JP6094959B2 - Lighting device and lighting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード(LED)等の固体発光素子を点灯させる点灯装置及びそれを用いた照明器具に関し、特に、異なる負荷に対応した点灯装置及び照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device for lighting a solid light emitting element such as a light emitting diode (LED) and a lighting fixture using the same, and more particularly to a lighting device and a lighting fixture corresponding to different loads.
LED(Light Emitting Diode)等の固体発光素子は、高効率及び長寿命であることから、各種ランプの新しい光源として期待されている。 Solid light emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) are expected to be new light sources for various lamps because of their high efficiency and long life.
LEDランプでは、直列に接続されるLEDの個数を変えることで、様々な光出力をもつLEDランプを作ることができる。ところが、直列に接続されるLEDの個数が変わると、それらの複数のLEDに電流が流れたときに生じる全体としての電圧降下である順方向電圧(Vf)が変わる。従って、様々な光出力をもつLEDランプに対応した点灯装置を作るためには、様々な順方向電圧をLEDに出力できることが要求される。 In LED lamps, LED lamps having various light outputs can be produced by changing the number of LEDs connected in series. However, when the number of LEDs connected in series changes, the forward voltage (Vf), which is the overall voltage drop that occurs when current flows through the plurality of LEDs, changes. Therefore, in order to make a lighting device corresponding to LED lamps having various light outputs, it is required that various forward voltages can be output to the LEDs.
そこで、異なる負荷(つまり、順方向電圧が異なるLEDランプ)に対応した点灯装置として、従来、様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1)。 Therefore, various technologies have been proposed as lighting devices corresponding to different loads (that is, LED lamps having different forward voltages) (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、チョッパ回路を構成するスイッチング素子をオン及びオフさせるタイミングを工夫することで、負荷が異なる場合でも定電流性が損なわれない点灯装置が提案されている。これにより、異なる負荷に対応した点灯装置が実現される。
しかしながら、上記従来の点灯装置では、LEDに流れる電流については一定に保たれるが、LED全体にかかる順方向電圧については負荷が大きくなるとともに大きくなる。そのために、従来の点灯装置では、大きな負荷のLEDランプに対しては、大きな電力を供給することになるために、供給電力に応じて大きな熱を発生し、点灯装置を構成する部品の温度が許容値以上になってしまう可能性がある。 However, in the conventional lighting device, the current flowing through the LED is kept constant, but the forward voltage applied to the entire LED increases as the load increases. For this reason, in the conventional lighting device, a large load of LED lamps is supplied with a large amount of power. Therefore, a large amount of heat is generated according to the supplied power, and the temperature of the components constituting the lighting device is high. There is a possibility of exceeding the allowable value.
ところで、点灯装置は、照明器具に取り付けられて用いられることが多いが、そのような場合には、さらに熱的条件が悪くなる。たとえば、点灯装置を収納している照明器具が密閉構造をもつ場合には、点灯装置の放熱性が悪くなる。また、点灯装置がLEDランプに接近した位置に取り付けられる場合には、点灯装置がLEDランプからの輻射熱の影響を受け、点灯装置を構成する部品の温度がさらに上昇する。さらに、点灯装置とともにLEDランプも照明器具内に密閉される場合には、点灯装置の放熱性がさらに悪くなる。 By the way, the lighting device is often used by being attached to a lighting fixture. In such a case, the thermal condition is further deteriorated. For example, when the lighting fixture that houses the lighting device has a sealed structure, the heat dissipation of the lighting device is deteriorated. In addition, when the lighting device is attached at a position close to the LED lamp, the lighting device is affected by the radiant heat from the LED lamp, and the temperature of the components constituting the lighting device further increases. Further, when the LED lamp is sealed in the lighting fixture together with the lighting device, the heat dissipation of the lighting device is further deteriorated.
その結果、従来の点灯装置では、放熱がうまく行われず、点灯装置を構成する部品の温度が許容値以上になり、場合によっては点灯装置が破損してしまう可能性がある。また、逆に、点灯装置からの輻射熱によりLEDランプが熱せられたり、LEDランプの放熱が効率的に行われなかったりするために、LEDランプを構成するLEDチップの温度が上昇し、LEDチップが劣化してしまう可能性がある。 As a result, in the conventional lighting device, the heat radiation is not performed well, the temperature of the components constituting the lighting device becomes higher than the allowable value, and the lighting device may be damaged in some cases. Conversely, the LED lamp is heated by the radiant heat from the lighting device or the LED lamp is not efficiently dissipated, so the temperature of the LED chip constituting the LED lamp rises and the LED chip is There is a possibility of deterioration.
そのために、照明器具の形態によっては、順方向電圧が大きいLEDランプを使用することができず、そのようなLEDランプを照明器具の適合対象から外さなければならないということが生じ得る。その場合には、異なる負荷(異なる複数のLEDランプ)に適合できる照明器具でありながら、実際には、照明器具の形態によっては照明器具の機能(取り付け可能なLEDランプの種類)が制限されてしまう結果になり得る。 Therefore, depending on the form of the luminaire, it may occur that an LED lamp having a large forward voltage cannot be used, and such an LED lamp must be excluded from the object to which the luminaire is adapted. In that case, although it is a luminaire that can be adapted to different loads (different LED lamps), the function of the luminaire (the type of LED lamp that can be attached) is actually limited depending on the form of the luminaire. Can result.
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、異なる負荷に対応した点灯装置であって、負荷が大きい固体発光素子を点灯する場合であっても、従来よりも発熱が抑えられる点灯装置及び照明器具を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a lighting device corresponding to different loads, and even when a solid light-emitting element with a large load is turned on, heat generation is suppressed more than in the past. It aims at providing a lighting device and a lighting fixture.
上記目的を達成するために、本発明の一形態における点灯装置は、異なる負荷に対応した点灯装置であって、前記負荷として当該点灯装置に接続された固体発光素子に対して、電流を流す点灯回路と、前記固体発光素子に電流が流れているときにおける前記固体発光素子の電圧降下である順方向電圧を検出する順方向電圧検出回路と、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流が前記固体発光素子に流れるように前記点灯回路を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記固体発光素子に流れる電流が、前記点灯装置の電源が投入された直後において、予め定められた初期値となり、その後に時間とともに目標値まで増加するように、前記点灯回路を制御し、前記電流が前記初期値であるときに、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に対応する前記目標値を決定する。 In order to achieve the above object, a lighting device according to an embodiment of the present invention is a lighting device corresponding to different loads, and is a lighting device for supplying a current to a solid-state light emitting element connected to the lighting device as the load. A forward voltage detection circuit that detects a forward voltage that is a voltage drop of the solid state light emitting device when a current flows through the solid state light emitting device, and a forward voltage detected by the forward direction voltage detection circuit And a control circuit that controls the lighting circuit so that a smaller current flows through the solid state light emitting device as the current increases, and the control circuit is configured to supply current to the solid state light emitting device when the lighting device is turned on. Immediately after that, the lighting circuit is controlled so that it becomes a predetermined initial value and then increases to the target value with time, and when the current is the initial value, Determining the target value corresponding to the detected forward voltage at a forward voltage detection circuit.
