JP6534090B2 - Lighting system - Google Patents
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Description
本発明は、照明システムに関し、特に、LED(発光ダイオード)を光源とする照明装置で構成される照明システムに関する。 The present invention relates to a lighting system, in particular, relates to an illumination system configured to LED (light emitting diode) lighting device as a light source.
従来例として特許文献1記載の照明器具(照明装置)を例示する。この従来例は、LEDを光源とし、体育館やホールなどの天井に設置される高天井用の照明器具である。また、この従来例は、家庭やオフィスで使用される照明器具と比較して照射距離(光源から床面までの距離)が遠いため、光出力の大きい光源(LEDモジュール)と、LEDモジュールに給電して点灯する電源ユニット(電源装置)とをそれぞれ複数備えている。さらに、この従来例は、各電源ユニットを制御し、電源ユニットから給電される電力を増減することで調光する制御ユニット(制御装置)を備えている。
The lighting fixture (lighting device) of
ところで、従来例における電源ユニットは、出力段に平滑用の電解コンデンサを有したスイッチング電源回路で構成される。そのため、複数の電源ユニットに同時に電源が投入されたとき、各電源ユニットの電解コンデンサ同士の容量(静電容量)のばらつきに起因して、光源(LEDモジュール)の点灯タイミングがばらついてしまうことがある。 By the way, the power supply unit in the conventional example is constituted by a switching power supply circuit having an electrolytic capacitor for smoothing at the output stage. Therefore, when power is simultaneously applied to a plurality of power supply units, the lighting timing of the light source (LED module) may vary due to the variation in capacitance (electrostatic capacitance) of the electrolytic capacitors of each power supply unit. is there.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の光源の点灯タイミングのばらつきを抑制することを目的とする。 The present invention is made in view of the above-mentioned subject, and it aims at controlling variation in lighting timing of a plurality of light sources.
本発明の照明システムは、複数の照明装置で構成される照明システムであって、前記複数の照明装置の各々は、発光ダイオードを有する1乃至複数の光源ユニットと、外部電源から供給される電力を電力変換して前記光源ユニットに給電する1乃至複数の電源ユニットと、前記光源ユニットに供給される電力を調整するように前記電源ユニットを制御する制御ユニットとを備え、前記電源ユニットは、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサが入力側に電気的に接続されるスイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の動作を制御する制御回路とを有し、前記制御ユニットは、前記制御回路に対して、前記スイッチング電源回路の出力レベルを指示する制御信号を生成する制御部と、前記電源ユニットの動作に関する情報を記憶する記憶部とを有し、前記制御回路は、前記スイッチング電源回路の動作を制御して、前記スイッチング電源回路の出力電力を、前記制御信号で指示される出力レベルに対応した値に一致させるように構成され、前記制御部は、前記光源ユニットの累積点灯時間を計時して前記記憶部に記憶し、前記記憶部に予め記憶されている初期照度補正特性を参照して、前記累積点灯時間に対応した光出力となる前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力し、更に前記制御部は、前記外部電源の投入時において、前記情報に対応した待機時間が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力し、且つ前記待機時間の経過後に、前記累積点灯時間に対応した所定の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力するように構成され、前記記憶部は、複数の前記照明装置がそれぞれ備える前記電源ユニットの前記情報を記憶するように構成され、前記制御部は、前記記憶部に記憶した複数の前記情報に対応した前記待機時間が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力するように構成されることを特徴とする。 A lighting system according to the present invention is a lighting system including a plurality of lighting devices, wherein each of the plurality of lighting devices includes one or more light source units having light emitting diodes, and power supplied from an external power supply. And a control unit for controlling the power supply unit to adjust the power supplied to the light source unit, the power supply unit including a smoothing capacitor, and a control unit for controlling the power supply unit to adjust the power supplied to the light source unit. And a switching power supply circuit in which the smoothing capacitor is electrically connected to the input side, and a control circuit for controlling the operation of the switching power supply circuit, wherein the control unit performs the switching with respect to the control circuit. A control unit generating a control signal instructing an output level of a power supply circuit, and storing information on the operation of the power supply unit And the control circuit controls the operation of the switching power supply circuit to match the output power of the switching power supply circuit to a value corresponding to the output level indicated by the control signal. The control unit measures the accumulated lighting time of the light source unit and stores it in the storage unit, and refers to the initial illuminance correction characteristic stored in advance in the storage unit to cope with the accumulated lighting time. The control signal for instructing the output level to be the light output is generated and output to the power supply unit, and the control unit further causes a standby time corresponding to the information to pass when the external power is turned on. In the meantime, the control signal indicating the output level having a value of zero or a value close to zero is generated and output to the power supply unit, and after the waiting time has elapsed, the accumulated lighting time is Is configured to generate the control signal for instructing the predetermined said output level response and outputs to the power supply unit, said storage unit stores the information of the power supply unit in which a plurality of the lighting device comprises respectively The control signal is configured to indicate the output level of zero or a value close to zero until the waiting time corresponding to the plurality of pieces of information stored in the storage unit elapses. It is generated and wherein Rukoto configured to output to the power supply unit.
