JP2003317979A - 電源回路 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＥＤを用いた信号灯などに用いられ、厳寒
期や夏期でも正常に動作し、電源投入後、すみやかに光
源部が発光する電源回路を提供すること。 【解決手段】 交流ＡＣが整流部１００で整流される。
集積回路ＩＣ１の内部には、誤差増幅噐２０４が備えら
れる。誤差増幅噐２０４には、基準電圧Ｖｒｅｆと、出
力電圧検出部３００の出力電圧が入力される。出力電圧
Ｖ０を検出電圧Ｖｆｂで検出し、誤差増幅噐２０４は、
基準電圧Ｖｒｅｆと、検出電圧Ｖｆｂとを比較して、誤
差分を増幅して出力する。この制御動作で、Ｖｆｂは、
Ｖｒｅｆに限り無く近づき、Ｖｒｅｆで決定されるＶ０
が得られる。ダイオードＤ４とサーミスタＲ１０で温度
検出部が構成される。
期や夏期でも正常に動作し、電源投入後、すみやかに光
源部が発光する電源回路を提供すること。 【解決手段】 交流ＡＣが整流部１００で整流される。
集積回路ＩＣ１の内部には、誤差増幅噐２０４が備えら
れる。誤差増幅噐２０４には、基準電圧Ｖｒｅｆと、出
力電圧検出部３００の出力電圧が入力される。出力電圧
Ｖ０を検出電圧Ｖｆｂで検出し、誤差増幅噐２０４は、
基準電圧Ｖｒｅｆと、検出電圧Ｖｆｂとを比較して、誤
差分を増幅して出力する。この制御動作で、Ｖｆｂは、
Ｖｒｅｆに限り無く近づき、Ｖｒｅｆで決定されるＶ０
が得られる。ダイオードＤ４とサーミスタＲ１０で温度
検出部が構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ（発光ダイ
オード）を用いた信号灯などに利用される電源回路に関
するものである。
オード）を用いた信号灯などに利用される電源回路に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】昨今、交通信号機にＬＥＤを用いた信号
灯を利用しようとする試みがなされている。ＬＥＤは多
種の色が得られ、白熱電球に比べ、発光効率が高く、照
明器具の光源として、省エネルギーに優れている。
灯を利用しようとする試みがなされている。ＬＥＤは多
種の色が得られ、白熱電球に比べ、発光効率が高く、照
明器具の光源として、省エネルギーに優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、交通信号灯
器あるいは一般の照明器具の光源としてＬＥＤ光源を屋
内や屋外において安全かつ長寿命で使用するには、冬期
から夏期にわたる広い環境温度変化をあらかじめ考慮し
て使用する必要がある。
器あるいは一般の照明器具の光源としてＬＥＤ光源を屋
内や屋外において安全かつ長寿命で使用するには、冬期
から夏期にわたる広い環境温度変化をあらかじめ考慮し
て使用する必要がある。
【０００４】例えば、ＬＥＤを用いた信号灯では、冬期
零下温度においては、点灯時にはＬＥＤ内発光部を中心
として、急速な発熱が生じ、これによりＬＥＤを構成す
る内部物質は、熱膨張を起こす。ＬＥＤが低温状態にお
かれている場合には、ＬＥＤ全体の構造物は収縮状態に
あるため、上述の点灯時に発生する内部膨張はＬＥＤ構
造物の内外部間に機械的な応力を発生する。
零下温度においては、点灯時にはＬＥＤ内発光部を中心
として、急速な発熱が生じ、これによりＬＥＤを構成す
る内部物質は、熱膨張を起こす。ＬＥＤが低温状態にお
かれている場合には、ＬＥＤ全体の構造物は収縮状態に
あるため、上述の点灯時に発生する内部膨張はＬＥＤ構
造物の内外部間に機械的な応力を発生する。
【０００５】従って、点灯と消灯の繰り返しは、厳しい
使用状態となり、条件によっては、ＬＥＤの破壊につな
がる場合もある。このため、必要な発光量を得るととも
に、上記の現象を緩和するため、ＬＥＤの温度特性を十
分考慮して、諸温度に適した電流量を通電するような使
用方法が必要である。
使用状態となり、条件によっては、ＬＥＤの破壊につな
がる場合もある。このため、必要な発光量を得るととも
に、上記の現象を緩和するため、ＬＥＤの温度特性を十
分考慮して、諸温度に適した電流量を通電するような使
用方法が必要である。
【０００６】また、夏期高温度下においては、以下の点
を考慮しなければならない。ＬＥＤの製造者から使用に
あたっての諸絶対定格が示されており、これによれば、
ＬＥＤの周囲環境温度が室温度を越える高温度において
は、室温度で許容される電流量より減じた電流量が許容
される。
を考慮しなければならない。ＬＥＤの製造者から使用に
あたっての諸絶対定格が示されており、これによれば、
ＬＥＤの周囲環境温度が室温度を越える高温度において
は、室温度で許容される電流量より減じた電流量が許容
される。
【０００７】すなわち、実際の使用において、ＬＥＤの
おかれる周囲環境温度が約４０度を越える高温度下で
は、ＬＥＤを構成する内部物質の温度上昇による溶断な
どの熱的破壊をさけるために、通電する電流量を常温時
より減じねばならない。この場合においても、必要な発
光量を得るとともに、諸高温度における諸許容電流値以
下の電流量を満足する必要がある。また、ＬＥＤを用い
た信号灯では、電源入力から点灯するまでにある程度の
時間を要するという問題があった。本発明は、このよう
な要望や問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、ＬＥＤを用いた信号灯などに用いられ、厳
寒期や夏期でもＬＥＤが正常に動作し、電源投入後、す
みやかにＬＥＤが発光する電源回路を提供することにあ
る。
おかれる周囲環境温度が約４０度を越える高温度下で
