JP6038226B2 - Lighting device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、点灯装置及び照明装置に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオード点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a lighting device. The present invention particularly relates to a light emitting diode lighting device.
近年、省エネ性の観点から、発光ダイオードによる照明が注目されている。発光ダイオードは従来の蛍光灯とは異なり、発光ダイオード素子の接続数で様々な種類の出力の器具を設計することが可能となる。発光ダイオード素子の接続方式としては、現在、直列接続が主流となっており、1つの発光ダイオード素子がオープン故障すると、直列接続された全ての発光ダイオード素子が消灯する。この問題を回避するために、直列に接続される発光ダイオード素子に並列にバイパス回路を構成し、発光ダイオード素子がオープン故障した場合には、故障した発光ダイオード素子の両端をバイパス回路により短絡状態にすることで、他の発光ダイオード素子を消灯させずに点灯を継続させる技術がある(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, light-emitting diode illumination has attracted attention from the viewpoint of energy saving. Unlike conventional fluorescent lamps, light emitting diodes can be designed with various types of outputs depending on the number of connected light emitting diode elements. As a connection method of light emitting diode elements, serial connection is currently the mainstream, and when one light emitting diode element has an open failure, all the light emitting diode elements connected in series are turned off. In order to avoid this problem, a bypass circuit is configured in parallel with the light emitting diode elements connected in series, and when the light emitting diode element has an open failure, both ends of the failed light emitting diode element are short-circuited by the bypass circuit. Thus, there is a technique for continuing lighting without turning off other light emitting diode elements (see, for example, Patent Document 1).
発光ダイオード照明は従来の蛍光ランプと異なり、出力(発光ダイオード素子の組み合わせ数)がJIS等の規格で規定されることなく、様々な種類が存在する。しかし、発光ダイオードの出力にそれぞれ合わせた発光ダイオード点灯装置を設計することは多大な時間と投資を必要とし、現実的には不可能である。 Unlike conventional fluorescent lamps, there are various types of light-emitting diode illumination without the output (the number of combinations of light-emitting diode elements) being defined by standards such as JIS. However, designing a light-emitting diode lighting device in accordance with the output of each light-emitting diode requires a lot of time and investment, and is practically impossible.
例えば、特許文献1では、直列接続された発光ダイオード素子のうち、1つの発光ダイオード素子がオープン故障した場合においても点灯を継続するための技術が示されている。しかしながら、点灯装置と、点灯装置の許容する数以外の数の発光ダイオード素子との組み合わせについて考慮されていない。したがって、許容されている数より多くの発光ダイオード素子が点灯装置に接続された場合、点灯装置の回路を構成する電子部品に過大な負荷がかかり、点灯装置が故障するおそれがあるという課題があった。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for continuing lighting even when one of the light emitting diode elements connected in series has an open failure. However, the combination of the lighting device and the number of light emitting diode elements other than the number allowed by the lighting device is not considered. Therefore, when more light-emitting diode elements than the allowable number are connected to the lighting device, there is a problem that an excessive load is applied to the electronic components constituting the circuit of the lighting device and the lighting device may break down. It was.
本発明は、例えば、許容されていない数の発光素子が点灯装置に接続された場合等、発光素子の異常時に点灯装置の回路を保護することを目的とする。 An object of the present invention is to protect a circuit of a lighting device when a light emitting element is abnormal, for example, when an unacceptable number of light emitting elements are connected to the lighting device.
本発明の一の態様に係る点灯装置は、
n2を1以上の整数として、点灯中の1個当たりの電圧降下の量が所定の量であり、直列に接続された発光素子を最小でn2個点灯させる点灯回路と、
前記発光素子による電圧降下の量を測定する測定回路と、
下限基準値を前記所定の量をn2倍した値以下の値として、n2個より1個でも少ない個数の前記発光素子が前記点灯回路に接続されると、前記測定回路により測定された電圧降下の量が前記下限基準値を下回っていると判定し、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる判定回路とを備える。
A lighting device according to one aspect of the present invention includes:
a lighting circuit for lighting a minimum of n2 light emitting elements connected in series, wherein n2 is an integer equal to or greater than 1, and the amount of voltage drop during lighting is a predetermined amount;
A measurement circuit for measuring the amount of voltage drop due to the light emitting element;
When the lower limit reference value is set to a value equal to or less than n2 times the predetermined amount, and at least one light emitting element less than n2 is connected to the lighting circuit, the voltage drop measured by the measuring circuit is reduced. A determination circuit that determines that the amount is below the lower limit reference value and controls the lighting circuit to turn off or dimm the light emitting element.