本発明の照明システムは、複数の光源の点灯タイミングのばらつきを抑制することができるという効果がある。 Lighting system of the present invention, there is an effect that it is possible to suppress variations in lighting timings of a plurality of light sources.
以下、体育館やホールなどの建物の天井に設置される高天井用の照明器具(照明装置)及び照明システムに本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明の技術思想が適用可能な照明装置及び照明システムは、本実施形態の高天井用の照明器具及びその照明システムに限定されない。 Hereinafter, an embodiment in which the technical concept of the present invention is applied to a high ceiling light fixture (lighting device) and a lighting system installed on a ceiling of a gymnasium, a hall or the like will be described in detail with reference to the drawings. However, the lighting apparatus and lighting system to which the technical idea of the present invention can be applied are not limited to the lighting equipment for high ceiling of the present embodiment and the lighting system thereof.
(実施形態1)
本実施形態の照明装置は、図1に示すように、光源ユニット1、電源ユニット2、制御ユニット3を備える。光源ユニット1は、実装基板に複数個の発光ダイオード(LEDチップ)が実装されて構成される。これら複数個のLEDチップは、互いに電気的に直列または直並列に接続されることが好ましい。光源ユニット1には正極と負極の2つの入力端子が設けられることが好ましい。
(Embodiment 1)
The illumination device of the present embodiment includes a
電源ユニット2は、制御回路20、整流器21、昇圧チョッパ回路22、降圧チョッパ回路23、信号変換回路24、制御電源回路25などを備えることが好ましい。整流器21は、ダイオードブリッジで構成され、商用の交流電源(外部電源)100から供給される交流電圧・交流電流を全波整流する。
The
昇圧チョッパ回路22は、力率の改善を目的とする従来周知の力率改善回路であって、スイッチング素子Q1、インダクタL1、ダイオードD1、平滑コンデンサC1、駆動回路220などで構成される。すなわち、インダクタL1とダイオードD1と平滑コンデンサC1の直列回路が整流器21の脈流出力端子間に電気的に接続され、ダイオードD1と平滑コンデンサC1の直列回路に対して、スイッチング素子Q1が電気的に並列接続される。スイッチング素子Q1には、例えば、nチャネル型のパワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)が使用されることが好ましい。駆動回路220は、スイッチング素子Q1のゲートに駆動信号を与えることでスイッチング素子Q1をオン・オフ(スイッチング)するように構成される。さらに、駆動回路220は、平滑コンデンサC1の両端電圧を監視し、当該両端電圧を目標値(外部電源100の電源電圧の実効値よりも充分に高い電圧)に一致させるように、スイッチング素子Q1をPWM制御するように構成される。ただし、このような昇圧チョッパ回路22は従来周知であるから、詳細な動作の説明は省略する。
The step-
降圧チョッパ回路23は、昇圧チョッパ回路22から入力する直流電圧・直流電流を、光源ユニット1に適した直流電圧・直流電流に降圧(電力変換)するDC/DCコンバータである。また、降圧チョッパ回路23は、スイッチング素子Q2、インダクタL2、ダイオードD2、平滑コンデンサC2などで構成されることが好ましい。すなわち、平滑コンデンサC2とインダクタL2とスイッチング素子Q2の直列回路が昇圧チョッパ回路22の出力端子間に電気的に接続され、平滑コンデンサC2とインダクタL2の直列回路に対して、ダイオードD2が電気的に並列接続される。スイッチング素子Q2には、例えば、nチャネル型のパワーMOSFETが使用されることが好ましい。なお、スイッチング素子Q2は、制御回路20によってオン・オフ(スイッチング)される。また、平滑コンデンサC2の高電位側の端子が光源ユニット1の正極側の入力端子と電気的に接続され、平滑コンデンサC2の低電位側の端子が光源ユニット1の負極側の入力端子と電気的に接続される。ただし、このような降圧チョッパ回路23は従来周知であるから、詳細な動作の説明は省略する。
The step-down
信号変換回路24は、後述するように、制御ユニット3から与えられる制御信号(PWM信号)を直流の電圧信号に変換して制御回路20に出力するように構成されることが好ましい。なお、信号変換回路24から出力される電圧信号の信号レベル(直流電圧レベル)は、制御信号で指示される出力レベル(調光レベル)に対応している。
The
制御電源回路25は、外部電源100の交流入力電圧から制御電圧(例えば、15ボルトの直流電圧)Vccを作成するように構成される。制御電源回路25で作成される制御電圧Vccは、制御回路20に供給されるとともに、電源ユニット2と制御ユニット3を繋ぐ2本の電源線を介して制御ユニット3にも供給される。なお、2本の電源線のうちのグランド側の電源線は、制御ユニット3から制御信号が伝送される2本の伝送線のグランド側の伝送線と共用されることが好ましい。
The control
