JP6697188B2

JP6697188B2 - LED strobe lighting power supply

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Publication number: JP6697188B2
Application number: JP2016113585A
Authority: JP
Inventors: 野村　幸男; 幸男野村
Original assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Current assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: JP2017220349A

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられたＬＥＤ照明器具を間欠的に点灯させるつまりはストロボ点灯させるＬＥＤストロボ点灯電源装置に関し、さらに詳しくは、複数のＬＥＤ照明器具を異なるタイミングで以てストロボ点灯させることが可能なＬＥＤストロボ点灯電源装置に関する。 The present invention relates to an LED strobe lighting power supply device for intermittently lighting an LED lighting device using LEDs (light emitting diodes), that is, strobe lighting. More specifically, the present invention relates to a plurality of LED lighting devices strobe at different timings. The present invention relates to an LED strobe lighting power supply device capable of lighting.

工場における製品の外観検査や選別検査のために、製造ライン上を移動する製品を撮影し、それにより得られた画像に対して画像認識などのデータ処理を行って製品の欠陥を見つけ出したり製品形状を判定したりする検査装置が利用されている。こうした検査装置では、画像を取り込むに際して撮影対象物をごく短時間だけ照明する照明器具、即ち、ストロボ点灯させる照明器具が用いられることがある。照明器具としては従来はキセノン管などが用いられていたが、近年は、長寿命、省電力などの利点から、ＬＥＤを光源としたＬＥＤ照明器具の利用が急速に進んでいる。 For the appearance inspection and selection inspection of the products in the factory, the products moving on the manufacturing line are photographed, and the image obtained is subjected to data processing such as image recognition to find product defects and product shape. An inspection device for determining the is used. In such an inspection apparatus, an illumination device that illuminates an object to be photographed for a very short time when capturing an image, that is, an illumination device that lights a strobe may be used. Conventionally, a xenon tube or the like has been used as a lighting fixture, but in recent years, an LED lighting fixture using an LED as a light source has been rapidly used because of advantages such as long life and power saving.

ＬＥＤ照明器具用のストロボ点灯電源装置として例えば非特許文献１などがある。上記検査装置では、複数の製造ライン上で或いは一つの製造ライン上の異なる位置で並行して検査を行うために、複数のＬＥＤ照明器具を異なるタイミングでストロボ点灯させることも求められる。そのため、非特許文献１のストロボ点灯電源装置では、点灯のタイミングや時間を独立に設定可能な２チャンネルの出力が設けられている。 As a strobe lighting power supply device for LED lighting equipment, there is, for example, Non-Patent Document 1. In the above inspection apparatus, in order to perform inspections in parallel on a plurality of manufacturing lines or at different positions on a single manufacturing line, it is also required to flash the plurality of LED lighting devices at different timings. Therefore, the strobe lighting power supply device of Non-Patent Document 1 is provided with two-channel outputs in which the timing and time of lighting can be independently set.

図４はこうした従来のＬＥＤストロボ点灯電源装置のブロック構成の一例である。
このストロボ点灯電源装置１００は、外部の商用交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１０１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の直流電圧出力端に接続されるコンデンサ１０２と、制御部１０５によりそれぞれ制御される第１、第２である二つのパルス発生部１０３ａ、１０３ｂと、該パルス発生部１０３ａ、１０３ｂから与えられるパルス信号によってオン・オフ駆動される第１、第２である二つの半導体スイッチ１０４ａ、１０４ｂと、を含む。第１チャンネル（Ｃｈ．１）の照明器具に含まれるＬＥＤ３ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の正電圧出力端と第１半導体スイッチ１０４ａとの間に接続され、第２チャンネル（Ｃｈ．２）の照明器具に含まれるＬＥＤ３ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の正電圧出力端と第２半導体スイッチ１０４ｂとの間に接続される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１は例えば十分な出力容量を有するスイッチング電源である。また、半導体スイッチ１０４ａ、１０４ｂは通常ＦＥＴである。なお、通常、ＬＥＤ３ａ、３ｂはそれぞれ複数のＬＥＤが直列及び／又は並列に接続されたものであるが、ここでは１個のＬＥＤの記号で代表的に示す。 FIG. 4 is an example of a block configuration of such a conventional LED strobe lighting power supply device.
This strobe lighting power supply device 100 includes an AC / DC converter 101 for converting AC power supplied from an external commercial AC power supply 2 into DC power, and a capacitor 102 connected to a DC voltage output terminal of the AC / DC converter 101. The first and second pulse generators 103a and 103b controlled by the controller 105, and the first and second pulse generators 103a and 103b which are on / off driven by pulse signals supplied from the pulse generators 103a and 103b. And two semiconductor switches 104a and 104b. The LED 3a included in the lighting fixture of the first channel (Ch.1) is connected between the positive voltage output terminal of the AC / DC converter 101 and the first semiconductor switch 104a, and the lighting of the second channel (Ch.2). The LED 3b included in the device is connected between the positive voltage output terminal of the AC / DC converter 101 and the second semiconductor switch 104b. The AC / DC converter 101 is, for example, a switching power supply having a sufficient output capacity. The semiconductor switches 104a and 104b are usually FETs. In general, each of the LEDs 3a and 3b is a plurality of LEDs connected in series and / or in parallel, but here, it is representatively shown by the symbol of one LED.

