JP2015041430A - Lighting device and luminaire using the same - Google Patents

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明則 平松
Akinori Hiramatsu
明則 平松
滋 井戸
Shigeru Ido
滋 井戸
長谷川 純一
Junichi Hasegawa
純一 長谷川
城戸 大志
Hiroshi Kido
大志 城戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device which can light up a light-emitting element to a deep light control level and can smoothly change the brightness of the light-emitting element over a wide range, and a luminaire using the same.SOLUTION: A lighting device 1 comprises a first current adjustment part 123 for adjusting the current flowing in an LED 31 by turning on/off a transistor Q2 according to a PWM signal S3 in which the on-duty ratio changes in response to the light control signal S1 from outside; and a second current adjustment part 122 for adjusting the current flowing in the LED 31 by changing the voltage applied to a gate of the transistor Q2 according to the light control signal S1. When the light control level by the light control signal S1 is a predetermined value or more, the first current adjustment part 123 controls the brightness of the LED 31, and when the light control level is less than the predetermined value, a control state controlled by the first current adjustment part 123 when the light control level is the predetermined value, is kept and the brightness of the LED 31 is controlled by the second current adjustment part 122.

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(発光ダイオード)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 (light emitting diode) 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.

特表2006−511078号公報JP 2006-511078 gazette

ところで、発光ダイオードは白熱灯や蛍光灯に比べて輝度が高いため、白熱灯や蛍光灯と同じ光束で発光させた場合、ユーザは白熱灯や蛍光灯よりも明るいと認識してしまう。したがって、見かけ上の明るさを白熱灯や蛍光灯と同じにするためには、発光ダイオードの駆動電流を抑えて光束を少なくする必要がある。   By the way, since the light emitting diode has higher luminance than incandescent lamps and fluorescent lamps, when the light is emitted with the same luminous flux as incandescent lamps and fluorescent lamps, the user recognizes that the light emitting diodes are brighter than incandescent lamps and fluorescent lamps. Therefore, in order to make the apparent brightness the same as that of an incandescent lamp or a fluorescent lamp, it is necessary to suppress the driving current of the light emitting diode and reduce the luminous flux.

例えば、定格電流が350mAの発光ダイオードを1個あるいは複数個備えた照明器具の場合、電流の下限値を数μA〜数mA以下に設定する必要がある。しかしながら、上述の特許文献1に示した給電アッセンブリのように、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、所謂バースト調光方式では、上述のような微少電流の制御は困難であった。   For example, in the case of a lighting fixture including one or a plurality of light emitting diodes with a rated current of 350 mA, the lower limit value of the current needs to be set to several μA to several mA or less. However, in the so-called burst dimming method in which dimming is performed so that the load current intermittently flows in the LED module as in the power supply assembly described in Patent Document 1 described above, it is difficult to control the minute current as described above. there were.

また、発光ダイオードをフェードインさせたり、フェードアウトさせる場合、発光ダイオードの明るさを滑らかに変化させるために、微少な電流値から定格電流値までの広範囲に亘って発光ダイオードの駆動電流を制御する必要がある。   In addition, when the light emitting diode is faded in or faded out, it is necessary to control the driving current of the light emitting diode over a wide range from a minute current value to a rated current value in order to smoothly change the brightness of the light emitting diode. There is.

例えば、発光ダイオードの定格電流が350mAの場合には、100μA〜350mAの範囲で駆動電流を調節する必要があり、1/1000程度の分解能で駆動電流を制御しなければならない。そのため、上述の特許文献1に示した給電アッセンブリでは、発光ダイオードの明るさを滑らかに変化させることが困難であった。   For example, when the rated current of the light emitting diode is 350 mA, it is necessary to adjust the drive current in the range of 100 μA to 350 mA, and the drive current must be controlled with a resolution of about 1/1000. For this reason, in the power supply assembly shown in Patent Document 1 described above, it is difficult to smoothly change the brightness of the light emitting diode.

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、より深い調光レベルまで発光素子を点灯可能で且つ発光素子の明るさを広範囲に亘って滑らかに変化可能な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-mentioned problems, and the object of the present invention is to light up the light emitting element to a deeper dimming level and to smoothly change the brightness of the light emitting element over a wide range. And a lighting apparatus using the same lighting device.

