JP6077824B2

JP6077824B2 - Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法

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Publication number: JP6077824B2
Application number: JP2012235664A
Authority: JP
Inventors: 牧野　鉄雄; 鉄雄牧野; 勝馬小寺; 明金湖
Original assignee: Nippon Television Network Corp
Current assignee: Nippon Television Network Corp
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: JP2013110109A

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動方法に関するものである。

近年の社会的な要請により、照明のエコ化が進められている。代表的なものとしては、光源のＬＥＤ化がある。

ところで、ＬＥＤをパルス駆動した場合、ＬＥＤの駆動電流の変化に対して応答速度が速いので、光量がパルス状に変化し、フリッカーが発生する。特に、演出性の観点やカメラ等で撮影する場合、上述のようにＬＥＤがパルス状に発光してフリッカーが発生することは好ましくなく、スタジオ照明のＬＥＤ化を進めるうえで大きな障害となっていた。

一方、舞台やスタジオ等の演出照明には、トライアック又はサイリスタ等を使用した調光装置が用いられている。従って、照明装置をＬＥＤ化する場合、既存の調光装置を用いて電球と同じ照明効果が得られることが望まれる。

しかし、既存の調光装置から出力される電源は流通角が制御された電源であり、これを用いてＬＥＤを調光すると、フリッカー等が発生し不安定になる。これを解決するためには、調光装置からの電源を用いず、安定的な商用電源を用いて定電流駆動させ、電流制御を行う制御回路を用意する必要があった。

また、定電流駆動させてＬＥＤを調光する場合、フィードバック制御により電流安定化を図る必要があるが、電流が”０”付近ではフィードバックループが機能せず駆動電源の出力が不安定になる現象が発生する。この場合、ＬＥＤの設定電流を”０”に指定しても、ＯＮとＯＦＦとを繰り返し、ＬＥＤのパルス状に発光する現象も発生していた。

そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、調光出力電源を用いてＬＥＤ照明装置を連続する電流で駆動し滑らかな調光点灯することができるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動方法を提供することにある。

更に、本発明の目的は、既存の設備を活用し、照明装置をＬＥＤ化できるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ駆動方法を提供することにある。

本発明は、調光制御信号に応じて、ＬＥＤを駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動電源と、前記ＬＥＤ駆動電源から出力される電流が、前記ＬＥＤが発光する最低駆動電流以下の場合、前記最低駆動電流に対応する電圧値よりも低い設定電圧値に、前記ＬＥＤ駆動電源を定電圧制御し、前記ＬＥＤ駆動電源から出力される電流が前記最低駆動電流を超えると、前記ＬＥＤ駆動電源を定電流制御する制御回路とを有するＬＥＤ駆動装置である。

本発明は、位相制御回路に用いられるトライアック又はサイリスタが、一旦導通後電源電圧が０Ｖになる前に導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上とする保持電流制御回路であって、前記位相制御器出力の入力に接続されたＮ個の負荷と、前記各抵負荷を接続するスイッチと、前記位相制御器出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割する（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧とを比較する比較器とを有し、比較器の出力に基づいて、前記スイッチを駆動して前記負荷を組み合わせて、導通電流が保持電流以上となるように制御する保持電流制御回路である。

本発明は、調光制御信号に応じてＬＥＤを駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動装置を制御するＬＥＤ駆動方法であって、ＬＥＤが発光する最低駆動電流に対応する電圧値よりも低い設定電圧値を設定し、前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動電源からの駆動電流が前記最低駆動電流以下の場合には、前記ＬＥＤ駆動電源の電圧を前記設定電圧値になるように定電圧制御し、前記ＬＥＤの駆動電流が前記最低駆動電流を超えると、前記ＬＥＤ駆動電源を定電流制御するＬＥＤ駆動方法である。

本発明は、位相制御回路に用いられるトライアック又はサイリスタが、一旦導通後電源電圧が０Ｖになる前に導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上とする保持電流制御方法であって、位相制御器出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割し、前記最高電圧をＮ分割する設定電圧と前記脈流電圧とを比較し、前記位相制御器出力の入力に接続されたＮ個の負荷を、前記比較結果に基づいて組み合わせて、トライアック又はサイリスタが導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上に調整する保持電流制御方法である。

