JP6114890B2 - 低コスト、全方位、全対応の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光灯型ＬＥＤ照明のＬＥＤ駆動装置に関し、特に低コスト、全方位、全対応の駆動装置に関する。

既知の蛍光灯型ＬＥＤの駆動技術は、あるタイプのＥＴ（電子変圧器）又はＩＴ（インダクタンス変圧器）に対応している。しかし、その回路が非常に複雑で、コストが高く、サイズが非常に大きいという問題を有している。なお、全対応の蛍光灯型ＬＥＤの駆動技術は、世界中にまだ公開されていない。

本発明は、上記従来技術の欠点を解決するために為されたもので、ランプ又は安定器を破損させることなく、インダクタンス型安定器、カップリング型電子安定器、通常型電子安定器、及び予熱型電子安定器などといった４種類の安定器に対応するだけではなく、商用電源からの直接入力にも対応可能な全対応の駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る低コスト、全方位、全対応の駆動装置は、インテリジェント制御部と、定電流制限部と、高周波定電流制御ＩＣと、電圧モニタ部と、ＬＥＤストリングと、抵抗Ｒと、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６と、ダイオードＤ７と、ダイオードＤ８と、ダイオードＤ９と、インダクタンスＬと、コンデンサＣと、スイッチＫ１０１と、スイッチＫ１０２と、スイッチＫ１０３と、第１の入力接点Ａと、第２の入力接点Ｂと、第３の入力接点Ｃと、第４の入力接点Ｄと、を含む。スイッチＫ１０１、ＬＥＤストリング、インダクタンスＬ、スイッチＫ１０３及び抵抗Ｒは、その順で直列に接続される。ダイオードＤ１のアノードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続される。ダイオードＤ２のアノードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続される。ダイオードＤ３のカソードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ３のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続される。ダイオードＤ４のカソードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ４のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続される。ダイオードＤ５のアノードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ５のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続される。ダイオードＤ６のアノードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ６のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続される。ダイオードＤ７のカソードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ７のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続される。ダイオードＤ８のカソードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ８のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続される。コンデンサＣは、ＬＥＤストリングに並列に接続される。スイッチＫ１０２は、インダクタンスＬに並列に接続される。ダイオードＤ９は、直列接続されるスイッチＫ１０１、ＬＥＤストリング及びインダクタンスＬに並列に接続される。電圧モニタ部は、スイッチＫ１０３の上端の電圧を検出するとともに、検出した電圧値を高周波定電流制御ＩＣに送信する。高周波定電流制御ＩＣは、電圧モニタ部により送信された電圧値及び検出したスイッチＫ１０３の電流値に基づいて、スイッチＫ１０３を高周波バックパルス幅変調（ＢＵＣＫ ＰＷＭ）動作モード又は限流動作モードに移行させるかを判断する。定電流制限部は、抵抗Ｒのピーク電流をモニタするとともに、スイッチＫ１０３によって限流・定電流モードに移行することにより、過電流を防止することが可能である。インテリジェント制御部は、電圧モニタ部、抵抗Ｒの電流及び定電流制限部が提供された信号により、デルタ時間遅延方法によって、スイッチＫ１０１に対するタイミング制御を行う。

本発明の更なる特徴として、前記ＬＥＤストリングは、少なくとも２つのＬＥＤデバイスを含み、前記ＬＥＤデバイスは、単一のＬＥＤランプ、ＬＥＤストリング、又は直列と並列とを組み合わせたＬＥＤである。

本発明の駆動装置は、起動時にスイッチＫ１０１がオンし、スイッチＫ１０２がオフし、スイッチＫ１０３がオンし、且つ限流モードに移行する。スイッチＫ１０３の上端の電圧をモニタすることにより商用電源モードであるか否かを判断する。商用電源モードである場合、スイッチＫ１０１及びスイッチＫ１０２の状態を保持し、高周波制御を起動し、スイッチＫ１０３をバックパルス幅変調（ＢＵＣＫ ＰＷＭ）動作モードに移行させる。商用電源モードでない場合、スイッチＫ１０１及びスイッチＫ１０３の状態を保持するとともに、スイッチＫ１０２をオフにし、即ちインダクタンスＬを短絡し、主線路の電流を検出することにより起動状態をモニタする。起動しない場合には、スイッチＫ１０１をオフにし、その後にスイッチＫ１０１を一定の時間遅らせてオンにすることにより、トリガの遅延を実現することができる。

