JP5645470B2 - LED drive device - Google Patents
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Description
本発明は、光源となる発光ダイオード(LED)を点灯させるLED駆動装置に関し、特に、製品検査用画像処理装置のような高速応答性を要求されるLED照明装置に用いて好適である。 The present invention relates to an LED driving device that turns on a light emitting diode (LED) serving as a light source, and is particularly suitable for an LED illumination device that requires high-speed response such as an image processing device for product inspection.
近年、各種工業製品の製造ラインにおいては、画像を用いた製品識別装置や製品検査装置が組み込まれており、画像処理の高速化に伴って、高速で流れる全ての製品について、瞬時に形状判断を行うことも可能となってきている。
このような場合に、画像を短時間で連続的に取り込む必要があり、そのためにLED(発光ダイオード)を光源とした照明装置を用いている。
LEDを連続点灯させると、撮像していない間点灯させることによるエネルギーロスがあるだけでなく、連続点灯によりLEDが発熱するという問題がある。
このため、通常は、例えば製品が撮像位置に到来するタイミングでシャッターが切られるデジタルカメラに同期させて、LEDをパルス発光させることにより、エネルギーロスや発熱を抑えて、高速で画像取込をしている。
In recent years, production lines for various industrial products have built-in product identification devices and product inspection devices that use images, and as the speed of image processing increases, shape determination is instantaneously performed for all products that flow at high speed. It is also possible to do.
In such a case, it is necessary to capture images continuously in a short time, and for this purpose, an illumination device using an LED (light emitting diode) as a light source is used.
When the LEDs are continuously lit, there is a problem that not only energy loss occurs when the LEDs are lit while the image is not taken, but also the LEDs generate heat due to continuous lighting.
For this reason, normally, for example, the LED is pulsed in sync with a digital camera whose shutter is released at the timing when the product arrives at the imaging position, thereby suppressing energy loss and heat generation and capturing images at high speed. ing.
図4はこのようなLED照明装置の一般的な駆動装置を示すもので、画像処理で用いられるLED照明の場合、LEDの輝度値の均一性を担保するために定電流回路を用いて制御を行うことが多い。
1以上のLEDを配列して成るLEDアレイ41を点灯させる駆動装置42は、主電源43から電源を供給する電源回路44に定電流回路45が介装されている。
この定電流回路45は、電源回路44を流れる電流に応じた検出電圧を出力する電流検出抵抗46と、LEDアレイ41を点灯させる点灯電流を目標電流とし、これに応じた基準電圧を発生する基準電圧発生器47と、前記検出電圧と基準電圧を比較して検出電圧が基準電圧と一致するように電界効果トランジスタでなる電流制御素子48に制御信号を出力する比較回路49を備えている。
そして、LEDアレイ41を所定のタイミングで点滅させるため、電源回路44及び定電流回路45のいずれか一方にスイッチS1又はS2を設けている。
これによれば、スイッチS1及びS2のいずれか一方を設け、これをデジタルカメラ(図示せず)のシャッターのタイミングに合わせてオンオフすることにより、LEDアレイ41を点滅させることができる。
FIG. 4 shows a general driving device of such an LED lighting device. In the case of LED lighting used in image processing, control is performed using a constant current circuit in order to ensure the uniformity of the luminance value of the LED. Often done.
