JP6756200B2 - LED lighting circuit and LED lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、LED点灯回路及びそれを用いたLED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting circuit and an LED lighting device using the same.
特許文献1の電源装置は、2つのLEDを点灯させる2つの電源回路、及び2つの電源回路の出力をそれぞれ制御する2つの制御回路を備える。各電源回路は力率改善回路及びDC/DCコンバータを備え、各制御回路は調光率に応じて各力率改善回路及び各DC/DCコンバータの出力を制御する。 The power supply device of Patent Document 1 includes two power supply circuits for lighting two LEDs and two control circuits for controlling the outputs of the two power supply circuits. Each power supply circuit includes a power factor improving circuit and a DC / DC converter, and each control circuit controls each power factor improving circuit and the output of each DC / DC converter according to the dimming rate.
一般に、力率改善回路は、要求される最大電力に基づいて電力設計がなされる。そのため、低調光時等の軽負荷時においては、出力電力が最適設計点から離れることによって力率改善回路での力率又は効率が低下し得る。特に、2組の力率改善回路及びDC/DCコンバータを含む2系統出力のLED点灯回路において各々の系統が独立に制御される場合、各系統が軽負荷となることによって力率及び効率が低下すると、両系統全体としても力率及び効率が低下することになる。 Generally, the power factor improving circuit is designed based on the maximum required power. Therefore, in a light load such as low dimming, the power factor or efficiency in the power factor improving circuit may decrease as the output power deviates from the optimum design point. In particular, when each system is independently controlled in a two-system output LED lighting circuit including two sets of power factor improvement circuits and a DC / DC converter, the power factor and efficiency are reduced due to the light load of each system. Then, the power factor and efficiency of both systems as a whole will decrease.
そこで、本発明は、低調光時等の軽負荷時においても高い力率及び効率を維持することができる2系統出力のLED点灯回路及びそれを用いたLED照明装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a two-system output LED lighting circuit capable of maintaining a high power factor and efficiency even at a light load such as low dimming, and an LED lighting device using the same. ..
本開示のLED点灯回路は、交流電源の整流出力が入力される第1の力率改善回路と、交流電源の整流出力が入力される第2の力率改善回路と、第1又は第2の力率改善回路の出力電圧を電圧源として第1の調光信号に応じた直流電流を第1のLEDアレイに供給する第1のDC/DCコンバータと、第1又は第2の力率改善回路の出力電圧を電圧源として第2の調光信号に応じた直流電流を第2のLEDアレイに供給する第2のDC/DCコンバータと、第1及び第2のDC/DCコンバータにそれぞれ第1及び第2の調光信号を出力する調光指令部、第1及び第2の調光信号に基づいて第1及び第2のDC/DCコンバータの合計最大出力電力に対する合計調光出力電力の比率である負荷率を演算する負荷率演算部、及び負荷率が閾値以下である場合に第1及び第2の力率改善回路の一方を停止させる動作指令部を含む中央制御部とを備える。 The LED lighting circuit of the present disclosure includes a first power factor improving circuit to which the rectified output of the AC power supply is input, a second power factor improving circuit to which the rectified output of the AC power supply is input, and a first or second power factor improving circuit. A first DC / DC converter that supplies a DC current corresponding to the first dimming signal to the first LED array using the output voltage of the power factor improving circuit as a voltage source, and a first or second power factor improving circuit. A second DC / DC converter that supplies a DC current corresponding to the second dimming signal to the second LED array using the output voltage of the above as a voltage source, and a first DC / DC converter for the first and second DC / DC converters, respectively. And the dimming command unit that outputs the second dimming signal, the ratio of the total dimming output power to the total maximum output power of the first and second DC / DC converters based on the first and second dimming signals. It includes a load factor calculation unit that calculates the load factor, and a central control unit that includes an operation command unit that stops one of the first and second force factor improvement circuits when the load factor is equal to or less than a threshold value.
本開示のLED点灯回路によると、低調光時には第1及び第2の力率改善回路の一方が停止されて単独動作が適用されるので、動作する側の力率改善回路は、その負荷率の増加によって最適設計点に近づいて動作することができる。したがって、2系統出力のLED点灯回路において、低調光時等の軽負荷時においても高い力率及び効率を維持することが可能となる。 According to the LED lighting circuit of the present disclosure, one of the first and second power factor improving circuits is stopped and independent operation is applied at the time of low dimming, so that the operating side power factor improving circuit has a load factor of the load factor. The increase allows the operation to approach the optimum design point. Therefore, it is possible to maintain a high power factor and efficiency even in a light load such as low dimming in a two-system output LED lighting circuit.
第1の形態のLED点灯回路では、中央制御部は、第1の力率改善回路の停止時間の累積値から第2の力率改善回路の停止時間の累積値を減算した差分値を取得する累積差取得部、及び差分値が正方向に所定時間を超える場合には動作指令部に第1の力率改善回路を動作させるとともに第2の力率改善回路を停止させ、差分値が負方向に所定時間を超える場合には動作指令部に第1の力率改善回路を停止させるとともに第2の力率改善回路を動作させる切換部をさらに含む。これにより、第1及び第2の力率改善回路の停止時間が均等化され、すなわち動作時間が均等化され、双方の寿命が平均化される。したがって、第1及び第2の力率改善回路の一方が他方よりも早く寿命が到来する状況が防止され、LED点灯回路全体として長寿命化が実現される。 In the LED lighting circuit of the first embodiment, the central control unit acquires a difference value obtained by subtracting the cumulative value of the stop time of the second power factor improvement circuit from the cumulative value of the stop time of the first power factor improvement circuit. When the cumulative difference acquisition unit and the difference value exceed a predetermined time in the positive direction, the operation command unit operates the first power factor improvement circuit and stops the second power factor improvement circuit, and the difference value is in the negative direction. When the time exceeds a predetermined time, the operation command unit further includes a switching unit for stopping the first power factor improving circuit and operating the second power factor improving circuit. As a result, the stop times of the first and second power factor improving circuits are equalized, that is, the operating times are equalized, and the lifespan of both are averaged. Therefore, the situation where one of the first and second power factor improving circuits reaches the end of their life earlier than the other is prevented, and the life of the LED lighting circuit as a whole is extended.
第2の形態のLED点灯回路では、第1の力率改善回路の最大出力電力が第1のDC/DCコンバータの第1の最大出力電力に対応し、第2の力率改善回路の最大出力電力が第2のDC/DCコンバータの第2の最大出力電力に対応し、第1の最大出力電力が第2の最大出力電力よりも高い場合に、中央制御部は、第2の最大出力電力に対する合計調光出力電力の比率である個別負荷率が所定値以下である場合には動作指令部に第1の力率改善回路を停止させて第2の力率改善回路を動作させ、個別負荷率が所定値を超える場合には動作指令部に第2の力率改善回路を停止させて第1の力率改善回路を動作させる選択部をさらに含む。これにより、第1及び第2の力率改善回路の各々がその最大出力電力以下となる範囲でその個別負荷率が最大化され、LED点灯回路全体として高い力率及び効率が得られる。 In the LED lighting circuit of the second form, the maximum output power of the first power factor improving circuit corresponds to the first maximum output power of the first DC / DC converter, and the maximum output of the second power factor improving circuit. When the power corresponds to the second maximum output power of the second DC / DC converter and the first maximum output power is higher than the second maximum output power, the central control unit determines the second maximum output power. When the individual load factor, which is the ratio of the total dimming output power to, is less than or equal to a predetermined value, the operation command unit stops the first power factor improvement circuit and operates the second power factor improvement circuit to operate the individual load factor. When the rate exceeds a predetermined value, the operation command unit further includes a selection unit for stopping the second power factor improving circuit and operating the first power factor improving circuit. As a result, the individual load factor of each of the first and second power factor improving circuits is maximized within the range of the maximum output power or less, and high power factor and efficiency can be obtained for the LED lighting circuit as a whole.