本発明の一の態様によれば、点灯装置が、直列に接続された発光素子による電圧降下の量が予め設定された下限基準値を下回っている場合、点灯回路を制御して発光素子を消灯又は減光させるため、許容されていない数の発光素子が点灯装置に接続された場合等、発光素子の異常時に点灯装置の回路を保護することができる。 According to one aspect of the present invention, the lighting device controls the lighting circuit to turn off the light emitting element when the amount of voltage drop due to the light emitting elements connected in series is below the preset lower limit reference value. Alternatively, since the light is dimmed, the circuit of the lighting device can be protected when the light emitting element is abnormal, such as when an unacceptable number of light emitting elements are connected to the lighting device.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る照明装置100の回路図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram of
図1において、照明装置100は、発光ダイオード点灯装置10(点灯装置の例)、LED実装基板90を備える。また、照明装置100は、発光ダイオード点灯装置10を固定する固定具(図示していない)を備える。発光ダイオード点灯装置10は、電源整流回路11、アクティブフィルタ回路12、インバータ回路13、負荷回路14、インバータ制御回路15、判定回路20、電圧検出回路21(測定回路の例)を備える。LED実装基板90は、発光ダイオード点灯装置10により点灯状態が制御される複数の発光ダイオード素子91A〜91D(発光素子の例)を直列に実装したものである。なお、図1では、4個の発光ダイオード素子91A〜91DがLED実装基板90に実装されているが、LED実装基板90には、これ以外の数の発光ダイオード素子を実装することができる。また、ここでは、発光ダイオード素子91A〜91Dが全て同じ種類の発光ダイオード素子(電圧降下の量が同じ発光ダイオード素子)であるものとするが、それぞれ異なる種類の発光ダイオード素子(電圧降下の量が異なる発光ダイオード素子)であってもよい。
In FIG. 1, the
電源整流回路11は、ノイズフィルタ(図示していない)とダイオードブリッジで構成されており、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う。アクティブフィルタ回路12は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源整流回路11で整流された電源電圧を所定の直流電圧に昇圧するとともに、入力電流波形を整形して力率及び高調波を改善する。
The power
インバータ回路13、負荷回路14、インバータ制御回路15は、直列に接続された発光ダイオード素子91A〜91Dに電圧を印加して発光ダイオード素子91A〜91Dを点灯させる点灯回路30を構成している。インバータ回路13は、インバータ制御回路15から出力される逆極性の電圧でスイッチング素子Q1,Q2(例えば、FET)を交互にスイッチングすることにより、アクティブフィルタ回路12で昇圧された直流電圧を高周波交流電圧に変換する。負荷回路14は、インダクタL1、コンデンサC1,C2、整流回路16で構成されている。コンデンサC1は結合コンデンサである。整流回路16は、ダイオードD1〜D4とコンデンサC3で構成されており、直列に接続された発光ダイオード素子91A〜91Dに直流電流を流して発光ダイオード素子91A〜91Dを点灯させる。コンデンサC3は発光ダイオード素子91A〜91Dに流す電流のリップルを取り除くための平滑コンデンサである。負荷回路14は、インバータ回路13の動作周波数でインダクタL1とコンデンサC2の共振を変化させることにより、発光ダイオード素子91A〜91Dに流れる電流を調整して発光ダイオード素子91A〜91Dを調光させる。インバータ制御回路15は、インバータ回路13の動作周波数を制御する。