In the
The constant
Then, for blinking the
According to this, the
しかしながら、電源回路44に設けたスイッチS1をオンオフさせてLEDを点滅させる場合は、スイッチS1が遮断されて電源回路44に電流を流していないときでも、定電流回路45の比較回路49が常時駆動状態にあり、検出電圧が0に維持されて基準電圧まで上昇しないことから、比較回路49から電流制御素子48に対して最大制御電圧が印加されることとなる。
この状態で、スイッチS1を導通させてLEDを点灯させると、電流制御素子48により過大電流(ラッシュ電流)が流されるため、LEDの寿命を縮める原因となり好ましくない。また、安定するまでにも時間がかかるため、高速応答性に限界がある。
However, when the switch S 1 provided in the
In this state, when the LED light by conducting the switch S 1, since the overcurrent (rush current) flows through the
また、定電流回路45に設けたスイッチS2をオンオフさせて、電流制御用素子48のゲート/ソース間を短絡することにより電流制御素子48のスイッチングを行い、LEDを点滅させることもできるが、この場合も、比較回路49を常時駆動させた状態でLEDを点滅させるため、過大電流については解消できない。
Further, by turning on and off the switches S 2 provided in the constant
そこで、図5に示すように、定電流電源回路51に介装されたLED52の両端子間にLED52の閾値電圧よりも低い定電圧を順方向に印加する定電圧回路53を接続して、この定電圧回路53にスイッチ54を介装すると共に、スイッチ54の導通時の定電圧回路53の回路抵抗が、LED52の回路抵抗よりも小さく設計したものが提案されている(特許文献1参照)。
Therefore, as shown in FIG. 5, a
これによれば、スイッチ54を遮断させたときに、定電流電源回路51からLED52を点灯させる点灯電流が供給されるのでLED52が点灯し、消灯時にスイッチ54を導通させれば、定電流電源回路51から供給される電流は回路抵抗の小さい定電圧回路53に流れ込むためLED52は消灯され、これと同時にLED52の両端には定電圧回路53よりに閾値電圧より低い待機電圧が印加されてLED52に浮遊容量が蓄積されるので、LED51の点灯時に立上時間を短縮させることができる。
According to this, when the
しかしながら、電源回路51と定電圧回路53で閉回路が形成されており、定電圧回路53により定電流電源回路51に対し逆バイアス電圧が印加されるので、その時点における定電流電源回路51の電圧と定電圧回路53の電圧との差圧分が定電流電源回路51に印加され、発熱の原因となる。
この特許文献1は光通信用光源としてのLED52のドライバ回路であり、1個のLEDの点滅制御を行えば足りるから、差圧も少なく、LED52に流す電流もせいぜい100mA程度と小さいから、定電流電源回路51における発熱量も無視し得る。
しかし、多数のLEDを同時に点灯させる照明用の回路として用いた場合は、電流も電圧も数倍〜数十倍高くなることが予想される。
特に、照明装置として、多数のLEDを接続して使用する場合に、LEDの特性として順方向電圧に個体差が生じたり、LEDの熱により順方向電圧が変化するため、定電圧回路53の電圧とLEDの閾値電圧との差分が小さいと誤動作を起こすおそれがある。
このため、照明用として用いる場合は、定電圧回路53の電圧とLEDの閾値電圧との差分を大きくとらなければならず、その分、LEDの消灯時に定電流電源回路51に印加される逆バイアス電圧が高くなり、発熱の原因となる。
However, since the
This
However, when it is used as an illumination circuit for lighting a large number of LEDs simultaneously, it is expected that both current and voltage will be several to several tens of times higher.
In particular, when a large number of LEDs are connected and used as a lighting device, individual differences occur in the forward voltage as the characteristics of the LED, or the forward voltage changes due to the heat of the LED. If the difference between the LED and the threshold voltage of the LED is small, malfunction may occur.
For this reason, when used for illumination, the difference between the voltage of the
このため、LEDアレイに対して点灯開始電流(動作電流)より低い待機電流を流しておき、点灯電流を流したときにLEDの点灯立ち上がり時間を短縮させる装置も提案されている(特許文献2参照)。 For this reason, a device has also been proposed in which a standby current lower than the lighting start current (operating current) is supplied to the LED array, and the LED lighting rise time is shortened when the lighting current is supplied (see Patent Document 2). ).
この場合に、待機電流を常時供給する方法と、LEDの点灯開始直前に供給開始する二つの方法が考えられる。
しかし、常時供給する場合は、消灯時もLEDに電流が流れて常に発熱状態にあるのでLEDの寿命が縮まるという問題がある。
また、LEDの点灯開始直前に供給させる場合は、LEDを点灯させるタイミング制御の他に、それより僅かに早い所定時間で待機電流を供給開始させるタイミング制御を行わなければならないので、制御が複雑で面倒になるという問題がある。
さらに、動作電流と待機電流を切り換えるために動作電流指示値と待機電流指示値をLEDの点灯タイミングに対応して切り換え供給しなければならないため、やはり、制御が複雑で面倒に成るという問題がある。
In this case, a method of constantly supplying the standby current and two methods of starting the supply immediately before the lighting of the LED can be considered.
