JP6489347B2 - Light emitting element lighting device, light emitting module, and lighting device - Google Patents
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Description
本開示は、複数の発光モジュールを備える照明装置、ならびに、そのような照明装置に用いられる発光モジュールおよび発光素子点灯装置に関する。 The present disclosure relates to a lighting device including a plurality of light emitting modules, and a light emitting module and a light emitting element lighting device used in such a lighting device.
特許文献1は、複数の発光ユニットと、各発光ユニットに接続されて制御信号を伝達する通信線とを有するタイル式フラット・パネル照明システムを開示している。このシステムでは、個々の発光ユニットは、給電用の複数の電気的コンタクトを有する。複数の発光ユニットは、相互に電気的に接続される。これにより、1つの発光ユニットから、隣接する他の発光ユニットへ電力が伝送される。各発光ユニットは制御装置を備え、制御装置間の信号通信により、複数の発光ユニットが連携して動作できる旨が開示されている。
特許文献1などの従来技術では、複数の発光ユニット(「発光モジュール」とも称する。)の各々が一定の輝度で発光するように、各ユニットに同一の調光信号が与えられる。調光方式として一般的に用いられているPWM調光では、調光信号に同期して光源の点灯(オン)/消灯(オフ)が繰り返される。このため、複数の発光ユニットが同時に点灯/消灯を繰り返すことに伴う電磁ノイズまたは音響ノイズの問題が発生し得る。
In the prior art such as
本開示は、これらのノイズの発生を抑制できる新規な発光素子点灯装置を提供する。 The present disclosure provides a novel light-emitting element lighting device that can suppress the occurrence of these noises.
上記の課題を解決するため、本開示の一態様に係る発光素子点灯装置は、複数の発光モジュールを備える照明装置における各発光モジュールに搭載され、発光素子を点灯させる発光素子点灯装置であって、前記発光素子に接続され、入力された調光信号に基づいて、前記発光素子を流れる電流を変調させる電流制御回路と、入力インターフェースおよび出力インターフェースを有し、前記調光信号を前記入力インターフェースを介して受け取り、前記調光信号を前記電流制御回路に入力し、かつ、前記調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させて、前記出力インターフェースから送出する調光信号処理回路とを備える。 In order to solve the above-described problem, a light-emitting element lighting device according to an aspect of the present disclosure is a light-emitting element lighting device that is mounted on each light-emitting module in a lighting device including a plurality of light-emitting modules and lights a light-emitting element. A current control circuit that is connected to the light emitting element and modulates a current flowing through the light emitting element based on an input dimming signal; an input interface; and an output interface; and the dimming signal is transmitted via the input interface. A dimming signal processing circuit that receives the dimming signal, inputs the dimming signal to the current control circuit, and changes at least one of an on-time timing and a cycle of the dimming signal and transmits the dimming signal from the output interface. .
上記の態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。 The above aspect may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium. Alternatively, it may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
本開示の発光素子点灯装置によれば、他の発光モジュールから受け取った調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させてさらに他の発光モジュールに送出することができる。複数の発光素子のうち、オンのタイミングが重なる発光素子の割合を減らすことができるため、電磁ノイズまたは音響ノイズの発生を抑制することができる。 According to the light emitting element lighting device of the present disclosure, at least one of the on-time timing and the period of the dimming signal received from another light emitting module can be changed and sent to another light emitting module. Since the ratio of light-emitting elements whose ON timing overlaps among a plurality of light-emitting elements can be reduced, generation of electromagnetic noise or acoustic noise can be suppressed.
本開示の実施形態を説明する前に、本願発明者によって見出された知見を説明する。 Prior to describing the embodiments of the present disclosure, knowledge found by the present inventors will be described.
複数の発光モジュールを有する照明装置では、一般的に、各発光素子が一定の輝度で発光するように、各発光素子に一定の電流が流れるように制御される。発光モジュール間の信号通信によって同一の調光信号が各モジュールに伝送され、調光制御が行われる。 In an illuminating device having a plurality of light emitting modules, control is generally performed so that a constant current flows through each light emitting element so that each light emitting element emits light with a constant luminance. The same dimming signal is transmitted to each module by signal communication between the light emitting modules, and dimming control is performed.
調光方式としては、光源のオン/オフを繰り返して輝度を制御するPWM調光が、色度の変化を抑えるために有効である。PWM調光では、調光信号に同期して光源のオン/オフの切り替えが行われる。このため、複数の発光モジュールに同一の調光信号が与えられると、電源電流のリップルが生じ、電磁ノイズや音響ノイズを増大させる可能性がある。また、複数の発光モジュールの点灯のタイミングが同一であるため、発熱の問題も生じ得る。発光モジュールおよび点灯装置の小型化または薄型化を進める上で、ノイズや発熱の増加が問題になる可能性がある。特に、薄型化が要求される美術館や博物館用の照明装置では、低発熱および低ノイズが特に求められる。さらに、今後、発光モジュールの大型化が進展すると、ノイズおよび温度上昇の問題がより顕著になる可能性もある。 As a dimming method, PWM dimming that controls the luminance by repeatedly turning on and off the light source is effective for suppressing a change in chromaticity. In PWM dimming, the light source is switched on / off in synchronization with the dimming signal. For this reason, when the same dimming signal is given to a plurality of light emitting modules, ripples in the power supply current are generated, which may increase electromagnetic noise and acoustic noise. Moreover, since the lighting timings of the plurality of light emitting modules are the same, a problem of heat generation may occur. When the light emitting module and the lighting device are reduced in size or thinned, an increase in noise and heat generation may be a problem. In particular, low heat generation and low noise are particularly required in art museums and museum lighting devices that are required to be thin. Furthermore, if the size of the light emitting module increases in the future, the problem of noise and temperature rise may become more prominent.
本願発明者は、上記の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本願発明者は、複数の発光モジュールの各々に、同一の調光信号を与えるのではなく、少なくとも一部の発光モジュールに、他とは異なる調光信号を与えることにより、ノイズの影響を低減できることに着目した。これを実現するために、本開示の実施形態における発光モジュールに搭載される発光素子点灯装置は、受け取った調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させて出力する調光信号処理回路を備える。調光信号処理回路は、他の発光モジュールにおける調光信号処理回路と電気的に接続される。1つの調光信号処理回路から他の調光信号処理回路に、オン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方が変化した調光信号が伝達される。これにより、発光素子の点灯のタイミングが発光モジュールによって異なる状況が実現する。 The inventor of the present application has found the above-mentioned problem and studied a configuration for solving this problem. The inventor of the present application can reduce the influence of noise by giving a dimming signal different from others to at least some of the light emitting modules, instead of giving the same dimming signal to each of the plurality of light emitting modules. Focused on. In order to achieve this, a light-emitting element lighting device mounted on a light-emitting module according to an embodiment of the present disclosure includes a dimming signal processing circuit that changes and outputs at least one of an on-time timing and a cycle of a received dimming signal Is provided. The dimming signal processing circuit is electrically connected to the dimming signal processing circuit in another light emitting module. A dimming signal in which at least one of the on-time timing and the cycle is changed is transmitted from one dimming signal processing circuit to another dimming signal processing circuit. Thereby, the situation where the lighting timing of the light emitting element varies depending on the light emitting module is realized.