ここで、前記順方向電圧検出回路は、前記固体発光素子が第1の固体発光素子である場合に、前記順方向電圧として第1の電圧を検出し、前記固体発光素子が前記第1の固体発光素子よりも負荷が大きい第2の固体発光素子である場合に、前記順方向電圧として前記第1の電圧よりも大きい第2の電圧を検出し、前記制御回路は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が前記第1の電圧である場合に、前記固体発光素子に第1の電流が流れるように前記点灯回路を制御し、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が前記第2の電圧である場合に、前記固体発光素子に前記第1の電流よりも小さい第2の電流が流れるように前記点灯回路を制御しもよい。
Here, the forward voltage detection circuit detects a first voltage as the forward voltage when the solid state light emitting element is a first solid state light emitting element, and the solid state light emitting element detects the first solid state element. In the case of the second solid state light emitting device having a load larger than that of the light emitting device, the forward voltage detects a second voltage larger than the first voltage, and the control circuit detects the forward voltage detecting circuit. When the forward voltage detected in
具体的な制御例として、前記制御回路は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流が前記固体発光素子に流れ、かつ、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に依存することなく、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧と前記固体発光素子に流れる電流との積が一定となるように、前記点灯回路を制御してもよい。また、前記制御回路は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流が前記固体発光素子に流れ、かつ、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほど前記固体発光素子の光出力が大きくなるように、前記点灯回路を制御してもよい。 As a specific control example, as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit increases, a smaller current flows through the solid-state light emitting element and the control circuit detects the forward voltage detection circuit. The lighting circuit may be controlled so that the product of the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit and the current flowing through the solid state light emitting element is constant without depending on the forward voltage. . In the control circuit, the larger the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit, the smaller the current flows through the solid-state light emitting element, and the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is You may control the said lighting circuit so that the light output of the said solid light emitting element becomes large, so that it is large.
ここで、前記制御回路はさらに、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が予め定められた範囲内でない場合に、前記固体発光素子に電流が流れないように前記点灯回路を制御する異常判定部を有してもよい。 Here, the control circuit further controls the lighting circuit so that no current flows in the solid state light emitting device when the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is not within a predetermined range. You may have an abnormality determination part.
また、前記制御回路はさらに、外部から与えられる調光信号に依存して前記固体発光素子に流れる電流が変化するように前記点灯回路を制御する調光制御部を有し、前記調光制御部は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に依存して、前記調光信号と前記固体発光素子に流れる電流との関係である調光特性を変えてもよい。 The control circuit further includes a dimming control unit that controls the lighting circuit so that a current flowing through the solid state light emitting element changes depending on a dimming signal given from the outside, and the dimming control unit Depending on the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit, the dimming characteristic which is the relationship between the dimming signal and the current flowing through the solid state light emitting device may be changed.
このとき、調光特性の一例として、前記調光制御部は、前記固体発光素子に流れる電流の最大値が、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さくなるように、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に依存して前記調光特性を変えてもよい。また、前記調光制御部はさらに、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に依存して、前記調光特性における、前記固体発光素子に流れる電流の最小値、及び、前記調光信号の変化に対する前記固体発光素子に流れる電流の変化の割合である傾きの少なくとも一つを変えてもよい。 At this time, as an example of the dimming characteristic, the dimming control unit may be configured such that the maximum value of the current flowing through the solid state light emitting device is smaller as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is larger. The dimming characteristics may be changed depending on the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit. Further, the dimming control unit further depends on a forward voltage detected by the forward voltage detection circuit, and a minimum value of a current flowing through the solid state light emitting element in the dimming characteristics, and the dimming You may change at least 1 of the inclination which is the ratio of the change of the electric current which flows into the said solid light emitting element with respect to the change of a signal.
ここで、前記点灯回路は、直流電圧を入力とし、直列に接続されたスイッチング素子及びインダクタと、前記スイッチング素子がオフのときに前記インダクタに蓄積されていたエネルギーを回生させるためのダイオードとを含み、前記制御回路は、前記スイッチング素子のオンオフを制御することにより、前記点灯回路を制御してもよい。 Here, the lighting circuit includes a switching element and an inductor connected in series with a DC voltage as an input, and a diode for regenerating energy stored in the inductor when the switching element is off. The control circuit may control the lighting circuit by controlling on / off of the switching element.
なお、本発明は、点灯装置として実現できるだけでなく、上記点灯装置を備える照明器具として実現することもできる。 In addition, this invention can be implement | achieved not only as a lighting device but as a lighting fixture provided with the said lighting device.
本発明によれば、異なる負荷に対応した点灯装置であって、負荷が大きい固体発光素子を点灯する場合であっても、従来よりも発熱が抑えられる点灯装置及びそれを備える照明器具が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a lighting device corresponding to a different load, Comprising: Even when it is a case where a solid light emitting element with a big load is lighted, the lighting device which can suppress heat_generation | fever than before, and a lighting fixture provided with the same The
よって、本発明により、各種態様の照明器具に対して幅広く適用できる点灯装置が実現され、固体発光素子を備える照明器具が普及してきた今日において、本発明の実用的価値は極めて高い。 Therefore, according to the present invention, lighting devices that can be widely applied to various types of lighting fixtures have been realized, and today, lighting fixtures including solid-state light emitting elements have become widespread, and the practical value of the present invention is extremely high.