However, in the case of constant supply, there is a problem that the life of the LED is shortened because a current flows through the LED even when it is turned off, and the LED is always in a heat generating state.
In addition, when supplying the LED immediately before the lighting of the LED, in addition to the timing control for lighting the LED, the timing control for starting the supply of the standby current in a predetermined time slightly earlier than that must be performed. There is a problem of being troublesome.
Furthermore, in order to switch between the operating current and the standby current, the operating current indication value and the standby current indication value must be switched and supplied in accordance with the lighting timing of the LED, so that there is still a problem that the control is complicated and troublesome. .
そこで本発明は、パルス制御でLEDを点滅させる場合にも、極めて簡単な制御で、点灯時にはその立上時間を短縮させることができると同時に、消灯時にはLEDに電流を一切流さずにLEDの発熱量を抑えることを技術的課題としている。 Therefore, according to the present invention, even when the LED is blinked by pulse control, the start-up time can be shortened when the LED is turned on, and at the same time, the LED generates heat without flowing any current when the LED is turned off. The technical challenge is to reduce the amount.
この課題を解決するために、本発明は、直流の電源電圧が印加される主回路に、電流制御素子、LEDアレイ及び電流検出抵抗が直列に配され、点灯時に前記電流検出抵抗で検出された電流が一定に維持されるように前記電流制御素子をコントロールする定電流回路が設けられたLED照明装置において、
前記LEDアレイに対して並列に接続されたバイパス回路に、当該回路を導通/遮断するスイッチング素子と、導通時に当該回路に流れる電流を制限する電流制限抵抗が直列に接続され、
前記定電流回路は、電流を検出するプラス側入力端子が前記電流制限抵抗を介して電流検出抵抗のプラス側に接続され、マイナス側入力端子が電流検出抵抗のグランド側に接続されると共に、
前記電流制限抵抗の抵抗値は、スイッチング素子の導通時に前記バイパス回路と前記主回路との分岐点に印加される電圧が前記LEDアレイの閾値電圧より低くなる値に設定されたことを特徴としている。
In order to solve this problem, according to the present invention, a current control element, an LED array, and a current detection resistor are arranged in series in a main circuit to which a DC power supply voltage is applied, and are detected by the current detection resistor during lighting . In the LED lighting device provided with a constant current circuit for controlling the current control element so that the current is maintained constant,
The bypass circuit connected in parallel to the LED array is connected in series with a switching element that conducts / cuts off the circuit and a current limiting resistor that restricts a current flowing through the circuit when conducting ,
The constant current circuit is connected to the positive side of the current detection resistor positive input terminal for detecting the current through the current limiting resistor, minus-side input terminal connected to the ground side of the current detection resistor Rutotomoni ,
The resistance value of the current limiting resistor is set such that a voltage applied to a branch point between the bypass circuit and the main circuit when a switching element is turned on is lower than a threshold voltage of the LED array . .
本発明のLED照明装置によれば、定電流回路のプラス側入力端子とマイナス側入力端子の間で生じた電圧降下の電位が検出され、これが、予め設定された電圧(例えば、LEDアレイの定格電流に応じた基準電圧)と比較されて、その基準電圧に維持されるように、主回路を流れる電流が電流制御素子でコントロールされる。 According to the LED lighting device of the present invention, the potential of the voltage drop generated between the positive side input terminal and the negative side input terminal of the constant current circuit is detected, and this is set to a preset voltage (for example, the rating of the LED array). The current flowing through the main circuit is controlled by the current control element so that the reference voltage is maintained at that reference voltage.
