JP6102020B2 - Light emitting diode lighting device and lighting fixture using the light emitting diode lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード点灯装置及び該発光ダイオード点灯装置を用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to a light emitting diode lighting device and a lighting fixture using the light emitting diode lighting device.
従来から、ブーストコンバータ(昇圧型コンバータや昇圧チョッパ回路とも呼ばれる)の後段にバックコンバータ(降圧型コンバータや降圧チョッパ回路とも呼ばれる)が接続されてなる発光ダイオード点灯装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a light emitting diode lighting device is provided in which a buck converter (also referred to as a step-down converter or a step-down chopper circuit) is connected after a boost converter (also referred to as a step-up converter or a step-up chopper circuit) (for example, a patent) Reference 1).
ブーストコンバータは、例えば、交流電力がダイオードブリッジにより全波整流された直流電力(脈流電力)を入力されて所定の直流電力を出力するものであり、力率改善を目的として設けられる。 The boost converter, for example, receives DC power (pulsating power) obtained by full-wave rectification of AC power by a diode bridge and outputs predetermined DC power, and is provided for the purpose of power factor improvement.
ここで、発光ダイオードに一定電流が入力される場合において、該発光ダイオードの両端電圧Vfと温度との関係の例を、図8に示す。図8の例では、温度が40℃のときには、温度が−40℃のときに比べ、上記の一定電流を流すために必要な電圧Vfが約10%低くなっている。このように、発光ダイオードに一定の電流を流す(つまり発光ダイオードを一定の明るさで点灯させる)ために必要な電力は、低温時(つまり点灯開始直後)には高温時(つまり定常状態)よりも高くなる。さらに、バックコンバータは、ブーストコンバータの出力電力以上の電力を出力することができない。 Here, FIG. 8 shows an example of the relationship between the voltage Vf across the light emitting diode and the temperature when a constant current is input to the light emitting diode. In the example of FIG. 8, when the temperature is 40 ° C., the voltage Vf necessary for flowing the constant current is about 10% lower than when the temperature is −40 ° C. In this way, the electric power required to allow a constant current to flow through the light emitting diode (that is, to light the light emitting diode at a constant brightness) is lower at a low temperature (that is, immediately after the start of lighting) than at a high temperature (that is, in a steady state). Also gets higher. Furthermore, the buck converter cannot output power that is higher than the output power of the boost converter.
従って、点灯開始直後から発光ダイオードの光束を確保しようとした場合、ブーストコンバータの出力は、発光ダイオードの点灯に必要な電力の最大値、つまり、低温時(すなわち点灯開始直後)に必要な電力とする必要があった。 Therefore, when trying to secure the luminous flux of the light emitting diode immediately after the start of lighting, the output of the boost converter is the maximum power necessary for lighting the light emitting diode, that is, the power required at low temperatures (that is, immediately after starting lighting). There was a need to do.
しかしながら、点灯開始からある程度の時間が経過して発光ダイオードの温度が安定した状態では、上記の電力は無駄に高いことになる。つまり、ブーストコンバータの出力が一定とされる構成では、無駄な電力消費が多かった。 However, in a state where a certain amount of time has elapsed from the start of lighting and the temperature of the light emitting diode is stable, the above power is uselessly high. That is, in the configuration in which the output of the boost converter is constant, wasteful power consumption is large.
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、点灯開始直後から発光ダイオードの光束を確保でき、且つ、無駄な電力消費が抑えられる発光ダイオード点灯装置及び該発光ダイオード点灯装置を用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a light-emitting diode lighting device capable of securing a luminous flux of the light-emitting diode immediately after the start of lighting and suppressing unnecessary power consumption, and lighting of the light-emitting diode. It is providing the lighting fixture using an apparatus.