本発明によれば、ＬＥＤ照明を調光する際に、パルス状に点灯する現象が防止することができる。

図１は本発明のＬＥＤ駆動装置のブロック図である。図２は本実施例のＬＥＤ駆動装置のブロック図である。図３は実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７のブロック図である。図４は第１の実施の形態の具体的な回路図である。図５は第２の実施の形態における保持電流制御回路のブロック図である。図６は第２の実施の形態の変形例における保持電流制御回路のブロック図である。図７は第２の実施の形態の変形例における保持電流制御回路のブロック図である。図８は第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動装置Ａと第２の実施の形態における保持電流制御回路Ｂとを組み合わせたＬＥＤ駆動装置の図である。

本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明のＬＥＤ駆動装置Ａのブロック図である。図１によれば、本発明のＬＥＤ駆動装置は、外部からの調光制御信号に応じて、ＬＥＤ１を駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動電源２と、ＬＥＤ駆動電源２から出力される電流が、ＬＥＤ１が発光する最低駆動電流Ａ_Ｌ以下の場合、その最低駆動電流Ａ_Ｌに対応する電圧よりも低い設定電圧Ｖ_Ｓに、ＬＥＤ駆動電源２を定電圧制御し、ＬＥＤ駆動電源２から出力される電流が最低駆動電流Ａ_Ｌを超えると、ＬＥＤ駆動電源２を定電流制御する制御回路３とを有する。

ＬＥＤ駆動電源２は、外部から調光制御信号、例えば、サイリスタ位相制御信号により指示された電源を、ＬＥＤ１に供給する。

制御回路３は、ＬＥＤ１が発光する最低駆動電流Ａ_Ｌに対応する電圧よりも低い設定電圧Ｖ_Ｓが設定されている。この設定電圧Ｖ_Ｓは、ＬＥＤ１が発光しない、すなわち、ＬＥＤ１には電流が流れない電圧である。そして、ＬＥＤ駆動電源２から出力される電流が最低駆動電流Ａ_Ｌ以下の場合、ＬＥＤ駆動電源２を設定電圧Ｖ_Ｓに定電圧制御する。一方、ＬＥＤ駆動電源２から出力される電流が最低駆動電流Ａ_Ｌを超えると、ＬＥＤ駆動電源２を定電流制御する。

このように、ＬＥＤを直流で定電流駆動した場合において、電源からの電流が、ＬＥＤが発光する最低駆動電流Ａ_Ｌよりも以下のときに、電源を設定電圧Ｖ_Ｓに定電圧制御しているので、最低駆動電流Ａ_Ｌ付近において、ＬＥＤがパルス状に発光する不安定現象を解消することができる。

次に、上述した実施の形態の具体的な実施例について説明する。

本実施例のＬＥＤ駆動装置Ａは、ＬＥＤ駆動電源を、流通角により位相制御された調光制御信号を整流した直流電源を使用し、この直流電源を、ＬＥＤ駆動及び各制御回路の駆動電源として用いる例を説明する。

図２は、本実施例のＬＥＤ駆動装置のブロック図である。

ＬＥＤ駆動装置は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１と、駆動ＬＥＤ１２と、負荷１３と、回路駆動用定電圧回路１４と、電流検出器１５と、実効値検出回路１６と、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７と、定電流制御回路１８と、定電圧制御回路１９と、定電圧値設定回路２０と、加算器２１とを備えている。

上記のように構成されたＬＥＤ駆動装置は、以下の通り動作する。

まず、位相制御信号は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１と実効値検出回路１６とに入力される。その位相制御信号は、位相制御（例えば、流通角による制御）により駆動ＬＥＤ１２を調光するための制御信号であると共に、ＬＥＤ駆動装置の電源供給信号でもある。

ＡＣ／ＤＣ変換回路１１は、位相制御信号から、ＬＥＤ１２に供給するための電源及び回路駆動用定電圧回路１４となるＤＣ電源を生成する。

ＤＣ電源は回路駆動用定電圧回路１４に供給され、回路駆動用定電圧回路１４により定電圧の回路用駆動電圧が、実効値検出回路１６と、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７と、定電流制御回路１８と、定電圧制御回路１９と、定電圧値設定回路２０とに供給される。

