JP6245504B2 - Lighting device and lighting fixture using the same - Google Patents
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Description
本発明は、点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture using the lighting device.
従来より、LEDモジュールに給電を行う給電アッセンブリが提供されている(例えば特許文献1参照)。この給電アッセンブリは、直流電源の両端間に接続されるダイオードと制御スイッチの直列回路と、制御スイッチに対してデュアルPWM信号を出力するコントローラとを備え、ダイオードの両端間にはインダクタとLEDモジュールの直列回路が接続されている。 Conventionally, a power supply assembly for supplying power to an LED module has been provided (see, for example, Patent Document 1). This power supply assembly includes a series circuit of a diode and a control switch connected between both ends of a DC power supply, and a controller that outputs a dual PWM signal to the control switch. Between the both ends of the diode, an inductor and an LED module are provided. A series circuit is connected.
コントローラはパルス幅変調器を有し、このパルス幅変調器には、電流源からの電流基準信号、検知電流及び高周波のこぎり波信号が入力される。また、パルス幅変調器は、ANDゲートの一方の入力部に対して高周波PWM信号を出力し、ANDゲートの他方の入力部には低周波PWM信号が入力される。そして、ANDゲートは、高周波PWM信号及び低周波PWM信号を組み合わせたデュアルPWM信号を出力し、このデュアルPWM信号は増幅器を介して制御スイッチのゲートに入力される。 The controller has a pulse width modulator, and a current reference signal, a detection current, and a high-frequency sawtooth signal from a current source are input to the pulse width modulator. The pulse width modulator outputs a high frequency PWM signal to one input part of the AND gate, and a low frequency PWM signal is inputted to the other input part of the AND gate. The AND gate outputs a dual PWM signal obtained by combining the high-frequency PWM signal and the low-frequency PWM signal, and this dual PWM signal is input to the gate of the control switch via the amplifier.
この給電アッセンブリでは、コントローラから制御スイッチへ出力されるデュアルPWM信号の低周波成分を変化させることによって、LEDモジュールから出力される光の強度を変化させることができる。 In this power supply assembly, the intensity of light output from the LED module can be changed by changing the low frequency component of the dual PWM signal output from the controller to the control switch.
上述の特許文献1に示した給電アッセンブリでは、LEDモジュールに間欠的に負荷電流が流れるように調光する、所謂バースト調光により低光束まで容易に調光することができるが、負荷電流が間欠的に流れることから負荷電流の流れない休止期間が存在する。そのため、例えばビデオカメラ等の映像機器を通してLEDモジュールを見た場合には、映像機器特有の周波数と干渉したちらつきが目視される場合があった。
In the power supply assembly shown in
また、上述のようにパルス幅変調器などを必要とすることから、回路構成が複雑になるという問題もあった。 Further, since a pulse width modulator or the like is required as described above, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated.
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、簡単な回路構成により映像機器を通して調光時の発光素子を見たときのちらつきを抑えた点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device that suppresses flicker when a light-emitting element during dimming is viewed through a video device with a simple circuit configuration, and the same It is in providing the lighting fixture using.
本発明の点灯装置は、商用電源からの交流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する直流電源部と、前記直流電源部の出力端間に接続される発光素子及びスイッチ素子の直列回路と、前記商用電源の入/切に応じて前記スイッチ素子の制御端子に印加する電圧を段階的に変化させることで前記発光素子に流れる電流を段階的に変化させる電流調整部と、を備えていることを特徴とする。 A lighting device of the present invention includes a DC power supply unit that converts an AC voltage from a commercial power supply into a DC voltage having a desired voltage value, and a series circuit of a light emitting element and a switch element that are connected between output terminals of the DC power supply unit. A current adjusting unit that changes the current flowing through the light emitting element stepwise by changing the voltage applied to the control terminal of the switch element stepwise according to on / off of the commercial power supply. It is characterized by that.
本発明の照明器具は、上記の点灯装置を備えていることを特徴とする。 The lighting fixture of this invention is equipped with said lighting device, It is characterized by the above-mentioned.
