JP6295540B2 - Lighting device and lighting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、点灯装置および照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture .
従来、例えば、特許文献1に開示されているように、フライバック方式のスイッチング点灯装置において、LEDを点灯制御する技術が見出されている。具体的には、特許文献1において、1つのコンバータ回路でLED点灯制御を行う場合に、一般的にLED照明器具に要求される高調波電流を抑制し、LEDの定電流制御を行う技術が見出されている。また、例えば特許文献2および特許文献3に開示されているように、LEDを調光点灯制御する技術が公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example,
近年、省エネ、省電力の要請が強まる中で、照明器具において無駄な点灯を削減することは重要な課題である。省エネ性に優れた発光ダイオード(以下、LEDとも称す)の普及が進められるとともに、このLEDを点灯制御する点灯装置にもさまざまな技術開発が進められている。 In recent years, demands for energy saving and power saving have increased, and it is an important issue to reduce useless lighting in lighting fixtures. While light-emitting diodes (hereinafter also referred to as LEDs) with excellent energy saving performance are being promoted, various technical developments are also underway for lighting devices that control lighting of these LEDs.
フライバック電源のような1つのコンバータ回路を用いるスイッチング電源では、一般的に高効率化のためリンギングチョークコンバータ方式のように2次側のゼロ電流を検出し、効率を高めるものが一般的である。しかしながら、スイッチング電源の動作周波数に限界があり、広範囲(例えば、AC100V〜AC254V等の範囲)にわたる入力電源に対して十分な調光制御を行うことが難しいという問題があった。このため、使用者が選択できる明るさに限界があり、より明るさの自由度が高い照明器具の実現が求められていた。 In a switching power supply using a single converter circuit such as a flyback power supply, a secondary zero current is generally detected to improve efficiency as in the ringing choke converter system for higher efficiency. . However, there is a limit to the operating frequency of the switching power supply, and there is a problem that it is difficult to perform sufficient dimming control on an input power supply over a wide range (for example, a range of AC100V to AC254V or the like). For this reason, there is a limit to the brightness that can be selected by the user, and there has been a demand for the realization of a lighting fixture with a higher degree of freedom in brightness.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、使用者が選択できる明るさの自由度が高められた点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a lighting device and a lighting fixture with an increased degree of freedom in brightness that can be selected by a user.
本発明にかかる点灯装置は、
インダクタ要素およびスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のオン時に前記インダクタ要素が蓄えたエネルギーを前記スイッチング素子のオフ時に放出するコンバータと、
前記コンバータの出力側に接続される発光ダイオードに流れる電流を検出する検出抵抗と、
指定された調光率に応じて決まる目標値と前記検出抵抗の検出値との比較結果に応じて出力を切り替える比較器と、
前記インダクタ要素が蓄えた前記エネルギーの放出を検出したら前記目標値に応じて決まる遅延時間の経過後に前記スイッチング素子をオンとし、前記比較器の出力に応じたオン時間の経過後に前記スイッチング素子をオフとする制御回路と、
を備え、
前記目標値の上限値から下限値に渡って、前記目標値の変化に伴って前記遅延時間が連続的に変化することを特徴とする。
The lighting device according to the present invention is
A converter comprising an inductor element and a switching element, wherein the converter stores the energy stored in the inductor element when the switching element is on;
A detection resistor for detecting a current flowing in a light emitting diode connected to the output side of the converter;
A comparator that switches an output according to a comparison result between a target value determined according to a specified dimming rate and a detection value of the detection resistor;
When the release of the energy stored in the inductor element is detected, the switching element is turned on after a delay time determined according to the target value elapses, and the switching element is turned off after an on time elapses according to the output of the comparator. A control circuit and
Equipped with a,
Over the lower limit from the upper limit value of the target value, the delay time is characterized that you continuously changes with a change in the target value.
本発明にかかる照明器具は、
上記本発明にかかる点灯装置と、
前記点灯装置により点灯される発光素子と、
を備えることを特徴とする。
The lighting apparatus according to the present invention is
A lighting device according to the present invention;
A light emitting element that is turned on by the lighting device;
It is characterized by providing.
