WO2013183244A1 - 点灯装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lighting device.
- a lighting device that lights a light emitting diode (LED) as a light source.
- LED light emitting diode
- a lighting device that turns on both a main light source composed of a large number of LEDs and an auxiliary light source composed of a small number of LEDs, for example, as indirect light (see, for example, Japanese Patent Publication No. 2011-222360). .
- FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of a conventional lighting device that lights two light source units.
- the lighting device includes a full-wave rectifier circuit 101, a power factor correction circuit 102, a first lighting power supply unit 103, and a second lighting power supply unit 104. And this lighting device supplies lighting power to the 1st light source part 105 which is a main light source, and the 2nd light source part 106 which is an auxiliary light source by using commercial power supply E101 (100V, 50Hz / 60Hz) as an input power supply. .
- E101 100V, 50Hz / 60Hz
- the full-wave rectifier circuit 101 is configured by a diode bridge, and generates a rectified voltage Vdb by full-wave rectifying the AC voltage Vac supplied from the commercial power supply E101.
- the power factor correction circuit 102 includes a boost chopper circuit including an inductor L101, a diode D101, a switching element Q101, and a capacitor C101.
- a series circuit of an inductor L101 and a switching element Q101 is connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 101, and a series circuit of a diode D101 and a capacitor C101 is connected in parallel to the switching element Q101.
- a switching control unit (not shown) performs switching control for repeatedly switching on and off the switching element Q101, thereby generating a DC voltage Vdc11 obtained by boosting the rectified voltage Vdb between both ends of the capacitor C101.
- the power factor correction circuit 102 reduces the harmonic distortion of the input current from the commercial power supply E101 and suppresses the reduction of the power factor.
- the first lighting power supply unit 103 includes a step-down chopper circuit including an inductor L102, a diode D102, a switching element Q102, and a capacitor C102.
- a series circuit of a capacitor C102, an inductor L102, and a switching element Q102 is connected between the output terminals of the power factor correction circuit 102, and a diode D102 is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C102 and the inductor L102.
- the switching control unit (not shown) performs switching control for repeatedly turning on and off the switching element Q102, thereby generating a DC voltage Vdc12 obtained by stepping down the DC voltage Vdc11 between both ends of the capacitor C102.
- the first light source unit 105 is configured by connecting a plurality of light emitting diodes LD101 in series, connected in parallel to the capacitor C102, and applied with a DC voltage Vdc12.
- the switch controller of the first lighting power supply unit 103 controls the DC voltage Vdc12 by switching the switching element Q102 so that a predetermined DC current is supplied to the first light source unit 105.
- the current supplied to the first light source unit 105 is controlled at a constant current.
- the DC voltage Vdc12 is applied and a predetermined DC current flows, whereby each light emitting diode LD101 is turned on.
- the second lighting power supply unit 104 includes a step-down chopper circuit including an inductor L103, a diode D103, a switching element Q103, and a capacitor C103.
- a series circuit of a capacitor C103, an inductor L103, and a switching element Q103 is connected between the output terminals of the power factor correction circuit 102, and a diode D103 is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C103 and the inductor L103.
- the switching control unit (not shown) performs switching control for repeatedly turning on and off the switching element Q103, thereby generating a DC voltage Vdc13 obtained by stepping down the DC voltage Vdc11 between both ends of the capacitor C103.
- the second light source unit 106 is configured by connecting a plurality of light emitting diodes LD101 in series, connected in parallel to the capacitor C103, and applied with a DC voltage Vdc13.
- the switch controller of the second lighting power supply unit 104 controls the DC voltage Vdc13 by switching the switching element Q103 so that a predetermined DC current is supplied to the second light source unit 106.
- the current supplied to the second light source unit 106 is controlled at a constant current.
- the DC voltage Vdc13 is applied and a predetermined DC current flows, whereby each light emitting diode LD101 is turned on.