以下、本発明に係る点灯装置及び照明器具について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミングなどは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及び変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, a lighting device and a lighting fixture according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Note that each of the embodiments and modifications described below is a specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, operation timings, and the like shown in the following embodiments and modifications are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments and modifications, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1における点灯装置について説明する。
(Embodiment 1)
First, the lighting device according to
図1は、本発明の実施の形態1における点灯装置1の回路図である。なお、本図には、点灯装置1だけでなく、点灯装置1に交流電力を供給する商用電源2と、点灯の対象となる固体発光素子(ここでは、LED20、つまり、1個以上のLEDチップ)も併せて図示されている(他の実施の形態についても同様)。
FIG. 1 is a circuit diagram of
この点灯装置1は、異なる負荷(ここでは、順方向電圧が異なるLED20)に対応した点灯装置であって、整流回路3、力率改善回路4、コンデンサ5、点灯回路10、Vf検出回路25、及び、制御回路30を備える。なお、本明細書では、「負荷」とは、点灯装置によって点灯される対象、つまり、固体発光素子(本実施の形態では、一例としてのLED、LEDチップ、又は、LEDランプ等)を意味する。また、「負荷が異なる」とは、点灯装置にとっての負荷が異なることを意味し、例えば、固体発光素子に電流を印加したときにおける固体発光素子全体の電圧降下である順方向電圧が異なることを意味する。
The
整流回路3は、商用電源2から供給される交流電力を直流電力に整流する回路であり、例えば、全波整流用のダイオードブリッジである。
The
力率改善回路4は、この点灯装置1の力率を改善する回路であり、例えば、ノイズフィルタをかねたコンデンサとコイルとから構成される。
The power
コンデンサ5は、力率改善回路4の高電位出力端子と低電位出力端子との間に接続された平滑用のコンデンサであり、力率改善回路4から出力される脈流の直流電圧を平滑化する。
The
点灯回路10は、この点灯装置1の負荷として接続されたLED20に対して電流を流す回路の一例であり、ここでは、コンデンサ5の両端に発生する直流電圧を入力とし、LED20に流す電流を生成するDC/DC変換器として機能するチョッパ回路である。この点灯回路10は、ドライブ部11、ダイオード12a及び12b、スイッチング素子13、インダクタ14、コンデンサ15、並びに、抵抗16を備える。
The
スイッチング素子13は、コンデンサ5の両端に発生する直流電圧をチョッピングするスイッチング素子であり、例えば、NMOSトランジスタである。ドライブ部11は、入力された制御信号(ここでは、スイッチング信号)に従ってスイッチング素子13を駆動する駆動回路であり、例えば、スイッチング素子13がNMOSトランジスタである場合におけるゲート信号を発生する回路である。ダイオード12a及び12bは、スイッチング素子13がオフのときに、インダクタ14に蓄積されていたエネルギーを、LED20、抵抗16、ダイオード12b及びインダクタ14の回路ループで回生させるための整流素子である。インダクタ14は、スイッチング素子13がオンのときだけでなくオフのときにもLED20に電流を流すための回生用のコイルである。コンデンサ15は、LED20と並列に接続され、LED20に印加される電圧を平滑化する。抵抗16は、LED20と直列に接続され、LED20を流れる電流(つまり、点灯回路10の出力電流)を検出する抵抗である。ここで検出された信号(抵抗16の電圧降下)は、検出信号bとして、出力制御部31に入力される。
The switching
LED20は、負荷として点灯装置1に接続される固体発光素子の一例であり、例えば、LEDランプの構成する1個のLEDチップ、又は、直列に接続された複数のLEDチップである。
The
Vf検出回路25は、LED20に電流が流れているときにおけるLED20の電圧降下である順方向電圧(つまり、直列に接続された1個以上のLEDチップ全体における順方向電圧Vf)を検出する順方向電圧検出回路の一例である。このVf検出回路25は、直列に接続された2つの抵抗26a及び26bから構成される。直列に接続された2つの抵抗26a及び26bは、点灯回路10の高電位出力端子と点灯回路10の基準電位(つまり、力率改善回路4の低電位出力端子における電位)との間に接続されている。2つの抵抗26a及び26bは、分圧器として機能し、2つの抵抗26a及び26bの接続点(つまり、このVf検出回路25の出力端子)から、LED20の順方向電圧Vfに相当する信号(検出信号a)を出力する。
The
制御回路30は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れるように点灯回路10を制御する回路であり、出力制御部31及びVf判定部32を有する。
The
なお、「順方向電圧が大きいほどより小さな電流が流れる」との関係には、順方向電圧がとり得る範囲のあらゆる領域においてこのような関係が連続的に成立するケースだけに限られず、一部の領域においてこのような関係が成立するケースも含まれる。たとえば、いま、Vf検出回路25は、LED20が第1の負荷である場合に順方向電圧として第1の電圧を検出し、LED20が第1の負荷よりも大きい第2の負荷である場合に順方向電圧として第1の電圧よりも大きい第2の電圧を検出するとする。このとき、制御回路30は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧が第1の電圧である場合に、LED20に第1の電流が流れるように点灯回路10を制御する。そして、制御回路30は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧が第2の電圧である場合に、LED20に第1の電流よりも小さい第2の電流が流れるように点灯回路10を制御する。
Note that the relationship that “the smaller the forward voltage is, the smaller the current flows” is not limited to the case where such a relationship is continuously established in any region where the forward voltage can be taken. The case where such a relationship is established in the region is also included. For example, now, the
Vf判定部32は、Vf検出回路25から送られてくる検出信号aに基づいて、LED20の順方向電圧Vfに対応する制御目標値(つまり、点灯回路10の出力電流の制御目標値)を決定し、その制御目標値を示す制御信号を出力制御部31に出力する。このVf判定部32は、LED20の順方向電圧Vfが大きいほどより小さな出力電流が点灯回路10から出力されるように、制御目標値を決定する。これは、負荷が大きいLEDランプを点灯する場合における点灯装置1での発熱を抑えるためである。
Based on the detection signal a sent from the
図2は、Vf判定部32の動作の一例を説明する図である。ここでは、Vf判定部32に入力される「検出信号a」、Vf判定部32での判定結果である「負荷判定(LED20の負荷の種類)」、Vf判定部32から出力制御部31に出力される「制御信号(制御目標値)」の対応関係がテーブルで示されている。なお、図2において、「検出信号a」が示す順方向電圧として、電圧V4>電圧V3>電圧V2>電圧V1の関係がある。また、「負荷判定」における負荷の大きさとして、負荷Z>負荷Y>負荷Xの関係がある。さらに、「制御信号」が示す制御目標値として、電流Iout_x>電流Iout_y>電流Iout_z>の関係がある。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the
たとえば、Vf判定部32は、入力された検出信号aが示すLED20の順方向電圧が電圧V1〜電圧V2(つまり、電圧V1以上、かつ、電圧V2未満)である場合には、点灯装置1に取り付けられているLED20の負荷が負荷Xであると判定する。その結果、Vf判定部32は、制御目標値として電流Iout_xを示す制御信号を出力制御部31に出力する。同様に、Vf判定部32は、検出信号aが示す順方向電圧が電圧V2〜電圧V3(つまり、電圧V2以上、かつ、電圧V3未満)である場合には、LED20が負荷Yであると判定し、制御目標値として電流Iout_yを示す制御信号を出力制御部31に出力する。同様に、Vf判定部32は、検出信号aが示す順方向電圧が電圧V3〜電圧V4(つまり、電圧V3以上、かつ、電圧V4未満)である場合には、LED20が負荷Zであると判定し、制御目標値として電流Iout_zを示す制御信号を出力制御部31に出力する。このように、Vf判定部32は、LED20の順方向電圧Vfが大きいほどより小さな出力電流が点灯回路10から出力されるような制御信号を出力制御部31に出力する。
For example, when the forward voltage of the
なお、上記判定を行うタイミングの一例として、Vf判定部32は、電源が投入された直後に、判定を行う。ただし、電源投入後にLED20への出力電流を徐々に上昇させてLED20を点灯させるようなソフトスタート制御を行う場合には、Vf判定部32は、初期値としての出力電流がLED20に印加されたときに、上記判定を行うのが好ましい。図3は、ソフトスタート制御における電源投入後の時間(横軸)と、点灯回路10からの出力電流(縦軸)との関係の一例を示す図である。ここでは、出力電流は、電源投入直後では初期値Iout_aに設定され、その後、一定時間が経過した後に、時間とともに目標値Iout_bまで徐々に増加している。このようなソフトスタート制御では、Vf判定部32は、初期値Iout_aの出力電流がLED20に印加されたときに、上記判定を行うのが好ましい。これにより、電源投入後に、予め定められた(ここでは、初期値Iout_aの)出力電流をLED20に印加したときにLED20の負荷の大きさを判定し、その判定結果に従ってLED20に適合した目標値Iout_bの出力電流を供給することが可能になる。