第3の形態のLED点灯回路では、中央制御部が、交流電源の電源電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、動作指令部が電源電圧の増加に対して閾値を上昇させるように構成される。あるいは、負荷率演算部において、電源電圧が相対的に低い場合よりも電源電圧が相対的に高い場合に負荷率が相対的に低くなるように演算が行われる。これにより、中央制御部において、交流電源の相違又は変動に起因する電源電圧の増加に対して軽負荷状態が過大に評価されることになり、第1及び第2の力率改善回路の単独動作の移行条件が最適化される。 In the LED lighting circuit of the third embodiment, the central control unit further includes a voltage detection unit that detects the power supply voltage of the AC power supply, and the operation command unit is configured to raise the threshold value with respect to the increase in the power supply voltage. .. Alternatively, the load factor calculation unit performs the calculation so that the load factor is relatively low when the power supply voltage is relatively high as compared with the case where the power supply voltage is relatively low. As a result, in the central control unit, the light load state is overestimated with respect to the increase in the power supply voltage due to the difference or fluctuation of the AC power supply, and the first and second power factor improving circuits operate independently. Migration conditions are optimized.
一回路構成として、第1の力率改善回路の低電位出力端と第2の力率改善回路の低電位出力端とが接続され、第1の力率改善回路の高電位出力端と第2の力率改善回路の高電位出力端とが接続される。れにより、2系統出力における力率改善回路の並列動作と単独動作との間の連続的な切換が、簡素な構成で実現される。 As one circuit configuration, the low potential output end of the first power factor improvement circuit and the low potential output end of the second power factor improvement circuit are connected, and the high potential output end of the first power factor improvement circuit and the second It is connected to the high potential output end of the power factor improvement circuit. As a result, continuous switching between the parallel operation and the independent operation of the power factor improving circuit in the two-system output is realized with a simple configuration.
第4の形態のLED点灯回路では、第1の力率改善回路の動作時の出力電圧と第2の力率改善回路の動作時の出力電圧とが実質的に等しく、第1の力率改善回路の低電位出力端と第2の力率改善回路の低電位出力端とが接続され、第1の力率改善回路の高電位出力端と第2の力率改善回路の高電位出力端との間に接続された一対の逆並列ダイオードが設けられる。これにより、第1及び第2の力率改善回路の並列動作中には、逆並列ダイオードがともにオフ状態となり、第1の力率改善回路及び第1のDC/DCコンバータを含む系統と、第2の力率改善回路及び第2のDC/DCコンバータを含む系統との独立性が得られる。したがって、例えば、両系統の最大出力電力が相互に異なる場合に並列動作における設計上の整合性が保持される。 In the LED lighting circuit of the fourth form, the output voltage during operation of the first power factor improvement circuit and the output voltage during operation of the second power factor improvement circuit are substantially equal, and the first power factor improvement The low potential output end of the circuit and the low potential output end of the second power factor improvement circuit are connected, and the high potential output end of the first power factor improvement circuit and the high potential output end of the second power factor improvement circuit A pair of antiparallel diodes connected between the two are provided. As a result, during the parallel operation of the first and second power factor improving circuits, both the antiparallel diodes are turned off, and the system including the first power factor improving circuit and the first DC / DC converter and the first Independence from the system including the power factor improving circuit of 2 and the second DC / DC converter can be obtained. Therefore, for example, when the maximum output powers of both systems are different from each other, the design consistency in parallel operation is maintained.
第5の形態のLED点灯回路では、第1の力率改善回路が、入力電圧をスイッチングする第1のスイッチング部、第1のスイッチング部のスイッチング出力を整流する第1のダイオード、及び第1のダイオードの整流出力が充電される第1の平滑コンデンサを有し、第2の力率改善回路が、入力電圧をスイッチングする第2のスイッチング部、第2のスイッチング部のスイッチング出力を整流する第2のダイオード、及び第2のダイオードの整流出力が充電される第2の平滑コンデンサを有し、第1の平滑コンデンサの低電位側ノードと第2の平滑コンデンサの低電位側ノードが接続され、第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカソードとの間にこの向きを整流方向として接続された第3のダイオードと、第2のダイオードのアノードと第1のダイオードのカソードとの間にこの向きを整流方向として接続された第4のダイオードとが設けられる。これにより、第1の平滑コンデンサが第2のDC/DCコンバータと接続されず、第2の平滑コンデンサが第1のDC/DCコンバータと接続されない。したがって、第1の平滑コンデンサ及び第1のDC/DCコンバータと、第2の平滑コンデンサ及び第2のDC/DCコンバータとの独立性が得られる。そのため、例えば、最大出力電力が異なる第1及び第2のDC/DCコンバータにおいて、それぞれ容量の異なる第1及び第2の平滑コンデンサが採用される構成において、力率改善回路の単独動作時においても第1及び第2の平滑コンデンサと第1及び第2のDC/DCコンバータのそれぞれの設計上の整合性が保持される。また、第1又は第2の力率改善回路からみると、その動作又は停止にかかわらず第1及び第2の平滑コンデンサが並列接続された状態が保持されるので、力率改善回路の単独動作時においても出力リップルの増加が回避される。 In the LED lighting circuit of the fifth embodiment, the first power factor improving circuit has a first switching unit that switches the input voltage, a first diode that rectifies the switching output of the first switching unit, and a first. A second smoothing capacitor in which the rectified output of the diode is charged, and a second power factor improving circuit rectifies the switching output of the second switching unit that switches the input voltage and the second switching unit. It has a diode and a second smoothing capacitor in which the rectified output of the second diode is charged, and the low potential side node of the first smoothing diode and the low potential side node of the second smoothing capacitor are connected to each other. A third diode connected with this direction as the rectifying direction between the anode of the first diode and the cathode of the second diode, and this direction between the anode of the second diode and the cathode of the first diode. A fourth diode connected to the diode is provided. As a result, the first smoothing capacitor is not connected to the second DC / DC converter, and the second smoothing capacitor is not connected to the first DC / DC converter. Therefore, the independence of the first smoothing capacitor and the first DC / DC converter and the second smoothing capacitor and the second DC / DC converter can be obtained. Therefore, for example, in the first and second DC / DC converters having different maximum output powers, in a configuration in which the first and second smoothing capacitors having different capacities are adopted, even when the power factor improving circuit is operated independently. The design consistency of the first and second smoothing capacitors and the first and second DC / DC converters is maintained. Further, when viewed from the first or second power factor improving circuit, the state in which the first and second smoothing capacitors are connected in parallel is maintained regardless of the operation or stop, so that the power factor improving circuit operates independently. Even at times, an increase in output ripple is avoided.