本発明によれば、使用者が選択できる明るさの自由度が高まる。 According to the present invention, the degree of freedom in brightness that the user can select increases.
図1は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置およびこれに用いる集積回路を示す回路図である。実施の形態にかかる点灯装置は、交流電源ACと接続する整流回路DB1と、この整流回路DB1に接続する直流電源回路1とを備えている。整流回路DB1は、ダイオードブリッジであり、交流電源ACが入力されて交流電圧を脈流の直流電圧(以下、整流電圧ともいう。)に変換する。直流電源回路1は、接続される発光ダイオードLAに定電流を供給する。本実施の形態にかかる点灯装置は、さらに、直流電源回路1を起動、動作させる起動抵抗R1を備えており、この起動抵抗R1が制御電源を生成する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a lighting device according to an embodiment of the present invention and an integrated circuit used therefor. The lighting device according to the embodiment includes a rectifier circuit DB1 connected to an AC power supply AC and a DC
直流電源回路1は、いわゆるフライバックコンバータ方式の定電流回路である。直流電源回路1は、電解コンデンサC10(以下、平滑コンデンサC10ともいう)と、トランスTRと、MOSFETQ1と、このMOSFETQ1をオン/オフ制御する点灯制御回路IC1と、LED電流を検出する検出抵抗R10と、を備える。点灯制御回路IC1は、制御電源端子S1、ゼロクロス検出端子S2、駆動端子S3,オン時間検出端子S4、および遅延時間検出端子S5を備える。
The DC
トランスTRは、一次巻線T1と、二次巻線T2と、補助巻線T3とを備える。二次巻線T2は、一次巻線T1との巻線比に応じた電圧が発生する主たる二次巻線である。補助巻線T3は、二次巻線T2に比例した電圧が発生する二次巻線である。二次巻線T2はダイオードD10に接続しており、二次巻線T2に発生する高周波電圧がC10で平滑されて発光ダイオードLAに供給される。 The transformer TR includes a primary winding T1, a secondary winding T2, and an auxiliary winding T3. The secondary winding T2 is a main secondary winding that generates a voltage according to the winding ratio with the primary winding T1. The auxiliary winding T3 is a secondary winding that generates a voltage proportional to the secondary winding T2. The secondary winding T2 is connected to the diode D10, and the high frequency voltage generated in the secondary winding T2 is smoothed by C10 and supplied to the light emitting diode LA.
起動抵抗R1は、一端が整流回路DB1の出力側とトランスTRの一次巻線T1との間に接続し、他端が点灯制御回路IC1の制御電源端子S1に接続している。交流電源ACが入力されると、起動抵抗R1を介して、点灯制御回路IC1に制御電源が供給される。 The starting resistor R1 has one end connected between the output side of the rectifier circuit DB1 and the primary winding T1 of the transformer TR, and the other end connected to the control power supply terminal S1 of the lighting control circuit IC1. When the AC power supply AC is input, the control power is supplied to the lighting control circuit IC1 through the starting resistor R1.
点灯制御回路IC1のゼロクロス検出端子S2は、ダイオードD1および抵抗R2を介して、補助巻線T3に接続している。具体的には、トランスTRの補助巻線T3には、抵抗R2の一端が接続し、抵抗R2の他端にはダイオードD1のアノードが接続し、ダイオードD1のカソードがゼロクロス検出端子S2に接続している。抵抗R2は、補助巻線T3からの電流を抑制する。ゼロクロス検出端子S2によって補助巻線T3に発生する電圧を検出して、MOSFETQ1がターンオンするべきタイミングを検出することができる。 The zero cross detection terminal S2 of the lighting control circuit IC1 is connected to the auxiliary winding T3 via the diode D1 and the resistor R2. Specifically, one end of the resistor R2 is connected to the auxiliary winding T3 of the transformer TR, the anode of the diode D1 is connected to the other end of the resistor R2, and the cathode of the diode D1 is connected to the zero cross detection terminal S2. ing. The resistor R2 suppresses the current from the auxiliary winding T3. The voltage generated in the auxiliary winding T3 can be detected by the zero cross detection terminal S2, and the timing at which the MOSFET Q1 should be turned on can be detected.