As an example of the timing for performing the above determination, the
出力制御部31は、LED20に流れる電流(言い換えると、点灯回路10からの出力電流)が、Vf判定部32から送られてくる制御信号が示す制御目標値となるようなスイッチング信号を生成し、ドライブ部11に出力する。そのために、出力制御部31は、抵抗16での電圧降下を示す検出信号bの大きさが一定(つまり、制御目標値)となるようなデューティ比をもつPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成する。そして、出力制御部31は、生成したPWM信号をスイッチング信号としてドライブ部11に出力する。
The
次に、以上のように構成された本実施の形態における点灯装置1の動作について、説明する。
Next, the operation of the
商用電源2から供給される交流電圧は、整流回路3で整流されてから、力率改善回路4で力率を高める処理が施され、さらに、コンデンサ5で平滑化された後に、点灯回路10に供給される。点灯回路10に供給された直流電圧は、チョッパ回路を構成する点灯回路10によって所望の直流電圧に変換され、負荷であるLED20に印加される。つまり、点灯回路10では、ドライブ部11からの駆動信号によってスイッチング素子13がオンしたときに、スイッチング素子13、ダイオード12a及びインダクタ14を介してLED20及び抵抗16に電流が流れる。一方、スイッチング素子13がオフしたときには、インダクタ14に蓄積されていたエネルギーがLED20、抵抗16及びダイオード12bで構成される回路ループで回生され、LED20に電流が流れる。これにより、点灯回路10に供給された直流電圧は、ドライブ部11からの駆動信号に同期してチョッピングされるが、チョッピング後にコンデンサ15により平滑化され、LED20に印加される。
The AC voltage supplied from the commercial power source 2 is rectified by the
LED20における順方向電圧は、Vf検出回路25で検出され、検出信号aとして、Vf判定部32に出力される。Vf判定部32では、図2に示されるテーブルに従って制御目標値(つまり、点灯回路10の出力電流)が決定され、その制御目標値を示す制御信号が出力制御部31に出力される。出力制御部31では、点灯回路10からの出力電流が、Vf判定部32から送られてくる制御信号が示す制御目標値となるようなスイッチング信号が生成され、ドライブ部11に出力される。たとえば、点灯装置1に接続されたLED20の順方向電圧が小さい(例えば、負荷Xである)場合は、スイッチング素子13をオンさせるデューティを長くしたPWM信号がドライブ部11に出力される。一方、点灯装置1に接続されたLED20の順方向電圧が大きい(例えば、負荷Zである)場合は、スイッチング素子13をオンさせるデューティを短くしたPWM信号がドライブ部11に出力される。点灯回路10では、出力制御部31からのスイッチング信号に従ってDC/DC変換が行われ、LED20に一定(つまり、制御目標値)の電流が供給される。
The forward voltage in the
このように、LED20の順方向電圧に応じて決定された一定電流がLED20に供給される。このとき、図2に示されるテーブルから分かるように、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れるように定電流制御が行われる。これにより、LEDランプおける順方向電圧の大きさに拘わらず一定電流がLEDランプに供給される従来の点灯装置に比べ、負荷が大きいLEDランプを点灯する場合における点灯装置での発熱が抑えられる。
Thus, a constant current determined according to the forward voltage of the
つまり、従来のような定電流制御では順方向電圧が大きいために消費電力が大きくなるようなLEDランプに対して、本実施の形態によれば、点灯回路10からの出力電流が従来よりも抑えられる。その結果、LEDランプでの消費電力が抑えられ、点灯装置1を構成する回路部品の発熱が抑制される。よって、点灯装置の熱的破壊が回避され、加えて、点灯装置からの輻射熱による悪影響も抑制される。
In other words, according to the present embodiment, the output current from the
また、本実施の形態によれば、LED20の順方向電圧が大きくなるとともにLED20への出力電流を減らし、LED20での消費電力を軽減しているので、LED20自体の発熱も軽減される。よって、LED20(つまり、LEDチップ)の温度上昇による劣化が軽減される。 Moreover, according to this Embodiment, since the forward voltage of LED20 becomes large, the output current to LED20 is reduced and the power consumption in LED20 is reduced, Therefore The heat_generation | fever of LED20 itself is also reduced. Therefore, deterioration due to the temperature rise of the LED 20 (that is, the LED chip) is reduced.
また、本実施の形態によれば、順方向電圧が大きいLED20に対して、点灯装置1での発熱とLED20での発熱とが抑制される。よって、放熱性が悪い密閉構造を持つ照明器具に点灯装置が取り付けられる場合であっても、順方向電圧が大きいLEDランプを適合品とすることができ、さまざまな照明器具の形態に対応することが可能な点灯装置が実現される。
Moreover, according to this Embodiment, with respect to LED20 with a large forward voltage, the heat_generation | fever in the
なお、本実施の形態では、スイッチング素子13は、力率改善回路4の高電位出力端子側に接続されているが、図4に示す変形例のように、スイッチング素子13が力率改善回路4の低電位出力端子側に接続されてもよい。その場合には、本実施の形態におけるドライブ部11は不要となり、出力制御部31からのスイッチング信号で直接、スイッチング素子13が駆動され得る。つまり、図4に示される点灯回路10aでは、出力制御部31からのスイッチング信号によってスイッチング素子13がオンしたときに、ダイオード12a、インダクタ14、LED20及びスイッチング素子13に電流が流れる。一方、スイッチング素子13がオフしたときには、インダクタ14に蓄積されていたエネルギーがLED20及びダイオード12bで構成される回路ループで回生され、LED20に電流が流れる。このような点灯回路10aであっても、上記実施の形態と同様に、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れるような定電流制御が行われる。
In the present embodiment, the switching
また、Vf検出回路25は、本実施の形態では、2つの抵抗26a及び26bで構成されたが、このような回路に限られず、点灯回路10の出力電圧を検出する回路であれば、いかなる回路であってもよい。たとえば、Vf検出回路25は、点灯回路10の高電位出力端子に接続された配線だけで構成されてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、出力制御部31とVf判定部32とは独立した回路であったが、これらは、一つのICで構成されてもよい。これにより、回路が簡素化される。
Further, in the present embodiment, the
(出力電流の制御例1)
次に、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れるようにする電流制御の第一の具体例、つまり、制御回路30の具体的な動作の一例を説明する。
(Output current control example 1)
Next, a first specific example of current control that causes a smaller current to flow through the
ここでは、制御回路30は、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れ、かつ、その順方向電圧に依存することなく、順方向電圧とLED20に流れる電流との積(つまり、出力電力)が一定となるように、点灯回路10を制御する。
Here, the
そのために、Vf判定部32は、Vf検出回路25から送られてくる検出信号aに基づいて、その検出信号aが示す順方向電圧と点灯回路10からの出力電流との積が一定となるように、制御目標値(つまり、点灯回路10の出力電流)を決定する。そして、Vf判定部32は、決定した制御目標値を示す制御信号を出力制御部31に出力する。具体的には、Vf判定部32は、マイクロコンピュータ等で実現され、図5に示されるような順方向電圧(横軸)と制御目標値(縦軸)との関係をテーブル又は計算式で記憶している。そして、Vf判定部32は、その関係を参照することで、検出信号aが示す順方向電圧に対応する制御目標値を決定し、決定した制御目標値を示す制御信号を出力制御部31に出力する。
For this purpose, the
これにより、図6に示されるLED20の順方向電圧(横軸)と点灯回路10の出力電流(縦軸)との関係のように、LED20の順方向電圧に依存することなく、LED20に供給される電力が一定に維持される。よって、LED20での消費電力、言い換えると、LED20の発光量が一定に維持される。また、負荷に依存することなく点灯装置1からの出力電力が一定となるので、負荷に依存することなく点灯装置1(つまり、構成部品)での発熱量が同じになる。
As a result, the
このような、点灯回路10からの出力電力を一定にする制御は、点灯装置1に取り付けられる各種LEDランプについて、明るさの仕様(つまり、消費電力)が同じであるが、製造会社等が異なるために順方向電圧が異なる場合等において、有効である。つまり、点灯装置1に取り付けたLEDランプの順方向電圧が異なっていても、LEDランプへの供給電力(つまり、LEDランプの明るさ)が同一に維持される。
Such control for making the output power from the