図５は図４に示したＬＥＤストロボ点灯電源装置１００の動作を説明するための概略波形図である。
Ｃｈ．１のＬＥＤ３ａをストロボ点灯させる際に、第１パルス発生部１０３ａは制御部１０５から受けた制御信号に基づき、図５（ｂ）に示すような所定幅（例えば１０〜１０００μsec程度の時間幅）のパルス信号を生成する。このパルス信号がハイレベルである期間だけ第１半導体スイッチ１０４ａはオンし、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電圧に応じた駆動電流がＬＥＤ３ａに流れる。これによって、該ＬＥＤ３ａは発光する。Ｃｈ．２のＬＥＤ３ｂをストロボ点灯させる際も同様であり、第２パルス発生部１０３ｂは制御部１０５から受けた制御信号に基づき、図５（ｂ）に示すような所定幅のパルス信号を生成する。 FIG. 5 is a schematic waveform diagram for explaining the operation of the LED strobe lighting power supply device 100 shown in FIG.
Ch. When the first LED 3a is turned on by the strobe, the first pulse generation unit 103a has a predetermined width (for example, a time width of about 10 to 1000 μsec) as shown in FIG. 5B based on the control signal received from the control unit 105. Generate a pulse signal. The first semiconductor switch 104a is turned on only during the period when the pulse signal is at the high level, and the drive current corresponding to the output voltage of the AC / DC converter 101 flows through the LED 3a. This causes the LED 3a to emit light. Ch. The same applies when the second LED 3b is lit by strobe light, and the second pulse generator 103b generates a pulse signal having a predetermined width as shown in FIG. 5B based on the control signal received from the controller 105.

検査装置に用いられるストロボ点灯電源装置において特に重要なことは、ストロボ発光毎の光量のばらつきや時間的な変化が少ないことである。何故なら、ストロボ発光毎の発光光量がばらついたり発光光量が時間的に変化したりしてしまうと、全く同一の物体の画像を取り込んだ場合でも色相が微妙に異なってしまい、正確な画像認識に支障をきたすことがあるからである。 What is particularly important in the strobe lighting power supply device used in the inspection apparatus is that there is little variation in the amount of light for each strobe emission and temporal change. The reason is that if the amount of light emitted from each strobe varies or the amount of light emitted changes with time, the hues will differ subtly even when the images of the exact same object are captured, resulting in accurate image recognition. This is because it may cause trouble.

上記ストロボ点灯電源装置１００においてＡＣ／ＤＣコンバータ１０１にはスイッチング電源が利用されるが、出力の応答性が高速なスイッチング電源であっても１０〜１０００[μsec]といったごく短時間の負荷電流の変動には十分に追従できず、出力電圧が低下することがある。コンデンサ１０２はこうしたＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電圧の低下をカバーする機能を有しており、このコンデンサ１０２の容量を大きくしておくことで電圧低下は或る程度カバーできるものの、図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ３ａ、３ｂが発光している期間中にＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電圧が徐々に低下することがある。その結果、本来は図５（ｃ）中に点線で示すような矩形状のパルス電圧がＬＥＤ３ａ、３ｂに印加される筈であるのに、図５（ｃ）中に斜線で囲んだように電圧が徐々に下がってしまう場合がある。ＬＥＤ３ａ、３ｂの１回のストロボ点灯中の発光光量は図５に示したパルス電圧の面積に依存するから、点灯中に電圧が一定に維持される場合と電圧が徐々に下がる場合とでは発光光量に差が生じてしまう。 A switching power supply is used as the AC / DC converter 101 in the strobe lighting power supply device 100, but even a switching power supply with a high output responsiveness has a very short load current fluctuation of 10 to 1000 [μsec]. May not be sufficiently tracked and the output voltage may drop. The capacitor 102 has a function of covering such a decrease in the output voltage of the AC / DC converter 101, and the voltage drop can be covered to some extent by increasing the capacity of the capacitor 102, but FIG. ), The output voltage of the AC / DC converter 101 may gradually decrease during the period in which the LEDs 3a and 3b are emitting light. As a result, the rectangular pulse voltage as shown by the dotted line in FIG. 5 (c) should originally be applied to the LEDs 3a and 3b, but the voltage is as indicated by the shaded area in FIG. 5 (c). May decrease gradually. Since the amount of light emitted from the LEDs 3a and 3b during one-time strobe lighting depends on the area of the pulse voltage shown in FIG. 5, the amount of light emitted depends on whether the voltage is maintained constant during lighting or when the voltage gradually decreases. Difference will occur.

また、二つのチャンネル（Ｃｈ．１、Ｃｈ．２）で一部又は全ての発光期間が重なるようにストロボ点灯のタイミングが設定された場合、図６（ａ）に示すように、発光が重なる期間では出力電圧の低下速度が一層大きくなるため、点灯中の発光光量の変化が顕著になる。また特に、遅れて点灯した側のＬＥＤ（図６の例ではＣｈ．２）が点灯している間に供給される駆動電力（つまりはエネルギー）は先に点灯した側のＬＥＤ（図６の例ではＣｈ．１）が点灯している間に供給される駆動電力よりも少なくなるため、全く同じ仕様の照明器具を用いても発光光量に差が生じてしまうという問題もある。 Further, when the strobe lighting timings are set so that the light emission periods of some or all of the two channels (Ch.1, Ch.2) overlap, as shown in FIG. In this case, the rate of decrease of the output voltage is further increased, so that the change in the amount of emitted light during lighting becomes remarkable. In particular, the drive power (that is, energy) supplied while the LED on the side that is turned on later (Ch.2 in the example of FIG. 6) is turned on is the LED on the side that is turned on earlier (the example of FIG. 6). However, there is also a problem in that the amount of emitted light varies even when using lighting equipment of exactly the same specifications, because the driving power is less than that supplied while Ch. 1) is on.