- the first light source unit 105 since the first light source unit 105 is used as a main light source, the first light source unit 105 includes more light emitting diodes LD101 than the second light source unit 106. Therefore, the DC voltage Vdc12 output from the first lighting power supply unit 103 is higher than the DC voltage Vdc13 output from the second lighting power supply unit 104. In this conventional example, the DC voltage Vdc12 is set to 300V, and the DC voltage Vdc13 is set to 20V.
- the DC voltage Vdc11 output from the power factor correction circuit 102 needs to be set higher than the DC voltages Vdc12 and Vdc13. There is. In this conventional example, the DC voltage Vdc11 output from the power factor correction circuit 102 is set to 410V.
- the first and second lighting power supply units 103 and 104 in the lighting device of the conventional example are connected in parallel to each other, and the first lighting power supply unit 103 uses the power factor correction circuit 102 as an input power source.
- the second lighting power supply unit 104 supplies lighting power to the second light source unit 106 by using the power factor correction circuit 102 as an input power source.
- the present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a lighting device that can be downsized and reduced in price.
- the lighting device includes a rectifier circuit that rectifies an AC voltage, a power factor correction circuit that generates a first DC voltage using the rectified voltage output from the rectifier circuit as an input, and smoothes the rectified voltage to obtain a second voltage. And a first lighting power supply unit that supplies lighting power to a first light source unit that includes one or more light emitting elements using the first DC voltage as an input power source. And one or more second lighting power supply units for supplying lighting power to a second light source unit composed of one or more light emitting elements using the second DC voltage as an input power source. The output voltage of the plurality of second lighting power supply units is smaller than the output voltage of the first to plurality of first lighting power supply units.
- the one or more first lighting power supply units include a step-down chopper circuit.
- the one or more second lighting power supply units include a step-down chopper circuit.
- the one or more first lighting power supply units are a plurality of first lighting power supply units
- the one or more second lighting power supply units are a plurality of second lighting power supply units.
- a sum of output powers of the plurality of first lighting power supply units is greater than 25 W, and a sum of output powers of the plurality of second lighting power supply units is 15 W or less. preferable.
- the second DC voltage is lower than the first DC voltage.
- the power factor correction circuit may generate the first DC voltage by boosting the rectified voltage so that the first DC voltage is higher than the second DC voltage. preferable.
- the one or more first lighting power supply units may step down the first DC voltage to generate the output voltage of the one or more first lighting power supply units. preferable.
- the one or more second lighting power supply units may step down the second DC voltage to generate the output voltage of the one or more second lighting power supply units. preferable.
- the capacitor is preferably connected in parallel with the power factor correction circuit.
- the present invention it is possible to reduce the withstand voltage of the parts constituting the second lighting power supply unit, and to reduce the size and the price.
- FIG. 3A is a waveform diagram showing input current waveforms when two first light source units are turned on and two second light source units are turned off in the lighting device according to the second embodiment of the present invention.
- 3C is a waveform diagram showing an input current waveform when two second light source units are turned on and two first light source units are turned off in the lighting device of Embodiment 2 of the present invention, In the lighting device of Embodiment 2 of this invention, it is a wave form diagram which shows an input electric current waveform at the time of making two 1st light source parts and two 2nd light source parts light. It is a circuit block diagram of the conventional lighting device.
- FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of the lighting device of the present embodiment.
- the lighting device according to the present embodiment includes a full-wave rectifier circuit 1, a power factor correction circuit 2, a first lighting power supply unit 3, a second lighting power supply unit 4, and a capacitor C4.
- the lighting device according to the present embodiment includes a first light source unit 5 including a large number of light emitting diodes LD1 used as a main light source and a small number of light emitting diodes LD1 using a commercial power supply E1 (100 V, 50/60 Hz) as an input power supply.
- E1 100 V, 50/60 Hz
- lighting power is supplied to the second light source unit 6 that is used as an auxiliary light source that is irradiated as indirect light.
- the full-wave rectifier circuit 1 (rectifier circuit) is composed of a diode bridge, and generates a rectified voltage Vdb by full-wave rectifying the AC voltage Vac supplied from the commercial power supply E1.
- the power factor correction circuit 2 includes a boost chopper circuit including an inductor L1, a diode D1, a switching element Q1, and a capacitor C1.