LED電流を検出する検出抵抗R10には、LED電流と検出抵抗R10の抵抗値に比例した電圧が発生する。検出抵抗R10に発生した電圧は、制御抵抗R20を介してLED電流が定電流制御される比較器OP1に入力される。比較器OP1の入力側他端には、発光ダイオードLAに流れるLED電流を設定するための目標値V1が入力される。 A voltage proportional to the LED current and the resistance value of the detection resistor R10 is generated in the detection resistor R10 that detects the LED current. The voltage generated in the detection resistor R10 is input to the comparator OP1 in which the LED current is constant-current controlled via the control resistor R20. A target value V1 for setting the LED current flowing through the light emitting diode LA is input to the other end of the input side of the comparator OP1.
比較器OP1の出力は、制御抵抗R23を介して点灯制御回路IC1に接続される。点灯制御回路IC1は、比較器OP1の出力電圧に基づいてMOSFETQ1のオン時間を決定し、そのオン時間だけMOSFETQ1をオン動作させる。 The output of the comparator OP1 is connected to the lighting control circuit IC1 through the control resistor R23. The lighting control circuit IC1 determines the ON time of the MOSFET Q1 based on the output voltage of the comparator OP1, and turns on the MOSFET Q1 for the ON time.
目標値V1と検出抵抗R10に発生した電圧が一致するように、点灯制御回路IC1が直流電源回路1を制御する。比較器OP1のLED電流検出端子と出力端子との間には、比較器OP1の応答性の遅れを作る抵抗R21およびコンデンサC21が接続されている。
The lighting control circuit IC1 controls the DC
MOSFETQ1のオフ時間は、補助巻線T3に発生する電圧を検出することで決定され、MOSFETQ1のオン時間は、比較器OP1の出力電圧で決定される。比較器OP1に入力する目標値V1を変化させることで、LED電流を変化させ、調光制御を行うことができる。 The off time of the MOSFET Q1 is determined by detecting the voltage generated in the auxiliary winding T3, and the on time of the MOSFET Q1 is determined by the output voltage of the comparator OP1. By changing the target value V1 input to the comparator OP1, the LED current can be changed and the dimming control can be performed.
コンデンサC1の容量を小さくすることで、次の効果が得られる。コンデンサC1の両端間には全波整流された脈流電圧が印加される。この脈流電圧をトランスTRの一次巻線T1及びMOSFETQ1でスイッチング動作することで、AC電源の力率を高めることができる。 By reducing the capacitance of the capacitor C1, the following effects can be obtained. A full-wave rectified pulsating voltage is applied across the capacitor C1. The power factor of the AC power supply can be increased by switching the pulsating voltage with the primary winding T1 of the transformer TR and the MOSFET Q1.
ただし、トランスTRの二次巻線T2から出力される電圧と位相が異なる。このため、検出抵抗R10から点灯制御回路IC1(オン時間検出)までの、いわゆる定電流フィードバックの検出ループ(R10→R20→R21→C21→R23→点灯制御回路IC1へ至る経路)上におけるフィードバック速度が、上記の全波整流の周期よりも遅い必要がある。 However, the voltage and phase output from the secondary winding T2 of the transformer TR are different. Therefore, the feedback speed on the so-called constant current feedback detection loop (path from R10 → R20 → R21 → C21 → R23 → lighting control circuit IC1) from the detection resistor R10 to the lighting control circuit IC1 (on-time detection) It is necessary to be slower than the full-wave rectification period.
例えば、全波整流の周期よりも検出ループを経由したフィードバック速度が早いときには、入力電圧が高い位相の時に、LED電流検出が低い位相であると、比較器OP1がLED電流を高めるように信号を出力する恐れがある。そのような事態が起きると、発光ダイオードLAのちらつきが発生してしまう。このことから、検出ループ上のフィードバック速度が全波整流の周期よりも遅くなるようにして、発光ダイオードLAの定常点灯を行うことが好ましい。 For example, when the feedback speed through the detection loop is faster than the full-wave rectification period, when the input voltage is in a high phase and the LED current detection is in a low phase, the comparator OP1 outputs a signal so as to increase the LED current. There is a risk of output. When such a situation occurs, the light-emitting diode LA flickers. Therefore, it is preferable to perform steady lighting of the light emitting diode LA such that the feedback speed on the detection loop is slower than the full wave rectification cycle.
