JP5490311B2 - LED lighting device - Google Patents
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Description
この発明は、LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)に断続的な電流を通電して減光点灯するLED点灯装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device that performs dimming lighting by passing an intermittent current through an LED (Light Emitting Diode).
車載用の光源として、従来のタングステン電球に代替して、長寿命でメンテナンスの不要なLEDが普及している。LEDは、長寿命で、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できる上、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを維持することができるため、車載用の光源としては好適である。 As an in-vehicle light source, LEDs that have a long life and do not require maintenance are widely used in place of conventional tungsten light bulbs. The LED has a long lifetime and can secure the necessary brightness with a small amount of power, and can maintain a stable brightness by a simple control that supplies a constant current. Therefore, it is suitable as an in-vehicle light source. It is.
ただし、LEDの発する明るさは、個々のLEDによってばらつきが大きく、通電電流量に対して一様な発光特性にならない。そのため、定格電流によって点灯されたときの明るさによって、LEDの明るさを規定することが多い。
また、LEDの発する発光色も、個々のLEDによってばらつきが大きく、通電電流量に対して一様な発光特性にならない。そのため、明るさ同様、定格電流によって点灯されたときの発光色によって、LEDの発光色を規定することが多い。
However, the brightness emitted by the LEDs varies greatly from one LED to another, and the light emission characteristics are not uniform with respect to the amount of current applied. Therefore, the brightness of the LED is often defined by the brightness when the LED is lit with the rated current.
Further, the emission color emitted by the LED also varies greatly depending on the individual LED, and the emission characteristics are not uniform with respect to the amount of current applied. For this reason, the light emission color of the LED is often defined by the light emission color when it is lit by the rated current, as well as the brightness.
上記のように潜在的に特性ばらつきを持っているLEDを、減光して点灯する点灯装置においては、個々のLEDの発光色を所望の色にして、かつ、均等な明るさで発光させるために、ピーク電流を定格電流とした電流を櫛歯状に断続して通電することによって減光点灯することが一般的である。LEDに断続的な電流を通電して減光点灯を行う点灯装置の構成として、例えば特許文献1,2が提案されている。
In a lighting device that dims and lights an LED having a potential variation as described above, in order to cause each LED to emit light with a desired color and with uniform brightness. In addition, it is common to perform dimming lighting by intermittently energizing a current having a peak current as a rated current in a comb shape. For example,
上記特許文献1に係る定電流駆動回路は、LEDに直列に接続したスイッチング素子のオンオフ動作によりDC/DCコンバータの出力電流を断続してLEDを減光点灯する構成である。減光点灯の期間にスイッチング素子をオンにして通電するときの電流を、定電圧制御のDC/DCコンバータを使用して細かく制御することを目的としているが、DC/DCコンバータは間欠発振により制御されるもので、出力電流には大きなリプルが重畳してしまった。そのため、出力電流は理想的な矩形波にならないという課題があった。
The constant current drive circuit according to
これに対して上記特許文献2は、減光点灯の期間にスイッチング素子をオンにして通電するときの電流の立ち上がりを急峻にするために、当立ち上がりポイント(第1の期間T1)から電流が所定の値に上昇するまで(第2の期間T2の最初の時点)、DC/DCコンバータのスイッチング素子のDuty値を一律に増大させる構成である。
ちなみに、特許文献2では、フィードバック制御のループ内に比例積分手段を含み、この比例積分手段が、第2の期間T2の最後の時点から次の周期における第2の期間T2の最初の時点まで積分項を保持する構成が記載されているが、矩形波の立ち上がりポイントにおいて電流が所定の値に上昇するまでの期間(第1の期間T1から第2の期間T2の最初の時点)、即ちDuty値の増大期間に、スイッチング素子に適切なDuty値を供給する構成ではない。
On the other hand, in
Incidentally, in
減光点灯を出力電流の断続によって行う場合、断続する周波数は、発光のちらつきとして認識されないようにある程度早く断続する周波数にする必要があり、現実的には100Hz〜1kHz程度である。また、DC/DCコンバータのスイッチング素子のオンオフ動作の周波数は、使用する電子部の特性によるところが大きく、現実的には100kHz〜1MHz程度である。
ここで、例えば断続する周波数を500Hz、スイッチング素子の動作周波数を500kHzとして、減光点灯時の出力電流を定格電流の1/50とするならば、LEDを減光点灯するときのDC/DCコンバータのスイッチング素子の動作回数は500kHz/500Hz/50=20(回)となる。
従って、スイッチング素子が500kHzで20回スイッチング動作する間に、出力電流をフィードバックして目的の電流を出力することがDC/DCコンバータに要求されるが、通常のフィードバック制御では、この短い時間内に断続電流の立ち上がりを急峻にして、矩形波に近い過不足のない電流を出力することは困難である。
このため、上記特許文献2の場合も、Duty値を増大させるための期間が短いとフィードバック制御が間に合わない場合がある。
When dimming lighting is performed by intermittent output current, the intermittent frequency needs to be intermittently fast enough to avoid being recognized as flickering of light emission, and is practically about 100 Hz to 1 kHz. Further, the frequency of the on / off operation of the switching element of the DC / DC converter largely depends on the characteristics of the electronic unit to be used, and is practically about 100 kHz to 1 MHz.
Here, for example, if the intermittent frequency is 500 Hz, the operating frequency of the switching element is 500 kHz, and the output current during dimming lighting is 1/50 of the rated current, the DC / DC converter for dimming the LED The number of operations of the switching element is 500 kHz / 500 Hz / 50 = 20 (times).
Therefore, the DC / DC converter is required to output the target current by feeding back the output current while the switching element performs switching operation 20 times at 500 kHz. It is difficult to output a current with no excess or deficiency close to a rectangular wave by making the rise of the intermittent current steep.
For this reason, also in the case of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、LEDに供給する電流を断続して減光点灯する場合に、過電流を抑制しながら電流の立ち上がりを急峻にして、矩形波に近い断続電流をLEDに供給することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When the current supplied to the LED is intermittently lit and dimmed, the current rises steeply while suppressing overcurrent, and the rectangular shape is reduced. The purpose is to supply an intermittent current close to a wave to an LED.