点灯時は、主回路に、LEDアレイの閾値電圧以上の電源電圧を印加すると、LEDアレイが点灯すると同時に、主回路を流れる電流により電流検出抵抗で電圧降下が生じる。
電圧降下を検出する定電流回路のプラス側入力端子はバイパス回路の電流制限抵抗を介して電流検出抵抗のプラス側に接続されているが、点灯時はバイパス回路が遮断されており、主回路の電流は電流制限抵抗には流れないので、電流検出抵抗で生じた電圧降下の電位のみが定電流回路で検出され、これが基準電圧と比較されることとなる。
その結果、検出電位が一定に維持されるように、主回路を流れる電流がコントロールされ、LEDアレイを流れる電流が定格電流に維持される。
At the time of lighting, when a power supply voltage equal to or higher than the threshold voltage of the LED array is applied to the main circuit, the LED array is turned on, and at the same time, a voltage drop occurs in the current detection resistor due to the current flowing through the main circuit.
The positive side input terminal of the constant current circuit that detects the voltage drop is connected to the positive side of the current detection resistor through the current limiting resistor of the bypass circuit. Since no current flows through the current limiting resistor, only the potential of the voltage drop caused by the current detection resistor is detected by the constant current circuit, and this is compared with the reference voltage.
As a result, the current flowing through the main circuit is controlled so that the detection potential is maintained constant, and the current flowing through the LED array is maintained at the rated current.
一方、消灯時は、スイッチング素子が導通されて主回路を流れる電流の一部がバイパス回路にも流れるので、電流制限抵抗及び電流検出抵抗の双方で電圧降下を生じ、定電流回路では各電圧降下の電位の和が検出され、これが基準電圧と比較されることとなる。
検出電位は点灯時よりも高くなるので、これを低下させるように電流制御素子が働き、その結果、点灯電流より低い消灯電流がバイパス回路に流れ、このとき、主回路には消灯電流に応じた消灯電圧が印加される。
したがって、消灯電圧がLEDアレイの閾値電圧より低くなるように電流制限抵抗の抵抗値を設定しておけば、LEDアレイを消灯させることができる。
On the other hand, when the light is turned off, a part of the current flowing through the main circuit flows through the bypass circuit when the switching element is turned on, so that a voltage drop occurs in both the current limiting resistor and the current detection resistor. Is detected and compared with a reference voltage.
Since the detection potential becomes higher than that during lighting, the current control element works to lower this, and as a result, a turn-off current lower than the turn-on current flows to the bypass circuit. At this time, the main circuit responds to the turn-off current. A turn-off voltage is applied.
Therefore, if the resistance value of the current limiting resistor is set so that the extinguishing voltage is lower than the threshold voltage of the LED array, the LED array can be extinguished.
このとき、比較すべき基準電圧は、点灯時と消灯時で切り換える必要がなく、一定に維持しておけばよいので、制御を単純化することができる。
また、LEDアレイの両側には閾値電圧より低い消灯電圧が印加されているため、LEDアレイを点灯させるために、スイッチング素子を遮断したときのLEDアレイの立上時間が短縮されるというメリットがある。
さらに、消灯時は電流がバイパス回路を流れるので、LEDアレイには流れず、その結果、LEDアレイの発熱が抑えられるというメリットがある。
At this time, it is not necessary to switch the reference voltage to be compared between when it is turned on and when it is turned off, and it is only necessary to keep it constant, so that the control can be simplified.
In addition, since the extinguishing voltage lower than the threshold voltage is applied to both sides of the LED array, there is a merit that the rise time of the LED array when the switching element is cut off to light the LED array is shortened .
Furthermore, since the current flows through the bypass circuit when the light is turned off, it does not flow to the LED array. As a result, there is an advantage that heat generation of the LED array can be suppressed.
本発明では、パルス制御でLEDを点滅させる場合も、極めて簡単な制御で、点灯時にはその立上時間を短縮させることができると同時に、LEDの消灯時にはLEDに電流を一切流さず、また、定電流回路で生ずる発熱量を抑えるという目的を達成するために、直流の電源電圧が印加される主回路に、電流制御素子、LEDアレイ及び電流検出抵抗が直列に配され、電流検出抵抗で検出された電流が一定に維持されるように電流制御素子をコントロールする定電流回路が設けられたLED照明装置において、
LEDアレイに対して並列に接続されたバイパス回路に、消灯時に導通するスイッチング素子と、消灯時に流れる電流を制限する電流制限抵抗が直列に接続され、
定電流回路は、電流を検出するプラス側入力端子を電流制限抵抗を介して電流検出抵抗のプラス側に接続すると共に、マイナス側入力端子を電流検出抵抗のグランド側に接続した。
In the present invention, even when the LED is blinked by pulse control, the startup time can be shortened when the LED is turned on, and at the same time, no current is supplied to the LED when the LED is turned off. In order to achieve the purpose of suppressing the amount of heat generated in the current circuit, a current control element, an LED array, and a current detection resistor are arranged in series in the main circuit to which a DC power supply voltage is applied, and are detected by the current detection resistor. In the LED lighting device provided with a constant current circuit for controlling the current control element so that the current is kept constant,
The bypass circuit connected in parallel to the LED array is connected in series with a switching element that conducts when the light is turned off and a current limiting resistor that restricts the current that flows when the light is turned off.
