JP2011187460A - 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は第1の電流If1よりも小さい電流とし、前記点灯回路3a,5は、前記調光信号部4からの調光信号を受けて、第1の電流If1が供給される期間T1と第2の電流If2が供給される期間T2の比率を可変とする。
【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 (7)
- 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の電流は第1の電流よりも小さい電流とし、
前記点灯回路は、前記調光信号部からの調光信号を受けて、第1の電流が供給される期間と第2の電流が供給される期間の比率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、前記調光信号部からの調光信号を受けて、第2の電流が供給される期間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、前記調光信号部からの調光信号を受けて、第1の電流が供給される期間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、第1の期間の制御は、第2の期間の制御に対して少ない割合で行うことを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項4において、第1の期間の制御は、第2の期間の制御に対して3%から20%程度の割合で行うことを特徴とするLED調光用点灯装置。
- 請求項1〜5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1〜5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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