は、ＬＥＤを構成する内部物質の温度上昇による溶断な
どの熱的破壊をさけるために、通電する電流量を常温時
より減じねばならない。この場合においても、必要な発
光量を得るとともに、諸高温度における諸許容電流値以
下の電流量を満足する必要がある。また、ＬＥＤを用い
た信号灯では、電源入力から点灯するまでにある程度の
時間を要するという問題があった。本発明は、このよう
な要望や問題点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、ＬＥＤを用いた信号灯などに用いられ、厳
寒期や夏期でもＬＥＤが正常に動作し、電源投入後、す
みやかにＬＥＤが発光する電源回路を提供することにあ
る。
【０００８】
【問題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、交流電源を整流する整流部と、前記整流
部で整流された電圧から定電圧を取り出す安定化電源回
路部と、前記安定化電源回路部の出力電圧によって駆動
される発光ダイオードと、を具備し、前記安定化電源回
路は、スタート時の立ち上がりを早めるスタートアシス
ト回路を有することを特徴とする電源回路である。
に、本発明は、交流電源を整流する整流部と、前記整流
部で整流された電圧から定電圧を取り出す安定化電源回
路部と、前記安定化電源回路部の出力電圧によって駆動
される発光ダイオードと、を具備し、前記安定化電源回
路は、スタート時の立ち上がりを早めるスタートアシス
ト回路を有することを特徴とする電源回路である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の１実施
の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。
電源回路１は、整流部１００、安定化電源回路部２０
０、出力電圧検出部３００、光源部４００を有する。
実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の１実施
の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。
電源回路１は、整流部１００、安定化電源回路部２０
０、出力電圧検出部３００、光源部４００を有する。
【００１０】整流部１００は、交流電圧を整流する。安
定化電源回路部２００は、基準電圧と出力電圧検出部３
００の出力電圧とを比較して、制御信号をえて、この制
御信号量に応じた信号でスイッチングした電流を変圧器
に入力し、この変圧器の出力が光源部４００および出力
電圧検出部３００に送られる。
定化電源回路部２００は、基準電圧と出力電圧検出部３
００の出力電圧とを比較して、制御信号をえて、この制
御信号量に応じた信号でスイッチングした電流を変圧器
に入力し、この変圧器の出力が光源部４００および出力
電圧検出部３００に送られる。
【００１１】出力電圧検出部３００は、温度検出部を備
え外温を検出し、安定化電源回路部２００からの出力電
圧に対して、外温を考慮して、光源部４００の発光ダイ
オードの温度特性に適した信号を生成し、安定化電源回
路部２００にフィードバックする。光源部４００は、多
数のＬＥＤからなり、安定化電源回路部２００から出力
される電圧によって、発光する。
え外温を検出し、安定化電源回路部２００からの出力電
圧に対して、外温を考慮して、光源部４００の発光ダイ
オードの温度特性に適した信号を生成し、安定化電源回
路部２００にフィードバックする。光源部４００は、多
数のＬＥＤからなり、安定化電源回路部２００から出力
される電圧によって、発光する。
【００１２】図２、図３、図４は、整流部１００、安定
化電源回路部２００、出力電圧検出部３００、光源部４
００の具体的な構成を示す回路図である。整流部１００
では、端子１０４、１０６間に交流ＡＣが印加される。
Ｒ１は、回路保護抵抗であり、ＺＮＲ１は、サージアブ
ソーバであり、Ｃ１はノイズ吸収用コンデンサである。
ノイズ吸収用コンデンサＣ１にＡＣラインフィルタＬ１
が接続され、このＡＣラインフィルタＬ１にノイズ吸収
用コンデンサＣ２が接続される。
化電源回路部２００、出力電圧検出部３００、光源部４
００の具体的な構成を示す回路図である。整流部１００
では、端子１０４、１０６間に交流ＡＣが印加される。
Ｒ１は、回路保護抵抗であり、ＺＮＲ１は、サージアブ
ソーバであり、Ｃ１はノイズ吸収用コンデンサである。
ノイズ吸収用コンデンサＣ１にＡＣラインフィルタＬ１
が接続され、このＡＣラインフィルタＬ１にノイズ吸収
用コンデンサＣ２が接続される。
【００１３】Ｄ１は、交流電圧を直流電圧に整流するた
めのブリッジダイオードであり、Ｃ３は、高周波ノイズ
及び整流後のリップル電圧吸収用のコンデンサである。
次に、図３を用いて、安定化電源回路部２００について
説明する。この安定化電源回路部２００は、抵抗Ｒ２、
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、コンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、変圧器Ｌ２、ダイオードＤ２、
Ｄ３、集積回路ＩＣ１、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）等から
なる。そしてコンデンサＣ７と抵抗Ｒ５でスタートアシ
スト回路２０２が構成される。
めのブリッジダイオードであり、Ｃ３は、高周波ノイズ
及び整流後のリップル電圧吸収用のコンデンサである。
次に、図３を用いて、安定化電源回路部２００について
説明する。この安定化電源回路部２００は、抵抗Ｒ２、