第6の形態のLED点灯回路では、第1の力率改善回路が出力端間に第1の平滑コンデンサを含み、第2の力率改善回路が出力端間に第2の平滑コンデンサを含み、第1の平滑コンデンサの低電位側ノードと第2の平滑コンデンサの低電位側ノードが接続され、第1の平滑コンデンサの高電位側ノードと第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間の配線にこの向きを整流方向として挿入接続された第3のダイオードと、第2の平滑コンデンサの高電位側ノードと第2のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間の配線にこの向きを整流方向として挿入接続された第4のダイオードと、第1の平滑コンデンサの高電位側ノードと第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間にこの向きを整流方向として接続された第5のダイオードと、第2の平滑コンデンサの高電位側ノードと第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間にこの向きを整流方向として接続された第6のダイオードとが設けられる。これにより、第1の平滑コンデンサが第2の力率改善回路と接続されず、第2の平滑コンデンサが第1の力率改善回路と接続されない。したがって、力率改善回路の単独動作中に、停止している力率改善回路に含まれる平滑コンデンサが完全に非通電状態となるので、各平滑コンデンサの長寿命化が期待される。また、力率改善回路の寿命は平滑コンデンサ(電解コンデンサ)の寿命に依存する傾向にあるため、力率改善回路の停止時間の累積値と平滑コンデンサの非通電時間の累積値が一致することにより、本構成が上記第1の形態に適用される場合に寿命平均化の精度が高まる。 In the LED lighting circuit of the sixth embodiment, the first power factor improving circuit includes a first smoothing capacitor between the output ends, and the second power factor improving circuit includes a second smoothing capacitor between the output ends. The low potential side node of the first smoothing capacitor and the low potential side node of the second smoothing capacitor are connected, and the high potential side node of the first smoothing capacitor and the high potential side input end of the first DC / DC converter are connected. This is used for the wiring between the third diode, which is inserted and connected with this direction as the rectifying direction, and the high potential side node of the second smoothing capacitor and the high potential side input end of the second DC / DC converter. This direction is connected as the rectification direction between the fourth diode inserted and connected with the direction as the rectification direction, the high potential side node of the first smoothing capacitor, and the high potential side input end of the first DC / DC converter. A fifth diode and a sixth diode connected between the high potential side node of the second smoothing capacitor and the high potential side input end of the first DC / DC converter with this direction as the rectifying direction are provided. Be done. As a result, the first smoothing capacitor is not connected to the second power factor improving circuit, and the second smoothing capacitor is not connected to the first power factor improving circuit. Therefore, during the independent operation of the power factor improving circuit, the smoothing capacitor included in the stopped power factor improving circuit is completely de-energized, so that the life of each smoothing capacitor is expected to be extended. Moreover, since the life of the power factor improving circuit tends to depend on the life of the smoothing capacitor (electrolytic capacitor), the cumulative value of the stop time of the power factor improving circuit and the cumulative value of the non-energized time of the smoothing capacitor match. When this configuration is applied to the first embodiment, the accuracy of life averaging is improved.
本開示のLED照明装置は、上記いずれかのLED点灯回路と、第1及び第2のLEDアレイとを備える。これにより、低調光時等の軽負荷時においても高い力率及び効率を維持できるLED照明装置が実現される。 The LED lighting device of the present disclosure includes any of the above LED lighting circuits and first and second LED arrays. As a result, an LED lighting device capable of maintaining a high power factor and efficiency even at a light load such as low dimming is realized.
<第1の実施形態>
図1に、本発明の第1の実施形態によるLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。LED照明装置3はLED点灯回路1並びにLEDアレイ2A及び2Bを含み、LED点灯回路1はコンバータ回路5A及び5B並びに中央制御部40を含む。コンバータ回路5A及び5Bは、商用電源等の交流電源ACから給電されてそれぞれ可変の直流電流をLEDアレイ2A及び2Bに供給する。このように、LED照明装置3は、調光可能なコンバータ回路5A及びLEDアレイ2Aを含む系統Aと、調光可能なコンバータ回路5B及びLEDアレイ2Bとを含む系統Bとを有する。このような多系統出力の構成でかつ調光可能なLED点灯回路1及びLED照明装置3は、例えば、道路灯、トンネル灯等に適用され得る。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a block diagram of an LED lighting circuit 1 according to the first embodiment of the present invention and an
コンバータ回路5Aは整流回路10A、力率改善回路(PFC)20A及びDC/DCコンバータ30Aを備え、コンバータ回路5Bは整流回路10B、力率改善回路(PFC)20B及びDC/DCコンバータ30Bを備え、コンバータ回路5A及び5Bの出力状態は中央制御部40によって制御される。また、系統Aと系統Bとは同一の構成を有するので、以降においては系統Aのみについて説明する。そして、系統Aの各要素の符号の末尾をA又はaからB又はbに置換すれば、系統Bについての説明が成立する。
The
整流回路10Aは、不図示のダイオードブリッジ及びそのダイオードブリッジの出力端間に接続された入力コンデンサを含む。交流入力電圧がダイオードブリッジによって全波整流され、入力コンデンサには脈流電圧が現われ、この脈流電圧がPFC20Aの入力電圧となる。なお、系統A及びBで単一の整流回路が共有され、その整流回路の整流出力がPFC20A及び20Bに分岐される構成としてもよい。
The
PFC20Aは、スイッチング素子21A、インダクタ22A、ダイオード23A、平滑コンデンサ24A及びPWM制御回路25Aを有し、昇圧チョッパ回路を構成する。スイッチング素子21Aのオン時にインダクタ22Aに蓄えられたエネルギーが、スイッチング素子21Aのオフ時にダイオード23Aを介して平滑コンデンサ24Aに充電される。スイッチング素子21AはPWM制御回路25AによってPWM制御される。なお、スイッチング素子21A及びインダクタ22Aをまとめてスイッチング部ともいう。スイッチング部が適切に設計及び制御されることにより、交流電源ACからの入力電流が正弦波に近くなり、入力力率が改善される。
The
DC/DCコンバータ30Aは、降圧チョッパ回路(すなわち、バックコンバータ)、フライバックコンバータ、バックブーストコンバータ等の任意の形態のDC/DCコンバータであればよい。DC/DCコンバータ30Aは、平滑コンデンサ24Aの電圧を、中央制御部40からの調光信号SDaが示す調光率Daに応じた直流電流に変換して、この直流電流をLED2Aに供給する。すなわち、DC/DCコンバータ30AはLEDアレイ2Aを調光点灯させる。なお、本開示において、「調光」とは、調光率100%未満の減光点灯だけでなく、調光率100%での全光点灯も含み得る。
The DC /