前述した目標値V1は、調光信号変換回路4で生成される。調光信号変換回路4は、外部から入力されるPWM信号を所定の電圧に変換する回路である。また、調光信号変換回路4で生成した目標値V1は、点灯制御回路IC1の遅延時間検出端子S5にも入力される。
The target value V1 described above is generated by the dimming
図4は、調光信号変換回路4の回路図である。調光信号変換回路4は、PWM信号が入力される整流回路DB2と、整流回路DB2の出力を受けるフォトカプラPCのフォトダイオードを備える。制御電源Vccには抵抗R42の一端が接続し、抵抗R42の他端は、フォトカプラPCのフォトトランジスタおよび抵抗R41の一端が接続している。
FIG. 4 is a circuit diagram of the dimming
抵抗R41の他端はコンデンサC40の一端に接続しており、コンデンサC40の他端はグランドに接続する。コンデンサC40の他端から目標値V1が取り出される。コンデンサC40に直流電圧が充電されることで、目標値V1が生成される。 The other end of the resistor R41 is connected to one end of the capacitor C40, and the other end of the capacitor C40 is connected to the ground. The target value V1 is taken out from the other end of the capacitor C40. The target value V1 is generated by charging the capacitor C40 with a DC voltage.
外部から入力されるPWM信号は、極性を問わないようにするために、まず、整流回路DB2に入力される。PWM信号がハイのとき、フォトカプラPCのフォトダイオードが発光してフォトカプラPCのトランジスタがオンする。一方、PWM信号がローのときには、フォトカプラPCのトランジスタはオフする。 The PWM signal input from the outside is first input to the rectifier circuit DB2 so that the polarity does not matter. When the PWM signal is high, the photodiode of the photocoupler PC emits light and the transistor of the photocoupler PC is turned on. On the other hand, when the PWM signal is low, the transistor of the photocoupler PC is turned off.
フォトカプラPCは、入力されるPWM信号のONdutyに従って、このようなオンオフ動作を繰り返す。このため、フォトカプラPCのトランジスタのコレクタには、PWM信号のONdutyが反転した信号が得られる。この結果、抵抗R41、R42、コンデンサC40を適切な値に設定することで、コンデンサC40に充電される直流電圧は、制御電源Vccの電圧値に対してPWM信号が反転したONdutyを略平均した値を係数として乗じた値となる。 The photocoupler PC repeats such an on / off operation according to the ON duty of the input PWM signal. For this reason, a signal obtained by inverting the ON duty of the PWM signal is obtained at the collector of the transistor of the photocoupler PC. As a result, by setting the resistors R41 and R42 and the capacitor C40 to appropriate values, the DC voltage charged to the capacitor C40 is a value obtained by substantially averaging the ON duty obtained by inverting the PWM signal with respect to the voltage value of the control power supply Vcc. Is the value multiplied by the coefficient.
このように、外部から入力されるPWM信号に応じて、目標値V1を変化させることができる。これにより、PWM信号に従って発光ダイオードLAを調光制御することができる。 Thus, the target value V1 can be changed according to the PWM signal input from the outside. Thereby, dimming control of the light emitting diode LA can be performed according to the PWM signal.
図2および図3は、図1に示す実施の形態にかかる点灯装置における特定箇所の出力波形を示すタイムチャートである。 2 and 3 are time charts showing output waveforms at specific locations in the lighting device according to the embodiment shown in FIG.
図2は、全光点灯時における、MOSFETQ1のドレイン電流およびドレインソース電圧波形、ダイオードD10を流れる電流波形、ダイオードD1の出力電圧波形を、それぞれ示している。外部から入力されたPWM信号がローであるか、または、外部からPWM信号が入力されていないときには目標値V1が最大となり、全光点灯が行われる。 FIG. 2 shows the drain current and drain source voltage waveforms of the MOSFET Q1, the current waveform flowing through the diode D10, and the output voltage waveform of the diode D1 when all the lights are on. When the PWM signal input from the outside is low or no PWM signal is input from the outside, the target value V1 is maximized and all the lights are turned on.
