JP2000030877A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
て、安価で小型化も容易な構成で光出力を段調光可能と
する。 【解決手段】1個あるいは複数個の発光ダイオードと限
流要素Z1,Z2,…,Zmとを直列に接続して成るL
EDアレイ1,2,…,mを複数列備え、交流電源AC
を全波整流する全波整流回路DBの一方の直流出力端子
に各LEDアレイ1,2,…,mの各一端を共通接続
し、各LEDアレイ1,2,…,mの各他端をそれぞれ
全波整流回路DBの他方の直流出力端子又は交流電源A
Cの一端のいずれかに選択的に切り替え接続するスイッ
チ手段SWを設けた。
Description
源とする照明装置に関するものであり、特に、その段調
光回路に関するものである。
装置において、光出力を可変とするために幾つかの回路
が提案されている。図5の従来例は、複数のLEDを直
列接続して成る複数列のLEDアレイ1,…,m(mは
2以上の整数)と、各LEDアレイ1,…,mの一端に
一方の電極を接続された電源Eと、電源Eの他方の電極
に各一端を接続された限流用の抵抗R1,R2と、これ
らの抵抗R1,R2の各他端とLEDアレイ1,…,m
の各他端を任意に切り替え接続するスイッチ手段SWと
から成り、抵抗値の異なる2つの抵抗R1,R2のいず
れかを限流用の抵抗として選択することにより、各LE
Dアレイ1,…,mは各々2種類の電流値を選択するこ
とができ、m=2の照明装置では、4段階の調光が可能
となる。
電流回路によりLEDに流れる電流を切り替えるもので
あり、複数のLEDを直列接続して成る複数列のLED
アレイ1,…,m(mは2以上の整数)と、各LEDア
レイ1,…,mの一端に一方の電極を接続された電源E
と、電源Eの他方の電極に各一端を接続された限流用の
抵抗R1,…,Rmと、これらの抵抗R1,…,Rmの
各他端にエミッタを接続され、LEDアレイ1,…,m
の各他端にコレクタを接続されたトランジスタQ1,
…,Qmと、各トランジスタQ1,…,Qmにベース電
位を与える直流電源E1,E2と、各トランジスタQ
1,…,Qmのベースと直流電源E1,E2の接続を個
別に選択するスイッチ手段SWとから成り、電圧値の異
なる2つの直流電源E1,E2のいずれかを各トランジ
スタQ1,…,Qmのベースに接続することにより、各
LEDアレイ1,…,mは各々2種類の電流値を選択す
ることができ、m=2の照明装置では、4段階の調光が
可能となる。
定電流回路であるが、トランジスタQ1,…,Qmのべ
ースに接続される直流電源E1,E2に代えて、矩形波
状のパルス波形を出力するパルス電源P1,P2を用い
たものであり、パルス状の電圧によりトランジスタQ
1,…,Qmに流れる電流を断続させ、パルス幅制御
(PWM制御)によりLEDに流れる平均電流を切り替
えている。すなわち、パルス幅(デューティ)の異なる
2つの矩形波状のパルス波形を出力するパルス電源P
1,P2のいずれかを各トランジスタQ1,…,Qmの
ベースに接続することにより、各LEDアレイ1,…,
mは各々2種類の平均電流値を選択することができ、m
=2の照明装置では、4段階の調光が可能となる。
では、同一電源Eを用いて段調光を行っており、図5の
抵抗切り替え方式では、抵抗R1,R2の消費電力を設
定する際、抵抗R1,R2に流れる最大電流を想定しな
ければならない。また、流れる電流は、接続されるLE
Dアレイの最大数とLEDに流す最大電流を考慮せねば
ならない。したがって、消費電力の大きい抵抗R1,R
2を採用しなければならず、コスト、サイズとも大きい
抵抗となる。また、図6、図7の方式でも、同様にLE
Dアレイの最大接続数を考慮した設計が必要となるた
め、制御部のコスト、サイズとも大きくなる。
ものであり、その目的とするところは、発光ダイオード
を光源とする照明装置において、安価で小型化も容易な
構成で光出力を段調光可能とすることにある。
ば、上記の課題を解決するために、図1に示すように、
1個あるいは複数個の発光ダイオードと限流要素Z1,
Z2,…,Zmとを直列に接続して成るLEDアレイ
1,2,…,mを複数列備え、交流電源ACを全波整流
する全波整流回路DBの一方の直流出力端子に各LED
アレイ1,2,…,mの各一端を共通接続し、各LED
アレイ1,2,…,mの各他端をそれぞれ前記全波整流
回路DBの他方の直流出力端子又は前記交流電源ACの
一端のいずれかに選択的に切り替え接続するスイッチ手
段SWを設けたことを特徴とするものである。
例1の回路図を示す。本実施例の回路は、交流電源AC
と、この交流電源ACに接続された全波整流回路DB
と、複数のLEDを直列接続して成る複数列のLEDア
レイ1,…,m(mは2以上の整数)と、各LEDアレ
イ1,…,mのカソード側に各一端を接続され、全波整
流回路DBの負出力端子に各他端を共通接続された抵抗
等の限流素子Z1,…,Zmと、各LEDアレイ1,
…,mのアノード側を全波整流回路DBの正出力端子又
は交流電源ACの一端に選択的に切り替え接続するスイ
ッチ手段SWとから成り、全波通電又は半波通電のいず
れかを選択することにより、各LEDアレイ1,…,m
は各々2種類の電流値を選択することができ、m=2の
照明装置では、4段階の調光が可能となる。
Dを接続したLEDアレイ1のアノード側端子A1を交
流電源ACの一端S1に接続すると、図2(a)に示す
ように、LEDの順方向降下電圧によって決まる所定電