また、このような制御は、上記実施の形態における制御と併存することも可能である。たとえば、図2に示される「検出信号a」における各範囲において、対応する「制御信号」で示される制御目標値を中心として出力電流をLED20の順方向電圧に依存して変化させることで、点灯回路10の出力電力が一定になるように制御してもよい。例として、いま、検出信号aが示す順方向電圧が電圧V1〜電圧V2である場合に、順方向電圧と出力電流との積が、常に、平均電圧((V1+V2)/2)と制御目標値(電流Iout_x)との積になるように、Vf判定部32が制御信号を決定してもよい。
Also, such control can coexist with the control in the above embodiment. For example, in each range in the “detection signal a” shown in FIG. 2, the output current is changed depending on the forward voltage of the
これにより、消費電力の仕様が同一であるLEDランプであれば、順方向電圧が異なっていても同じ明るさを確保することができる点灯装置1が実現される。
Thereby, if it is an LED lamp with the same specification of power consumption, even if a forward voltage is different, the
また、LED20(つまり、LEDチップ)は、一般に、温度が上昇すると順方向電圧が低下し光出力効率も低下する。ところが、このような出力電力を一定にする制御によれば、順方向電圧が低下すると、点灯回路10からの出力電流を増大させる制御が行われる。よって、LED20の温度上昇に依存することなく、LED20の光出力が一定に保持される。
In general, the LED 20 (that is, the LED chip) generally decreases in forward voltage and light output efficiency as the temperature rises. However, according to the control for keeping the output power constant, when the forward voltage decreases, control for increasing the output current from the
(出力電流の制御例2)
次に、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れるようにする電流制御の第二の具体例、つまり、制御回路30の具体的な動作の他の一例を説明する。
(Output current control example 2)
Next, a second specific example of current control that causes a smaller current to flow through the
ここでは、制御回路30は、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れ、かつ、順方向電圧が大きいほどLED20の光出力が大きくなるように、点灯回路10を制御する。そのために、図2に示された「制御信号」の3つの制御目標値(Iout_x、Iout_y、Iout_z)は、図7に示される関係となるように、予め設定される。
Here, the
図7は、図2に示された「制御信号」の3つの制御目標値(Iout_x、Iout_y、Iout_z)の関係を示す図、つまり、3つの制御目標値の決定手順を説明する図である。まず、順方向電圧が電圧V1〜電圧V2である負荷Xに対応する制御目標値として、所望の電流Iout_xを決定する。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the three control target values (Iout_x, Iout_y, Iout_z) of the “control signal” shown in FIG. 2, that is, a diagram for explaining the procedure for determining the three control target values. First, a desired current Iout_x is determined as a control target value corresponding to the load X whose forward voltage is the voltage V1 to the voltage V2.
次に、順方向電圧が電圧V2〜電圧V3である負荷Yに対応する制御目標値として、電流Iout_y0よりも大きく、かつ、電流Iout_xよりも小さい範囲で、所望の電流Iout_yを決定する。ここで、電流Iout_y0は、負荷Xに電流Iout_xが流れたときの負荷Xの光出力Lm1と同じ光出力となるために負荷Yに流すべき電流値である。負荷Yに対応する制御目標値として、このような電流Iout_yに設定することで、次の2点が満たされる。つまり、第一に、点灯装置1に負荷Yが取り付けられた場合における点灯回路10からの出力電流Iout_yは、点灯装置1に負荷Xが取り付けられた場合における出力電流Iout_xよりも小さい。第二に、点灯装置1に負荷Yが取り付けられた場合における光出力Lm2は、点灯装置1に負荷Xが取り付けられた場合における光出力Lm1よりも大きい。
Next, a desired current Iout_y is determined in a range larger than the current Iout_y0 and smaller than the current Iout_x as a control target value corresponding to the load Y whose forward voltage is the voltage V2 to the voltage V3. Here, the current Iout_y0 is a current value that should flow through the load Y in order to obtain the same optical output as the optical output Lm1 of the load X when the current Iout_x flows through the load X. By setting such a current Iout_y as a control target value corresponding to the load Y, the following two points are satisfied. That is, first, the output current Iout_y from the
続いて、順方向電圧が電圧V3〜電圧V4である負荷Zに対応する制御目標値として、電流Iout_z0よりも大きく、かつ、電流Iout_yよりも小さい範囲で、所望の電流Iout_zを決定する。ここで、電流Iout_z0は、負荷Yに電流Iout_yが流れたときの負荷Yの光出力Lm2と同じ光出力となるために負荷Zに流すべき電流値である。負荷Zに対応する制御目標値として、このような電流Iout_zに設定することで、次の2点が満たされる。つまり、第一に、点灯装置1に負荷Zが取り付けられた場合における点灯回路10からの出力電流Iout_zは、点灯装置1に負荷Yが取り付けられた場合における出力電流Iout_yよりも小さい。第二に、点灯装置1に負荷Zが取り付けられた場合における光出力Lm3は、点灯装置1に負荷Yが取り付けられた場合における光出力Lm2よりも大きい。
Subsequently, a desired current Iout_z is determined in a range larger than the current Iout_z0 and smaller than the current Iout_y as a control target value corresponding to the load Z whose forward voltage is the voltage V3 to the voltage V4. Here, the current Iout_z0 is a current value that should flow through the load Z in order to obtain the same optical output as the optical output Lm2 of the load Y when the current Iout_y flows through the load Y. By setting such a current Iout_z as a control target value corresponding to the load Z, the following two points are satisfied. That is, first, the output current Iout_z from the
Vf判定部32が、LED20の順方向電圧に応じて、このように設定された3つの制御目標値(Iout_x、Iout_y、Iout_z)のいずれかを示す制御信号を出力制御部31に出力することで、次のことが実現される。つまり、LED20の順方向電圧が大きいほどより小さな電流がLED20に流れ、かつ、順方向電圧が大きいほどLED20の光出力が大きくなる。
The
これにより、点灯装置1に取り付けるLEDランプの負荷が大きいほど、LEDランプからの光出力はより大きくなることが確保される。よって、複数の順方向電圧が異なる負荷(つまり、LEDランプ)を適合負荷にし、かつ、負荷を交換した場合であっても順方向電圧が高い負荷を使用すればより大きな光出力が得られるという機能が確保される。
Thereby, it is ensured that the light output from the LED lamp increases as the load of the LED lamp attached to the
なお、実施の形態1では、図2に示されるように、LED20の順方向電圧から、3種類の負荷のいずれであるかが判定されたが、これに加えて、点灯装置1に取り付けられている負荷が適合負荷であるか否かも判定されてもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, it is determined which of the three types of loads is based on the forward voltage of the