図1は、本開示の実施形態における発光モジュールの概略的な構成を示すブロック図である。この発光モジュールは、照明装置を構成する複数の発光モジュールの1つであり、他の発光モジュールと配線を介して電気的に接続される。この発光モジュールは、発光素子3と、発光素子3を点灯させる発光素子点灯装置1とを備える。発光素子点灯装置1は、入力された調光信号Siに基づいて発光素子3を流れる電流を変調させる電流制御回路90と、電流制御回路90に調光信号Sを入力する調光信号処理回路70とを有する。調光信号処理回路70は、入力インターフェースIFiおよび出力インターフェースIFoを有する。調光信号処理回路70は、入力インターフェースIFiを介して他の発光モジュールにおける調光信号処理回路または電源回路などの他の装置から調光信号Siを受け取る。調光信号処理回路70は、受け取った調光信号Siを、調光信号Sとして電流制御回路90に入力する。調光信号Sは、調光信号Siと全く同じであってもよいし、電流制御回路90の構成に合わせて信号レベル(振幅)が変化していてもよい。調光信号Sは、調光信号Siと同一のオン時間タイミング(または位相)および周期を有する。ここで、「オン時間タイミング」とは、信号の大きさが相対的に低い状態(「オフ状態」と称する。)から相対的に高い状態(「オン状態)と称する。)に変化するタイミングを意味する。このように、調光信号Sは、調光信号Siと同一の波形を有するとは限らないが、オン時間タイミングおよび周期が同一であるため、本開示では、両者は同じ調光信号であるものと考える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a light emitting module according to an embodiment of the present disclosure. This light emitting module is one of a plurality of light emitting modules constituting the lighting device, and is electrically connected to other light emitting modules via wiring. The light emitting module includes a
調光信号処理回路70は、さらに、受け取った調光信号Siのオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させて、出力インターフェースIFoから調光信号Soとして送出する。後に詳しく説明するように、オン時間タイミングおよび周期の変化のさせ方には、様々な態様があり得る。本開示では、照明装置を構成する複数の発光モジュールの全ての点灯/消灯のタイミングが一致しないように制御される限り、調光信号の処理の方法は任意に決定してよい。
The dimming
以上の構成により、調光信号が1つの発光モジュールから他の発光モジュールに伝達される際に、調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方が変化する。このため、発光モジュールによって発光のタイミングがずれ、ノイズおよび温度の増加の影響を低減することができる。 With the above configuration, when the dimming signal is transmitted from one light emitting module to another light emitting module, at least one of the on-time timing and the cycle of the dimming signal changes. For this reason, the timing of light emission is shifted by the light emitting module, and the influence of increase in noise and temperature can be reduced.
以下、上記の基本概念に基づくより具体的な実施形態を説明する。以下の説明において、同一または対応する構成要素には同一の参照符号を付している。以下の説明では、電気的な接続を単に「接続」と称する。 Hereinafter, more specific embodiments based on the above basic concept will be described. In the following description, the same or corresponding components are given the same reference numerals. In the following description, the electrical connection is simply referred to as “connection”.
(実施形態1)
まず、本開示の第1の実施形態に係る発光素子点灯システムを説明する。
(Embodiment 1)
First, the light emitting element lighting system according to the first embodiment of the present disclosure will be described.
[構成]
図2は、本実施形態の発光素子点灯システムの概略的な構成を示すブロック図である。この発光素子点灯システムは、発光素子点灯装置1と、電源回路2と、発光素子3とを備える。発光素子点灯装置1と発光素子3との組み合わせは、1つの発光モジュールを構成する。本実施形態における発光素子点灯装置1は、制御電源回路10と、電流制御回路90と、調光信号処理回路70と、電流検出回路30と、電圧検出回路40とを備える。電流制御回路90は、降圧チョッパ回路20と、制御回路50と、電流指令回路60とを備える。
[Constitution]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the light emitting element lighting system of the present embodiment. The light emitting element lighting system includes a light emitting
電源回路2は、発光素子3を駆動するための電力を供給する回路である。電源回路2は、例えば、商用交流電源、直流(DC)配電、または電池などの電源と、発光素子点灯装置1との間に接続される。電源回路2は、例えば、昇圧チョッパ回路を有する。電源回路2は、商用交流電源から供給された交流電圧を整流および平滑して直流電圧に変換し、発光素子点灯装置1に供給する。
The
発光素子3は、例えば、有機EL(OLED)発光素子などのLED発光素子である。有機EL発光素子は、基板上に下部透明電極、発光層、および上部電極が積層された構造を有する。発光層は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および電子注入層などの複数の層によって構成される。下部透明電極と上部電極との間に電圧が印加されると、正孔と電子とが、それぞれに対応する注入層および輸送層を経て有機発光層に注入され、再結合が生じる。これにより、励起状態が生成され、基底状態に戻る過程で光が生じる。いわゆるボトムエミッション構造の有機EL発光素子では、下部透明電極を通じて光が基板側に出射する。発光層で生じた光のうち、上方に向かった光は、上部電極で反射され、下部透明電極を通じて光が基板側に出射する。発光素子3は、有機EL素子に限らず、例えば無機材料から構成されるLED発光素子でもよい。
The
制御電源回路10は、制御回路50および電流指令回路60の電源として機能する回路である。電源回路2から印加された直流電圧を、制御回路50および電流指令回路60が利用する電圧に変換して出力する。
The control
電流検出回路30は、発光素子3を流れる電流を検出する回路である。電流検出回路30によって検出された電流の情報は、制御回路50に入力される。
The
電圧検出回路40は、発光素子3の正極と負極との間の電位差(両端電圧)を検出する回路である。電圧検出回路40によって検出された電圧の情報は、電流指令回路60に入力される。
The
降圧チョッパ回路20は、制御回路50から入力される制御信号に基づき、電源回路2から供給された電力を、発光素子3が必要とする電力に変換して出力する。
The step-down
電流指令回路60は、電圧検出回路40によって検出された発光素子3の両端電圧、および調光信号処理回路70から出力された点灯信号Sに基づいて、発光素子3に供給すべき電流の指令値を決定する。決定された電流の指令値の情報は、制御回路50に入力される。
The
制御回路50は、電流検出回路30によって検出された電流の値、および電流指令回路60から入力された電流指令値を示す信号に基づいて制御信号を生成し、降圧チョッパ回路20に送出する。
The
以下、図3を参照しながら、発光素子点灯装置1のより具体的な構成を説明する。
Hereinafter, a more specific configuration of the light-emitting
図3は、発光素子点灯装置1の具体的な回路構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific circuit configuration of the light-emitting
制御電源回路10は、正極側端子と負極側端子との間に直列に接続された抵抗素子101、102と、抵抗素子102に並列に接続されたツェナーダイオード113とを有する。この回路構成により、正極側端子と負極側端子との間に印加された電圧は、抵抗素子101と抵抗素子102とで分圧される。この分圧された電圧Vccが制御回路50および電流指令回路60の電源電圧となる。この回路構成では、ツェナーダイオード113により、電源電圧Vccが所定の値以上になることを防止できる。
The control