具体的に、本発明は、２つの判断を実現することができる。つまり、まず商用電源であるか否かを判断し、次に電子安定器であるかあるいはインダクタンス安定器であるかを判断することが可能である。
上記２つの判断方法については、以下のように説明する。
商用電源であるか否かについては、電圧モニタ部がスイッチＫ１０３の上端の電圧を検出することにより判断する。スイッチＫ１０３の電圧が一定の値より高くなると、電圧モニタ部は、商用電源が入力されたと判断し、判断信号を高周波定電流制御ＩＣに送信する。高周波定電流制御ＩＣは、高周波でスイッチＫ１０３を迅速に制御することにより、高周波で降圧するように制御する。また、商用電源であるか否かの初期判断を行うとき、商用電源の突入に起因する電子部品の破壊を防止するために、スイッチＫ１０３は、まず定電流制限部が限流・定電流モードに移行することにより、過電流を防止することができる。
電子安定器であるかあるいはインダクタンス安定器であるかについては、最下端の抵抗Ｒの電流及び電圧モニタ部で検出した電圧によって、スイッチＫ１０１を知的に制御することにより判断する。最初、スイッチＫ１０１がオンするとき、抵抗Ｒに電流が流れず、且つスイッチＫ１０３の電圧値が高くない場合、商用電源でないことを示している。この場合、インテリジェント制御部は、スイッチＫ１０１をオフにし、一定の時間を遅らせてから、スイッチＫ１０１を再度にオンにする。依然として正常に動作しない場合、システムが正常に動作するまで、遅延時間を徐々に長くするようにしている。この方法は、「デルタ（ｄｅｌｔａ）時間遅延方法」と称されてもよい。

本発明の駆動装置において、入力点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、任意にアクセス可能な４つの入力端子である。定電流制限部は、ピーク電流をモニタするとともに制御するために用いられる。高周波定電流制御ＩＣは、高周波降圧の定電流制御チップである。電圧モニタ部は、スイッチＫ１０３の上端の電圧を検出するために用いられる。インテリジェント制御部は、信号をモニタすることにより、タイミング及びモードを実現するために用いられる。本発明の駆動装置は、インテリジェント判断及び補償により、インダクタンス安定器／電子安定器モードに対して全対応を実現することができる。電子安定器やインダクタンス安定器に対応する場合には、インダクタンスＬにより定電流を自動的に実現するとともに、限流制御することも可能である。商用電源モードに対応する場合には、高周波パルス幅変調（ＰＷＭ）モードにより定電流を実現することができる。また、隔離するためのコンデンサを採用せず、ＬＥＤが負荷として直接に用いられる。また、異なるＥＴ／ＩＴの要求に応じて時間遅延により制御する。モニタされた電圧、電流信号に基づいて、入力状態に対してインテリジェント判断を行う。

本発明によれば、任意方向のプラグイン、任意の電子安定器、任意のインダクタンス安定器及び商用電源の対応、任意の抜き挿し（ホットプラグを含む）を実現することができる。しかも、ＵＬ規格に適合する漏れ電流試験に合格した。要するに、本発明によれば、ランプ又は安定器を破損させることなく、インダクタンス型安定器、カップリング型電子安定器、通常型電子安定器、及び予熱型電子安定器などといった４種類の安定器に対応することだけではなく、商用電源からの直接入力にも対応することができる。