「ストロボ制御点灯電源 LGA-302 series」、［online］、京都電機器株式会社、［平成２８年５月３１日検索］、インターネット＜URL: https://www.kdn.co.jp/product/led/lga_302/＞"Strobe control lighting power supply LGA-302 series", [online], Kyoto Denki Co., Ltd. [Search May 31, 2016], Internet <URL: https://www.kdn.co.jp/product/ led / lga_302 / ＞

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、複数のＬＥＤ照明器具を異なるタイミングで以てストロボ点灯させることが可能なＬＥＤストロボ点灯電源装置において、複数のＬＥＤ照明器具の発光期間が重なる場合であっても、一つのＬＥＤ照明器具の発光光量の変動を抑えるとともに、複数のＬＥＤ照明器具間の発光光量のばらつきを抑えることをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an LED strobe lighting power supply device capable of strobe lighting a plurality of LED lighting devices at different timings, the light emitting periods of the plurality of LED lighting devices overlap. Even in such a case, it is an object to suppress the variation in the amount of light emitted from one LED lighting fixture and to suppress the variation in the amount of light emitted from a plurality of LED lighting fixtures.

上記課題を解決するために成された本発明は、複数のＬＥＤ照明器具をそれぞれ独立したタイミングでストロボ点灯させるＬＥＤストロボ点灯電源装置において、
a)前記複数のＬＥＤ照明器具にそれぞれ対応して設けられ、各ＬＥＤ照明器具に供給する駆動電流をオン・オフする複数の半導体スイッチと、
b)商用交流電源による交流電圧を第１の直流電圧に変換する交流−直流変換回路と、
c)前記複数の半導体スイッチを通して前記複数のＬＥＤ照明器具にそれぞれ駆動電流を供給するために該複数の半導体スイッチにそれぞれ対応して設けられ、前記交流−直流変換回路の出力電圧を受けて前記第１の直流電圧よりも低い電圧値である第２の直流電圧を出力する複数の定電圧回路と、
d)前記複数の定電圧回路のそれぞれにおいて正負の電圧入力端間に接続された電圧低下抑制用の複数のコンデンサと、
e)前記交流−直流変換回路の正電圧出力端と前記複数の定電圧回路の正電圧入力端との間にそれぞれ介挿された複数の抵抗器と、
を備え、前記第１の直流電圧の電圧値と前記第２の直流電圧の電圧値の差を前記複数のＬＥＤ照明器具が同時にストロボ点灯したときの前記交流−直流変換回路の出力電圧の低下よりも大きく定めたことを特徴としている。 The present invention made in order to solve the above-mentioned problem is an LED strobe lighting power supply device for lighting a plurality of LED lighting fixtures at independent timings.
a) a plurality of semiconductor switches that are provided corresponding to the plurality of LED lighting fixtures and that turn on / off a drive current supplied to each LED lighting fixture,
b) an AC-DC conversion circuit that converts an AC voltage from a commercial AC power supply into a first DC voltage,
c) is provided corresponding to each of the plurality of semiconductor switches for supplying a driving current to each of the plurality of LED lighting fixtures through the plurality of semiconductor switches, and receives the output voltage of the AC-DC conversion circuit to receive the output voltage. A plurality of constant voltage circuits that output a second DC voltage that is a voltage value lower than the DC voltage of 1;
d) a plurality of capacitors for suppressing a voltage drop connected between positive and negative voltage input terminals in each of the plurality of constant voltage circuits,
e) a plurality of resistors respectively inserted between the positive voltage output terminal of the AC-DC conversion circuit and the positive voltage input terminals of the plurality of constant voltage circuits,
The difference between the voltage value of the first DC voltage and the voltage value of the second DC voltage from the decrease of the output voltage of the AC-DC conversion circuit when the plurality of LED lighting fixtures are simultaneously strobe lighting. Is also characterized in that

本発明に係るＬＥＤストロボ点灯電源装置では、外部の商用交流電源による交流電圧は交流−直流変換回路により第１の直流電圧に変換される。第１の直流電圧の電圧値はストロボ点灯のためにＬＥＤ照明器具に印加されるパルス状の駆動電圧の電圧値（第２の直流電圧の電圧値）よりも高い。この交流−直流変換回路の出力電圧はそれぞれ異なる抵抗器を通して複数の定電圧回路の正電圧入力端に与えられる。複数の定電圧回路はそれぞれ、入力された直流電圧を降圧して第２の直流電圧として出力する。複数のＬＥＤ照明器具のうちの或る一つのＬＥＤ照明器具が所定時間だけ点灯される際には、該一つのＬＥＤ照明器具に対応して設けられている半導体スイッチが所定時間だけオンされる。すると、該半導体スイッチに対応して設けられている定電圧回路の出力電圧に基づき、対応するＬＥＤ照明器具に駆動電流が供給され該照明器具が点灯する。 In the LED strobe lighting power supply device according to the present invention, the AC voltage from the external commercial AC power supply is converted into the first DC voltage by the AC-DC conversion circuit. The voltage value of the first DC voltage is higher than the voltage value of the pulsed drive voltage (the voltage value of the second DC voltage) applied to the LED lighting fixture for flash lighting. The output voltage of the AC-DC conversion circuit is applied to the positive voltage input terminals of the plurality of constant voltage circuits through different resistors. Each of the plurality of constant voltage circuits steps down the input DC voltage and outputs it as a second DC voltage. When one LED lighting fixture of the plurality of LED lighting fixtures is turned on for a predetermined time, a semiconductor switch provided corresponding to the one LED lighting fixture is turned on for a predetermined time. Then, based on the output voltage of the constant voltage circuit provided corresponding to the semiconductor switch, a drive current is supplied to the corresponding LED lighting device and the lighting device is turned on.