以下の説明では、回路駆動用定電圧回路１４の供給電圧は、定電圧制御回路１９により定電圧制御される電圧よりも低い電圧に設定した場合を説明するが、これに限られず、回路駆動用定電圧回路１４により電圧をステップアップすることにより、定電圧制御される電圧よりも高い電圧を供給するようにしても良い。

実効値検出回路１６は、位相制御された入力電源から実効値を検出する。

実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７は、実効値検出回路１６の実効値から、駆動ＬＥＤ１２に出力特性の制御情報を生成する。

ここで、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７は、図３に示す如く、不感帯設定回路１７１を有する。この不感帯設定回路１７１は、ある実効値までは出力が０となり、その実効値を超えると実効値に対応した調光特性の制御信号を出力する。ここで、出力が０となる実効値は、目的に応じて設定することができる。

更に、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７は、図３に示す如く、不感帯設定回路１７１からの出力特性を、所望する調光特性、例えば、白熱電球と近似する調光曲線または任意の曲線に変換する調光特性調整回路１７２を更に備えてもよい。調光特性調整回路１７２は、折れ線関数を用いて、不感帯設定回路１７１の出力特性を、所望の調光特性に調整する。

定電流制御回路１８は、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７の制御信号と、電流検出器１５が検出した駆動ＬＥＤ１２に流れる電流値とに基づいて、実効値−ＬＥＤ電流変換回路１７の制御信号に対応する定電流制御を行うための制御信号を出力する。尚、負荷１３は、駆動ＬＥＤ１２と等価である。尚、電流検出の方法として、負荷１３の負荷電流を直接検出する方法であっても良い。

定電圧制御回路１９は、定電圧値設定回路２０に設定された電圧となるように、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１を定電圧制御する制御信号を出力する。ここでは、定電圧値設定回路２０に設定された電圧値は、上述したように設定電圧Ｖ_Ｓである。

加算器２１は、定電流制御回路１８からの制御信号と、定電圧制御回路１９の制御信号とを加算し、その制御信号をＡＣ／ＤＣ変換回路１１に出力する。

このような構成により、ＬＥＤ照明を調光する際に、パルス状に点灯する現象が防止することができ、更に、ＬＥＤ駆動電源の出力は常に定電圧制御出力電圧かそれ以上の電圧を安定に出力可能となり制御回路用電源の電力源として使用でき、定電流電源部と制御回路電源部との共用することができる。

尚、上述した実施の形態の具体的な回路図を、図４に示す。

図４に示した回路図において、ＤＣ／ＤＣ電源制御部４１は上記ＡＣ／ＤＣ変換回路１１の一部に対応し、駆動ＬＥＤ４２は上記駆動ＬＥＤ１２に対応し、ダミーＬＥＤ４３は上記負荷１３に対応し、制御回路用電源作成部４４は上記回路駆動用定電圧回路１４に対応し、電流検出器４５は上記電流検出器１５に対応し、実効値検出回路４６上記実効値検出回路１６に対応し、定電流制御回路４８は上記定電流制御回路１８に対応し、定電圧制御回路４９は上記定電圧制御回路１９に対応し、制御部出力結合部５０は加算器２１に対応し、不感帯設定回路５１は不感帯設定回路１７１に対応し、実効値−光量曲線設定回路５２は上記調光特性調整回路１７２に対応する。

第２の実施の形態を説明する。

従来は負荷として白熱電球が使用しされていた。白熱電球は電流を”０”近くから定格電流まで流した場合その抵抗値は約１０倍以上変化する。従って位相制御された出力により駆動された場合流通角が小さく駆動電力が低い場合には電球の電流は多く流れるが、流通角が小さいために駆動実効電力は低いので電球は加熱されることはなく抵抗は低い値を保持する。流通角が１００％近くになると駆動電力は定格値に近くなり電球は加熱され電球に流れる電流は定格値に保たれる。

電球を負荷とする場合は電球の抵抗値の変化が大きいために、特に、トライアック又はサイリスタの保持電流特性を考慮することなく使用することができた。

しかし、上述したように、トライアック又はサイリスタを使用した調光装置の負荷としてＬＥＤ照明装置を使用した場合は、発光効率が高いために定格照度を得る所用電流が大幅に低減される。