制御回路20は、スイッチング素子Q2のゲートに与える駆動信号をPWM制御することにより、インダクタL2に流れる電流を目標値に一致させるように構成されることが好ましい。また、制御回路20は、前記目標値を、信号変換回路24から出力される電圧信号の信号レベル(調光レベル)に対応した値に調整することが好ましい。さらに、制御回路20は、I2C(アイ・スクエア・シー)などのシリアル通信用のインタフェースを備えることが好ましい。なお、このような制御回路20は、例えば、市販されている調光機能付きのLED照明用コントロールIC、あるいは、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。
The
制御ユニット3は、制御部30と記憶部31を備える。また、制御ユニット3は、第1電源回路32と第2電源回路33を備えることが好ましい。第1電源回路32は、電源線を介して電源ユニット2から供給される制御電圧Vccを安定化するように構成される。第2電源回路33は、第1電源回路32で安定化された制御電圧Vccから、低電圧(例えば、5ボルト)の直流電圧を作成するように構成される。第2電源回路33で作成される直流電圧は、制御部30に供給される。
The
制御部30は、例えば、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。制御部30は、第2電源回路33から供給される直流電圧で動作し、後述する種々の処理を実行するように構成されることが好ましい。また、制御部30は、電源ユニット2の制御回路20が備えるシリアル通信用のインタフェースと共通のインタフェースを備え、2本の信号線を介して、制御回路20との間でシリアル通信を行うように構成されることが好ましい。記憶部31は、フラッシュメモリなどの電気的に書換可能な不揮発性の半導体メモリで構成されることが好ましい。
The
ところで、本実施形態における制御部30は、初期照度補正機能を搭載している。初期照度補正機能とは、光源ユニット1の使用開始から寿命末期までの間、光源ユニット1の光出力をほぼ一定(例えば、定格の85%)に保つように、光源ユニット1の累積点灯時間に対応して光出力を調整する機能である。すなわち、制御部30は、マイクロコントローラに内蔵されているタイマで光源ユニット1の累積点灯時間を計時して記憶部31に記憶し、且つ記憶部31に予め記憶されている初期照度補正特性を参照して、累積点灯時間に対応した調光レベルを決定する。ここで、初期照度補正特性は、累積点灯時間が増加するにしたがって、調光レベル(定格の光出力を100%としたときの割合)を徐々に増加させるような特性である。
By the way, the
さらに、制御部30は、調光レベル(出力レベル)に対応するデューティ比のPWM(パルス幅変調)信号を生成し、当該PWM信号(制御信号)を伝送線を介して電源ユニット2に伝送する。ここで、調光レベル、すなわち、電源ユニット2が光源ユニット1に供給する直流電力の出力レベルと、PWM信号のデューティ比との関係を図2に示す。図2に示すように、デューティ比が0〜5[%]のときに調光レベル(出力レベル)を100[%]とし、且つデューティ比が98[%]以上(ただし、100[%]を除く。)のときに調光レベル(出力レベル)を5[%](下限値)とする。そして、デューティ比が5〜98[%]のとき、調光レベル(出力レベル)は、デューティ比の増加に対して一定の割合で減少する。したがって、電源ユニット2の信号変換回路24から出力される電圧信号の信号レベルは、調光レベル(出力レベル)の下限値(5[%])で最大となり、且つ調光レベル(出力レベル)の定格値で最小となる。ただし、図2に示した関係は一例であって、調光レベル(出力レベル)とデューティ比との関係は、図2に示した関係に限定されない。
Further,
電源ユニット2の制御回路20は、信号変換回路24から出力される電圧信号の信号レベルが最大値のときに降圧チョッパ回路23の出力を下限値とし、前記信号レベルが最小値のときに降圧チョッパ回路23の出力を定格値とするように構成される。また、制御回路20は、原則として、前記信号レベルがゼロのときは降圧チョッパ回路23の出力を定格値とすることが好ましい。ただし、外部電源100が投入された直後は、昇圧チョッパ回路22の出力電圧が定格電圧に達していないため、降圧チョッパ回路23の出力電圧が安定しない。そのため、制御回路20は、外部電源100の投入時から所定時間(以下、準備期間と呼ぶ。)が経過するまでの間、制御信号を受け付けず且つ降圧チョッパ回路23を停止することが好ましい。つまり、準備期間中は電源ユニット2からの給電が行われないため、光源ユニット1が消灯状態に維持される。そして、準備期間が経過して昇圧チョッパ回路22の出力電圧が安定すれば、制御回路20は、降圧チョッパ回路23を動作させて制御信号に対応した出力レベルの直流電力を光源ユニット1に供給させる。その結果、光源ユニット1は、制御信号で指示される調光レベルで点灯する。
The
しかしながら、昇圧チョッパ回路22の平滑コンデンサC1に用いられる電解コンデンサは、静電容量が大きい程、許容誤差も大きく(例えば、±20%)なる。そして、外部電源100の投入時点から昇圧チョッパ回路22の出力電圧が安定するまでに要する時間は、平滑コンデンサC1の静電容量の影響が大きいため、個々の電源ユニット2毎にばらついてしまう。特に、定格が同一であり且つ品番の異なる複数種類の電源ユニット2において、平滑コンデンサC1に使用される電解コンデンサが異なれば静電容量の許容誤差も異なる。
However, the electrolytic capacitor used for the smoothing capacitor C1 of the step-up
そこで、本実施形態の照明装置では、電源ユニット2の品番を示す情報(例えば、アルファベットと数字の組み合わせなど)を制御回路20に保持させることが好ましい。また、本実施形態の照明装置では、制御ユニット3の記憶部31に、品番と準備期間との対応関係を示す情報(データテーブル)を記憶させることが好ましい。さらに、制御ユニット3の制御部30は、外部電源100の投入時に、シリアル通信によって制御回路20が保持する情報(品番)を取得して記憶部31に記憶させることが好ましい。ここで、同じ照明空間を照明するように設置された複数台の照明装置で本実施形態の照明システムが構成される。この照明システムにおいて、各照明装置の制御ユニット3の制御部30は、他の全ての照明装置の制御ユニット3の制御部30とシリアル通信を行い、当該全ての照明装置の制御部30が保持する情報(品番)を取得して記憶部31に記憶させることが好ましい。そして、各照明装置の制御ユニット3の制御部30は、前記データテーブルを参照し、記憶部31に記憶した情報(品番)に対応する準備期間を読み出す。さらに、制御部30は、読み出した全ての準備期間の中で最長の準備期間を選択し、且つ選択した準備期間を初期値として記憶部31に記憶させることが好ましい。