降圧チョッパ回路20は、電解コンデンサ201と、スイッチング素子231と、回生用ダイオード211と、インダクタ221と、コンデンサ202と、駆動回路232とを有する。
The step-down
電解コンデンサ201は、発光素子3、回生用ダイオード211、およびコンデンサ202に並列に接続されている。電解コンデンサ201には、電源回路2から直流電圧が印加される。電解コンデンサ201は、発光素子3に直流電力を供給する直流電源として機能する。
The
スイッチング素子231およびインダクタ221は、発光素子3に直列に接続されている。スイッチング素子231は、この例ではnチャネルエンハンスメント形MOSFETであるが、他の種類のスイッチング素子であってもよい。スイッチング素子231のドレインは、電解コンデンサ201の高電位側の電極に接続されている。スイッチング素子231のソースは、インダクタ221の一端(高電位側)に接続されている。スイッチング素子231のゲートは、駆動回路232の出力端子に接続されている。
The switching
回生用ダイオード211およびコンデンサ202の各々は、発光素子3に並列に接続されている。回生用ダイオード211のカソードは、インダクタ221の一端(高電位側)に接続されている。コンデンサ202の高電位側の電極は、インダクタ221の他端(低電位側)に接続されている。
Each of the
駆動回路232は、スイッチング素子231のゲートに駆動電圧(パルス)を入力する回路(ゲートドライバ)である。駆動回路232から駆動電圧が印加されることにより、スイッチング素子231が導通し、発光素子3に電流が流れる。
The
降圧チョッパ回路20は、駆動回路232によってスイッチング素子231を高周波でスイッチングする。これにより、電解コンデンサ201に蓄積されている電力を発光素子3に必要な電力に変換する。電解コンデンサ201に印加される直流電圧、つまり電源回路2から供給される直流電圧は、例えば、24Vで一定に保たれている。これは、有機EL発光素子である発光素子3の点灯を維持するために必要な電圧である。なお、発光動作に5V〜10V程度必要な有機EL発光素子を用いる場合、上記直流電圧は12V程度でよい。また、発光動作に5V〜10V程度必要な有機EL発光素子が10個直列に接続されている場合には、50V〜100V程度の電圧が必要である。
The step-down
電流指令回路60は、発光素子3に流す電流の大きさ、および発光素子3に流す電流のデューティー比を決定する。本実施形態における電流指令回路60は、汎用のマイクロコントローラ(汎用マイコン)601によって構成されている。汎用マイコン601は、例えば、A/D変換機能を有するフラッシュメモリ付8ビットマイコンである。汎用マイコン601は、電圧検出回路40における抵抗素子401および402の分圧点の電圧を、7番ピンからの入力に基づいて監視する。これにより、コンデンサ202の両端電圧に対応する発光素子3の両端電圧を検出する。汎用マイコン601は、検出した当該電圧に基づいて、発光素子3の電流を変えるか否かを判断する。さらに、汎用マイコン601は、点灯状態を判別する機能および負荷異常を検出する機能を有する。このため、7番ピンはA/D変換入力に設定されている。2番、3番、4番ピンは2値出力に設定されている。1番ピンは電源端子、8番ピンはグランド端子である。
The
制御回路50は、降圧チョッパ回路20の駆動回路232を介してスイッチング素子231を制御することにより、発光素子3に所望の電力を供給させる。制御回路50は、図3に示されるように、電流検出回路30における電流検出抵抗301を用いて計測される発光素子3を流れる電流の値を検出する。そして、検出した電流の値に応じて誤差アンプ501を用いて電流値を調整する。より具体的には、誤差アンプ501の出力電圧と比較器502のマイナス端子に入力される信号とを比較することにより、駆動回路232に入力する制御信号を生成する。これにより、降圧チョッパ回路20におけるスイッチング素子231のオン/オフ動作を制御し、発光素子3に供給される電力を調整する。なお、比較器502と誤差アンプ501とは、1パッケージに2個のオペアンプを内蔵したICなどで安価に構成できる。その制御電圧は、電圧Vccである。
The
以下、図4を参照しながら、比較器502によるスイッチング素子231の駆動信号の生成動作を説明する。
Hereinafter, an operation of generating a drive signal for the
図4は、本実施形態における制御回路50の動作を説明するためのタイミングチャートである。図4(a)は、汎用マイコン601の2番ピンの出力電圧を示している。図4(b)は、比較器502の負入力端子に印加されるコンデンサ522の電圧を示している。図4(c)は、比較器502の正入力端子に印加される基準電圧(破線はコンデンサ522の電圧)を示している。図4(d)は、比較器502の出力端子電圧を示している。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the
図4(a)に示す汎用マイコン601の2番ピンからの出力がハイ(H)レベルのとき、スイッチング素子533が導通状態(オン)になる。このとき、コンデンサ522が短絡され、その蓄積電荷が放電される。逆に、汎用マイコン601の2番ピンからの出力がロー(L)レベルのとき、スイッチング素子533が非導通状態(オフ)になる。このとき、抵抗素子518を介してコンデンサ522が充電され、その電圧は次第に上昇する。コンデンサ522の電圧は比較器502の負入力端子に印加される。したがって、図4(b)に示すように、比較器502の負入力端子の入力信号の値は、スイッチング素子522がオンの状態ではほぼゼロであり、スイッチング素子522がオフになった後、徐々に増加する。
When the output from the second pin of the general-
比較器502の正入力端子には、誤差アンプ501の出力電圧が基準電圧として印加される(図4(c)の実線)。図4(d)に示すように、コンデンサ522の電圧(図4(c)における破線)が基準電圧よりも低い期間では、比較器502の出力はHレベルとなる。逆に、コンデンサ522の電圧が基準電圧よりも高い期間では、比較器502の出力はLレベルとなる。よって、汎用マイコン601の2番ピンから出力される信号と同じ周波数でスイッチング素子231のオン/オフが駆動される。比較器502の出力信号のパルス幅は、誤差アンプ501の出力電圧(図4(c)の実線)が上昇するにつれて大きくなる。したがって、誤差アンプ501の正入力端子の基準電圧を変えることにより、発光素子3を流れる電流の大きさを調整することができる。
The output voltage of the
以下、誤差アンプ501の正入力端子に入力される基準電圧を変化させる方法を説明する。汎用マイコン601の4番ピンの出力信号の周波数でスイッチング素子531のオン/オフが切り替えられる。スイッチング素子531のオン時間の割合を変えることにより、コンデンサ523の電圧値を調整することができる。スイッチング素子531のオン時間の割合がある割合以下のときには、コンデンサ523が充電され、Vcc→抵抗素子515→コンデンサ523という電流の流れが生じる。スイッチング素子531のオン時間の割合がある割合を超えると、コンデンサ523から放電が生じ、コンデンサ523→抵抗素子516→スイッチング素子531という電流の流れが生じる。スイッチング素子531のオン時間の割合を変えることにより、コンデンサ523の電圧値を変化させると、誤差アンプ501の正入力端子に入力される基準電圧が変化する。これにより、スイッチング素子531のオン時間の割合を変えることにより、誤差アンプ501の正入力端子の基準電圧を変化させ、発光素子3の電流を調整することができる。
Hereinafter, a method for changing the reference voltage input to the positive input terminal of the
発光素子3に間欠的に直流電流を流す制御(PWM制御と呼ぶ)は、汎用マイコン601の3番ピンの出力のオン/オフの周波数およびオン時間の割合を適切な値に設定することによって実現可能である。3番ピンの出力のオン/オフを任意の周波数で切り替え、そのオン時間の割合を変えることによって発光素子3を流れる電流の実効値を制御することができる。汎用マイコン601の3番ピンはスイッチング素子532のゲートに接続されている。スイッチング素子532のオン/オフの切り替えにより、発光素子3に流れる電流のオン/オフを制御できる。
Control for causing a direct current to flow intermittently through the light emitting element 3 (referred to as PWM control) is realized by setting the on / off frequency and on-time ratio of the output of the third pin of the general-
続いて、調光信号処理回路70の構成および動作を説明する。
Next, the configuration and operation of the dimming
調光信号処理回路70は、他の装置から送信される調光信号を処理する回路である。調光信号処理回路70は、例えば、各種のプログラムを格納するメモリとCPU(Central Processing Unit)とを内蔵したマイクロコントローラ(マイコン)によって実現され得る。そのようなマイコンは、メモリに記録されたプログラムをCPUで実行することにより、後述する機能を実現する。
The dimming
調光信号処理回路70は、外部から送られてきた調光信号Siを受け、汎用マイコン601に入力できるように信号レベルを調整して汎用マイコン601の5番ピンに入力する。調光信号Siは、例えば1kHzのPWM信号である。汎用マイコン601は、調光信号Siにおけるハイ電圧(Vh)とロー電圧(0V)とを検出することにより、点灯、消灯、および調光比率を判断する。調光信号処理回路70は、受信した調光信号Siのオン時間タイミング(「周期タイミング」と称することもある。)および周期の少なくとも一方を変化させ、調光信号Soとして外部に送信する。