本発明の発光ダイオード点灯装置は、直流電力を出力するブーストコンバータと、前記ブーストコンバータの出力電圧を降圧して発光ダイオードに出力することで前記発光ダイオードを点灯させるバックコンバータと、電流検出回路とを備え、前記ブーストコンバータは、直流電力が入力される入力端間に接続されたインダクタとスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子に並列に接続されたダイオードとコンデンサとの直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動回路とを有し、前記電流検出回路は、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が高いほど高い検出電圧を前記駆動回路に入力し、前記駆動回路は、前記検出電圧が所定の閾値に達したときに前記スイッチング素子をオフし、前記インダクタの両端電圧が所定値を下回ったときに前記スイッチング素子をオンするものであって、前記電流検出回路は、定常期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比を、出力上昇期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比よりも高くし、前記ブーストコンバータは、前記発光ダイオードの点灯が開始されてから所定の切替時間が経過するまでの前記出力上昇期間における出力電力を、前記出力上昇期間の経過後である前記定常期間における出力電力よりも高くすることを特徴とする。 A light emitting diode lighting device of the present invention includes a boost converter that outputs DC power, a buck converter that steps down the output voltage of the boost converter and outputs the boosted voltage to the light emitting diode, and a current detection circuit . The boost converter includes a series circuit of an inductor and a switching element connected between input terminals to which DC power is input, a series circuit of a diode and a capacitor connected in parallel to the switching element, and the switching A drive circuit that drives the element on and off, and the current detection circuit inputs a higher detection voltage to the drive circuit as the current value of the current flowing through the switching element is higher. When the predetermined threshold is reached, the switching element is turned off, and the inductor The switching element is turned on when an end voltage falls below a predetermined value, and the current detection circuit sets a ratio of the detection voltage to the current value in a steady period to the current value in an output increase period. higher than the ratio of the detected voltage, the boost converter, the output power at the output increasing period from said lighting of the light emitting diode is started until after the predetermined switching time, after elapse of the output increasing period characterized by higher than the output power at a said constant period.
また、本発明の他の発光ダイオード点灯装置は、直流電力を出力するブーストコンバータと、前記ブーストコンバータの出力電圧を降圧して発光ダイオードに出力することで前記発光ダイオードを点灯させるバックコンバータと、電流検出回路とを備え、前記ブーストコンバータは、直流電力が入力される入力端間に接続されたインダクタとスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子に並列に接続されたダイオードとコンデンサとの直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動回路とを有し、前記電流検出回路は、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が高いほど高い検出電圧を前記駆動回路に入力し、前記駆動回路は、前記検出電圧が所定の閾値に達したときに前記スイッチング素子をオフし、前記インダクタの両端電圧が所定値を下回ったときに前記スイッチング素子をオンするものであって、前記電流検出回路は、定常期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比を、出力上昇期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比よりも高くし、前記ブーストコンバータは、前記発光ダイオードの温度が所定の切替温度未満である前記出力上昇期間における出力電力を、前記発光ダイオードの温度が前記切替温度以上である前記定常期間における出力電力よりも高くすることを特徴とする。 In addition, another light emitting diode lighting device of the present invention includes a boost converter that outputs DC power, a buck converter that steps down the output voltage of the boost converter and outputs it to the light emitting diode, and a current. The boost converter includes a series circuit of an inductor and a switching element connected between input terminals to which DC power is input, and a series circuit of a diode and a capacitor connected in parallel to the switching element. And a drive circuit that drives the switching element on and off, and the current detection circuit inputs a higher detection voltage to the drive circuit as the current value of the current flowing through the switching element is higher. When the detection voltage reaches a predetermined threshold, the switching element is turned off, and the The switching element is turned on when a voltage across the ductor falls below a predetermined value, and the current detection circuit determines a ratio of the detection voltage to the current value in a steady period, and the current value in an output increase period. higher than the ratio of the detected voltage for the boost converter, the output power at the output rise time temperature is below a predetermined switching temperature of the light emitting diode, the temperature of the light emitting diode is at the switching temperature or higher characterized by higher than the output power at the constant period.