The
電圧検出回路21は、抵抗R1,R2とコンデンサC4で構成されており、直列に接続された発光ダイオード素子91A〜91D全ての電圧降下の総和を検出し、検出値を示す電圧を判定回路20に入力する。つまり、電圧検出回路21は、発光ダイオード素子91A〜91Dによる電圧降下の量を測定し、測定した電圧降下の量を判定回路20に伝達する。
The
判定回路20は、電圧検出回路21から入力される電圧を、予め定められた上限基準値V1及び下限基準値V2と比較する。電圧が上限基準値V1以上、若しくは、下限基準値V2以下の場合、判定回路20は、インバータ回路13を停止して発光ダイオード素子91A〜91Dを消灯させる。あるいは、判定回路20は、インバータ制御回路15によってインバータ回路13の動作周波数を上昇させて発光ダイオード素子91A〜91Dに流れる電流を低減させる。負荷回路14には共振回路を用いており、インバータ回路13の動作周波数を上昇させると負荷回路14の共振が弱まるため、発光ダイオード素子91A〜91Dの出力が低下する。つまり、発光ダイオード素子91A〜91Dが減光する。このように、判定回路20は、電圧検出回路21により測定された電圧降下の量(ここでは、電圧検出回路21から入力される電圧)が予め設定された上限基準値V1を超えているかどうかを判定し、上限基準値V1を超えていると判定した場合、点灯回路30を制御して発光ダイオード素子91A〜91Dを消灯又は減光させる。また、判定回路20は、電圧検出回路21により測定された電圧降下の量(ここでは、電圧検出回路21から入力される電圧)が予め設定された下限基準値V2を下回っているかどうかを判定し、下限基準値V2を下回っていると判定した場合、点灯回路30を制御して発光ダイオード素子91A〜91Dを消灯又は減光させる。
The
ここで、発光ダイオード素子91A〜91Dの出力(明るさ)は、同じ発光ダイオード素子を用いた場合、電流に比例する。したがって、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらず明るさを一定にするためには、点灯回路30を定電流回路にすればよい。図1に示す回路方式においては、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらずインバータ回路13の動作周波数を一定にすればよい。図1に示す回路方式以外の回路方式、例えば、ダウンコンバータ方式においても、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらず電流を一定にすればよい。
Here, the output (brightness) of the light
照明装置100において発光ダイオード素子91A〜91Dのいずれかがオープン故障した場合、インダクタL1及びコンデンサC2による共振が強くなる。このため、LED実装基板90の両端の電圧が非常に大きくなり、回路が故障する可能性がある。したがって、電圧検出回路21から判定回路20に入力される電圧が前述した上限基準値V1を超えた場合には、インバータ回路13を停止するか、若しくは、インバータ回路13の動作周波数を上昇させることが必要となる。LED実装基板90が取り外された場合も同様である。
When any of the light emitting
また、発光ダイオード素子91A〜91Dの全てが短絡故障した場合、回路に過電流が流れ続け発熱故障をする可能性がある。したがって、電圧検出回路21から判定回路20に入力される電圧が前述した下限基準値V2を下回った場合にも、インバータ回路13を停止するか、若しくは、インバータ回路13の動作周波数を上昇させることが必要となる。
In addition, when all of the light emitting
図1に示す回路方式以外の回路方式、例えば、ダウンコンバータ方式においても、上記と同様の保護回路(保護機構)が必要となる。 A circuit system other than the circuit system shown in FIG. 1, for example, a down converter system, requires a protection circuit (protection mechanism) similar to the above.