時刻t1から時刻t2までが、MOSFETQ1がオンしている期間である。時刻t2から時刻t3までが、MOSFETQ1がオフしている期間である。二次巻線T2から流れる電流が0になるまでは、補助巻線T3を介して、ダイオードD1の出力電圧に、二次巻線に印加されていた電圧に対して巻き数比に比例した電圧が印加される。 The period from time t1 to time t2 is a period during which the MOSFET Q1 is on. The period from time t2 to time t3 is a period during which the MOSFET Q1 is off. Until the current flowing from the secondary winding T2 becomes zero, the output voltage of the diode D1 via the auxiliary winding T3 is a voltage proportional to the turn ratio with respect to the voltage applied to the secondary winding. Is applied.
時刻t3では、二次巻線T2の電流が0になり、補助巻線T3に印加されていた電圧が下がり始める。時刻t4では、ダイオードD1の出力電圧が低下したことを点灯制御回路IC1のゼロクロス検出端子S2が検出して、再びMOSFETQ1をオンさせる。 At time t3, the current in the secondary winding T2 becomes 0, and the voltage applied to the auxiliary winding T3 starts to drop. At time t4, the zero cross detection terminal S2 of the lighting control circuit IC1 detects that the output voltage of the diode D1 has decreased, and turns on the MOSFET Q1 again.
このとき、時刻t1から時刻t2にかけてMOSFETQ1がオンしている時間の長さは、前述したように、比較器OP1の出力電圧で決定される。ここでは、点灯制御回路IC1のオン時間検出端子S4の電圧が低いときほど、オン時間が短く設定されるものとする。図示しないが、二次巻線T2の出力電圧は、接続する発光ダイオードLAのVfにほぼ等しい電圧である。また、二次巻線の出力電流をコンデンサC10で平均化された電流がLED電流となる。 At this time, the length of time that the MOSFET Q1 is on from time t1 to time t2 is determined by the output voltage of the comparator OP1 as described above. Here, it is assumed that the ON time is set shorter as the voltage of the ON time detection terminal S4 of the lighting control circuit IC1 is lower. Although not shown, the output voltage of the secondary winding T2 is substantially equal to Vf of the connected light emitting diode LA. Further, the LED current is obtained by averaging the output current of the secondary winding with the capacitor C10.
このように、二次巻線T2の電流が0になることを検出してMOSFETQ1をオン動作させることで、トランスTR、MOSFETQ1、ダイオードD10における損失を低減し、高効率の電源回路とすることができる。また、スイッチング動作によるノイズを低減することができる。 Thus, by detecting that the current of the secondary winding T2 becomes 0 and turning on the MOSFET Q1, loss in the transformer TR, the MOSFET Q1, and the diode D10 can be reduced, and a high-efficiency power supply circuit can be obtained. it can. In addition, noise due to the switching operation can be reduced.
目標値V1が高いとき、即ち、LED電流がある程度大きいときは、上述した制御で調光が可能である。これは、フライバック電源回路であるため、MOSFETQ1のオン時間が短く、または、動作周波数が高くなることで、LED電流を小さくすることができるからである。 When the target value V1 is high, that is, when the LED current is large to some extent, dimming can be performed by the above-described control. This is because the on-time of the MOSFET Q1 is short or the operating frequency is high, so that the LED current can be reduced because it is a flyback power supply circuit.
一方、LED電流をさらに小さくしようとすると、MOSFETQ1のオン時間を短くして動作周波数を高くする必要がある。しかし、MOSFETQ1のスイッチングが短時間になりすぎるため、実際の動作には限界がある。したがって、LED電流がある程度を超えて小さな値になってしまうと、MOSFETQ1のスイッチングのみでは所望の調光制御を行うことができない。 On the other hand, in order to further reduce the LED current, it is necessary to shorten the ON time of the MOSFET Q1 and increase the operating frequency. However, the actual operation is limited because the switching of the MOSFET Q1 is too short. Therefore, if the LED current becomes a small value exceeding a certain level, desired dimming control cannot be performed only by switching the MOSFET Q1.
