JP5595255B2 - LED power supply - Google Patents
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Description
この発明は、LEDモジュールに電源を供給すると共に、LEDモジュールの着脱可能なLED電源装置に関する。 The present invention relates to an LED power supply device that supplies power to an LED module and is detachable from the LED module.
LEDが直列接続されたLEDモジュールを点灯する技術がある(例えば、特許文献1参照)。 There is a technique for lighting an LED module in which LEDs are connected in series (see, for example, Patent Document 1).
近年、LEDの発光効率が格段に高くなり、照明用途に使用され始めた。LEDは白熱電球に比べて、長寿命、応答性が速いなどの利点があり、いろいろな用途で、従来の白熱電球や、蛍光灯に置き換わりつつある。LEDの形態も多種存在し、電球形、直管形に代表されるような従来のランプ形状や、ダウンライトのように器具一体の形状もある。また、構造的にもLEDとLED駆動回路とが内蔵されるタイプのものや、LEDと駆動回路である電源とが分離するタイプなど、様々のタイプがある。 In recent years, the luminous efficiency of LEDs has become much higher and has begun to be used for lighting applications. LEDs have advantages such as long life and quick response compared to incandescent bulbs, and are being replaced by conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps in various applications. There are various types of LEDs, and there are conventional lamp shapes such as a light bulb shape and a straight tube shape, and a shape with a single unit such as a downlight. Also, there are various types such as a type in which an LED and an LED drive circuit are built in and a type in which an LED and a power source that is a drive circuit are separated.
一般的に、LEDを駆動する電源は、LEDに一定電流を流し、LEDの順電圧のばらつきや変動に対してLEDから安定した明るさを取り出すよう電流制御される。 In general, a power source for driving an LED is controlled so that a constant current flows through the LED and a stable brightness is extracted from the LED against variations and fluctuations in the forward voltage of the LED.
LEDと電源とが分離するタイプは、LEDが直列または直並列に接続されたLEDモジュールとLED電源のシステムがある。このようなタイプのLED電源システムは、電源とLEDモジュールとが着脱可能なコネクタやソケットで接続されている。例えば、直管形LEDは、従来の直管ランプと同様な形状のガラス管に複数のLEDが直列または直並列に接続されたLEDモジュールを内蔵し、直管の両端から電極を出したランプ構造を有している。直管形LEDランプと称される所以である。直管形LEDランプの電極を器具側のソケットに接続する。ソケットには、器具側が内蔵するLEDを駆動するための電源回路が接続される。このように、直管形LEDランプは器具に脱着可能な構造のため、LED電源部は無負荷状態で電源が投入される場合や、点灯時のLEDランプが取り外される場合もある。また、LEDランプが取り外された直後に、再接続されることもある。 As a type in which the LED and the power source are separated, there is an LED power source system in which LEDs are connected in series or in series and parallel. In this type of LED power supply system, the power supply and the LED module are connected by a detachable connector or socket. For example, a straight tube type LED has a lamp structure in which an LED module in which a plurality of LEDs are connected in series or in series and parallel is built in a glass tube having the same shape as a conventional straight tube lamp, and electrodes are provided from both ends of the straight tube. have. This is why it is called a straight tube LED lamp. The electrode of the straight tube type LED lamp is connected to the socket on the appliance side. The socket is connected to a power supply circuit for driving the LED built in the appliance. As described above, since the straight tube type LED lamp is detachable from the fixture, the LED power supply unit may be turned on with no load, or the LED lamp at the time of lighting may be removed. In addition, the LED lamp may be reconnected immediately after being removed.
しかしながら、通常LED電源はLEDランプが切り離されると無負荷状態になるため出力電圧が上昇する。何らかの手段で電圧上昇を抑えるが、電圧上昇を抑えた場合でも、出力電圧は通常のLED点灯電圧よりも高くなる。このため、LEDランプを再度接続した場合に、LEDランプに過大電流が流れ、LEDが故障するおそれがあるという課題があった。 However, since the LED power supply is normally in a no-load state when the LED lamp is disconnected, the output voltage rises. Although the voltage rise is suppressed by some means, the output voltage becomes higher than the normal LED lighting voltage even when the voltage rise is suppressed. For this reason, when the LED lamp is connected again, there is a problem that an excessive current flows through the LED lamp and the LED may break down.
本発明は、LEDランプを電源から切り離し、再度接続した場合にLEDランプに過大な電流が流れることを防止できるLED電源装置の提供を目的とする。 An object of this invention is to provide the LED power supply device which can prevent that an excessive electric current flows into an LED lamp, when an LED lamp is disconnected from a power supply and connected again.