駆動電流つまりは負荷電流が流れることによって、対応する定電圧回路の入力電圧つまりは交流−直流変換回路の出力電圧は低下するものの、その低下は該定電圧回路の電圧入力端に設けられているコンデンサに蓄えられたエネルギーにより抑えられる。また、仮に入力電圧が低下してもそれが第２の直流電圧の電圧値以下に下がることはない。そのため、定電圧回路の定電圧作用によって該定電圧回路の出力電圧は一定に維持される。また、交流−直流変換回路の正電圧出力端と各定電圧回路の正電圧入力端との間にそれぞれ抵抗器が設けられているため、或る一つの定電圧回路の正電圧入力端において電圧が低下しても他の定電圧回路の正電圧入力端における電圧には影響を及ぼしにくい。そのため、複数のＬＥＤ照明器具の少なくとも一部の発光期間が重なるように点灯のタイミングが設定される場合でも、各定電圧回路の正電圧入力端における電圧低下はその定電圧回路のみが駆動電流を供給する場合と殆ど変わらない。その結果、各定電圧回路の定電圧作用により、いずれの定電圧回路の出力電圧も一定に維持される。 Although the input voltage of the corresponding constant voltage circuit, that is, the output voltage of the AC-DC conversion circuit decreases due to the flow of the drive current, that is, the load current, the decrease is provided at the voltage input terminal of the constant voltage circuit. It is suppressed by the energy stored in the capacitor. Further, even if the input voltage drops, it does not drop below the voltage value of the second DC voltage. Therefore, the output voltage of the constant voltage circuit is kept constant by the constant voltage action of the constant voltage circuit. Further, since resistors are respectively provided between the positive voltage output end of the AC-DC converter circuit and the positive voltage input end of each constant voltage circuit, the voltage at the positive voltage input end of a certain constant voltage circuit is reduced. Even if the voltage decreases, it is difficult to affect the voltage at the positive voltage input terminal of the other constant voltage circuit. Therefore, even when the lighting timings are set so that the light emitting periods of at least some of the plurality of LED lighting devices overlap, the voltage drop at the positive voltage input terminal of each constant voltage circuit causes only the constant voltage circuit to drive the drive current. Almost the same as when supplying. As a result, the output voltage of each of the constant voltage circuits is kept constant by the constant voltage action of each constant voltage circuit.

また、ＬＥＤ照明器具が発光したあと放電によってエネルギーを失ったコンデンサを充電するために交流−直流変換回路から該コンデンサに充電電流が流れるが、その充電電流の経路に抵抗器があるため時定数によって大きな過渡電流が流れることが回避される。それにより、交流−直流変換回路の出力容量を抑えることができる。 In addition, a charging current flows from the AC-DC conversion circuit to the capacitor in order to charge the capacitor that has lost energy due to discharge after the LED lighting equipment emits light. However, since there is a resistor in the path of the charging current, there is a time constant. Large transient currents are avoided. Thereby, the output capacity of the AC-DC conversion circuit can be suppressed.

本発明に係るＬＥＤストロボ点灯電源装置によれば、複数のＬＥＤ照明器具を少なくとも一部の発光期間が重なるようにストロボ点灯させた場合であっても、各ＬＥＤ照明器具に印加されるパルス状の駆動電圧の電圧値は一定に維持されるので、各ＬＥＤ照明器具の発光光量の変動を抑えることができる。また、複数のＬＥＤ照明器具間の発光光量のばらつきも抑えることができる。さらにまた、本発明に係るＬＥＤストロボ点灯電源装置では、ＬＥＤ照明器具の発光時やその直後に交流−直流変換回路から出力する電流を抑えることができるため、交流−直流変換回路として出力容量が比較的小さなスイッチング電源を用いることができ、当該装置のコストを抑えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the LED strobe lighting power supply device which concerns on this invention, even when a plurality of LED lighting fixtures are made to strobe lighting so that at least one part of the light emission period may overlap, the pulse-like pulse applied to each LED lighting fixture. Since the voltage value of the drive voltage is maintained constant, it is possible to suppress the variation in the emitted light amount of each LED lighting fixture. In addition, it is possible to suppress variations in the amount of emitted light among a plurality of LED lighting devices. Furthermore, in the LED strobe lighting power supply device according to the present invention, since the current output from the AC-DC conversion circuit can be suppressed when the LED lighting device emits light or immediately thereafter, the output capacities of the AC-DC conversion circuits are compared. A switching power supply with a relatively small size can be used, and the cost of the device can be suppressed.

本発明の一実施例であるＬＥＤストロボ点灯電源装置のブロック構成図。1 is a block diagram of an LED strobe lighting power supply device according to an embodiment of the present invention. 図１中の定電圧回路のブロック構成図。The block block diagram of the constant voltage circuit in FIG. 本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置の動作の際の波形図。FIG. 5 is a waveform diagram when the LED strobe lighting power supply device of the present embodiment operates. 従来のＬＥＤストロボ点灯電源装置のブロック構成図。The block block diagram of the conventional LED strobe lighting power supply device. 従来のＬＥＤストロボ点灯電源装置の動作の際の波形図。FIG. 7 is a waveform diagram when the conventional LED strobe lighting power supply device is operating. 従来のＬＥＤストロボ点灯電源装置の動作の際の波形図。FIG. 7 is a waveform diagram when the conventional LED strobe lighting power supply device is operating.

以下、本発明の一実施例であるＬＥＤストロボ点灯電源装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置のブロック構成図、図２は図１中の定電圧回路のブロック構成図である。 An LED strobe lighting power supply device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of an LED strobe lighting power supply device of this embodiment, and FIG. 2 is a block configuration diagram of a constant voltage circuit in FIG.