このために流通角が小さい範囲や調光装置の出力を整流し直流に変換してＬＥＤ照明装置に供給する場合、整流回路がコンデンサ入力回路の場合は整流回路の電流はパルス的に流れ、保持電流を維持出来ない問題があった。

保持電流を確保するためにはＬＥＤ照明装置と並列に接続する保持電流以上の電流を流す装置が必要となる。

保持電流以上の電流を流す装置としては省電力の電球が考えられるが、低寿であり、ＬＥＤ照明装置の長寿命の特長が失われる。

電球と同様な抵抗温度特性を有する抵抗体を使用することも検討されるが、正の大きな温度係数を有する固定抵抗は入手困難であり、新規に開発するには抵抗体の入手が困難で、入手できたとしても価格が非常に高価となり現実性が無い。

固定抵抗器を使用した場合５％の流通角の時に保持電流を確保する抵抗値の抵抗器を使用した場合１００％の流通角に成った場合は抵抗器の消費電力は１００Ｗまたはそれ以上となり電力損失が大きく、発熱量も同様である。従って、ＬＥＤを採用した効果が低くなる。

そこで、第２の実施の形態では、特殊な装置（高温度係数を有する抵抗体等）を使用することなく市販の汎用的な部品を組み合わせて容易にトライアック又はサイリスタが導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上とすることができる保持電流制御回路Ｂについて説明する。

本発明の保持電流制御回路Ｂは、調光器の出力を両波整流し、その脈流電圧の”０”から最高電圧の範囲を、複数に分割する。そして、調光器の出力回路に、分割数Ｎ個の負荷（抵抗器）を接続する。そして、脈流電圧の”０”から最高電圧をＮ個に分割する（Ｎ−１）個の設定電圧と脈流電圧とを比較する比較器を設け、比較器の比較結果により、負荷の接続を組み合わせるスイッチを駆動し、導通電流が保持電流以上となるように制御する。

図５は第２の実施の形態における保持電流制御回路Ｂのブロック図である。図５に示される保持電流制御回路は、調光器１００の出力を両波整流回路１０１により両波整流した脈流電圧Ｅａｃの”０”から最高電圧の範囲を３つに分割した場合の例である。この場合、３本の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と２個の電圧比較器１０３、１０４とで構成することができる。このとき流通角５％〜１００％の範囲で抵抗値は３倍以上なり、抵抗器が一個の時に比較して消費電力は大きく低減することができる。

ここで、比較電圧設定部１０２に設定される設定電圧値は、Ｅ１＜Ｅ２＜脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の関係にあり、例えば、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の２０パーセントの電圧であり、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の５０パーセントの電圧である。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の比は、例えば、１：２：２である。

そして、電圧比較器１０３は、脈流電圧Ｅａｃと設定電圧Ｅ１とを比較し、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ１）、スイッチＳ１をＯＮにする。また、電圧比較器１０４は、脈流電圧Ｅａｃと設定電圧Ｅ２とを比較し、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ２よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ２）、スイッチＳ２をＯＮにする。

上記の動作により、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ１）には、スイッチＳ１がＯＮ、スイッチＳ２がＯＮとなり、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｅａｃ／Ｒ１となる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１以上であり、設定電圧Ｅ２よりも低い場合（Ｅ１≦Ｅａｃ＜Ｅ２）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＮとなり、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｅａｃ／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ２以上の場合（Ｅ２≦Ｅａｃ）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＦＦとなり、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｅａｃ／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。

続いて、上述した第２の実施の形態の変形例を説明する。

図６は第２の実施の形態の変形例における保持電流制御回路のブロック図である。

上述した実施の形態のように、抵抗器を組み合わせてトライアックまたはサイリスタの保持電流以上に電流を流すように構成した場合には、整流した脈流電圧が低電圧領域では抵抗器の値を小さくする必要がある。この場合、整流電圧が高くなるにしたがって順次大きな抵抗に切り替えていくが、最初の抵抗器の値が小さいと整流電圧が高くなった場合の抵抗器の負荷電力がより大きくなる傾向にある。これを防ぐには、整流電圧を検出する検出回路数と抵抗器とを多数準備し切り替える必要がある。

