JP5707564B2 - Ｌｅｄ点灯装置、ｌｅｄ点灯装置を備える照明器具およびｌｅｄ点灯装置を備える照明システム - Google Patents

Description

本発明は、商用電源から電力をＬＥＤユニットに供給するＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムに関する。

従来より、入力電源を同一とする回路内に機能が異なる２つ以上の機能ブロックおよびその制御回路を有するＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００９−１０５０１６号公報（図１、請求項１） 特開２０１０−０９２７７６号公報（図１、請求項１）

ところが、前述した特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムは、機能ブロックを同一の制御電源回路の出力電圧により起動させる場合、制御回路毎に起動電圧により起動する順番が決まり、過渡的に期待外動作が発生する。
従って、前述した特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムは、過渡的に発生する部品ストレスおよび動作異常が起こる。

ところで、このような課題を解決するために、制御電源電圧Ｖｃｃを生成する制御電源回路と電源電圧の印加を検知する通電検知回路とを備え、通電検知回路により通電が検知されたら、昇圧チョッパ回路および降圧チョッパ回路に同時に制御電源電圧Ｖｃｃを供給するＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムが提案されている。
しかし、このような従来のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムは、前述した特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムと同様に、起動順序が確定されていないために、過渡的に期待外動作が発生する。

従って、このような従来のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムは、前述した特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムと同様に、過渡的に発生する部品ストレスおよび動作異常が起こる。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、過渡的に発生する部品ストレスおよび動作異常を解消できるＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置は、入力交流電源を同一とする回路内に、第１機能ブロックおよび第２機能ブロックを備え、各機能ブロックは制御回路を備え、各機能ブロックにおける制御回路を、同一の制御電源電圧生成回路が生成する制御電源電圧により起動させるＬＥＤ点灯装置において、第１機能ブロックは、入力交流電源の交流電圧のピーク値よりも昇圧された直流平滑電圧を生成し、第２機能ブロックは、第１機能ブロックの出力電圧を降圧し、または間欠的な電圧に変換し、降圧された、または変換された電圧を、負荷となるＬＥＤに供給して点灯させ、制御電源電圧生成回路は、第１機能ブロックの制御回路に制御電源電圧を供給し、第１機能ブロックの出力電圧が入力交流電源の交流電圧のピーク値を超えたことが検出されると、第２機能ブロックの制御回路への制御電源電圧の供給を開始する。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置は、第１機能ブロックは、第２機能ブロックよりも、入力交流電源の近くに配置されている。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置は、第２機能ブロックの制御回路への制御電源電圧の供給を開始する際の閾値が、第１機能ブロックの出力電圧の範囲である２８２Ｖ以上かつ４００Ｖ以下に設定される。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置は、第１機能ブロックは昇圧チョッパ回路であり、第２機能ブロックは降圧チョッパ回路である。

本発明に係る照明器具は、ＬＥＤ点灯装置を備える。

本発明に係る照明システムは、ＬＥＤ点灯装置を備える。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムによれば、過渡的に発生する部品ストレスおよび動作異常を解消できるという効果を奏する。

本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおける照明器具の回路図 図１の照明器具におけるＬＥＤ点灯装置の動作を説明するタイミングチャート

以下、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムについて、図面を用いて説明する。
なお、ＬＥＤ点灯装置を備える照明システムはＬＥＤ点灯装置を備える照明器具に置き換えた。

図１に本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおける照明器具の回路図を示す。
図１に示すように、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおいて照明器具１は、交流電源２に接続されるＬＥＤ点灯装置１０と、ＬＥＤユニット３とから構成される。

ＬＥＤ点灯装置１０は、ダイオードブリッジＤＢと、単一の入力電源を有する第１機能ブロックである昇圧チョッパ回路１１と、昇圧チョッパ回路１１と同一の入力電源を有する第２機能ブロックである降圧チョッパ回路１２と、昇圧チョッパ回路１１用の昇圧チョッパ制御回路１３と、降圧チョッパ回路１２用の降圧チョッパ制御回路１４と、単一の制御電源電圧生成回路１５とから構成される。

昇圧チョッパ回路１１は、入力電源側に配置されており、インダクタンスであるコイルＬ１と、Ｎチャネル型のスイッチング素子Ｑ１と、コンデンサＣ１と、ダイオードＤ１と、電解コンデンサＣ２と、昇圧チョッパ制御回路１３とからなる。
コイルＬ１は一端がダイオードブリッジＤＢの＋側電源に接続され、他端がダイオードＤ１のアノードに接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ドレーンが昇圧チョッパ制御回路１３に接続されている。
昇圧チョッパ回路１１は、交流電圧を電源とし、回路内に交流電圧のピーク値より昇圧した直流平滑電圧を一旦生成する。

降圧チョッパ回路１２は、昇圧チョッパ回路１１の下流側に配置されており、ダイオードＤ２と、電解コンデンサＣ３と、インダクタンスであるコイルＬ２と、Ｎチャネル型のスイッチング素子Ｑ２と、降圧チョッパ制御回路１４とからなる。
コイルＬ２は一端がダイオードＤ２を介して＋側電源に接続され、他端がＬＥＤユニット３に有するＬＥＤチップ４のカソードに接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、ドレーンが降圧チョッパ制御回路１４に接続されている。
降圧チョッパ回路１２は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧を降圧または間欠的な電圧に変換してその出力電圧を負荷となるＬＥＤユニット３に供給して点灯させる。

制御電源電圧生成回路１５は、昇圧チョッパ制御回路１３および降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧の供給を段階的に行い、先に制御電源電圧の供給を受けた昇圧チョッパ制御回路１３が起動したことを検出して、降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧の供給を開始する。そのため、制御電源電圧生成回路１５は、昇圧チョッパ回路１１から降圧チョッパ回路１２の順に制御電源電圧を供給する順序が設定されている。