また、上記いずれかの発光ダイオード点灯装置において、前記発光ダイオードの異常の有無を判定する負荷異常判定回路を備え、前記ブーストコンバータは、前記負荷異常判定回路によって異常があると判定されている期間における出力電力を、前記負荷異常判定回路によって異常がないと判定されている期間における出力電力よりも低くすることが望ましい。 Further, any one of the light emitting diode lighting devices includes a load abnormality determining circuit that determines whether or not the light emitting diode is abnormal, and the boost converter is in a period in which it is determined that there is an abnormality by the load abnormality determining circuit. It is desirable that the output power be lower than the output power during a period when it is determined that there is no abnormality by the load abnormality determination circuit.
本発明の照明器具は、上記いずれかの発光ダイオード点灯装置を備えることを特徴とする。 The lighting fixture of this invention is equipped with one of the said light emitting diode lighting devices.
本発明によれば、ブーストコンバータの出力電力が、出力上昇期間には定常期間よりも高くされるので、ブーストコンバータの出力電力が一定とされる場合に比べ、発光ダイオードの点灯開始直後である出力上昇期間での光束を確保しながらも、定常期間における無駄な電力消費が抑えられる。 According to the present invention, since the output power of the boost converter is higher than the steady period in the output increase period, the output increase immediately after the start of lighting of the light-emitting diode is compared with the case where the output power of the boost converter is constant. While securing the luminous flux in the period, wasteful power consumption in the steady period can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態は、図1に示すように、直流電力を出力するブーストコンバータ1と、ブーストコンバータ1の出力電圧を降圧して発光ダイオード3に出力することで発光ダイオード3を点灯させるバックコンバータ2とを備える。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a boost converter 1 that outputs DC power, and a
さらに、本実施形態は、外部の交流電源ACから入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジDBと、ダイオードブリッジDBの出力端間に接続されたコンデンサC0とを備える。ダイオードブリッジDBの低電圧側の出力端はグランドに接続される。 Furthermore, the present embodiment includes a diode bridge DB that full-wave rectifies AC power input from an external AC power supply AC, and a capacitor C0 connected between the output terminals of the diode bridge DB. The output terminal on the low voltage side of the diode bridge DB is connected to the ground.
ブーストコンバータ1は、ダイオードブリッジDBの直流出力が上記のコンデンサC0によって平滑化された直流電力を昇圧する。 The boost converter 1 boosts the DC power obtained by smoothing the DC output of the diode bridge DB by the capacitor C0.
具体的に説明すると、ブーストコンバータ1は、一端がダイオードブリッジDBの高電圧側の出力端に接続されたインダクタL1と、インダクタL1の他端にアノードが接続されたダイオードD1とを備える。また、ブーストコンバータ1は、一端がダイオードD1のカソードに接続されて他端がダイオードブリッジDBの低電圧側の出力端に接続されたコンデンサC1(以下、「出力コンデンサ」と呼ぶ。)を備え、出力コンデンサC1の両端を出力端としている。さらに、ブーストコンバータ1は、インダクタL1とダイオードD1との接続点に一端が接続されたスイッチング素子Q1を備える。スイッチング素子Q1の他端は、電流検出用の抵抗(以下、「検出用抵抗」と呼ぶ。)R1を介して、ダイオードブリッジDBの低電圧側の出力端に接続されている。スイッチング素子Q1は例えばNチャネル型の電界効果トランジスタ(FET)からなり、ドレインをインダクタL1に接続され、ソースを検出用抵抗R1に接続されている。 More specifically, the boost converter 1 includes an inductor L1 having one end connected to the output terminal on the high voltage side of the diode bridge DB, and a diode D1 having an anode connected to the other end of the inductor L1. The boost converter 1 also includes a capacitor C1 (hereinafter referred to as “output capacitor”) having one end connected to the cathode of the diode D1 and the other end connected to the output terminal on the low voltage side of the diode bridge DB. Both ends of the output capacitor C1 are output ends. Further, the boost converter 1 includes a switching element Q1 having one end connected to a connection point between the inductor L1 and the diode D1. The other end of the switching element Q1 is connected to the output terminal on the low voltage side of the diode bridge DB via a current detection resistor (hereinafter referred to as “detection resistor”) R1. The switching element Q1 is made of, for example, an N-channel field effect transistor (FET), and has a drain connected to the inductor L1 and a source connected to the detection resistor R1.