この発明のLED電源装置は、
LEDモジュールが着脱可能に接続され、接続された前記LEDモジュールに電力を供給するLED電源装置において、
商用電源を整流して得られた直流電圧を降圧し、降圧した直流電流を接続された前記LEDモジュールに供給する降圧回路と、
前記LEDモジュールが接続された場合に、前記LEDモジュールと共に直列接続を構成し、前記LEDモジュールに流れるLED電流を検出するLED電流検出部と、
前記LED電流検出部の検出した前記LED電流の値に基づいて、前記LED電流の値が所定の一定値となるように、前記降圧回路に定電流フィードバック制御をさせる電流制御回路と、
前記LEDモジュールが接続された場合に、前記LEDモジュールと、前記LED電流検出部と共に直列接続を構成し、前記LED電流検出部の検出した前記LED電流の値が所定の設定値を超えようとするときに、前記LED電流の値を前記所定の値以下に制限する電流リミット回路と
を備えたことを特徴とする。
The LED power supply device of this invention is
In the LED power supply device in which the LED module is detachably connected and supplies power to the connected LED module,
A step-down circuit that steps down a DC voltage obtained by rectifying a commercial power supply and supplies the stepped-down DC current to the connected LED module;
When the LED module is connected, the LED module is connected in series with the LED module, and an LED current detector that detects the LED current flowing through the LED module;
A current control circuit that causes the step-down circuit to perform constant current feedback control so that the value of the LED current becomes a predetermined constant value based on the value of the LED current detected by the LED current detection unit;
When the LED module is connected, the LED module and the LED current detection unit are connected in series, and the LED current value detected by the LED current detection unit tends to exceed a predetermined set value. And a current limit circuit for limiting the value of the LED current to the predetermined value or less.
本発明によれば、LEDランプの着脱の可能なLED電源装置にLEDランプを再接続する際のLEDランプ故障をなくすことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the LED lamp failure at the time of reconnecting an LED lamp to the LED power supply device which can attach or detach an LED lamp can be eliminated.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態を示すLED電源装置2−1の構成図である。図1において、LED電源装置2−1は、商用電源1の供給を受け、LEDモジュール3が、着脱可能に接続される。LEDモジュール3はLED直列回路3aから構成される。LED電源装置2−1では、整流回路4が商用電源1と接続される。
FIG. 1 is a configuration diagram of an LED power supply device 2-1 showing the present embodiment. In FIG. 1, the LED power supply device 2-1 receives supply of the
(1)DC−DCコンバータ回路5(破線で囲んだ範囲)は、トランス6、スイッチング素子7、制御回路8、2次側整流ダイオード9、出力コンデンサ10(平滑コンデンサ)から構成される。トランス6は、1次巻き線6a、2次巻き線6b、補助巻き線6cの独立した巻き線を備える。これらの巻き線の巻き方向は、いわゆるフライバックトランスとなる。
(2)制御電源生成回路11は、整流回路4の出力から低電圧の電源を生成し制御回路8に供給する。過電圧検出回路12は、トランス6の2次側電圧を間接的に監視する。
(3)過電圧検出回路12の出力は制御回路8のOVP(Over Voltage Protection)端子に接続され、過電圧が検出されると制御回路8は発振を停止する。この状態は商用電源1の交流電圧が入力する限り継続する。商用電源1からの交流電圧が入力されなくなり、再度、商用電源1を投入すると復帰するよう動作する。また、制御回路8のOUT端子からスイッチング素子7を駆動する信号を出力する。
(1) The DC-DC converter circuit 5 (range surrounded by a broken line) includes a
(2) The control power
(3) The output of the
(定電流のフィードバック制御)
2次制御電源生成回路15は、DC−DCコンバータ回路5(降圧回路)の出力電圧を変換して電流制御回路13に供給する。電流制御回路13は電流検出抵抗14(LED電流検出部)で検出された検出電圧(LED電流と比例する電圧)を入力し、検出電圧と設定電流値との誤差電圧をフォトカプラ16を介して1次側の制御回路8(FB端子)に絶縁して帰還する。制御回路8はFB端子に入力されたからフォトカプラ16の信号に応じて、スイッチング素子7のスイッチングを制御する。これにより定電流のフィードバック制御がなされる。