- a series circuit of an inductor L1 and a switching element Q1 is connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 1, and a series circuit of a diode D1 and a capacitor C1 is connected in parallel to the switching element Q1.
- a switching control unit (not shown) performs switching control for repeatedly switching the switching element Q1 on and off, thereby generating a DC voltage Vdc1 (first DC voltage) obtained by boosting the rectified voltage Vdb between both ends of the capacitor C1.
- Vdc1 first DC voltage
- the first lighting power supply unit 3 includes a step-down chopper circuit including an inductor L2, a diode D2, a switching element Q2, and a capacitor C2.
- a series circuit of a capacitor C2, an inductor L2, and a switching element Q2 is connected between the output terminals of the power factor correction circuit 2, and a diode D2 is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C2 and the inductor L2.
- the switching control unit (not shown) performs switching control for repeatedly switching the switching element Q2 on and off, so that the DC voltage Vdc2 obtained by stepping down the DC voltage Vdc1 (first lighting power supply unit 3) between both ends of the capacitor C2.
- Output voltage i.e., the first output voltage).
- the first light source unit 5 is configured by connecting a plurality of light emitting diodes LD1 (light emitting elements) in series, connected in parallel to the capacitor C2, and applied with a DC voltage Vdc2.
- the switch control unit of the first lighting power supply unit 3 controls the DC voltage Vdc2 by switching the switching element Q2 so that a predetermined DC current is supplied to the first light source unit 5.
- the current supplied to the first light source unit 5 is subjected to constant current control.
- each light emitting diode LD ⁇ b> 1 is turned on when a DC voltage Vdc ⁇ b> 2 is applied and a predetermined DC current flows.
- the 1st light source part 5 of this embodiment is comprised by several light emitting diode LD1, you may be comprised by the single light emitting diode.
- the capacitor C4 is connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 1 (connected in parallel with the power factor correction circuit 2), and generates a DC voltage Vdc4 (second DC voltage) obtained by smoothing the rectified voltage Vdb. That is, the full-wave rectifier circuit 1 and the capacitor C4 constitute a capacitor input type rectifying and smoothing circuit.
- the second lighting power supply unit 4 includes a step-down chopper circuit including an inductor L3, a diode D3, a switching element Q3, and a capacitor C3.
- a series circuit of the capacitor C3, the inductor L3, and the switching element Q3 is connected in parallel to the capacitor C4, and a diode D3 is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C3 and the inductor L3.
- the switching control unit (not shown) performs switching control to repeatedly turn on and off the switching element Q3, so that the DC voltage Vdc3 (second lighting power supply unit 4) obtained by stepping down the DC voltage Vdc4 between both ends of the capacitor C3. Output voltage or second output voltage).
- the second light source unit 6 is configured by connecting a plurality of light emitting diodes LD1 (light emitting elements) in series, connected in parallel to the capacitor C3, and applied with a DC voltage Vdc3.
- the switch controller of the second lighting power supply unit 4 controls the DC voltage Vdc3 by switching the switching element Q3 so that a predetermined DC current is supplied to the second light source unit 6.
- the current supplied to the second light source unit 6 is controlled at a constant current.
- the second light source unit 6 is applied with the DC voltage Vdc3, and a predetermined DC current flows, whereby each light emitting diode LD1 is lit.
- the 2nd light source part 6 of this embodiment is comprised by several light emitting diode LD1, you may be comprised by the single light emitting diode.
- the first light source unit 5 since the first light source unit 5 is used as a main light source, the first light source unit 5 includes more light emitting diodes LD1 than the second light source unit 6. Therefore, the DC voltage Vdc2 output from the first lighting power supply unit 3 is higher than the DC voltage Vdc3 output from the second lighting power supply unit 4. In the present embodiment, the DC voltage Vdc2 is set to 300V, and the DC voltage Vdc3 is set to 20V.
- the first lighting power supply unit 3 supplies lighting power to the first light source unit 5 using the DC voltage Vdc1 output from the power factor correction circuit 2 as an input power source.
