JP6378034B2 - 点灯装置および照明器具 - Google Patents
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Description
第1のLEDと、
前記第1のLEDに並列に接続され、前記第1のLEDと発光色の異なる第2のLEDと、
電源スイッチがオンからオフに切り替わってから所定時間内にオンに切り替わる一時停止制御を検出する切替検出部と、
前記第1のLEDに接続される、ゲート端子を有する第1のスイッチング素子と、
前記第2のLEDに接続される、ゲート端子を有する第2のスイッチング素子と、
前記第1のLEDと前記第2のLEDとのそれぞれに電源を供給する共通の直流電源回路と、
前記第1のスイッチング素子の前記ゲート端子へ印加する電圧と前記第2のスイッチング素子の前記ゲート端子へ印加する電圧とを制御することにより、前記第1のLEDへ入力する入力電流と前記第2のLEDへ入力する入力電流とを調整すると共に、前記切替検出部が一時停止制御を検出した場合、前記第1のLEDと前記第2のLEDとのうち前記電源スイッチがオンからオフに切り替わる際のオンのときに消灯しており、かつ、前記一時停止制御の間に消灯していたLEDを点灯させて、前記電源スイッチがオンからオフに切り替わる際のオンのときに点灯しており、かつ、前記一時停止制御の間に消灯していたLEDの消灯を維持する調光制御部と
を備え、
前記切替検出部は、前記電源スイッチがオンからオフに切り替わってから前記所定時間内にオンに切り替わる制御が所定回数行われたことを特定切替制御として検出し、
前記調光制御部は、前記切替検出部が特定切替制御を検出した場合、前記第1のLEDと前記第2のLEDとを所定の照度で点灯させるリセット点灯制御を行うことを特徴とする。
LEDを調光するLED点灯装置およびLED照明器具について説明する。
また、利用者は、初期設定の明るさおよび色温度に調光したい場合、一時停止制御を所定回数繰り返す特定切替制御を行う。
所定時間以上のオフ期間を経て電源スイッチがオンになった場合(通常切替制御)、照明器具はオフ直前の明るさおよび色温度で点灯する。
実施の形態1におけるLED点灯装置100の構成について、図1に基づいて以下に説明する。
LED照明器具101は、LED点灯装置100、LED105、器具本体や照明カバーなどを備えたものである。
以下、電力供給状態から電力供給停止状態(オフ)に切り替えられ、さらに電力供給状態(オン)に切り替えられる制御を「オフオン制御」という。
マイクロコンピュータ114は、一時停止制御を検出した場合、白色LEDと赤色LEDとの少なくとも一方を、電力供給停止状態(オフ)に切り替えられる直前の照度(オフ前照度)と異なる照度で点灯させる(調光制御)。
マイクロコンピュータ114は、オフオン時間が一時停止時間より短いオフオン制御が所定時間内に所定回数行われる制御を「一時停止制御」として検出してもよい。
マイクロコンピュータ114は、通常切替制御を検出した場合、白色LEDと赤色LEDとをオフ前照度と同じ照度で点灯させる(再点灯制御)。
マイクロコンピュータ114は、特定切替制御を検出した場合、白色LEDと赤色LEDとを初期設定の照度で点灯させる(リセット点灯制御)。
オフ前照度値や照度の初期設定値は、不揮発性メモリ115に記憶される制御情報の一例である。
電源同期回路113は、整流回路111に接続し、整流回路111により整流された整流電圧の大きさに応じてパルス信号をマイクロコンピュータ114に出力する。電源同期回路113は、整流電圧が最大電圧近傍の所定電圧を上回ったとき、電力供給状態になったことを示すパルス信号(オン信号)をマイクロコンピュータ114に出力する。また、電源同期回路113は、整流電圧が最低電圧(0V)近傍の所定電圧を下回ったとき、電力供給停止状態になったことを示すパルス信号(オフ信号)をマイクロコンピュータ114に出力する。
マイクロコンピュータ114は、電源同期回路113のオン信号を検出してからオフ信号を検出するまでの時間をオフオン時間として算出し、算出したオフオン時間を一時停止時間と比較する。
電源同期回路113は、電力供給状態と電力供給停止状態とを能動的に検出しなくてもよい。
例えば、電源同期回路113はコンデンサと抵抗とを備え、コンデンサの電荷量が電力供給状態と電力供給停止状態とを表してもよい。
コンデンサは、電力供給状態(オン)の期間中に電荷が充電され、電力供給停止状態(オフ)の期間中に電荷が放電される。電荷の放電量はコンデンサと抵抗との放電時定数に従う。
したがって、電源供給状態に切り替わったときのコンデンサの電荷量により、オフオン時間を判定することができる。
図2に示すように、電源同期回路113のコンデンサの電荷量はオフ期間に減少し、オン期間に増加する。