図１において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０、第１、第２であるバルス発生部１４ａ、１４ｂ、第１、第２である半導体スイッチ１５ａ、１５ｂ、及び制御部１６はそれぞれ、図４に示した従来装置におけるＡＣ／ＤＣコンバータ１０１、バルス発生部１０３ａ、１０３ｂ、半導体スイッチ１０４ａ、１０４ｂ、及び制御部１０５、と同じである。 In FIG. 1, the AC / DC converter 10, the first and second pulse generators 14a and 14b, the first and second semiconductor switches 15a and 15b, and the controller 16 are respectively the conventional ones shown in FIG. This is the same as the AC / DC converter 101, the pulse generators 103a and 103b, the semiconductor switches 104a and 104b, and the controller 105 in the device.

本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置１では、第１半導体スイッチ１５ａに対応して第１定電圧回路１３ａが設けられ、第２半導体スイッチ１５ｂに対応して第２定電圧回路１３ｂが設けられている。第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂそれぞれの正負電圧入力端間には、図４に示した従来装置におけるコンデンサ１０２と同様の機能を有する第１、第２コンデンサ１２ａ、１２ｂが接続されている。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の正電圧出力端と第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂの正電圧入力端の間にはそれぞれ第１、第２抵抗器１１ａ、１１ｂが接続されている。即ち、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の正負電圧出力端から負荷側を見たとき、第１抵抗器１１ａ、第１コンデンサ１２ａ、第１定電圧回路１３ａ、第１パルス発生部１４ａ、及び第１半導体スイッチ１５ａを含む第１のＬＥＤ駆動部と、第２抵抗器１１ｂ、第２コンデンサ１２ｂ、第２定電圧回路１３ｂ、第２パルス発生部１４ｂ、及び第２半導体スイッチ１５ｂを含む第２のＬＥＤ駆動部と、が並列に接続された構成となっている。ここで、抵抗器１１ａ、１１ｂは例えば数Ω程度の小さな抵抗値を有するものである。 In the LED strobe lighting power supply device 1 of the present embodiment, the first constant voltage circuit 13a is provided corresponding to the first semiconductor switch 15a, and the second constant voltage circuit 13b is provided corresponding to the second semiconductor switch 15b. There is. Between the positive and negative voltage input terminals of the first and second constant voltage circuits 13a and 13b, the first and second capacitors 12a and 12b having the same function as the capacitor 102 in the conventional device shown in FIG. 4 are connected. There is. The first and second resistors 11a and 11b are connected between the positive voltage output terminal of the AC / DC converter 10 and the positive voltage input terminals of the first and second constant voltage circuits 13a and 13b, respectively. That is, when the load side is viewed from the positive / negative voltage output terminals of the AC / DC converter 10, the first resistor 11a, the first capacitor 12a, the first constant voltage circuit 13a, the first pulse generator 14a, and the first semiconductor switch. A first LED driver including 15a, a second resistor 11b, a second capacitor 12b, a second constant voltage circuit 13b, a second pulse generator 14b, and a second LED driver including a second semiconductor switch 15b. And are connected in parallel. Here, the resistors 11a and 11b have a small resistance value of, for example, several Ω.

図２に示すように、第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂは電圧降下を利用した一般的な回路であり、トランジスタなどを含む定電圧駆動部１３１と、定電圧制御部１３２と、電圧検出部１３３と、を含む。電圧検出部１３３は定電圧回路１３ａ、１３ｂの出力電圧を検出してその検出値を定電圧制御部１３２にフィードバックする。定電圧制御部１３２はツェナーダイオードなどによる基準電圧回路を含み、検出電圧が基準電圧になるように例えば定電圧駆動部１３１に含まれるトランジスタのベース電流を制御する。本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置１では一例として、定電圧回路１３ａ、１３ｂは入力電圧が標準的に４８[Ｖ]、出力電圧が３６[Ｖ]であるものとしている。 As shown in FIG. 2, the first and second constant voltage circuits 13a and 13b are general circuits that use a voltage drop, and include a constant voltage drive unit 131 including a transistor and the like, a constant voltage control unit 132, and a voltage. And a detection unit 133. The voltage detection unit 133 detects the output voltage of the constant voltage circuits 13a and 13b and feeds back the detected value to the constant voltage control unit 132. The constant voltage control unit 132 includes a reference voltage circuit such as a Zener diode, and controls the base current of a transistor included in the constant voltage drive unit 131, for example, so that the detected voltage becomes the reference voltage. In the LED strobe lighting power supply device 1 of the present embodiment, as an example, the constant voltage circuits 13a and 13b have an input voltage of 48 [V] and an output voltage of 36 [V] as standard.

本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置１の動作を説明する。図３は点灯動作の際の波形図である。
ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は外部の商用交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の正電圧出力端から出力される直流電圧（本発明における第１の直流電圧）は標準的に４８[Ｖ]である。この電圧は第１、第２抵抗器１１ａ、１１ｂを通して第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂの正電圧入力端にそれぞれ入力される。また、この電圧により第１、第２コンデンサ１２ａ、１２ｂはそれぞれ充電される。第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂは、入力された４８Ｖの直流電圧を３６Ｖ一定の直流電圧（本発明における第２の直流電圧）としてそれぞれ出力する。これにより、第１、第２半導体スイッチ１５ａ、１５ｂがいずれもオフであるとき、第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂの出力端には約３６[Ｖ]の直流電圧が出力されている。 The operation of the LED strobe lighting power supply device 1 of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a waveform diagram during the lighting operation.
The AC / DC converter 10 converts AC power supplied from an external commercial AC power supply 2 into DC power. The DC voltage (first DC voltage in the present invention) output from the positive voltage output terminal of the AC / DC converter 10 is typically 48 [V]. This voltage is input to the positive voltage input terminals of the first and second constant voltage circuits 13a and 13b through the first and second resistors 11a and 11b, respectively. Moreover, the first and second capacitors 12a and 12b are charged by this voltage, respectively. The first and second constant voltage circuits 13a and 13b respectively output the input DC voltage of 48V as a constant DC voltage of 36V (second DC voltage in the present invention). Accordingly, when both the first and second semiconductor switches 15a and 15b are off, a DC voltage of about 36 [V] is output to the output terminals of the first and second constant voltage circuits 13a and 13b. .

