JP4995777B2 - LED lighting device, LED lamp, and LED lighting method - Google Patents
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Description
本発明は、LED用の点灯装置とLEDランプ、およびLEDの点灯方法に関し、特に位相制御調光器からの電力供給を受ける場合の点灯制御技術に関する。 The present invention relates to an LED lighting device, an LED lamp, and an LED lighting method, and more particularly, to a lighting control technique in the case of receiving power supply from a phase control dimmer.
近年、地球温暖化の防止を図るために省エネルギ化が求められており、これに応えるべく照明分野においても、従来の白熱電球などに比べて高いエネルギ効率が実現可能なLED(Light Emitting Diode)を光源に用いたランプ(以下では、「LEDランプ」と記載する。)が研究開発されている(例えば、特許文献1、2などを参照)。
In recent years, energy saving has been demanded in order to prevent global warming, and in order to meet this demand, LEDs (Light Emitting Diodes) that can achieve higher energy efficiency than conventional incandescent bulbs in the lighting field as well. Has been researched and developed (see, for example,
ところで、LEDランプを、従来の白熱電球の代替として普及させて行こうとする場合には、調光点灯への対応も必要となる。従来の白熱電球を対象とする調光器は、位相制御方式を用いたものが代表的であり、ユーザが調光ボリュームを操作することにより、白熱電球へのAC入力エネルギが増減する。高温雰囲気下での使用では、LED点灯方法としてフィードバック形の定電流方式が用いられるのが一般的であり、AC入力エネルギが小さくなっても定電流、即ち、一定の光束を維持しようとする(例えば、松下電器産業製のインテリジェントパワーデバイス:MIP55XX)。このため、調光器の調光ボリュームに対応して光束を可変するためには、制御コントローラが新たに必要となる。 By the way, when it is going to spread and use an LED lamp as a substitute of the conventional incandescent lamp, the response | compatibility to dimming lighting is also needed. A conventional dimmer for an incandescent bulb typically uses a phase control method, and the AC input energy to the incandescent bulb increases or decreases when the user operates the dimming volume. When used in a high temperature atmosphere, a feedback type constant current method is generally used as an LED lighting method, and a constant current, that is, a constant luminous flux is maintained even when the AC input energy is reduced ( For example, an intelligent power device manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd .: MIP55XX). For this reason, a control controller is newly required to vary the luminous flux corresponding to the dimming volume of the dimmer.
このような制御コントローラは、動作基準電圧V0(例えば、5[V])が必要となり、この動作基準電圧V0を下回るとLEDの点灯動作が不安定となり、調光動作が困難となる。
上記のような問題に対し、交流波形における欠落部分に対応する期間はLEDを消灯し、見かけ上はPWM制御を行うLED用の点灯装置(例えば、特許文献3を参照。)や、交流波形の欠落部分の増減に伴いLEDへのパルス幅を変化させてLEDへの印加電圧を閾値以上に維持するLED用の点灯装置(例えば、特許文献4を参照。)などが提案されている。
In response to the above problems, the LED is turned off during the period corresponding to the missing portion in the AC waveform, and the LED lighting device that performs PWM control in appearance (see, for example, Patent Document 3) or the AC waveform. There has been proposed an LED lighting device (see, for example, Patent Document 4) that changes the pulse width to the LED in accordance with the increase / decrease of the missing portion and maintains the voltage applied to the LED at or above a threshold value.
しかしながら、上記特許文献3、4で提案されているLED用の点灯装置を用いる場合には、AC入力エネルギが小さくなった場合、LEDにおいて、視覚上のちらつきが目立つという問題を生じる。即ち、上記特許文献3、4で提案されているLED用の点灯装置では、AC入力エネルギが小さくなればなるほど、LEDへの印加パルスの間隔が広くなってしまい、LEDが消灯している期間が長くなる。このため、これら提案のLED用の点灯装置を用いる場合には、AC入力エネルギが小さくなった場合に、LEDにおいて、視覚上のちらつきが目立ってしまうことになる。 However, when the LED lighting device proposed in Patent Documents 3 and 4 is used, there is a problem that visual flicker is conspicuous in the LED when the AC input energy is reduced. That is, in the LED lighting device proposed in Patent Documents 3 and 4, the smaller the AC input energy, the wider the interval between pulses applied to the LED, and the longer the LED is off. become longer. For this reason, when these LED lighting devices are used, when the AC input energy decreases, visual flickering becomes noticeable in the LED.
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、LED光源を用いることにより省エネルギ化を図ることができ、且つ、既存の位相制御方式による調光を行う場合にも、視覚上のちらつきが少ないLED用の点灯装置とLEDランプ、およびLEDの点灯方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and can save energy by using an LED light source, and also when performing dimming by an existing phase control method, An object of the present invention is to provide an LED lighting device, an LED lamp, and an LED lighting method with less visual flicker.