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、コンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、変圧器Ｌ２、ダイオードＤ２、
Ｄ３、集積回路ＩＣ１、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）等から
なる。そしてコンデンサＣ７と抵抗Ｒ５でスタートアシ
スト回路２０２が構成される。
【００１４】抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３は、集積回路ＩＣ１の
内蔵乗算器作動用の電圧供給回路としての抵抗である。
コンデンサＣ４は、ノイズ吸収を行う。コンデンサＣ５
は、集積回路ＩＣ１の、位相を補償する。
内蔵乗算器作動用の電圧供給回路としての抵抗である。
コンデンサＣ４は、ノイズ吸収を行う。コンデンサＣ５
は、集積回路ＩＣ１の、位相を補償する。
【００１５】抵抗Ｒ４は、電圧降下ならびに集積回路Ｉ
Ｃ１の作動電圧供給用の抵抗である。コンデンサＣ６
は、リップル電圧吸収用の平滑コンデンサである。抵抗
Ｒ５は、ＡＣ電源投入直後時に、点２０４から点２０６
において、コンデンサＣ６中へ急速に充電アシストする
電流値を適正な値に制限し、定常時には点２０４と点２
０６間に適正なインピーダンスを与える。コンデンサＣ
７は、微分的動作により、ＡＣ電源投入直後にコンデン
サＣ６を急速充電し、集積回路ＩＣ１の動作開始を早め
る。
Ｃ１の作動電圧供給用の抵抗である。コンデンサＣ６
は、リップル電圧吸収用の平滑コンデンサである。抵抗
Ｒ５は、ＡＣ電源投入直後時に、点２０４から点２０６
において、コンデンサＣ６中へ急速に充電アシストする
電流値を適正な値に制限し、定常時には点２０４と点２
０６間に適正なインピーダンスを与える。コンデンサＣ
７は、微分的動作により、ＡＣ電源投入直後にコンデン
サＣ６を急速充電し、集積回路ＩＣ１の動作開始を早め
る。
【００１６】変圧器Ｌ２は、１次側コイルＬ２−１、２
次側コイルＬ２−２、Ｌ２−３を有する。ダイオードＤ
２は、定常的スイッチング動作時において、変圧器Ｌ２
の２次側コイルＬ２−２より発生する交流を整流し、集
積回路ＩＣ１に、直流電源電圧を供給し、さらに、点２
０６からの逆流を阻止する。
次側コイルＬ２−２、Ｌ２−３を有する。ダイオードＤ
２は、定常的スイッチング動作時において、変圧器Ｌ２
の２次側コイルＬ２−２より発生する交流を整流し、集
積回路ＩＣ１に、直流電源電圧を供給し、さらに、点２
０６からの逆流を阻止する。
【００１７】抵抗Ｒ６は、集積回路ＩＣ１用のゼロ電流
検出回路用の抵抗である。ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）は、
変圧器Ｌ２の１次側コイルＬ２−１に流れる電流をオン
オフしてスイッチング制御する。抵抗Ｒ７は、変圧器Ｌ
２の１次側巻線Ｌ２−１に流れる電流を検出する。ダイ
オードＤ３は、変圧器Ｌ２の２次側巻線Ｌ２−３の出力
を交流整流する。コンデンサＣ８は、平滑用コンデンサ
である。
検出回路用の抵抗である。ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）は、
変圧器Ｌ２の１次側コイルＬ２−１に流れる電流をオン
オフしてスイッチング制御する。抵抗Ｒ７は、変圧器Ｌ
２の１次側巻線Ｌ２−１に流れる電流を検出する。ダイ
オードＤ３は、変圧器Ｌ２の２次側巻線Ｌ２−３の出力
を交流整流する。コンデンサＣ８は、平滑用コンデンサ
である。
【００１８】次に、図４を用いて、出力電圧検出部３０
０と光源部４００について説明する。 出力電圧検出部
３００は、発光ダイオードＤ４、サーミスタＲ１０、抵
抗Ｒ８、抵抗Ｒ９を有する。サーミスタＲ１０と、発光
ダイオードＤ４とで、温度検出部が構成され、外部の温
度が検出される。発光ダイオードＤ４は、発光部ＬＥＤ
４０２と同じ種類の発光ダイオードであり、光源部ＬＥ
Ｄ４０２の主に低温度特性の補正を行うために用いられ
る温度検出用のＬＥＤである。
０と光源部４００について説明する。 出力電圧検出部
３００は、発光ダイオードＤ４、サーミスタＲ１０、抵
抗Ｒ８、抵抗Ｒ９を有する。サーミスタＲ１０と、発光
ダイオードＤ４とで、温度検出部が構成され、外部の温
度が検出される。発光ダイオードＤ４は、発光部ＬＥＤ
４０２と同じ種類の発光ダイオードであり、光源部ＬＥ
Ｄ４０２の主に低温度特性の補正を行うために用いられ
る温度検出用のＬＥＤである。
【００１９】サーミスタＲ１０は、光源部ＬＥＤ４０２
の主に高温度特性の補正に用いられる温度検出用抵抗で
ある。光源部４００は、光源部ＬＥＤ４０２を有する。
この、光源部ＬＥＤ４０２は、安定化電源回路部２００
の出力電圧によって、発光する。
の主に高温度特性の補正に用いられる温度検出用抵抗で
ある。光源部４００は、光源部ＬＥＤ４０２を有する。
この、光源部ＬＥＤ４０２は、安定化電源回路部２００
の出力電圧によって、発光する。
【００２０】次に、電源回路１の動作の概略を説明す
る。整流部１００は、交流ＡＣを整流し、リップルを含
む粗直流を得る。この粗直流は、全回路の電源として供
給される。安定化電源回路部２００では、集積回路ＩＣ
１内部に基準電圧が内蔵され、この基準電圧値と出力電
圧検出部３００からの検出電圧とを比較、誤差増幅して
制御信号を得る。
る。整流部１００は、交流ＡＣを整流し、リップルを含
む粗直流を得る。この粗直流は、全回路の電源として供
給される。安定化電源回路部２００では、集積回路ＩＣ