Therefore, in the lighting device of the present embodiment, it is preferable that the
次に、本実施形態の照明装置及び照明システムの動作について、図3A〜図3Cのタイムチャートを参照して詳細に説明する。以下の説明において、電源ユニット2には2種類の品番(品番1と品番2)が存在し、品番1の電源ユニット2の準備期間T1よりも、品番2の電源ユニット2の準備期間T2の方が長い(T1<T2)とする。図3Aは、品番1の電源ユニット2の制御回路20が降圧チョッパ回路23の出力レベルを増減するときのタイムチャートを示し、図3Bは、品番2の電源ユニット2の制御回路20が降圧チョッパ回路23の出力レベルを増減するときのタイムチャートを示す。図3Cは、品番1の電源ユニット2を制御する制御ユニット3、並びに品番2の電源ユニット2を制御する制御ユニット3のそれぞれ制御部30が制御信号を生成するときのタイムチャートを示す。ただし、図3A及び図3Bの縦軸は出力レベル(定格出力を100%としたときの割合)を示し、図3Cの縦軸は制御信号のデューティ比を示す。また、図3A〜図3Cの横軸は時刻tを示す。なお、以下の説明では、全ての照明装置の制御ユニット3において、既に品番2の電源ユニット2の準備期間T2が初期値として記憶部31に記憶されていると仮定する。
Next, operations of the lighting device and the lighting system of the present embodiment will be described in detail with reference to time charts of FIGS. 3A to 3C. In the following description,
時刻t=t0に外部電源100が投入されると、各照明装置において、電源ユニット2の制御電源回路25が動作を開始する。制御電源回路25は、時刻t=t1以降、制御電圧Vccを供給することができる。制御電圧Vccが供給され始めると、各照明装置において、昇圧チョッパ回路22、制御回路20及び制御ユニット3が動作を開始する。制御ユニット3の制御部30は、時刻t=t1からの経過時間をカウント(計時)し、且つデューティ比を100%としたPWM信号(制御信号)を生成して電源ユニット2に伝送する。
When the
一方、電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t1になると、準備期間T2に相当する時間(準備期間T2から制御電源回路25の動作が安定するまでの時間t0〜t1を引いた時間。以下、同じ。)のカウントダウン(限時)を開始する。また、制御回路20は、準備期間T2に相当する時間をカウントダウンしている間、制御ユニット3から伝送される制御信号を受け付けず、且つ降圧チョッパ回路23を動作させない。故に、光源ユニット1は消灯したままとなる。
On the other hand, when time t = t1, the
制御部30は、前記経過時間が準備期間T2に相当する時間に達すると(時刻t=t3)、デューティ比を15%としたPWM信号(制御信号)を生成して電源ユニット2に伝送する。ただし、このときのデューティ比の値は、初期照度補正特性に応じて、制御部30により決定される。
When the elapsed time reaches a time corresponding to the preparation period T2 (time t = t3), the
電源ユニット2の制御回路20は、準備期間T2に相当する時間のカウントダウンが終了すると(時刻t=t3)、信号変換回路24で変換された電圧信号(制御信号)の信号レベルから、指示されている出力レベル(調光レベル)を判断する。つまり、制御回路20は、デューティ比が15%であるから、出力レベル(調光レベル)を80%と判断し、インダクタL2に流れる電流の大きさが定格値の80%となるようにスイッチング素子Q2を制御する。その結果、全ての照明装置の光源ユニット1は、時刻t=t3から80%の調光レベルで点灯する。
When the countdown of the time corresponding to the preparation period T2 ends (time t = t3), the
ここで、品番1の電源ユニット2に制御ユニット3から制御信号が伝送されない場合を考える。この場合、品番1の電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t2の時点、すなわち、時刻t=t0からの経過時間が品番1の電源ユニット2の準備期間T1に達した時点で、降圧チョッパ回路23を動作させて光源ユニット1を定格点灯させてしまう。
Here, the case where a control signal is not transmitted from the
しかしながら、本実施形態の照明装置では、品番1の電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t2からt=t3までの間、制御信号によって出力レベルをゼロとするように指示される。そのため、品番1の電源ユニット2に電気的に接続されている光源ユニット1も、時刻t=t3に達するまで消灯状態に維持される。
However, in the lighting device of the present embodiment, the
したがって、品番(準備期間)の異なる複数種類の電源ユニット2が混在している照明装置及び照明システムであっても、外部電源100の投入時点から所定時間(準備期間T2)が経過した時点で全ての照明装置を一斉に点灯させることができる。つまり、本実施形態の照明装置及び照明システムは、複数の光源(光源ユニット1)の点灯タイミングのばらつきを抑制することができる。
Therefore, even in a lighting apparatus and a lighting system in which a plurality of types of