本発明は、上記目的を達成するために、次の構成を採用する。
本発明に係るLED用の点灯装置は、位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を直流電力に変換して、直並列接続されてなる複数のLEDへと供給する装置であって、直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、LEDへの直流電力の供給制御を行う制御部と、直流電力の供給先を、複数のLEDの全てと、複数のLEDの中の直列接続された一部のLEDとの間で切り替えを行う切替部とを有する。そして、制御部は、電圧検出部で検出された電圧値(以下では、「検出電圧値」と記載する。)を取得し、この検出電圧値と、予め設定されている(動作)基準電圧値とを比較する。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The LED lighting device according to the present invention receives supply of phase-controlled power in a phase control dimmer, converts the supplied power into direct current power, and supplies it to a plurality of LEDs connected in series and parallel. A device for detecting a voltage value of DC power, a control unit for controlling supply of DC power to the LED, a supply destination of DC power, all of the plurality of LEDs, and a plurality of LEDs And a switching unit that switches between some of the LEDs connected in series. Then, the control unit acquires the voltage value (hereinafter referred to as “detected voltage value”) detected by the voltage detection unit, and the detected voltage value and a preset (operation) reference voltage value. And compare.
本発明に係る点灯装置では、上記比較の結果、検出電圧値が動作基準電圧値よりも高い場合、制御部が切替部に対して、直流電力の供給先を複数のLEDの全てとする指令を発し、且つ、定電流制御により複数のLEDの全てを定電流制御により直流電力を供給し点灯させる(定電流制御モード)。一方、検出電圧値が動作基準電圧値以下である場合、制御部は切替部に対して、直流電力の供給先を上記一部のLEDとする指令を発し、且つ、当該一部のLEDを上記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により直流電力を供給して点灯させる(電圧制御モード)。 In the lighting device according to the present invention, as a result of the comparison, when the detected voltage value is higher than the operation reference voltage value, the control unit instructs the switching unit to supply all of the plurality of LEDs with the DC power supply destination. In addition, all of the plurality of LEDs are turned on by constant current control and supplied with DC power by constant current control (constant current control mode). On the other hand, when the detected voltage value is equal to or less than the operation reference voltage value, the control unit issues a command to the switching unit to set the supply destination of DC power to the some LEDs, and the some LEDs are DC power is supplied and lit by voltage control according to the voltage value of the DC power (voltage control mode).
また、本発明に係るLEDランプは、直並列接続された複数のLEDと、位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を直流電力に変換して複数のLEDに対し供給する点灯装置とを有する照明装置である。そして、本発明に係るLEDランプでは、点灯装置として、上記本発明に係るLED用の点灯装置が適用されている。
また、本発明に係るLEDの点灯方法は、位相制御調光器において位相制御された電力を直流電力に変換し、当該直流電力を直並列接続されてなる複数のLEDへと供給して点灯駆動させる点灯方法である。そして、本発明に係るLEDの点灯方法は、直流電力の電圧値を検出する電圧値検出ステップと、LEDへの直流電力の供給制御を行う制御ステップと、直流電力の供給先を、複数のLEDの全てと、複数のLEDの中の直列接続された一部のLEDとの間で切り替える切替ステップとを有する。
In addition, the LED lamp according to the present invention receives a plurality of LEDs connected in series and parallel and a phase-controlled power supplied from a phase control dimmer, converts the supplied power into DC power, and converts it into a plurality of LEDs. The lighting device has a lighting device to be supplied. And in the LED lamp which concerns on this invention, the lighting device for LED which concerns on the said this invention is applied as a lighting device.
The LED lighting method according to the present invention converts the phase-controlled power in the phase control dimmer into DC power, and supplies the DC power to a plurality of LEDs connected in series and parallel to drive the LED. It is a lighting method. The LED lighting method according to the present invention includes a voltage value detection step for detecting a voltage value of DC power, a control step for controlling supply of DC power to the LED, and a supply destination of DC power. And a switching step of switching between some of the plurality of LEDs connected in series.
本発明に係る点灯方法の制御ステップでは、電圧検出ステップで検出された電圧値(検出電圧値)を取得し、検出電圧値と、予め設定されている動作基準電圧値との比較を実行する。
本発明に係る点灯方法では、上記比較の結果、検出電圧値が動作基準電圧値よりも高い場合、切替ステップにおいて、直流電力の供給先を複数のLEDの全てとし、当該複数のLEDの全てを定電流制御により点灯させる。一方、検出電圧値が動作基準電圧値以下である場合には、切替ステップにおいて直流電力の供給先を上記一部のLEDとし、当該一部のLEDを、上記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる。
In the control step of the lighting method according to the present invention, the voltage value (detected voltage value) detected in the voltage detecting step is acquired, and the detected voltage value is compared with a preset operation reference voltage value.
In the lighting method according to the present invention, when the detected voltage value is higher than the operation reference voltage value as a result of the comparison, in the switching step, the supply destination of DC power is all of the plurality of LEDs, and all of the plurality of LEDs are Lights by constant current control. On the other hand, when the detected voltage value is equal to or less than the operation reference voltage value, the DC power supply destination is the some LEDs in the switching step, and the some LEDs are voltages corresponding to the DC power voltage values. Turn on by control.