外部からの調光信号に従って発光素子に流れる電流を段階的に変化させているので、従来例のように負荷電流に休止期間がなく、映像機器を通して調光時の発光素子を見たときのちらつきを抑えることができるという効果がある。また、従来例のようにパルス幅変調器を用いなくてもいいので、簡単な回路構成によりちらつきを抑えることができるという効果もある。 Since the current flowing to the light emitting element is changed stepwise according to the dimming signal from the outside, there is no pause in the load current as in the conventional example, and flicker when viewing the light emitting element during dimming through video equipment There is an effect that can be suppressed. Further, since it is not necessary to use a pulse width modulator as in the conventional example, there is an effect that flicker can be suppressed by a simple circuit configuration.
以下に、点灯装置及びそれを用いた照明器具の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a lighting device and a lighting fixture using the lighting device will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本実施形態の点灯装置1の一例を示す回路図であり、この点灯装置1は、直流電源部11と、電流調整部12と、調光制御部13とを備え、調光器2から出力される調光信号S1に応じた調光レベルで発光部3を点灯させる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a
発光部3は、直列に接続された複数(図1では4個)のLED31(発光素子)からなり、トランジスタQ2(スイッチ素子)及び抵抗R1を介して直流電源部11の出力端間に接続されている。なお、発光部3を構成するLED31の個数は1個でもいいし、2個、3個又は5個以上の複数であってもよい。また、複数のLED31を並列に接続することで発光部3を構成してもよい。
The
直流電源部11は、4つのダイオードにより構成された所謂ダイオードブリッジDB1を有し、ダイオードブリッジDB1の出力端間には平滑コンデンサC1が接続されている。また、ダイオードブリッジDB1の出力端間には、トランスTr1の一次巻線n1とトランジスタQ1の直列回路が接続されている。また、トランスTr1の二次巻線n2の一端にはダイオードD1が接続され、さらに二次巻線n2の両端間には平滑コンデンサC2が接続されている。
The DC
ここに本実施形態では、トランジスタQ1としてNチャネル型のMOSFETを用いており、トランジスタQ1のゲートには駆動回路111が接続されている。そして、トランジスタQ1は、駆動回路111から出力されるPWM信号によりオン/オフが制御される。この直流電源部11では、平滑コンデンサC2の両端間に生じる直流電圧が直流電源部11の出力電圧となる。
Here, in this embodiment, an N-channel MOSFET is used as the transistor Q1, and the
電流調整部12は、調光制御部13から出力される制御信号S2に応じて出力電圧が可変する直流電圧源121を有し、直流電圧源121の正極がオペアンプ122の非反転入力端子に接続されている。また、直流電圧源121の負極は、直流電源部11の負極に接続されている。また、トランジスタQ2と抵抗R1の接続点は、オペアンプ122の反転入力端子に接続されている。さらに、オペアンプ122の出力端子は、トランジスタQ2のゲート(制御端子)に接続されている。
The
ここに本実施形態では、トランジスタQ2としてNチャネル型のMOSFETを用いており、オペアンプ122より出力される電圧の大きさに応じてトランジスタQ2のインピーダンスが変化する。これにより、発光部3に流れる電流の大きさを調整することができる。
Here, in the present embodiment, an N-channel MOSFET is used as the transistor Q2, and the impedance of the transistor Q2 changes according to the magnitude of the voltage output from the
調光制御部13は、調光器2からの調光信号S1が入力されると、この調光信号S1に対応する制御信号S2を生成し、生成した制御信号S2を電流調整部12に出力する。ここに、調光信号S1は、発光部3に流すべき負荷電流の大きさ、すなわち発光部3の明るさを示す信号である。
When the dimming signal S1 from the
次に、点灯装置1の動作について説明する。なお、直流電源部11の動作については従来周知であるから、ここでは説明を省略する。
Next, the operation of the
調光制御部13は、調光器2からの調光信号S1が入力されると、この調光信号S1に基づいて制御信号S2を生成し、生成した制御信号S2を電流調整部12に出力する。電流調整部12は、制御信号S2が入力されると、この制御信号S2に応じて直流電圧源121の出力電圧を段階的に変化させる。
