JP2009277514A - Led調光用点灯装置、車両用照明装置、照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つ又は複数のLEDからなるLED負荷2と、前記LED負荷2の光出力を調節するための調光信号を出力する調光信号部4と、前記調光信号部4からの調光信号を受けて電源1a,1bから前記LED負荷2に第1の電流If1と第2の電流If2を交互に供給する点灯回路3a,5とを備え、第1の電流If1はLED負荷2が所定の色を発する定格近傍の電流とし、第2の電流If2は前記調光信号部4からの調光信号を受けて電流を可変とする。
【選択図】図1
Description
本発明のLED調光用点灯装置におけるLED電流波形を図1に示す。LEDに流す順電流Ifの時間的変化を示している。第1の期間T1では、定格付近の第1の順電流If1を流し、第2の期間T2では第2の順電流If2を流すものであり、この第2の期間T2において、第2の順電流If2の大きさをコントロールすることで調光するものである。図1では、第2の期間T2で上下方向の矢印により第2の順電流If2を増減させる様子を示している。
このように、本発明は、第2の順電流If2でLEDへの熱的ストレスを軽減しつつ、良好な調光を実現するものである。
本発明の具体的な実施形態1を図6に示す。この実施形態は、図2の具体例である。点灯回路3aにおいて、発振部22は周期Tで第1の期間T1、第2の期間T2を発生させる。スイッチ素子S2は発振部22のオン・オフ信号で動作する。オン時には、電源1aの電圧と抵抗Rで決まる順電流If1が流れる。点灯回路5bは、昇圧チョッパ回路の構成を用いている。スイッチング素子S3はPWM制御回路21から数百kHzのオン・オフ信号を受けて動作する。コンデンサC1には、電源1bより高い直流電圧を得る。この電圧でLED負荷2に順電流If2を流す。ダイオードD2と直列に限流抵抗を挿入しても良い。順電流If1とIf2の合成電流の値はLED負荷2の定格付近の電流となるように設定している。
図6の第1の順電流If1、第2の順電流If2、これらを合成した全体の順電流Ifは、図3に示す波形と同様である。
本発明の具体的な実施形態2を図8、図9に示す。この実施形態は図4の具体例である。図8の点灯回路5aは、フライバック方式のDC−DCコンバータ回路の構成を用いている。スイッチング素子Q1がオンのとき、直流電源1からトランスPT1の1次巻線に電流が流れてエネルギーが蓄積される。このとき、ダイオードDは逆阻止状態となっている。スイッチング素子Q1がオフすると、トランスPT1の蓄積エネルギーにより2次巻線に逆起電力が発生し、ダイオードDが導通し、コンデンサC2が充電される。スイッチング素子Q1のパルス幅を増減させることによりコンデンサC2の電圧を調整することができる。
本発明の具体的な実施形態3を図10、図11に示す。フライバック方式のDC−DCコンバータ回路の構成は図8に示した実施形態2と同様である。図10に示す実施形態3では、点灯回路5aでの高周波のリップルやノイズを低減するために、コンデンサC3、インダクタL2のフィルタ回路を付加している。この場合も、従来のように負荷電流Ifを急激に変化させて調光する場合は、このインダクタL2に過渡的な電圧が発生することがあり、これを回避するために、電流の変化をより緩やかにする必要がある。本実施形態におけるLED負荷2の順電流Ifの波形の一例を図11に示す。
図12の実施形態は、図10のLED負荷2と直列に、抵抗Rsとスイッチング素子S5の並列回路を接続した実施形態で、電源オン・オフの始動時やLEDの接続のルーズコンタクトが生じたときに、スイッチング素子S5をオフさせることで、抵抗Rsを介してLED負荷2に順電流Ifを流し、過電流を抑制するものである。他の実施形態においても図12の負荷回路を適用しても良い。
本実施形態では、第2の期間T2における第2の順電流If2の波形について、他の制御例を説明する。
図15の制御例では、第2の期間T2は下降電流波形で制御するものであり、電流の休止期間は無いが、調光の範囲は限定される。
本発明の具体的な他の実施形態を図18に示す。この実施形態は、点灯回路の他の具体例である。上述の各実施形態では、LED負荷2の順電圧の総和(n×Vf)が電源電圧より高い場合を想定して、昇圧機能を有する回路(昇圧チョッパ回路またはフライバックコンバータ回路)であったが、LED負荷2の順電圧の総和(n×Vf)が電源より低い負荷である場合は、図18のように、降圧チョッパ回路を用いてもよい。スイッチング素子S7が高周波でオン・オフすることにより、直流電源1aを降圧した直流電圧がコンデンサC5に充電される。スイッチング素子S7の制御については、基本的には上述の各実施形態と同様であり、図8に例示したフィードバック制御等を用いれば良い。