上述のように、本発明に係る点灯装置では、位相制御された入力電力を整流平滑し、複数のLEDの全て、あるいは一部のLEDに供給する。このため、本発明に係る点灯装置を用いる場合には、脈流直流電力をLEDに供給する場合と異なり、電圧値がLEDの動作開始電圧付近まで低下しても、視覚上のちらつきを生じることがない。
また、本発明に係る点灯装置では、制御部が検出電圧値と動作基準電圧値とを比較し、その結果に基づいて、切替部が直流電力の供給先を切り替え、当該供給先のLEDを点灯させる。ここで、全てのLEDを点灯させる際には、定電流制御方式が適用され、一部のLEDを点灯させる際には、直流電力の電圧値に応じた電圧制御方式が適用される。よって、本発明に係る点灯装置では、LEDの点灯について、位相制御調光器により制御された入力電力に基づき、白熱電球の代替として望ましい調光点灯を実現することができる。
As described above, in the lighting device according to the present invention, the phase-controlled input power is rectified and smoothed and supplied to all or some of the plurality of LEDs. For this reason, when using the lighting device according to the present invention, unlike when supplying pulsating direct current power to the LED, even if the voltage value drops to near the operation start voltage of the LED, visual flickering occurs. There is no.
Further, in the lighting device according to the present invention, the control unit compares the detected voltage value with the operation reference voltage value, and based on the result, the switching unit switches the supply destination of the DC power and lights the LED of the supply destination. Let Here, when lighting all the LEDs, a constant current control method is applied, and when turning on some of the LEDs, a voltage control method according to the voltage value of the DC power is applied. Therefore, the lighting device according to the present invention can realize dimming lighting desirable as an alternative to the incandescent bulb based on the input power controlled by the phase control dimmer.
上記特許文献3、4に係る従来の点灯装置では、AC入力エネルギが小さくなればなるほど、LEDへの印加パルスの間隔が広くなってしまい、視覚上のちらつきが目立ってしまう。これに対して、本発明に係る点灯装置では、上記特許文献3、4のような見かけ上のPWM制御を行うものではなく、上述のように、AC入力エネルギが小さくなった場合にも、視覚上のちらつきという問題を生じ難い。 In the conventional lighting devices according to Patent Documents 3 and 4, the smaller the AC input energy, the wider the interval between pulses applied to the LED, and the visual flicker becomes conspicuous. On the other hand, the lighting device according to the present invention does not perform the apparent PWM control as in Patent Documents 3 and 4 described above, and even when the AC input energy becomes small as described above, Difficult to cause the above flicker problem.
また、本発明に係る点灯装置では、LEDを対象とするものであるので、白熱電球などよりも省エネルギ化が図られる。
以上より、本発明に係る点灯装置は、LED光源を用いることにより省エネルギ化を図ることができ、且つ、既存の位相制御方式による調光を行う場合にも、視覚上のちらつきが少ない。
In addition, since the lighting device according to the present invention is intended for LEDs, energy saving can be achieved as compared with incandescent bulbs.
As described above, the lighting device according to the present invention can save energy by using the LED light source, and there is little visual flicker even when the light control is performed by the existing phase control method.
本発明に係るLEDランプでは、点灯装置として上記本発明に係る点灯装置を備えるので、上記同様の効果を有する。
本発明に係るLEDの点灯方法では、制御ステップでの比較結果に基づいて、切替ステップにおいて、直流電力の供給先を複数のLEDの全てと、その中の直列接続された一部のLEDとを切り替え、各々定電流制御モードと電圧制御モードとで点灯駆動を実行する。よって、本発明に係る点灯方法では、上述の点灯装置と同様の効果を奏することができる。
Since the LED lamp according to the present invention includes the lighting device according to the present invention as the lighting device, the same effect as described above is obtained.
In the LED lighting method according to the present invention, on the basis of the comparison result in the control step, in the switching step, all of the plurality of LEDs and a part of the LEDs connected in series are supplied to the DC power supply destination. Switching is performed, and lighting driving is executed in each of the constant current control mode and the voltage control mode. Therefore, in the lighting method according to the present invention, the same effects as those of the lighting device described above can be achieved.
本発明に係る点灯装置、LEDランプおよび点灯方法では、次のようなバリエーションを採用することができる。
上記本発明に係る点灯装置およびLEDランプでは、制御部がマイコン回路を含んでなり、切替部がマルチプレクサを含んでなる、という構成を採用することができる。ここで、マイコン回路は 検出電圧値と基準電圧値とを比較演算する回路であり、マルチプレクサは、マイコン回路での比較結果に基づき、複数のLEDの全てと、一部のLEDとの何れかを選択的に切り替える。
In the lighting device, the LED lamp, and the lighting method according to the present invention, the following variations can be adopted.
In the lighting device and the LED lamp according to the present invention, a configuration in which the control unit includes a microcomputer circuit and the switching unit includes a multiplexer can be employed. Here, the microcomputer circuit is a circuit that compares the detected voltage value and the reference voltage value, and the multiplexer is based on the comparison result in the microcomputer circuit and selects all of the plurality of LEDs or some of the LEDs. Selectively switch.
また、上記本発明に係る点灯装置およびLEDランプでは、ノーマルクローズのマルチプレクサを適用することもできる。
また、上記本発明に係る点灯装置およびLEDランプでは、電圧検出部とLEDへの直流電力の出力端との間の電力流通路中に、LEDドライバが挿設されている、という構成を採用することができる。ここで、LEDドライバは、制御部からの指令に基づき、定電流制御と電圧制御とを選択的に実行する。
In the lighting device and the LED lamp according to the present invention, a normally closed multiplexer can be applied.