マイクロコンピュータ114の電源(マイコン電源104)は、商用電源102と同期してオン/オフしてもよい。つまり、マイクロコンピュータ114はオン期間に動作し、オフ期間に停止する。
マイクロコンピュータ114は、オン期間に入って起動動作を完了したとき(マイコン電源同期判定タイミングt1)に、電源同期回路113のコンデンサの電荷量(マイコン判定時コンデンサ電圧)を検出する。
マイクロコンピュータ114は、コンデンサの電荷量が所定値以上である場合、オフオン時間が一時停止時間より短い(一時停止制御)と判定する。コンデンサの電荷量が所定値以上であれば、放電期間(オフ期間)が短時間であると考えられるためである。
図3は、実施の形態1における調光制御1を示す図である。
図3において、上段「白色LED入力(A)」は白色LED点灯回路121の入力電流(アンペア)を示し、中段「赤色LED入力(A)」は赤色LED点灯回路122の入力電流を示し、下段「色温度(K)」は白色LEDの光と赤色LEDの光との合計の色温度(ケルビン)を示す。また、横軸は時間軸である。以降の図も同様である。
つまり、マイクロコンピュータ114は、一時停止制御を検出する度に、点灯するLEDと消灯するLEDとを切り替える。
図4は、実施の形態1における調光制御2を示す図である。
図4に示すように、マイクロコンピュータ114は、始めの一時停止制御の検出を「調光スタート」、次の一時停止制御(またはオフへの切り替え)の検出を「調光ストップ」として、調光スタートから調光ストップまでの間を「点灯レベル調整モード」とする。
マイクロコンピュータ114は、点灯レベル調整モードの間、赤色LEDの照度(赤色LED点灯回路122の入力電流)を変化させ続ける。同時に、マイクロコンピュータ114は、白色LEDを一定の照度で点灯させ続ける。但し、赤色LEDの照度の代わりに白色LEDの照度を変化させてもよい。図4に示すように連続的に変化せてもよいし、または所定時間毎に変化させてもよい。
つまり、マイクロコンピュータ114は、一時停止制御を検出してから次の一時停止制御を検出するまでの間、いずれかのLEDを一定の照度で点灯させると共に他のLEDの照度を変化させ続ける。
いずれかのLEDを一定の照度で点灯させることにより所定の照度を確保することができる。特に、白色LEDは光束が大きく、照度を確保する主光源に適している。
図5は、実施の形態1における調光制御3を示す図である。
図5に示すように、マイクロコンピュータ114は、点灯レベル調整モードの間、点灯するLEDと消灯するLEDとを所定時間毎に切り替える。
図6は、実施の形態1における調光制御4を示す図である。
図6に示すように、マイクロコンピュータ114は、点灯レベル調整モードの間、全てのLEDを点灯させると共に各LEDの照度を変化させ続ける。図6に示すように所定時間毎に変化させてもよいし、または連続的に変化させてもよい。
図7では、N段階の色温度を設け、色の暗い順に「色温度1、色温度2、・・・、色温度N」としている。つまり、「色温度1」での点灯は最も暗い下限点灯を意味し、「色温度N」での点灯は最も明るい上限点灯を意味する。
図7に示す色温度は、照明の色温度または各点灯回路の色温度に対応する。つまり、調光制御により、各点灯回路のLEDの色温度が図7のように変化してもよいし、照明全体の色温度が図7のように変化してもよい。
マイクロコンピュータ114は、図7(B)に示すように、色温度1から色温度Nまで順に変化させた後、再び色温度1から色温度Nまで順に変化させてもよい(順送り変化)。
マイクロコンピュータ114は、図7(B)と逆に、色温度Nから色温度1まで順に変化させた後、再び色温度Nから色温度1まで順に変化させてもよい。
図1に示すように、マイクロコンピュータ114は、直流電源回路112を制御して直流電源回路112から各LED点灯回路への出力電流を調整すると共に、各LED点灯回路内のMOS−FET131のゲート端子へ印加する電圧を制御することにより、各LED点灯回路の入力電流(ドレイン電流)を調整する。
各MOS−FET131は、直列接続する複数のLED105にドレイン端子が接続し、ゲート端子がマイクロコンピュータ114に接続し、ソース端子が整流回路111に接続する。
図8は、実施の形態1におけるLED点灯装置100の別例Aを示す図である。
図8に示すように、マイクロコンピュータ114は、白色LED点灯回路121に接続する直流電源回路112bを制御して白色LED点灯回路121の入力電流を調整すると共に、赤色LED点灯回路122に接続する直流電源回路112aを制御して赤色LED点灯回路122の入力電流を調整する。
図9は、実施の形態1におけるLED点灯装置100の別例Bを示す図である。
図9に示すように、LED点灯装置100は、LED点灯回路内のトランジスタ132のベース端子に接続するLED電流制御回路(141a、141b)を備える。