図19は、LED負荷2の構成例である。上述の各実施形態では、図19(a)のようなn個直列の構成を例示したが、同図(b),(c)のような直並列回路としても良い。LED負荷2は、回路構成、素子数などについて限定されるものではなく、いずれの場合でも良好な調光制御ができる。
図20は本発明の実施形態8の車両用照明装置の概略構成図である。図中、50はヘッドランプ、51は光学ユニット、52は放熱板、53は光源ユニット固定用治具、54は出力線、55は電源装置、56は入力線である。電源装置55には、点灯回路が収納されている。光学ユニット51の後方に配置されたLEDモジュール30は、LED負荷2を含み、出力線54を介して電源装置55に接続されている。バッテリのような直流電源と電源装置55は入力線56により接続されている。
2 LED負荷
3a 点灯回路
4 調光信号部
5 点灯回路
Claims (10)
- 1つ又は複数のLEDからなるLED負荷と、
前記LED負荷の光出力を調節するための調光信号を出力する調光信号部と、
前記調光信号部からの調光信号を受けて電源から前記LED負荷に第1の電流と第2の電流を交互に供給する点灯回路とを備え、
第1の電流はLED負荷が所定の色を発する定格近傍の電流とし、
第2の電流は前記調光信号部からの調光信号を受けて電流を可変とすることを特徴とするLED調光用点灯装置。 - 請求項1において、前記点灯回路は、間欠的に電流を出力する第1の点灯回路と一定の電流を常に出力する第2の点灯回路とを有し、第1の点灯回路から供給される間欠的な電流と第2の点灯回路から供給される一定の電流とが前記LED負荷に重畳して供給されることを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項1において、前記点灯回路は、第1の電流と第2の電流を時分割的に前記LED負荷へ供給することを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項2において、第1の点灯回路は、第1の直流電源から限流抵抗と間欠的にオンするスイッチング素子を介して前記LED負荷に間欠的に電流を供給する回路であり、第2の点灯回路は、第2の直流電源からDC−DCコンバータ回路を介して前記LED負荷に一定の電流を供給する回路であり、前記DC−DCコンバータ回路の出力電流は、前記調光信号部からの調光信号を受けて可変とされることを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項3において、前記点灯回路は、出力電流フィードバック機能を有するDC−DCコンバータ回路と、その出力電流の指令値を生成する指令値生成部とから成り、前記指令値生成部は、前記調光信号部からの調光信号を受けて前記DC−DCコンバータ回路が第1の電流と第2の電流を時間的に交互に前記LED負荷に出力するように電流指令値を生成することを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項5において、第1の電流と第2の電流が切り替わる期間では、前記DC−DCコンバータ回路の出力電流は所定の傾きで滑らかに変化することを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項5において、前記LED負荷の順方向電圧の総和よりも高い直流電圧を常時出力する補助電源と、この補助電源から前記LED負荷に常時微弱電流を供給する高インピーダンスの限流要素を付加したことを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項5において、第2の電流は、時間の経過と共に連続的にまたは階段状に減少する電流波形としたことを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のLED調光用点灯装置を備える車両用照明装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のLED調光用点灯装置を備える照明器具。
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