図2は、発光ダイオード点灯装置10に接続可能(点灯可能)な発光ダイオード素子の数と、上限基準値V1及び下限基準値V2を示した図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the number of light-emitting diode elements that can be connected (lighted) to the light-emitting
図2において、グラフの縦軸は電圧検出回路21の検出電圧Va、横軸はLED実装基板90で直列に接続した発光ダイオード素子の数を示している。例えば、図1に示した発光ダイオード素子91A〜91Dの1素子当たりの電圧降下が3Vであり、発光ダイオード点灯装置10には1素子から4素子まで接続可能であるとする。この場合、発光ダイオード素子による電圧降下の総和は、3V×1個=3Vから3V×4個=12Vまで変化する。ここで、電圧検出回路21が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を1/2に検出するものとすると、検出電圧Vaは発光ダイオード素子による電圧降下の総和の1/2となる。したがって、図2におけるn1=4、n2=1となり、上限基準値V1は6V、下限基準値V2は1.5Vに設定すればよい。つまり、発光ダイオード点灯装置10により点灯可能な発光ダイオード素子の数の最大値(最大直列接続数)をn1、最小値(最小直列接続数)をn2とした場合、上限基準値V1は発光ダイオード素子1素子当たりの電圧降下×n1、下限基準値V2は発光ダイオード素子1素子当たりの電圧降下×n2に設定すればよい。
In FIG. 2, the vertical axis of the graph indicates the detection voltage Va of the
上記のように、点灯回路30が、点灯中の電圧降下の量が所定の量(例えば、3V)である発光ダイオード素子を最大でn1(n1は2以上の整数であり、例えばn1=4)個点灯させるものであるとすると、判定回路20は、上記所定の量をn1倍した値(例えば、電圧検出回路21が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を1/2に検出するものであれば、さらに1/2を乗じた値となる)以上の値を上限基準値V1として用いればよい。また、点灯回路30が、点灯中の電圧降下の量が所定の量(例えば、3V)である発光ダイオード素子を最小でn2(n2は1以上の整数であり、例えばn2=1)個点灯させるものであるとすると、判定回路20は、上記所定の量をn2倍した値(例えば、電圧検出回路21が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を1/2に検出するものであれば、さらに1/2を乗じた値となる)以下の値を下限基準値V2として用いればよい。
As described above, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、規定の出力範囲(発光ダイオード素子接続数)にて発光ダイオード素子が点灯可能で、かつ、発光ダイオード素子の異常時に回路を保護するための保護回路を備えた発光ダイオード点灯装置10を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the light-emitting diode element can be turned on within a specified output range (number of connected light-emitting diode elements), and protection is provided to protect the circuit when the light-emitting diode element is abnormal. A light-emitting
実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図3は、本実施の形態に係る照明装置100の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of
図3において、照明装置100は、発光ダイオード点灯装置10、LED実装基板90を備える。発光ダイオード点灯装置10については、実施の形態1と同様である。
In FIG. 3, the
LED実装基板90では、図1に示したものと同様の発光ダイオード素子91A〜91Dと並列に、サイリスタ92A〜92D(スイッチ素子の例)、抵抗R3A〜R3D,R4A〜R4Dで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ92A〜92Dは、発光ダイオード素子91A〜91Dのいずれかがオープン故障すると、オープン故障した発光ダイオード素子をバイパスするバイパス回路を導通させる。例えば、発光ダイオード素子91Aと並列に接続されたバイパス回路では、発光ダイオード素子91Aがオープン故障した場合に、抵抗R3A,R4Aにより分圧された開放電圧が、サイリスタ92Aのゲートに印加される。このため、サイリスタ92Aが導通して、オープン故障した発光ダイオード素子91Aをバイパスさせることにより、他の発光ダイオード素子91B〜91Dが正常に(減光することなく)点灯し続けることを可能にする。ここで、抵抗R3A,R4Aの分圧値を、発光ダイオード素子91Aが正常に点灯している場合の電圧降下ではサイリスタ92AがONしないような値に設定することはいうまでもない。発光ダイオード素子91B〜91Dと並列に接続されたバイパス回路も、発光ダイオード素子91B〜91Dがオープン故障した場合に、上記と同様に動作して、オープン故障していない発光ダイオード素子が正常に点灯し続けることを可能にする。
In the
実施の形態1では、発光ダイオード点灯装置10は、最小直列接続数n2から最大直列接続数n1までの発光ダイオード素子を点灯させることができるが、直列接続された発光ダイオード素子のいずれかがオープン故障した場合には、保護回路を動作させる必要があった。これに対し、本実施の形態では、発光ダイオード点灯装置10は、直列接続された発光ダイオード素子のいずれかがオープン故障した場合であっても、バイパス回路が動作するため、保護回路を動作させずに発光ダイオード素子を正常に点灯させ続けることができる。また、本実施の形態では、直列接続された発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合、電圧検出回路21の検出電圧Vaが下限基準値V2を下回るため、発光ダイオード点灯装置10は、保護回路を動作させることになる。
In the first embodiment, the light emitting