マイクロコンピュータ114は、白色LED点灯回路121に接続するLED電流制御回路141aを制御して白色LED点灯回路121の入力電流(トランジスタ132のコレクタ電流)を調整すると共に、赤色LED点灯回路122に接続するLED電流制御回路141bを制御して赤色LED点灯回路122の入力電流を調整する。
図10は、実施の形態1におけるLED点灯装置100の別例Cを示す図である。
図10に示すように、LED点灯装置100は、制御回路142、インバータ回路143、インピーダンス素子144および整流回路145を備える。インバータ回路143、インピーダンス素子144および整流回路145は、白色LED点灯回路121に接続するグループと赤色LED点灯回路122に接続するグループとの二組ある。
インバータ回路143は、直流電源回路112からの直流電流を交流電流にして出力する。
インピーダンス素子144は、特定の周波数特性を持ち、インバータ回路143と整流回路145とに接続する。
整流回路145は、インバータ回路143からの交流電流を整流してコンデンサで充電し、充電した電圧により直流電流をLED点灯回路に流す。
制御回路142は、各インバータ回路143の発振周波数を制御する。
マイクロコンピュータ114は、制御回路142に接続し、制御回路142を制御する。マイクロコンピュータ114は、制御回路142を制御することにより、インバータ回路143から整流回路145への交流電流の周波数を変化させ、整流回路145からLED点灯回路への入力電流を調整する。
図11は、実施の形態1におけるLED点灯装置100の別例Dを示す図である。
図11に示すように、LED点灯装置100は、点滅on/off期間制御回路146を備える。
点滅on/off期間制御回路146は、各LED点灯回路内のトランジスタ132のベース端子に接続し、各トランジスタ132のベース端子への出力電流をオン/オフすることにより各トランジスタ132の入力電流の有無(オンオフ)を切り替える(電流切替)。
マイクロコンピュータ114は、点滅on/off期間制御回路146に接続し、点滅on/off期間制御回路146の電流切替の時間間隔(オンの時間およびオフの時間)を制御する。
図12に示すように、トランジスタ132の入力電流をオン/オフした場合、トランジスタ132の入力電流の平均電流(実効電圧)はオンの時間とオフの時間との割合に応じて変化する。
また、LED点灯装置100は、第1のLED点灯部(白色LED)と、第1のLED点灯部に対して色温度の異なる第2のLED点灯部(赤色LED)とを持つ。
さらに、LED点灯装置100は、商用電源102が電力供給状態から一時供給停止状態になり再び電力供給状態になるときに一時供給停止状態が予め定めた設定時間であるかを検出する電力供給一時停止検出部(電源同期回路113、マイクロコンピュータ114)と、LED点灯制御回路(白色LED点灯回路121、赤色LED点灯回路122)と、LEDの制御状態を記憶する不揮発性メモリ115とを備える。
LED点灯装置100は、電力供給一時停止検出部より得られる信号が(複数の制御回数)あるとき、第1のLED点灯部又は第2のLED点灯部を切り替えて合計のLED点灯レベルを変化させる。そして、LED点灯装置100は、LEDの点灯制御方法を不揮発性メモリ115に記憶する。
LED点灯装置100は、電力供給開始時に一時電力供給停止信号がない場合、電力供給開始時に不揮発性メモリ115から読み出したLEDの点灯制御方法でLED点灯回路を点灯制御する。
LED点灯装置100は、電力供給一時停止検出部より得られる信号が連続で予め定めた回数あるとき、第1のLED点灯部および第2のLED点灯部を初期点灯レベルで点灯させる。不揮発性メモリ115には初期点灯レベルが予め記憶される。信号検出回数は、前述の制御回数以上である。
例えば、「調光制御1」「入力電流制御方法1」参照。
LED点灯装置100は、再度、電力供給一時停止検出部より得られる信号が予め定めた設定値以内であることを検出すると、その時点での点灯レベルを不揮発性メモリに記憶する。
LED点灯装置100は、電力供給開始時に一時電力供給停止信号がない場合、電力供給開始時に不揮発性メモリから読み出したLEDの点灯制御方法でLED点灯回路を点灯制御する。
例えば、「調光制御2」「入力電流制御方法1」参照。
例えば、「調光制御3」「入力電流制御方法1」参照。
例えば、「調光制御4」「入力電流制御方法2」参照。
例えば、「調光制御4」「入力電流制御方法3」参照。
LED点灯装置100は、インバータ回路の発振周波数を制御する制御部とインバータ回路部に接続された周波数特性を持つインピーダンス素子とによって各々のLED点灯部のLED電流を可変とすることで、所定の明るさを得る。
例えば、「入力電流制御方法4」参照。
例えば、「入力電流制御方法5」参照。
例えば、「調光制御2」参照。
色温度の異なる3色のLEDを点灯させるLED点灯装置100(およびLED照明器具101)について説明する。