(Constant current feedback control)
The secondary control
コネクタA18はLED電源装置2−1の出力に接続され、コネクタA18とコネクタB19は機械的に接続、切り離しが可能な構造である。コネクタB19にはLEDモジュール3から引き出されたケーブル20が終端される。よって、LEDモジュール3は、コネクタA18とコネクタB19との、接続及び切り離しにより、LED電源装置2−1への脱着が可能である。
なお、電流制限回路17(電流リミット回路)の機能は動作の説明で後述する。図1に示すように、電流制限回路17は、LEDモジュール3が接続された場合に、LEDモジュール3、電流検出抵抗14と共に直列接続を構成する。また、電流制限回路17は、電流制御回路13とは独立して電流のリミッタ動作をする。
The connector A18 is connected to the output of the LED power supply device 2-1, and the connector A18 and the connector B19 can be mechanically connected and disconnected. The
The function of the current limiting circuit 17 (current limit circuit) will be described later in the description of the operation. As shown in FIG. 1, the current limiting
図2はLED電源装置2−1の動作タイミング図である。次に図2を参照してLED電源装置2−1の動作を説明する。
図2の(a)は、商用電源1のオン、オフ状態を示す。
図2の(b)は、DC−DCコンバータ回路5の動作状態を示す。
図2の(c)は、コネクタA、Bの接続、非接続を示す。
図2の(d)は、出力コンデンサ10の出力電圧を示す。
図2の(e)は、DC−DCコンバータ回路5からの出力電流(LED電流)を示す。
FIG. 2 is an operation timing chart of the LED power supply device 2-1. Next, the operation of the LED power supply device 2-1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2A shows an on / off state of the
FIG. 2B shows the operating state of the DC-
FIG. 2C shows connection / disconnection of the connectors A and B.
FIG. 2D shows the output voltage of the
FIG. 2E shows an output current (LED current) from the DC-
図2の(a)に示すタイミング(時刻t1)で商用電源1がONになれば、整流回路4から直流電圧が出力され、整流回路4からの直流電圧は制御電源生成回路11によって低電圧の電源に変換され、制御回路8に供給される。そうすると、制御回路8がスイッチング素子7のスイッチングを開始するため、図2の(b)に示すようにDC−DCコンバータ回路5が動作を開始(時刻t1)する。すなわち、制御回路8のOUT端子から高周波の信号が出力され、スイッチング素子7を高周波でON/OFFする。
スイッチング素子7のON/OFFにより整流回路4の出力電圧からトランス6の1次巻き線6aに供給された電圧は高周波電流となって2次側巻き線6bに伝達される。トランス6の2次巻き線6bから出力された電圧は2次側整流ダイオード9により直流に整流され、整流された直流電圧は出力コンデンサ10により、リップル成分の少ない直流電圧に平滑される。この平滑された直流電圧によって、コネクタA18、コネクタB19、ケーブル20、LEDモジュール3、電流制限回路17、電流検出抵抗14のループで電流が流れる。この電流については、前記のように、通常は、2次制御電源生成回路15で得られた電圧が電流制御回路13に供給され、電流制御回路13は電流検出抵抗14で検出された検出電圧(LED電流に比例)を入力して設定電流との誤差電圧をフォトカプラ16から制御回路8に帰還する。
When the
The voltage supplied from the output voltage of the rectifier circuit 4 to the primary winding 6a of the
図2の(c)に示すように、あるタイミング(時刻t2)でLEDモジュール3を切り離すと、コネクタA18、コネクタB19は非接続となって、DC−DCコンバータ回路5の出力電圧、すなわち出力コンデンサ10の電圧は上昇する((d)の時刻t2)。一方、トランス6の補助巻き線6cの電圧も2次側巻き線の電圧も比例して上昇し、制御回路8のOVP端子の設定電圧を越えるとOUTからの出力信号を停止する((b)の時刻t2)。出力コンデンサ10の出力電圧に説明を戻すと、OVPが機能した場合であっても、出力コンデンサ10の電荷は無負荷状態のため放電されずに高い電圧を維持する。そして、図2の(c)のタイミング(時刻t3)で再接続されると、再びLEDモジュール3を含む閉回路が形成され、LEDモジュール3と、電流制限回路17と、電流検出抵抗14とに高い電圧が印加される。
As shown in FIG. 2C, when the
(電流リミッタ)
このとき(時刻t3)、電流制限回路17は、電流検出抵抗14に流れる電流を検出して、「LEDモジュール3、電流制限回路17、電流検出抵抗14の閉回路」に一定以上の電流が流れないように動作し、出力コンデンサ10の電荷を放電する。なお、出力コンデンサ10は、LEDモジュール3がツェナーダイオードと同様に定電圧素子のために電流が流れなくなる電圧が残存(時刻t4〜t5)するが、問題ないことは明らかである。その後、図2の(a)で示すように、商用電源1をOFFし、再度ON(時刻t5)にした場合は、LEDモジュール3に通常状態の一定電流が流れる。
(Current limiter)
At this time (time t3), the current limiting
(電流制限回路17の構成例)