圧Vtを越えると限流素子Z1により制限された電流I
z1がLEDに流れ、LEDが点灯発光する。このと
き、LEDの整流作用により、半波整流された電源電圧
でLEDが点灯されたのと同じ状態となっている。
のLEDを接続したLEDアレイ2のアノード側端子A
2を全波整流回路DBの正出力端子S2に接続すると、
図2(b)に示すように、LEDの順方向降下電圧によ
って決まる所定電圧Vtを越えると限流素子Z2により
制限された電流Iz2がLEDに流れ、LEDが点灯発
光する。このとき、LEDアレイ1とLEDアレイ2
が、同一仕様で構成されているとすると、LEDアレイ
2の各LEDに流れる電流の平均値は、LEDアレイ1
の各LEDに流れる電流の平均値の2倍となる。したが
って、端子S1、S2と端子A1、A2の接続の組み合
わせにより、段調光が可能となる。
路図を示す。本実施例の回路は、実施例1の全波整流回
路DBの出力電圧を入力として、任意の電圧波形を発生
させる任意波形発生回路Wを設けて、その出力端子S
3,…,Sn(nは3以上の整数)をスイッチ手段SW
により各LEDアレイ1,…,mのアノード側端子A
1,…,Amに選択的に切り替え接続可能としている。
この任意波形発生回路Wからは、例えば図2(c)に示
すような三角波、図2(d)に示すようなLEDアレイ
の順方向降下電圧の和より小さくならない脈流波形、図
2(e)に示すような脈流の無い波形の直流電圧などを
出力する。これらの波形は、そのピーク値がLEDアレ
イの順方向降下電圧の和より大きければ、図示された例
だけに限られるものではない。選択された任意の電圧波
形Vsの場合に流れるLED電流Izは、(任意波形電
圧−LEDの順方向降下電圧)/限流用抵抗で表され
る。
作波形図である。本実施例では、図3の回路において、
限流素子Z1,…,Zmとして、図6に示すような定電
流回路を用いた場合に、LEDに流れる電流波形を示し
ている。この場合、LEDに流れる電流は定電流とな
る。図中、(a)はLEDアレイのアノード側端子を交
流電源ACの一端S1に接続した場合、(b)は全波整
流回路DBの正出力端子S2に接続した場合、(c)は
任意波形発生回路の三角波電圧に接続した場合、(d)
はLEDアレイの順方向降下電圧の和より小さくならな
い脈流波形、(e)は脈流の無い波形の直流電圧に接続
した場合の動作をそれぞれ示している。
LEDアレイ1,2,…,mの発光色、個数を任意に設
定することにより、任意の発光色または調光段数の設定
が可能となる。
Dアレイのそれぞれについて、交流電源による半波通電
又は全波整流回路による全波通電のいずれかを選択でき
るので、簡単な回路構成で段調光が可能となる。請求項
2又は3の発明によれば、任意波形発生回路を設けたこ
とにより、各LEDアレイについて、全波通電と半波通
電による2段階の調光に比べてさらに多段階の調光が可
能となる。
オードの個数や発光色を任意に選択することにより調光
/調色が可能となる。請求項6又は7の発明によれば、
各発光ダイオードに流れる電流のピーク値を制限するこ
とができる。
ある。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 1個あるいは複数個の発光ダイオード
と限流要素とを直列に接続して成るLEDアレイを複数
列備え、交流電源を全波整流する全波整流回路の一方の
直流出力端子に各LEDアレイの各一端を共通接続し、
各LEDアレイの各他端をそれぞれ前記全波整流回路の
他方の直流出力端子又は前記交流電源の一端のいずれか
に選択的に切り替え接続するスイッチ手段を設けたこと
を特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 前記全波整流回路の直流出力端子間に
接続されて前記一方の直流出力端子を基準電位として任
意の電圧波形を発生させる任意波形発生回路を備え、前
記スイッチ手段は、各LEDアレイの各他端をそれぞれ
前記全波整流回路の他方の直流出力端子又は前記交流電
源の一端、又は前記任意波形発生回路の出力端子のいず
れかに選択的に切り替え接続する手段であることを特徴
とする請求項1記載の照明装置。 - 【請求項3】 前記任意波形発生回路は各LEDアレ
イの順方向降下電圧よりも高い電圧ピーク値を有する1
つ又は複数の電圧波形を発生させる回路であることを特
徴とする請求項2記載の照明装置。 - 【請求項4】 前記各LEDアレイを構成する発光ダ
イオードの個数はアレイ毎にそれぞれ異なる個数に設定
されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
に記載の照明装置。 - 【請求項5】 前記各LEDアレイを構成する発光ダ
イオードの発光色はアレイ毎にそれぞれ異なる発光色が
選択されていることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載の照明装置。 - 【請求項6】 前記各限流要素は、各発光ダイオード
に流れる電流を制限する限流素子であることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項7】 前記各限流要素は、各発光ダイオード
に流れる電流を制御する定電流回路であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の照明装置。
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