この発明のLED点灯装置は、スイッチング素子が所定の動作周波数およびDuty値でオンオフ動作して、電源からLED点灯用の所定の電圧を生成するDC/DCコンバータ部と、DC/DCコンバータ部の動作を制御する制御部とを備え、所定の電圧を制御することによりLED光源に流れる電流を制御するとともに、LED光源に流れる電流の通電と停止を所定の周期で行うことによりLED光源に所定の電流値を有する矩形波状の電流を通電してLED光源を減光点灯させ、制御部は、矩形波状の電流を通電してLED光源を減光点灯する期間において、LED光源への通電電流を停止してLED光源を消灯する場合、直前の点灯にてDC/DCコンバータ部が動作しているときのスイッチング素子の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部の動作を停止してLED光源に印加する電圧を低下させ、LED光源に通電してLED光源を点灯する場合、直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子を動作させてDC/DCコンバータ部の動作を開始させるものである。 In the LED lighting device according to the present invention, the switching element is turned on and off at a predetermined operating frequency and duty value to generate a predetermined voltage for LED lighting from the power source, and the operation of the DC / DC converter unit And controlling a current flowing through the LED light source by controlling a predetermined voltage, and applying a current flowing through the LED light source and stopping the current at a predetermined cycle. The LED light source is dimmed by energizing the rectangular wave current having a value, and the control unit stops the energization current to the LED light source during the period of dimming the LED light source by energizing the rectangular wave current. When the LED light source is turned off, the operating frequency and duty value of the switching element when the DC / DC converter unit is operating just before lighting In the case where the operation of the DC / DC converter unit is stopped while maintaining the voltage, the voltage applied to the LED light source is reduced , and the LED light source is turned on by energizing the LED light source. The switching element is operated with the value to start the operation of the DC / DC converter unit.
この発明によれば、断続点灯するときの消灯時にスイッチング素子の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部の動作を停止させ、続く点灯時に直前の消灯時に保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子を動作させてDC/DCコンバータ部の動作を開始させることにより、過電流を抑制しながら、電流の立ち上がりを急峻にして、矩形波に近い断続電流をLEDに供給することができる。この結果、各個のLEDを均等な明るさおよび規定の発光量で減光点灯することができる。 According to this invention, the operation of the DC / DC converter unit is stopped while maintaining the operating frequency and duty value of the switching element at the time of extinction when intermittent lighting is performed, and the operating frequency and duty value held at the time of the previous extinction during subsequent lighting. By operating the switching element to start the operation of the DC / DC converter unit, it is possible to supply an intermittent current close to a rectangular wave to the LED while making the rise of the current steep while suppressing the overcurrent. As a result, each of the LEDs can be dimly lit with uniform brightness and a prescribed light emission amount.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1に示すLED点灯装置1は、直流電源2の直流電圧を利用してLED光源4を点灯する装置であり、主にDC/DCコンバータ(電源部)部3、制御電源部5、制御部6、入力インタフェース(以下、I/F)部7を備える。直流電源2は、DC/DCコンバータ部3に直流電圧を供給する電源であり、電源スイッチ2aによってDC/DCコンバータ部3への直流電圧が供給または遮断される。
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
An
LED光源4は、複数のLEDを直列に接続して構成される。
LEDの発光色は所定の電流値(定格)によって規定されるため、規定の電流値以外の電流を供給すると発光色が変化し、さらに、各個のLED間で発光色の変化量のばらつきが大きい。従って、減光を行うために電流値を低下させた場合には、所望の発光色を得ることも、複数のLEDの発光色を一様にすることも困難である。
また、LEDの発光量も所定の電流値(定格)によって規定されるため、規定の電流値以外の電流を供給すると、発光量が非線形に変化し、各個のLED間で非線形度合いのばらつきが大きい。したがって、減光を行うために電流値を低下させた場合には、所望の発光量を得ることも、複数のLEDの発光量を一様にすることも困難である。
このような特性があるため、LEDを減光点灯するためには、供給する電流を櫛歯状に断続した矩形波で点灯(減光)することが望ましい。
また、LEDには定電圧特性があるため、印加電圧が所定の電圧を越えれば電流が流れ、所定の電圧以下では電流が流れない。従って、DC/DCコンバータ部3を停止することにより、平滑コンデンサC0が貯えた電荷を吐き出して出力電圧が若干低下しただけで、電流が急激に減少して出力電流が途絶える。LEDの定電圧特性により、抵抗負荷を接続したDC/DCコンバータをオフしたときのように平滑コンデンサC0に貯えた電荷がなくなるまでだらだらと出力電流が流れ続けることはなく、DC/DCコンバータ部3をオフするたけで比較的容易に出力電流を止めることができる。
The LED light source 4 is configured by connecting a plurality of LEDs in series.
Since the emission color of the LED is defined by a predetermined current value (rated), the emission color changes when a current other than the specified current value is supplied, and the variation in the emission color variation among the individual LEDs is large. . Therefore, when the current value is decreased for dimming, it is difficult to obtain a desired light emission color and to make the light emission colors of a plurality of LEDs uniform.
Further, since the light emission amount of the LED is also defined by a predetermined current value (rated value), when a current other than the predetermined current value is supplied, the light emission amount changes nonlinearly, and the non-linear degree varies greatly between the individual LEDs. . Therefore, when the current value is reduced for dimming, it is difficult to obtain a desired light emission amount and to make the light emission amounts of a plurality of LEDs uniform.
Because of these characteristics, it is desirable to light (dim) the supplied current with a rectangular wave intermittently in a comb shape in order to lighten the LED.
Further, since the LED has a constant voltage characteristic, a current flows when the applied voltage exceeds a predetermined voltage, and no current flows when the applied voltage is lower than the predetermined voltage. Therefore, by stopping the DC /
このLED光源4は、例えば定格電流による通常の点灯と減光点灯とを切り替えて行う車載用光源(Daytime Running Light;DRL付ヘッドランプおよびストップランプ付テールランプ)として用いる。
なお、DRL付ヘッドランプは、夜間はヘッドランプとしてLEDの定格点灯を行い、昼間はDRLとしてLEDの減光点灯を行うものである。
また、ストップランプ付テールランプは、ストップランプ(制動灯)点灯時にはLEDの定格点灯を行い、テールランプ(尾灯)点灯時には減光点灯を行うものである。
The LED light source 4 is used as an in-vehicle light source (Daytime Running Light; head lamp with DRL and tail lamp with stop lamp) that switches between normal lighting and dimming lighting with a rated current, for example.
The headlamp with DRL performs rated lighting of the LED as a headlamp at night, and performs dimming lighting of the LED as DRL during the daytime.
The tail lamp with a stop lamp performs the rated lighting of the LED when the stop lamp (braking lamp) is lit, and performs the dimming lighting when the tail lamp (tail lamp) is lit.