すなわち、スイッチング素子Q1がオンされている期間にはインダクタL1にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Q1がオフされている期間には入力電圧にインダクタL1の両端電圧が重畳された電圧により出力コンデンサC1が充電される。 That is, energy is stored in the inductor L1 during the period when the switching element Q1 is on, and the output capacitor C1 is generated by the voltage obtained by superimposing the voltage across the inductor L1 on the input voltage during the period when the switching element Q1 is off. Charged.
さらに、ブーストコンバータ1は、スイッチング素子Q1をオンオフ駆動する駆動回路10を備える。
Further, boost converter 1 includes a
駆動回路10は、インダクタL1に設けられた二次巻線N1の両端電圧が所定値を下回ったとき(すなわち、インダクタL1の両端電圧が所定値を下回ったとき)にスイッチング素子Q1をオンする。また、駆動回路10は、制御端子を有し、制御端子に入力された電圧Vdが所定の閾値(以下、「オフ電圧」と呼ぶ。)Vth(図3(a)参照)に達したときにスイッチング素子Q1をオフする。上記の制御端子には、検出用抵抗R1の両端電圧が高いほど高い電圧(すなわち、スイッチング素子Q1に流れる電流の電流値が高いほど高い電圧。以下、「検出電圧」と呼ぶ。)Vdが入力される。
The
次に、バックコンバータ2について説明する。バックコンバータ2は、ブーストコンバータ1の出力端間に接続されたコンデンサ(以下、「出力コンデンサ」と呼ぶ。)C2とインダクタL2とスイッチング素子Q2と抵抗R2との直列回路を備える。そして、出力コンデンサC2の両端がバックコンバータ2の出力端として発光ダイオード3に接続されている。スイッチング素子Q2は例えばNチャネル型の電界効果トランジスタ(FET)からなり、ドレインがインダクタL2に接続され、ソースが抵抗R2を介してグランドに接続されている。さらに、バックコンバータ2は、アノードがフェライトビーズFB1を介してインダクタL2とスイッチング素子Q2との接続点に接続されてカソードがブーストコンバータ1と出力コンデンサC2との接続点に接続されたダイオードD2を備える。また、スイッチング素子Q2の両端間には、フェライトビーズFB2とコンデンサC21との直列回路が接続されている。また、出力コンデンサC2の両端間には放電用の抵抗R21が接続されている。図において、放電用の抵抗R21は、3個の素子からなる直列回路で構成されている。
Next, the
すなわち、バックコンバータ2においては、スイッチング素子Q2がオンされている期間にはインダクタL2にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Q2がオフされている期間にはインダクタL2を電源としダイオードD2を介して出力コンデンサC2が充電される。
That is, in the
また、インダクタL2には二次巻線N2が設けられている。バックコンバータ2は、インダクタL2の二次巻線N2の両端電圧が所定値を下回ったときにスイッチング素子Q2をオンし、抵抗R2の両端電圧が所定の閾値に達したときにスイッチング素子Q2をオフする駆動回路20を有する。これにより、バックコンバータ2の出力電流を略一定に維持するフィードバック制御が達成される。
The inductor L2 is provided with a secondary winding N2. The
以下、本実施形態の特徴部分について説明する。 Hereafter, the characteristic part of this embodiment is demonstrated.
