
上記課題を解決するために第１の発明のＬＥＤ点灯回路は、１つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部と、第１のスイッチング素子を具備し、当該第１のスイッチング素子が発振制御されることで、直流電源から入力される第１の直流電圧を昇圧して第２の直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路と、第２のスイッチング素子を具備し、当該第２のスイッチング素子が発振制御されることで、前記第２の直流電圧から第３の直流電圧を生成し、当該第３の直流電圧を前記ＬＥＤ光源部に供給するＬＥＤ電源供給部と、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を発振制御する制御部とを備え、前記制御部は、始動時に前記第２のスイッチング素子の発振制御を開始し、前記第２のスイッチング素子の発振制御が安定した後に、前記第１のスイッチング素子の発振制御を開始することを特徴とするものである。
以上説明したように、本発明では、昇圧チョッパ回路とＬＥＤ電源供給部を備え、始動時にＬＥＤ光源部に過電流が流れることを防止することができるという効果がある。
本発明の実施形態の概略回路構成図を示す。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）
本発明の実施形態のＬＥＤ点灯回路の概略回路構成図を図１に示す。本実施形態のＬＥＤ点灯回路は、直流電源Ｅを入力電源とし、昇圧チョッパ回路１と、降圧チョッパ回路２（ＬＥＤ電源供給部）と、制御部３と、ＬＥＤ光源部４とで構成されている。
直流電圧Ｅは、直流電圧Ｖ１（第１の直流電圧）を出力している。また、直流電圧Ｅの出力端間に昇圧チョッパ回路１が接続されている。
昇圧チョッパ回路１は、スイッチング素子Ｑ１（第１のスイッチング素子）と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とで構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ１はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されており、コンデンサＣ１は電解コンデンサで構成されている。
直流電源Ｅの出力端間に、インダクタＬ１とダイオードＤ１とコンデンサＣ１の直列回路が接続されている。インダクタＬ１は、一端が直流電源Ｅの正極に接続され、他端がダイオードＤ１のアノードに接続されている。また、コンデンサＣ１は、正極がダイオードＤ１のカソードに接続され、負極が直流電源Ｅの負極に接続されている。
また、スイッチング素子Ｑ１が、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１に並列接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ドレインがダイオードＤ１のアノードに接続され、ソースがコンデンサＣ１の負極に接続され、ゲートが制御部３に接続されている。
上記の構成で昇圧チョッパ回路１は、スイッチング素子Ｑ１が発振制御されることによって、直流電源Ｅから入力される直流電圧Ｖ１を昇圧して、コンデンサＣ１の両端に直流電圧Ｖ２（第２の直流電圧）を生成する。また、昇圧チョッパ回路１は、力率改善回路（ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ））の機能を有しており、スイッチング素子Ｑ１が発振制御されることによって、入力電流を正弦波に近づけることで入力電流の力率を改善する。
降圧チョッパ回路２は、昇圧チョッパ回路１の出力端に接続されている。降圧チョッパ回路２は、スイッチング素子Ｑ２（第２のスイッチング素子）と、インダクタＬ２と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２とで構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ２はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されており、コンデンサＣ２は電解コンデンサで構成されている。
コンデンサＣ１の両端に、スイッチング素子Ｑ２とインダクタＬ２とコンデンサＣ２の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、ドレインがコンデンサＣ１の正極に接続され、ソースがインダクタＬ２の一端に接続され、ゲートが制御部３に接続されている。コンデンサＣ２は、正極がインダクタＬ２の他端に接続され、負極がコンデンサＣ１の負極に接続されている。
また、ダイオードＤ２が、インダクタＬ２およびコンデンサＣ２に並列接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがコンデンサＣ２の負極に接続され、カソードがインダクタＬ２の一端に接続されている。
上記の構成で降圧チョッパ回路２は、スイッチング素子Ｑ２が発振制御されることによって、昇圧チョッパ回路１が出力する直流電圧Ｖ２を降圧して、コンデンサＣ２の両端に直流電圧Ｖ３（第３の直流電圧）を生成する。
ＬＥＤ光源部４は、複数の発光ダイオードで構成されており、降圧チョッパ回路２の出力端間に接続されている。ＬＥＤ光源部４は、アノード側がコンデンサＣ２の正極に接続され、カソード側がコンデンサＣ２の負極側に接続されている。上記の構成によって、降圧チョッパ回路２が出力する直流電圧Ｖ３によってＬＥＤ光源部４にＬＥＤ電流が流れて点灯する。
また、制御部３は、昇圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑ１および、降圧チョッパ回路２のスイッチング素子Ｑ２を発振制御している。
本実施形態の制御部３は、ＬＥＤ点灯回路の始動時に、まずスイッチング素子Ｑ２の発振制御を開始する。また、スイッチング素子Ｑ２の発振周波数およびデューティ比が、予め設定された設定値に安定するまでの時間を発振安定時間Ｔとする。そして、スイッチング素子Ｑ２の発振制御が開始されてから、発振安定時間Ｔの経過以後にスイッチング素子Ｑ１の発振制御を開始して、昇圧チョッパ回路１を駆動させる。したがって、スイッチング素子Ｑ２の発振制御が安定した後に、昇圧チョッパ回路１から直流電圧Ｖ２が出力されるので、ＬＥＤ光源部４に直流電圧Ｖ３を安定して出力することができる。そのため、スイッチング素子Ｑ２の発振制御開始直後における発振制御が不安定な期間は、昇圧チョッパ回路１が駆動しておらず、降圧チョッパ回路２から電圧が出力されないので、ＬＥＤ光源部４に過電流が流れることを防止することができる。
また、本実施形態では、ＬＥＤ電源供給部に降圧チョッパ回路２を用いたが、昇圧チョッパ回路や、昇降圧チョッパ回路であってもよい。
なお、直流電源Ｅの代わりに、交流電圧を出力する交流電源と、交流電圧を整流する整流回路とで構成されていてもよい。
１ 昇圧チョッパ回路
２ 降圧チョッパ回路
３ 制御部
４ ＬＥＤ光源部
Ｅ 直流電源
Ｑ１、Ｑ２ スイッチング素子
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード

Claims (1)

  1. １つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部と、
    第１のスイッチング素子を具備し、当該第１のスイッチング素子が発振制御されることで、直流電源から入力される第１の直流電圧を昇圧して第２の直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路と、
    第２のスイッチング素子を具備し、当該第２のスイッチング素子が発振制御されることで、前記第２の直流電圧から第３の直流電圧を生成し、当該第３の直流電圧を前記ＬＥＤ光源部に供給するＬＥＤ電源供給部と、
    前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を発振制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、始動時に前記第２のスイッチング素子の発振制御を開始し、前記第２のスイッチング素子の発振制御が安定した後に、前記第１のスイッチング素子の発振制御を開始することを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
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