ところで、品番1の電源ユニット2は、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、制御ユニット3からの指示(消灯指示)によって光源ユニット1への出力を停止している。この場合、時刻t=t3に制御ユニット3から制御信号を受け取っても、光源ユニット1への出力をゼロから制御信号で指示される出力レベルとするまでに若干の時間を要することがある。そこで、制御ユニット3の制御部30は、図4Bに示すように、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、デューティ比を98%(出力レベルを下限値とする値)としたPWM信号を生成して品番1の電源ユニット2に伝送することが好ましい。
By the way, the
一方、品番1の電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t2を過ぎると制御ユニット3の制御信号を受け取り、当該制御信号で指示される出力レベル(下限値の5%)とするように降圧チョッパ回路23を制御する(図4A参照)。つまり、品番1の電源ユニット2は、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、光源ユニット1を調光レベルの下限値(5%)で点灯させる。また、品番1の電源ユニット2は、時刻t=t3以降、品番2の電源ユニット2と同じ調光レベルで光源ユニット1を点灯させる。このようにすれば、品番1の電源ユニット2が時刻t=t3で光源ユニット1を点灯させる際のタイムラグを短縮することができる。また、品番1の電源ユニット2は、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、調光レベルの下限値で光源ユニット1を点灯させるので、時刻t=t3に全ての光源ユニット1が点灯したときに、照明空間に居る人に違和感を感じさせ難くできる。
On the other hand, the
また、照明空間に居る人に、より違和感を感じさせ難くするため、本実施形態の照明装置における制御ユニット3は、光源ユニット1を点灯させる際、電源ユニット2に対して、出力レベル(調光レベル)を徐々に上昇させることが好ましい。例えば、図5Bに示すように、制御ユニット3の制御部30は、時刻t=t3から時刻t=t4までの間、デューティ比を100%から15%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で減少させたデューティ比のPWM信号を生成することが好ましい。これにより、各電源ユニット2の制御回路20は、図5Aに示すように、出力レベルをゼロから80%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で増大させるように降圧チョッパ回路23を制御することが好ましい。このように全ての照明装置において、光源ユニット1の光量が徐々に増大すれば、照明空間に居る人に、より違和感を感じさせ難くすることができる。
Further, in order to make it more difficult for a person in the illumination space to feel a sense of discomfort, the
ただし、品番1の電源ユニット2を制御する制御ユニット3の制御部30は、図6Bに示すように、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、デューティ比を98%としたPWM信号を生成して品番1の電源ユニット2に伝送することが好ましい。さらに、この制御部30は、時刻t=t3から時刻t=t4までの間、デューティ比を98%から15%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で減少させたデューティ比のPWM信号を生成することが好ましい。これにより、品番1の電源ユニット2の制御回路20は、図6Aに示すように、時刻t=t2から時刻t=t3までの間、出力レベルを5%とするように降圧チョッパ回路23を制御することが好ましい。さらに、品番1の電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t3から時刻t=t4までの間、出力レベルを5%から80%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で増大させるように降圧チョッパ回路23を制御することが好ましい。
However, as shown in FIG. 6B, the
一方、品番2の電源ユニット2を制御する制御ユニット3の制御部30は、図7Bに示すように、時刻t=t1から時刻t=t3までの間、デューティ比を100%としたPWM信号を生成して品番1の電源ユニット2に伝送することが好ましい。さらに、この制御部30は、時刻t=t3から時刻t=t4までの間、デューティ比を98%から15%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で減少させたデューティ比のPWM信号を生成することが好ましい。これにより、品番2の電源ユニット2の制御回路20は、図7Aに示すように、時刻t=t1から時刻t=t3までの間、降圧チョッパ回路23を停止させることが好ましい。さらに、品番2の電源ユニット2の制御回路20は、時刻t=t3から時刻t=t4までの間、出力レベルを5%から80%まで一定の割合(例えば、10%毎秒)で増大させるように降圧チョッパ回路23を制御することが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the
このように品番1の電源ユニット2及び品番2の電源ユニット2の何れもが、光源ユニット1の光量を同じタイミング且つ同じ割合(傾き)で増大すれば、照明空間に居る人に、より違和感を感じさせ難くすることができる。
Thus, if both the
ところで、本実施形態の照明装置は、図8に示すように、光源ユニット1と電源ユニット2の組を複数(図示例では2つ)備えても構わない。各電源ユニット2は、整流器21、昇圧チョッパ回路22、降圧チョッパ回路23を各別に備えることが好ましい。また、何れか1つの電源ユニット2が制御回路20を備え、残り1つ又は複数の電源ユニット2は制御回路20を備えず、前記1つの電源ユニット2が備える制御回路20に制御されるように構成されることが好ましい。ただし、図8では信号変換回路24及び制御電源回路25の図示を省略している。