本発明の点灯装置は、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、外部からの調光信号に応じてオンデューティ比が変化するPWM信号に従って前記スイッチ素子をオン/オフさせることで前記発光素子に流れる電流を調整する第1電流調整部と、前記調光信号に従って前記スイッチ素子の制御端子に印加する電圧を変化させることで前記発光素子に流れる電流を調整する第2電流調整部と、を備え、前記調光信号による調光レベルが所定値以上である場合には、前記第1電流調整部により前記発光素子の明るさを制御し、前記調光レベルが前記所定値より小さい場合には、前記調光レベルが前記所定値である場合における前記第1電流調整部の制御状態を保ちつつ、前記第2電流調整部により前記発光素子の明るさを制御することを特徴とする。   The lighting device of the present invention includes a DC power supply unit, a series circuit of a light emitting element and a switch element connected between output terminals of the DC power supply unit, and a PWM whose on-duty ratio changes according to a dimming signal from the outside. A first current adjusting unit that adjusts a current flowing through the light emitting element by turning on and off the switch element according to a signal; and the light emission by changing a voltage applied to a control terminal of the switch element according to the dimming signal. A second current adjusting unit that adjusts a current flowing through the element, and controls the brightness of the light emitting element by the first current adjusting unit when a dimming level by the dimming signal is a predetermined value or more. When the dimming level is smaller than the predetermined value, the second current adjusting unit maintains the control state of the first current adjusting unit when the dimming level is the predetermined value. And controlling the more the brightness of the light emitting element.

この点灯装置において、前記所定値は、前記第1電流調整部による調光制御の調光下限値であるのが好ましい。   In this lighting device, it is preferable that the predetermined value is a dimming lower limit value of dimming control by the first current adjusting unit.

また、この点灯装置において、前記第1電流調整部は、前記スイッチ素子に対して出力する制御信号の立ち上がり時と立ち下がり時の少なくとも一方において周波数変調する期間を設けているのも好ましい。   In this lighting device, it is also preferable that the first current adjustment unit has a frequency modulation period at least one of a rising edge and a falling edge of a control signal output to the switch element.

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.

調光レベルが所定値以上である場合には第1電流調整部により調光制御を行ない、調光レベルが所定値より小さくなると第1電流調整部による調光制御に加えて第2電流調整部による調光制御を合わせて行なっている。その結果、より深い調光レベルまで発光素子を点灯させることができ、且つ発光素子の明るさを広範囲に亘って滑らかに変化させることができるという効果がある。   When the dimming level is equal to or higher than a predetermined value, dimming control is performed by the first current adjusting unit. When the dimming level becomes smaller than the predetermined value, the second current adjusting unit is added to the dimming control by the first current adjusting unit. The dimming control by is performed together. As a result, the light-emitting element can be turned on to a deeper dimming level, and the brightness of the light-emitting element can be smoothly changed over a wide range.

実施形態1の点灯装置の一例を示す回路図である。2 is a circuit diagram illustrating an example of a lighting device according to Embodiment 1. FIG. 同上におけるゲート電圧と負荷電流の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gate voltage and load current in the same as the above. (a)〜(c)は同上の動作を説明する説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing explaining operation | movement same as the above. (a)〜(d)は同上に用いられる直流電源部の一部回路図である。(A)-(d) is a partial circuit diagram of the direct-current power supply part used for the same as the above. (a)〜(c)は実施形態2の点灯装置の動作を説明する説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing explaining operation | movement of the lighting device of Embodiment 2. FIG. 実施形態1又は2の点灯装置を用いた照明器具の施工状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the construction state of the lighting fixture using the lighting device of Embodiment 1 or 2.

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 lighting device 1 according to the present embodiment. The lighting device 1 includes a DC power supply unit 11, a current adjustment unit 12, and a dimming control unit 13, and includes a dimmer 2. The light emitting unit 3 is turned on at a dimming level corresponding to the dimming signal S1 output from the.

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 light emitting unit 3 includes a plurality (four in FIG. 1) of LEDs 31 (light emitting elements) connected in series, and is connected between the output terminals of the DC power supply unit 11 via a transistor Q2 (switching element) and a resistor R1. ing. Note that the number of the LEDs 31 constituting the light emitting unit 3 may be one, or may be two, three, or a plurality of five or more. Moreover, you may comprise the light emission part 3 by connecting several LED31 in parallel.