図3は電流制御回路13及び電流制限回路17の具体的な構成例を示す図である。更に、図3に示す具体的な回路を用いて電流リミッタ動作を説明する。図3ではLED電源装置2−1の出力部の説明図であるが、コネクタ等を省略しており、また、図1と同一符号は同一部分を示す。図3において、電流制御回路13は、誤差増幅器13aと基準電圧(Vref)13bから構成される。電流制限回路17は、NPNトランジスタ17a、NPNトランジスタ17b、ベース抵抗17cから構成される。LEDモジュール3に流れる電流をI(LED)とする。出力コンデンサ10の電圧は、LEDモジュール3、NPNトランジスタ17a、電流検出抵抗14の閉回路に印加される。したがって、LEDモジュール3に流れる電流I(LED)はNPNトランジスタ17aのコレクタ、エミッタ、電流検出抵抗14を経由して流れる。
(Configuration example of current limiting circuit 17)
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of the
(定電流制御の通常時)
例えば、通常に流れるLED電流I(LED)を0.5A(第一閾値)とした場合、電流検出抵抗14の抵抗値を1Ωに設定する。この場合、電流制御回路13の基準電圧Vrefは0.5Vになる。したがって、電流制御回路13内の誤差増幅器13aが基準電圧Vrefと電流検出抵抗14からの電圧を比較しその誤差をフォトカプラ16に出力することで、DC−DCコンバータ回路5の出力電圧を調整して、LEDモジュール3に流れるLED電流I(LED)が0.5Aの一定となるよう制御する。そして、通常状態の場合、電流検出抵抗14の電圧が0.5Vであるため、NPNトランジスタ17bのベース・エミッタ電圧Vbe=0.7Vより低く、NPNトランジスタ17bにはベース電流が流れないため(17bはOFF状態)、NPNトランジスタ17aはベース抵抗17cからのベース電流でコレクタ・エミッタ間は飽和領域で動作する。
図4は、トランジスタの飽和領域を示す図である。図4に示すように、飽和領域ではコレクタ、エミッタ間電圧Vceは極めて小さい。すなわち、飽和状態のコレクタ、エミッタ間は抵抗(インピーダンス)が、ほぼ0である。
(Normal current control)
For example, when the normally flowing LED current I (LED) is 0.5 A (first threshold), the resistance value of the
FIG. 4 is a diagram illustrating a saturation region of a transistor. As shown in FIG. 4, the collector-emitter voltage Vce is extremely small in the saturation region. That is, the resistance (impedance) between the collector and the emitter in the saturated state is almost zero.
(電流のリミッタ動作)
図2の(c)に示す再接続のタイミング(時刻t3)では、出力コンデンサ10の電圧が高いため、LEDモジュール3に流れるLED電流I(LED)が0.5A以上流れ出すと、電流検出抵抗14の電圧NPNトランジスタ17bのベース・エミッタ電圧Vbeが0.7Vに達する。その場合、NPNトランジスタ17bにベース電流が流れ、電流検出抵抗14の電圧が0.7Vで一定となるようNPNトランジスタ17bのベース電流がコントロールされる。したがって、LEDモジュール3に流れるLED電流I(LED)は0.7A(第二の閾値)で制限されることになる。
図5は、電流制限回路17のシミュレーション結果を示す図である。図5において、Q1はトランジスタ17a、Q2はトランジスタ17bである。
図6の(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図5における電圧VP1、電圧VP2、LED電流L1を示す。リミット動作中は、Q1(トランジスタ17a)のベース(Vp2)が1.4V(Q1ベース電圧0.7V+Q2のベース電圧0.7V)になり、Q1のベースには電流が流れ、1Ωの電流検出抵抗14の両端電圧がQ2のベース電圧と同電位のため、1Ωの電流検出抵抗14は、0.7V/1Ω(0.7A)の電流で制限される。従って、Q2がONになってもQ1はOFFすることはない。当然、Q2がONできない電圧の場合は、制限されずにLEDモジュール3に電流が流れる。
(Current limiter operation)
At the reconnection timing (time t3) shown in FIG. 2C, since the voltage of the
FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation result of the current limiting
6A, 6B, and 6C respectively show the voltage VP1, the voltage VP2, and the LED current L1 in FIG. During the limit operation, the base (Vp2) of Q1 (
このように、実施の形態1のLED電源装置2−1によれば、電流制限回路17の動作により、LEDモジュール3に流れるLED電流I(LED)が0.7Aを超えることがない。また、通常動作時(定電流制制御時)には、電流制限回路17を流れる電流に対して、電流制限回路17は、インピーダンスがほぼゼロである。よって、通常動作時の効率がよい。
Thus, according to the LED power supply device 2-1 of the first embodiment, the LED current I (LED) flowing through the
実施の形態1のLED電源装置2−1は、電流制御回路13と、電流制限回路17とが、電流検出抵抗14を共用している。よって、簡易な構成で、フィードバックによる定電流制御と、電流リミット制御とを実施できる。よってLED電源装置2−1の小型化と、コスト低減を図ることができる。
In the LED power supply device 2-1 of the first embodiment, the
実施の形態2.