By the way, as shown in FIG. 8, the illumination device of the present embodiment may be provided with a plurality of (two in the illustrated example) pairs of the
制御回路20は、2つの電源ユニット2の品番を記憶している。そして、制御回路20は、外部電源100の投入時、シリアル通信によって2つの電源ユニット2の品番を制御ユニット3に伝送することが好ましい。制御ユニット3の制御部30は、2つの電源ユニット2の品番に対応した準備期間T1、T2が互いに異なる場合(T1<T2)、相対的に長い方の準備期間T2を初期値として記憶部31に記憶することが好ましい。そして、制御部30は、外部電源100の投入時点から準備期間T2が経過するまでの間、デューティ比を100%とするPWM信号を生成し、準備期間T2の経過後にデューティ比を15%とするPWM信号を生成することが好ましい。制御回路20は、制御ユニット3の制御部30から伝送されるPWM信号を受け取り、外部電源100の投入時点から準備期間T2が経過するまでは2つの電源ユニット2を停止させ、準備期間T2が経過したら、80%の出力レベルで動作させることが好ましい。
The
本実施形態の照明装置が上述のように構成されれば、1台の照明装置が備える複数の電源ユニット2の出力の立ち上がりのばらつきを緩和し、複数の光源ユニット1の点灯タイミングのばらつきを抑制することができる。
If the lighting device of the present embodiment is configured as described above, variations in the rise of the outputs of the plurality of
上述のように本実施形態の照明装置は、発光ダイオードを有する1乃至複数の光源ユニット1と、外部電源100から供給される電力を電力変換して光源ユニット1に給電する1乃至複数の電源ユニット2とを備える。また、本実施形態の照明装置は、光源ユニット1に供給される電力を調整するように電源ユニット2を制御する制御ユニット3を備える。電源ユニット2は、平滑コンデンサC1と、平滑コンデンサC1が入力側に電気的に接続されるスイッチング電源回路(降圧チョッパ回路23)と、スイッチング電源回路の動作を制御する制御回路20とを有する。制御ユニット3は、制御回路20に対して、スイッチング電源回路の出力レベルを指示する制御信号を生成する制御部30と、電源ユニット2の動作に関する情報を記憶する記憶部31とを有する。制御回路20は、スイッチング電源回路の動作を制御して、スイッチング電源回路の出力電力を、制御信号で指示される出力レベルに対応した値に一致させるように構成される。制御部30は、外部電源100の投入時において、前記情報に対応した待機時間(準備期間T2)が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して電源ユニット2に出力するように構成される。且つ、制御部30は、外部電源100の投入時において、前記待機時間の経過後に、ゼロではない所定の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して電源ユニット2に出力するように構成される。
As described above, the lighting apparatus according to the present embodiment includes one or more
また、本実施形態の照明システムは、複数の照明装置で構成される。複数の照明装置において、記憶部31は、複数の照明装置がそれぞれ備える電源ユニット2の前記情報(品番)を記憶するように構成される。制御部30は、記憶部31に記憶した複数の前記情報(品番)に対応した前記待機時間(準備期間T1、T2)が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して電源ユニット2に出力するように構成される。
Moreover, the illumination system of this embodiment is comprised by several illuminating devices. In the plurality of lighting devices, the
本実施形態の照明装置及び照明システムは上述のように構成され、電源ユニット2の出力の立ち上がりのばらつきを緩和することにより、光源(光源ユニット1)の点灯タイミングのばらつきを抑制することができる。
The illumination device and the illumination system of the present embodiment are configured as described above, and it is possible to suppress the variation in the lighting timing of the light source (light source unit 1) by alleviating the variation in the rise of the output of the
また、本実施形態の照明装置及び照明システムにおいて、制御回路20は、前記情報を保持し、且つ外部電源100の投入時に、前記情報を制御部30に伝達するように構成されることが好ましい。また、本実施形態の照明装置及び照明システムにおいて、制御部30は、制御回路20から伝達される前記情報を記憶部31に記憶させるように構成されることが好ましい。
In the lighting device and the lighting system of the present embodiment, the
本実施形態の照明装置及び照明システムが上述のように構成されれば、人の手を介さず且つ自動的に前記情報を伝達し合うことができる。 If the lighting device and the lighting system of the present embodiment are configured as described above, the information can be automatically transmitted and received without human hands.