In the constant current circuit, the positive input terminal for detecting current is connected to the positive side of the current detection resistor via the current limiting resistor, and the negative input terminal is connected to the ground side of the current detection resistor.
図1は、本発明に係るLED照明装置1を示す回路図であって、一端が直流電源2に接続されると共に他端がグランドGに接続された主回路3に、電流制御素子4、LEDアレイ5及び電流検出抵抗RSが直列に配され、当該電流検出抵抗RSで検出された電流が一定に維持されるように前記電流制御素子4をコントロールする定電流回路6が配されている。
前記直流電源2の電源電圧VCは、LEDアレイ5の閾値電圧より高い所定の値に設定されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an
The power supply voltage VC of the
主回路3には、LEDアレイ5と並列にバイパス回路7が形成されており、当該バイパス回路7には、消灯時に導通されるFETなどのスイッチング素子8と、ダイオード9と、消灯時にバイパス回路7に流れる電流を制限する電流制限抵抗RLが直列に接続されている。
スイッチング素子8のゲートには、LEDアレイ5をパルス制御で点滅させるパルスジェネレータ10が接続されている。
これにより、パルスジェネレータ10からのパルス信号がローレベルにあるときはスイッチング素子8が遮断されて主回路3のみが導通されてLEDアレイ5が点灯し、ハイレベルにあるときはスイッチング素子8が遮断されてバイパス回路7に電流が流れるので、後述するようにLEDアレイ5は消灯される。
A bypass circuit 7 is formed in the
A
As a result, when the pulse signal from the
定電流回路6は、電流を検出するプラス側及びマイナス側入力端子6P及び6Mを備え、プラス側入力端子6Pが電流制限抵抗RLを介して電流検出抵抗RSのプラス側に接続されると共に、マイナス側入力端子6Mが電流検出抵抗RSのグランド側に接続されている。
すなわち、バイパス回路7に電流が流れないときは、主回路3を流れる電流により電流検出抵抗RSで生じた電圧降下の電位が検出され、バイパス回路7に電流が流れたときは、電流制限抵抗RLと電流検出抵抗RSの双方で生じた電圧降下の電位の和が検出されることになる。
The constant
That is, when no current flows in the bypass circuit 7, the potential of the voltage drop generated in the current detection resistor RS is detected by the current flowing in the
また、定電流回路6は、プラス側及びマイナス側入力端子6P,6Mから入力された検出信号を所定の増幅率に増幅する差動アンプ11が設けられると共に、その出力電圧V1と、基準電圧発生器12から出力される基準電圧V0とを比較する比較器13が設けられている。
比較器13では、差動アンプ11の出力電圧V1と基準電圧V0の差が制御信号として電流制御素子4のゲートに出力され、その制御信号に応じて主回路3を流れる電流が調整されるようになっている。
これにより、差動アンプ11の出力電圧V1が基準電圧V0に等しくなるように、すなわち、主回路3を流れる電流により電流検出抵抗RSで生じた電圧降下の電位、あるいは、バイパス回路7を流れる電流により電流制限抵抗RL及び電流検出抵抗RSの双方で生じた電圧降下の電位の和が、所定の電圧になるようにコントロールされることになる。
The constant
In the
As a result, the output voltage V 1 of the
ここで、例えば、次式が成り立つように電流制限抵抗RLを設定すれば、スイッチング素子8を導通/遮断させたときに、定電流回路6の動作によりLEDアレイ5が点灯/消灯する。
RS/(RS+RL)≒Ioff/Ion
RS :電流検出抵抗
RL :電流制限抵抗
Ioff:消灯電流≪LEDアレイ5の点灯開始電流
Ion :LEDアレイ5の点灯電流(定格電流)
本例では、 RS =0.1Ω
RL =22Ω
Ioff=11mA
Ion =2.5A(定格電流)
に設定され、差動アンプ11の増幅率は10倍、基準電圧発生器12から出力される基準電圧V0=2.5Vに設定されている。