The dimming
[動作]
次に、図5を参照しながら、本実施形態に係る発光素子点灯装置1による点灯動作を説明する。
[Operation]
Next, a lighting operation by the light emitting
図5は、本実施形態における調光信号Si、So、および発光素子を流れる電流(「点灯電流」と称することがある。)Iの時間変化を示すタイミングチャートである。図5は、複数の発光モジュールにおける調光信号処理回路70が導電線によって相互に接続され、調光信号が順次伝送される場合の例を示している。ここで、点灯装置1の数をn(nは2以上の整数)とし、k番目(k=1,2,・・・,n)の点灯装置1によって受信される調光信号をSik、送信される調光信号をSok,発光素子3を流れる電流をIkとする。図5は、一例として、Si1、I1、So1、I2、So2、I3の時間変化を表している。調光信号So1と調光信号Si2とは同一であり、調光信号So2と調光信号Si3とは同一である。以下、同様に、調光信号Sokと、調光信号So(k+1)とは同一である。
FIG. 5 is a timing chart showing temporal changes in the dimming signals Si and So and the current flowing through the light emitting element (sometimes referred to as “lighting current”) I in the present embodiment. FIG. 5 shows an example in which the dimming
図5では、調光信号の周期をTとし、調光比率は50%としている。周期Tは、例えば周波数が1kHzの場合、1msである。本実施形態では、電流Ikの波形が、調光信号Sikの波形を反転した形になるように、点灯装置1の回路が構成されている。これは、調光信号が入力されない場合(0Vまたはオープン)に、全点灯にするためである。
In FIG. 5, the period of the dimming signal is T, and the dimming ratio is 50%. For example, when the frequency is 1 kHz, the period T is 1 ms. In the present embodiment, the circuit of the
1つ目の発光素子点灯装置1における調光信号処理回路70は、受信した調光信号Si1の信号レベルを調整して汎用マイコン601の5番ピンに入力する。その結果、発光素子3には、調光信号Si1の波形を反転した波形をもつ点灯電流I1が流れる。調光信号処理回路70は、調光信号Si1を受信した後、周期Tの間に、周期および調光比率を判断する。そして、判断期間Tの後、周期タイミングを半周期(0.5T)だけずらした調光信号So1を送信する。すなわち、オン時間タイミングを半周期に相当する量だけずらして送信する。調光信号So1は、2つ目の点灯装置1によって受信される。
The dimming
2つ目の発光素子点灯装置1における調光信号処理回路70は、受信した調光信号Si2(So1と同一)の信号レベルを調整して汎用マイコン601の5番ピンに入力する。その結果、発光素子3には、調光信号Si2の波形を反転した波形をもつ点灯電流I2が流れる。この調光信号処理回路70は、調光信号Si2を受信した後、周期Tの間に、周期および調光比率を判断する。そして、判断期間Tの後、周期タイミングを半周期(0.5T)だけずらした調光信号So2を送信する。すなわち、オン時間タイミングを半周期だけずらして送信する。調光信号So2は、3つ目の点灯装置1によって受信される。
The dimming
3つ目以降の発光素子点灯装置1も、上記と同様に動作する。
The third and subsequent light-emitting
このように、本実施形態における調光信号処理回路70は、他の調光信号処理回路から受け取った調光信号のオン時間タイミングを、調光信号の周期の半分に相当する時間だけ変化させて、さらに他の調光信号処理回路に送出する。これにより、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミングが重なる割合を減らすことができる。このため、電源電流のリップルを低減させ、電磁ノイズ、音響ノイズ、および発熱の低減を図ることができる。
As described above, the dimming
本実施形態では、調光信号のオン時間タイミングを、周期Tの半分に相当する時間だけ変化させているが、オン時間タイミングの変化量は任意に設定してよい。オン時間タイミングを周期Tよりも短い時間だけ変化させることにより、発光素子のONのタイミングが重なる割合を減らすことができるので効果的である。 In this embodiment, the on-time timing of the dimming signal is changed by a time corresponding to half of the period T, but the amount of change in the on-time timing may be set arbitrarily. By changing the on-time timing by a time shorter than the period T, it is effective because the ratio of overlapping the ON timing of the light emitting elements can be reduced.
本実施形態では、周期および調光比率の判断期間を周期Tとしたが、これに限定されない。検出および判断の処理時間に応じて判断期間を任意に決定してよい。例えば、判断期間を周期Tの整数倍に設定しても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the period and the dimming ratio determination period are set to the period T, but the present invention is not limited to this. The determination period may be arbitrarily determined according to the detection and determination processing time. For example, the same effect can be obtained even if the determination period is set to an integral multiple of the period T.
(実施形態2)
次に、本開示の第2の実施形態を説明する。本実施形態では、調光比率に応じて調光信号のオン時間タイミング(または周期タイミング)の変化量を変える点が、実施形態1と異なっている。基本的な構成は実施形態1と同じである。以下、実施形態1と同一の点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the amount of change in the on-time timing (or cycle timing) of the dimming signal is changed according to the dimming ratio. The basic configuration is the same as in the first embodiment. Hereinafter, description of the same points as in the first embodiment will be omitted, and only different points will be described.
図6は、本実施形態における調光比率と周期タイミングの変化量との関係の一例を示す図である。図示される例では、調光信号処理回路70は、調光比率が50%のとき、受け取った調光信号のオン時間タイミングを半周期(0.5T)時間だけ変化させる。調光比率が50%とは異なるときは、50%からの差に応じて決まる0.5Tに相当する量よりも小さい量だけオン時間タイミングを変化させる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the dimming ratio and the change amount of the cycle timing in the present embodiment. In the illustrated example, the dimming
図7は、調光比率が70%の場合における調光信号および発光素子を流れる電流の時間変化を示すタイミングチャートである。図7は、図5と同様、Si1、I1、So1、I2、So2、I3の時間変化を表している。この例では、調光比率が70%であるため、図6の関係に基づき、周期タイミングの変化量が0.3Tに設定されている。 FIG. 7 is a timing chart showing temporal changes in the light control signal and the current flowing through the light emitting element when the light control ratio is 70%. FIG. 7 shows time variations of Si1, I1, So1, I2, So2, and I3, as in FIG. In this example, since the light control ratio is 70%, the change amount of the cycle timing is set to 0.3T based on the relationship of FIG.