本実施形態では、PFC20Aの高電位側出力端とDC/DCコンバータ30Aの高電位側入力端との間の配線Haが、PFC20Bの高電位側出力端とDC/DCコンバータ30Bの高電位側入力端との間の配線Hbに配線Lhを介して接続される。また、PFC20Aの低電位側出力端とDC/DCコンバータ30Aの低電位側入力端との間の配線Gaが、PFC20Bの低電位側出力端とDC/DCコンバータ30Bの低電位側入力端との間の配線Gbに配線Lgを介して接続される。したがって、PFC20AがDC/DCコンバータ30A及び30Bに給電することもできるし、PFC20BがDC/DCコンバータ30A及び30Bに給電することもできる。このように、PFC20Aの高電位出力端とPFC20Bの高電位出力端とが接続され、PFC20Aの低電位出力端とPFC20Bの低電位出力端とが接続される構成により、2系統出力におけるPFC20A及び20Bの並列動作と単独動作との間の連続的な切換が簡素な構成で実現される。
In the present embodiment, the wiring Ha between the high potential side output end of the
中央制御部40は、調光入力部41、調光指令部42、負荷率演算部43、動作指令部44、累積差取得部45及び切換部46を含む。中央制御部40は、例えばマイコンで構成され、不図示のCPU及びメモリを含む。調光指令部42、負荷率演算部43、動作指令部44、累積差取得部45及び切換部46はCPUの一部を構成するとともに、相互間及びメモリとのデータの転送が可能な態様で接続される。
The
調光入力部41は、LED照明装置3の外部から調光指示を受け付ける入力インターフェイスである。この調光指示は、LEDアレイ2A及び2Bの調光率を個別に指示するものであってもよいし、双方の調光率(同一の調光率又は異なる調光率の組合せ)を同時に指示するものであってもよい。
The dimming
調光指令部42は、入力された調光指示に基づいて、調光率を示す調光信号SDa及びSDbをそれぞれDC/DCコンバータ20A及び20Bに出力する。これにより、DC/DCコンバータ20A及び20Bは、それぞれ、調光信号SDa及びSDbに示される調光率Da及びDbに基づいて出力電流を制御してLEDアレイ2A及び2Bを調光する。
The dimming
負荷率演算部43は、調光率Da及びDbに基づいて、DC/DCコンバータ30A及び30Bの合計最大出力電力に対する合計調光出力電力の比率である負荷率Rを演算する。DC/DCコンバータ30A及び30Bのそれぞれの最大出力電力をPa及びPbとすると、合計最大出力電力Pmax=Pa+Pbであり、合計調光出力電力Pdim=Pa×Da+Pb×Dbであり、負荷率Rは、R=Pdim/Pmax=(Pa×Da+Pb×Db)/(Pa+Pb)として演算される。ただし、本実施形態ではPa=Pbであるものとし、負荷率Rは、R=(Da+Db)/2となる。
The load
動作指令部44は、負荷率演算部43によって演算された負荷率Rに基づいて、PFC20A及び20Bの両方を動作させる並列動作を行うのか、又はPFC20A及び20Bのうちの一方を停止させる単独動作を行うのかを決定する。具体的には、負荷率Rが閾値α(例えば、50%)を超える場合には、動作指令部44はPFC20A及び20Bの双方を動作させて並列動作を適用する。一方、負荷率Rが閾値α以下である場合にPFC20A又は20Bの一方を停止させて単独動作を適用する。PFC20A及び20Bのいずれを動作/停止させるのかについては後述する。動作指令部44は、上記決定に基づいて、ON/OFF信号SPa及びSPbをそれぞれPWM制御回路25A及び25Bに出力してPFC20A及び20Bの動作/停止を制御する。なお、PFC20A及び20Bにおける並列動作と単独動作との移行は、調光指示に応じて双方向に適用され得る。
The
例えば、α=50%、Pa=Pb、Da=Db=50%である場合、仮にPFC20A及び20Bの双方が動作すると、負荷率Rは50%となる。ここで、負荷率Rが閾値α以下であるから、動作指令部44によってPFC20A及び20Bの一方が停止され、これにより他方が負荷率100%で動作することができる。
また、他の例示として、α=50%、Pa=Pb、Da=50%、Db=25%である場合、負荷率Rは37.5%となる。ここで、負荷率Rが閾値α以下であるから、動作指令部44によってPFC20A及び20Bの一方が停止され、これにより他方が負荷率75%で動作することができる。
For example, when α = 50%, Pa = Pb, and Da = Db = 50%, if both
Further, as another example, when α = 50%, Pa = Pb, Da = 50%, and Db = 25%, the load factor R is 37.5%. Here, since the load factor R is equal to or less than the threshold value α, one of the
一般に、PFCは、その最大出力電力に対して設計されるため、各負荷率が100%に近い状態で動作されることが最適動作の観点から望ましい。逆に、各PFCにおいて各負荷率が100%を超えると、回路内の素子の電流定格を超える可能性があるため、各負荷率は100%以下に維持されることが望ましい。したがって、閾値αは、50%以下、好ましくは50%に設定される。すなわち、閾値αは、PFC20A及び20Bの全体において最も高い力率又は効率を与える負荷率Rの1/2の以下、好ましくは1/2であればよい。
Generally, since the PFC is designed for its maximum output power, it is desirable from the viewpoint of optimum operation that each load factor is operated in a state close to 100%. On the contrary, if each load factor exceeds 100% in each PFC, the current rating of the element in the circuit may be exceeded. Therefore, it is desirable to maintain each load factor at 100% or less. Therefore, the threshold value α is set to 50% or less, preferably 50%. That is, the threshold value α may be less than or equal to 1/2, preferably 1/2 of the load factor R that gives the highest power factor or efficiency in the
累積差取得部45は、計時手段を含み、ON/OFF信号SPaによるPFC20Aの停止時間の累積値TaからON/OFF信号SPbによるPFC20Bの停止時間の累積値Tbを減算した差分値Tdを取得する。累積差取得部45は、差分値Tdを、上記の通りPFC20Aの累積停止時間からPFC20Bの累積停止時間を減算して取得してもよいし、PFC20Bの累積動作時間からPFC20Aの累積動作時間を減算して取得してもよい。
The cumulative
切換部46は、差分値Td(=Ta−Tb)が正方向に所定時間を超える場合には、動作指令部44にPFC20Aを動作させるとともにPFC20Bを停止させる。一方、切換部46は、差分値Td(=Ta−Tb)が負方向に所定時間を超える場合(すなわち、Tb−Taが正方向に所定時間を超える場合)には、動作指令部44にPFC20Aを停止させるとともにPFC20Bを動作させる。これにより、PFC20A及び20Bの停止時間が均等化され、すなわち動作時間が均等化され、双方の寿命が平均化される。したがって、PFC20A及び20Bの一方が他方よりも早く寿命が到来する状況が防止され、LED点灯回路1全体として長寿命化が実現される。
When the difference value Td (= Ta-Tb) exceeds a predetermined time in the positive direction, the switching
以上のように、本発明のLED点灯回路1は、交流電源ACの整流出力が入力されるPFC20A及び20Bと、PFC20A又は20Bの出力電圧を電圧源として調光信号SDaに応じた直流電流をLEDアレイ2Aに供給するDC/DCコンバータ30Aと、PFC20A又は20Bの出力電圧を電圧源として調光信号SDbに応じた直流電流をLEDアレイ2Bに供給するDC/DCコンバータ30Bと、中央制御部40を備える。中央制御部40は、DC/DCコンバータ30A及び30Bにそれぞれ調光信号SDa及びSDbを出力する調光指令部42、調光信号SDa及びSDbに基づいてDC/DCコンバータ30A及び30Bの合計最大出力電力Pmaxに対する合計調光出力電力Pdimの比率である負荷率Rを演算する負荷率演算部43、及び負荷率Rが閾値α以下である場合にPFC20A及び20Bの一方を停止させる動作指令部44を有する。
As described above, the LED lighting circuit 1 of the present invention uses the
このように、低調光時にはPFC20A及び20Bの一方が停止されて単独動作が適用されるので、動作する側のPFCはその負荷率の増加によって最適設計点に近づいて動作することができる。したがって、2系統出力のLED点灯回路1及びLED照明装置3において、低調光時等の軽負荷時においても高い力率及び効率を維持することが可能となる。
In this way, at the time of low dimming, one of the
<第2の実施形態>
上記第1の実施形態では、系統Aと系統Bとが同じ最大出力電力であり、停止されるPFCが累積停止時間に基づいて決定される構成を示した。一方、本実施形態では、系統Aと系統Bとが異なる最大出力電力であり、停止されるPFCが単独動作時の一方のPFCの個別負荷率に基づく構成を示す。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the configuration is shown in which the system A and the system B have the same maximum output power, and the PFC to be stopped is determined based on the cumulative stop time. On the other hand, in the present embodiment, the configuration is shown in which the system A and the system B have different maximum output powers, and the stopped PFC is based on the individual load factor of one PFC when operating independently.