Further, the lighting device and the LED lamp according to the present invention employ a configuration in which an LED driver is inserted in the power flow path between the voltage detection unit and the output terminal of the DC power to the LED. be able to. Here, the LED driver selectively executes constant current control and voltage control based on a command from the control unit.
また、上記本発明に係る点灯装置およびLEDランプでは、制御部に対して、3.3[V]以上であって、LEDの直列接続数と、LEDの定格電圧の1/2の値との積以下である電圧値が、動作基準電圧値として予め設定されている、という構成を採用することができる。
また、上記本発明銘に係る点灯装置およびLEDランプでは、検出電圧値がEDの動作開始電圧よりも低くなった場合に、制御部がLEDへの直流電力の供給を停止する旨の指令を出力する、という構成を採用することができる。
Further, in the lighting device and the LED lamp according to the present invention, the control unit is 3.3 [V] or more, and the number of LEDs connected in series and the value of 1/2 of the rated voltage of the LED A configuration in which a voltage value equal to or less than the product is preset as an operation reference voltage value can be employed.
In addition, in the lighting device and the LED lamp according to the present invention, when the detected voltage value is lower than the operation start voltage of the ED, the control unit outputs a command to stop the supply of DC power to the LED. It is possible to adopt a configuration of performing.
また、上記本発明に係るLEDランプでは、電力の供給端としての給電用口金と、給電用口金が一端の口部に接合され、内方に前記点灯回路が収納されたケースと、ケースの他端に接合され、複数のLEDを覆う透光性カバーとを有する、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係るLEDランプでは、ケースが、樹脂材料、または銅、アルミニウム、鉄の内から選択される少なくとも一種、若しくはこれらを含む合金、またはこれらの組み合わせにより構成されている、という構成を採用することができる。
Further, in the LED lamp according to the present invention, a power supply base as a power supply end, a case where the power supply base is joined to the mouth of one end, and the lighting circuit is accommodated inward, and the other case The structure of having a translucent cover that is bonded to the end and covers the plurality of LEDs can be employed.
In the LED lamp according to the present invention, the case is configured by a resin material, or at least one selected from copper, aluminum, and iron, or an alloy including these, or a combination thereof. Can be adopted.
また、上記本発明に係るLEDランプでは、給電用口金として、エジソンベース口金を適用することができる。
上記本発明に係る点灯方法では、制御ステップが、検出電圧値と基準電圧値とを比較演算する演算サブステップと、演算サブステップでの比較結果に基づき、複数のLEDの全てを定電流制御で直流電力を供給する定電流制御モードと、一部のLEDを電圧制御で直流電力を供給する電圧制御モードとを選択するモード選択サブステップとを有する、という構成を採用することができる。
Further, in the LED lamp according to the present invention, an Edison base can be applied as a power supply cap.
In the lighting method according to the present invention, the control step performs constant current control on all of the plurality of LEDs based on the calculation substep for comparing and calculating the detected voltage value and the reference voltage value and the comparison result in the calculation substep. It is possible to adopt a configuration including a constant current control mode for supplying DC power and a mode selection substep for selecting a voltage control mode for supplying DC power to some LEDs by voltage control.
また、上記本発明に係る点灯方法では、直流電力をLEDへと供給するに際して、検出電圧値と動作基準電圧値との比較結果に基づき、定電流制御モードと電圧制御モードとを選択する制御方式選択ステップを有する、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係る点灯方法では、3.3[V]以上であって、LEDの直列接続数と、LEDの定格電圧の1/2の値との積以下である電圧値を、制御ステップにおける基準電圧値として採用する、という構成を採用することができる。
In the lighting method according to the present invention, a control method for selecting a constant current control mode and a voltage control mode based on a comparison result between the detected voltage value and the operation reference voltage value when supplying DC power to the LED. A configuration having a selection step can be employed.
Moreover, in the lighting method according to the present invention, a voltage value that is 3.3 [V] or more and less than or equal to the product of the number of LEDs connected in series and a value that is 1/2 of the rated voltage of the LED is controlled. A configuration of adopting the reference voltage value in the step can be employed.
また、上記本発明に係る点灯方法では、制御ステップにおいて、検出電圧値が、LEDの動作開始電圧よりも低くなった場合、LEDへの直流電力の供給を停止する、という構成を採用することができる。 Further, in the lighting method according to the present invention, it is possible to employ a configuration in which, in the control step, when the detected voltage value becomes lower than the operation start voltage of the LED, the supply of DC power to the LED is stopped. it can.
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外において、何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
1.LEDランプ1の全体構成
本実施の形態に係るLEDランプ1の全体構成について、図1を用い説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to an example. The form used in the following description is an example used for easy understanding of the configuration, operation, and effect of the present invention, and the present invention is not limited to the following form except for its essential features. Not receive.