図7、図8を参照して実施の形態2を説明する。実施の形態2では、実施の形態1に対してLED電源装置2−2の構成が異なる。実施の形態2において、実施の形態1と同様の部分は同符号を付し、説明を省略する。
図7は、実施の形態2のLED電源装置2−2の構成図である。実施の形態1のLED電源装置2−1との相違は以下である。
(1)LED電源装置2−2内のトランス6には補助巻き線6cがない。
(2)したがって、実施の形態2のLED電源装置2−2には、過電圧検出によるDC−DCコンバータ回路5の過電圧検出回路12がない。
(3)電圧制御回路21が追加された。
The second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the configuration of the LED power supply device 2-2 is different from that of the first embodiment. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 7 is a configuration diagram of the LED power supply device 2-2 of the second embodiment. Differences from the LED power supply device 2-1 of the first embodiment are as follows.
(1) The
(2) Therefore, the LED power supply device 2-2 of the second embodiment does not have the
(3) A
(電圧制御回路21)
電圧制御回路21の出力は、ダイオード23−1を介してフォトカプラ16に接続される。また、同様に電流制御回路13の出力もダイオード23を介してフォトカプラ16に接続される。したがって、電圧制御回路21と電流制御回路13とは、OR回路で電圧または電流の誤差量を制御回路8に帰還する。電圧制御回路21は、DC−DCコンバータ回路5の出力電圧を監視して、出力電圧を一定に制御する。ただし、電圧制御回路21では、出力電圧の目標値はLEDモジュール3に通常電流が流れているときの出力電圧より高い電圧値に設定している。このため、LED電源装置2−2では、電流制御回路13によってLEDモジュール3に一定電流が流れるよう制御され、DC−DCコンバータ回路5が無負荷状態になれば、電圧制御回路21が電圧リミッタとして動作する。
図8はLED電源装置2−2の動作を示すタイミング図である。(a)〜(e)は図2と同様の項目である。次に図8のタイミング図を参照してLED電源装置2−2の動作を説明する。図2で述べたLEDモジュール3の切り離しまでの動作は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
(Voltage control circuit 21)
The output of the
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the LED power supply device 2-2. (A)-(e) are the same items as FIG. Next, the operation of the LED power supply device 2-2 will be described with reference to the timing chart of FIG. Since the operation up to the separation of the
(電圧リミッタ)
LED電源装置2−2とLEDモジュール3とが、コネクタA18とコネクタB19で切り離されると(時刻t2)、DC−DCコンバータ回路5は電流制御回路13による一定電流制御から、電圧制御回路21による電圧一定制御に切り替わる。このとき、図8の(d)に示すように、出力コンデンサ10の電圧は電圧制御回路21の設定電圧まで上昇し、その電圧で固定(電圧リミッタ)される。このとき、DC−DCコンバータ回路5は間欠運転((b)の時刻t2〜t3)を行い、出力コンデンサ10の出力電圧が一定になるよう動作する。
(Voltage limiter)
When the LED power supply device 2-2 and the
(電流リミッタ)
その後、LEDモジュール3が再接続(時刻t3)されると、実施の形態1と同様に電流制限回路17が動作して予め設定された電流で制限される。そして、出力コンデンサ10の電圧が通常の電圧まで放電したときに(時刻t4)、再度、電流制御回路13が動作し、LEDモジュール3に流れるLED電流I(LED)を一定に制御する。
(Current limiter)
After that, when the
以上、実施の形態2のLED電源装置2−2によれば、電圧制御回路21によって、設定電圧以下となるようにDC−DCコンバータ回路5を間欠発振動作させるので、出力コンデンサ10に充電される電圧を、設定電圧以下できる。さらに、LEDモジュール3がLED電源装置2−2に取り付けられたとき、LED電源装置2−2に供給されている商用電源1を遮断することなく、LEDモジュール3に電力を供給できる効果がある。
As described above, according to the LED power supply device 2-2 of the second embodiment, the
実施の形態1のLED電源装置2−1では、OVP端子を用いてDC−DCコンバータ回路5を発振停止状態とするので、トランス6の二次巻き線6bには電圧が発生しなくなる。このため、LEDモジュール3がLED電源装置2−1に対して、脱状態から着状態となっても、LED電源装置2−1側ではLEDモジュール3が取り付けられたことを検出できない。しかし、実施の形態2のLED電源装置2−2では、DC−DCコンバータ回路5を間欠発振させるので、LEDモジュール3が取り付けられると、電圧制御回路21が検出する電圧が設定電圧以下となるため、DC−DCコンバータ回路5の動作が間欠発振状態から定常発振状態に切り替わる。したがって、LEDモジュール3がLED電源装置2−2に取り付けられたとき、DC−DCコンバータ回路5の発振停止状態を解除するために商用電源1を遮断しなくてもよくなる効果がある。
In the LED power supply device 2-1 of the first embodiment, since the DC-
実施の形態3.