以下、実施の形態1と異なる事項について説明する。説明を省略する事項については実施の形態1と同様である。
図13は、実施の形態2におけるLED点灯装置100の回路図Aである。
図13に示すように、LED点灯装置100は、白色LED点灯回路121と赤色LED点灯回路122との他に、緑色光を発光する複数の緑色LEDが光源として取り付けられる緑色LED点灯回路123を備える。
オフオン時間判定方法、調光制御および入力電流制御方法は、実施の形態1で説明したいずれでも構わない。
図14は、実施の形態2におけるLED点灯装置100の回路図Bである。
図14に示すように、LED点灯装置100は、緑色LED点灯回路123、フィードバック回路147、電流検出回路148および変流器149を備える。
変流器149は各LED点灯回路、電流検出回路148および整流回路111に接続し、電流検出回路148は変流器149からの電流に基づいて各LED点灯回路に流れる電流の総和(合計電流)を検出する。
フィードバック回路147は、電流検出回路148に接続し、電流検出回路148により検出された各LED点灯回路の合計電流に基づいて各LED点灯回路の合計電流の変化量を検出する。
マイクロコンピュータ114は、フィードバック回路147に接続し、フィードバック回路147により検出された各LED点灯回路の電流変化量に基づいて直流電源回路112を制御する。これにより、マイクロコンピュータ114は、各LED点灯回路の合計電流を一定に保つ。
例えば、マイクロコンピュータ114は、直流電源回路112を制御することにより、赤色LEDと緑色LEDとを調光制御すると共に、各LED点灯回路の合計電流を一定に保つように白色LED点灯回路121の入力電流を調整する。
各LED点灯回路の合計電流を一定に保つことにより、照明の照度を一定に保ちながら照明の色温度を変化させることができる。
図15は、実施の形態2におけるLED点灯装置100の回路図Cである。
図15に示すように、LED点灯装置100は、赤色LED点灯回路122、緑色LED点灯回路123および青色LED点灯回路124を備える。
図16は、実施の形態2におけるLED点灯装置100(回路図C)の調光制御を示す表である。
マイクロコンピュータ114は、図16に示すように、赤色LED、青色LEDおよび緑色LEDの7通りの組み合わせで点灯するLEDを切り替える。これにより、7通りの色温度を得ることができる。
なお、各色のLEDの明るさを変更する(バランスを調整する)ことで、色温度を8通り以上とすることもできる。
Claims (3)
- 第1のLEDと、
前記第1のLEDに並列に接続され、前記第1のLEDと発光色の異なる第2のLEDと、
電源スイッチがオンからオフに切り替わってから所定時間内にオンに切り替わる一時停止制御を検出する切替検出部と、
前記第1のLEDに接続される、ゲート端子を有する第1のスイッチング素子と、
前記第2のLEDに接続される、ゲート端子を有する第2のスイッチング素子と、
前記第1のLEDと前記第2のLEDとのそれぞれに電源を供給する共通の直流電源回路と、
前記第1のスイッチング素子の前記ゲート端子へ印加する電圧と前記第2のスイッチング素子の前記ゲート端子へ印加する電圧とを制御することにより、前記第1のLEDへ入力する入力電流と前記第2のLEDへ入力する入力電流とを調整すると共に、前記切替検出部が一時停止制御を検出した場合、前記第1のLEDと前記第2のLEDとのうち前記電源スイッチがオンからオフに切り替わる際のオンのときに消灯しており、かつ、前記一時停止制御の間に消灯していたLEDを点灯させて、前記電源スイッチがオンからオフに切り替わる際のオンのときに点灯しており、かつ、前記一時停止制御の間に消灯していたLEDの消灯を維持する調光制御部と
を備え、
前記切替検出部は、前記電源スイッチがオンからオフに切り替わってから前記所定時間内にオンに切り替わる制御が所定回数行われたことを特定切替制御として検出し、
前記調光制御部は、前記切替検出部が特定切替制御を検出した場合、前記第1のLEDと前記第2のLEDとを所定の照度で点灯させるリセット点灯制御を行うことを特徴とする点灯装置。 - 前記切替検出部は、電源スイッチがオンからオフに切り替わってから所定時間経過後にオンに切り替わる通常切替制御を検出し、
前記調光制御部は、前記切替検出部が通常切替制御を検出した場合、前記第1のLEDと前記第2のLEDとを前記電源スイッチがオフに切り替わる前の状態で点灯させる再点灯制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の点灯装置。 - 請求項1または請求項2に記載の点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
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