Ｃｈ．１のＬＥＤ３ａをストロボ点灯させるとき、制御部１６の指示を受けた第１パルス発生部１４ａは設定された発光時間に応じた１０〜１０００[μsec]程度の幅のパルス信号を生成し第１半導体スイッチ１５ａのゲート端子に加える。第１半導体スイッチ１５ａはパルス信号がＨレベルである期間だけオンする。すると、第１半導体スイッチ１５ａを介して第１定電圧回路１３ａの正負電圧出力端間にＬＥＤ３ａが接続されるから、第１定電圧回路１３ａの出力電圧に応じた駆動電流がＬＥＤ３ａに流れ、該ＬＥＤ３ａは発光する。 Ch. When the first LED 3a is turned on by the strobe, the first pulse generating section 14a which receives the instruction from the control section 16 generates a pulse signal having a width of about 10 to 1000 [μsec] according to the set light emission time and generates the first semiconductor. It is added to the gate terminal of the switch 15a. The first semiconductor switch 15a is turned on only while the pulse signal is at the H level. Then, since the LED 3a is connected between the positive and negative voltage output terminals of the first constant voltage circuit 13a via the first semiconductor switch 15a, a drive current according to the output voltage of the first constant voltage circuit 13a flows to the LED 3a, The LED 3a emits light.

半導体スイッチ１５ａがオンして第１定電圧回路１３ａからＬＥＤ３ａに駆動電流が流れるとき、該電流を生成するためにＡＣ／ＤＣコンバータ１０から第１定電圧回路１３ａへ電流が流れるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧は下がろうとする。このとき、第１定電圧回路１３ａの電圧入力端に設けられた第１コンデンサ１２ａに蓄えられた電気エネルギーにより第１定電圧回路１３ａに電流が供給されるため、該定電圧回路１３ａの入力電圧の急な電圧低下は抑えられる。もちろん、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０のもともとの出力電圧は４８[Ｖ]であり、定電圧回路１３ａの入力電圧、出力電圧の差は十分に大きくなっているため、仮にＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧が下がったとしても定電圧回路１３ａの定電圧動作が機能しなくなるほど入力電圧が下がることはない。そのため、第１定電圧回路１３ａの出力電圧は一定に維持され、図３中に示すようにＬＥＤ３ａに電圧値が一定であるパルス状の駆動電圧を印加することができる。 When the semiconductor switch 15a is turned on and a drive current flows from the first constant voltage circuit 13a to the LED 3a, a current flows from the AC / DC converter 10 to the first constant voltage circuit 13a to generate the current. The output voltage of converter 10 tends to decrease. At this time, since electric current is supplied to the first constant voltage circuit 13a by the electric energy stored in the first capacitor 12a provided at the voltage input terminal of the first constant voltage circuit 13a, the input voltage of the constant voltage circuit 13a is increased. The sudden voltage drop of is suppressed. Of course, the original output voltage of the AC / DC converter 10 is 48 [V], and the difference between the input voltage and the output voltage of the constant voltage circuit 13a is sufficiently large. Even if the voltage decreases, the input voltage does not decrease so much that the constant voltage operation of the constant voltage circuit 13a does not function. Therefore, the output voltage of the first constant voltage circuit 13a is maintained constant, and a pulsed drive voltage having a constant voltage value can be applied to the LED 3a as shown in FIG.

Ｃｈ．２のＬＥＤ３ｂをストロボ点灯させる場合の動作も全く同じであり、図３中に示すようにＬＥＤ３ｂに電圧値が一定であるパルス状の駆動電圧を印加することができる。 Ch. The operation when the second LED 3b is turned on by the strobe is exactly the same, and as shown in FIG. 3, a pulsed drive voltage having a constant voltage value can be applied to the LED 3b.

先に説明した図６（ｂ）、（ｃ）に示したように、Ｃｈ．１のＬＥＤ３ａとＣｈ．２のＬＥＤ３ｂを同時に又は少なくともその発光期間の一部が重なるようにストロボ点灯させるとき、本発明に係る図１に示した本実施例の装置では、第１、第２定電圧回路１３ａ、１３は独立に動作し、それぞれ一定の直流電圧を出力する。二つの定電圧回路１３ａ、１３ｂは第１、第２抵抗器１１ａ、１１ｂを介して接続されているので、例えば第１定電圧回路１３ａの正電圧入力端で電圧が低下したとしても、その電圧低下の影響は第２定電圧回路１３ｂの正電圧入力端に殆ど現れない。そのため、各定電圧回路１３ａ、１３から同時に駆動電流が流れた場合でも、各定電圧回路１３ａ、１３の正電圧入力端における電圧低下の状態は、図３に示したように一つのＬＥＤ３ａ又は３ｂが点灯した場合と殆ど同じである。したがって、各定電圧回路１３ａ、１３ｂへの入力電圧はそれら定電圧回路１３ａ、１３ｂによる定電圧動作に影響を及ぼさないレベル以上を維持し、この場合にも、定電圧回路１３ａ、１３ｂの出力電圧は３６Ｖを維持しそれ以下には低下しない。したがって、各ＬＥＤ３ａ、３ｂに電圧値が一定であるパルス状の駆動電圧をそれぞれ印加することができる。 As shown in FIGS. 6B and 6C described above, the Ch. 1 LED 3a and Ch. When the two LEDs 3b are turned on at the same time or so that at least a part of their light emitting periods overlap with each other, in the device of the present embodiment shown in FIG. 1 according to the present invention, the first and second constant voltage circuits 13a and 13 are It operates independently and outputs a constant DC voltage. Since the two constant voltage circuits 13a and 13b are connected via the first and second resistors 11a and 11b, for example, even if the voltage decreases at the positive voltage input terminal of the first constant voltage circuit 13a, the voltage The influence of the decrease hardly appears at the positive voltage input terminal of the second constant voltage circuit 13b. Therefore, even when the driving currents flow from the constant voltage circuits 13a and 13 at the same time, the voltage drop state at the positive voltage input terminal of the constant voltage circuits 13a and 13 is one LED 3a or 3b as shown in FIG. Is almost the same as when is lit. Therefore, the input voltage to each of the constant voltage circuits 13a and 13b is maintained at a level that does not affect the constant voltage operation of the constant voltage circuits 13a and 13b, and in this case also, the output voltage of the constant voltage circuits 13a and 13b is maintained. Keeps 36V and does not drop below that. Therefore, a pulsed drive voltage having a constant voltage value can be applied to each of the LEDs 3a and 3b.