そこで、本実施の形態では、目標値V1を点灯制御回路IC1の遅延時間検出端子S5に入力する。点灯制御回路IC1は、遅延時間検出端子S5に入力された電圧(目標値V1)に従って、MOSFETQ1がオンするタイミングを遅延させる。 Therefore, in the present embodiment, the target value V1 is input to the delay time detection terminal S5 of the lighting control circuit IC1. The lighting control circuit IC1 delays the timing at which the MOSFET Q1 is turned on according to the voltage (target value V1) input to the delay time detection terminal S5.
図5は、目標値V1と遅延時間tdの関係を示すグラフである。目標値V1が高いときには、遅延時間tdを0にして、目標値V1が低くなるほどこれに比例して遅延時間tdが一次関数的に大きくなる。即ち、全光点灯時に遅延時間をゼロとし、調光率が低くLED電流が小さくなるほど遅延時間tdを大きく設定する。点灯制御回路IC1は、図5に示す関数を内部のメモリに記憶しており、現在の目標値V1の値に応じた遅延時間tdだけMOSFETQ1のオンを遅らせる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the target value V1 and the delay time td. When the target value V1 is high, the delay time td is set to 0, and the delay time td increases linearly as the target value V1 decreases. That is, the delay time is set to zero when all the lights are turned on, and the delay time td is set to be larger as the dimming rate is lower and the LED current is smaller. The lighting control circuit IC1 stores the function shown in FIG. 5 in the internal memory, and delays the turning on of the MOSFET Q1 by a delay time td corresponding to the current target value V1.
図3は、全光点灯していない調光点灯時における、MOSFETQ1のドレイン電流およびドレインソース電圧波形、ダイオードD10を流れる電流波形、ダイオードD1の出力電圧波形を、それぞれ示している。図3は、遅延時間tdが0でないときの動作を示している。なお、時刻t4までの波形は、図2と同様である。 FIG. 3 shows the drain current and drain source voltage waveforms of the MOSFET Q1, the current waveform flowing through the diode D10, and the output voltage waveform of the diode D1 at the time of dimming lighting where all light is not lit. FIG. 3 shows an operation when the delay time td is not zero. The waveform up to time t4 is the same as that in FIG.
時刻t4から時刻t5までの時間が、遅延時間tdとなる。図2に示す全光点灯時に比べて、MOSFETQ1のオフ時間が長くなる。このことから、前述したように二次巻線T2の出力電流の平均値がさがるため、LED電流を低くすることができる。 The time from time t4 to time t5 is the delay time td. Compared to the all-light lighting shown in FIG. 2, the MOSFET Q1 has a longer off time. Thus, as described above, the average value of the output current of the secondary winding T2 is reduced, so that the LED current can be lowered.
このように、目標値V1を基に遅延時間tdを設定し、点灯制御回路IC1がこの遅延時間tdだけMOSFETQ1のオンを遅らせることで、LED電流をさらに低くすることができる。 In this way, the delay time td is set based on the target value V1, and the lighting control circuit IC1 delays the turn-on of the MOSFET Q1 by this delay time td, whereby the LED current can be further reduced.
また、遅延時間tdと直流電源回路1、LED出力の関係は概略次の関係式が成り立つ。
The relationship between the delay time td, the DC
ただし、
However,
一次巻線T1のL値をLp、一次巻線T1のターン数をNp、二次巻線T2のターン数をNs、LED電圧をVo、LED電流をIo、ダイオードD10の順方向電圧をVfとした。コンデンサC1の印加電圧をVin、MOSFETQ1のオン時間をtonとした。本関係式から、遅延時間tdを長くすることで、MOSFETQ1のオン時間tonを長くすることができることがわかる。 The L value of the primary winding T1 is Lp, the number of turns of the primary winding T1 is Np, the number of turns of the secondary winding T2 is Ns, the LED voltage is Vo, the LED current is Io, and the forward voltage of the diode D10 is Vf. did. The applied voltage of the capacitor C1 is Vin, and the on-time of the MOSFET Q1 is ton. From this relational expression, it can be seen that the ON time ton of the MOSFET Q1 can be increased by increasing the delay time td.