Here, for example, if the current limiting resistor RL is set so that the following equation is established, the
R S / (R S + R L ) ≈Ioff / Ion
R S : current detection resistor
R L : current limiting resistor
Ioff: Light-off current << Lighting start current of the
Ion:
In this example, R S = 0.1Ω
R L = 22Ω
Ioff = 11mA
Ion = 2.5A (rated current)
The amplification factor of the
なお、本例では、LEDアレイ5と電流検出抵抗RSが配された照明ヘッドHが、主回路3を介してLEDアレイ5に電力を供給する電源装置Sに対して、ケーブルまたはコネクタ(図示せず)を介して着脱可能に接続されている。
そして、電源装置Sに、前記定電流回路6や、バイパス回路7を構成するスイッチング素子8及び電流制限抵抗4などが配されてなる。
In this example, the lighting head H in which the
The power supply device S is provided with the constant
以上が本発明のLED照明装置1の一構成例であって、次にその作用について、説明する。
パルスジェネレータ10からスイッチング素子8のゲートに入力されたパルス信号がローレベルにあるときはそのスイッチング素子8によりバイパス回路7が遮断されるので主回路3のみが導通され、ハイレベルにあるときはスイッチング素子8によりバイパス回路7が導通され、これが交互に繰り返される。
The above is one configuration example of the
When the pulse signal input from the
バイパス回路7が遮断されたときは、図2に示すように主回路3に電流が流れ、その電流をIonとすると、定電流回路6の差動アンプ11に入力される検出電圧Vonは、電流検出抵抗Rsで生じる電圧降下に等しく、Von=Ion×Rsとなる。
また、差動アンプ11で10倍に増幅された電位V1が、基準電位V0と等しくなった時点で安定するから、
V0=V1=10×Von=10×Ion×Rs
となり、これより、点灯電流Ion=2.5Aに維持され、これはLEDアレイ5の定格電流に等しいので、LEDアレイ5が一定の輝度で点灯する。
When the bypass circuit 7 is interrupted, a current flows through the
In addition, since the potential V 1 amplified 10 times by the
V 0 = V 1 = 10 × Von = 10 × Ion × Rs
Thus, the lighting current Ion is maintained at 2.5A, which is equal to the rated current of the
次いで、図3に示すように、バイパス回路7が導通されたときに流れる電流をIoffとすると、定電流回路6の差動アンプ11に入力される検出電圧Voffは、電流検出抵抗Rs及び電流制限抵抗RLで生じる電圧降下の電位の和に等しく、
Voff=Ioff×(RS+RL)となる。
また、差動アンプ11で10倍に増幅された電位V1が、基準電位V0と等しくなった時点で安定するから、
V0=V1=10×Voff=10×Ioff×(RS+RL)
となり、これより、Ioff≒11mAとなる。
このとき、Voff≒0.25Vとなり、この電圧は、バイパス回路7のプラス側分岐点PとグランドGに印加される電圧に等しく、LEDアレイ5の閾値電圧よりはるかに小さいので、主回路3には電流が流れず、したがって、LEDアレイ5は消灯される。
Next, as shown in FIG. 3, when the current that flows when the bypass circuit 7 is turned on is Ioff, the detection voltage Voff that is input to the
Voff = Ioff × (R S + R L ).
In addition, since the potential V 1 amplified 10 times by the
V 0 = V 1 = 10 × Voff = 10 × Ioff × (R S + R L )
Thus, Ioff≈11 mA.