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 power supply unit 11 has a so-called diode bridge DB1 constituted by four diodes, and a smoothing capacitor C1 is connected between the output terminals of the diode bridge DB1. A series circuit of a primary winding n1 of the transformer Tr1 and a transistor Q1 is connected between the output terminals of the diode bridge DB1. A diode D1 is connected to one end of the secondary winding n2 of the transformer Tr1, and a smoothing capacitor C2 is connected between both ends of the secondary winding n2.

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 drive circuit 111 is connected to the gate of the transistor Q1. The transistor Q1 is controlled to be turned on / off by a PWM signal output from the drive circuit 111. In the DC power supply unit 11, a DC voltage generated between both ends of the smoothing capacitor C <b> 2 becomes an output voltage of the DC power supply unit 11.

電流調整部12は、第1電流調整部123と、第2電流調整部122と、トランジスタQ2と、抵抗R1とで構成される。第1電流調整部123は、Pチャネル型のMOSFETからなるトランジスタQ3と、Nチャネル型のMOSFETからなるトランジスタQ4とを直列に接続することで構成された所謂トーテムポール出力回路からなる。   The current adjustment unit 12 includes a first current adjustment unit 123, a second current adjustment unit 122, a transistor Q2, and a resistor R1. The first current adjustment unit 123 includes a so-called totem pole output circuit configured by connecting a transistor Q3 made of a P-channel MOSFET and a transistor Q4 made of an N-channel MOSFET in series.

トランジスタQ3のソースは、第2電流調整部122のオペアンプ122bの出力端に接続され、トランジスタQ4のソースは、第2電流調整部122の直流電圧源122aの負極に接続されている。また、トランジスタQ3,Q4のゲートは、調光制御部13に接続されており、調光制御部13から出力されるPWM信号S3によってオン/オフが制御される。さらに、トランジスタQ3とトランジスタQ4の接続点は、トランジスタQ2のゲート(制御端子)に接続されている。   The source of the transistor Q3 is connected to the output terminal of the operational amplifier 122b of the second current adjustment unit 122, and the source of the transistor Q4 is connected to the negative electrode of the DC voltage source 122a of the second current adjustment unit 122. The gates of the transistors Q3 and Q4 are connected to the dimming control unit 13, and the on / off state is controlled by the PWM signal S3 output from the dimming control unit 13. Further, the connection point between the transistor Q3 and the transistor Q4 is connected to the gate (control terminal) of the transistor Q2.

第2電流調整部122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122aを有し、直流電圧源122aの正極はオペアンプ122bの非反転入力端子に接続されている。また、直流電圧源122aの負極は、直流電源部11の負極に接続されている。さらに、トランジスタQ2と抵抗R1の接続点は、オペアンプ122bの反転入力端子に接続されている。   The second current adjustment unit 122 includes a DC voltage source 122a whose output voltage varies according to the control signal S2 output from the dimming control unit 13, and the positive electrode of the DC voltage source 122a is a non-inverting input terminal of the operational amplifier 122b. It is connected to the. Further, the negative electrode of the DC voltage source 122 a is connected to the negative electrode of the DC power supply unit 11. Further, the connection point between the transistor Q2 and the resistor R1 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 122b.

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、トランジスタQ2のゲートには第1電流調整部123の出力端(トランジスタQ3,Q4の接続点)が接続されている。そして、トランジスタQ2は、第1電流調整部123より出力される電圧の大きさに応じてインピーダンスが変化し、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 output terminal of the first current adjusting unit 123 (the connection point between the transistors Q3 and Q4) is connected to the gate of the transistor Q2. The impedance of the transistor Q <b> 2 changes according to the magnitude of the voltage output from the first current adjustment unit 123, and thereby the magnitude of the current flowing through the light emitting unit 3 can be adjusted.

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及びPWM信号S3をそれぞれ生成し、制御信号S2を第2電流調整部122に出力するとともに、PWM信号S3を第1電流調整部123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 dimmer 2 is input, the dimming control unit 13 generates a control signal S2 and a PWM signal S3 corresponding to the dimming signal S1, and uses the control signal S2 as the second current. While outputting to the adjustment part 122, PWM signal S3 is output to the 1st electric current adjustment part 123. FIG. Here, the dimming signal S1 is a signal indicating the magnitude of the load current to be passed through the light emitting unit 3, that is, the brightness of the light emitting unit 3.