なお、本実施の形態では、発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合、電圧検出回路21の検出電圧Vaはサイリスタによる電圧降下の総和となる。したがって、下限基準値V2を発光ダイオード素子1素子当たりの電圧降下×n2ではなく、それより低く設定するのであれば、下限基準値V2をサイリスタによる電圧降下の総和(例えば、サイリスタ1個当たりの電圧降下×n1)より高く設定する。これにより、発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合に、保護回路を確実に動作させることができる。
In the present embodiment, when all of the light emitting diode elements have an open failure, the detection voltage Va of the
LED実装基板90が取り外された場合には、実施の形態1と同様に、電圧検出回路21の検出電圧Vaが上限基準値V1を超えるため、発光ダイオード点灯装置10は、保護回路を動作させる。
When the
ここで、一般的な発光ダイオード照明器具では、発光ダイオード点灯装置からLED実装基板までを2本の電線で接続していることが多い。本実施の形態では、バイパス回路を発光ダイオード素子に並列に接続しているが、バイパス回路を発光ダイオード点灯装置10内に実装しようとすると、配線が複雑になり、発光ダイオード点灯装置10からLED実装基板90までの配線数が増加する。そのため、図3に示したように、バイパス回路をLED実装基板90に実装することが望ましい。
Here, in general light emitting diode lighting fixtures, the light emitting diode lighting device and the LED mounting substrate are often connected by two electric wires. In the present embodiment, the bypass circuit is connected in parallel to the light emitting diode element. However, if the bypass circuit is to be mounted in the light emitting
また、発光ダイオード素子は発熱量が非常に多いため、その放熱構造として、一般的な発光ダイオード照明器具では、LED実装基板にアルミ基板等を用いることが多い。バイパス回路に用いられるサイリスタは、電圧降下により発熱する部品であるため、発光ダイオード素子が実装されたアルミ基板に配置すると、放熱性を向上させることができる。さらに、発光ダイオード点灯装置10からLED実装基板90までの電線等を用いる必要がなくなるため、配線数を少なくできる。
In addition, since the light emitting diode element generates a large amount of heat, an aluminum substrate or the like is often used as the LED mounting substrate in a general light emitting diode lighting fixture as a heat dissipation structure. Since the thyristor used in the bypass circuit is a component that generates heat due to a voltage drop, if it is disposed on an aluminum substrate on which a light-emitting diode element is mounted, heat dissipation can be improved. Furthermore, since it is not necessary to use electric wires from the light emitting
なお、本実施の形態では、バイパス回路に用いるスイッチ素子としてサイリスタ92A〜92Dを用いているが、FET、トランジスタ等の他の半導体スイッチを用いることもできる。また、リレー等の機械式接点を用いることもできる。
In the present embodiment,
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに、直列接続した発光ダイオード素子がオープン故障した場合でも発光ダイオード素子の正常な点灯を継続可能な発光ダイオード点灯装置10を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and light emission that can continue normal lighting of the light-emitting diode element even when the series-connected light-emitting diode elements have an open failure The
実施の形態3.
本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
Embodiment 3 FIG.
The difference between the present embodiment and the second embodiment will be mainly described.
図4は、本実施の形態に係る照明装置100の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of
実施の形態2では、スイッチ素子を直列接続される発光ダイオード素子のそれぞれに並列接続していたが、本実施の形態では、図4に示すように、スイッチ素子を所定数の発光ダイオード素子ごとに並列に接続している。 In the second embodiment, the switch elements are connected in parallel to each of the light emitting diode elements connected in series. However, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the switch elements are provided for each predetermined number of light emitting diode elements. Connected in parallel.
