JP5718680B2 - 直流電源装置、および、これを備えたled照明器具 - Google Patents
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Description
LED照明器具の電源装置として、回路効率を改善するためにフライバック方式を用いたAD−DC変換回路が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
前記全波整流後の整流電圧を一次巻線に対する一次電圧として受け、二次巻線の二次電圧を前記コンデンサに印加するトランス、前記一次巻線に直列接続されたスイッチング素子、および、前記二次巻線に直列接続されて整流した電流を前記コンデンサの正極に供給するダイオードを有し、前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記照明負荷の負荷電流値を検出する電流検出手段と、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、を備える。
また、前記制御手段は、負荷電流の目標値(IM )を定め、該目標値を零からフル発光に必要な電流値(IFULL)までn段階(nは自然数)で変更するとともに、0.1秒以上、1.0秒以下の所定時間を分割したn個の分割期間を用いて、該n個の分割期間に前記n段階の目標値を対応させて、前記充電手段に整流電圧が印加された後の1回だけ、前記目標値を1段階ずつ増やす目標値変更手段と、
照明負荷の発光開始からの時間が前記各分割期間を経過する都度、前記目標値と前記電流検出手段の検出値(I)を比較し、差分に応じて前記スイッチング素子のオン幅(P)を補正するオン幅補正手段と、
補正されたオン幅で前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動手段とを有し、前記所定時間を掛けて前記照明負荷の負荷電流を増加させることを特徴とする。
前記所定時間をn等分した時間を待ち時間に設定する待ち時間設定手段と、
前記待ち時間が経過する都度、前記目標値を微小増分値ずつ増やす目標値更新手段と、を有し、
前記オン幅補正手段は、前記目標値更新手段により前記目標値が更新される毎に、前記目標値と前記検出値(I)を比較し、差分に応じて前記スイッチング素子のオン幅(P)を補正することが好ましい。
なお、本発明における照明負荷は、例えばLEDであるが、これに限られず、従来の電源装置を用いた場合に電源投入からフル発光までの立ち上がり時間が0.1秒未満となる照明負荷を指している。
本発明の立ち上がりスピードを遅らせる制御を実行すれば、スイッチング素子に流れる電流値が小さくなり、スイッチング素子に掛かる負担を低減できる。
また、オン幅の増減幅に呼応するスイッチング素子の電流の変化量が、経年変化や環境変化によってばらついたとしても、本発明では負荷電流値をフィードバックしてオン幅の補正を実行するので、経年変化や環境変化による照明負荷の立ち上がり特性の変化が生じにくい。
また、全波整流回路DBからの整流電圧の分圧VR2を検出するための抵抗R1、R2の直列回路が、充電回路2のバイパスコンデンサC1の端子間を結んでいる。
本発明で特徴的なことは、図2に示すように、上記の制御回路4をベースとしてCPUに目標値変更手段62およびオン幅補正手段64を設けて、LEDの立ち上がり時のオン幅Pを、検出される負荷電流値Iと目標値IMの比較結果に基づいて補正することにした点にある。
4 制御回路(制御手段)
10 直流電源装置
14 FET駆動回路
62 目標値変更手段
64 オン幅補正手段
AC 交流電源
C1 バイパスコンデンサ
C2 ノイズ除去コンデンサ
C3 平滑コンデンサ
DB 全波整流回路(ダイオードブリッジ)
D2 ダイオード
LED LED負荷(照明負荷)
T1 フライバック・トランス
Q1 スイッチング素子
R4 抵抗(電流検出手段)
Claims (6)
- 交流電流を全波整流し、照明負荷に対して並列接続されたコンデンサを介して、該照明負荷に負荷電流を供給する直流電源装置であって、
前記全波整流後の整流電圧を一次巻線に対する一次電圧として受け、二次巻線の二次電圧を前記コンデンサに印加するトランス、前記一次巻線に直列接続されたスイッチング素子、および、前記二次巻線に直列接続されて整流した電流を前記コンデンサの正極に供給するダイオードを有し、前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記照明負荷の負荷電流値を検出する電流検出手段と、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記充電手段は、前記スイッチング素子がオン状態の時に、一次電圧により前記トランスのコアにエネルギーを蓄積し、オフ状態で該エネルギーを放出して二次電圧を誘起し、前記ダイオードを介して前記コンデンサを充電し、
前記制御手段は、負荷電流の目標値(IM )を定め、該目標値を零からフル発光に必要な電流値(IFULL )までn段階(nは自然数)で変更するとともに、0.1秒以上、1.0秒以下の所定時間を分割したn個の分割期間を用いて、該n個の分割期間に前記n段階の目標値を対応させて、前記充電手段に整流電圧が印加された後の1回だけ、前記目標値を1段階ずつ増やす目標値変更手段と、
照明負荷の発光開始からの時間が前記各分割期間を経過する都度、前記目標値と前記電流検出手段の検出値(I)を比較し、差分に応じて前記スイッチング素子のオン幅(P)を補正するオン幅補正手段と、
補正されたオン幅で前記スイッチング素子をオンオフ駆動する駆動手段とを有し、前記所定時間を掛けて前記照明負荷の負荷電流を増加させることを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1記載の直流電源装置において、前記目標値変更手段は、
前記フル発光に必要な電流値(IFULL )をn等分した値を前記目標値(IM )の微小増分値(dI)に設定する増分値設定手段と、
前記所定時間をn等分した時間を待ち時間に設定する待ち時間設定手段と、
照明負荷の発光開始からの時間が前記待ち時間ずつ経過する都度、前記目標値を微小増分値ずつ増やす目標値更新手段と、を有し、
前記オン幅補正手段は、前記目標値更新手段により前記目標値が増加する都度、前記目標値と前記検出値(I)を比較し、差分に応じて前記スイッチング素子のオン幅(P)を補正することを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1または2記載の直流電源装置において、前記オン幅補正手段は、
前記電流検出手段の検出値(I)が前記目標値(IM )より小さければ前記オン幅(P)を微小増減幅(dP)だけ増やし、前記検出値が前記目標値と同じであれば前記オン幅を変更せず、前記検出値が前記目標値より大きければ前記オン幅を前記微小増減幅だけ減らすことを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の直流電源装置において、前記自然数nは10以上、100以下の範囲内のいずれかの値であることを特徴とする直流電源装置。
- 請求項2記載の直流電源装置において、前記所定時間が1.0秒であり、前記待ち時間が10ミリ秒であることを特徴とする直流電源装置。
- 請求項1から5のいずれかに記載の直流電源装置と、照明負荷としてのLED負荷と、を備えることを特徴とするLED照明器具。
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