次に、点灯装置1の動作について図2及び図3を参照しながら説明する。   Next, the operation of the lighting device 1 will be described with reference to FIGS.

図2は、電流調整部12を構成するトランジスタQ2のゲート電圧v1と発光部3に流れる負荷電流i1の関係を示すグラフである。このグラフによれば、負荷電流i1がi12以上の範囲ではゲート電圧v1は一定値となっており、負荷電流i1がi12より小さい範囲では負荷電流i1が減少するに従ってゲート電圧v1も減少する。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the gate voltage v1 of the transistor Q2 constituting the current adjusting unit 12 and the load current i1 flowing through the light emitting unit 3. According to this graph, the gate voltage v1 is a constant value when the load current i1 is greater than or equal to i12, and the gate voltage v1 decreases as the load current i1 decreases when the load current i1 is smaller than i12.

また、図3(a)及び図3(b)は第1電流調整部123により調光制御を行なっているときのトランジスタQ2へのゲート信号S4である。負荷電流i1=i11のときは、図3(a)に示すようにゲート信号S4のオンデューティ比(t1/T1)が大きく、負荷電流i1=i12(<i11)のときは、図3(b)に示すようにゲート信号S4のオンデューティ比が小さくなる。このように、負荷電流i1の大きさに応じてゲート信号S4のオンデューティ比を変えることで、発光部3の明るさを変えることができる。   3A and 3B show the gate signal S4 to the transistor Q2 when the dimming control is performed by the first current adjusting unit 123. FIG. When the load current i1 = i11, as shown in FIG. 3A, the on-duty ratio (t1 / T1) of the gate signal S4 is large, and when the load current i1 = i12 (<i11), FIG. ), The on-duty ratio of the gate signal S4 becomes small. As described above, the brightness of the light emitting unit 3 can be changed by changing the on-duty ratio of the gate signal S4 according to the magnitude of the load current i1.

また、図3(c)は第2電流調整部122により調光制御を行なっているときのトランジスタQ2へのゲート信号S4である。この場合、制御信号S2に従ってトランジスタQ2のゲート電圧v1の大きさ(振幅vm)を変えることで、発光部3に流れる負荷電流i1の大きさが変化し、その結果、発光部3の明るさを変えることができる。   FIG. 3C shows a gate signal S4 to the transistor Q2 when the dimming control is performed by the second current adjusting unit 122. In this case, by changing the magnitude (amplitude vm) of the gate voltage v1 of the transistor Q2 in accordance with the control signal S2, the magnitude of the load current i1 flowing through the light emitting unit 3 changes, and as a result, the brightness of the light emitting unit 3 is increased. Can be changed.

調光器2から出力される調光信号S1の調光レベルが全点灯を示す場合、直流電源部11の出力電圧は発光部3の定格電圧に設定され、発光部3に流れる負荷電流i1はi11となる。これにより、発光部3は全点灯する。   When the dimming level of the dimming signal S1 output from the dimmer 2 indicates full lighting, the output voltage of the DC power supply unit 11 is set to the rated voltage of the light emitting unit 3, and the load current i1 flowing through the light emitting unit 3 is i11. As a result, the light emitting unit 3 is fully lit.

この状態から、発光部3が暗くなるように、ユーザが調光器2を操作すると、調光器2から出力される調光信号S1の調光レベルも小さくなる。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、トランジスタQ2のオンデューティ比を小さくするPWM信号S3を生成し、第1電流調整部123に出力する。なお、負荷電流i1がi12以上で且つi11より小さい範囲では、第2電流調整部122に対して出力される制御信号S2は全点灯時と同じ値に設定される。   From this state, when the user operates the dimmer 2 so that the light emitting unit 3 becomes dark, the dimming level of the dimming signal S1 output from the dimmer 2 also decreases. When the dimming signal S <b> 1 from the dimmer 2 is input, the dimming control unit 13 generates a PWM signal S <b> 3 that decreases the on-duty ratio of the transistor Q <b> 2 and outputs the PWM signal S <b> 3 to the first current adjustment unit 123. In the range where the load current i1 is greater than or equal to i12 and smaller than i11, the control signal S2 output to the second current adjustment unit 122 is set to the same value as when all the lights are on.