図2に、本実施形態のLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。本実施形態と第1の実施形態とは、中央制御部40の構成並びに最大出力電力Pa及びPbの設定が異なり、最大出力電力Paが最大出力電力Pbよりも高いものとする。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 2 shows a block diagram of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the
中央制御部40は、調光入力部41、調光指令部42、負荷率演算部43、動作指令部44及び選択部47を含む。調光指令部42、負荷率演算部43、動作指令部44及び選択部47はCPUの一部を構成するとともに、相互間及びメモリとのデータの転送が可能な態様で接続される。負荷率演算部43は、負荷率R=Pdim/Pmax=(Pa×Da+Pb×Db)/(Pa+Pb)を演算する。そして、負荷率Rが閾値α(例えば、50%)以下である場合、動作指令部44はPFC20A及び20Bの一方を停止して単独動作を適用する。
The
選択部47は、合計調光出力電力Pdimに対する系統Bの最大出力電力Pbの比率である個別負荷率Rbを演算する。個別負荷率Rbが所定値β(例えば、100%)以下である場合には、選択部47はPFC20Bを単独動作させるPFCとして選択する(言い換えると、PFC20Aを停止させるPFCとして選択する)。一方、個別負荷率Rbが所定値β(100%)を超える場合には、選択部47はPFC20Aを単独動作させるPFCとして選択する(言い換えると、PFC20Bを停止させるPFCとして選択する)。選択部47は、LED点灯回路1の起動時及び調光率Da及びDbの少なくとも一方が変更される毎に上記選択を行い、(単独動作が行われる場合には)選択結果に応じたON/OFF信号SPa及びSPbを動作指令部44に出力させる。なお、所定値βは閾値αの2倍程度であればよい。
The
例えば、α=50%、β=100%、Pa=100W、Pb=50W、Da=20%、Db=50%である場合、合計最大出力電力Pmax=Pa+Pb=150W、合計調光出力電力Pdim=Pa×Da+Pb×Db=45Wとなる。負荷率R=Pdim/Pmax=30%<αであるから、単独動作が適用される。ここで、個別負荷率Rb=Pdim/Pb=90%≦βであるから、選択部47は、PFC20Bを単独動作させるPFCとして選択する。なお、仮にPFC20Aが単独動作した場合、系統Aの個別負荷率Ra=Pdim/Pa=45%となる。
また、他の例示として、α=50%、β=100%、Pa=100W、Pb=50W、Da=50%、Db=20%である場合、合計最大出力電力Pmax=Pa+Pb=150W、合計調光出力電力Pdim=Pa×Da+Pb×Db=60Wとなる。負荷率R=Pdim/Pmax=40%<αであるから、単独動作が適用される。ここで、個別負荷率Rb=Pdim/Pb=120%>βであるから、選択部47は、PFC20Aを単独動作させるPFCとして選択する。この場合、個別負荷率Ra=Pdim/Pa=60%となる。
For example, when α = 50%, β = 100%, Pa = 100W, Pb = 50W, Da = 20%, Db = 50%, the total maximum output power Pmax = Pa + Pb = 150W, the total dimming output power Pdim = Pa × Da + Pb × Db = 45W. Since the load factor R = Pdim / Pmax = 30% <α, the independent operation is applied. Here, since the individual load factor Rb = Pdim / Pb = 90% ≦ β, the
Further, as another example, when α = 50%, β = 100%, Pa = 100W, Pb = 50W, Da = 50%, Db = 20%, the total maximum output power Pmax = Pa + Pb = 150W, total adjustment. The optical output power Pdim = Pa × Da + Pb × Db = 60W. Since the load factor R = Pdim / Pmax = 40% <α, the independent operation is applied. Here, since the individual load factor Rb = Pdim / Pb = 120%> β, the
以上のように、本実施形態のLED点灯回路1によると、PFC20Aの最大出力電力がDC/DCコンバータ30Aの最大出力電力Paに対応し、PFC20Bの最大出力電力がDC/DCコンバータ30Bの最大出力電力Pbに対応し、Pa>Pbである場合に、選択部47が、最大出力電力Pbに対する合計調光出力電力Pdimの比率である個別負荷率Rbが所定値β(例えば、100%)以下である場合には動作指令部44にPFC20Aを停止させてPFC20Bを動作させ、個別負荷率Rbが所定値βを超える場合には動作指令部44にPFC20Bを停止させてPFC20Aを動作させる。これにより、PFC20A及び20Bの各々がその最大出力電力以下となる範囲でその個別負荷率が最大化され、LED点灯回路1全体としても高い力率及び効率が得られる。
As described above, according to the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the maximum output power of the
<第3の実施形態>
上記第1の実施形態では、固定の閾値α及び負荷率演算式が用いられる構成を示したが、本実施形態では、交流電源電圧に応じて可変の閾値α又は負荷率演算式が用いられる構成を示す。本実施形態は、同じ出力電力であっても、入力電圧が相対的に高い場合にはPFCが相対的に軽負荷状態となることを考慮して、入力電圧が相対的に高い場合には上述のPFCの単独動作を積極的に行うものである。
<Third embodiment>
In the first embodiment, a fixed threshold value α and a load factor calculation formula are used, but in the present embodiment, a variable threshold value α or a load factor calculation formula is used according to the AC power supply voltage. Is shown. In this embodiment, even if the output power is the same, the PFC is in a relatively light load state when the input voltage is relatively high, and the above is described when the input voltage is relatively high. The PFC is positively operated independently.
図3に、本実施形態のLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。本実施形態と第1の実施形態とは、中央制御部40の構成が異なる。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 3 shows a block diagram of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the
中央制御部40は、調光入力部41、調光指令部42、負荷率演算部43、動作指令部44、累積差取得部45及び切換部46に加えて、電圧検出部48をさらに備える。電圧検出部48は、整流回路10B(又は10A)の出力電圧を検出して、交流電源ACの電源電圧Vacを検出する。電圧検出部48は、検出した電源電圧Vacに応じた検出信号を動作指令部44又は負荷率演算部43に出力する。
The
動作指令部44に検出信号が入力される場合、動作指令部44は、検出信号が示す電源電圧Vacの増加/減少に対して閾値αを上昇/低下させる。すなわち、電源電圧Vacが相対的に低い場合(例えば、AC100V)においては相対的に低い閾値αが適用されてPFC20A及び20Bの双方による並列動作が積極的に行われる。一方、電源電圧Vacが相対的に高い場合(例えば、AC200V)においては相対的に高い閾値αが適用されてPFC20A又は20Bによる単独動作が積極的に行われる。
When the detection signal is input to the
負荷率演算部43に検出信号が入力される場合、負荷率演算部43は、検出信号が示す電源電圧Vacに応じて負荷率Rの演算の重み付けを変更する。すなわち、同じ出力電力に対して、電源電圧Vacが相対的に低い場合(例えば、AC100V)の負荷率R1が、電源電圧Vacが相対的に高い場合(例えば、AC200V)の負荷率R2よりも高くなるように演算式が設定される。したがって、同じ閾値αに対して、電源電圧Vacが相対的に高い場合には、より高い調光率Da及びDbでPFC20A又は20Bの単独動作が適用される。
When the detection signal is input to the load
なお、商用電源には、国内外において100V、110V、115V、120V、200V、220V、230V、240V、242V、265V等(いずれも公称値)の電源電圧が存在する。巨視的にはこれらの電源電圧に応じて閾値α又は負荷率演算式が上述の態様に従って変更されるが、微視的には同じ電源電圧Vacにおいても電源電圧変動に応じて閾値α又は負荷率演算式が上述の態様に従って変更され得る。 The commercial power supply has power supply voltages of 100V, 110V, 115V, 120V, 200V, 220V, 230V, 240V, 242V, 265V and the like (all are nominal values) in Japan and overseas. Macroscopically, the threshold value α or the load factor calculation formula is changed according to these power supply voltages according to the above-described embodiment, but microscopically, the threshold value α or the load factor is changed according to the power supply voltage fluctuation even at the same power supply voltage Vac. The formula can be modified according to the above aspects.