図8は、調光比率が30%の場合における調光信号および発光素子を流れる電流の時間変化を示すタイミングチャートである。この例では、調光比率が30%であるため、図6の関係に基づき、周期タイミングの変化量が0.3Tに設定されている。 FIG. 8 is a timing chart showing temporal changes in the light control signal and the current flowing through the light emitting element when the light control ratio is 30%. In this example, since the dimming ratio is 30%, the change amount of the cycle timing is set to 0.3T based on the relationship of FIG.
このように、調光比率によってオン時間タイミングを変えることにより、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミングが重なる割合を減らすことができる。このため、電源電流のリップルを低減させ、電磁ノイズ、音響ノイズ、および発熱の低減を図ることができる。 In this manner, by changing the on-time timing according to the dimming ratio, it is possible to reduce the rate at which the ON timings of the light emitting elements in the plurality of light emitting modules overlap. For this reason, the ripple of a power supply current can be reduced and electromagnetic noise, acoustic noise, and heat generation can be reduced.
本実施形態では、調光比率が0〜50%の範囲および50%〜100%の範囲のそれぞれについて、オン時間タイミングの変化量が調光比率に対して一次関数的に変化している。このような例に限定されず、調光比率と調光信号のオン時間タイミングの変化量との関係は、任意に決定してよい。 In the present embodiment, the amount of change in the on-time timing varies in a linear function with respect to the dimming ratio for each of the dimming ratio in the range of 0 to 50% and the range of 50% to 100%. Without being limited to such an example, the relationship between the dimming ratio and the amount of change in the on-time timing of the dimming signal may be arbitrarily determined.
(実施形態3)
次に、本開示の第3の実施形態を説明する。本実施形態では、調光信号のオン時間タイミングではなく周期を変化させる点が実施形態1と異なっている。基本的な構成は実施形態1と同じである。以下、実施形態1と同一の点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the period is changed instead of the on-time timing of the dimming signal. The basic configuration is the same as in the first embodiment. Hereinafter, description of the same points as in the first embodiment will be omitted, and only different points will be described.
図9は、本実施形態における調光信号および発光素子を流れる電流の時間変化を示すタイミングチャートである。図9は、図5と同様、Si1、I1、So1、I2、So2、I3の時間変化を表している。本実施形態では、第1の発光モジュールにおける調光信号処理回路70は、受け取った調光信号Si1の周期をTから0.5Tに短く変化させて送出する。第2の発光モジュールにおける調光信号処理回路70は、受け取った調光信号Si2(Sioと同一)の周期を0.5TからTに長く変化させて送出する。以下、同様に、調光信号の周期が、Tと0.5Tとの間で切り替えられる。例えば周波数が1kHzの場合、周期Tは1ms、0.5Tは0.5msである。
FIG. 9 is a timing chart showing temporal changes in the light control signal and the current flowing through the light emitting element in the present embodiment. FIG. 9 shows time changes of Si1, I1, So1, I2, So2, and I3 as in FIG. In the present embodiment, the dimming
このように、調光信号の周期を変えることによっても、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミング重なる割合を減らすことができる。このため、電源電流のリップルを低減させ、電磁ノイズ、音響ノイズ、および発熱の低減を図ることができる。 In this way, the ratio of overlapping the ON timings of the light emitting elements in the plurality of light emitting modules can also be reduced by changing the cycle of the dimming signal. For this reason, the ripple of a power supply current can be reduced and electromagnetic noise, acoustic noise, and heat generation can be reduced.
本実施形態における調光信号処理回路70は、周期をTと0.5Tとの間で切り替えているが、本開示はこのような例に限定されない。例えば、全ての発光モジュールにおける調光信号処理回路70が、予め任意の最小周期を設定し、受け取った前記調光信号の周期を徐々に短くしながら送出してもよい。ただし、最小周期に達すると基準の周期に戻し、以下、同様の動作を繰り返すように構成され得る。また、予め設定された周期T0を有する期間と、周期T0よりも短い任意の周期T1を有する期間とが繰り返されるように、調光信号の周期を変化させてもよい。
The dimming
本実施形態における周期を変化させる処理と、実施形態1または2における周期タイミング(オン時間タイミング)を変化させる処理の両方を行ってもよい。オン時間タイミングおよび周期の両方を変化させることによっても、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミングが重なる割合を低減させることができる。
You may perform both the process which changes the period in this embodiment, and the process which changes the period timing (on time timing) in
(実施形態4)
次に、本開示の第4の実施形態を説明する。本実施形態は、発光素子点灯装置と発光素子とを備える発光モジュールに関する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described. The present embodiment relates to a light emitting module including a light emitting element lighting device and a light emitting element.
図10は、本実施形態の発光モジュールを示す図である。この発光モジュールは、発光素子3と、発光素子点灯装置1と、これらを収納するケースとを備える。発光素子点灯装置1は、実施形態1から3のいずれかの点灯装置である。発光素子点灯装置1は、電流制御回路90と、調光信号処理回路70とを有する。
FIG. 10 is a diagram illustrating the light emitting module of the present embodiment. This light-emitting module includes a light-emitting
図11は、発光モジュールの外観の一例を示す図である。この例では、有機EL発光パネルである発光素子3上に発光素子点灯装置1を構成するDC/DCコンバータなどの回路が設けられ、これらが背面カバー4によって覆われている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the appearance of the light emitting module. In this example, a circuit such as a DC / DC converter that constitutes the light-emitting
発光素子3は、入力電流と光出力がほぼ比例の関係にある有機LEDであるが、無機LEDであってもよい。図11に示すような薄型の面発光光源は、有機LEDに限らず、導光板方式の無機LEDでも実現できる。
The
本実施形態の発光モジュールは、実施形態1から3のいずれかの点灯装置1を使用する。すなわち、受信した調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させて送信する調光信号処理回路70を有する。したがって、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミングが重なる割合を減らすことができる。その結果、電源電流のリップルを低減させ、電磁ノイズ、音響ノイズ、および発熱の低減を図ることができる。
The light emitting module of this embodiment uses any one of the
(実施形態5)
次に、本開示の第5の実施形態を説明する。本実施形態は、複数の発光モジュールを備える照明装置に関する。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present disclosure will be described. The present embodiment relates to a lighting device including a plurality of light emitting modules.