１内部に基準電圧が内蔵され、この基準電圧値と出力電
圧検出部３００からの検出電圧とを比較、誤差増幅して
制御信号を得る。
【００２１】この制御信号に応じた電流を変圧器Ｌ２の
１次側コイルＬ２−１にＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）をスイ
ッチングして通じ、変圧器Ｌ２の２次側コイルＬ２−３
に、交流電圧を発生させる。２次側コイルＬ２−３の交
流電圧は、ダイオードＤ３で、整流された後、コンデン
サＣ８で平滑され、直流出力電圧となる。
１次側コイルＬ２−１にＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）をスイ
ッチングして通じ、変圧器Ｌ２の２次側コイルＬ２−３
に、交流電圧を発生させる。２次側コイルＬ２−３の交
流電圧は、ダイオードＤ３で、整流された後、コンデン
サＣ８で平滑され、直流出力電圧となる。
【００２２】出力電圧検出部３００は、温度検出部を含
み、種々の発光色のＬＥＤが固有するそれぞれの温度特
性に配慮し、冬期から夏期にわたる広い環境温度変化下
において、光源部ＬＥＤ４００に求められる機能を確保
するように制御する回路である。光源部４００は、光源
として必要とされる光量および使用目的に適合する機能
を持たせるために、多数個の光源部ＬＥＤ４０２を有す
る。
み、種々の発光色のＬＥＤが固有するそれぞれの温度特
性に配慮し、冬期から夏期にわたる広い環境温度変化下
において、光源部ＬＥＤ４００に求められる機能を確保
するように制御する回路である。光源部４００は、光源
として必要とされる光量および使用目的に適合する機能
を持たせるために、多数個の光源部ＬＥＤ４０２を有す
る。
【００２３】次に、本発明の特徴である出力電圧検出部
３００と、スタートアシスト回路２０２について、より
詳細に説明する。図５は、安定化電源回路部２００を模
式的に描いた場合の電源回路１の概略構成図である。安
定化電源回路部２００は、交流ＡＣが整流部１００で整
流された粗直流電圧を電源として、回路は動作する。集
積回路ＩＣ１の内部には、誤差増幅噐２０４が備えられ
る。誤差増幅噐２０４には、基準電圧Ｖｒｅｆと、出力
電圧検出部３００の出力電圧Ｖｆｂが入力される。
３００と、スタートアシスト回路２０２について、より
詳細に説明する。図５は、安定化電源回路部２００を模
式的に描いた場合の電源回路１の概略構成図である。安
定化電源回路部２００は、交流ＡＣが整流部１００で整
流された粗直流電圧を電源として、回路は動作する。集
積回路ＩＣ１の内部には、誤差増幅噐２０４が備えられ
る。誤差増幅噐２０４には、基準電圧Ｖｒｅｆと、出力
電圧検出部３００の出力電圧Ｖｆｂが入力される。
【００２４】出力電圧Ｖ０を検出電圧Ｖｆｂで検出し、
誤差増幅噐２０４は、基準電圧Ｖｒｅｆと、検出電圧Ｖ
ｆｂとを比較して、誤差分を増幅して出力する。この制
御動作で、Ｖｆｂは、Ｖｒｅｆに限り無く近づき、Ｖｒ
ｅｆで決定されるＶ０が得られる。
誤差増幅噐２０４は、基準電圧Ｖｒｅｆと、検出電圧Ｖ
ｆｂとを比較して、誤差分を増幅して出力する。この制
御動作で、Ｖｆｂは、Ｖｒｅｆに限り無く近づき、Ｖｒ
ｅｆで決定されるＶ０が得られる。
【００２５】そして、出力電圧Ｖ０は、次のように表さ
れる。 Ｖ０＝Ａ（Ｖｒｅｆ−Ｖｆｂ）…………（１） ここで、Ａ：利得 Ｖｒｅｆ：基準電圧 Ｖｆｂ：出力電圧Ｖ０を分圧しＬＥＤの温度特性に適し
た操作を加えた検出電圧 Ｒ１０１はＲ９の抵抗値 Ｒ１０２はダイオードＤ４、サーミスタＲ１０、抵抗Ｒ
８の合成抵抗である。
れる。 Ｖ０＝Ａ（Ｖｒｅｆ−Ｖｆｂ）…………（１） ここで、Ａ：利得 Ｖｒｅｆ：基準電圧 Ｖｆｂ：出力電圧Ｖ０を分圧しＬＥＤの温度特性に適し
た操作を加えた検出電圧 Ｒ１０１はＲ９の抵抗値 Ｒ１０２はダイオードＤ４、サーミスタＲ１０、抵抗Ｒ
８の合成抵抗である。
【００２６】ところで
Ｖｆｂ＝Ｒ１０１・Ｖ０／（Ｒ１０１＋Ｒ１０２）…………（２）
であるので、式（２）を式（１）に代入して
Ｖ０＝Ａ・Ｖｒｅｆ−Ａ・Ｒ１０１・Ｖ０／（Ｒ１０１
＋Ｒ１０２） （１＋Ａ・Ｒ１０１／（Ｒ１０１＋Ｒ１０２））Ｖ０＝
Ａ・Ｖｒｅｆ
＋Ｒ１０２） （１＋Ａ・Ｒ１０１／（Ｒ１０１＋Ｒ１０２））Ｖ０＝
Ａ・Ｖｒｅｆ
【００２７】従って
Ｖ０＝Ａ・Ｖｒｅｆ／（１＋Ａ・Ｒ１０１／（Ｒ１０１
＋Ｒ１０２））
＋Ｒ１０２））
【００２８】Ａ＞１ならば
Ｖ０は、ほぼ（Ｒ１０１＋Ｒ１０２）・Ｖｒｅｆ／Ｒ１
０１…………（３）とみなせる。
０１…………（３）とみなせる。
【００２９】式（３）によれば、Ｖｒｅｆは一定であ
り、（Ｒ１０１＋Ｒ１０２）／Ｒ１０１により、Ｖ０が
決定されるので、ＡＣ電源電圧には、左右されない安定
性が得られる。
り、（Ｒ１０１＋Ｒ１０２）／Ｒ１０１により、Ｖ０が
決定されるので、ＡＣ電源電圧には、左右されない安定
性が得られる。
【００３０】そして、本実施の形態では、出力電圧Ｖ０
を光源部ＬＥＤ４０２の温度特性に配慮した値にするた
めに、Ｒ１０２に高温度用と低温度用で適合する特性を
持たせる。
を光源部ＬＥＤ４０２の温度特性に配慮した値にするた
めに、Ｒ１０２に高温度用と低温度用で適合する特性を
持たせる。
【００３１】まず、冬期零下温度での動作について説明
する。出力電圧検出部３００において、低温度では、サ
ーミスタＲ１０の抵抗値が大きくなることから、電流は
通電しなくなり、発光ダイオードＤ４のみに電流が流れ
る。
する。出力電圧検出部３００において、低温度では、サ
ーミスタＲ１０の抵抗値が大きくなることから、電流は
通電しなくなり、発光ダイオードＤ４のみに電流が流れ
る。