1. Whole structure of
図1に示すように、LEDランプ1は、透光性カバーとしてのグローブ30と、筒型のヒートシンク20と、漏斗状のケース40とエジソンベースの口金50との組み合わせを以って、その外観が構成されている。ヒートシンク20におけるZ軸方向上側の表面上には、LEDユニット10が載置固定されており、ドーム状のグローブ30内により外側が覆われている。
As shown in FIG. 1, the
ケース40内には、点灯回路60が収納されている。点灯回路60は、リード70によりLEDユニット10と接続が図られており、口金50の両極とも図示を省略するリードにより接続が図られている。ヒートシンク20は、例えば、銅(Cu)やアルミニウム(Al)や鉄(Fe)、またはそれらの合金、あるいはそれらにフィラーを混ぜた樹脂などにより形成されている。これより、LEDランプ1の発光駆動によりLEDユニット10から発生した熱が、ヒートシンク20へと伝達され、外部へと放出される。
A
2.LEDユニット10の構成
LEDランプ1の構成要素のうち、発光源としてのLEDユニット10の構成について、図2を用い説明する。図2は、LEDユニット10を図1におけるZ軸方向上側から平面視した図である。
図2に示すように、LEDユニット10は、矩形状の基板11の一方の主面上に12個のLED素子L11〜L43が実装された構成を有する。12個のLED素子L11〜L43は、3直4並に接続されている。即ち、LED素子L11〜L13、LED素子L21〜L23、LED素子L31〜L33、LED素子L41〜L43、それぞれにおいて直列接続されてなる構成を有し、互いに並列接続されている。
2. Configuration of
As shown in FIG. 2, the
LEDユニット10では、LED素子L11〜L13からなる群が、基板11上の配線12、13に接続されており、残りのLED素子L21〜L43は、配線13、14に接続されている。図1に示す3本のリード70は、配線12〜14のそれぞれに接続されている。
3.LEDランプ1における回路構成
LEDランプ1の回路構成について、図3を用い説明する。
In the
3. Circuit Configuration of
図3に示すように、LEDランプ1の口金50に対しては、交流電源500からの交流電力が、位相制御調光器510を介して供給される。即ち、LEDランプ1の口金50には、位相制御された電力であって、位相制御調光器510における調光ボリューム(図示を省略。)によりAC入力エネルギが所定値に設定された電力が供給されることになる。
口金50には、ラインフィルタ回路61を介して、2つの整流平滑回路62、63が接続されている。一方の整流平滑回路62は、LEDドライバ回路64に接続されており、他方の整流平滑回路63は、マイコン回路65に接続されている。整流平滑回路62とLEDドライバ回路64との間の電力流通路中には、電圧降圧回路66が介挿されており、電圧降圧回路66からは電圧値に関する信号(以下では、「検出電圧信号」と記載する。)がマイコン回路65に対して出力される構成となっている。
As shown in FIG. 3, AC power from the
Two rectifying and smoothing
また、マイコン回路65からは、LEDドライバ回路64に対して調光に係る信号(以下では、「調光信号」と記載する。)が出力される構成となっている。LEDドライバ回路64には、リード70aを介してLEDユニット10に接続されているとともに、マルチプレクサ67に接続されている。マルチプレクサ67は、ノーマルクローズタイプであって、定常状態では、リード70bおよびリード70cの両方との接続を閉状態としており、マイコン回路65からの指令を受けた場合には、リード70cとの接続の閉状態を維持しながら、リード70bとの接続を開状態とする。
Further, the
マルチプレクサ67は、リード70b、70cを介してLEDユニット10に接続されている。なお、図3では、符号を付していないが、リード70aは、LEDユニット10における配線12に接続されており、リード70bは、配線14に接続され、リード70cは、配線13に接続されている(図2を参照)。
ここで、2つの整流平滑回路62、63は、整流平滑回路62がLEDユニット10の駆動用であり、整流平滑回路63がマイコン回路65の駆動用である。
上記構成の内、ラインフィルタ61からマルチプレクサ67までが、点灯回路60としてLEDランプ1のケース40の内部に収納されている。
The
Here, in the two rectifying / smoothing
Of the above configuration, the
4.マイコン回路65の動作
次に、本実施の形態において、主な特徴となるマイコン回路65の動作と、これに伴うLEDランプ1の発光駆動について、図4〜図7を用い説明する。
図4に示すように、マイコン回路65は、LEDランプ1に電力が投入されると、電圧降圧回路66からの検出電圧信号VXが、予め設定された動作基準電圧V0よりも大きいか否かを比較する(ステップS1)。ここで、動作基準電圧V0は、例えば、次のように規定される。
4). Operation of
As shown in FIG. 4, the
LEDユニット10の並列接続数がm(=4)であり、1直列の最低基準電圧をVLOWであるとき、指令電圧の最低電圧が(VLOW/m)と定義される。そして、動作基準電圧V0は、指令電圧の最低電圧(VLOW/m)と同じ値に設定される。
ステップS1における比較の結果、マイコン回路65が(VX>V0)と判定した場合には(ステップS1:Yes)、マイコン回路65は、マルチプレクサ67に対してLEDユニット10における全てのLED素子L11〜L43に直流電力の供給路を維持する旨の指令する(ステップS2)。なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ67は、ノーマルクローズ(NC)であるので、マイコン回路65からの切り替え指令を受けるまで、リード70b、70cの両方を閉状態としており、全てのLED素子L11〜L43を選択する。
When the number of
If the
また、マイコン回路65が(VX>V0)と判定した場合には(ステップS1:Yes)、マイコン回路部65は、LEDドライバ回路64に対し、LEDユニット10における全てのLED素子L11〜L43を指令電圧による定電流制御で発光駆動させる旨の調光信号を出力する(ステップS3)。これにより、LEDランプ1では、LEDユニット10における12個全てのLED素子L11〜L43が点灯する。マイコン回路65は、ステップS1において、(VX>V0)と判定する場合、上記全点灯(定電流制御)モードでの発光駆動を実行させる。
When the
なお、マイコン回路65は、指令電圧とLED素子L11〜L43の出力電流とを関連付けた参照テーブルが予め記憶されている。その一例を、図5に示す。マイコン回路65は、図5に示すテーブルを参照し、各指令電圧に対応する出力電流でLED素子L11〜L43を定電流制御により発光駆動させる。
図4に戻って、ステップS1においてマイコン回路65が(VX≦V0)と判定した場合には(ステップS1:No)、マイコン回路65は、マルチプレクサ67に対してLEDユニット10における一部のLED素子L11〜L13に直流電力の供給を切り替える旨の指令する(ステップS4)。当該指令を受けたマルチプレクサ67は、リード70cとの接続の閉状態を維持し、リード70bとの接続を開状態とする切り替えを実行する。