DC/DCコンバータ部3は、トランス3a、MOS形の電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Q0、整流ダイオードD0、および平滑コンデンサC0によりLED点灯用の電力を生成する。また、LED点灯用電力の生成動作を制御する構成として積分コンデンサC1、積分抵抗R1、誤差増幅器3b、波形生成器(比較器)3c、電流検出抵抗R2、第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2を備える。なお、図1の例ではスイッチSW100が図示されているが、これは本実施の形態1の効果を従来と比較して説明するために設けたスイッチであり(詳細は後述する)、本実施の形態1では不要な部品である。
The DC /
このDC/DCコンバータ部3では、波形生成器3cから出力される動作信号によりスイッチング素子Q0のオンオフ動作を制御してトランス3aに磁気エネルギを蓄え、これを放出することで、トランス3aで発生した電圧を、整流ダイオードD0で整流し、平滑コンデンサC0で平滑して直流電圧を生成する。また、DC/DCコンバータ部3は平滑コンデンサC0からLED光源4へ通電される出力電流を検出する電流検出抵抗R2を備え、出力電流の値が制御部6へ入力される。DC/DCコンバータ部3の出力電圧は、整流ダイオードD0からLED光源4への経路の途中で分岐して制御部6へ入力する。
なお、トランス3aはコイルであってもよい。また、DC/DCコンバータ部3は、トランス3aに代替してコンデンサを使用するチャージポンプ式のDC/DCコンバータであってもよい。
In the DC /
The transformer 3a may be a coil. The DC /
誤差増幅器3bの一方の入力端子にはLED光源4を所望の発光量で点灯するための電流値に応じた基準電圧Vが入力され、もう一方の入力端子にはLED光源4と直列に接続された積分抵抗R1を介して電流検出抵抗R2で検出される出力電流信号が入力される。また、誤差増幅器3bに積分コンデンサC1を組み合わせて積分器を構成し、出力電流信号の値が基準電圧(目標値)Vに漸近するように出力電圧をフィードバック制御して、LED光源4に通電する出力電流を制御する。
A reference voltage V corresponding to a current value for turning on the LED light source 4 with a desired light emission amount is input to one input terminal of the
波形生成器3cの一方の入力端子には誤差増幅器3bの出力電圧が入力され、もう一方の入力端子には制御部6から出力される所定周波数の三角波が入力され、三角波を出力電圧レベルでスライスした矩形波の動作信号にして、スイッチング素子Q0のゲート端子へ出力する。この動作信号の周波数(動作周波数)は、制御部6が出力する三角波の周波数で決定され、Duty値は誤差増幅器3bが出力する電圧で決定される。
The output voltage of the
第1のスイッチSW1は、この波形生成器3cの出力端子とスイッチング素子Q0のゲート端子の間に設けられ、制御部6の操作により短絡(オン)してスイッチング素子Q0へ動作信号を供給し、開放(オフ)して遮断する。
第2のスイッチSW2は、積分抵抗R1と誤差増幅器3bの間に設けられ、制御部6の操作により短絡(オン)して誤差増幅器3bへ出力電流信号を供給し、開放(オフ)して遮断する。この第2のスイッチSW2が開放(オフ)する間は誤差増幅器3bの出力電圧が積分コンデンサC1によって保持されるので、この出力電圧の値は変化しない。そして、スイッチング素子Q0の動作周波数は制御部6からの三角波の周波数によって設定され、Duty値は三角波と誤差増幅器3bの出力から生成されるため、誤差増幅器3bの出力電圧を保持することはDuty値を保持することと等価になる。
The first switch SW1 is provided between the output terminal of the
The second switch SW2 is provided between the integrating resistor R1 and the
制御部6は、動作周波数と同じ周波数の三角波を生成して波形生成器3cへ入力する。また、制御部6は、定格点灯の場合には第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2をオンして、DC/DCコンバータ部3からLED光源4へ出力電流を連続的に供給させ、一方、減光点灯の場合には第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2をオンオフして、DC/DCコンバータ部3からLED光源4への出力電流を、所定の周期で断続的に供給させる。
なお、減光点灯を行う際の出力電流の断続周期と各周期の点灯時間幅の情報は、制御部6の機能として予め設定しておけばよい。
また、定格点灯を行うか、減光点灯を行うかの指示は、例えば、減光指示装置8(車両のインストルメントパネルのヘッドランプ用スイッチなど)から入力I/F部7を介して制御部6へ入力すればよい。
The
In addition, what is necessary is just to set beforehand the information of the intermittent period of the output current at the time of performing dimming lighting, and the lighting time width of each period as a function of the
In addition, an instruction to perform rated lighting or dimming lighting is, for example, from the dimming instruction device 8 (such as a headlamp switch on a vehicle instrument panel) via the input I /
LED光源4を断続的に点灯(減光点灯)するときに、今回点灯しているタイミングと次に点灯するタイミングにおいて負荷としての変動が無ければ、両タイミングにおいてはDC/DCコンバータ部3が出力する電力に変化がなく、よって、スイッチング素子Q0の動作信号の周波数とDuty値に変化はない。従って、今回点灯しているタイミングと次に点灯するタイミングのスイッチング素子Q0の動作信号の周波数とDuty値は同等になる。
即ち、今回点灯しているタイミングと次に点灯するタイミングとの間(消灯している間)は、動作信号の周波数とDuty値を保持し、変化させないことがLED点灯装置1において好適な制御となる。
When the LED light source 4 is intermittently lit (dimmed lighting), if there is no fluctuation as a load between the current lighting timing and the next lighting timing, the DC /
That is, between the timing of lighting this time and the timing of next lighting (while it is turned off), the frequency and duty value of the operation signal are held and it is preferable that the
なお、DC/DCコンバータ部3の動作を停止しているタイミングにおいて動作信号の周波数とDuty値を保持して変化させない制御は、定電圧特性を備え、動作を停止しているタイミングにおいては電流が流れない負荷に対して電力を供給するDC/DCコンバータの制御に適している。上述のように、LEDは定電圧特性を備える負荷であるので、動作信号の周波数とDuty値を保持して変化させない制御はDC/DCコンバータ部3の制御方法として好適である。
The control that maintains and does not change the frequency and duty value of the operation signal at the timing when the operation of the DC /
次に、図2に示すタイミングチャートを用いて、本実施の形態1に係るLED点灯装置1の動作を説明する。このLED点灯装置1は、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2を使用し、出力電流を断続してLED光源4を減光点灯する構成である。
Next, the operation of the
(1)LED光源4を消灯するタイミングT1,T3での動作
タイミングT1,T3において、制御部6が第1のスイッチSW1をオフして、スイッチング素子(FET)Q0への動作信号を遮断する(図2(a))。同時に、制御部6は第2のスイッチSW2もオフして、誤差増幅器3bに入力する出力電流信号を遮断する(図2(b))。なお、スイッチSW100は常にオンとする(図2(c))。また、図2(d)はDC/DCコンバータ部3の出力電圧、図2(e)はDC/DCコンバータ部3の出力電流である。
(1) Operation at timings T1 and T3 for turning off the LED light source 4 At timings T1 and T3, the
上述したようにLEDには定電圧特性があるため、第1のスイッチSW1をオフしてDC/DCコンバータ部3を停止すれば、平滑コンデンサC0が貯えた電荷を吐き出して出力電圧が若干低下しただけで、電流が急激に減少して出力電流が途絶える。
第2のスイッチSW2のオフによって積分コンデンサC1の電荷量を保持できるので、誤差増幅器3bの出力電圧が変化しない。この消灯の期間、波形生成器3cにおいて、誤差増幅器3bの出力電圧と制御部6の三角波の比較により生成される動作信号のDuty値も変化しないので、DC/DCコンバータ部3を停止する直前にスイッチング素子Q0に供給された動作信号のDuty値が保持される(図2(f))。
Since the LED has a constant voltage characteristic as described above, when the first switch SW1 is turned off and the DC /
Since the charge amount of the integration capacitor C1 can be held by turning off the second switch SW2, the output voltage of the
(2)LED光源4を点灯するタイミングT2での動作
タイミングT2において、制御部6が第1のスイッチSW1をオンして、スイッチング素子Q0へ動作信号を供給する。同時に、制御部6は第2のスイッチSW2もオンして、誤差増幅器3bへ出力電流信号を入力する。
第1のスイッチSW1のオンによってDC/DCコンバータ部3が動作を開始し、第2のスイッチSW2のオンによって積分コンデンサC1の電荷量が上記(1)の状態からフィードバックを開始する。このとき、誤差増幅器3bの出力電圧と制御部6の三角波の比較により生成される動作信号のDuty値は、直前に動作していたときのDuty値から変化を開始する。即ち、誤差増幅器3bによる誤差増幅動作が行われ、出力電流のフィードバック動作が開始する。
スイッチング素子Q0は供給される動作信号に応じてオンオフ動作を繰り返し、そのDuty比によってLED光源4への出力電圧値または出力電流値が制御される。
(2) Operation at timing T2 at which the LED light source 4 is turned on At timing T2, the
When the first switch SW1 is turned on, the DC /
The switching element Q0 repeats the on / off operation according to the supplied operation signal, and the output voltage value or output current value to the LED light source 4 is controlled by the duty ratio.