図9を参照して実施の形態3のLED電源装置2−3を説明する。実施の形態3は、実施の形態1に対してLED電源装置2−3の構成が異なるものであるが、基本的な動作は実施の形態2と同様である。すなわち実施の形態3のLED電源装置2−3は、実施の形態2のLED電源装置2−2の具体化である。
図9は、実施の形態3のLED電源装置2−3を示す構成図である。実施の形態2の図7に対して、基準電圧発生回路26を追加した。それ以外は、図7と同様である。つまり、図7の電流制限回路17、電圧制御回路21、電流制御回路13を、それぞれ、誤差増幅器25aを用いた電流制限回路25、誤差増幅器21aを用いた電圧制御回路21、誤差増幅器22aを用いた電流制限回路22とした。また図7の2次制御電源生成回路15は省略した。
The LED power supply device 2-3 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the LED power supply device 2-3, but the basic operation is the same as that of the second embodiment. That is, the LED power supply device 2-3 according to the third embodiment is an embodiment of the LED power supply device 2-2 according to the second embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the LED power supply device 2-3 according to the third embodiment. A reference voltage generation circuit 26 is added to FIG. 7 of the second embodiment. The rest is the same as FIG. That is, the current limiting
(1)電圧制御回路21は、誤差増幅器21a、電圧検出用抵抗21b、21cと、基準電圧21dから構成される。基準電圧(Vc)21d(第3基準電圧)は電圧一定制御の設定電圧で、出力コンデンサ10の電圧を抵抗21bと抵抗21cで分圧した電圧値と誤差増幅器21aで比較され、誤差増幅器21aの出力端子から誤差電圧を出力する。
(2)電流制御回路22は、誤差増幅器22a、基準電圧(Va)22b(第1基準電圧)から構成される。基準電圧(Va)22bは電流一定制御の設定電圧で、電流検出抵抗14で検出して得られた電圧値と誤差増幅器22aで比較され、誤差増幅器22aの出力端子から誤差電圧を出力する。
(3)ダイオード23,24は、電圧制御回路21と電流制御回路22の誤差出力をOR回路でフォトカプラ33に伝えるために接続される。抵抗32はフォトカプラ33の1次側ダイオードに定電圧ダイオード34から電流を流すために接続される。
(4)電流制限回路25は誤差増幅器25aと基準電圧(Vb)25b(第2基準電圧)とNPNトランジスタ25cから構成される。電流制限回路25は、電流検出抵抗14の電圧と基準電圧(Vb)25bが“0V”になるようNPNトランジスタ25cのベース電流を制御する。ただし、基準電圧(Vb)25Bより電流検出抵抗14の電圧が低い場合、すなわち、誤差増幅器25aの(+)端子より(−)端子の電圧が低い場合はNPNトランジスタ25cが飽和領域で動作するようなベース電流が流れる。
(1) The
(2) The
(3) The
(4) The current limiting
基準電圧発生回路26は、出力コンデンサ10の電圧を入力し、電流制限用抵抗27と定電圧ダイオード34で精度の高い安定化した電源を生成する。定電圧ダイオード34の電圧は抵抗28、抵抗29、抵抗30、抵抗31の直列回路に印加され、各抵抗の接続点から電圧を取り出す。これらの分圧電圧の低い方からVa、Vb、Vcとして、電流制御回路22の基準電圧Va(22b)、電流制限回路25の基準電圧Vb(25b)および電圧制御回路21の基準電圧Vc(21d)に接続される。
この回路において、電流検出抵抗14の抵抗値をR1とすると、
LEDモジュール3の通常電流値=Va(22b)/R1、
LEDモジュール3の制限電流値=Vb(25b)/R1、
抵抗21bの抵抗値をR2、抵抗21cの抵抗値をR3とすると、
LEDモジュール3非接続時の出力電圧=Vc(21d)×((R2+R3)/R3)
の計算式で設定される。
The reference voltage generation circuit 26 receives the voltage of the
In this circuit, when the resistance value of the
Normal current value of
Limit current value of
When the resistance value of the resistor 21b is R2, and the resistance value of the
Output voltage when
It is set with the following formula.