たとえば、Vf判定部32は、図2に示されるテーブルに代えて、図8に示されるテーブルに従って動作してもよい。図8に示されるテーブルでは、「検出信号a」が示す順方向電圧が電圧V1より小さい、又は、電圧V4以上である場合に、「負荷判定」として、「異常」であること、及び、「制御信号」として、「停止」を示すことが登録されている。これにより、Vf判定部32は、検出信号aが示すLED20の順方向電圧が電圧V1より小さい、又は、電圧V4以上である場合には、点灯装置1に取り付けられているLED20の負荷が異常である(つまり、適合負荷でない)と判定する。その結果、Vf判定部32は、点灯回路10の動作の停止を指示する制御信号(例えば、制御目標値(点灯回路10からの出力電流)がゼロであることを示す制御信号)を出力制御部31に出力する。その制御信号を受けた出力制御部31は、スイッチング素子13のオンオフを停止させる(例えば、オフさせる)スイッチング信号をドライブ部11に出力する。これにより、点灯回路10の動作は停止され、点灯回路10からの出力電流はゼロとなる。
For example, the
つまり、制御回路30は、上記実施の形態における機能に加えて、Vf検出回路25で検出された順方向電圧が予め定められた範囲内でない場合にLED20に電流が流れないように点灯回路10を制御する異常判定部を有してもよい。これにより、点灯装置1に取り付けられた負荷の順方向電圧が一定の範囲外であった場合に、異常な負荷が点灯装置1に取り付けられたと判定され、点灯回路10の動作が停止される。よって、間違った負荷(適合しない負荷)が点灯装置1に取り付けられた場合、あるいは、負荷が故障等によって異常状態になった場合等において、点灯装置の動作が自動停止され、安全性が確保される。
That is, in addition to the function in the above embodiment, the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における点灯装置について説明する。
(Embodiment 2)
Next, a lighting device according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
図9は、本発明の実施の形態2における点灯装置1aの回路図である。この点灯装置1aは、実施の形態1の点灯装置1が有する機能に加えて、調光機能を有する。実施の形態1と同じ構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 9 is a circuit diagram of lighting device 1a according to Embodiment 2 of the present invention. This lighting device 1a has a dimming function in addition to the functions of the
なお、本図には、点灯装置1aに調光信号を出力する調光部34も併せて図示されている。調光信号は、点灯装置1aからの出力電流(つまり、LED20の光出力)を指定する信号であり、例えば、直流電圧、又は、PWM信号(つまり、デューティが可変の矩形波)等である。本実施の形態では、調光信号は、PWM信号であるとして、以下、説明する。
In addition, the
点灯装置1aの制御回路30(より厳密には、Vf判定部32a)は、実施の形態1での機能に加えて、調光制御部33を有する。 In addition to the functions in the first embodiment, the control circuit 30 (more strictly speaking, the Vf determination unit 32a) of the lighting device 1a includes a dimming control unit 33.
調光制御部33は、外部(ここでは、調光部34)から与えられる調光信号に依存してLED20に流れる電流が変化するように点灯回路10(つまり、スイッチング素子13のオンオフ)を制御する。このとき、調光制御部33は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧に依存して、調光信号とLED20に流れる電流(つまり、制御目標値)との関係である調光特性を変える。
The dimming control unit 33 controls the lighting circuit 10 (that is, the on / off state of the switching element 13) so that the current flowing through the
具体的には、調光制御部33は、負荷の種類に対応した調光特性を示す調光テーブル(ここでは、3種類の調光テーブル)を保持している。そして、調光制御部33は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧に基づいて点灯装置1に取り付けられている負荷の種類を判定し、判定した負荷の種類に対応する調光テーブルを選択する。選択した調光テーブルを参照することで、調光制御部33は、調光部34からの調光信号に対応する制御目標値を、Vf判定部32aから出力制御部31への制御信号として、出力制御部31に出力する。
Specifically, the dimming control unit 33 holds a dimming table (here, three types of dimming tables) indicating dimming characteristics corresponding to the type of load. Then, the dimming control unit 33 determines the type of load attached to the
図10は、調光制御部33が有する3種類の調光テーブルが示す調光特性の例を示す図である。図10の(a)、(b)及び(c)は、それぞれ、負荷X、負荷Y及び負荷Zに対応する調光テーブル(つまり、調光特性)を示す。各調光テーブルにおいて、横軸は、調光部34からの調光信号のデューティを示し、縦軸は、制御目標値(つまり、点灯回路10からの出力電流)を示す。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of dimming characteristics indicated by the three types of dimming tables included in the dimming control unit 33. 10A, 10B, and 10C show dimming tables (that is, dimming characteristics) corresponding to the load X, the load Y, and the load Z, respectively. In each dimming table, the horizontal axis represents the duty of the dimming signal from the
図10から分かるように、最も小さい負荷Xに対応する制御目標値の上限値は電流Iout_xであり、次に大きい負荷Yに対応する制御目標値の上限値は電流Iout_yであり、最も大きい負荷Zに対応する制御目標値の上限値は電流Iout_zである。なお、3つの電流Iout_x、Iout_y、Iout_zの関係は、上述したように、Iout_x>Iout_y>Iout_zである。つまり、調光制御部33は、LED20に流れる電流の最大値が、Vf検出回路25で検出された順方向電圧が大きいほどより小さくなるように、Vf検出回路25で検出された順方向電圧に依存して調光特性を変える。
As can be seen from FIG. 10, the upper limit value of the control target value corresponding to the smallest load X is the current Iout_x, the upper limit value of the control target value corresponding to the next largest load Y is the current Iout_y, and the largest load Z The upper limit value of the control target value corresponding to is the current Iout_z. Note that the relationship between the three currents Iout_x, Iout_y, and Iout_z is Iout_x> Iout_y> Iout_z as described above. That is, the dimming control unit 33 sets the forward voltage detected by the
なお、制御目標値の下限値は、いずれの調光テーブルにおいても、同じ値(ここでは、電流Iout_min)である。さらに、調光信号のデューティに対する制御目標値の変化における傾き(調光特性における勾配)は、いずれの調光テーブルにおいても、同じである。 Note that the lower limit value of the control target value is the same value (here, current Iout_min) in any dimming table. Further, the gradient (the gradient in the dimming characteristics) in the change of the control target value with respect to the duty of the dimming signal is the same in any dimming table.
このような調光制御部33を備える本実施の形態における点灯装置1aによれば、各種負荷に対応した調光テーブルが選択され、選択された調光テーブルに従って調光が行われる。よって、負荷の電気特性に合わせた細やかな調光制御が可能になる。 According to the lighting device 1a in the present embodiment including such a light control unit 33, a light control table corresponding to various loads is selected, and light control is performed according to the selected light control table. Therefore, fine dimming control according to the electrical characteristics of the load becomes possible.