LED実装基板90では、直列に接続された発光ダイオード素子91A,91Bと並列に、サイリスタ92A(スイッチ素子の例)、抵抗R3A,R4Aで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ92Aは、発光ダイオード素子91A,91Bのいずれかがオープン故障すると、発光ダイオード素子91A,91Bをバイパスするバイパス回路を導通させる。これにより、他の発光ダイオード素子91C,91Dが正常に(減光することなく)点灯し続けることを可能にする。発光ダイオード素子91C,91Dと並列に接続された、サイリスタ92B(スイッチ素子の例)、抵抗R3B,R4Bで構成されるバイパス回路も、発光ダイオード素子91C,91Dのいずれかがオープン故障すると、上記と同様に動作して、発光ダイオード素子91A,91Bが正常に点灯し続けることを可能にする。
In the
実施の形態4.
本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
Embodiment 4 FIG.
The difference between the present embodiment and the second embodiment will be mainly described.
図5は、本実施の形態に係る照明装置100の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of
実施の形態2では、スイッチ素子を直列接続される発光ダイオード素子のそれぞれに並列接続していたが、本実施の形態では、図5に示すように、スイッチ素子をLED実装基板ごとに接続している。 In the second embodiment, the switch elements are connected in parallel to each of the light emitting diode elements connected in series. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the switch elements are connected to each LED mounting substrate. Yes.
LED実装基板90Aでは、直列に接続された発光ダイオード素子91A〜91Dと並列に、サイリスタ92A(スイッチ素子の例)、抵抗R3A,R4Aで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ92Aは、発光ダイオード素子91A〜91Dのいずれかがオープン故障すると、発光ダイオード素子91A〜91Dをバイパスするバイパス回路を導通させる。これにより、他のLED実装基板90B,90Cに実装された発光ダイオード素子91E〜91Lが正常に(減光することなく)点灯し続けることを可能にする。LED実装基板90Bにて発光ダイオード素子91E〜91Hと並列に接続された、サイリスタ92B(スイッチ素子の例)、抵抗R3B,R4Bで構成されるバイパス回路も、発光ダイオード素子91E〜91Hのいずれかがオープン故障すると、上記と同様に動作して、発光ダイオード素子91A〜91D,91I〜91Lが正常に点灯し続けることを可能にする。LED実装基板90Cにて発光ダイオード素子91I〜91Lと並列に接続されたバイパス回路についても同様である。
In the
実施の形態5.
本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
Embodiment 5. FIG.
The difference between the present embodiment and the second embodiment will be mainly described.
本実施の形態に係る照明装置100の構成は、図3に示した実施の形態2のものと同様である。なお、図4に示した実施の形態3や図5に示した実施の形態4のものと同様であってもよい。
The configuration of
本実施の形態では、電圧検出回路21は、測定した電圧降下の量を、少なくともサイリスタ92A〜92Dがバイパス回路を導通させる時間が経過してから判定回路20に伝達する。即ち、電圧検出回路21は、当該時間分の遅延を起こさせる。そのため、発光ダイオード素子がオープン故障した場合にサイリスタが導通するまでの時間が、発光ダイオード素子がオープン故障してから電圧検出回路21の検出電圧Vaが上限基準値V1を超えるまでにかかる時間より短い。このように、本実施の形態では、発光ダイオード点灯装置10が、判定回路20が点灯回路30を制御して発光ダイオード素子を消灯又は減光させる動作を開始するタイミングを、少なくともサイリスタ92A〜92Dがバイパス回路を導通させる時間分遅延させる。なお、上記のように、電圧検出回路21で遅延を起こさせる代わりに、判定回路20で遅延を起こさせてもよい(マスクさせてもよい)。
In the present embodiment, the
図6は、電圧検出回路21の検出時定数と、発光ダイオード素子がオープン故障してからサイリスタが導通するまでの時定数の関係を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the detection time constant of the