【００３２】発光ダイオードＤ４では、その立上がり電
圧のほぼ一定の電圧が加わるが、その温度依存性を積極
的に利用し、光源部ＬＥＤ４０２の温度特性と相殺でき
る。光源部ＬＥＤ４００の温度特性として、低温度での
立上がり電圧の増加による電流の減少がある。発光ダイ
オードＤ４の温度特性として、低温度での立上がり電圧
の増加を利用して検出電圧を下げ、制御動作によって、
出力電圧をあげて、光源部ＬＥＤ４００の電流を増加す
る。
圧のほぼ一定の電圧が加わるが、その温度依存性を積極
的に利用し、光源部ＬＥＤ４０２の温度特性と相殺でき
る。光源部ＬＥＤ４００の温度特性として、低温度での
立上がり電圧の増加による電流の減少がある。発光ダイ
オードＤ４の温度特性として、低温度での立上がり電圧
の増加を利用して検出電圧を下げ、制御動作によって、
出力電圧をあげて、光源部ＬＥＤ４００の電流を増加す
る。
【００３３】また、集積回路ＩＣ１の内蔵基準電圧Ｖｒ
ｅｆの温度特性として、基準電圧Ｖｒｅｆの低温度での
増加で生じる制御動作から生じる出力電圧増による電流
の増加がある。このように、光源部ＬＥＤ４０２の温度
特性と、発光ダイオードＤ４の温度特性と集積回路ＩＣ
１の内蔵基準電圧Ｖｒｅｆの温度特性とを組み合わせ
て、総合して常温から低温にむかって電流値を少量ずつ
減じて、発光量の温度依存性を少なくしている。
ｅｆの温度特性として、基準電圧Ｖｒｅｆの低温度での
増加で生じる制御動作から生じる出力電圧増による電流
の増加がある。このように、光源部ＬＥＤ４０２の温度
特性と、発光ダイオードＤ４の温度特性と集積回路ＩＣ
１の内蔵基準電圧Ｖｒｅｆの温度特性とを組み合わせ
て、総合して常温から低温にむかって電流値を少量ずつ
減じて、発光量の温度依存性を少なくしている。
【００３４】次に、夏期高温度下においての動作につい
て説明する。温度検出部のサーミスタＲ１０と、発光ダ
イオードＤ４において、外温度が上昇すると、サーミス
タＲ１０の抵抗値が減少することから、電流はサーミス
タＲ１０に多く流れ、その両端子間の電圧値が発光ダイ
オードＤ４の立上がり電圧以下となると、発光ダイオー
ドＤ４には通電しなくなる。
て説明する。温度検出部のサーミスタＲ１０と、発光ダ
イオードＤ４において、外温度が上昇すると、サーミス
タＲ１０の抵抗値が減少することから、電流はサーミス
タＲ１０に多く流れ、その両端子間の電圧値が発光ダイ
オードＤ４の立上がり電圧以下となると、発光ダイオー
ドＤ４には通電しなくなる。
【００３５】従って、温度上昇に伴い、サーミスタＲ１
０の電圧減少は、検出電圧Ｖｆｂを増し、集積回路ＩＣ
１の内蔵基準電圧Ｖｒｅｆの温度特性を打ち消し、制御
動作により、出力電圧Ｖ０は減じ、高温度での光源部Ｌ
ＥＤ４００に流れる電流を許容電流値以下にしている。
０の電圧減少は、検出電圧Ｖｆｂを増し、集積回路ＩＣ
１の内蔵基準電圧Ｖｒｅｆの温度特性を打ち消し、制御
動作により、出力電圧Ｖ０は減じ、高温度での光源部Ｌ
ＥＤ４００に流れる電流を許容電流値以下にしている。
【００３６】図１０から図１５は、温度を変えた場合
の、ＬＥＤ電球の照度の変動の実験結果を示す図であ
り、図１０、図１１は赤色ＬＥＤ電球の場合であり、図
１２、図１３は黄色ＬＥＤ電球の場合であり、図１４、
図１５は緑色ＬＥＤ電球の場合である。そして、図１
０、図１２、図１４ではダイオードＤ４とサーミスタＲ
１０からなる温度検出部を備えていない。
の、ＬＥＤ電球の照度の変動の実験結果を示す図であ
り、図１０、図１１は赤色ＬＥＤ電球の場合であり、図
１２、図１３は黄色ＬＥＤ電球の場合であり、図１４、
図１５は緑色ＬＥＤ電球の場合である。そして、図１
０、図１２、図１４ではダイオードＤ４とサーミスタＲ
１０からなる温度検出部を備えていない。
【００３７】例えば、図１０は外温を変えて赤色ＬＥＤ
電球の照度を測定し、温度が２３度の場合を基準とし
て、照度の変動率を求めたものである。−４０度から６
０度位では、１５０％から６５％程度の変動となるが、
図１１の場合、８０％から１０２％程度の変動となり、
変動が少ないことがわかる。図１２から図１５において
も同様のことが言える。このように、本実施の形態によ
れば、冬期や夏期でも適正にＬＥＤ電球が動作する。
電球の照度を測定し、温度が２３度の場合を基準とし
て、照度の変動率を求めたものである。−４０度から６
０度位では、１５０％から６５％程度の変動となるが、
図１１の場合、８０％から１０２％程度の変動となり、
変動が少ないことがわかる。図１２から図１５において
も同様のことが言える。このように、本実施の形態によ
れば、冬期や夏期でも適正にＬＥＤ電球が動作する。
【００３８】次に、本発明の第２の特徴であるスタート
アシスト回路について詳細に説明する。図３に示される
ように、安定化電源回路２００では、点２０４と点２０
６との間にコンデンサＣ７と抵抗Ｒ５からなるスタート
アシスト回路２０２が設けられる。このスタートアシス
ト回路２０２により、電源回路１に交流電源が投入され
た直後から光源部４００が点灯を開始するまでの遅れ時
間が短縮可能になる。
アシスト回路について詳細に説明する。図３に示される
ように、安定化電源回路２００では、点２０４と点２０
６との間にコンデンサＣ７と抵抗Ｒ５からなるスタート
アシスト回路２０２が設けられる。このスタートアシス
ト回路２０２により、電源回路１に交流電源が投入され
た直後から光源部４００が点灯を開始するまでの遅れ時
間が短縮可能になる。
【００３９】まず、スタートアシスト回路２０２が存在
しない場合の動作について説明する。集積回路ＩＣ１
が、その機能動作を開始するには、その電源接続端子
（８）におよそ直流１２ボルトの電圧が印加される必要