- the second lighting power supply unit 4 supplies lighting power to the second light source unit 6 using the DC voltage Vdc4 output from the capacitor C4 as an input power source.
- the first lighting power supply unit 3 uses the DC voltage Vdc1 as an input power supply
- the first lighting power supply unit 3 needs to be configured using components having a rated voltage (withstand voltage) of 410 V or more.
- the second lighting power supply unit 4 uses the DC voltage Vdc4 lower than the DC voltage Vdc1 as an input power supply, the rated voltage (withstand voltage) is lower than that when the DC voltage Vdc1 is used as an input power supply, for example, 250V. These parts can be used.
- the capacitor C4 having a low output voltage as the input power source of the second lighting power supply unit 4 having a low output voltage, the size and cost of components constituting the second lighting power supply unit 4 are reduced.
- the lighting device itself can be downsized and the price can be reduced.
- the lighting device includes two first lighting power supply units 3a and 3b and two second lighting power supply units 4a and 4b, and includes the first light source units 5a and 5b and the second light source units 5a and 5b. Lighting power is supplied to the light source units 6a and 6b.
- each of the 1st lighting power supply part 3a, 3b is the same structure as the 1st lighting power supply part 3 of Embodiment 1, and attaches a or b to the end of a code
- a description of the configuration of each of the supply units 3a and 3b is omitted.
- each of the 2nd lighting power supply part 4a, 4b is the same structure as the 2nd lighting power supply part 4 of Embodiment 1, and attaches a or b to the end of a code
- a description of the configuration of each of the supply units 4a and 4b is omitted.
- the DC voltage Vdc2a output from the first lighting power supply unit 3a is set to 250 V
- the DC current supplied to the first light source unit 5a is set to 350 mA
- the output power of 3a is about 88W.
- the DC voltage Vdc2b output from the first lighting power supply unit 3b is set to 250 V
- the DC current supplied to the first light source unit 5b is set to 350 mA
- the output power of 3b is about 88W.
- the DC voltage Vdc3a output from the second lighting power supply unit 4a is set to 26 V
- the DC current supplied to the second light source unit 6a is set to 350 mA
- the output power of 4a is about 9W.
- the DC voltage Vdc3b output from the second lighting power supply unit 4b is set to 17V
- the DC current supplied to the second light source unit 6b is set to 350 mA
- the output power of 4b is about 6W.
- the second lighting power supply units 4a and 4b are not the DC voltage Vdc1 output by the power factor correction circuit 2, but the DC voltage Vdc4 output by the capacitor C4. Is the input power source. Therefore, since the second lighting power supply units 4a and 4b can be configured using components having a low rated voltage (withstand voltage), the size and cost of the components can be reduced, and the lighting device itself can be reduced in size. And price reduction can be realized.
- FIG. 3A shows a waveform diagram of the input current (input current from the commercial power supply E1) when the first light source units 5a and 5b are turned on and the second light source units 6a and 6b are turned off.
- FIG. 3B shows a waveform diagram of the input current when the second light source units 6a and 6b are turned on and the first light source units 5a and 5b are turned off.
- FIG. 3C shows a waveform diagram of the input current when the first light source units 5a and 5b and the second light source units 6a and 6b are turned on.
- the first lighting power supply units 3a and 3b that supply the lighting power to the first light source units 5a and 5b use the power factor correction circuit 2 as an input power source. Therefore, when the first light source units 5a and 5b are turned on and the second light source units 6a and 6b are turned off, the power factor is improved and the harmonic distortion is reduced (see FIG. 3A).
- the second lighting power supply units 4a and 4b that supply the lighting power to the second light source units 6a and 6b use a capacitor input type rectifier circuit including the full-wave rectifier circuit 1 and the capacitor C4 as an input power source. Therefore, when the second light source parts 6a and 6b are turned on and the first light source parts 5a and 5b are turned off, as shown in FIG. 3B, when the polarity of the input current (with a period T1) is reversed (time An inrush current to the capacitor C4 occurs at times t1 and t11 after a predetermined time has elapsed from t0, t10).