動作は実施の形態2と同様である。つまり、コネクタA18とコネクタB19が接続され、LEDモジュール3とLED電源装置2−3が接続されている場合、DC−DCコンバータ回路5が動作し出力コンデンサ10に直流電圧を充電する。この充電電圧は電流制御回路22でLEDモジュール3に流れる電流が一定になるような直流電圧値となる。
コネクタA18とコネクタB19が外され、LED電源装置2−3からLEDモジュール3が切り離されると、電圧制御回路21は出力コンデンサ10の電圧を上昇させ一定電圧となるよう制御する。一般的に、一定電圧制御の電圧が一定電流制御時の出力コンデンサ10の電圧より高く設定するのは一定電流制御の制御領域を広く確保するためである。その後、再度コネクタA18とコネクタB19が接続されると、出力コンデンサ10からLEDモジュール3に電流が流れるが、電流制限回路25で設定した電流値を超えないため、LEDモジュール3には過電流が流れない。
The operation is the same as in the second embodiment. That is, when the connector A18 and the connector B19 are connected, and the
When the connector A18 and the connector B19 are disconnected and the
実施の形態3のLED電源装置2−3は、実施の形態2のLED電源装置2−2を具体化した構成であるので、実施の形態2の効果を有する。さらに、LED電源装置2−2は基準電圧発生回路26を有するので、基準電圧の変更を容易に行うことができる効果がある。 The LED power supply device 2-3 according to the third embodiment has the effect of the second embodiment since the LED power supply device 2-2 according to the second embodiment is embodied. Further, since the LED power supply device 2-2 includes the reference voltage generation circuit 26, there is an effect that the reference voltage can be easily changed.
1 商用電源、2−1,2−2,2−3 LED電源装置、3 LEDモジュール、4 整流回路、5 DC−DCコンバータ回路、6 トランス、7 スイッチング素子、8 制御回路、9 2次側整流ダイオード、10 出力コンデンサ、11 制御電源生成回路、12 過電圧検出回路、13 電流制御回路、14 電流検出抵抗、15 2次制御電源生成回路、16 フォトカプラ、17 電流制限回路、18,19 コネクタ、20 ケーブル、21 電圧制御回路、23−1,24 ダイオード、25 電流制限回路、26 基準電圧発生回路、27,28,29,30,31 抵抗、34 定電圧ダイオード。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
商用電源を整流して得られた直流電圧を降圧し、降圧した直流電流を接続された前記LEDモジュールに供給する降圧回路と、
前記LEDモジュールが接続された場合に、前記LEDモジュールと共に直列接続を構成し、前記LEDモジュールに流れるLED電流を検出するLED電流検出部と、
前記LED電流検出部の検出した前記LED電流の値に基づいて、前記LED電流の値が所定の一定値となるように、前記降圧回路に定電流フィードバック制御をさせる電流制御回路と、
前記LEDモジュールが接続された場合に、前記LEDモジュールと、前記LED電流検出部と共に直列接続を構成し、前記LED電流検出部の検出した前記LED電流の値が所定の設定値を超えようとするときに、前記LED電流の値を前記所定の設定値以下に制限する電流リミット回路と、
前記LEDモジュールが接続されていないときの動作中の前記降圧回路の出力電圧が、
前記LEDモジュールが接続されているときに前記電流制御回路が前記LED電流の値が所定の一定値となるように前記降圧回路に定電流フィードバック制御をさせる際の前記降圧回路の出力電圧よりも高い値の所定の一定値となるように、前記降圧回路に定電圧フィードバック制御をさせる電圧制御回路と
を備えたことを特徴とするLED電源装置。 In the LED power supply device in which the LED module is detachably connected and supplies power to the connected LED module,
A step-down circuit that steps down a DC voltage obtained by rectifying a commercial power supply and supplies the stepped-down DC current to the connected LED module;
When the LED module is connected, the LED module is connected in series with the LED module, and an LED current detector that detects the LED current flowing through the LED module;
A current control circuit that causes the step-down circuit to perform constant current feedback control so that the value of the LED current becomes a predetermined constant value based on the value of the LED current detected by the LED current detection unit;
When the LED module is connected, the LED module and the LED current detection unit are connected in series, and the LED current value detected by the LED current detection unit tends to exceed a predetermined set value. A current limit circuit for limiting the value of the LED current to the predetermined set value or less ;
The output voltage of the step-down circuit during operation when the LED module is not connected is
When the LED module is connected, the current control circuit is higher than the output voltage of the step-down circuit when the step-down circuit performs constant current feedback control so that the value of the LED current becomes a predetermined constant value. so that a predetermined constant value of the values, L ED power supply you comprising the <br/> a voltage control circuit for a constant voltage feedback control to the step-down circuit.
