JP6534307B2 - Led電源装置 - Google Patents
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Description
以下に本発明の第1の実施例について説明する。図1はLED電源装置10を示す図である。このLED電源装置10は、PFC装置(力率改善装置)20と、DC−DC変換装置(直流−直流変換装置)30と、制御装置40とで構成され、LED回路50に電流Idを供給する。交流電源Vinが入力する入力電源端子11と入力ニュートラル端子12は、PFC装置20を通してDC−DC変換装置30に接続される。DC−DC変換装置30の正側出力端子31は、LED電源装置10の正側出力端子13と制御装置40の出力電圧計測端子41に接続される。DC−DC変換装置30の負側出力端子32は、LED回路50に流れる電流Idを検出するシャント抵抗R1を経由して、LED電源装置10の負側出力端子14に接続される。シャント抵抗R1の両端は制御装置40のGND端子42と電流検出端子43に接続される。制御装置40の制御出力端子44はDC−DC変換装置30の制御入力端子33に接続される。LED電源装置10の正側出力端子13はLED回路50のLEDのアノードへ、負側出力端子14はLED回路50のLEDのカソードに接続される。なお、LED回路50はn個のLEDが直列接続されているものとする。また制御装置40にはデジタル制御電源装置を用いる。
Is:LEDの逆方向飽和電流[A]
Vout:LED電源装置の両出力端子間電位差[V]
n:直列接続されたLEDの個数
Vt:熱電圧[V]
Vf:LEDひとつあたりの順方向電圧[V]
q:電子素量(1.602×10-19[q])
k:ボルツマン定数(1.38×10-23[m2kg/s2/K])
T:LEDの絶対温度[K]
である。
直列接続されたLEDの個数n=200
逆方向飽和電流Is=1.0×10-12[A]
LEDの絶対温度T=298[K](=25[℃])
ピーク電流Id1=4.450[A]
ボトム電流Id2=3.950[A]
ピーク電圧Vout1=150.414[V]
ボトム電圧Vout2=149.803[V]
順方向電圧ピーク値Vf1=Vout1/n=0.752070[V]
順方向電圧ボトム値Vf2=Vout2/n=0.749015[V]
LEDのパラメータは、T=298[K](=25[℃])であり、今回の方法を用いた場合の誤差はわずか0.1[℃]である。この誤差は微分の近似精度によるものである。
次に第2の実施例について説明する。第2の実施例は第1の実施例で導出したLEDの温度から、LEDの光束を一定に制御するプログラムを実施するものである。本実施例では図6を用いてLEDの光束を一定に保つ制御を説明する。まず、図4に示すようなLEDの光束の温度依存特性を制御装置40に保存する(S1)。この特性は必ずしも事前に計測する必要はなく、LEDのカタログ等を参照してもよい。そしてLEDの点灯(S2)の後、第1の実施例の手法でLED温度を導出する(S3)。その後、図4に示したように予め保存しておいた光束の温度依存特性より、LED光束を導出する(S4)。
次に第3の実施例について説明する。第3の実施例は第1の実施例で導出したLEDの温度から、LEDの過熱保護プログラム(図示せず)を実施するものである。LEDは使用温度範囲があり、この温度範囲を超えて使用すると、突然の消灯など予期せぬ事態が発生する可能性がある。そこで、第3の実施例は制御装置40で導出されたLEDの温度が使用温度範囲を超えた場合または超えそうな場合、DC−DC変換装置30に対して、LEDに流れる電流Idを減じる制御を加えるものである。
Vout:出力電圧
10:LED電源装置、11:入力電源端子、12:入力ニュートラル端子、13:正側出力端子、14:負側出力端子
20:PFC装置
30:DC−DC変換装置、31:正側出力端子、32:負側出力端子、33:制御入力端子
40:制御装置、41:出力電圧計測端子、42:GND端子、43:電流検出端子、44:制御出力端子
50:LED回路
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