Note that the
Returning to FIG. 4, when the
また、マイコン回路65が(VX≦V0)と判定した場合には(ステップS1:No)、LEDドライバ回路64に対し、LEDユニット10における一部のLED素子L11〜L13を位相制御による電圧制御で発光駆動させる旨の調光信号を出力する(ステップS5)。
マイコン回路65は、検出電圧信号VXと、LED素子L11〜L43の各々の動作開始電圧V1とを比較し(ステップS6)、比較結果が(VX<V1)と判定した場合には(ステップS6:Yes)、LEDユニット10への電力供給を停止する。逆に、比較結果が(VX≧V1)であると判定した場合には(ステップS6:No)、ステップS1に戻って動作を継続する。
Further, when the
The
なお、図5に示すように、(VX≦V0)である場合にも、マイコン回路65に予め設定されている参照テーブルに基づき、位相制御による電圧制御により、LEDユニット10における一部のLED素子L11〜L13が発光駆動される。
ここで、図5に示すように、本実施の形態では、上記動作基準電圧V0および動作開始電圧V1を次のように規定している。
As shown in FIG. 5, even in the case of (V X ≦ V 0 ), a part of the
Here, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, the operation reference voltage V 0 and the operation start voltage V 1 are defined as follows.
動作基準電圧V0=3.300[V]
動作開始電圧V1=2.300[V]
なお、動作基準電圧V0および動作開始電圧V1については、採用するLED素子の種類などにより適宜変更されるものである。
図6に示すように、上記のようにマイコン回路65が制御する発光駆動では、検出電圧信号VXが2.300[V]〜3.300[V]の範囲では、12個のLED素子L11〜L43の内、直列接続された3個のLED素子L11〜L13を、位相制御による電圧制御で点灯駆動させる(全点灯モード)。そして、検出電圧信号VXが3.300[V]よりも高い場合には、12個全てのLED素子L11〜L43を、マイコン回路65の指令電圧による定電流制御で点灯駆動させる(1列点灯モード)。LEDランプ1では、上記点灯駆動を実行することにより、図6に示すようなリニアな光束変化が得られることになる。
Operation reference voltage V 0 = 3.300 [V]
Operation start voltage V 1 = 2.300 [V]
Note that the operation reference voltage V 0 and the operation start voltage V 1 are appropriately changed depending on the type of the LED element employed.
As shown in FIG. 6, in the light emission drive controlled by the
5.優位性
上記構成および駆動形態を採用する本実施の形態に係るLEDランプ1では、次のような優位性を有する。
本実施の形態に係るLEDランプ1では、点灯回路60の整流平滑回路62において、位相制御された入力AC電力を整流平滑し、複数のLED素子L11〜L43の全て、あるいは一部のLED素子L11〜L13に供給する。このため、LEDランプ1では、脈流直流電力をLED素子に供給する場合と異なり、調光により電圧値がLED素子L11〜L43の動作開始電圧V1付近まで低下しても、視覚上のちらつきを生じることがない。
5. Superiority The
In the
また、LEDランプ1では、マイコン回路65が検出電圧信号VXの値と動作基準電圧V0の値とを比較し、その比較結果に基づいて、LEDドライバ回路64およびマルチプレクサ67に対して、定電流制御モードでの点灯駆動と電圧制御モードでの点灯駆動とを切り替え指示を行う。そして、定電流制御モードでの点灯駆動では、複数のLED素子L11〜L43の全てを点灯させ、電圧制御モードでの点灯駆動では、直列接続された一部のLED素子L11〜L13を点灯させる。よって、LEDランプ1では、LED素子L11〜L43の点灯について、位相制御調光器により制御された入力電力に基づき、白熱電球の代替として望ましい調光点灯を実現することができる。また、LEDランプ1では、上記特許文献3、4に開示されたような”見かけ上のPWM制御”を行うものではなく、AC入力エネルギが小さくなった場合にも、視覚上のちらつきという問題を生じ難い。
In the
また、LEDランプ1では、LED素子L11〜L43を発光源とするので、白熱電球などよりも省エネルギ化が図られる。
6.その他の事項
上記実施の形態に係るLEDランプ1は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するための一例であり、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、上記実施の形態では、点灯回路60がケース40内に収納された構成を採用したが、点灯回路60については、必ずしもランプと一体構成である必要はない。即ち、LEDユニット10などと点灯回路60とが、別体であるような形態の場合にも、本発明を適用することで上記同様の効果が得られる。
Moreover, the
6). Other Matters The
また、上記実施の形態に係るLEDランプ1では、LEDユニット10に12個のLED素子L11〜L43が含まれている構成を採用したが、LED素子の実装個数や、実装形態などはこれに限定されるものではない。実装形態については、例えば、同心円状に複数列のLED素子群を構成することとしてもよい。
また、上記実施の形態では、LED素子L11〜L43への直流電力の供給経路の切り替えに、マルチプレクサ67を用いることとしたが、スイッチングにより切り替え動作を実行することも可能である。
Further, in the
In the above embodiment, the
また、上記でも触れたが、図5に示したテーブルは、一実施の形態として示したものであって、LED素子の実装数や、LED素子の特性などにより適宜変更が可能である。
また、上記実施の形態に係るLEDランプ1では、給電端としてエジソンベースの口金50を備えることとしたが、必ずしもエジソンベースの口金である必要はない。例えば、2本の口金ピンを有するような口金や、リード線により本体から延出されたコネクタを給電端とするような形態を採用することも可能である。
Further, as described above, the table shown in FIG. 5 is shown as an embodiment, and can be appropriately changed depending on the number of LED elements mounted, the characteristics of the LED elements, and the like.