When the dimming signal S1 from the
これにより、オペアンプ122から出力される電圧も段階的に変化するため、トランジスタQ2のインピーダンスも段階的に変化する。そして、トランジスタQ2のインピーダンスが段階的に変化することで、発光部3に流れる電流も段階的に変化する。このように、発光部3に流れる電流が段階的に変化するため、従来例のように負荷電流が流れない休止期間は存在しない。したがって、映像機器(図示せず)を通して調光時の発光部3を見た場合に発光部3から照射される光がちらつくことがない。
As a result, the voltage output from the
上述のように、調光器2からの調光信号S1に従って発光部3に流れる電流を直流のまま段階的に変化させているので、従来例のように負荷電流に休止期間がなく、映像機器を通して調光時の発光部3を見たときの光のちらつきを抑えることができる。また、従来例のようにパルス幅変調器を用いなくてもいいので、簡単な回路構成によりちらつきを抑えることができる。
As described above, the current flowing through the
ところで、本実施形態では、ダイオードブリッジDB1の出力電圧を、トランスTr1を用いたフライバックコンバータにより降圧して発光部3に印加したが、フライバックコンバータの代わりに図2(a)に示す昇圧チョッパ回路112を用いてもよい。
By the way, in this embodiment, the output voltage of the diode bridge DB1 is stepped down by the flyback converter using the transformer Tr1 and applied to the
また、フライバックコンバータの代わりに図2(b)に示す昇降圧チョッパ回路113や、図2(c)に示す降圧チョッパ回路114、図2(d)に示すフォワードコンバータ回路115などを用いてもよい。何れの場合も、発光部3との間に電流調整部12を設けることで同様の効果が得られる。
Further, instead of the flyback converter, a step-up / step-down
なお本実施形態では、発光素子がLEDの場合を例に説明したが、発光素子はLEDに限定されるものではなく、例えば有機EL素子やレーザーダイオード(LD)などであってもよい。 In the present embodiment, the case where the light emitting element is an LED has been described as an example. However, the light emitting element is not limited to the LED, and may be, for example, an organic EL element or a laser diode (LD).
点灯装置1は、直流電源部11と、直流電源部11の出力端間に接続されるLED31及びトランジスタQ2の直列回路と、電流調整部12と、を備える。電流調整部12は、外部からの調光信号S1に従ってトランジスタQ2のゲートに印加する電圧を段階的に変化させることでLED31に流れる電流を段階的に変化させる。
The
(実施形態2)
点灯装置1の実施形態2について図3を参照しながら説明する。実施形態1では、調光器2からの調光信号S1に従って発光部3に流れる電流を段階的に変化させたが、本実施形態では、商用電源10の入/切に応じて発光部3に流れる電流を段階的に変化させている。なお、それ以外の構成については実施形態1と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
図3は本実施形態の点灯装置1の一例を示す回路図であり、この点灯装置1は、直流電源部11と、電流調整部12と、調光制御部13と、電源検出部14とを備える。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of the
電源検出部14は、商用電源10の入/切を検出するものであり、例えば本実施形態では、壁に取り付けられたスイッチSW1が「入」の状態から一度切/入されることで商用電源10が一旦「切」にされたことを検出する。そして、電源検出部14は、商用電源10が一旦「切」にされたことを検出すると制御信号S3を出力し、調光制御部13は、電源検出部14から入力される制御信号S3に基づいて制御信号S4を生成する。
The power
その後、調光制御部13は、生成した制御信号S4を電流調整部12に出力し、電流調整部12は、この制御信号S4に従って発光部3に流れる電流を段階的に変化させ、発光部3を段階的に調光させる。なお、具体的な動作については実施形態1で説明した点灯装置1と同様であるから、ここでは説明を省略する。
Thereafter, the dimming
この点灯装置1は、例えば電球形のLEDランプにおいて調光機能を追加する場合に非常に有効である。
This
上述のように、商用電源10の入/切に応じて発光部3に流れる電流を直流のまま段階的に変化させているので、従来例のように負荷電流に休止期間がなく、映像機器を通して調光時の発光部3を見たときのちらつきを抑えることができる。また、従来例のようにパルス幅変調器を用いなくてもいいので、簡単な回路構成によりちらつきを抑えることができる。
As described above, the current flowing through the light-emitting