本実施形態は、図2に示すように、発光ダイオード3の温度が低いと推定される期間(以下、「出力上昇期間」と呼ぶ。)P1には、その他の期間(以下、「定常期間」と呼ぶ。)P2よりも、ブーストコンバータ1の出力電力を増加させる点を特徴とする。言い換えると、出力上昇期間P1の経過後にはブーストコンバータ1の出力電力が低減される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the period P1 during which the temperature of the
上記の出力上昇期間P1は、例えば、発光ダイオード3の点灯が開始されてから(すなわちブーストコンバータ1が動作を開始してから)の経過時間(以下、「動作時間」と呼ぶ。)が所定時間(以下、「切替時間」と呼ぶ。)に達するまでの期間である。上記の切替時間は、想定される使用条件において発光ダイオード3の点灯が開始されてから発光ダイオード3の温度が安定するまでの時間とされる。
In the output increase period P1, for example, an elapsed time (hereinafter referred to as “operation time”) after the lighting of the
具体的には、ブーストコンバータ1は、上記の動作時間を計時するタイマ回路11と、検出用抵抗R1の両端電圧とタイマ回路11の出力とに応じた電圧を検出電圧Vdとして駆動回路10の制御端子に入力する電圧変換回路12とを備える。タイマ回路11は、動作時間が切替時間に達するまで(つまり出力上昇期間P1中)は出力をHレベルとし、動作時間が切替時間に達した後(つまり定常期間P2中)は出力をLレベルとする。電圧変換回路12は、タイマ回路11の出力がHレベルである期間(つまり出力上昇期間P1)には検出用抵抗R1の両端電圧をそのまま検出電圧Vdとして駆動回路10に入力し、タイマ回路11の出力がLレベルである期間(つまり定常期間P2)には検出用抵抗R1の両端電圧に一定の電圧Vuを加算した電圧を検出電圧Vdとして駆動回路10に入力する。つまり、定常期間P2においては、スイッチング素子Q1に流れる電流の電流値に対する検出電圧Vdの比(すなわち検出電圧Vdを上記の電流値で除した値。以下、「検出比」と呼ぶ。)は、出力上昇期間P1における検出比(検出用抵抗R1の抵抗値)よりも高くなる。すなわち、検出用抵抗R1と電圧変換回路12とが電流検出回路を構成している。上記のようなタイマ回路11や電圧変換回路12は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
Specifically, the boost converter 1 controls the
検出電圧Vdの時間変化の一例を、出力上昇期間P1について図3(a)に示し、定常期間P2について図3(b)に示す。定常期間P2には上記のように検出電圧Vdが変換されることで、出力上昇期間P1よりも、スイッチング素子Q1のオンデューティが小さくされ、すなわちブーストコンバータ1の出力電力が低減される。 An example of the time change of the detection voltage Vd is shown in FIG. 3A for the output increase period P1 and shown in FIG. 3B for the steady period P2. By converting the detection voltage Vd as described above in the steady period P2, the on-duty of the switching element Q1 is made smaller than that in the output increase period P1, that is, the output power of the boost converter 1 is reduced.
上記構成によれば、ブーストコンバータ1の出力電力が一定とされる場合に比べ、発光ダイオード3の点灯開始直後である出力上昇期間P1での光束を確保しながらも、定常期間P2における無駄な電力消費が抑えられる。
According to the above configuration, as compared with the case where the output power of the boost converter 1 is constant, wasteful power in the steady period P2 is ensured while securing the light flux in the output increase period P1 immediately after the
なお、出力上昇期間P1中のブーストコンバータ1の出力電力は、図2のように一定とする代わりに、図4(a)や図4(b)に示すように定常期間P1での出力電力まで徐々に低減させてもよい。このような動作は、例えば、電圧変換回路12が、出力上昇期間P1中から検出用抵抗R1の両端電圧に電圧(以下、「加算電圧」と呼ぶ。)を加算した電圧を検出電圧Vdとして駆動回路10に入力し、上記の加算電圧を定常期間P2中の値Vuまで徐々に高くすることで実現することができる。この場合、出力上昇期間P1における検出比は、定常期間P2における検出比まで徐々に高くされることになる。
Note that the output power of the boost converter 1 during the output increase period P1 is constant until the output power during the steady period P1 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), instead of being constant as shown in FIG. It may be gradually reduced. In such an operation, for example, the