また、遅延時間tdと目標値V1の関係は、図5に示すとおり一次関数であってもよいがこれに限られず、二次関数等の他のグラフであってもよい。それぞれ回路定数、入力条件、出力条件によって適宜変更される。 Further, the relationship between the delay time td and the target value V1 may be a linear function as shown in FIG. 5, but is not limited thereto, and may be another graph such as a quadratic function. These are appropriately changed depending on circuit constants, input conditions, and output conditions.
また、全光点灯時の遅延時間tdを、MOSFETQ1がオフしてからトランスTRのエネルギーが放出し終わった後、一次巻線T1のL値とMOSFETQ1のドレインソース間にあるコンデンサ成分C値から決まる共振周波数の半分で、MOSFETQ1がターンオンできるように設定してもよい。このような遅延時間tdの設定は、最もMOSFETQ1のスイッチング損失を少なくする観点から好ましい。また、MOSFETQ1のドレインソース間にコンデンサを備えることで寄生のコンデンサ成分に頼らなくともよくなる。 Further, the delay time td when all the lights are lit is determined from the L value of the primary winding T1 and the capacitor component C value between the drain and source of the MOSFET Q1 after the energy of the transformer TR has been released after the MOSFET Q1 is turned off. The MOSFET Q1 may be set to be turned on at half the resonance frequency. Such setting of the delay time td is most preferable from the viewpoint of reducing the switching loss of the MOSFET Q1. Also, by providing a capacitor between the drain and source of MOSFET Q1, it is not necessary to rely on a parasitic capacitor component.
なお、本実施の形態では、フライバック回路を例に示したが、1つのコンバータを用いる方式であれば、バックコンバータ、バックブーストコンバータなどの回路方式においても同じ考え方をすることができる。 In the present embodiment, the flyback circuit is shown as an example. However, the same idea can be applied to circuit systems such as a buck converter and a buck boost converter as long as the system uses one converter.
以上説明したように、本実施の形態によれば、調光度が高い、即ち明るい状態では点灯装置の効率化を行うことで最終的に搭載される照明器具の省エネ性に貢献することができる。また、MOSFETQ1のオンするタイミングに遅延時間を設けることができるようにしたので、調光度が暗い調光制御を実現できるため、使用者が選択できる明るさの自由度が高まり、使い勝手のよい照明器具を提供することができる。また、このような機能を1つのコンバータで実現するので、点灯装置の小型化、及び、省部品化を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to contribute to the energy saving performance of the luminaire to be finally mounted by increasing the efficiency of the lighting device in a high dimming degree, that is, in a bright state. In addition, since a delay time can be provided at the timing when the MOSFET Q1 is turned on, it is possible to realize a dimming control with a dark dimming degree, so that the degree of freedom of brightness that can be selected by the user is increased and the lighting apparatus is easy to use. Can be provided. In addition, since such a function is realized by a single converter, it is possible to reduce the size of the lighting device and reduce the number of parts.