図6において、グラフの縦軸は電圧検出回路21の検出電圧Va、横軸は時間を示している。時刻t1になるまで、電圧検出回路21は、図3に示した発光ダイオード素子91A〜91Dによる電圧降下の総和を検出している。例えば、時刻t1において、発光ダイオード素子91Aが点灯中にオープン故障したとする。これにより開放電圧が発生するため、同時に、電圧検出回路21の検出電圧Vaが上昇し始める。このとき、まだサイリスタ92Aは導通していないが、電圧検出回路21の検出電圧Vaは、すぐに上限基準値V1を超えるのではなく、電圧検出回路21の抵抗R1、コンデンサC4の時定数によって徐々に上昇する。時刻t2において、上記開放電圧が抵抗R3A,R4Aによりサイリスタ92Aのゲートに印加されるため、サイリスタ92Aが導通する。これにより、電圧検出回路21の検出電圧Vaが下降し始める。その後、電圧検出回路21は、オープン故障していない発光ダイオード素子91B〜91Dによる電圧降下の総和(実際には、サイリスタ92Aによる電圧降下も含む)を検出する。時刻t1から時刻t2までの時間は、抵抗R3Aとサイリスタ92Aのゲート容量で決定されるが、抵抗R4Aに並列に接続したコンデンサ(図示しない)で調整してもよい。
In FIG. 6, the vertical axis of the graph indicates the detection voltage Va of the
実施の形態1のようにバイパス回路がない場合には、時刻t3において、電圧検出回路21の検出電圧Vaは上限基準値V1を超えるため、保護回路が動作する。これに対し、本実施の形態では、t3>t2の条件下では、時刻t2においてサイリスタ92Aが導通するため、開放電圧がなくなり、電圧検出回路21の検出電圧Vaが上限基準値V1を超えずに低下する。よって、発光ダイオード素子91B〜91Dは正常に点灯し続ける。一方、本実施の形態においても、t3<t2の条件下では、バイパス回路が動作する前に、保護回路が動作するため、発光ダイオード素子91B〜91Dは減光又は消灯する。そこで、t3>t2となるように電圧検出回路21、判定回路20等を設計することにより、発光ダイオード素子が点灯中にオープン故障した場合においても、故障した発光ダイオード素子が消灯するのみで、それ以外の発光ダイオード素子の点灯を継続させることが可能となる。
When there is no bypass circuit as in the first embodiment, the detection voltage Va of the
なお、時刻t1において発光ダイオード素子91Aが点灯中にオープン故障した場合だけでなく、時刻t1において他の発光ダイオード素子91B〜91Dが点灯中にオープン故障した場合も上記同様の動作となる。また、時刻t1において既にオープン故障している発光ダイオード素子を含む発光ダイオード素子91A〜91Dを点灯させた場合も上記同様の動作となる。
The same operation as described above is performed not only when the light emitting
実施の形態6.
本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
Embodiment 6 FIG.
The difference between the present embodiment and the second embodiment will be mainly described.
本実施の形態に係る照明装置100の構成は、図3に示した実施の形態2のものと同様である。なお、図4に示した実施の形態3や図5に示した実施の形態4のものと同様であってもよい。
The configuration of
本実施の形態では、上限基準値V1と下限基準値V2の間に報知基準値V3を設定する。判定回路20は、電圧検出回路21により測定された電圧降下の量が予め設定された報知基準値V3以下であるかどうかを判定し、報知基準値V3以下であると判定した場合、報知をする。報知の方法としては、音を出したり、発光ダイオード素子91A〜91Dを消灯したり、発光ダイオード素子91A〜91Dを点滅(明滅)させたりする等、様々な手段をとることができる。実使用時の利便性を考慮すると、電源ON時に発光ダイオード素子91A〜91Dを数回点滅させることが望ましい。この場合、判定回路20は、電源が供給されたときに、点灯回路30を制御して発光ダイオード素子91A〜91Dを点滅させることで報知をする。そして、判定回路20は、発光ダイオード素子91A〜91Dを所定の回数点滅させた後は、発光ダイオード素子91A〜91Dのうち故障していないものの点灯を継続させる。
In the present embodiment, the notification reference value V3 is set between the upper limit reference value V1 and the lower limit reference value V2. The
図7は、発光ダイオード点灯装置10にて報知が必要な発光ダイオード素子の数及び報知が必要でない発光ダイオード素子の数と、上限基準値V1、下限基準値V2及び報知基準値V3を示した図である。 FIG. 7 is a diagram showing the number of light emitting diode elements that need to be notified and the number of light emitting diode elements that do not need to be notified, and the upper limit reference value V1, the lower limit reference value V2, and the notification reference value V3. It is.