出力電流を断続して減光点灯する期間、上記(1)と(2)の動作を繰り返すことによって、LED光源4を断続点灯するときの各立ち上がり動作(図2のタイミングT2)においては、常に直前のDuty値によってDC/DCコンバータ部3を動作させることができる。よって、図2(e)に示すように過電流が発生せず、矩形波に近い断続電流を出力できる。この結果、DC/DCコンバータ部3からLED光源4へ適切な電力を供給できる。
In each period of rising operation (timing T2 in FIG. 2) when the LED light source 4 is intermittently lit by repeating the operations (1) and (2) during the period when the output current is intermittently dimmed. The DC /
次に、図3に示すタイミングチャートを用いて、第1の参考例を説明する。この例では、図1に示すスイッチSW100を使用して、LED点灯装置1を上記特許文献1と同じような構成にして減光点灯を行う。このスイッチSW100はLED光源4と電流検出抵抗R2との間に設けられ、制御部6の操作によりオンオフして、LED光源4への電流出力と出力停止を切り替えるものである。
この第1の参考例では、LED点灯装置1には第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2がない、即ち、常に短絡(オン)した状態である(図3(a),(b))。
Next, a first reference example will be described using the timing chart shown in FIG. In this example, the switch SW100 shown in FIG. 1 is used, and the
In the first reference example, the
(1)LED光源4を消灯するタイミングT1,T3での動作
タイミングT1,T3において、制御部6がスイッチSW100をオフして、出力電流を遮断する(図3(c))。この消灯の期間、出力電流が途絶えたことにより、フィードバック動作で徐々に動作信号のDuty値が上昇する(図3(f))。そのため、DC/DCコンバータ部3の出力電圧も上昇する(図3(d))。
(1) Operation at timings T1 and T3 for turning off the LED light source 4 At timings T1 and T3, the
(2)LED光源4を点灯するタイミングT2での動作
タイミングT2において、制御部6がスイッチSW100をオンして、DC/DCコンバータ部3からLED光源4へ出力電流を供給する。このとき、消灯中のフィードバック動作によってDuty値が上昇するとともに、DC/DCコンバータ部3の平滑コンデンサC0に貯えた過剰な電荷を放出することとなり、LED光源4には大きな過電流が供給されることになる(図3(e))。この結果、各個のLEDを均等な明るさで点灯(減光)できなかったり規定の発光色で点灯できなかったりするだけでなく、LEDを劣化させたり破壊したりする可能性もある。
(2) Operation at Timing T2 to Light LED Light Source 4 At timing T2, the
次に、図4に示すタイミングチャートを用いて、第2の参考例を説明する。この例では、図1に示すLED点灯装置1が第1のスイッチSW1とスイッチSW100を使用して、減光点灯する構成である。
この第2の参考例では、LED点灯装置1には第2のスイッチSW2がない、即ち、常に短絡(オン)した状態である(図4(b))。
Next, a second reference example will be described using the timing chart shown in FIG. In this example, the
In the second reference example, the
(1)LED光源4を消灯するタイミングT1,T3での動作
タイミングT1,T3において、制御部6が第1のスイッチSW1をオフして、スイッチング素子Q0の動作信号を遮断する(図4(a))。同時に、制御部6はスイッチSW100もオフして、出力電流を遮断する(図4(c))。この消灯の期間、出力電流が途絶えたことにより、フィードバック動作で徐々に動作信号のDuty値が上昇するが(図4(f))、第1のスイッチSW1のオフによってDC/DCコンバータ部3は停止しており出力電圧はほとんど上昇しない(図4(d))。
(1) Operation at timings T1 and T3 at which the LED light source 4 is turned off At timings T1 and T3, the
(2)LED光源4を点灯するタイミングT2での動作
タイミングT2において、制御部6が第1のスイッチSW1をオンして、スイッチング素子Q0へ動作信号を供給する。同時に、制御部6はスイッチSW100をオンして、DC/DCコンバータ部3からLED光源4へ出力電流を供給する。このとき、消灯中のフィードバック動作によって上昇したDuty値に応じた過剰な電流が出力されるが(図4(e))、DC/DCコンバータ部3の平滑コンデンサC0には過剰な電荷が蓄積していないため、LED光源4には図3(e)ほどの大きな過電流が供給されることはない(図4(e))。しかしながら、依然として過電流は発生するため、この過電流によってLEDが劣化する可能性は残る。
(2) Operation at timing T2 at which the LED light source 4 is turned on At timing T2, the
上記第1の参考例および第2の参考例に示したように、DC/DCコンバータ部3を使用するLED点灯装置1において、LED光源4の断続点灯(減光)のためにスイッチSW100を操作してDC/DCコンバータ部3の停止と動作を行うだけでは、十分な動作にはならない。
As shown in the first reference example and the second reference example, in the
なお、詳細な説明は省略するが、図5に示すタイミングチャート(第3の参考例)のように、第1のスイッチSW1のみをオンオフしてスイッチング素子Q0の停止と動作を行う構成も考えられる。この構成の場合、図5に示す出力電圧、出力電流、および動作信号の変化は図4に示す場合(第2の参考例)とほとんど変わらなく、スイッチSW100のオンオフはLED点灯装置1の基本的動作にほとんど影響しない。
Although a detailed description is omitted, a configuration in which only the first switch SW1 is turned on and off to stop and operate the switching element Q0 as in the timing chart (third reference example) shown in FIG. . In the case of this configuration, changes in the output voltage, output current, and operation signal shown in FIG. 5 are almost the same as in the case shown in FIG. 4 (second reference example), and the on / off of the switch SW100 is the basic of the
次に、図6に示すタイミングチャートを用いて、第4の参考例を説明する。この例では、図1に示すLED点灯装置1が第1のスイッチSW1のオンオフにより、DC/DCコンバータ部3の動作と停止を行い、さらに、DC/DCコンバータ部3の動作時にソフトスタート制御を行って、出力電流を断続してLED光源4を減光点灯する構成である。
この第4の参考例では、LED点灯装置1には第2のスイッチSW2とスイッチSW100がない、即ち、常に短絡(オン)した状態である(図6(b),(c))。
Next, a fourth reference example will be described using the timing chart shown in FIG. In this example, the
In the fourth reference example, the