図12は、本実施形態の照明装置の構成を示すブロック図である。この照明装置は、電源ユニット110と、複数の発光モジュール120と、これらを接続する配線とを備える。電源ユニット110は、図2における電源回路2と同様の機能を有する装置である。各発光モジュール120は、実施形態4の発光モジュールと同様である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the illumination device according to the present embodiment. This illuminating device includes a
電源ユニット110は、各発光モジュール120に電力(電圧VD)を供給し、第1の発光モジュールに調光信号(S)を送る。調光信号は、各発光モジュールにおける調光信号処理回路70によってオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方が変化して次の発光モジュールに伝達される。
The
図13は、本実施形態における照明装置の外観の一例を示す斜視図である。この照明装置700は、複数の発光モジュール120を含む発光部701と、発光部701を天井に設置するための吊具702と、発光部701と吊具702とを繋ぐ電源コード703とを備える。発光部701は、その縁部が灯具ケース704で覆われて保護されている。吊具702は、その表面にリモコン(図示せず)から送信されたリモコン信号を受信するためのリモコン受光部705を有する。図12に示す電源ユニット110は、例えば吊具702の内部または発光部701の背面に設けられる。
FIG. 13 is a perspective view showing an example of the appearance of the lighting device in the present embodiment. The
本実施形態の照明装置は、実施形態1から3のいずれかの点灯装置1を使用する。すなわち、受信した調光信号のオン時間タイミングおよび周期の少なくとも一方を変化させて送信する調光信号処理回路70を有する。したがって、複数の発光モジュールにおける発光素子のONのタイミングが重なる割合を減らすことができる。その結果、電源電流のリップルを低減させ、電磁ノイズ、音響ノイズ、および発熱の低減を図ることができる。
The lighting device of this embodiment uses any one of the
なお、本実施形態に係る照明装置700は、天井から吊り下げられる構成を例示したが、壁に設置されるもの、透明ケースの上面に設置されるもの等でも同等の効果を得ることができる。
In addition, although the illuminating
(実施形態6)
次に、本開示の第6の実施形態に係る発光素子点灯装置を説明する。本実施形態の発光素子点灯装置は、実施形態1から3のいずれかの発光素子点灯装置が実行する動作に加えて、異常検出のための動作を実行する。構成に関しては、実施形態1から3における構成と同じである。以下、実施形態1から3と異なる点を説明する。
(Embodiment 6)
Next, a light emitting element lighting device according to a sixth embodiment of the present disclosure will be described. The light emitting element lighting device of the present embodiment executes an operation for detecting an abnormality in addition to the operation performed by any one of the light emitting element lighting devices of the first to third embodiments. The configuration is the same as that in the first to third embodiments. Hereinafter, differences from the first to third embodiments will be described.
本実施形態における電流制御回路20は、定格電流を発光素子3に流す定格モードと、定格電流よりも小さい電流を発光素子3に流す異常検出モードとを切り替えて動作するように構成される。異常検出モードにおいて電圧検出回路40によって検出された両端電圧をV0、定格モードにおいて電圧検出回路40によって検出された両端電圧をV1とするとき、差分(V1−V0)が、所定の閾値以上または0以下のとき、発光素子3への電流の出力を停止する。このような動作により、発光素子3の短絡異常を素早く検出し、給電を停止することができる。以下、この動作をより詳細に説明する。
The
[点灯動作]
図14は、本実施形態の発光素子の点灯動作を示すフローチャートである。
[Lighting operation]
FIG. 14 is a flowchart showing the lighting operation of the light emitting element of this embodiment.
図15は、本実施形態における定格電流および異常検出用電流を説明するためのタイミングチャートである。図15(a)は、発光素子点灯装置1に入力される電圧Vinの時間変化を示している。図15(b)は、発光素子3を流れる電流Ilaの時間変化を示している。図15(c)は、発光素子3の両端電圧Vlaの時間変化を示している。図15(d)は、電圧差(V1−V0)の時間変化を示している。
FIG. 15 is a timing chart for explaining the rated current and the abnormality detection current in the present embodiment. FIG. 15A shows the change over time of the voltage Vin input to the light emitting
まず、発光素子点灯装置1の電源が投入されると、発光素子点灯装置1は、初期化処理を実行する(S11)。図15(a)に示すように、電源回路2から発光素子点灯装置1に入力電圧Vinが印加されると、電源電圧Vccが制御回路50および電流指令回路60に印加される。
First, when the light emitting
次に、制御回路50は、電流指令回路60の指示を受けて、発光素子3に異常検出用電流I2を流す(S12)。言い換えると、電流指令回路60は、電源投入直後に、予め設定された期間t1の間、異常検出モード(以下、単に「検出モード」と称することがある。)を選択する。ここで、異常検出用電流I2とは、定格電流I1よりも小さい、発光素子3の異常を検出するための電流である。異常検出用電流I2は、期間t1の間、発光素子3に流される。このとき、図15(b)に示されるように、発光素子3を流れる電流Ilaの値はI2である。ステップS12は、有機EL発光素子の異常を検出するための異常検出用電流I2を流す検出モードを選択するモード選択ステップである。
Next, in response to an instruction from the
異常検出用電流I2が発光素子3に流れている間、電圧検出回路40は、発光素子3の両端電圧Vlaの計測を実行する(S13)。この両端電圧は、抵抗素子401と抵抗素子402との分圧点の電圧を測定することにより取得される。この両端電圧の計測結果をV0と表す。ステップS13は、発光素子3の両端電圧V0を検出する電圧検出ステップである。この計測は、予め設定された期間t1の間、継続して行われる(S14)。
While the abnormality detection current I2 flows through the
ステップS14において、異常検出用電流I2を流す時間が設定期間t1より大きくなったことを検出すると(S14でYes)、制御回路50および降圧チョッパ回路20は、電流指令回路60の指示を受けて、発光素子3に定格電流I1を流すとともに、電圧検出回路40は、両端電圧Vlaの計測を行う(S15)。この両端電圧の計測結果をV1と表す。ステップS15は、発光素子3を点灯させるための定格電流を流す定格モードを選択するモード選択ステップである。
In step S14, when it is detected that the time during which the abnormality detection current I2 flows is longer than the set period t1 (Yes in S14), the
ここで、電流指令回路60は、検出モード時と定格モード時の両端電圧Vlaの差(V1−V0)が、異常検出用に設定された閾値ΔV以上か否か、および0以下であるか否かを判定する(S16)。両端電圧Vlaの差(V1−V0)が閾値ΔVよりも小さく、かつ正であれば(S16でYes)、発光素子3の消灯状態(消灯信号が入っているか否か)を判断する(S17)。消灯信号が入っていない場合(S17でNo)はS15の発光素子定常点灯処理へ戻る。消灯信号が入っている場合(S17でYes)は、発光素子3を消灯させる(S18)。ステップS16において、両端電圧Vlaの差(V1−V0)が閾値ΔV以上または0以下であれば(S16でNo)、発光素子3を消灯させる(S18)。
Here, the
以上のように、本実施形態における発光素子点灯装置1は、入力電圧Vinが印加されると、所定の期間t1の間、異常検出用電流I2を発光素子3に流す(検出モード)。その後、定格電流I1を発光素子3に流す(定格モード)。定格モードにおいて検出された電圧V1と、検出モードにおいて検出された電圧V0との差が適正な範囲からずれている場合には、異常であると判定し、発光素子3への電流出力を停止する。ここで、期間t1は、ユーザが点灯遅れを感じないように、例えば100m秒以下に設定され得る。
As described above, when the input voltage Vin is applied, the light-emitting
本実施形態に係る発光素子点灯装置1および発光素子の点灯方法によれば、定格電流I1よりも小さい異常検出用電流I2を流した場合に検出される発光素子の電圧V1と定格モード時の電圧V0との差が所定の電圧値ΔV以上または0以下であるか否かに基づいて、短絡異常が生じているか否かの判定を行う。このため、定格電流I1を流した場合に検出される電圧のみに基づいて短絡異常の有無を判定する場合と比較して、正常な電圧値と短絡異常が生じているときの電圧値とを明確に判別できる。したがって、本実施形態によれば、高い精度で短絡異常を検出でき、確実に短絡異常の素子への電流出力を停止できる。さらに、始動時に短絡異常を検出するので、非発光時間を抑制することができる。
According to the light emitting
本実施形態における電流制御回路は、電源投入直後の所定の期間、検出モードを実行するが、検出モードは、電源投入直後以外の期間に行ってもよい。例えば、定格モードにおいて発光素子3を連続して点灯させている最中に、異常検出モードに切り替えてもよい。また、調光信号処理回路70から調光信号が入力された直後の所定の期間、異常検出モードを実行してもよい。定格モードと異常検出モードとを1回ずつ実行するのではなく、交互に連続的に実行してもよい。このような動作により、電源投入直後以外のタイミングでも短絡異常を検出することができる。
The current control circuit in the present embodiment executes the detection mode for a predetermined period immediately after power-on, but the detection mode may be performed in a period other than immediately after power-on. For example, the mode may be switched to the abnormality detection mode while the
なお、従来の定格電流I1を流した場合に検出される電圧に基づいて短絡異常を判定する方法と併用してもよい。従来の方法と本実施形態の方法とを併用することにより、さらに高い精度で短絡異常を検出できる。例えば、定格モードにおける両端電圧V1が、定格電圧よりも低い所定の値以下になったことをトリガーとして異常検出モードに移行し、電圧V0の検出および異常判定を行ってもよい。 In addition, you may use together with the method of determining a short circuit abnormality based on the voltage detected when the conventional rated current I1 is sent. By using the conventional method and the method of this embodiment together, it is possible to detect a short circuit abnormality with higher accuracy. For example, the voltage V0 may be detected and determined by transitioning to the abnormality detection mode triggered by the fact that the both-end voltage V1 in the rated mode has become a predetermined value lower than the rated voltage.