また、各調光テーブルでは、負荷に流れる電流の上限値について、負荷が大きいほどより小さな電流値に設定され、最大の明るさに調光したときに、負荷大きいほどより小さな電流が負荷に流れるように制御される。よって、本実施の形態においても、実施の形態1と同様の効果が得られる。 In each dimming table, the upper limit value of the current flowing to the load is set to a smaller current value as the load is larger. When the light is adjusted to the maximum brightness, a smaller current flows to the load as the load is larger. To be controlled. Therefore, also in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
さらに、本実施の形態では、各調光テーブルにおける調光特性の勾配(つまり、調光信号の変化に対するLED20に流れる電流の変化の割合である傾き)が負荷の大きさに拘わらず同一に設定されている。よって、操作者が調光部34での操作において徐々に調光度を上げていった場合に、負荷の種類によらず、同程度の変化の割合でLED20が明るくなる。よって、点灯装置1に取り付ける負荷を交換した場合であっても、統一した操作性が確保される。
Furthermore, in this embodiment, the gradient of the dimming characteristics in each dimming table (that is, the gradient that is the ratio of the change in the current flowing through the
なお、調光制御部33が有する調光テーブルの種類としては、図10に示されるものに限定されない。たとえば、図11に示される特性を示す調光テーブルが採用されてもよい。 In addition, as a kind of the light control table which the light control part 33 has, it is not limited to what is shown by FIG. For example, a dimming table showing the characteristics shown in FIG. 11 may be employed.
図11は、本実施の形態の変形例における調光制御部33が有する3種類の調光テーブル(つまり、調光特性)の別の例を示す図である。図11の(a)、(b)及び(c)は、それぞれ、負荷X、負荷Y及び負荷Zに対応する調光テーブル(つまり、調光特性)を示す。負荷が大きいほど制御目標値の上限値が小さい点は、図10の調光テーブルと同じである。 FIG. 11 is a diagram illustrating another example of three types of dimming tables (that is, dimming characteristics) included in the dimming control unit 33 according to the modification of the present embodiment. (A), (b), and (c) of FIG. 11 show dimming tables (that is, dimming characteristics) corresponding to the load X, the load Y, and the load Z, respectively. The point that the upper limit value of the control target value is smaller as the load is larger is the same as the dimming table in FIG.
ただし、図10に示される調光テーブルでは、制御目標値の上限値だけが負荷ごとに異なっているが、図11に示される調光テーブルでは、制御目標値の上限値だけでなく、制御目標値の下限値、及び、調光特性における傾きも、負荷ごとに異なっている。つまり、調光制御部33は、Vf検出回路25で検出された順方向電圧に依存して、調光特性における、LED20に流れる電流の最小値、及び、調光特性における勾配の少なくとも一つを変える。
However, in the dimming table shown in FIG. 10, only the upper limit value of the control target value differs for each load. However, in the dimming table shown in FIG. 11, not only the upper limit value of the control target value but also the control target value. The lower limit of the value and the slope in the dimming characteristics are also different for each load. That is, the dimming control unit 33 determines at least one of the minimum value of the current flowing through the
このような特徴により、図11に示される調光テーブルによれば、図10に示される調光テーブルに比べ、負荷ごとに、点灯回路10の出力電流を細かく設定することができる。よって、調光時において、負荷の電気特性に合わせた細やかな電流制御が可能になる。
With such a feature, according to the dimming table shown in FIG. 11, the output current of the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における照明器具について説明する。
(Embodiment 3)
Next, the lighting fixture in
本実施の形態における照明器具は、上記実施の形態1、2及び変形例のいずれかの点灯装置を備える。
The lighting fixture in this Embodiment is provided with the lighting device in any one of the said
図12の(a)は、本実施の形態における照明器具の一例、つまり、点灯装置51を光源部53とは別に配置した電源別置型の照明器具40の構成を示す図である。この照明器具40は、点灯装置51と光源部53とそれらを接続するリード線57とから構成される。ここでは、光源部53を収納する器具本体50が天井58に埋込配設されている様子が示されている。なお、以下の説明では、「上」及び「下」との表現は、図12における上方向及び下方向を意味する。
(A) of FIG. 12 is a figure which shows an example of the lighting fixture in this Embodiment, ie, the structure of the
器具本体50は、例えばアルミダイカスト等の金属製であって、下端部が開口した有底円筒状に形成される。器具本体50の内側の上底部には、複数(図示では3つ)のLED20と、各LED20が実装された基板54とを備えた光源部53が配設されている。なお、各LED20は、器具本体50の下端部から外部空間に光を照射するために、光の照射向きが下向きとなるように配設されている。また、器具本体50の下端部の開口には、各LED20からの光を拡散するための透光板56が設けられている。天井58の裏面(上面)には、点灯装置51が器具本体50とは別の場所に配設されている。点灯装置51と光源部53との間は、コネクタ60を介してリード線57で配線されている。
The
点灯装置51は、上記実施の形態1、2及び変形例のいずれかの点灯装置を収納している装置である。
The
図12の(b)は、本実施の形態における照明器具の他の一例、つまり、点灯装置51を光源部53とともに器具本体50に内蔵した電源一体型の照明器具41の構成を示す図である。この構成では、基板54の上面に、アルミ板や銅板から成る放熱板61を器具本体50と接触する形で配設されている。これにより、各LED20で発生した熱を放熱板61及び器具本体50を介して外部に逃がすことができる。
FIG. 12B is a diagram illustrating another example of the lighting fixture in the present embodiment, that is, a configuration of a power supply-integrated
以上のように、上記実施の形態及び変形例における点灯装置及び照明器具によれば、LED20の順方向電圧Vfが大きいほどより小さな電流がLED20に流れるように制御される。よって、負荷が大きいLEDランプ等の固体発光素子を点灯する場合であっても、従来よりも発熱が抑えられる点灯装置及び照明器具が実現される。
As described above, according to the lighting device and the lighting fixture in the above-described embodiment and modification, control is performed such that a smaller current flows through the
以上、本発明に係る点灯装置及び照明器具について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及び変形例に施したものや、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれる。 As mentioned above, although the lighting device and lighting fixture which concern on this invention were demonstrated based on embodiment and its modification, this invention is not limited to these embodiment and modification. As long as it does not deviate from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiments and modifications, and forms constructed by combining components in different embodiments and modifications are also included in the present invention. Within one or more embodiments.
たとえば、上記実施の形態では、点灯装置が判別する負荷の種類として、3種類(負荷X、負荷Y、負荷Z)が示されたが、判定される負荷の種類は、このような個数に限定されない。本発明に係る点灯装置は、2種類、あるいは、4種類以上の負荷を判別し、判別した負荷の種類に応じて、出力電流を変化させてもよい。 For example, in the above-described embodiment, three types (load X, load Y, load Z) are shown as the types of loads that are determined by the lighting device. However, the types of loads that are determined are limited to such numbers. Not. The lighting device according to the present invention may determine two types or four or more types of loads and change the output current according to the determined types of loads.