図7において、グラフの縦軸は電圧検出回路21の検出電圧Va、横軸はLED実装基板90で直列に接続した発光ダイオード素子の数を示している。例えば、図3に示した発光ダイオード素子91A〜91Dのうち、1つ又は複数の発光ダイオード素子がオープン故障してバイパス回路が動作した場合、発光ダイオード素子の電圧降下よりもサイリスタの電圧降下の方が低いため、判定回路20は、バイパス回路が動作したことを電圧検出回路21の検出電圧Vaから判定することができる。報知基準値V3は、判定回路20が規定の数(発光ダイオード素子の実装数−n3)の発光ダイオード素子の故障を検出した場合に、報知をするために設定される。報知をすることによって、照明装置100の使用者に発光ダイオード素子の交換を促すことができる。
In FIG. 7, the vertical axis of the graph indicates the detection voltage Va of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態2と同様の効果を奏するとともに、規定の数の発光ダイオード素子が故障した場合に報知することが可能な発光ダイオード点灯装置10を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the light-emitting
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、2つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、2つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement combining 2 or more embodiment among these. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Or you may implement combining two or more embodiment among these partially.
10 発光ダイオード点灯装置、11 電源整流回路、12 アクティブフィルタ回路、13 インバータ回路、14 負荷回路、15 インバータ制御回路、16 整流回路、20 判定回路、21 電圧検出回路、30 点灯回路、90,90A〜90C LED実装基板、91A〜91L 発光ダイオード素子、92A〜92D サイリスタ、100 照明装置、C1〜C4 コンデンサ、D1〜D4 ダイオード、L1 インダクタ、Q1,Q2 スイッチング素子、R1,R2,R3A〜D,R4A〜R4D 抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記発光素子による電圧降下の量を測定する測定回路と、
前記点灯回路に接続される前記発光素子の個数に関わらず下限基準値を前記所定の量をn2倍した値以下の固定値として、n2個より1個でも少ない個数の前記発光素子が前記点灯回路に接続されると、前記測定回路により測定された電圧降下の量が前記下限基準値を下回っていると判定し、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる判定回路と
を備える点灯装置。 a lighting circuit for lighting a minimum of n2 light emitting elements connected in series, wherein n2 is an integer equal to or greater than 1, and the amount of voltage drop during lighting is a predetermined amount;
A measurement circuit for measuring the amount of voltage drop due to the light emitting element;
Regardless of the number of the light emitting elements connected to the lighting circuit, the lower limit reference value is set to a fixed value equal to or less than a value obtained by multiplying the predetermined amount by n2, and at least one light emitting element less than n2 is included in the lighting circuit. A determination circuit that determines that the amount of voltage drop measured by the measurement circuit is below the lower limit reference value and controls the lighting circuit to turn off or dimm the light emitting element. A lighting device provided.
前記判定回路は、上限基準値を前記所定の量をn1倍した値以上の値として、n1個より1個でも多い個数の前記発光素子が前記点灯回路に接続されると、前記測定回路により測定された電圧降下の量が前記上限基準値を超えていると判定し、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる請求項1に記載の点灯装置。 The lighting circuit is configured to light up to n1 light emitting elements, where n1 is an integer of 2 or more,
The determination circuit sets the upper limit reference value to a value equal to or greater than a value obtained by multiplying the predetermined amount by n1, and when the number of light emitting elements more than n1 is connected to the lighting circuit, the determination circuit measures the upper limit reference value. 2. The lighting device according to claim 1, wherein it is determined that the amount of the voltage drop that has been exceeded exceeds the upper reference value, and the lighting circuit is controlled to turn off or dimm the light emitting element.
直列に接続され、前記点灯装置により点灯状態が制御される複数の発光素子と
を備える照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2 ,
A lighting device comprising a plurality of light emitting elements connected in series and controlled in lighting state by the lighting device.
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