また、本実施形態の照明装置及び照明システムにおいて、制御部30は、前記待機時間の経過後に、前記出力レベルを徐々に増加させるように前記制御信号を生成して電源ユニット2に出力するように構成されることが好ましい。
Further, in the lighting device and the lighting system of the present embodiment, the
本実施形態の照明装置及び照明システムが上述のように構成されれば、光源(光源ユニット1)の点灯タイミングのばらつきに起因した違和感を、照明空間に居る人に感じさせ難くできる。 If the lighting device and the lighting system of the present embodiment are configured as described above, it is possible to make it difficult for a person who is in the lighting space to feel discomfort due to the variation in lighting timing of the light source (light source unit 1).
(実施形態2)
本実施形態の照明装置は、制御ユニット3の構成に特徴があり、その他の光源ユニット1及び電源ユニット2の構成は実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成要素には同一の符号を付し、図示及び説明を適宜省略する。
Second Embodiment
The lighting device of the present embodiment is characterized by the configuration of the
本実施形態における制御ユニット3は、図9に示すように、制御部30、記憶部31、第1電源回路32、第2電源回路33に加えて、設定部34、非常電源部35、停電検知部36を備えることが好ましい。
As shown in FIG. 9, the
設定部34は、スライドディップスイッチやロータリディップスイッチのように、複数の接点を択一的に切り替えることができるデバイスで構成されることが好ましい。すなわち、設定部34は、前記デバイス(例えば、ロータリディップスイッチ)を用いて、全ての電源ユニット2の品番が予め設定されることが好ましい。制御部30は、設定部34の設定(スライドディップスイッチやロータリディップスイッチの状態)を読み取って記憶部31に記憶し、さらに、各品番に対応した準備期間のうちで最も長い準備期間を初期値として記憶部31に記憶することが好ましい。
The setting
非常電源部35は、電気二重層コンデンサなどの蓄電素子、若しくはリチウムイオン電池などの蓄電池を有し、外部電源100からの給電によって充電され、且つ外部電源100の停電時に第2電源回路33に給電するように構成されることが好ましい。
Emergency
停電検知部36は、第1電源回路32から第2電源回路33への出力電圧を監視し、前記出力電圧が所定の下限値を下回ったときに停電検知信号を制御部30に出力するように構成されることが好ましい。例えば、停電検知部36は、第2電源回路33の出力電圧を分圧する分圧抵抗と、分圧された出力電圧と基準電圧を比較するコンパレータとで構成され、出力電圧が基準電圧を下回るとハイレベルの停電検知信号を出力することが好ましい。
The power
制御部30は、記憶部31に準備期間の初期値が記憶されていない場合、設定部34の設定(品番)を読み取り、且つ読み取った品番に対応する準備期間のうちで最も長い準備期間を初期値として記憶部31に記憶することが好ましい。
When the initial value of the preparation period is not stored in the
また、制御部30は、停電検知部36から停電検知信号が入力されると、非常電源部35から給電されて動作を継続し、タイマでカウントしている累積点灯時間のデータを記憶部31に記憶することが好ましい。
In addition, when the power failure detection signal is input from the power
さらに、制御部30は、外部電源100の投入時及び長時間の停電からの復帰時には、実施形態1で説明したように、準備期間に相当する時間の経過後に出力レベルを徐々に上昇させるように電源ユニット2を制御することが好ましい。また、制御部30は、非常電源部35の給電期間中に停電検知信号が入力されなくなった場合、準備期間に相当する時間の経過後、直ちに出力レベルを上昇させるように電源ユニット2を制御することが好ましい。すなわち、外部電源100に瞬時停電が発生した場合、各照明装置は、徐々に光量を上昇させるよりも、速やかに停電前の光量に復帰することが望ましい。
Furthermore, as described in the first embodiment, the
上述のように本実施形態の照明装置及び照明システムにおいて、制御ユニット3は、外部電源100の給電が停止したときに制御部30に電源を供給するように構成された非常電源部35を有することが好ましい。
As described above, in the lighting device and the lighting system of the present embodiment, the
本実施形態の照明装置及び照明システムが上述のように構成されれば、制御ユニット3の制御部30は、外部電源100からの給電が停止した後も非常電源部35から電源が供給されるために動作を継続することができる。
If the lighting device and the lighting system according to the present embodiment are configured as described above, the
なお、本実施形態において、制御ユニット3の設定部34は、ワイヤレス発信器から送信されるワイヤレス信号を受信し、当該ワイヤレス信号で伝送される電源ユニット2の情報(品番)を制御部30に渡すように構成されても構わない。また、設定部34は、ワイヤレス信号の送信部を備え、前記情報を取得したことをワイヤレス信号でワイヤレス発信器に返信するように構成されることが好ましい。ただし、ワイヤレス信号は、電波や赤外線を媒体とする信号であることが好ましい。
In the present embodiment, the setting
1 光源ユニット
2 電源ユニット
3 制御ユニット
20 制御回路
23 降圧チョッパ回路(スイッチング電源回路)
30 制御部
31 記憶部
35 非常電源部
100 外部電源
1
30
Claims (4)
前記複数の照明装置の各々は、発光ダイオードを有する1乃至複数の光源ユニットと、外部電源から供給される電力を電力変換して前記光源ユニットに給電する1乃至複数の電源ユニットと、前記光源ユニットに供給される電力を調整するように前記電源ユニットを制御する制御ユニットとを備え、
前記電源ユニットは、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサが入力側に電気的に接続されるスイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の動作を制御する制御回路とを有し、
前記制御ユニットは、前記制御回路に対して、前記スイッチング電源回路の出力レベルを指示する制御信号を生成する制御部と、前記電源ユニットの動作に関する情報を記憶する記憶部とを有し、
前記制御回路は、前記スイッチング電源回路の動作を制御して、前記スイッチング電源回路の出力電力を、前記制御信号で指示される出力レベルに対応した値に一致させるように構成され、