本発明の概略回路図である。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して詳述する。

（実施例１）
図１に示すように、本発明の低コスト、全方位、全対応の駆動装置は、インテリジェント制御部と、定電流制限部と、高周波定電流制御ＩＣと、電圧モニタ部と、ＬＥＤストリングと、抵抗Ｒと、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６と、ダイオードＤ７と、ダイオードＤ８と、ダイオードＤ９と、インダクタンスＬと、コンデンサＣと、スイッチＫ１０１と、スイッチＫ１０２と、スイッチＫ１０３と、第１の入力接点Ａと、第２の入力接点Ｂと、第３の入力接点Ｃと、第４の入力接点Ｄと、を含んでいる。スイッチＫ１０１、ＬＥＤストリング、インダクタンスＬ、スイッチＫ１０３及び抵抗Ｒは、その順で直列に接続されるとともに、ダイオードＤ９と並列に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ３のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続されている。ダイオードＤ４のカソードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ４のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続されている。ダイオードＤ５のアノードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ５のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続されている。ダイオードＤ６のアノードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ６のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続されている。ダイオードＤ７のカソードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ７のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続されている。ダイオードＤ８のカソードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ８のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続され、コンデンサＣは、ＬＥＤストリングに並列に接続され、スイッチＫ１０２は、インダクタンスＬに並列に接続されている。電圧モニタ部は、スイッチＫ１０３の上端の電圧を検出するとともに、検出した電圧値を高周波定電流制御ＩＣに送信するために用いられる。高周波定電流制御ＩＣは、電圧モニタ部により送信された電圧値及び検出したスイッチＫ１０３の電流値に基づいて、スイッチＫ１０３を高周波バックパルス幅変調（ＢＵＣＫ ＰＷＭ）動作モード又は限流動作モードに移行させるかを判断するために用いられる。定電流制限部は、抵抗Ｒのピーク電流をモニタするとともに、スイッチＫ１０３によって限流・定電流モードに移行することにより、過電流を防止することが可能である。インテリジェント制御部は、電圧モニタ部、抵抗Ｒの電流、及び定電流制限部が提供された信号により、デルタ時間遅延方法によって、スイッチＫ１０１に対するタイミング制御を実現することができる。
また、ＬＥＤストリングは、少なくとも２つのＬＥＤデバイスを含んでいる。ＬＥＤデバイスは、単一のＬＥＤランプ、ＬＥＤストリング、又は直列と並列を組み合わせたＬＥＤである。

Claims (2)

1. インテリジェント制御部と、定電流制限部と、高周波定電流制御ＩＣと、電圧モニタ部と、ＬＥＤストリングと、抵抗Ｒと、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６と、ダイオードＤ７と、ダイオードＤ８と、ダイオードＤ９と、インダクタンスＬと、コンデンサＣと、スイッチＫ１０１と、スイッチＫ１０２と、スイッチＫ１０３と、第１の入力接点Ａと、第２の入力接点Ｂと、第３の入力接点Ｃと、第４の入力接点Ｄと、を含み、
   スイッチＫ１０１、ＬＥＤストリング、インダクタンスＬ、スイッチＫ１０３及び抵抗Ｒは、その順で直列に接続されるとともに、ダイオードＤ９と並列に接続され、
   ダイオードＤ１のアノードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続され、
   ダイオードＤ２のアノードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続され、
   ダイオードＤ３のカソードは、第１の入力接点Ａに電気的に接続され、ダイオードＤ３のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続され、
   ダイオードＤ４のカソードは、第２の入力接点Ｂに電気的に接続され、ダイオードＤ４のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続され、
   ダイオードＤ５のアノードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ５のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続され、
   ダイオードＤ６のアノードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ６のカソードは、スイッチＫ１０１に電気的に接続され、
   ダイオードＤ７のカソードは、第３の入力接点Ｃに電気的に接続され、ダイオードＤ７のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続され、
   ダイオードＤ８のカソードは、第４の入力接点Ｄに電気的に接続され、ダイオードＤ８のアノードは、抵抗Ｒに電気的に接続され、
   コンデンサＣは、ＬＥＤストリングに並列に接続され、スイッチＫ１０２は、インダクタンスＬに並列に接続され、
   電圧モニタ部は、スイッチＫ１０３の上端の電圧を検出するとともに、検出した電圧値を高周波定電流制御ＩＣに送信し、
   高周波定電流制御ＩＣは、電圧モニタ部により送信された電圧値及び検出したスイッチＫ１０３の電流値に基づいて、スイッチＫ１０３を高周波バックパルス幅変調（ＢＵＣＫ ＰＷＭ）動作モード又は限流動作モードに移行させるかを判断し、
   定電流制限部は、抵抗Ｒのピーク電流をモニタするとともに、スイッチＫ１０３によって限流・定電流モードに移行することにより、過電流を防止することが可能であり、
   インテリジェント制御部は、電圧モニタ部、抵抗Ｒの電流、及び定電流制限部が提供された信号により、デルタ時間遅延方法によって、スイッチＫ１０１に対するタイミング制御を行うことを特徴とする低コスト、全方位、全対応の駆動装置。
2. 前記ＬＥＤストリングは、少なくとも２つのＬＥＤデバイスを含み、
   前記ＬＥＤデバイスは、単一のＬＥＤランプ、ＬＥＤストリング、又は直列と並列とを組み合わせたＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の低コスト、全方位、全対応の駆動装置。