第1電流調整部123は、調光制御部13からのPWM信号S3が入力されると、このPWM信号S3に応じてトランジスタQ3,Q4をオン/オフさせる。これにより、トランジスタQ2のオンデューティ比が小さくなり、発光部3に流れる負荷電流i1も減少することから、発光部3の明るさが低下する。なお、上述の動作は、負荷電流i1がi12以上で且つi11より小さい範囲で行なわれる。   When the PWM signal S3 from the dimming control unit 13 is input, the first current adjustment unit 123 turns on / off the transistors Q3 and Q4 according to the PWM signal S3. As a result, the on-duty ratio of the transistor Q2 is reduced, and the load current i1 flowing through the light emitting unit 3 is also reduced. The above-described operation is performed in a range where the load current i1 is i12 or more and smaller than i11.

次に、発光部3がさらに暗くなるように、ユーザが調光器2を操作すると、調光器2から出力される調光信号S1の調光レベルもさらに小さくなる。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、第1電流調整部123にPWM信号S3を出力するが、この場合、負荷電流i1がi12となるPWM信号S3を出力する。また、調光制御部13は、トランジスタQ2のゲート電圧v1を減少させる制御信号S2を生成し、第2電流調整部122に出力する。   Next, when the user operates the dimmer 2 so that the light emitting unit 3 becomes darker, the dimming level of the dimming signal S1 output from the dimmer 2 is further reduced. When the dimming signal S1 from the dimmer 2 is input, the dimming control unit 13 outputs the PWM signal S3 to the first current adjusting unit 123. In this case, the PWM signal in which the load current i1 is i12. S3 is output. Further, the dimming control unit 13 generates a control signal S2 that decreases the gate voltage v1 of the transistor Q2, and outputs the control signal S2 to the second current adjustment unit 122.

第2電流調整部122は、調光制御部13からの制御信号S2が入力されると、この制御信号S2に応じたゲート電圧v1となるように直流電圧源122aの出力電圧を調整する。これにより、発光部3に流れる負荷電流i1が減少し、発光部3の明るさが低下する。ここに本実施形態では、負荷電流i1=i12となるときの調光レベルが所定値であり、且つ、この所定値は第1電流調整部123による調光制御の調光下限値である。   When the control signal S2 from the dimming control unit 13 is input, the second current adjustment unit 122 adjusts the output voltage of the DC voltage source 122a so that the gate voltage v1 according to the control signal S2 is obtained. Thereby, the load current i1 flowing through the light emitting unit 3 is reduced, and the brightness of the light emitting unit 3 is lowered. Here, in the present embodiment, the dimming level when the load current i1 = i12 is a predetermined value, and the predetermined value is a dimming lower limit value of dimming control by the first current adjusting unit 123.

上述のように、調光レベルが所定値以上である場合には第1電流調整部123により調光制御を行ない、調光レベルが所定値より小さくなると第1電流調整部123による調光制御に加えて第2電流調整部122による調光制御を合わせて行なっている。その結果、より深い調光レベルまでLED31を点灯させることができ、且つLED31の明るさを広範囲に亘って滑らかに変化させることができる。   As described above, when the dimming level is equal to or higher than the predetermined value, the dimming control is performed by the first current adjusting unit 123, and when the dimming level becomes smaller than the predetermined value, the dimming control by the first current adjusting unit 123 is performed. In addition, dimming control by the second current adjusting unit 122 is performed together. As a result, the LED 31 can be lit up to a deeper dimming level, and the brightness of the LED 31 can be smoothly changed over a wide range.

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4(a)に示す昇圧チョッパ回路112を用いてもよい。   In the present embodiment, the output voltage of the diode bridge DB1 is stepped down by the flyback converter using the transformer Tr1 and applied to the light emitting unit 3. However, the step-up chopper shown in FIG. 4A is used instead of the flyback converter. The circuit 112 may be used.

また、フライバックコンバータの代わりに図4(b)に示す昇降圧チョッパ回路113や、図4(c)に示す降圧チョッパ回路114、図4(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 chopper circuit 113 shown in FIG. 4B, a step-down chopper circuit 114 shown in FIG. 4C, a forward converter circuit 115 shown in FIG. Good. In any case, the same effect can be obtained by providing the current adjusting unit 12 between the light emitting unit 3.