また、上記実施の形態では、点灯回路10及び10aは、平滑用のコンデンサ15を有したが、必ずしも、このようなコンデンサを有していなくてもよい。スイッチング素子13がオンオフするスイッチング周波数が一定以上に高い場合には、高周波の脈流電流がLED20に流れても人間の目にはLED20の発光のちらつきが感じられないからである。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態では、点灯回路10及び10aとして、2つのタイプのチョッパ回路が示されたが、チョッパ回路としては、このようなタイプに限定されない。点灯回路10及び10aとしては、昇圧型、降圧型、及び、昇降圧型チョッパ回路等のあらゆるタイプのチョッパ回路で実現されてもよい。さらに、点灯回路10及び10aは、チョッパ回路に限定されない。制御回路30からの制御の下でLED20に出力する電流を制御できる外部制御可能な電流源であれば、いかなる回路であってもよい。
In the above embodiment, two types of chopper circuits are shown as the
また、上記実施の形態では、点灯装置1は、商用電源2からの交流電力で駆動されたが、バッテリ及び発電装置等からの直流電力で駆動されてもよい。そのようなケースでは、整流回路3、力率改善回路4、及び、コンデンサ5等は、不要となる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態では、固体発光素子として、LED20が採用されたが、半導体レーザ、有機EL(Electro Luminescence)又は無機EL等の固体発光素子が採用されてもよい。
In the above embodiment, the
本発明は、発光ダイオード(LED)等の固体発光素子を点灯させる点灯装置及びそれを用いた照明器具として利用できる。特に、本発明は、異なる負荷に対応した点灯装置であって、負荷が大きい固体発光素子を点灯する場合であっても、従来よりも発熱が抑えられる点灯装置及び照明器具として利用できる。たとえば、本発明は、LEDランプ用の点灯装置及び照明器具として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a lighting device for lighting a solid light emitting element such as a light emitting diode (LED) and a lighting fixture using the same. In particular, the present invention is a lighting device corresponding to different loads, and can be used as a lighting device and a lighting fixture that can suppress heat generation as compared with the related art even when a solid light emitting element with a large load is turned on. For example, the present invention can be used as a lighting device and a lighting fixture for an LED lamp.
1、1a、51 点灯装置
2 商用電源
3 整流回路
4 力率改善回路
5、15 コンデンサ
10、10a 点灯回路
11 ドライブ部
12a、12b ダイオード
13 スイッチング素子
14 インダクタ
16、26a、26b 抵抗
20 LED
25 Vf検出回路
30 制御回路
31 出力制御部
32、32a Vf判定部
33 調光制御部
34 調光部
40、41 照明器具
50 器具本体
53 光源部
54 基板
56 透光板
57 リード線
58 天井
60 コネクタ
61 放熱板
DESCRIPTION OF
25
Claims (10)
前記負荷として当該点灯装置に接続された固体発光素子に対して、電流を流す点灯回路と、
前記固体発光素子に電流が流れているときにおける前記固体発光素子の電圧降下である順方向電圧を検出する順方向電圧検出回路と、
前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が大きいほどより小さな電流が前記固体発光素子に流れるように前記点灯回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記固体発光素子に流れる電流が、前記点灯装置の電源が投入された直後において、予め定められた初期値となり、その後に時間とともに目標値まで増加するように、前記点灯回路を制御し、前記電流が前記初期値であるときに、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に対応する前記目標値を決定する、点灯装置。 A lighting device for different loads,
A lighting circuit for passing a current to the solid state light emitting device connected to the lighting device as the load;
A forward voltage detection circuit that detects a forward voltage that is a voltage drop of the solid state light emitting device when a current flows through the solid state light emitting device;
A control circuit that controls the lighting circuit so that a smaller current flows through the solid state light emitting element as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit increases .
The control circuit sets the lighting circuit so that the current flowing through the solid state light emitting element becomes a predetermined initial value immediately after the lighting device is turned on and then increases to a target value with time. A lighting device that controls and determines the target value corresponding to the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit when the current is the initial value .
前記制御回路は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が前記第1の電圧である場合に、前記固体発光素子に第1の電流が流れるように前記点灯回路を制御し、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧が前記第2の電圧である場合に、前記固体発光素子に前記第1の電流よりも小さい第2の電流が流れるように前記点灯回路を制御する
請求項1記載の点灯装置。 The forward voltage detection circuit detects a first voltage as the forward voltage when the solid state light emitting element is a first solid state light emitting element, and the solid state light emitting element is detected by the first solid state light emitting element. A second voltage greater than the first voltage is detected as the forward voltage when the second solid-state light emitting device has a large load.
The control circuit controls the lighting circuit so that a first current flows through the solid state light emitting device when the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is the first voltage, When the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is the second voltage, the lighting circuit is controlled so that a second current smaller than the first current flows through the solid state light emitting device. The lighting device according to claim 1.
請求項1又は2記載の点灯装置。 In the control circuit, the larger the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit, the smaller the current flows through the solid state light emitting device, and the control circuit depends on the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit. The lighting device according to claim 1 or 2, wherein the lighting circuit is controlled so that a product of a forward voltage detected by the forward voltage detection circuit and a current flowing through the solid state light emitting element is constant.
請求項1又は2記載の点灯装置。 In the control circuit, as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit increases, a smaller current flows through the solid-state light emitting element, and as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit increases, The lighting device according to claim 1, wherein the lighting circuit is controlled so that a light output of the solid state light emitting device is increased.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の点灯装置。 The control circuit further includes an abnormality determination unit that controls the lighting circuit so that no current flows through the solid state light emitting device when the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is not within a predetermined range. The lighting device according to any one of claims 1 to 4.
前記調光制御部は、前記順方向電圧検出回路で検出された順方向電圧に依存して、前記調光信号と前記固体発光素子に流れる電流との関係である調光特性を変える
請求項1〜5のいずれか1項に記載の点灯装置。 The control circuit further includes a dimming control unit that controls the lighting circuit so that a current flowing through the solid state light emitting device changes depending on a dimming signal given from the outside,
The dimming control unit changes a dimming characteristic that is a relationship between the dimming signal and a current flowing through the solid state light emitting device, depending on a forward voltage detected by the forward voltage detection circuit. The lighting device according to any one of?
請求項6記載の点灯装置。 The dimming control unit is detected by the forward voltage detection circuit such that the maximum value of the current flowing through the solid state light emitting element is smaller as the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit is larger. The lighting device according to claim 6, wherein the dimming characteristic is changed depending on a forward voltage.
請求項7記載の点灯装置。 The dimming control unit further depends on the forward voltage detected by the forward voltage detection circuit, and the minimum value of the current flowing through the solid-state light emitting element in the dimming characteristics, and the dimming signal The lighting device according to claim 7, wherein at least one of inclinations, which is a rate of change of current flowing through the solid state light emitting device with respect to change, is changed.
前記制御回路は、前記スイッチング素子のオンオフを制御することにより、前記点灯回路を制御する
請求項1〜8のいずれか1項に記載の点灯装置。 The lighting circuit includes a DC voltage as an input, and includes a switching element and an inductor connected in series, and a diode for regenerating energy stored in the inductor when the switching element is OFF,
The lighting device according to claim 1, wherein the control circuit controls the lighting circuit by controlling on / off of the switching element.
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