そこで、第２の実施の形態の変形例は、第２の実施の形態における保持電流制御回路の抵抗Ｒ１の代わりに、定電流負荷１０５を設けている。そして、整流電圧の定電圧領域では抵抗器は接続せず、代わりに定電流負荷回路１０５を接続し、整流電圧が設定した電圧以上では定電流負荷回路１０５を切り離し、抵抗器Ｒ２、Ｒ３を組み合わせて保持電流制御回路を機能するようにする。

具体的には、上述した実施の形態と同様に、比較電圧設定部１０２に設定される電圧値は、Ｅ１＜Ｅ２＜脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の関係にあり、例えば、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の２０パーセントの電圧であり、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の５０パーセントの電圧である。また、抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の比は、例えば、１：１である。

上記の動作により、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ１）には、スイッチＳ１がＯＮ、スイッチＳ２がＯＮとなり、定電流負荷１０５の電流をＩｓとすると、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｉｓ＋Ｅａｃ／Ｒ２となる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１以上であり、設定電圧Ｅ２よりも低い場合（Ｅ１≦Ｅａｃ＜Ｅ２）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＮとなり、調光器出力負荷Ｉａｃは、Ｉａｃ＝Ｅａｃ／Ｒ２となる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ２以上の場合（Ｅ２≦Ｅａｃ）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＦＦとなり、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｅａｃ／（Ｒ２＋Ｒ３）となる。

これによって定電流負荷回路は印可される整流電圧が低電圧の領域のみで動作するためにこの回路での消費電力は抑制され、また定電流負荷回路の動作は整流電圧１０Ｖ以下の非常に低い電圧から動作可能となる。整流電圧が高くなると回路は切り離されるので回路が交流入力電源の一サイクル相当する時間に対する動作時間の比率は小さく、一サイクルの平均消費電力も低減される。

この回路方式により整流電圧の低電圧範囲では抵抗器によって保持電流以上の電流を確保する必要がなくなり中電圧から最高電圧までの範囲で抵抗器の切り替えることになる。抵抗器の切り替え回路は抵抗器に印可される電圧の比率（最高電圧と中電圧の比率）が小さくできるので抵抗切り替え回路数を少なくすることが可能となり、抵抗器の消費電力変化も小さくなる。

更に、図７に示す如く、上述した実施の形態に更に、スイッチＳ３を追加しても良い。

上述した実施の形態と同様に、比比較電圧設定部１０２に設定される電圧値は、Ｅ１＜Ｅ２＜脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の関係にあり、例えば、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の２０パーセントの電圧であり、設定電圧Ｅ１は脈流電圧Ｅａｃの最高電圧の５０パーセントの電圧である。また、抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の比は、例えば、１：１である。そして、スイッチＳ３は、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ１）、ＯＦＦとなる。

上記の動作により、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１よりも低い場合（Ｅａｃ＜Ｅ１）には、スイッチＳ１がＯＮ、スイッチＳ２をＯＮ、スイッチＳ３をＯＦＦとなり、定電流負荷１０５の電流をＩｓとすると、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｉｓとなる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ１以上であり、設定電圧Ｅ２よりも低い場合（Ｅ１≦Ｅａｃ＜Ｅ２）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＮ、スイッチＳ３がＯＮとなり、調光器出力負荷Ｉａｃは、Ｉａｃ＝Ｅａｃ／Ｒ２となる。また、脈流電圧Ｅａｃが設定電圧Ｅ２以上である場合（Ｅ２≦Ｅａｃ）には、スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２をＯＦＦ、スイッチＳ３がＯＮとなり、調光器出力負荷ＩａｃはＩａｃ＝Ｅａｃ／（Ｒ２＋Ｒ３）となる。

このような構成にすることにより、脈流電圧Ｅａｃが低い場合には抵抗における無駄な電力の消費がなくなり、より省電力を図ることができる。

尚、第１の実施の形態におけるＬＥＤ駆動装置Ａと第２の実施の形態における保持電流制御回路Ｂとを組み合わせたＬＥＤ駆動装置を図８に示す。ＬＥＤ駆動装置Ａと保持電流制御回路Ｂとは並列に接続されており、ＬＥＤ駆動装置Ａを駆動する保持電流が制御されている。

上述の如く、実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施してもよい。また、各実施の形態又は実施例を適宜組み合わせて実施してもよい。