[検出原理]
ここで、上述した本実施形態に係る発光素子点灯装置および発光素子の点灯方法が、従来と比較して有利な効果を奏することを説明する。
[Detection principle]
Here, it will be described that the light-emitting element lighting device and the light-emitting element lighting method according to the present embodiment described above have an advantageous effect as compared with the related art.
図16は、正常な発光素子および短絡異常が生じている発光素子の電圧―電流特性(抵抗特性)の例を表すグラフである。この図において、実線(3本)は、正常な発光素子の電圧―電流特性を示している。発光素子3の発光が開始する電圧(点灯開始電圧)は、V0である。定格電流I1が発光素子3に流れているときの発光素子3に印加される定格電圧はV1である。ここで、定格電流とは、発光素子3が照明装置の光源として連続点灯(定格輝度で連続発光)する場合の一定の電流を意味する。
FIG. 16 is a graph showing an example of voltage-current characteristics (resistance characteristics) of a normal light emitting element and a light emitting element in which a short circuit abnormality occurs. In this figure, solid lines (three lines) indicate voltage-current characteristics of a normal light emitting element. The voltage at which light emission of the
図16において、破線(3本)は、短絡異常時の発光素子3の電圧―電流特性を示している。電流が0Aの場合、電圧が0Vとなっており、ほぼ線形の電圧―電流特性を示している。
In FIG. 16, broken lines (three lines) indicate voltage-current characteristics of the light-emitting
図16に示すように、短絡異常の発光素子3の電圧―電流特性は、その短絡状態に応じて、抵抗値(電流に対する電圧の傾き)に大きなバラツキを有している。このため、定格電流I1を発光素子3に流しているときの電圧値に基づいて発光素子3の異常を判定する構成では、誤判定が生じ得る。定格電流I1を発光素子3に流しているとき、発光素子3が正常であれば、その両端電圧は、定格電圧V1である。これに対し、発光素子3に短絡異常が生じている場合、その両端電圧は、定格電圧V1よりも小さくなる。しかし、短絡状態によっては、両端電圧が定格電圧V1に近い場合があるため、異常と判定すべき発光素子3が正常と誤判定される恐れがある。
As shown in FIG. 16, the voltage-current characteristic of the
これに対して、発光素子3に流す検査電流を小さくするほど、正常な発光素子3の電圧値は点灯開始電圧V0に近づき、異常な発光素子3の電圧値はバラツキが小さくなり、かつ0に近づく。つまり、異常検出用電流I2を、定格電流I1と比べて小さく設定するほど、正常な発光素子3の電圧と異常な発光素子3の電圧との差が大きくなる。このため、異常検出閾値電圧ΔV(=V1−V0)の設定マージンを確保でき、より高精度な判定が可能となる。
On the other hand, as the inspection current passed through the
上記観点から、異常検出用電流I2は、定格電流I1より小さく設定すればよいが、検出精度を高めるには、定格電流I1の10%〜1%以下とするのが好ましい。 From the above viewpoint, the abnormality detection current I2 may be set to be smaller than the rated current I1, but is preferably 10% to 1% or less of the rated current I1 in order to improve detection accuracy.
以下、本実施形態における各設定パラメータを例示する。例えば、発光素子3の定格電圧V1は7.5Vであり、定格電流I1は0.3Aである。このとき、発光面積は64cm2であり、点灯開始電圧V0は5Vであり、異常検出閾値電圧ΔV(=V1−V0)は3Vであり、異常検出用電流I2は10mAである。正常時の異常検出用電流I2時の電圧は5.5Vである。
Hereinafter, each setting parameter in this embodiment is illustrated. For example, the rated voltage V1 of the
このとき、短絡異常が生じている発光素子3において、定格電流I1を流したときの発光素子電圧が5V(抵抗値は16.7Ω(=5V/0.3A))であるとすると、検出用電流I2を流したときの発光素子電圧は0.17V(=16.7Ω×10mA)となる。このとき、電圧差が4.83V(=5V−0.17V)となり、異常検出閾値電圧ΔV(3V)以上になるので、短絡異常を検出することが可能である。一方、図15(c)に示すように定格点灯途中で異常発生し発光素子電圧が5Vになると、電圧差は−0.5V(=5V−5.5V)となり、0V以下になるため、短絡異常を検出することができる。
At this time, in the
本実施形態は、上記の動作に限らず、多様な変形が可能である。例えば、定格モードと検出モードとを交互に実行し、発光素子3が所定の輝度で発光するように、定格モードおよび検出モードの各期間を決定してもよい。定格モードと検出モードとの時間比は、例えば9:1または99:1のような比に設定され得る。このような動作は、電源投入直後に限らず、電流制御回路に調光信号処理回路から調光信号が入力された直後に行ってもよい。あるいは、定格モードにおける両端電圧V1が、定格電圧よりも低い所定の値以下になったときに行ってもよい。以下、このような動作の一例を説明する。
The present embodiment is not limited to the above operation, and various modifications are possible. For example, the rated mode and the detection mode may be alternately executed, and the periods of the rated mode and the detection mode may be determined so that the
図17は、定格モードにおける発光素子3の両端電圧V1が、定格電圧よりも低い所定の値V2以下になったときに、定格モードと検出モードとを繰り返す動作を示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing an operation of repeating the rated mode and the detection mode when the voltage V1 across the
まず、発光素子点灯装置の電源が投入されると、発光素子点灯装置1は、初期化処理を実行する(S21)。
First, when the light emitting element lighting device is powered on, the light emitting
次に、発光素子点灯装置1は、定常点灯処理をする(S22)。つまり、制御回路50は、電流指令回路60の指示を受けて、発光素子3に対して定格電流I1を流す。
Next, the light emitting
次に、定格電流I1が発光素子3に流れている間、電圧検出回路40は、発光素子3の両端電圧Vlaを計測する(S23)。この計測値をV1とする。
Next, while the rated current I1 is flowing through the
次に、発光素子3の消灯状態(消灯信号が入っているかどうか)を判断する(S24)。消灯信号が入っていない場合はステップS25へ進む。消灯信号が入っている場合(S24でYes)は、発光素子3を消灯させる(S31)。
Next, it is determined whether or not the light-emitting
次に、両端電圧V1が、定格電圧よりも小さい所定の電圧V2よりも大きいか否かを比較する(S25)。両端電圧V1が電圧V2以下の場合(S25でNo)、異常検出用電流I2および定格電流I1を、発光素子3に交互に流す(S26)。すなわち、検出モードと定格モードとを連続的に切り替える。異常検出用電流I2および定格電流I1は、期間t2の間、発光素子3に流れる。両端電圧V2が電圧V2よりも大きい場合(S25でYes)、ステップS23へ戻る。
Next, it is compared whether the both-ends voltage V1 is larger than the predetermined voltage V2 smaller than the rated voltage (S25). When the both-end voltage V1 is equal to or lower than the voltage V2 (No in S25), the abnormality detection current I2 and the rated current I1 are alternately supplied to the light emitting element 3 (S26). That is, the detection mode and the rating mode are continuously switched. The abnormality detection current I2 and the rated current I1 flow to the