以上のように、本実施形態のLED点灯回路1では、中央制御部40が、電源電圧Vacを検出する電圧検出部48をさらに備え、動作指令部44が電源電圧Vacの増加に対して閾値αを上昇させるように構成される。あるいは、負荷率演算部43において、電源電圧Vacが相対的に低い場合よりも電源電圧Vacが相対的に高い場合に負荷率Rが相対的に低くなるように演算される。これにより、中央制御部30において、交流電源ACの相違又は変動に起因する電源電圧Vacの増加に対して軽負荷状態が過大に評価されることになり、PFC20A又は20Bの単独動作の移行条件が最適化される。
As described above, in the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the
<第4の実施形態>
上記第1の実施形態では、高電位側配線Ha及びHbが配線Lhによって接続される構成を示したが、本実施形態では高電位側配線Ha及びHbがスイッチ要素によって接続される構成を示す。
<Fourth Embodiment>
In the first embodiment, the high potential side wirings Ha and Hb are connected by the wiring Lh, but in the present embodiment, the high potential side wirings Ha and Hb are connected by the switch element.
図4に、本実施形態のLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。本実施形態と第1の実施形態とは、高電位側配線Haと高電位側配線Hbとの接続構成のみが異なる。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。中央制御部40は、第1〜第3の実施形態のいずれかにおける中央制御部40である。
FIG. 4 shows a block diagram of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the
本実施形態では、高電位側配線Haと高電位側配線Hbとの間に、一対の逆並列ダイオード51及び52が設けられる。なお、一対の逆並列ダイオードとは、一方のダイオードのカソードが他方のダイオードのアノードに接続され、一方のダイオードのアノードが他方のダイオードのカソードに接続された2つのダイオードをいう。なお、本実施形態では、スイッチ要素である一対の逆並列ダイオードとして2つのダイオード51及び52を示すが、一対の逆並列ダイオードは2つのツェナーダイオードで構成されていてもよい。
In the present embodiment, a pair of
PFC20Aの動作時の出力電圧とPFC20Bの動作時の出力電圧とは実質的に等しいものとする。一般にダイオード51及び52のようなパワーダイオードの順方向電圧は1V程度であるから、PFC20Aの動作時の出力電圧とPFC20Bの動作時の出力電圧との差が実質的に等しく1V程度未満であればダイオード51及び52はともにオフ状態となる。これに対して、PFC20Aが動作してPFC20Bが停止した場合にはダイオード51のみがオンし、PFC20Aの出力がDC/DCコンバータ30A及び30Bに供給される。また、PFC20Aが停止してPFC20Bが動作する場合にはダイオード52のみがオンし、PFC20Bの出力がDC/DCコンバータ30A及び30Bに供給される。これにより、PFCの並列動作と単独動作との間の実質的に連続的な切換が得られる。
It is assumed that the output voltage during operation of the
以上のように、本実施形態のLED点灯回路1では、PFC20Aの動作時の出力電圧とPFC20Bの動作時の出力電圧とが実質的に等しく、PFC20Aの低電位出力端とPFC20Bの低電位出力端とが接続され、PFC20Aの高電位出力端とPFC20Bの高電位出力端との間に接続された一対の逆並列ダイオード51及び52が設けられる。これにより、PFC20A及び20Bの並列動作中には、ダイオード51及び52がともにオフ状態となり、コンバータ回路5Aとコンバータ回路5Bとの独立性が得られる。したがって、例えば、系統A及びBの最大出力電力が相互に異なる場合に並列動作における設計上の整合性が保持される。
As described above, in the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the output voltage during operation of PFC20A and the output voltage during operation of PFC20B are substantially equal, and the low potential output end of PFC20A and the low potential output end of PFC20B are substantially equal. Is connected, and a pair of
<第5の実施形態>
上記第1の実施形態では、平滑コンデンサ24A及び24Bが、PFC20A及び20Bによって共有されるとともにDC/DCコンバータ30A及び30Bによっても共有される構成を示した。本実施形態では、平滑コンデンサ24A及び24Bが、PFC20A及び20Bによって共有されるがDC/DCコンバータ30A及び30Bの間では共有されない構成を示す。
<Fifth Embodiment>
In the first embodiment, the smoothing
図5に、本実施形態のLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。本実施形態と第1の実施形態とは、コンバータ回路5Aとコンバータ回路5Bとの接続構成が異なる。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。中央制御部40は、第1〜第3の実施形態のいずれかにおける中央制御部40である。
FIG. 5 shows a block diagram of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the
本実施形態のLED点灯回路1では、配線Lgが接続され、配線Lhは接続されない構成において、ダイオード56及び57が設けられる。ダイオード56のアノード及びカソードは、それぞれダイオード23Aのアノード及びダイオード23Bのカソードに接続され、ダイオード57のアノード及びカソードは、それぞれダイオード23Bのアノード及びダイオード23Aのカソードに接続される。
In the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the
PFC20A(スイッチング素子21A)が停止してPFC20Bが単独動作する場合を想定する。PFC20Bのスイッチング部のスイッチング出力は、ダイオード23Bを介して平滑コンデンサ24Bに充電されるとともに、ダイオード57を介して平滑コンデンサ24Aに充電される。また、PFC20B(スイッチング素子21B)が停止してPFC20Aが単独動作する場合も同様である。すなわち、PFC20Aのスイッチング部のスイッチング出力は、ダイオード23Aを介して平滑コンデンサ24Aに充電されるとともに、ダイオード56を介して平滑コンデンサ24Bに充電される。いずれの場合においても、DC/DCコンバータ30Aは平滑コンデンサ24Aのみを電圧源として動作し、DC/DCコンバータ30Bは平滑コンデンサ24Bのみを電圧源として動作する。この構成により、PFCの並列動作と単独動作との間の実質的に連続的な切換が得られる。
It is assumed that the
以上のように、本実施形態のLED点灯回路1では、平滑コンデンサ24Aの低電位側ノードと平滑コンデンサ24Bの低電位側ノードが接続され、ダイオード23Aのアノードとダイオード23Bのカソードとの間にこの向きを整流方向として接続されたダイオード56、及びダイオード23Bのアノードとダイオード23Aのカソードとの間にこの向きを整流方向として接続されたダイオード57が設けられる。
As described above, in the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the low potential side node of the smoothing
これにより、平滑コンデンサ24AがDC/DCコンバータ30Bと接続されず、平滑コンデンサ24BがDC/DCコンバータ30Aと接続されない。したがって、平滑コンデンサ24A及びDC/DCコンバータ30Aと、平滑コンデンサ24B及びDC/DCコンバータ30Bとの独立性が得られる。そのため、例えば、異なる最大出力電力のDC/DCコンバータ30A及び30Bにおいてそれぞれ容量の異なる平滑コンデンサ24A及び24Bが採用される構成において、PFC20A又は20Bの単独動作時においても平滑コンデンサ24A及び24BとDC/DCコンバータ30A及び30Bのそれぞれの設計上の整合性が保持される。また、PFC20A又は20Bからみて、一方が停止しても平滑コンデンサ24A及び24Bが並列接続された状態が保持されるので、PFC単独動作時においても出力リップルの増加が回避される。
As a result, the smoothing
<第6の実施形態>
上記第1の実施形態では、平滑コンデンサ24A及び24Bが、PFC20A及び20Bによって共有されるとともにDC/DCコンバータ30A及び30Bによっても共有される構成を示した。本実施形態では、平滑コンデンサ24A及び24BがDC/DCコンバータ30A及び30Bによって共有されるがPFC20A及び20Bには共有されない構成を示す。
<Sixth Embodiment>
In the first embodiment, the smoothing