1 直流電源回路、4 調光信号変換回路、AC 交流電源、C1 コンデンサ、C10 コンデンサ、C21 コンデンサ、C40 コンデンサ、D1 ダイオード、D10 ダイオード、DB1 整流回路、DB2 整流回路、IC1 点灯制御回路、LA 発光ダイオード、OP1 比較器、PC フォトカプラ、Q1 MOSFET、R1 起動抵抗、R10 検出抵抗、R2,R21,R41,R42 抵抗、R20、R23 制御抵抗、S1 制御電源端子、S2 ゼロクロス検出端子、S3 駆動端子、S4 オン時間検出端子、S5 遅延時間検出端子、T1 一次巻線、T2 二次巻線、T3 補助巻線、td 遅延時間、TR トランス 1 DC power supply circuit, 4 dimming signal conversion circuit, AC AC power supply, C1 capacitor, C10 capacitor, C21 capacitor, C40 capacitor, D1 diode, D10 diode, DB1 rectifier circuit, DB2 rectifier circuit, IC1 lighting control circuit, LA light emitting diode , OP1 comparator, PC photocoupler, Q1 MOSFET, R1 start resistance, R10 detection resistance, R2, R21, R41, R42 resistance, R20, R23 control resistance, S1 control power supply terminal, S2 zero cross detection terminal, S3 drive terminal, S4 ON time detection terminal, S5 delay time detection terminal, T1 primary winding, T2 secondary winding, T3 auxiliary winding, td delay time, TR transformer
Claims (7)
前記コンバータの出力側に接続される発光ダイオードに流れる電流を検出する検出抵抗と、
指定された調光率に応じて決まる目標値と前記検出抵抗の検出値との比較結果に応じて出力を切り替える比較器と、
前記インダクタ要素が蓄えた前記エネルギーの放出を検出したら前記目標値に応じて決まる遅延時間の経過後に前記スイッチング素子をオンとし、前記比較器の出力に応じたオン時間の経過後に前記スイッチング素子をオフとする制御回路と、
を備え、
前記目標値の上限値から下限値に渡って、前記目標値の変化に伴って前記遅延時間が連続的に変化することを特徴とする点灯装置。 A converter comprising an inductor element and a switching element, wherein the converter stores the energy stored in the inductor element when the switching element is on;
A detection resistor for detecting a current flowing in a light emitting diode connected to the output side of the converter;
A comparator that switches an output according to a comparison result between a target value determined according to a specified dimming rate and a detection value of the detection resistor;
When the release of the energy stored in the inductor element is detected, the switching element is turned on after a delay time determined according to the target value elapses, and the switching element is turned off after an on time elapses according to the output of the comparator. A control circuit and
Equipped with a,
The lighting device characterized in that the delay time continuously changes as the target value changes from an upper limit value to a lower limit value of the target value .
前記コンバータの出力側に接続される発光ダイオードに流れる電流を検出する検出抵抗と、 A detection resistor for detecting a current flowing in a light emitting diode connected to the output side of the converter;
指定された調光率に応じて決まる目標値と前記検出抵抗の検出値との比較結果に応じて出力を切り替える比較器と、 A comparator that switches an output according to a comparison result between a target value determined according to a specified dimming rate and a detection value of the detection resistor;
前記インダクタ要素が蓄えた前記エネルギーの放出を検出したら前記目標値に応じて決まる遅延時間の経過後に前記スイッチング素子をオンとし、前記比較器の出力に応じたオン時間の経過後に前記スイッチング素子をオフとする制御回路と、 When the release of the energy stored in the inductor element is detected, the switching element is turned on after a delay time determined according to the target value elapses, and the switching element is turned off after an on time elapses according to the output of the comparator. A control circuit and
を備え、 With
前記目標値の上限値を含む第一範囲において前記遅延時間がゼロよりも長い第一時間に設定され、前記第一範囲よりも前記目標値の下限値の側の第二範囲において前記遅延時間が前記第一時間よりも長い第二時間に設定され、 In the first range including the upper limit value of the target value, the delay time is set to a first time longer than zero, and the delay time is set in the second range closer to the lower limit value of the target value than the first range. Set to a second time longer than the first time,
少なくとも全光点灯時における前記遅延時間は、前記スイッチング素子のオフに応じた前記インダクタ要素からの前記エネルギーの放出が終わった後における前記インダクタ要素のインダクタンスと前記スイッチング素子に並列な容量成分とで生ずる共振中において前記遅延時間がゼロのときよりもスイッチング損失が少なくなるタイミングで前記スイッチング素子をターンオンさせる時間に定められたことを特徴とする点灯装置。The delay time at least when all the lights are lit is generated by the inductance of the inductor element and the capacitance component in parallel to the switching element after the release of the energy from the inductor element in response to the switching element being turned off. The lighting device according to claim 1, wherein the switching device is set to a time for turning on the switching element at a timing at which a switching loss is smaller than when the delay time is zero during resonance.
前記点灯装置により点灯される発光素子と、 A light emitting element that is turned on by the lighting device;
を備えることを特徴とする照明器具。 A lighting apparatus comprising:
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