ソフトスタート制御では、DC/DCコンバータ部3が動作を停止しているときにDuty値を低いレベルに設定し、DC/DCコンバータ部3の動作開始(タイミングT2)直後から次第にDuty値を上昇させることによって(図6(e))、出力電力を徐々に上昇させる制御を行う(図6(e))。このため、タイミングT2で断続点灯したときの出力電流の立ち上がりが緩慢になり、電流が不足する。この結果、LED光源4が暗く、また、各個のLEDを均等な明るさで点灯(減光)できなかったり規定の発光色で点灯できなかったりする。
従って、DC/DCコンバータ部3のソフトスタート制御は、LED光源4の減光用の断続点灯には不向きである。
In the soft start control, the duty value is set to a low level when the operation of the DC /
Therefore, the soft start control of the DC /
以上より、実施の形態1によれば、LED点灯装置1は、スイッチング素子Q0が所定の動作周波数およびDuty値でオンオフ動作して、直流電源2からLED点灯用の所定の電圧を生成するDC/DCコンバータ部3と、DC/DCコンバータ部3の動作を制御する制御部6とを備え、制御部6は、出力電流を断続してLED光源4を減光点灯する期間において、LED光源4を消灯する場合は直前の点灯にてDC/DCコンバータ部3が動作しているときのスイッチング素子Q0の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部3の動作を停止させ、LED光源4を点灯する場合は直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子Q0を動作させてDC/DCコンバータ部3の動作を開始させるように構成した。このため、直前の消灯時に保持したDuty値によって次の点灯を行うことで過電流を抑制しながら電流の立ち上がりを急峻にすることができるようになり、矩形波に近い断続電流をLED光源4に供給できる。よって、各個のLEDを均等な明るさで減光点灯することができ、かつ、各個のLEDを規定の発光色で減光点灯することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、実施の形態1によれば、DC/DCコンバータ部3は、直流電源2を受けて所定の出力電流を生成するトランス3a(あるいはコイル)と、トランス3a(あるいはコイル)の出力電流を整流する整流ダイオードD0と、整流ダイオードD0の出力電流を平滑する平滑コンデンサC0と、LED光源4へ通電した出力電流信号を検出する電流検出抵抗R2と、電流検出抵抗R2の検出する出力電流信号と基準電圧Vの差分を積分する積分器を兼ね、出力電流信号値が目標値である基準電圧Vに漸近するように出力電圧をフィードバック制御する誤差増幅器3bと、制御部6からの三角波を、誤差増幅器3bの出力電圧に応じたDuty値の矩形波にした動作信号を生成してスイッチング素子Q0へ出力する波形生成器3cとを有する構成にし、Duty値の保持は、誤差増幅器3bの出力電圧を保持することによって行うようにした。さらに、DC/DCコンバータ部3は、波形生成器3cからスイッチング素子Q0へ入力する動作信号を遮断する第1のスイッチSW1と、積分抵抗R1から誤差増幅器3bへ入力する出力電流信号を遮断する第2のスイッチSW2とを有し、制御部6は、第1のスイッチSW1を操作してスイッチング素子Q0へ入力する動作信号を遮断することによってDC/DCコンバータ部3の動作を停止させ、第2のスイッチSW2を操作して誤差増幅器3bへ入力する出力電流信号を遮断することによって誤差増幅器3bの出力電圧の保持を行うように構成した。このため、アナログ部品を用いて構成するDC/DCコンバータ部3を使用して、矩形波に近い断続電流をLED光源4に供給することができ、各個のLEDを均等な明るさおよび規定の発光色で減光点灯することができる。
Further, according to the first embodiment, the DC /
なお、上記実施の形態1では、第1のスイッチSW1のオンオフ動作により波形生成器3cからスイッチング素子Q0へ入力される動作信号を遮断する構成にしたが、制御部6が三角波の出力を停止する(信号をHレベルに固定する)ことにより、波形生成器3cからスイッチング素子Q0へ入力される動作信号をオフ側に固定する構成にしてもよい。
即ち、第1のスイッチSW1により行っていた波形生成器3cからスイッチング素子Q0への動作信号の供給および遮断を、制御部6が三角波を出力して波形生成器3cに動作信号を生成させること、および、制御部6が三角波の出力を停止して波形生成器3cの生成する動作信号をオフ側に固定することによって行う。
この場合、第1のスイッチSW1は不要であり、簡単な構成によって矩形波に近い断続電流をLED光源4に供給することができる。よって、LED点灯装置1を小形にでき、コストの低減が可能である。
In the first embodiment, the operation signal input from the
That is, the
In this case, the first switch SW1 is unnecessary, and an intermittent current close to a rectangular wave can be supplied to the LED light source 4 with a simple configuration. Therefore, the
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2に係るLED点灯装置1の構成を示す回路図であり、図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図7に示すように、実施の形態2のLED点灯装置1は、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2に加え、新たに、LED光源4の一部のLEDの両端を短絡する第3のスイッチSW3を備える。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the
また、本実施の形態2ではLED光源4を車載用のDRL付ヘッドランプに用いることとし、複数のLEDを直列に接続したLEDブロック4aですれ違い灯(ロウビーム)を構成し、別の複数のLEDを直列に接続して構成されるLEDブロック4bで走行灯(ハイビーム)を構成している。そして、第3のスイッチSW3の一方の端子を、LEDブロック4aとLEDブロック4bを直列に接続した接続点に接続し、第3のスイッチSW3の他方の端子をLEDブロック4bと電流検出抵抗R2を直列に接続した接続点に接続している。
制御部6の操作によって第3のスイッチSW3がオンになると、LEDブロック4bの両端が短絡され、すれ違い灯用のLEDブロック4aだけがLED点灯装置1に接続された状態になる。第3のスイッチSW3がオフになると、短絡が開放されてすれ違い灯用のLEDブロック4aと走行灯用のLEDブロック4bが直列に接続された状態になる。
In the second embodiment, the LED light source 4 is used as a DRL headlamp for in-vehicle use, and a plurality of LEDs are connected in series to form a passing light (low beam). A traveling light (high beam) is configured by the
When the third switch SW3 is turned on by the operation of the
この構成において、すれ違い灯を点灯するときは、走行灯用のLEDブロック4bの両端を短絡して消灯し、すれ違い灯用のLEDブロック4aだけを点灯する。また、走行灯を点灯するときは、走行灯用のLEDブロック4bの両端の短絡を開放して、すれ違い灯用のLEDブロック4aと走行灯用のLEDブロック4bを同時に点灯する。
In this configuration, when the passing lamp is turned on, both ends of the
次に、図8に示すタイミングチャートを用いて、本実施の形態2に係るLED点灯装置1の動作を説明する。図8の例では、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2を使用して出力電流を断続してすれ違い灯用のLEDブロック4aを減光点灯し、DRLを構成する。
Next, the operation of the
(1)すれ違い灯用のLEDブロック4aを消灯するタイミングT1,T3での動作