Moreover, in the
また、上記実施の形態に係るLEDランプ1のマイコン回路65には、1チップマイコンを用いることもできるし、ディスクリート部品によるロジック回路により構成されたものを用いることもできる。
Further, the
本発明は、省エネルギ化を実現しながら、既存の調光器にも対応して白熱電球と同等の自然な調光が可能なLED照明を実現するのに有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing LED lighting capable of natural dimming equivalent to an incandescent bulb corresponding to an existing dimmer while realizing energy saving.
1.LEDランプ
10.LEDユニット
11.基板
12〜14.基板リード
20.ヒートシンク
30.グローブ
40.ケース
50.口金
60.点灯回路
61.ラインフィルタ回路
62、63.整流平滑回路
64.LEDドライバ回路
65.マイコン回路
66.電圧降下回路
67.マルチプレクサ
70、70a、70b、70c.リード
500.交流電源
510.位相制御調光器
L11〜L43.LED素子
1.
Claims (15)
前記直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記複数のLEDへの前記直流電力の供給制御を行う制御部と、
前記直流電力の供給先を、前記複数のLEDの全てと、前記複数のLEDの中の直列接続された一部のLEDとの間で切り替える切替部とを有し、
前記制御部は、
前記電圧検出部で検出された電圧値を取得し、取得した電圧値と、予め設定されている基準電圧値とを比較し、
前記取得した電圧値が前記基準電圧よりも高い場合において、前記切替部に対して前記直流電力の供給先を前記複数のLEDの全てとする指令を発し、且つ、当該全てのLEDを定電流制御により点灯させ、
前記取得した電圧値が前記基準電圧以下である場合において、前記切替部に対して前記直流電力の供給先を前記一部のLEDとする指令を発し、且つ、当該一部のLEDを前記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる
ことを特徴とする点灯装置。 LED lighting that is supplied with phase-controlled power in the phase control dimmer, rectifies and smoothes the supplied power, converts it to DC power, and supplies and drives the plurality of LEDs connected in series and parallel. A device,
A voltage detector for detecting a voltage value of the DC power;
A control unit that performs supply control of the DC power to the plurality of LEDs;
A switching unit that switches the supply destination of the DC power between all of the plurality of LEDs and a part of the plurality of LEDs connected in series;
The controller is
The voltage value detected by the voltage detection unit is acquired, the acquired voltage value is compared with a preset reference voltage value,
When the acquired voltage value is higher than the reference voltage, it issues a command to the switching unit to supply all of the plurality of LEDs with the DC power supply destination, and performs constant current control on all the LEDs. Lit by
When the acquired voltage value is equal to or lower than the reference voltage, the switching unit is instructed to supply the DC power to the some LEDs, and the some LEDs are set to the DC power. The lighting device is characterized in that it is lit by voltage control according to the voltage value.
前記切替部は、マルチプレクサを含んで構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 The control unit is configured to include a microcomputer circuit that compares and calculates the acquired voltage value and the reference voltage value,
The lighting device according to claim 1, wherein the switching unit includes a multiplexer.
ことを特徴とする請求項2に記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 2, wherein the multiplexer is a normally closed type.
前記制御部からの指令に基づき、前記定電流制御と前記電圧制御とを選択的に実行するLEDドライバが介挿されている
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の点灯装置。 In the power flow path between the voltage detector and the output terminal of the DC power to the LED,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein an LED driver that selectively executes the constant current control and the voltage control is inserted based on a command from the control unit. .