１ＬＥＤ
２ＬＥＤ駆動電源
３制御回路
１１ＡＣ／ＤＣ変換回路
１２駆動ＬＥＤ
１３負荷
１４回路駆動用定電圧回路
１５電流検出器
１６実効値検出回路
１７実効値−ＬＥＤ電流変換回路
１８定電流制御回路
１９定電圧制御回路
２０定電圧値設定回路
２１加算器
１００調光器
１０１両波整流回路
１０２比較電圧設定部
１０３電圧比較器
１０４電圧比較器
１０５定電流負荷回路

Claims

調光制御信号に応じて、ＬＥＤを駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動電源と、
前記ＬＥＤ駆動電源から出力される電流が、前記ＬＥＤが発光する最低駆動電流以下の場合、前記最低駆動電流に対応する電圧値よりも低い設定電圧値に、前記ＬＥＤ駆動電源を定電圧制御し、前記ＬＥＤ駆動電源から出力される電流が前記最低駆動電流を超えると、前記ＬＥＤ駆動電源を定電流制御する制御回路と、
前記ＬＥＤ駆動電源の出力により動作し、前記制御回路に電源を供給する定電圧電源回路と
を有するＬＥＤ駆動装置。
前記調光制御信号が、位相制御された位相制御信号である
請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記ＬＥＤ駆動電源は、前記位相制御信号に応じた電源を供給する
請求項２に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記制御回路は、
前記位相制御信号の電圧を検出する電圧検出回路と、
前記位相制御信号の電圧が前記設定電圧値以下の場合はゼロとなり、前記設定電圧値を超えると電圧値に応じたレベルを出力する不感帯設定回路と、
前記不感帯設定回路の出力に応じた定電流制御信号を生成する定電流制御回路と、
前記ＬＥＤ駆動電源の電流が前記最低駆動電流以下の場合に、前記ＬＥＤ駆動電源の電圧を前記設定電圧に制御する電圧制御信号を生成する定電圧制御回路と、
前記定電流制御回路の定電流制御信号と前記定電圧制御回路の電圧制御信号とを加算し、前記ＬＥＤ駆動電源の出力を制御する制御信号を出力する加算器と
を有する
請求項２又は請求項３に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記制御回路は、所定の調光特性を持つように、前記不感帯設定回路の出力を調整する調光特性調整回路を有する
請求項４に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記位相制御信号を出力する位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側に設けられたＮ個の負荷と、
前記各負荷を接続するスイッチと、
前記位相制御器の出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割する（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧とを比較する比較器と
を有し、
前記比較器の出力に基づいて、前記スイッチを駆動して前記負荷を組み合わせて、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御する保持電流回路を有する
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ駆動装置。
前記Ｎ個の負荷がＮ個の抵抗である
請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記Ｎ個の負荷が、前記位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側の前段に設けられた定電流負荷回路と、その後段に設けられた（Ｎ−１）個の抵抗であり、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記定電流負荷回路によって、導通電流が保持電流以上となるように制御し、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも高い場合、（Ｎ−１）個の抵抗を組み合わせて導通電流が保持電流以上となるように制御する
請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置。
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記（Ｎ−１）個の抵抗を遮断するスイッチを有する
請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置。
トライアック又はサイリスタを用いた位相制御器が、一旦導通後電源電圧が０Ｖになる前に導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上とする保持電流制御回路であって、
前記位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側に設けられたＮ個の負荷と、
前記各負荷を接続するスイッチと、
前記位相制御器の出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割する（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧とを比較する比較器と
を有し、
前記比較器の出力に基づいて、前記スイッチを駆動して前記負荷を組み合わせて、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御する
保持電流制御回路。
前記Ｎ個の負荷がＮ個の抵抗である
請求項１０に記載の保持電流制御回路。
前記Ｎ個の負荷が、前記位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側の前段に設けられた定電流負荷回路と、その後段に設けられた（Ｎ−１）個の抵抗であり、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記定電流負荷回路によって、導通電流が保持電流以上となるように制御し、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも高い場合、（Ｎ−１）個の抵抗を組み合わせて、導通電流が保持電流以上となるように制御する