タイミングT1,T3において、制御部6が第1のスイッチSW1をオフして、スイッチング素子Q0への動作信号を遮断し、スイッチング素子Q0のスイッチング動作を停止させる(図8(a))。同時に、制御部6は第2のスイッチSW2もオフして、誤差増幅器3bに入力する出力電流信号を遮断する(図8(b))。さらに、制御部6は第3のスイッチSW3もオフして走行灯用のLEDブロック4bの短絡を開放し、直列に接続されたすれ違い灯用のLEDブロック4aと走行灯用のLEDブロック4bにDC/DCコンバータ部3の出力電圧を印加する。
この第3のスイッチSW3のオフによって、LED点灯装置1の出力端子に接続されるLEDの直列接続数量が増加し、LED光源4の合計順方向電圧が高くなるため、DC/DCコンバータ部3が停止したときに残っている平滑コンデンサC0の電圧よりLED光源4の合計順方向電圧の方が高くなる。よって、すれ違い灯用のLEDブロック4aと走行灯用のLEDブロック4bに出力電流が流れなくなり、平滑コンデンサC0の電荷および電圧がそのまま維持される(図8(d))。
(1) Operation at timings T1 and T3 for turning off the
By turning off the third switch SW3, the number of LEDs connected in series to the output terminal of the
(2)すれ違い灯用のLEDブロック4aを点灯するタイミングT2での動作
タイミングT2において、制御部6が第1のスイッチSW1をオンして、スイッチング素子Q0へ動作信号を供給し、スイッチング素子Q0のオンオフ動作を開始させる。同時に、制御部6は第2のスイッチSW2もオンして、誤差増幅器3bへ出力電流信号を入力する。さらに、制御部6は第3のスイッチSW3もオンして走行灯用のLEDブロック4bを短絡し、すれ違い灯用のLEDブロック4aだけにDC/DCコンバータ部3の出力電圧を、維持していた平滑コンデンサC0の電圧と共に印加する。
(2) Operation at timing T2 for lighting the
出力電流を断続してすれ違い灯用のLEDブロック4aを減光点灯する期間、上記(1)と(2)の動作を繰り返すことによって、LED光源4側への出力電流が通電するときの立ち上がりと、停止するときの立下がりを急峻にすることができ、出力電流を理想的な矩形波に近づけることができる。
By repeating the operations (1) and (2) during the period in which the output current is intermittently turned on and the
以上より、実施の形態2によれば、LED点灯装置1は、複数のLEDを直列に接続したLED光源4のうちの走行灯用のLEDブロック4bの両端を短絡する第3のスイッチSW3を有し、制御部6は、出力電流を断続してすれ違い灯用のLEDブロック4aを減光点灯する期間において、すれ違い灯用のLEDブロック4aを消灯する場合に直前の点灯にてDC/DCコンバータ部3が動作しているときのスイッチング素子Q0の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部3の動作を停止させると共に、第3のスイッチSW3による走行灯用のLEDブロック4bの短絡を開放し、すれ違い灯用のLEDブロック4aを点灯する場合に直前の消灯にて保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子Q0を動作させてDC/DCコンバータ部3の動作を開始させると共に、第3のスイッチSW3により走行灯用のLEDブロック4bを短絡するように構成した。このため、走行灯とすれ違い灯にLEDを使用するヘッドランプの、すれ違い灯用のLEDを減光点灯するDRL用のLED点灯装置を実現できる。また、理想的な矩形波に近い断続電流をすれ違い灯用のLEDに供給することができるので、所望の明るさと、規定の発光色によって減光点灯するDRLを実現できる。
As described above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態4に係るLED点灯装置1の構成を示す回路図であり、図7と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
上記実施の形態2ではすれ違い灯用のLEDブロック4aを減光点灯してDRLを構成したが、逆に、走行灯用のLEDブロック4bを減光点灯してDRLを構成することも可能である。そこで、本実施の形態3では、例えば図9に示すように、走行灯用のLEDブロック4bの両端を短絡する第3のスイッチSW3に加え、新たに、すれ違い灯用のLEDブロック4aの両端を短絡する第4のスイッチSW4を設ける。
FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the
In the second embodiment, the DRL is configured by dimming the
図9に示す構成のLED点灯装置1において、すれ違い灯を点灯するときは、制御部6が第3のスイッチSW3をオン、第4のスイッチSW4をオフして、走行灯用のLEDブロック4bの両端を短絡して消灯し、すれ違い灯用のLEDブロック4aだけを点灯させる。
走行灯を点灯するときは、制御部6が第3のスイッチSW3と第4のスイッチSW4を共にオフして短絡を開放し、すれ違い灯用のLEDブロック4aと走行灯用のLEDブロック4bを同時に点灯させる。
In the
When the traveling light is lit, the
また、DRLとして使用するときは、走行灯用のLEDブロック4bを消灯する場合に、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2を開放して直前の点灯にてDC/DCコンバータ部3が動作しているときのスイッチング素子Q0の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部3の動作を停止させると共に、第4のスイッチSW4によるすれ違い灯用のLEDブロック4aの短絡を開放する。
走行灯用のLEDブロック4bを点灯する場合は、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2を短絡して直前の消灯にて保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子Q0を動作させてDC/DCコンバータ部3の動作を開始させると共に、第4のスイッチSW4によりすれ違い灯用のLEDブロック4aを短絡する。
When used as a DRL, when the
When the
このように、出力電流を断続して走行灯用のLEDブロック4bを減光点灯する期間、上記の動作を繰り返すことによって、実施の形態2の場合と同様に、LED光源4側への出力電流が通電するときの立ち上がりと、停止するときの立下がりを急峻にすることができ、出力電流を理想的な矩形波に近づけることができる。
このため、走行灯とすれ違い灯にLEDを使用するヘッドランプの、走行灯用のLEDを減光点灯するDRL用のLED点灯装置を実現できる。また、理想的な矩形波に近い断続電流を走行灯用のLEDに供給することができるので、所望の明るさと、規定の発光色によって減光点灯するDRLを実現できる。
As described above, the output current to the LED light source 4 side is repeated in the same manner as in the second embodiment by repeating the above operation during the period in which the output current is intermittently turned on and the
For this reason, the LED lighting device for DRL which carries out the dimming lighting of the LED for driving lights of the headlamp which uses LED for a driving light and a passing lamp is realizable. Further, since an intermittent current close to an ideal rectangular wave can be supplied to the LED for the traveling light, it is possible to realize a DRL that is dimmed with a desired brightness and a predetermined emission color.