また、ＬＥＤ３ａ、３ｂが発光する際に第１、第２コンデンサ１２ａ、１２ｂから第１、第２定電圧回路１３ａ、１３ｂに電流が流れるため、そのあと、それらコンデンサ１２ａ、１２ｂをそれぞれ充電するためにＡＣ／ＤＣコンバータ１０から充電電流が流れる。仮に抵抗器１１ａ、１１ｂがないとすると、第１、第２半導体スイッチ１５ａ、１５ｂがオフされた直後にＡＣ／ＤＣコンバータ１０から急に大きな充電電流が流れることになり、これを賄うような出力容量が必要となる。これに対し本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置１では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の電圧出力端とコンデンサ１２ａ、１２ｂとの間に抵抗器１１ａ、１１ｂがあり、この抵抗器１１ａ、１１ｂのために充電電流が制限される。その結果、コンデンサ１２ａ、１２ｂの充電には或る程度の時間が掛かるものの、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力容量をそれほど大きくする必要はなく、比較的低コストのスイッチング電源を用いることができる。 Further, when the LEDs 3a and 3b emit light, current flows from the first and second capacitors 12a and 12b to the first and second constant voltage circuits 13a and 13b, and thereafter, the capacitors 12a and 12b are charged respectively. A charging current flows from the AC / DC converter 10. If the resistors 11a and 11b are not provided, a large charging current suddenly flows from the AC / DC converter 10 immediately after the first and second semiconductor switches 15a and 15b are turned off. Capacity is required. On the other hand, in the LED strobe lighting power supply device 1 of this embodiment, resistors 11a and 11b are provided between the voltage output terminal of the AC / DC converter 10 and the capacitors 12a and 12b. Charge current is limited. As a result, although it takes some time to charge the capacitors 12a and 12b, it is not necessary to increase the output capacity of the AC / DC converter 10 so much, and a relatively low-cost switching power supply can be used.

ここで、上記動作の際の具体的な数値例を示す。いま、ＬＥＤ照明器具を駆動する出力の仕様が、出力電流：５[Ａ]、出力電圧：３６[Ｖ]、最大点灯時間：１[msec]、であるとする。この場合、ＬＥＤ３ａ（又は３ｂ）を１回発光させるときの発光エネルギーは、
５×３６×０．００１[sec]＝０．１８[J}
である。コンデンサ１２ａ（又は１２ｂ）の容量が１０００[μF]であるとすると、該コンデンサ１２ａ（又は１２ｂ）の充電電圧は４８[Ｖ]であるから、コンデンサ１２ａ（又は１２ｂ）に蓄えられるエネルギーは、
（１／２）ＣＶ²＝（１／２）・１×１０^-3[F]・４８²＝１．１５２[J]
である。ＬＥＤ３ａ（又は３ｂ）が１回発光して電圧が低下したときのコンデンサ１２ａ（又は１２ｂ）の両端電圧つまりは定電圧回路１３ａ（又は１３ｂ）の入力電圧をＶ_Lとすると、
（１／２）ＣＶ²−（１／２）ＣＶ_L ²＝０．１８[J]
これを解くと、Ｖ_L＝４４．０９[Ｖ]である。即ち、１チャンネルのＬＥＤ照明器具がストロボ点灯すると、定電圧回路１３ａ、１３ｂの入力電圧は４[Ｖ]程度低下することになる。 Here, a specific numerical example of the above operation will be shown. Now, it is assumed that the specifications of the output for driving the LED lighting device are output current: 5 [A], output voltage: 36 [V], and maximum lighting time: 1 [msec]. In this case, the emission energy when the LED 3a (or 3b) emits light once is
5 x 36 x 0.001 [sec] = 0.18 [J}
Is. If the capacity of the capacitor 12a (or 12b) is 1000 [μF], the charging voltage of the capacitor 12a (or 12b) is 48 [V], so the energy stored in the capacitor 12a (or 12b) is
(1/2) CV ² = (1/2) ・ 1 × 10 ^-3 [F] ・ 48 ² = 1.152 [J]
Is. If the voltage across the capacitor 12a (or 12b) when the LED 3a (or 3b) emits light once and the voltage drops, that is, the input voltage of the constant voltage circuit 13a (or 13b) is _VL ,
^{(1/2) CV 2 - (1/2} ) CV L 2 = 0.18 [J]
Solving this, V _L = 44.09 [V]. That is, when the 1-channel LED lighting fixture is strobe-lighted, the input voltage of the constant voltage circuits 13a and 13b is reduced by about 4 [V].