前記制御部は、前記光源ユニットの累積点灯時間を計時して前記記憶部に記憶し、前記記憶部に予め記憶されている初期照度補正特性を参照して、前記累積点灯時間に対応した光出力となる前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力し、
更に前記制御部は、前記外部電源の投入時において、前記情報に対応した待機時間が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力し、且つ前記待機時間の経過後に、前記累積点灯時間に対応した所定の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力するように構成され、
前記記憶部は、複数の前記照明装置がそれぞれ備える前記電源ユニットの前記情報を記憶するように構成され、前記制御部は、前記記憶部に記憶した複数の前記情報に対応した前記待機時間が経過するまでの間は、ゼロまたはゼロに近い値の前記出力レベルを指示する前記制御信号を生成して前記電源ユニットに出力するように構成されることを特徴とする照明システム。 A lighting system comprising a plurality of lighting devices, comprising:
Each of the plurality of lighting devices includes one or more light source units having a light emitting diode, one or more power supply units for converting the power supplied from an external power source and supplying the power to the light source unit, and the light source unit Control unit to control the power supply unit to adjust the power supplied to the
The power supply unit has a smoothing capacitor, a switching power supply circuit in which the smoothing capacitor is electrically connected to the input side, and a control circuit that controls the operation of the switching power supply circuit.
The control unit has a control unit that generates a control signal that instructs an output level of the switching power supply circuit to the control circuit, and a storage unit that stores information related to the operation of the power supply unit.
The control circuit is configured to control the operation of the switching power supply circuit to match the output power of the switching power supply circuit to a value corresponding to the output level indicated by the control signal.
The control unit measures the accumulated lighting time of the light source unit and stores it in the storage unit, and referring to the initial illuminance correction characteristic stored in advance in the storage unit, a light output corresponding to the accumulated lighting time Generating the control signal indicating the output level to be output to the power supply unit;
Furthermore, when the external power supply is turned on, the control unit generates the control signal indicating the output level of zero or a value close to zero until a standby time corresponding to the information elapses. The control signal is output to a power supply unit and, after the elapse of the standby time, generates the control signal indicating a predetermined output level corresponding to the accumulated lighting time and outputs the control signal to the power supply unit .
The storage unit is configured to store the information of the power supply unit provided in each of the plurality of lighting devices, and the control unit is configured to wait for the standby time corresponding to the plurality of pieces of information stored in the storage unit. until the the lighting system characterized in Rukoto is configured to generate and output the control signal for instructing the output level close to zero or zero to the power supply unit.
前記制御部は、前記制御回路から伝達される前記情報を前記記憶部に記憶させるように構成されることを特徴とする請求項1記載の照明システム。 The control circuit is configured to hold the information and to transmit the information to the control unit when the external power is turned on.
The lighting system according to claim 1, wherein the control unit is configured to store the information transmitted from the control circuit in the storage unit.
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