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、第1電流調整部123と、第2電流調整部122とを備える。第1電流調整部123は、外部からの調光信号S1に応じてオンデューティ比が変化するPWM信号S3に従ってトランジスタQ2をオン/オフさせることでLED31に流れる電流を調整する。第2電流調整部122は、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変化させることでLED31に流れる電流を調整する。調光信号S1による調光レベルが所定値以上である場合には、第1電流調整部123によりLED31の明るさを制御する。調光レベルが所定値より小さい場合には、調光レベルが所定値である場合における第1電流調整部123の制御状態を保ちつつ、第2電流調整部122によりLED31の明るさを制御する。   The lighting device 1 includes a DC power supply unit 11, a series circuit of an LED 31 and a transistor Q2 connected between output terminals of the DC power supply unit 11, a first current adjustment unit 123, and a second current adjustment unit 122. The first current adjusting unit 123 adjusts the current flowing through the LED 31 by turning on / off the transistor Q2 according to the PWM signal S3 whose on-duty ratio changes according to the dimming signal S1 from the outside. The second current adjustment unit 122 adjusts the current flowing through the LED 31 by changing the voltage applied to the gate of the transistor Q2 in accordance with the dimming signal S1. When the dimming level by the dimming signal S1 is equal to or higher than a predetermined value, the brightness of the LED 31 is controlled by the first current adjusting unit 123. When the dimming level is smaller than the predetermined value, the brightness of the LED 31 is controlled by the second current adjusting unit 122 while maintaining the control state of the first current adjusting unit 123 when the dimming level is the predetermined value.

また、所定値は、第1電流調整部123による調光制御の調光下限値であるのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the predetermined value is a dimming lower limit value of dimming control by the first current adjusting unit 123.

(実施形態2)
点灯装置1の実施形態2について図5を参照しながら説明する。なお、点灯装置1の回路構成については実施形態1と同様であるから、ここでは説明を省略し、必要がある場合には図1を参照する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the lighting device 1 will be described with reference to FIG. Since the circuit configuration of the lighting device 1 is the same as that of the first embodiment, the description is omitted here, and FIG. 1 is referred to when necessary.

本実施形態の点灯装置1は、図1に示すように、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。   As shown in FIG. 1, the lighting device 1 of the present embodiment includes a DC power supply unit 11, a current adjustment unit 12, and a dimming control unit 13, and generates a dimming signal S <b> 1 output from the dimmer 2. The light emitting unit 3 is turned on at a corresponding dimming level.

図5(a)及び図5(b)は第1電流調整部123により調光制御を行なっているときのトランジスタQ2へのゲート信号S4であり、図5(c)は第2電流調整部122により調光制御を行なっているときのトランジスタQ2へのゲート信号S4である。そして、これらのゲート信号S4によってトランジスタQ2をオン/オフさせることで、発光部3に流れる負荷電流i1の波形は矩形状となる。   FIGS. 5A and 5B show the gate signal S4 to the transistor Q2 when the dimming control is performed by the first current adjusting unit 123, and FIG. 5C shows the second current adjusting unit 122. This is the gate signal S4 to the transistor Q2 when the dimming control is performed. Then, by turning on / off the transistor Q2 by these gate signals S4, the waveform of the load current i1 flowing through the light emitting unit 3 becomes rectangular.

負荷電流i1の波形が矩形状である場合、負荷電流i1の立ち上がり時や立ち下がり時においてノイズが発生する可能性があり、用途によってはこのノイズが問題となる。そこで、本実施形態では、上記ノイズを抑えるために、ゲート信号S4(制御信号)の立ち上がり時において周波数変調する期間T2を設けている(図5(a)〜図5(c)参照)。   When the waveform of the load current i1 is rectangular, noise may occur when the load current i1 rises or falls, and this noise becomes a problem depending on the application. Therefore, in the present embodiment, in order to suppress the noise, a period T2 for frequency modulation is provided at the time of rising of the gate signal S4 (control signal) (see FIGS. 5A to 5C).

期間T2におけるゲート信号S4の周波数は、トランジスタQ2をオン/オフさせる通常のゲート信号S4に比べて高い周波数に設定されており、これによりゲート信号S4の立ち上がり時に発生するノイズのピーク値を抑えることができる。   The frequency of the gate signal S4 in the period T2 is set higher than that of the normal gate signal S4 for turning on / off the transistor Q2, thereby suppressing the peak value of noise generated at the rise of the gate signal S4. Can do.