上述したように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の電圧出力端と定電圧回路１３ａ、１３ｂの電圧入力端との間にはそれぞれ抵抗器１１ａ、１１ｂがあるため、二つのＬＥＤ３ａ、３ｂが同時に又は発光期間の一部が重なるように発光したときでも、一方の定電圧回路の正電圧入力端の電圧低下は他方の定電圧回路の正電圧入力端の電圧に殆ど影響を及ぼさない。そのため、二つのＬＥＤ３ａ、３ｂが同時に又は発光期間の一部が重なるように発光した場合にも、各定電圧回路１３ａ、１３ｂの正電圧入力端の電圧は４４[Ｖ]程度以上である。一般に定電圧回路１３ａ、１３ｂでは正常な定電圧動作のために出力電圧よりも３[Ｖ]程度以上高い電圧を入力する必要があるが、上述したように入力電圧が４４[Ｖ]まで下がったとしても、出力電圧（３６[Ｖ]）よりも３[Ｖ]だけ高い３９[Ｖ]以上を十分な余裕を以て確保することができる。したがって、定電圧回路１３ａ、１３ｂから一定の電圧を出力することができ、ＬＥＤ３ａ、３ｂの発光光量の変動を回避することができる。
もちろん、ここで示した電圧値やコンデンサの容量値などの数値は単に一例であり、適宜に変更できることは当然である。 As described above, since the resistors 11a and 11b are provided between the voltage output terminal of the AC / DC converter 10 and the voltage input terminals of the constant voltage circuits 13a and 13b, respectively, the two LEDs 3a and 3b are simultaneously or in the light emitting period. Even when light is emitted so as to partially overlap with each other, the voltage drop at the positive voltage input terminal of the one constant voltage circuit hardly affects the voltage at the positive voltage input terminal of the other constant voltage circuit. Therefore, even when the two LEDs 3a and 3b emit light at the same time or so that the light emitting periods partially overlap, the voltage at the positive voltage input terminals of the constant voltage circuits 13a and 13b is about 44 [V] or more. Generally, in the constant voltage circuits 13a and 13b, it is necessary to input a voltage higher than the output voltage by about 3 [V] or more for normal constant voltage operation, but the input voltage has dropped to 44 [V] as described above. In this case, 39 [V] or higher, which is higher than the output voltage (36 [V]) by 3 [V], can be secured with a sufficient margin. Therefore, it is possible to output a constant voltage from the constant voltage circuits 13a and 13b, and it is possible to avoid variation in the amount of light emitted from the LEDs 3a and 3b.
Of course, the numerical values such as the voltage value and the capacitance value of the capacitor shown here are merely examples, and it goes without saying that they can be appropriately changed.

以上のように本実施例のＬＥＤストロボ点灯電源装置では、単一のＬＥＤ照明器具が点灯される場合はもちろんのこと、複数のＬＥＤ照明器具が同時に又は発光期間の一部が重なるようにストロボ点灯される場合でも、各ＬＥＤ照明器具に対し電圧値が一定のパルス状の駆動電圧を印加することができる。それにより、各ＬＥＤ照明器具の発光光量のばらつきや時間変動をなくすことができる。 As described above, in the LED strobe lighting power supply device according to the present embodiment, not only when a single LED lighting fixture is turned on, but also when a plurality of LED lighting fixtures are turned on at the same time or so that part of the light emitting period overlaps. Even in such a case, a pulsed drive voltage having a constant voltage value can be applied to each LED lighting fixture. As a result, it is possible to eliminate variations in the amount of light emitted from the LED lighting devices and time variations.

なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を加えても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。 It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it is obvious that appropriate modifications, corrections, and additions are included in the scope of the claims of the present invention within the scope of the spirit of the present invention.

１…ＬＥＤストロボ点灯電源装置
１０…ＡＣ／ＤＣコンバータ
１１ａ、１１ｂ…抵抗器
１２ａ、１２ｂ…コンデンサ
１３ａ、１３ｂ…定電圧回路
１４ａ、１４ｂ…バルス発生部
１５ａ、１５ｂ…半導体スイッチ
１６…制御部
２…商用交流電源
３ａ、３ｂ…ＬＥＤ 1 ... LED strobe lighting power supply device 10 ... AC / DC converters 11a, 11b ... Resistors 12a, 12b ... Capacitors 13a, 13b ... Constant voltage circuits 14a, 14b ... Pulse generators 15a, 15b ... Semiconductor switch 16 ... Control unit 2 ... Commercial AC power supplies 3a, 3b ... LED

Claims

In LED strobe lighting power supply for flash lights with independent timing multiple LED lighting fixture,
a) a plurality of semiconductor switches that are provided corresponding to the plurality of LED lighting fixtures and that turn on / off a drive current supplied to each LED lighting fixture,
b) an AC-DC conversion circuit that converts an AC voltage from a commercial AC power supply into a first DC voltage,
c) is provided corresponding to each of the plurality of semiconductor switches for supplying a driving current to each of the plurality of LED lighting fixtures through the plurality of semiconductor switches, and receives the output voltage of the AC-DC conversion circuit to receive the output voltage. A plurality of constant voltage circuits that output a second DC voltage that is a voltage value lower than the DC voltage of 1;
d) a plurality of capacitors for suppressing a voltage drop connected between positive and negative voltage input terminals in each of the plurality of constant voltage circuits,
e) a plurality of resistors respectively inserted between the positive voltage output terminal of the AC-DC conversion circuit and the positive voltage input terminals of the plurality of constant voltage circuits,
The difference between the voltage value of the first DC voltage and the voltage value of the second DC voltage from the decrease of the output voltage of the AC-DC conversion circuit when the plurality of LED lighting fixtures are simultaneously strobe lighting. LED strobe lighting power supply device characterized in that