がある。
しない場合の動作について説明する。集積回路ＩＣ１
が、その機能動作を開始するには、その電源接続端子
（８）におよそ直流１２ボルトの電圧が印加される必要
がある。
【００４０】ＡＣ電源の投入直後から、集積回路ＩＣ１
の電源接続端子に供給される電圧の時間変化は、次のよ
うになる。点２０４のほぼ一定電圧値の直流電源より、
抵抗Ｒ４を通してコンデンサＣ６に充電が開始され、そ
の直流電圧値はゼロからほぼ抵抗Ｒ４とコンデンサＣ６
との積である時定数時間を経て、上昇する。このため、
集積回路ＩＣ１が、動作を開始する電圧値に至るまでに
は、時間を要することになり、その結果として、光源部
ＬＥＤ４０２の点灯開始までに時間遅れが生じる。
の電源接続端子に供給される電圧の時間変化は、次のよ
うになる。点２０４のほぼ一定電圧値の直流電源より、
抵抗Ｒ４を通してコンデンサＣ６に充電が開始され、そ
の直流電圧値はゼロからほぼ抵抗Ｒ４とコンデンサＣ６
との積である時定数時間を経て、上昇する。このため、
集積回路ＩＣ１が、動作を開始する電圧値に至るまでに
は、時間を要することになり、その結果として、光源部
ＬＥＤ４０２の点灯開始までに時間遅れが生じる。
【００４１】図６は、スタートアシスト回路がない場合
の点１０２（図２）のＡＣ電圧５００とＡＣ電流５０２
を示す。図８は、スタートアシスト回路２０２が存在し
ない場合の点２０６の電圧５０８と点４０４の電圧５１
０を示す。
の点１０２（図２）のＡＣ電圧５００とＡＣ電流５０２
を示す。図８は、スタートアシスト回路２０２が存在し
ない場合の点２０６の電圧５０８と点４０４の電圧５１
０を示す。
【００４２】次に、スタートアシスト回路２０２が存在
する場合の動作について説明する。スタートアシスト回
路２０２が存在する場合、ＡＣ電源を投入した直後から
抵抗Ｒ４とスタートアシスト回路２０２による通路の２
経路を介してコンデンサＣ６の充電が始まるので、スタ
ートアシスト回路２０２がなく、抵抗Ｒ４単独の場合よ
りも、充電電流は増す。
する場合の動作について説明する。スタートアシスト回
路２０２が存在する場合、ＡＣ電源を投入した直後から
抵抗Ｒ４とスタートアシスト回路２０２による通路の２
経路を介してコンデンサＣ６の充電が始まるので、スタ
ートアシスト回路２０２がなく、抵抗Ｒ４単独の場合よ
りも、充電電流は増す。
【００４３】スタートアシスト回路２０２は、コンデン
サＣ６の充電を早め、集積回路ＩＣ１の電源接続端子
（８）に供給される電圧は急速に高まるので、ＩＣ動作
開始が早まり、その結果発光部ＬＥＤ４００の点灯開始
までの時間が短縮される。
サＣ６の充電を早め、集積回路ＩＣ１の電源接続端子
（８）に供給される電圧は急速に高まるので、ＩＣ動作
開始が早まり、その結果発光部ＬＥＤ４００の点灯開始
までの時間が短縮される。
【００４４】この促進効果は、コンデンサＣ７の微分動
作（位相進め）による充電電流で行われ、コンデンサＣ
７の充電後は、抵抗Ｒ４を通してのみＩＣ電源電流は供
給される。抵抗Ｒ５は、急速に充電アシストする電流値
を適正な値に制限し、定常時には点２０４と点２０６と
の間に適正なインピーダンスを与える。
作（位相進め）による充電電流で行われ、コンデンサＣ
７の充電後は、抵抗Ｒ４を通してのみＩＣ電源電流は供
給される。抵抗Ｒ５は、急速に充電アシストする電流値
を適正な値に制限し、定常時には点２０４と点２０６と
の間に適正なインピーダンスを与える。
【００４５】図７は、スタートアシスト回路２０２があ
る場合の点１０２における交流電圧５０４と、交流電流
５０６を示し、図９は、スタートアシスト回路２０２が
存在する場合の点２０６の電圧５１２と、点４０４の電
圧５１４を示す。図６と図７を比較するとわかるよう
に、スタートアシスト回路２０２を設けた場合でも、点
１０２における電流及び電圧の波形は、ほぼ正弦波に近
いものとなる。
る場合の点１０２における交流電圧５０４と、交流電流
５０６を示し、図９は、スタートアシスト回路２０２が
存在する場合の点２０６の電圧５１２と、点４０４の電
圧５１４を示す。図６と図７を比較するとわかるよう
に、スタートアシスト回路２０２を設けた場合でも、点
１０２における電流及び電圧の波形は、ほぼ正弦波に近
いものとなる。
【００４６】また、図８と図９を比較するとわかるよう
に、スタートアシスト回路２０２を設けることにより、
点２０６の電圧５１２の立上がりが早くなり、点４０４
における電圧５１４の立上がりも早くなることが分か
る。このようにスタートアシスト回路２０２を設けるこ
とにより、ＡＣ電源投入後から瞬時に光源部ＬＥＤ４０
２が点灯する。なお、本実施の形態に係る電源回路１
は、信号機以外にも照明用としても利用できる。
に、スタートアシスト回路２０２を設けることにより、
点２０６の電圧５１２の立上がりが早くなり、点４０４
における電圧５１４の立上がりも早くなることが分か
る。このようにスタートアシスト回路２０２を設けるこ
とにより、ＡＣ電源投入後から瞬時に光源部ＬＥＤ４０
２が点灯する。なお、本実施の形態に係る電源回路１
は、信号機以外にも照明用としても利用できる。
【００４７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、厳寒期や夏期でも正常に動作し、電源投入後、すみ
やかに光源部が発光する電源回路を提供することができ
る。
ば、厳寒期や夏期でも正常に動作し、電源投入後、すみ
やかに光源部が発光する電源回路を提供することができ
る。
【図１】 本発明の実施の形態に係る電源回路１の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図２】 整流部１００の構成を示す回路図