また、ブーストコンバータ1の出力電力を切り替える手段としては、上記のような電圧変換回路12を設ける代わりに、電流検出用の抵抗R1を図5に示すように2個の抵抗R11,R12の直列回路で構成するとともに、一方の抵抗R12に並列にスイッチング素子Q11を接続し、このスイッチング素子Q11がタイマ回路11の出力でオンオフされるようにしてもよい。図5において上記のスイッチング素子Q11はNPNトランジスタからなり、ベースがタイマ回路11に対し抵抗を介して接続されるとともにグランドに対し抵抗とコンデンサとの並列回路を介して接続されている。駆動回路10に入力する検出電圧Vdとしては、上記抵抗R11,R12の直列回路の両端電圧をそのまま用いる。すなわち、出力上昇期間P1中にはスイッチング素子Q11がオンされ、定常期間P2中にはスイッチング素子Q11がオフされることで、一定の電流に対する検出電圧Vdは出力上昇期間P1において定常期間P2よりも低くなる。つまり、出力上昇期間P1における検出比(1個の抵抗R11の抵抗値)は、定常期間P2における検出比(2個の抵抗R11,R12の抵抗値の和)よりも低くなる。これにより、検出電圧Vdに基いた動作の結果としてのブーストコンバータ1の出力電力は、出力上昇期間P1において定常期間P2よりも高くなる。図5の例においては、スイッチング素子Q11と抵抗R11,R12とが電流検出回路を構成している。
Further, as means for switching the output power of the boost converter 1, instead of providing the
また、発光ダイオード3の温度が所定値(以下、「切替温度」と呼ぶ。例えば40℃)未満である期間を出力上昇期間P1としてもよい。例えば、図6に示すように、発光ダイオード3の温度が切替温度未満であるときに出力をHレベルとし、発光ダイオード3の温度が切替温度以上であるときに出力をLレベルとする温度検出回路13を設ける。このような温度検出回路13は、発光ダイオード3に近接配置される周知の感温素子(例えばサーミスタ)を用いて周知技術により実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。すなわち、図6の例では、発光ダイオード3の点灯開始から切替時間が経過するまでの期間だけではなく、発光ダイオード3の温度が切替温度未満である期間も、出力上昇期間P1に含まれる。なお、図6の例においてタイマ回路11を省略してもよく、その場合には、発光ダイオード3の温度が切替温度未満である期間だけが出力上昇期間P1となる。さらに、発光ダイオード3の温度に応じて出力電圧が連続的に変化するような温度検出回路13を用い、温度検出回路13によって検出された温度に応じてブーストコンバータ1の出力電力が連続的に変化するようにしてもよい。
Further, a period in which the temperature of the
さらに、発光ダイオード3の異常の有無を判定する負荷異常判定回路(図示せず)を設け、負荷異常判定回路によって発光ダイオード3に異常があることが判定されたときにブーストコンバータ1の出力電力が低減されるようにしてもよい。具体的には、負荷異常判定回路は、バックコンバータ2の出力電圧と出力電流との少なくとも一方を検出し、出力電圧と出力電流とのうち検出されたものがいずれも所定の正常範囲内であるときに発光ダイオード3に異常がないと判定し、バックコンバータ2の出力電圧または出力電流が正常範囲外となったときに発光ダイオード3に異常があると判定する。具体的には、バックコンバータ2の出力電圧が正常範囲の上限値よりも高いときや、バックコンバータ2の出力電流が正常範囲の下限値よりも低いときには、異常としての無負荷状態が発生していると判定できる。また、バックコンバータ2の出力電圧が正常範囲の下限値よりも低いときや、バックコンバータ2の出力電流が正常範囲の上限値よりも高いときには、異常としての短絡が発生していると判定できる。上記のような負荷異常判定回路は周知技術によって実現可能であるので、図示並びに詳細な説明は省略する。駆動回路10は、負荷異常判定回路によって異常があると判定されたとき、ブーストコンバータ1の出力電力を低減させるように動作する。ブーストコンバータ1の出力電力を低減させる際の駆動回路10の具体的な動作としては、オフ電圧Vthを低下させてもよいし、スイッチング素子Q1の駆動を停止してもよい。
Furthermore, a load abnormality determination circuit (not shown) for determining whether or not the
また、バックコンバータ2の異常の有無を判定する回路異常判定回路を設け、回路異常判定回路によってバックコンバータ2に異常があると判定されたときにブーストコンバータ1の出力電力が低減されるようにしてもよい。回路異常判定回路としては、例えば、図7に示すように、非反転入力端子にバックコンバータ2の電流検出用の抵抗R2の両端電圧が入力され、反転入力端子に所定の基準電圧が入力されたコンパレータCPを用いることができる。コンパレータCPの出力は例えばブーストコンバータ1の駆動回路10に入力される。上記の基準電圧は、例えば駆動回路20の電源電圧Vcの分圧により生成され、バックコンバータ2の駆動回路20がスイッチング素子Q2をオフする電圧よりも高く(例えば1.2倍に)される。バックコンバータ2に異常がなければ、コンパレータCPの出力はLレベルに維持され、つまりバックコンバータ2には異常がないと判定される。また、バックコンバータ2においてスイッチング素子Q2と駆動回路20とのいずれかに異常が発生してスイッチング素子Q2に過剰な電流が流れると、コンパレータCPの出力がHレベルとなり(すなわちバックコンバータ2に異常があると判定され)る。駆動回路10は、回路異常判定回路によって異常があると判定されたとき(つまりコンパレータCPの出力がHレベルになったとき)、ブーストコンバータ1の出力電力を低減させるように動作する。ブーストコンバータ1の出力電力を低減させる際の駆動回路10の具体的な動作としては、オフ電圧Vthを低下させてもよいし、スイッチング素子Q1の駆動を停止してもよい。
Further, a circuit abnormality determination circuit for determining whether or not the
なお、図示した回路が適宜の等価回路に置換可能であることはいうまでもない。例えば、ブーストコンバータ1の出力コンデンサC1が、複数個のコンデンサの並列回路で構成されていてもよい。 Needless to say, the illustrated circuit can be replaced with an appropriate equivalent circuit. For example, the output capacitor C1 of the boost converter 1 may be configured by a parallel circuit of a plurality of capacitors.