請求項１０に記載の保持電流制御回路。
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記（Ｎ−１）個の抵抗を遮断するスイッチを有する
請求項１２に記載の保持電流制御回路。
調光制御信号に応じてＬＥＤを駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動装置を制御するＬＥＤ駆動方法であって、
前記調光制御信号に応じて、ＬＥＤを駆動させる電流を出力するＬＥＤ駆動電源の出力により動作する定電圧電源回路から供給される電源により動作する制御回路があり、
前記制御回路は、ＬＥＤが発光する最低駆動電流に対応する電圧値よりも低い設定電圧値が設定され、
前記制御回路は、前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動電源からの駆動電流が前記最低駆動電流以下の場合には、前記ＬＥＤ駆動電源の電圧を前記設定電圧値になるように定電圧制御し、
前記制御回路は、前記ＬＥＤの駆動電流が前記最低駆動電流を超えると、前記ＬＥＤ駆動電源を定電流制御する
ＬＥＤ駆動方法。
前記調光制御信号が、位相制御された位相制御信号である
請求項１４に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記ＬＥＤ駆動電源は、前記位相制御信号に応じた電源を供給する
請求項１５に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記制御回路は、
前記位相制御信号の電圧を検出し、
前記位相制御信号の電圧が前記設定電圧値以下の場合はゼロとなり、前記設定電圧値を超えると電圧値に応じた出力レベルとなる不感帯出力信号を生成し、
前記不感帯出力信号の出力レベルに応じた定電流制御信号を生成し、
前記ＬＥＤ駆動電源の電流が前記最低駆動電流以下の場合に、前記ＬＥＤ駆動電源の電圧を前記設定電圧に制御する電圧制御信号を生成する電圧制御信号を生成し、
前記定電流制御信号と前記電圧制御信号とを加算し、前記ＬＥＤ駆動電源の出力を制御する制御信号を出力する
請求項１５又は請求項１６に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記制御回路は、所定の調光特性を持つように、前記不感帯出力信号の出力を調整する
請求項１７に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記位相制御信号を出力する位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側に、Ｎ個の負荷を設け、
保持電流制御回路は、
前記位相制御信号を出力する位相制御器の出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割する（Ｎ−１）個の設定電圧が設定され、
前記（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧とを比較し、
前記（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧との比較結果に基づいて、前記負荷を組み合わせて、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御する
請求項１５から請求項１８のいずれかに記載のＬＥＤ駆動方法。
前記Ｎ個の負荷がＮ個の抵抗である
請求項１９に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記Ｎ個の負荷が、前記位相制御信号を出力する位相制御器の出力が両波整流され、両波整流された出力が入力される入力側の前段に設けた定電流負荷回路と、その後段に設けた（Ｎ−１）個の抵抗であり、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記定電流負荷回路によって、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御し、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも高い場合、前記（Ｎ−１）個の抵抗を組み合わせて、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御する
請求項１９に記載のＬＥＤ駆動方法。
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記（Ｎ−１）個の抵抗を遮断する
請求項２１に記載のＬＥＤ駆動方法。
トライアック又はサイリスタを用いた位相制御器が、一旦導通後電源電圧が０Ｖになる前に導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上とする保持電流制御方法であって、
前記位相制御器の出力を両波整流した脈流電圧の０から最高電圧の範囲をＮ分割する（Ｎ−１）個の設定電圧を設定し、
前記（Ｎ−１）個の設定電圧と前記脈流電圧とを比較し、
前記位相制御器の出力が両波整流された出力の入力側に設けられたＮ個の負荷を、前記比較結果に基づいて組み合わせて、前記位相制御器が導通断と成ることが無いよう導通電流を保持電流以上に調整する
保持電流制御方法。
前記Ｎ個の負荷がＮ個の抵抗である
請求項２３に記載の保持電流制御方法。
前記Ｎ個の負荷が、前記位相制御器の出力が両波整流された出力の入力側の前段に設けた定電流負荷回路と、その後段に設けた（Ｎ−１）個の抵抗であり、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記定電流負荷回路によって、導通電流が保持電流以上となるように制御し、
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも高い場合、（Ｎ−１）個の抵抗を組み合わせて、前記位相制御器の導通電流が保持電流以上となるように制御する
請求項２３に記載の保持電流制御方法。
前記脈流電圧が、前記設定電圧のうちの最低電圧よりも低い場合、前記（Ｎ−１）個の抵抗を遮断する
請求項２５に記載の保持電流制御方法。