【図３】 安定化電源回路部２００の構成を示す回路図
【図４】 出力電圧検出部３００と光源部４００の構成
を示す回路図
を示す回路図
【図５】 電源回路１の概略構成を示す模式図
【図６】 スタートアシスト回路２０２が存在しない場
合の点１０２における電圧５００と電流５０２の波形図
合の点１０２における電圧５００と電流５０２の波形図
【図７】 スタートアシスト回路２０２が存在する場合
の点１０２における電圧５０４と電流５０６の波形図
の点１０２における電圧５０４と電流５０６の波形図
【図８】 スタートアシスト回路２０２が存在しない場
合の点２０６の電圧５０８の波形および点４０４の電圧
５１０の波形図
合の点２０６の電圧５０８の波形および点４０４の電圧
５１０の波形図
【図９】 スタートアシスト回路２０２が存在する場合
の点２０６の電圧５１２の波形および点４０４の電圧５
１４の波形図
の点２０６の電圧５１２の波形および点４０４の電圧５
１４の波形図
【図１０】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
【図１１】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
【図１２】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
【図１３】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
【図１４】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
【図１５】 温度を変えた場合の照度変動を示す図
１………電源回路
１００………整流部
２００………安定化電源回路部
２０２………スタートアシスト回路
３００………出力電圧検出部
４００………ＬＥＤ光源部
Ｃ７………コンデンサ
Ｒ５、Ｒ８、Ｒ９………抵抗
Ｒ１０………サーミスタ
Ｄ４………発光ダイオード
フロントページの続き
(72)発明者 秋元 紀子
東京都台東区東上野１−11−６ 常盤電業
株式会社内
Ｆターム(参考） 3K072 AC01 BA01 BB01 GB04 GC04
3K073 AA16 AA49 BA31 CA05 CG18
CJ17 CJ22 CL14
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電源を整流する整流部と、 前記整流部で整流された電圧から定電圧を取り出す安定
化電源回路部と、 前記安定化電源回路部の出力電圧によって駆動される発
光ダイオードと、 を具備し、 前記安定化電源回路は、スタート時の立ち上がりを早め
るスタートアシスト回路を有することを特徴とする電源
回路。 - 【請求項２】 前記スタートアシスト回路は、コンデン
サと抵抗とが直列接続されたものであることを特徴とす
る請求項１記載の電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003142471A JP2003317979A (ja) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003142471A JP2003317979A (ja) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | 電源回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32610499A Division JP3445540B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003317979A true JP2003317979A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29546146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003142471A Pending JP2003317979A (ja) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | 電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003317979A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7456584B2 (en) | 2006-03-15 | 2008-11-25 | Casio Computer Co., Ltd. | Light emitting element driving apparatus, method of driving a light emitting element and computer readable recording medium |
| JP2009134946A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Ｌｅｄ照明器具 |
| JP2009534794A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド | 照明装置、および、照明方法 |
| JP2009534793A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド | 照明装置、および、照明方法 |