上記各種の発光ダイオード点灯装置は、例えば、バックコンバータ2やブーストコンバータ1の各回路部品をそれぞれ収納及び保持するとともに発光ダイオード3を保持する適宜形状の器具本体(図示せず)とともに、照明器具を構成することができる。
The various light emitting diode lighting devices described above include, for example, lighting fixtures together with appropriately shaped fixture bodies (not shown) for holding and holding the circuit components of the
1 ブーストコンバータ
2 バックコンバータ
10 駆動回路
12 電圧変換回路(電流検出回路の一部)
C1 出力コンデンサ
L1 インダクタ
P1 出力上昇期間
P2 定常期間
Q1 スイッチング素子
Q11 スイッチング素子(電流検出回路の一部)
R1 検出用抵抗(電流検出回路の一部)
R11,R12 抵抗(電流検出回路の一部)
1 Boost
C1 Output capacitor L1 Inductor P1 Output rise period P2 Steady period Q1 Switching element Q11 Switching element (part of current detection circuit)
R1 detection resistor (part of current detection circuit)
R11, R12 resistance (part of current detection circuit)
Claims (4)
前記ブーストコンバータの出力電圧を降圧して発光ダイオードに出力することで前記発光ダイオードを点灯させるバックコンバータと、電流検出回路とを備え、
前記ブーストコンバータは、直流電力が入力される入力端間に接続されたインダクタとスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子に並列に接続されたダイオードとコンデンサとの直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動回路とを有し、
前記電流検出回路は、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が高いほど高い検出電圧を前記駆動回路に入力し、
前記駆動回路は、前記検出電圧が所定の閾値に達したときに前記スイッチング素子をオフし、前記インダクタの両端電圧が所定値を下回ったときに前記スイッチング素子をオンするものであって、
前記電流検出回路は、定常期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比を、出力上昇期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比よりも高くし、
前記ブーストコンバータは、前記発光ダイオードの点灯が開始されてから所定の切替時間が経過するまでの前記出力上昇期間における出力電力を、前記出力上昇期間の経過後である前記定常期間における出力電力よりも高くする
ことを特徴とする発光ダイオード点灯装置。 A boost converter that outputs DC power;
A buck converter for lighting the light emitting diode by stepping down the output voltage of the boost converter and outputting it to the light emitting diode, and a current detection circuit ;
The boost converter includes a series circuit of an inductor and a switching element connected between input terminals to which DC power is input, a series circuit of a diode and a capacitor connected in parallel to the switching element, and the switching element. A drive circuit for on-off driving,
The current detection circuit inputs a higher detection voltage to the drive circuit as the current value of the current flowing through the switching element is higher,
The drive circuit turns off the switching element when the detection voltage reaches a predetermined threshold, and turns on the switching element when a voltage across the inductor falls below a predetermined value;
The current detection circuit has a ratio of the detection voltage to the current value in a steady period higher than a ratio of the detection voltage to the current value in an output increase period,
The boost converter, the output power at the output increasing period from said lighting of the light emitting diode is started until after the predetermined switching time, than the output power at the constant period is after the lapse of the output increasing period Increase