前記降圧回路を間欠発振させることにより、 By causing the step-down circuit to oscillate intermittently,
前記LEDモジュールが接続されていないときの動作中の前記降圧回路の出力電圧が、 The output voltage of the step-down circuit during operation when the LED module is not connected is
前記LEDモジュールが接続されているときに前記電流制御回路が前記LED電流の値が所定の一定値となるように前記降圧回路に定電流フィードバック制御をさせる際の前記降圧回路の出力電圧よりも高い値の所定の一定値となるように、前記降圧回路に定電圧フィードバック制御をさせることを特徴とする請求項1に記載のLED電源装置。When the LED module is connected, the current control circuit is higher than the output voltage of the step-down circuit when the step-down circuit performs constant current feedback control so that the value of the LED current becomes a predetermined constant value. The LED power supply device according to claim 1, wherein constant voltage feedback control is performed on the step-down circuit so that the value becomes a predetermined constant value.
前記降圧回路の出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧から前記電流制御回路と、前記電流リミット回路と、前記電圧制御回路とにそれぞれ対応する第1基準電圧と、第2基準電圧と、第3基準電圧とを生成する基準電圧生成回路を備え、
前記電流制御回路は、
前記基準電圧生成回路が生成した前記第1基準電圧をさらに用いて、前記降圧回路にフィードバック制御をさせ、
前記電流リミット回路は、
前記基準電圧生成回路が生成した前記第2基準電圧に基づいて、前記LED電流検出部の検出した前記LED電流の値が所定の設定値を超えるかどうかを判断し、
前記電圧制御回路は、
前記基準電圧生成回路が生成した前記第3基準電圧に基づいて、前記所定の一定値となるように前記降圧回路に前記定電圧フィードバック制御をさせることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のLED電源装置。 The LED power supply device further includes:
An output voltage of the step-down circuit is input, and from the input output voltage, a first reference voltage, a second reference voltage, and a second reference voltage corresponding to the current control circuit, the current limit circuit, and the voltage control circuit, respectively. A reference voltage generating circuit for generating three reference voltages;
The current control circuit is
Further using the first reference voltage generated by the reference voltage generation circuit, causing the step-down circuit to perform feedback control,
The current limit circuit is:
Based on the second reference voltage generated by the reference voltage generation circuit, determine whether the value of the LED current detected by the LED current detection unit exceeds a predetermined set value,
The voltage control circuit includes:
Based on said third reference voltage by the reference voltage generating circuit has generated, any one of claims 1 or 2, characterized in that to the constant voltage feedback control to the step-down circuit so that the predetermined constant value LED power supply according to.
前記LED電流が前記設定値以下の場合には前記LED電流に対してほぼゼロのインピーダンスで前記LED電流を通過させ、前記LED電流が前記設定値を超えようとする場合には、前記LED電流を前記設定値に制限することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のLED電源装置。 The current limit circuit is:
When the LED current is less than or equal to the set value, the LED current is allowed to pass with substantially zero impedance with respect to the LED current, and when the LED current is about to exceed the set value, the LED current is The LED power supply device according to claim 1, wherein the LED power supply device is limited to the set value.
抵抗器であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のLED電源装置。 The LED current detector is
It is a resistor, The LED power supply device in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
動作中の前記降圧回路の出力電圧が所定の設定値に達した場合に、前記降圧回路の動作を停止させる過電圧検出回路を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のLED電源装置。 The LED power supply device further includes:
3. The LED power supply device according to claim 1, further comprising an overvoltage detection circuit that stops the operation of the step-down circuit when an output voltage of the step-down circuit in operation reaches a predetermined set value. .
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