図6に、本実施形態のLED点灯回路1及びそれを含むLED照明装置3のブロック図を示す。本実施形態と第1の実施形態とは、コンバータ回路5Aとコンバータ回路5Bとの接続構成が異なる。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、中央制御部40は、第1〜第3の実施形態のいずれかで示した中央制御部40である。
FIG. 6 shows a block diagram of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the
本実施形態のLED点灯回路1では、配線Lgが接続され、配線Lhは接続されない構成において、ダイオード61〜64が設けられる。ダイオード61及び62は、それぞれ配線Ha及びHbに当初の電流方向を整流方向として挿入接続される。ダイオード63のアノード及びカソードは、それぞれダイオード61のアノード及びダイオード62のカソードに接続され、ダイオード64のアノード及びカソードは、それぞれダイオード62のアノード及びダイオード61のカソードに接続される。
In the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the
PFC20Aが停止してPFC20Bが動作する場合、PFC20Bの動作によって平滑コンデンサ24Bが充電され、平滑コンデンサ24Bを電圧源としてDC/DCコンバータ30A及び30Bが動作する。一方、PFC20Bが停止してPFC20Aが動作する場合、PFC20Aの動作によって平滑コンデンサ24Aが充電され、平滑コンデンサ24Aを電圧源としてDC/DCコンバータ30A及び30Bが動作する。いずれの場合においても、PFC20Aは平滑コンデンサ24Aのみを充電し、PFC20Bは平滑コンデンサ24Bのみを充電する。この構成により、PFCの並列動作と単独動作との間の実質的に連続的な切換が得られる。
When the
以上のように、本実施形態のLED点灯回路1では、平滑コンデンサ24Aの低電位側ノードと平滑コンデンサ24Bの低電位側ノードが接続され、配線Haに平滑コンデンサ24Aの高電位側ノードからDC/DCコンバータ30Aの高電位側入力端への向きを整流方向として挿入接続されたダイオード61と、配線Hbに平滑コンデンサ24Bの高電位側ノードからDC/DCコンバータ30Bの高電位側入力端への向きを整流方向として挿入接続されたダイオード62と、平滑コンデンサ24Aの高電位側ノードとDC/DCコンバータ30Bの高電位側入力端の間にこの向きを整流方向として接続されたダイオード63と、平滑コンデンサ24Bの高電位側ノードとDC/DCコンバータ30Aの高電位側入力端の間にこの向きを整流方向として接続されたダイオード64とが設けられる。
As described above, in the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the low potential side node of the smoothing
これにより、平滑コンデンサ24AがPFC20Bと接続されず、平滑コンデンサ24BがPFC20Aと接続されない。したがって、PFCの単独動作中に、停止しているPFCに含まれる平滑コンデンサが完全に非通電状態となるため、各平滑コンデンサの長寿命化が期待される。また、PFCの寿命は平滑コンデンサ(電解コンデンサ)の寿命に依存する傾向にあるため、PFCの停止時間の累積値と平滑コンデンサの非通電時間の累積値が一致することにより、第1の実施形態において上述した寿命平均化の精度が高まる。
As a result, the smoothing
<変形例>
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
<Modification example>
Although the preferred embodiments of the present invention have been shown above, the present invention can be transformed into various aspects as shown below, for example.
(1)停止されるPFCの選択に関する変形
上記第1の実施形態では、停止されるPFCが累積停止時間に応じて切り換えられる構成を示した。一方、道路灯における使用のように定期的又は周期的に点消灯及び調光される設定の照明装置においては、停止されるPFCが点灯回毎に交互に選択されるようにしてもよい。
(1) Modification Regarding Selection of PFC to be Stopped In the first embodiment, the configuration in which the PFC to be stopped is switched according to the cumulative stop time is shown. On the other hand, in a lighting device set to turn on and off and dimming periodically or periodically as used in a road light, the PFC to be stopped may be alternately selected for each lighting time.
(2)実施形態の組合せ及び合成
上記第1から第6の実施形態を個別のものとして説明したが、第1〜第6の実施形態はその一部又は全部において相互に組合せ可能な場合もある。例えば、第3の実施形態を第1の実施形態との関係で説明したが、第3の実施形態の電圧検出部48を含む構成は第2の実施形態にも適用可能である。
(2) Combination and Synthesis of Embodiments Although the first to sixth embodiments have been described as individual ones, some or all of the first to sixth embodiments may be combined with each other. .. For example, although the third embodiment has been described in relation to the first embodiment, the configuration including the
また、第5の実施形態及び第6の実施形態の合成として、図7に示すように、ダイオード56〜64のうちのダイオード57、62及び63のみが接続される構成も可能である。この場合、PFC20Aの単独動作時には、平滑コンデンサ24Aのみが充電され、平滑コンデンサ24Aを電圧源としてDC/DCコンバータ30A及び30Bが動作する。また、PFC20Bの単独動作時には、平滑コンデンサ24A及び24Bが充電され、平滑コンデンサ24Aのみを電圧源としてDC/DCコンバータ30Aが動作し、平滑コンデンサ24A及び24Bを電圧源としてDC/DCコンバータ30Bが動作する。この接続構成は、平滑コンデンサ24Aを平滑コンデンサ24Bよりも積極的に使用したい場合に有用である。反転構成(系統Aと系統Bを逆にした構成)として、ダイオード56〜64のうちのダイオード56、61及び64のみが接続される構成も可能である。
Further, as a synthesis of the fifth embodiment and the sixth embodiment, as shown in FIG. 7, it is possible to configure only the
1 LED点灯回路
2A、2B LEDアレイ
3 LED照明装置
20A、20B PFC(力率改善回路)
21A、21B スイッチング素子(スイッチング部)
22A、22B インダクタ(スイッチング部)
23A、23B ダイオード
24A、24B 平滑コンデンサ
30A、30B DC/DCコンバータ
40 中央制御部
42 調光指令部
43 負荷率演算部
44 動作指令部
45 累積差取得部
46 切換部
47 選択部
48 電圧検出部
51、52、56、57、61〜64 ダイオード
1
21A, 21B switching element (switching part)
22A, 22B inductor (switching part)
23A,
Claims (10)
交流電源の整流出力が入力される第1の力率改善回路と、
前記交流電源の整流出力が入力される第2の力率改善回路と、
前記第1又は第2の力率改善回路の出力電圧を電圧源として第1の調光信号に応じた直流電流を第1のLEDアレイに供給する第1のDC/DCコンバータと、
前記第1又は第2の力率改善回路の出力電圧を電圧源として第2の調光信号に応じた直流電流を第2のLEDアレイに供給する第2のDC/DCコンバータと、
前記第1及び第2のDC/DCコンバータにそれぞれ前記第1及び第2の調光信号を出力する調光指令部、前記第1及び第2の調光信号に基づいて前記第1及び第2のDC/DCコンバータの合計最大出力電力に対する合計調光出力電力の比率である負荷率を演算する負荷率演算部、及び前記負荷率が閾値以下である場合に前記第1及び第2の力率改善回路の一方を停止させて単独動作を適用する動作指令部を含む中央制御部と
を備えたLED点灯回路。 It is an LED lighting circuit
The first power factor improvement circuit to which the rectified output of the AC power supply is input,
A second power factor improving circuit to which the rectified output of the AC power supply is input, and
A first DC / DC converter that supplies a direct current corresponding to the first dimming signal to the first LED array using the output voltage of the first or second power factor improving circuit as a voltage source.