A light-emitting diode lighting device.
前記ブーストコンバータの出力電圧を降圧して発光ダイオードに出力することで前記発光ダイオードを点灯させるバックコンバータと、電流検出回路とを備え、
前記ブーストコンバータは、直流電力が入力される入力端間に接続されたインダクタとスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子に並列に接続されたダイオードとコンデンサとの直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動回路とを有し、
前記電流検出回路は、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が高いほど高い検出電圧を前記駆動回路に入力し、
前記駆動回路は、前記検出電圧が所定の閾値に達したときに前記スイッチング素子をオフし、前記インダクタの両端電圧が所定値を下回ったときに前記スイッチング素子をオンするものであって、
前記電流検出回路は、定常期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比を、出力上昇期間における前記電流値に対する前記検出電圧の比よりも高くし、
前記ブーストコンバータは、前記発光ダイオードの温度が所定の切替温度未満である前記出力上昇期間における出力電力を、前記発光ダイオードの温度が前記切替温度以上である前記定常期間における出力電力よりも高くする
ことを特徴とする発光ダイオード点灯装置。 A boost converter that outputs DC power;
A buck converter for lighting the light emitting diode by stepping down the output voltage of the boost converter and outputting it to the light emitting diode, and a current detection circuit ;
The boost converter includes a series circuit of an inductor and a switching element connected between input terminals to which DC power is input, a series circuit of a diode and a capacitor connected in parallel to the switching element, and the switching element. A drive circuit for on-off driving,
The current detection circuit inputs a higher detection voltage to the drive circuit as the current value of the current flowing through the switching element is higher,
The drive circuit turns off the switching element when the detection voltage reaches a predetermined threshold, and turns on the switching element when a voltage across the inductor falls below a predetermined value;
The current detection circuit has a ratio of the detection voltage to the current value in a steady period higher than a ratio of the detection voltage to the current value in an output increase period,
The boost converter, the output power at the output rise time temperature is below a predetermined switching temperature of the light emitting diode is higher than the output power at the constant period temperature is the switching temperature or more of said light emitting diode
A light-emitting diode lighting device.
前記ブーストコンバータは、前記負荷異常判定回路によって異常があると判定されている期間における出力電力を、前記負荷異常判定回路によって異常がないと判定されている期間における出力電力よりも低くする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の発光ダイオード点灯装置。 A load abnormality determination circuit for determining presence or absence of abnormality of the light emitting diode,
The boost converter makes output power in a period in which it is determined that there is an abnormality by the load abnormality determination circuit lower than output power in a period in which there is no abnormality by the load abnormality determination circuit
The light-emitting diode lighting device according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする照明器具。 A lighting apparatus characterized by that.
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