| WO2010083171A3 (en) * | 2009-01-13 | 2010-10-14 | Terralux, Inc. | Method and device for remote sensing and control of led lights |
| US8513875B2 (en) | 2006-04-18 | 2013-08-20 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| US9084328B2 (en) | 2006-12-01 | 2015-07-14 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| US9192011B2 (en) | 2011-12-16 | 2015-11-17 | Terralux, Inc. | Systems and methods of applying bleed circuits in LED lamps |
| US9265119B2 (en) | 2013-06-17 | 2016-02-16 | Terralux, Inc. | Systems and methods for providing thermal fold-back to LED lights |
| US9326346B2 (en) | 2009-01-13 | 2016-04-26 | Terralux, Inc. | Method and device for remote sensing and control of LED lights |
| US9342058B2 (en) | 2010-09-16 | 2016-05-17 | Terralux, Inc. | Communication with lighting units over a power bus |
| US9353917B2 (en) | 2012-09-14 | 2016-05-31 | Cree, Inc. | High efficiency lighting device including one or more solid state light emitters, and method of lighting |
| US9441793B2 (en) | 2006-12-01 | 2016-09-13 | Cree, Inc. | High efficiency lighting device including one or more solid state light emitters, and method of lighting |
| US9596738B2 (en) | 2010-09-16 | 2017-03-14 | Terralux, Inc. | Communication with lighting units over a power bus |
| US9668306B2 (en) | 2009-11-17 | 2017-05-30 | Terralux, Inc. | LED thermal management |
-
2003
- 2003-05-20 JP JP2003142471A patent/JP2003317979A/ja active Pending
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| US9297503B2 (en) | 2006-04-18 | 2016-03-29 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| JP2009534794A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド | 照明装置、および、照明方法 |
| JP2009534793A (ja) * | 2006-04-18 | 2009-09-24 | クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド | 照明装置、および、照明方法 |
| US10018346B2 (en) | 2006-04-18 | 2018-07-10 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| US8123376B2 (en) | 2006-04-18 | 2012-02-28 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| US8513875B2 (en) | 2006-04-18 | 2013-08-20 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
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| US9417478B2 (en) | 2006-04-18 | 2016-08-16 | Cree, Inc. | Lighting device and lighting method |
| US9441793B2 (en) | 2006-12-01 | 2016-09-13 | Cree, Inc. | High efficiency lighting device including one or more solid state light emitters, and method of lighting |
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