実施の形態4.
図10は、この発明の実施の形態4に係るLED点灯装置1の構成を示す回路図であり、図9と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
上記実施の形態3では、誤差増幅器3b、波形生成器3cおよび第2のスイッチSW2などで構成するアナログ回路により動作信号を生成し、スイッチング素子Q0への動作信号の供給と遮断を第1のスイッチSW1により制御する構成としたが、本実施の形態4では、これらの機能をCPU6aを備えた制御部6が行う構成にする。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of the
In the third embodiment, the operation signal is generated by an analog circuit including the
図10に示すように、本実施の形態4の制御部6はCPU6aおよび記憶部6bを備える構成とし、このCPU6aの機能を使用して、上記実施の形態3において誤差増幅器3bおよび波形生成器3cが行っていたスイッチング素子Q0の動作信号の生成処理と、第1のスイッチSW1が行っていた動作信号のスイッチング素子Q0への供給および遮断(DC/DCコンバータ部3の動作と停止)の処理と、積分コンデンサC1および積分抵抗R1からなる積分器と第2のスイッチSW2とで行っていたDC/DCコンバータ部3の動作停止中に動作信号の周波数(動作周波数)とDuty値を保持する処理とを行う。
As shown in FIG. 10, the
記憶部6bは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)およびフラッシュメモリ等の不揮発性記憶素子で構成し、定常点灯時に出力する電流の目標値、減光点灯時の電流の断続周期と各周期の点灯時間幅等の情報を予め設定しておく。
The
この制御部6において、出力電圧の入力および電流検出抵抗R2で検出する出力電流の入力は、CPU6aが内蔵するA/Dコンバータ(不図示)によって行う。また、CPU6aは予め与えられたプログラムを実行することによって、出力電流が目標値に漸近するよう、入力される出力電流の状態に応じてDuty値を変化させたスイッチング素子Q0への動作信号を生成する演算、および、この動作信号をスイッチング素子Q0へ供給および遮断するタイミング制御を行う。さらに、CPU6aは、減光点灯を行っている間、消灯時に直前の点灯時の動作周波数とDuty値をメモリ(不図示)に格納し、次の点灯動作用にメモリからこれら動作周波数とDuty値を読み出して使用する。
In the
さらに、本実施の形態4では、入出力I/F部9を介して制御部6と外部装置10を接続してもよく、所定の情報を入出力可能である。例えば、予め作製されたLED点灯装置1に対し、外部装置10を用いて定常点灯時にLED光源4に通電する出力電流の値、減光点灯時の断続周期と各周期の点灯時間幅などの情報を入力することによって、記憶部6bをこれらの情報に更新する。これにより、同一構成のLED点灯装置1を、個別の車載灯具に対応した特性に設定することができる。
また例えば、LED光源4またはLED点灯装置1に何らかの異常が発生したときに、制御部6がその情報を記憶部6bに記憶させ、入出力I/F部9を介して外部装置10へ出力する。
Further, in the fourth embodiment, the
Further, for example, when any abnormality occurs in the LED light source 4 or the
以上より、実施の形態4によれば、制御部6はCPU6aを有し、このCPU6aが、出力電流を断続してLED光源4を減光点灯する期間において、LED光源4を消灯する場合に直前の点灯にてDC/DCコンバータ部3が動作しているときのスイッチング素子Q0の動作周波数およびDuty値を保持したままDC/DCコンバータ部3の動作を停止させ、LED光源4を点灯する場合に直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値でスイッチング素子Q0を動作させてDC/DCコンバータ部3の動作を開始させる機能または同等の機能の少なくとも一部を行うように構成した。このため、DC/DCコンバータ部3の一部の機能を制御部6のCPU6aの機能で代替することによって、誤差増幅器および波形生成器(比較器)などの部品を削減することがきる。よって、LED点灯装置1を小形にでき、コストの低減が可能である。
As described above, according to the fourth embodiment, the
また、実施の形態4によれば、LED点灯装置1は、LED光源4を減光点灯する制御に用いる出力電流の目標値、減光点灯時の断続周期と各周期の点灯時間幅等の設定情報を、制御部6と外部装置10との間で入出力する入出力I/F部9と、入出力I/F部9を介して外部装置10から入力された新たな設定情報に基づいて、既に記憶している設定情報を変更可能な記憶部6bとを備える構成にした。このため、LED光源4の点灯に必要な情報を不揮発性記憶素子に格納することによって、特性の異なるLED点灯装置を容易に作製できるようになる。よって、LED点灯装置の機種を少なくして同製品を多く生産することができ、品質が安定し、生産管理が容易になる。
Further, according to the fourth embodiment, the
なお、上記実施の形態4では、上記実施の形態3で示したLED点灯装置1のDC/DCコンバータ部3の一部の機能をCPU6aに行わせる構成例を説明したが、これに限定されるものではなく、上記実施の形態1,2で示したLED点灯装置1も同様にDC/DCコンバータ部3の一部の機能をCPU6aに行わせる構成にすることができる。
In the fourth embodiment, the configuration example in which the
上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In addition to the above, within the scope of the invention, the invention of the present application can be freely combined with each embodiment, modified any component of each embodiment, or omitted any component in each embodiment. Is possible.
1 LED点灯装置、2 直流電源、2a 電源スイッチ、3 DC/DCコンバータ部、3a トランス、3b 誤差増幅器、3c 波形生成器、4 LED光源、5 制御電源部、6 制御部、6a CPU、6b 記憶部、7 入力I/F部、8 減光指示装置、9 入出力I/F部、10 外部装置。 1 LED lighting device, 2 DC power supply, 2a power switch, 3 DC / DC converter unit, 3a transformer, 3b error amplifier, 3c waveform generator, 4 LED light source, 5 control power supply unit, 6 control unit, 6a CPU, 6b memory Unit, 7 input I / F unit, 8 dimming instruction device, 9 input / output I / F unit, 10 external device.
Claims (7)
前記DC/DCコンバータ部の動作を制御する制御部とを備え、
前記所定の電圧を制御することによりLED光源に流れる電流を制御するとともに、前記LED光源に流れる電流の通電と停止を所定の周期で行うことにより前記LED光源に所定の電流値を有する矩形波状の電流を通電して前記LED光源を減光点灯させるLED点灯装置であって、
前記制御部は、
前記矩形波状の電流を通電して前記LED光源を減光点灯する期間において、
前記LED光源への通電電流を停止して前記LED光源を消灯する場合、直前の点灯にて前記DC/DCコンバータ部が動作しているときの前記スイッチング素子の動作周波数およびDuty値を保持したまま前記DC/DCコンバータ部の動作を停止して前記LED光源に印加する電圧を低下させ、
前記LED光源に通電して前記LED光源を点灯する場合、直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値で前記スイッチング素子を動作させて前記DC/DCコンバータ部の動作を開始させる
ことを特徴とするLED点灯装置。 A DC / DC converter section for generating a predetermined voltage for lighting the LED from a power source by turning on and off the switching element at a predetermined operating frequency and a duty value;
A control unit for controlling the operation of the DC / DC converter unit,
The current flowing through the LED light source is controlled by controlling the predetermined voltage, and the current flowing through the LED light source is energized and stopped at a predetermined cycle so that the LED light source has a rectangular wave shape having a predetermined current value. An LED lighting device that turns on the LED light source by dimming an electric current ,
The controller is
In a period in which the LED light source is dimmed by energizing the rectangular wave current ,
When stopping the energization current to the LED light source and turning off the LED light source, the operating frequency and duty value of the switching element when the DC / DC converter unit is operating in the previous lighting state are maintained. Stop the operation of the DC / DC converter unit to reduce the voltage applied to the LED light source ,
When turning on the LED light source by energizing the LED light source, the operation of the DC / DC converter unit is started by operating the switching element at the operating frequency and Duty value held at the time of the last extinction. LED lighting device.