なお本実施形態においても、トランスTr1を用いたフライバックコンバータの代わりに、図2(a)〜図2(d)に示すものを用いてもよく、何れの場合も、発光部3との間に電流調整部12を設けることで同様の効果が得られる。また本実施形態においても、発光素子はLEDに限定されるものではなく、例えば有機EL素子やレーザーダイオード(LD)などであってもよい。
Also in this embodiment, instead of the flyback converter using the transformer Tr1, the one shown in FIG. 2A to FIG. 2D may be used. The same effect can be obtained by providing the
点灯装置1は、直流電源部11と、直流電源部11の出力端間に接続されるLED31及びトランジスタQ2の直列回路と、電流調整部12と、を備える。直流電源部11は、商用電源10からの交流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する。電流調整部12は、商用電源10の入/切に応じてトランジスタQ2のゲートに印加する電圧を段階的に変化させることでLED31に流れる電流を段階的に変化させる。
The
(実施形態3)
照明器具Aの実施形態について図4を参照しながら説明する。図4は本実施形態の照明器具Aの施工状態を示す断面図であり、この照明器具Aは、上述の実施形態1で説明した点灯装置1と、発光部3と、器具本体4とを備える。本実施形態では、無線式の調光器2を用いており、点灯装置1は、調光器2から出力される調光信号S1の調光レベルで発光部3を点灯させる。
(Embodiment 3)
An embodiment of the lighting fixture A will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a construction state of the lighting fixture A of the present embodiment. The lighting fixture A includes the
器具本体4は、例えばアルミダイカスト製品であって、一面(図4中の下面)が開口する有底円筒状に形成されており、天井材100に設けた埋込孔100aを通して天井に埋込配設される。この器具本体4の筒内には、複数(図4では3個)のLED31が実装された基板32が収納されており、器具本体4の開口端縁には、LED31からの光を拡散させる光拡散板33が取り付けられている。ここに本実施形態では、LED31が実装された基板32と光拡散板33とで発光部3が構成されている。
The
本実施形態の照明器具Aでは、図4に示すように、発光部3を収納する器具本体4と点灯装置1とが間隔を空けて配置されており、発光部3と点灯装置1の間は、コネクタ6を介して電源線5により電気的に接続されている。このように、点灯装置1を器具本体4と別置きにした場合には、器具本体4の内部には発光部3のみを収納すればいいので、器具本体4の高さ寸法を低くすることができ、しかも点灯装置1の設置の自由度が向上するという利点がある。
In the lighting fixture A of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
上述のように、実施形態1で説明した点灯装置1を用いることによって、映像機器を通して調光時の発光部3を見たときのちらつきを抑えた照明器具Aを簡単な構成により実現することができる。
As described above, by using the
なお本実施形態では、点灯装置1を器具本体4と別置きにしたが、器具本体4と一体に点灯装置1を設けてもよい。また、実施形態2で説明した点灯装置1を用いてもよく、この場合も、映像機器を通して調光時の発光部3を見たときのちらつきを抑えた照明器具Aを簡単な構成により実現することができる。さらに、調光器2は無線式のものに限らず、有線式のものであってもよい。
In the present embodiment, the
照明器具Aは、点灯装置1を備えている。
The lighting fixture A includes a
1 点灯装置
2 調光器
11 直流電源部
12 電流調整部
31 LED(発光素子)
Q2 トランジスタ(スイッチ素子)
S1 調光信号
DESCRIPTION OF
Q2 transistor (switch element)
S1 Dimming signal
Claims (2)
前記直流電源部の出力端間に接続される発光素子及びスイッチ素子の直列回路と、A series circuit of a light emitting element and a switch element connected between the output ends of the DC power supply unit;
前記商用電源の入/切に応じて前記スイッチ素子の制御端子に印加する電圧を段階的に変化させることで前記発光素子に流れる電流を段階的に変化させる電流調整部と、を備えていることを特徴とする点灯装置。A current adjusting unit that changes the current flowing in the light emitting element in a stepwise manner by changing the voltage applied to the control terminal of the switch element in a stepwise manner in accordance with on / off of the commercial power supply. A lighting device characterized by.
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