制御電源電圧生成回路１５は、昇圧チョッパ回路１１の昇圧チョッパ制御回路１３へ制御電源電圧を供給した後に、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧が電源とした交流電圧のピーク値を超えたことを検出して降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４へ制御電源電圧を供給する。このとき、降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧の供給を開始する際の閾値は、昇圧チョッパ制御回路１３の出力電圧の、例えば２８２Ｖ以上かつ４００Ｖ以下に設定される。

図２にＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明するタイミングチャートを示す。
図２に示すように、時点Ｔ１において電源が投入されると、時点Ｔ２において昇圧チョッパ制御回路１３に制御電源電圧Ｖｃｃ１が供給されるために昇圧チョッパ回路１１が動作を開始する。
時点Ｔ２において昇圧チョッパ回路１１が動作を開始するために、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１が上昇し始める。

このとき、制御電源電圧生成回路１５により昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１が電源とした交流電圧のピーク値を超えたことが検出される。
時点Ｔ２の以後の時点Ｔ３において、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１が安定化し、降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４へ制御電源電圧Ｖｃｃ２が供給される。

そして、時点Ｔ３の以後の時点Ｔ４において、降圧チョッパ回路１２の出力電圧Ｖｄｃ２が安定化する。
以後、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１と、降圧チョッパ回路１２の出力電圧Ｖｄｃ２とが安定的に出力されることになる。

以上、説明した本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおいてＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路１１の昇圧チョッパ制御回路１３へ制御電源電圧Ｖｃｃ１を供給した後、昇圧チョッパ制御回路１３が起動したことを検出して、降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧Ｖｃｃ２の供給を開始する。
従って、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、過渡的に発生する部品ストレスおよび動作異常を解消できる。

また、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、制御電源電圧Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２の供給順序が、昇圧チョッパ回路１１の昇圧チョッパ制御回路１３から降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４の順になされる。
従って、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、起動順序が確定されることにより過渡的な期待外動作を確実に防止できる。

そして、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路１１の昇圧チョッパ制御回路１３へ制御電源電圧Ｖｃｃ１を供給した後、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１が電源とした交流電圧のピーク値を超えたことを検出して降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４へ制御電源電圧Ｖｃｃ２を供給する。
従って、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路１１および降圧チョッパ回路１２により安定的な出力を保障できる。

さらに、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧Ｖｃｃ２の供給を開始する際の閾値が昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１の２８２Ｖ以上かつ４００Ｖ以下に設定される。
なお、安定時の出力電圧Ｖｄｃ１は４００Ｖ以上である。

従って、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃ１が安定している２８２Ｖ以上かつ４００Ｖ以下の広い範囲を検出に用いることができる。

加えて、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路１１の昇圧チョッパ制御回路１３へ制御電源電圧Ｖｃｃ１を供給した後、昇圧チョッパ回路１１が起動したことを検出してから、降圧チョッパ制御回路１４への制御電源電圧Ｖｃｃ２の供給を開始する。

従って、本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおけるＬＥＤ点灯装置１０は、回路変更を伴わずに既存の昇圧チョッパ回路１１および降圧チョッパ回路１２を適用できる。

本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおける照明器具１は、起動順序が確定されることにより過渡的な期待外動作を確実に防止できるＬＥＤ点灯装置１０を備えた照明器具１を提供できる。

本発明に係る一実施形態のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムにおける照明システムは、起動順序が確定されることにより過渡的な期待外動作を確実に防止できる照明システムを提供できる。

なお、本発明のＬＥＤ点灯装置、ＬＥＤ点灯装置を備える照明器具およびＬＥＤ点灯装置を備える照明システムは、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

１ 照明器具（照明システム）
３ ＬＥＤユニット（ＬＥＤ）
１０ ＬＥＤ点灯装置
１１ 昇圧チョッパ回路（第１機能ブロック，機能ブロック)
１２ 降圧チョッパ回路（第２機能ブロック，機能ブロック）
１３ 昇圧チョッパ制御回路（制御回路）
１４ 降圧チョッパ制御回路（制御回路）

Claims (6)

1. 入力交流電源を同一とする回路内に、第１機能ブロックおよび第２機能ブロックを備え、前記各機能ブロックは制御回路を備え、前記各機能ブロックにおける前記制御回路を、同一の制御電源電圧生成回路が生成する制御電源電圧により起動させるＬＥＤ点灯装置において、
   前記第１機能ブロックは、前記入力交流電源の交流電圧のピーク値よりも昇圧された直流平滑電圧を生成し、
   前記第２機能ブロックは、前記第１機能ブロックの出力電圧を降圧し、または間欠的な電圧に変換し、降圧された、または変換された電圧を、負荷となるＬＥＤに供給して点灯させ、
   前記制御電源電圧生成回路は、前記第１機能ブロックの前記制御回路に前記制御電源電圧を供給し、前記第１機能ブロックの出力電圧が前記入力交流電源の交流電圧のピーク値を超えたことが検出されると、前記第２機能ブロックの前記制御回路への前記制御電源電圧の供給を開始するＬＥＤ点灯装置。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置において、
   前記第１機能ブロックは、前記第２機能ブロックよりも、前記入力交流電源の近くに配置されているＬＥＤ点灯装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置において、
   前記第２機能ブロックの制御回路への制御電源電圧の供給を開始する際の閾値が、前記第１機能ブロックの出力電圧の範囲である２８２Ｖ以上かつ４００Ｖ以下に設定されるＬＥＤ点灯装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置において、
   前記第１機能ブロックは昇圧チョッパ回路であり、前記第２機能ブロックは降圧チョッパ回路であるＬＥＤ点灯装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置を備える照明器具。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置を備える照明システム。

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