前記DC/DCコンバータ部は、
前記電源を受けて所定の出力電流を生成するトランスあるいはコイルと、
前記トランスあるいは前記コイルの出力電流を整流する整流ダイオードと、
前記整流ダイオードの出力電流を平滑して前記LED光源へ供給する平滑コンデンサと、
前記LED光源へ供給した出力電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出する出力電流信号を入力し、当該出力電流信号値と目標値の差分を積分する積分器を兼ねる誤差増幅器と、
前記制御部からの三角波を、前記誤差増幅器の出力値に応じたDuty値の矩形波にした動作信号を生成し、前記スイッチング素子へ出力する波形生成器とを有し、
前記Duty値の保持は、前記誤差増幅器の出力値を保持することによって行うことを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。 The control unit outputs a triangular wave having a predetermined operating frequency,
The DC / DC converter unit includes:
A transformer or a coil that receives the power source and generates a predetermined output current;
A rectifier diode that rectifies the output current of the transformer or the coil;
A smoothing capacitor that smoothes the output current of the rectifier diode and supplies it to the LED light source;
A current detector for detecting an output current supplied to the LED light source;
An error amplifier serving as an integrator that inputs an output current signal detected by the current detector and integrates a difference between the output current signal value and a target value;
A waveform generator that generates a triangular wave from the control unit into a rectangular wave having a duty value corresponding to the output value of the error amplifier, and outputs the operation signal to the switching element;
The LED lighting device according to claim 1, wherein the duty value is held by holding an output value of the error amplifier.
前記波形生成器から前記スイッチング素子へ入力する動作信号を遮断する第1のスイッチと、
前記電流検出器から前記誤差増幅器へ入力する出力電流信号を遮断する第2のスイッチとを有し、
前記制御部は、
前記DC/DCコンバータ部の動作の停止を、前記第1のスイッチを操作して前記スイッチング素子へ入力する動作信号を遮断することによって行い、
前記誤差増幅器の出力値の保持を、前記第2のスイッチを操作して前記誤差増幅器へ入力する出力電流信号を遮断することによって行うことを特徴とする請求項2記載のLED点灯装置。 The DC / DC converter unit includes:
A first switch for cutting off an operation signal input from the waveform generator to the switching element;
A second switch for cutting off an output current signal input from the current detector to the error amplifier;
The controller is
The operation of the DC / DC converter unit is stopped by operating the first switch to cut off an operation signal input to the switching element,
3. The LED lighting device according to claim 2, wherein the output value of the error amplifier is held by operating the second switch to cut off an output current signal input to the error amplifier.
前記制御部は、
前記DC/DCコンバータ部の動作の停止を、三角波の出力を停止することによって行い、
前記誤差増幅器の出力値の保持を、前記第2のスイッチを操作して前記誤差増幅器へ入力する出力電流信号を遮断することによって行うことを特徴とする請求項2記載のLED点灯装置。 The DC / DC converter unit includes a second switch for cutting off an output current signal input from the current detector to the error amplifier,
The controller is
The operation of the DC / DC converter unit is stopped by stopping the output of the triangular wave,
3. The LED lighting device according to claim 2, wherein the output value of the error amplifier is held by operating the second switch to cut off an output current signal input to the error amplifier.
前記制御部は、出力電流を断続して、前記LED光源のうちの両端を短絡しないLEDを減光点灯する期間において、
前記両端を短絡しないLEDを消灯する場合、直前の点灯にて前記DC/DCコンバータ部が動作しているときの前記スイッチング素子の動作周波数およびDuty値を保持したまま前記DC/DCコンバータ部の動作を停止させると共に、前記第3のスイッチによる短絡を開放し、
前記両端を短絡しないLEDを点灯する場合、直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値で前記スイッチング素子を動作させて前記DC/DCコンバータ部の動作を開始させると共に、前記第3のスイッチを短絡することを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。 The LED lighting device includes a third switch that short-circuits both ends of some of the LED light sources in which a plurality of LEDs are connected in series.
In the period in which the control unit intermittently turns on the output current and dimms the LED that does not short-circuit both ends of the LED light source,
When the LED that does not short-circuit both ends is turned off, the operation of the DC / DC converter unit is maintained while maintaining the operating frequency and duty value of the switching element when the DC / DC converter unit is operating immediately before lighting. And the short circuit by the third switch is opened,
When the LED that does not short-circuit both ends is lit, the switching element is operated at the operating frequency and duty value that were held at the time of the previous extinction to start the operation of the DC / DC converter unit, and the third switch The LED lighting device according to claim 1, wherein the LED lighting device is short-circuited.
当該CPUは、出力電流を断続して前記LED光源を減光点灯する期間において、
前記LED光源を消灯する場合、直前の点灯にて前記DC/DCコンバータ部が動作しているときの前記スイッチング素子の動作周波数およびDuty値を保持したまま前記DC/DCコンバータ部の動作を停止させ、
前記LED光源を点灯する場合、直前の消灯のときに保持した動作周波数およびDuty値で前記スイッチング素子を動作させて前記DC/DCコンバータ部の動作を開始させる機能または同等な機能の少なくとも一部を担うことを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。 The control unit has a CPU,
In the period in which the LED light source is dimmed by interrupting the output current, the CPU
When the LED light source is turned off, the operation of the DC / DC converter unit is stopped while maintaining the operating frequency and duty value of the switching element when the DC / DC converter unit is operating immediately before lighting. ,
When the LED light source is turned on, at least a part of the function of starting the operation of the DC / DC converter unit by operating the switching element with the operating frequency and duty value held at the time of the previous light extinction or at least a part of the equivalent function is provided. The LED lighting device according to claim 1, wherein the LED lighting device bears.
前記入出力部を介して前記外部装置から入力された新たな設定情報に基づいて、既に記憶している設定情報を変更可能な記憶部とを備えることを特徴とする請求項6記載のLED点灯装置。 Input / output unit for inputting / outputting setting information used for control of dimming the LED light source between the control unit and an external device;
The LED lighting according to claim 6, further comprising: a storage unit that can change already stored setting information based on new setting information input from the external device via the input / output unit. apparatus.
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