At this time, Voff≈0.25 V, and this voltage is equal to the voltage applied to the plus side branch point P of the bypass circuit 7 and the ground G, and is much smaller than the threshold voltage of the
このように、スイッチング素子8をパルス制御してバイパス回路を導通/遮断させることにより、電圧降下を生じる抵抗が変化するので、これを一定の基準電圧V0と比較することにより、主回路3及びバイパス回路7を流れる電流コントロールすることができる。
このとき、消灯電流Ioffは、電流制限抵抗RLにより十分に低く抑えることができるので、定電流回路6での消灯時の消費電力を点灯時の消費電力より低減させることができる。したがって、消灯時の発熱量が抑えられ、無駄なエネルギー消費が抑えられる。
In this way, the resistance that causes a voltage drop is changed by pulse-controlling the
At this time, the turn-off current Ioff can be suppressed sufficiently low by the current limiting resistor RL, so that the power consumption during turn-off in the constant
また、消灯時には、LEDアレイ5の両端には消灯電圧Voffが印加されているため、LEDアレイ5を点灯させるためにスイッチング素子8が遮断されたときに、消灯電圧Voffから閾値電圧まで昇圧する時間で点灯される。
したがって、電圧0から昇圧する場合に比して、電圧0から消灯電圧Voffまでの昇圧に要する時間分が短縮されるので、立上時間を短くすることができ、パルス制御でLEDを点滅させる場合の高速応答性に優れる。
Further, since the extinguishing voltage Voff is applied to both ends of the
Accordingly, since the time required for boosting from the
本発明は、本発明は、製品検査用画像処理装置に用いられる照明装置のような高速応答性を要求されるLED照明の用途に適用できる。 The present invention can be applied to the use of LED lighting that requires high-speed response, such as a lighting device used in an image processing apparatus for product inspection.
1 LED照明装置
2 直流電源
G グランド
3 主回路
4 電流制御素子
5 LEDアレイ
RS 電流検出抵抗
RL 電流制限抵抗
6 定電流回路
6P プラス側入力端子
6M マイナス側入力端子
7 バイパス回路
8 スイッチング素子
10 パルスジェネレータ
11 差動アンプ
13 比較器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記LEDアレイに対して並列に接続されたバイパス回路に、当該回路を導通/遮断するスイッチング素子と、導通時に当該回路に流れる電流を制限する電流制限抵抗が直列に接続され、
前記定電流回路は、電流を検出するプラス側入力端子が前記電流制限抵抗を介して電流検出抵抗のプラス側に接続され、マイナス側入力端子が電流検出抵抗のグランド側に接続されると共に、
前記電流制限抵抗の抵抗値は、スイッチング素子の導通時に前記バイパス回路と前記主回路との分岐点に印加される電圧が前記LEDアレイの閾値電圧より低くなる値に設定されたことを特徴とするLED照明装置。 A current control element, an LED array, and a current detection resistor are arranged in series in a main circuit to which a DC power supply voltage is applied, and the current control is performed so that the current detected by the current detection resistor is kept constant during lighting. In the LED lighting device provided with a constant current circuit for controlling the element,
The bypass circuit connected in parallel to the LED array is connected in series with a switching element that conducts / cuts off the circuit and a current limiting resistor that restricts a current flowing through the circuit when conducting ,
The constant current circuit is connected to the positive side of the current detection resistor positive input terminal for detecting the current through the current limiting resistor, minus-side input terminal connected to the ground side of the current detection resistor Rutotomoni ,
The resistance value of the current limiting resistor is set such that a voltage applied to a branch point between the bypass circuit and the main circuit when a switching element is turned on is lower than a threshold voltage of the LED array. LED lighting device.
The constant current circuit includes a differential amplifier that amplifies the detection potential input from the positive and negative input terminals at a predetermined amplification factor, and compares the output of the differential amplifier with a preset reference voltage. 2. The LED lighting device according to claim 1, further comprising: a comparator that maintains a constant value, wherein an output signal of the comparator is input to the current control element to adjust a current flowing through the main circuit.
An illumination head provided with the LED array and a current detection resistor, and a power supply device that supplies power to the LED array via the main circuit, the illumination head being detachably connected to the power supply device, and The LED lighting device according to claim 1, wherein a switching element and a current limiting resistor constituting the bypass circuit and the constant current circuit are arranged in the power supply device.
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