次に、電圧検出回路40は、異常検出用電流I2が発光素子3に流れているときの発光素子3の両端電圧Vlaを計測する(S27)。この計測値をV2とする。
Next, the
ここで、電流指令回路60は、検出モード時と定格モード時の両端電圧Vlaの差(V1−V0)が、異常検出用に設定された閾値ΔV以上か否か、および0以下であるか否かを判定する(S28)。両端電圧Vlaの差(V1−V0)が閾値ΔVよりも小さく、かつ正であれば(S28でYes)、ステップS29において所定時間t2の経過を確認した後、発光素子3の消灯状態(消灯信号が入っているか否か)を判断する(S30)。消灯信号が入っていない場合(S30でNo)はステップS22の定常点灯処理へ戻る。消灯信号が入っている場合(S30でYes)は、発光素子3を消灯させる(S31)。ステップS28において、両端電圧Vlaの差(V1−V0)が閾値ΔV以上または0以下であれば(S28でNo)、発光素子3を消灯させる(S31)。ここで、期間t2は、例えば数百m秒程度であえる。
Here, the
この点灯方法によれば、非発光時間を抑え、点灯中により正確に、発光素子3の短絡異常状態を検出し、発光素子電流を停止することができる。
According to this lighting method, it is possible to suppress the non-light emission time, detect a short circuit abnormality state of the
なお、実施形態6の動作は、実施形態1から3の動作とは独立に成立する。このため、実施形態6では、調光信号処理回路70が設けられていなくてもよい。また、実施形態6の発光素子点灯装置1を備える発光モジュール(実施形態4に対応)およびそのような発光モジュールを複数備える発光装置(実施形態5に対応)も構築可能である。
Note that the operation of the sixth embodiment is established independently of the operations of the first to third embodiments. For this reason, in the sixth embodiment, the dimming
本開示の発光素子点灯装置は、複数の発光モジュールを備える照明装置に利用可能である。 The light emitting element lighting device of the present disclosure can be used for an illumination device including a plurality of light emitting modules.
1 発光素子点灯装置
2 電源回路
3 発光素子
10 制御電源回路
20 降圧チョッパ回路
30 電流検出回路
40 電圧検出回路
50 制御回路
60 電流指令回路
70 調光信号処理回路
90 電流制御回路
110 電源ユニット
120 発光モジュール
101、102、401、402、515、516、518 抵抗素子
113 ツェナーダイオード
201 電解コンデンサ
202、522、523 コンデンサ
211 回生用ダイオード
221 インダクタ
231、531、532、533 スイッチング素子
301 電流検出抵抗
501 誤差アンプ
502 比較器
601 汎用マイコン
700 照明装置
701 発光部
702 吊具
703 電源コード
704 灯具ケース
705 リモコン受光部
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記発光素子に接続され、入力された調光信号に基づいて、前記発光素子を流れる電流を変調させる電流制御回路と、
入力インターフェースおよび出力インターフェースを有し、前記調光信号を前記入力インターフェースを介して受け取り、前記調光信号を前記電流制御回路に入力し、かつ、前記調光信号の周期を変化させて、前記出力インターフェースから送出する調光信号処理回路と、
を備え、
前記調光信号処理回路は、他の発光モジュールにおける調光信号処理回路から受け取った前記調光信号の周期を変化させて、さらに他の発光モジュールにおける調光信号処理回路に送出する、
発光素子点灯装置。 A light-emitting element lighting device that is mounted on each light-emitting module in a lighting device including a plurality of light-emitting modules and lights a light-emitting element,
A current control circuit which is connected to the light emitting element and modulates a current flowing through the light emitting element based on an input dimming signal;
An input interface and an output interface; receiving the dimming signal via the input interface; inputting the dimming signal to the current control circuit; and changing a cycle of the dimming signal to output the output A dimming signal processing circuit for sending out from the interface;
With
The dimming signal processing circuit changes the cycle of the dimming signal received from the dimming signal processing circuit in the other light emitting module, and further sends it to the dimming signal processing circuit in the other light emitting module.
Light emitting element lighting device.
前記電流制御回路は、定格電流を前記発光素子に流す定格モードと、前記定格電流よりも小さい電流を前記発光素子に流す異常検出モードとを切り替えて動作するように構成され、前記異常検出モードにおいて前記電圧検出回路によって検出された前記両端電圧をV0、前記定格モードにおいて前記電圧検出回路によって検出された前記両端電圧をV1とするとき、差分(V1−V0)が、所定の閾値以上または0以下のとき、前記発光素子への電流の出力を停止する、請求項1から8のいずれかに記載の発光素子点灯装置。 A voltage detection circuit for detecting a voltage across the light emitting element;
The current control circuit is configured to operate by switching between a rated mode for flowing a rated current to the light emitting element and an abnormality detection mode for flowing a current smaller than the rated current to the light emitting element. When the voltage between both ends detected by the voltage detection circuit is V0 and the voltage between both ends detected by the voltage detection circuit in the rated mode is V1, the difference (V1-V0) is greater than or equal to a predetermined threshold value or less than 0. The light-emitting element lighting device according to claim 1, wherein output of current to the light-emitting element is stopped.
求項9から16のいずれかに記載の発光素子点灯装置。 The current control circuit executes the rated mode and the abnormality detection mode alternately when the both-ends voltage V1 in the rated mode becomes a predetermined value lower than the rated voltage. The light emitting element lighting device in any one.
前記発光素子点灯装置に接続され、前記発光素子点灯装置によって点灯される発光素子と、
を備える発光モジュール。 A light-emitting element lighting device according to any one of claims 1 to 17,
A light emitting element connected to the light emitting element lighting device and lit by the light emitting element lighting device;
A light emitting module comprising:
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