A second DC / DC converter that supplies a direct current corresponding to the second dimming signal to the second LED array using the output voltage of the first or second power factor improving circuit as a voltage source.
A dimming command unit that outputs the first and second dimming signals to the first and second DC / DC converters, respectively, and the first and second dimming signals based on the first and second dimming signals. The load factor calculation unit that calculates the load factor, which is the ratio of the total dimming output power to the total maximum output power of the DC / DC converter, and the first and second power factors when the load factor is equal to or less than the threshold value. An LED lighting circuit including a central control unit including an operation command unit that stops one of the improvement circuits and applies independent operation.
前記中央制御部が、前記第2の最大出力電力に対する前記合計調光出力電力の比率である個別負荷率が所定値以下である場合には前記動作指令部に前記第1の力率改善回路を停止させて前記第2の力率改善回路を動作させ、前記個別負荷率が前記所定値を超える場合には前記動作指令部に前記第2の力率改善回路を停止させて前記第1の力率改善回路を動作させる選択部をさらに含む、請求項1に記載のLED点灯回路。 The maximum output power of the first power factor improving circuit corresponds to the first maximum output power of the first DC / DC converter, and the maximum output power of the second power factor improving circuit corresponds to the second DC / DC. Corresponding to the second maximum output power of the converter, the first maximum output power is higher than the second maximum output power.
When the central control unit has an individual load factor which is a ratio of the total dimming output power to the second maximum output power to a predetermined value or less, the operation command unit is provided with the first power factor improving circuit. The second power factor improving circuit is operated by stopping, and when the individual load factor exceeds the predetermined value, the operation command unit stops the second power factor improving circuit to operate the first power factor. The LED lighting circuit according to claim 1, further comprising a selection unit for operating a power factor improving circuit.
前記動作指令部が前記電源電圧の増加に対して前記閾値を上昇させるように構成された、請求項1から3のいずれか一項に記載のLED点灯回路。 The central control unit further includes a voltage detection unit that detects the power supply voltage of the AC power source.
The LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation command unit is configured to raise the threshold value with respect to an increase in the power supply voltage.
前記負荷率演算部において、前記電源電圧が相対的に低い場合よりも前記電源電圧が相対的に高い場合に前記負荷率が相対的に低くなるように演算される、請求項1から3のいずれか一項に記載のLED点灯回路。 The central control unit further includes a voltage detection unit that detects the power supply voltage of the AC power source.
Any of claims 1 to 3, wherein the load factor calculation unit calculates so that the load factor becomes relatively low when the power supply voltage is relatively high as compared with the case where the power supply voltage is relatively low. The LED lighting circuit according to one item.
前記第2の力率改善回路が、入力電圧をスイッチングする第2のスイッチング部、該第2のスイッチング部のスイッチング出力を整流する第2のダイオード、及び該第2のダイオードの整流出力が充電される第2の平滑コンデンサを有し、
前記第1の平滑コンデンサの低電位側ノードと前記第2の平滑コンデンサの低電位側ノードが接続され、
前記第1のダイオードのアノードと前記第2のダイオードのカソードとの間に、前記第1のダイオードのアノードから前記第2のダイオードのカソードへの向きを整流方向として接続された第3のダイオードと、
前記第2のダイオードのアノードと前記第1のダイオードのカソードとの間に、前記第2のダイオードのアノードから前記第1のダイオードのカソードへの向きを整流方向として接続された第4のダイオードと
をさらに備えた請求項1から5のいずれか一項に記載のLED点灯回路。 The first power factor improving circuit charges the first switching unit that switches the input voltage, the first diode that rectifies the switching output of the first switching unit, and the rectified output of the first diode. Has a first smoothing capacitor
The second power factor improving circuit charges the second switching unit that switches the input voltage, the second diode that rectifies the switching output of the second switching unit, and the rectified output of the second diode. Has a second smoothing capacitor
The low potential side node of the first smoothing capacitor and the low potential side node of the second smoothing capacitor are connected.
A third diode connected between the anode of the first diode and the cathode of the second diode with the direction from the anode of the first diode to the cathode of the second diode as the rectifying direction. ,
A fourth diode connected between the anode of the second diode and the cathode of the first diode with the direction from the anode of the second diode to the cathode of the first diode as the rectifying direction. The LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
前記第2の力率改善回路が、出力端間に第2の平滑コンデンサを含み、
前記第1の平滑コンデンサの低電位側ノードと前記第2の平滑コンデンサの低電位側ノードが接続され、
前記第1の平滑コンデンサの高電位側ノードと前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間の配線に、前記第1の平滑コンデンサの高電位側ノードから前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の向きを整流方向として挿入接続された第3のダイオードと、
前記第2の平滑コンデンサの高電位側ノードと前記第2のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間の配線に、前記第2の平滑コンデンサの高電位側ノードから前記第2のDC/DCコンバータの高電位側入力端の向きを整流方向として挿入接続された第4のダイオードと、
前記第1の平滑コンデンサの高電位側ノードと前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間に、前記第1の平滑コンデンサの高電位側ノードから前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の向きを整流方向として接続された第5のダイオードと、
前記第2の平滑コンデンサの高電位側ノードと前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の間に、前記第2の平滑コンデンサの高電位側ノードから前記第1のDC/DCコンバータの高電位側入力端の向きを整流方向として接続された第6のダイオードと
をさらに備えた請求項1から5のいずれか一項に記載のLED点灯回路。 The first power factor improving circuit includes a first smoothing capacitor between the output ends.
The second power factor improving circuit includes a second smoothing capacitor between the output ends.
The low potential side node of the first smoothing capacitor and the low potential side node of the second smoothing capacitor are connected.
In the wiring between the high potential side node of the first smoothing capacitor and the high potential side input end of the first DC / DC converter, the high potential side node of the first smoothing capacitor to the first DC / A third diode inserted and connected with the direction of the high potential side input end of the DC converter as the rectification direction,
In the wiring between the high potential side node of the second smoothing capacitor and the high potential side input end of the second DC / DC converter, the high potential side node of the second smoothing capacitor to the second DC / A fourth diode inserted and connected with the direction of the high potential side input end of the DC converter as the rectification direction,
Between the high potential side node of the first smoothing capacitor and the high potential side input end of the first DC / DC converter, from the high potential side node of the first smoothing capacitor to the first DC / DC converter. A fifth diode connected with the direction of the input end on the high potential side as the rectification direction,
Between the high potential side node of the second smoothing capacitor and the high potential side input end of the first DC / DC converter, from the high potential side node of the second smoothing capacitor to the first DC / DC converter. The LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising a sixth diode connected with the direction of the high potential side input end of the above as a rectifying direction.
An LED lighting device comprising the LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 9 and the first and second LED arrays.
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