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の点灯装置。 In the control unit, a voltage value that is 3.3 V or more and is equal to or less than the product of the number of LEDs connected in series and a value that is ½ of the rated voltage of the LED is preset as the reference voltage value. The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the lighting device is provided.
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の点灯装置。 The said control part stops supply of the direct-current power to the said LED, when the acquired said voltage value becomes lower than the operation start voltage of the said LED. The lighting device described.
前記点灯装置として、請求項1から4の何れかの点灯装置が適用されている
ことを特徴とするLEDランプ。 A plurality of LEDs connected in series and parallel and a part or all of the plurality of LEDs are supplied with power controlled in phase by a phase control dimmer, and the supplied power is rectified and smoothed to be converted into DC power. And an LED lamp having a lighting device to be supplied,
An LED lamp, wherein the lighting device according to any one of claims 1 to 4 is applied as the lighting device.
前記給電用口金が一端の口部に接合され、内方に前記点灯回路が収納されたケースと、
前記ケースの他端に接合され、前記複数のLEDを覆う透光性カバーとを有する
ことを特徴とする請求項7に記載のLEDランプ。 A power supply base as a supply end of the power;
A case in which the power supply base is joined to the mouth of one end, and the lighting circuit is housed inside;
The LED lamp according to claim 7, further comprising: a translucent cover that is bonded to the other end of the case and covers the plurality of LEDs.
ことを特徴とする請求項8に記載のLEDランプ。 The LED case according to claim 8, wherein the case is made of a resin material, at least one selected from copper, aluminum, and iron, or an alloy including these, or a combination thereof. .
ことを特徴とする請求項8または9に記載のLEDランプ。 The LED lamp according to claim 8 or 9, wherein the power supply base is an Edison base base.
前記直流電力の電圧値を検出する電圧値検出ステップと、
前記LEDへの前記直流電力の供給制御を行う制御ステップと、
前記直流電力の供給先を、前記複数のLEDの全てと、前記複数のLEDの中の直列接続された一部のLEDとの間で切り替える切替ステップとを有し、
前記制御ステップでは、前記電圧検出ステップで検出された電圧値を取得し、取得した電圧値と、予め設定されている基準電圧値とを比較し、
前記取得した電圧値が前記基準電圧よりも高い場合には、前記切替ステップで前記直流電力の供給先を前記複数のLEDの全てとし、且つ、当該複数のLEDの全てを定電流制御により点灯させ、
前記取得した電圧値が前記基準電圧以下である場合には、前記切替ステップで前記直流電力の供給先を前記一部のLEDとし、且つ、当該一部のLEDを前記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる
ことを特徴とする点灯方法。 A method of lighting an LED that rectifies and smoothes the phase-controlled power in the phase control dimmer, converts the power to DC power, and supplies the DC power to a plurality of LEDs connected in series and parallel to drive lighting,
A voltage value detecting step for detecting a voltage value of the DC power;
A control step for controlling the supply of the DC power to the LED;
A switching step of switching the supply destination of the DC power among all of the plurality of LEDs and a part of the plurality of LEDs connected in series;
In the control step, the voltage value detected in the voltage detection step is acquired, the acquired voltage value is compared with a preset reference voltage value,
When the acquired voltage value is higher than the reference voltage, in the switching step, the supply destination of the DC power is set to all of the plurality of LEDs, and all of the plurality of LEDs are turned on by constant current control. ,
When the acquired voltage value is equal to or lower than the reference voltage, the DC power supply destination is the some LED in the switching step, and the some LED is in accordance with the DC power voltage value. A lighting method characterized by lighting with controlled voltage.
前記取得した電圧値と、前記基準電圧値とを比較演算する演算サブステップと、
前記演算サブステップでの比較結果に基づき、前記複数のLEDの全てを定電流制御で前記直流電力を供給する定電流制御モードと、前記一部のLEDを電圧制御で前記直流電力を供給する電圧制御モードとを選択するモード選択サブステップとを有する
ことを特徴とする請求項11に記載の点灯方法。 The control step includes
A calculation sub-step for comparing and calculating the acquired voltage value and the reference voltage value;
Based on the comparison result in the calculation sub-step, a constant current control mode in which all of the plurality of LEDs are supplied with the DC power by constant current control, and a voltage for supplying the DC power by voltage control of some of the LEDs. The lighting method according to claim 11, further comprising: a mode selection sub-step for selecting a control mode.
前記取得した電圧値と、前記予め設定されている基準電圧値との比較結果に基づき、前記定電流制御と前記電圧制御とを選択する制御方式選択ステップを有する
ことを特徴とする請求項11または12に記載の点灯方法。 When supplying the DC power to the LED,
The control method selection step of selecting the constant current control and the voltage control based on a comparison result between the acquired voltage value and the preset reference voltage value. 12. The lighting method according to 12.
ことを特徴とする請求項11から13の何れかに記載の点灯方法。 In the control step, a voltage value that is 3.3 V or more and is equal to or less than the product of the number of LEDs connected in series and a value that is ½ of the rated voltage of the LED is adopted as the reference voltage value. The lighting method according to claim 11, wherein:
ことを特徴とする請求項11から14の何れかに記載の点灯方法。 The said control step stops supply of the DC power to the said LED, when the acquired voltage value becomes lower than the operation start voltage of the said LED. The lighting method described.
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