本実施形態においても、調光レベルが所定値以上である場合には第1電流調整部123により調光制御を行ない、調光レベルが所定値より小さくなると第1電流調整部123による調光制御に加えて第2電流調整部122による調光制御を合わせて行なっている。その結果、より深い調光レベルまでLED31を点灯させることができ、且つLED31の明るさを広範囲に亘って滑らかに変化させることができる。   Also in the present embodiment, when the dimming level is equal to or higher than the predetermined value, the dimming control is performed by the first current adjusting unit 123, and when the dimming level becomes smaller than the predetermined value, the dimming control by the first current adjusting unit 123 is performed. In addition, the dimming control by the second current adjusting unit 122 is performed together. As a result, the LED 31 can be lit up to a deeper dimming level, and the brightness of the LED 31 can be smoothly changed over a wide range.

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4(a)〜図4(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 FIGS. 4A to 4D may be used. The same effect can be obtained by providing the current adjusting unit 12 in the circuit. Also in the present embodiment, the light emitting element is not limited to the LED, and may be, for example, an organic EL element or a laser diode (LD).

さらに本実施形態では、ゲート信号S4の立ち上がり時に期間T2を設けているが、ゲート信号S4の立ち上がり時と立ち下がり時の少なくとも一方において期間T2を設ければよく、本実施形態に限定されない。   Further, in the present embodiment, the period T2 is provided when the gate signal S4 rises. However, the period T2 may be provided at least one of the rise time and the fall time of the gate signal S4, and the present invention is not limited to this embodiment.

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、第1電流調整部123と、第2電流調整部122とを備える。第1電流調整部123は、外部からの調光信号S1に応じてオンデューティ比が変化するPWM信号S3に従ってトランジスタQ2をオン/オフさせることでLED31に流れる電流を調整する。第2電流調整部122は、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変化させることでLED31に流れる電流を調整する。調光信号S1による調光レベルが所定値以上である場合には、第1電流調整部123によりLED31の明るさを制御する。調光レベルが所定値より小さい場合には、調光レベルが所定値である場合における第1電流調整部123の制御状態を保ちつつ、第2電流調整部122によりLED31の明るさを制御する。   The lighting device 1 includes a DC power supply unit 11, a series circuit of an LED 31 and a transistor Q2 connected between output terminals of the DC power supply unit 11, a first current adjustment unit 123, and a second current adjustment unit 122. The first current adjusting unit 123 adjusts the current flowing through the LED 31 by turning on / off the transistor Q2 according to the PWM signal S3 whose on-duty ratio changes according to the dimming signal S1 from the outside. The second current adjustment unit 122 adjusts the current flowing through the LED 31 by changing the voltage applied to the gate of the transistor Q2 in accordance with the dimming signal S1. When the dimming level by the dimming signal S1 is equal to or higher than a predetermined value, the brightness of the LED 31 is controlled by the first current adjusting unit 123. When the dimming level is smaller than the predetermined value, the brightness of the LED 31 is controlled by the second current adjusting unit 122 while maintaining the control state of the first current adjusting unit 123 when the dimming level is the predetermined value.

また、第1電流調整部123は、トランジスタQ2に対して出力する制御信号の立ち上がり時と立ち下がり時の少なくとも一方において周波数変調する期間を設けているのが好ましい。   Further, it is preferable that the first current adjusting unit 123 has a frequency modulation period at least at the time of rising or falling of the control signal output to the transistor Q2.

(実施形態3)
照明器具Aの実施形態について図6を参照しながら説明する。図6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又は2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。点灯装置1は、調光器2との間が有線により接続されており、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. 6 is a cross-sectional view illustrating a construction state of the lighting fixture A of the present embodiment. The lighting fixture A includes the lighting device 1, the light emitting unit 3, and the fixture main body 4 described in the first or second embodiment. Is provided. The lighting device 1 is connected to the dimmer 2 by wire, and turns on the light emitting unit 3 at the dimming level of the dimming signal S1 output from the dimmer 2.

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6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6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 instrument body 4 is, for example, an aluminum die-cast product, and is formed in a bottomed cylindrical shape with one surface (the lower surface in FIG. 6) opened, and is embedded in the ceiling through an embedding hole 100a provided in the ceiling material 100. Established. A substrate 32 on which a plurality of (three in FIG. 6) LEDs 31 are mounted is accommodated in the cylinder of the instrument body 4, and light that diffuses light from the LEDs 31 is formed at the opening edge of the instrument body 4. A diffusion plate 33 is attached. Here, in the present embodiment, the light emitting unit 3 is configured by the substrate 32 on which the LEDs 31 are mounted and the light diffusion plate 33.

本実施形態の照明器具Aでは、図6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. 6, the fixture body 4 that houses the light emitting unit 3 and the lighting device 1 are arranged with a space therebetween, and the space between the light emitting unit 3 and the lighting device 1 is between. The power line 5 is electrically connected via the connector 6. As described above, when the lighting device 1 is separated from the fixture body 4, it is only necessary to store the light emitting unit 3 inside the fixture body 4, so that the height dimension of the fixture body 4 can be reduced. In addition, there is an advantage that the degree of freedom of installation of the lighting device 1 is improved.

上述のように、実施形態1又は2で説明した点灯装置1を用いることによって、より深い調光レベルまで発光部3を点灯可能で且つ発光部3の明るさを広範囲に亘って滑らかに変化可能な照明器具Aを提供することができる。   As described above, by using the lighting device 1 described in the first or second embodiment, the light emitting unit 3 can be lit to a deeper dimming level, and the brightness of the light emitting unit 3 can be smoothly changed over a wide range. Luminaire A can be provided.

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、本実施形態では有線式の調光器2を用いたが、赤外線や電波等による無線式の調光器を用いてもよく、本実施形態に限定されない。   In the present embodiment, the lighting device 1 is provided separately from the fixture body 4, but the lighting device 1 may be provided integrally with the fixture body 4. Further, although the wired dimmer 2 is used in the present embodiment, a wireless dimmer using infrared rays, radio waves, or the like may be used, and is not limited to the present embodiment.

照明器具Aは、点灯装置1を備えている。   The lighting fixture A includes a lighting device 1.

1 点灯装置
31 LED(発光素子)
122 第2電流調整部
123 第1電流調整部
Q2 トランジスタ(スイッチ素子)
S1 調光信号
S3 PWM信号
1 lighting device 31 LED (light emitting element)
122 2nd current adjustment part 123 1st current adjustment part Q2 Transistor (switch element)
S1 Dimming signal S3 PWM signal

Claims (4)

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、
外部からの調光信号に応じてオンデューティ比が変化するPWM信号に従って前記スイッチ素子をオン/オフさせることで前記発光素子に流れる電流を調整する第1電流調整部と、
前記調光信号に従って前記スイッチ素子の制御端子に印加する電圧を変化させることで前記発光素子に流れる電流を調整する第2電流調整部と、を備え、
前記調光信号による調光レベルが所定値以上である場合には、前記第1電流調整部により前記発光素子の明るさを制御し、
前記調光レベルが前記所定値より小さい場合には、前記調光レベルが前記所定値である場合における前記第1電流調整部の制御状態を保ちつつ、前記第2電流調整部により前記発光素子の明るさを制御することを特徴とする点灯装置。
A DC power supply,
A series circuit of a light emitting element and a switch element connected between the output ends of the DC power supply unit;
A first current adjusting unit that adjusts a current flowing through the light emitting element by turning on / off the switch element according to a PWM signal whose on-duty ratio changes according to a dimming signal from the outside;
A second current adjusting unit that adjusts a current flowing through the light emitting element by changing a voltage applied to a control terminal of the switch element according to the dimming signal;
When the dimming level by the dimming signal is a predetermined value or more, the brightness of the light emitting element is controlled by the first current adjustment unit,
When the dimming level is smaller than the predetermined value, the second current adjusting unit maintains the control state of the first current adjusting unit when the dimming level is the predetermined value. A lighting device characterized by controlling brightness.
前記所定値は、前記第1電流調整部による調光制御の調光下限値であることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the predetermined value is a dimming lower limit value of dimming control by the first current adjusting unit. 前記第1電流調整部は、前記スイッチ素子に対して出力する制御信号の立ち上がり時と立ち下がり時の少なくとも一方において周波数変調する期間を設けていることを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。   3. The lighting according to claim 1, wherein the first current adjusting unit has a frequency modulation period at least one of a rising edge and a falling edge of a control signal output to the switch element. apparatus. 請求項1〜3の何れか1項に記載の点灯装置を備えていることを特徴とする照明器具。   A lighting fixture comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 3.
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