- the input current waveforms shown in FIGS. 3A and 3B are synthesized as shown in FIG. 3C. Waveform.
- the harmonic of input current is Class C standards defined by IEC can be satisfied.
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Abstract
点灯装置は、交流電圧を整流する整流回路と、整流回路が出力する整流電圧を入力として第1の直流電圧を生成する力率改善回路と、整流電圧を平滑して第2の直流電圧を生成するコンデンサとを備える。また、点灯装置は、第1の点灯電力供給部と、第2の点灯電力供給部とを備える。第1の点灯電力供給部は、第1の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光ダイオードからなる第1の光源部に点灯電力を供給する。第2の点灯電力供給部は、第2の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光ダイオードからなる第2の光源部に点灯電力を供給する。第2の点灯電力供給部が出力する出力電圧は、第1の点灯電力供給部が出力する出力電圧よりも小さい。
Description
本発明は、点灯装置に関するものである。
従来、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を光源として点灯させる点灯装置がある。また、多数のLEDからなる主光源と、小数のLEDからなり例えば間接光として照射させる補助光源との両光源を点灯させる点灯装置がある(例えば、日本国公開特許第2011-222360号公報参照)。
図4に、2つの光源部を点灯させる従来の点灯装置の回路構成図を示す。この点灯装置は、全波整流回路101と、力率改善回路102と、第1の点灯電力供給部103と、第2の点灯電力供給部104とで構成されている。そして、この点灯装置は、商用電源E101(100V,50Hz/60Hz)を入力電源として、主光源である第1の光源部105および、補助光源である第2の光源部106に点灯電力を供給する。
全波整流回路101は、ダイオードブリッジで構成されており、商用電源E101から供給される交流電圧Vacを全波整流して整流電圧Vdbを生成する。
力率改善回路102は、インダクタL101とダイオードD101とスイッチング素子Q101とコンデンサC101とからなる昇圧チョッパ回路で構成されている。全波整流回路101の出力端間に、インダクタL101とスイッチング素子Q101との直列回路が接続され、スイッチング素子Q101に対してダイオードD101とコンデンサC101との直列回路が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q101がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC101の両端間に、整流電圧Vdbを昇圧した直流電圧Vdc11が生成される。また、この力率改善回路102によって、商用電源E101からの入力電流の高調波歪みが低減され、力率の低下が抑制される。
第1の点灯電力供給部103は、インダクタL102とダイオードD102とスイッチング素子Q102とコンデンサC102とからなる降圧チョッパ回路で構成されている。力率改善回路102の出力端間に、コンデンサC102とインダクタL102とスイッチング素子Q102との直列回路が接続され、コンデンサC102とインダクタL102との直列回路に対してダイオードD102が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q102がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC102の両端間に、直流電圧Vdc11を降圧した直流電圧Vdc12が生成される。
第1の光源部105は、複数の発光ダイオードLD101が直列接続されることで構成されており、コンデンサC102に対して並列接続され、直流電圧Vdc12が印加される。また、第1の点灯電力供給部103のスイッチ制御部は、第1の光源部105に所定の直流電流が供給されるように、スイッチング素子Q102をスイッチング制御して直流電圧Vdc12を制御することで、第1の光源部105に供給される電流を定電流制御している。そして、第1の光源部105は、直流電圧Vdc12が印加され、所定の直流電流が流れることで、各発光ダイオードLD101が点灯する。
第2の点灯電力供給部104は、インダクタL103とダイオードD103とスイッチング素子Q103とコンデンサC103とからなる降圧チョッパ回路で構成されている。力率改善回路102の出力端間に、コンデンサC103とインダクタL103とスイッチング素子Q103との直列回路が接続され、コンデンサC103とインダクタL103との直列回路に対してダイオードD103が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q103がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC103の両端間に、直流電圧Vdc11を降圧した直流電圧Vdc13が生成される。
第2の光源部106は、複数の発光ダイオードLD101が直列接続されることで構成されており、コンデンサC103に対して並列接続され、直流電圧Vdc13が印加される。また、第2の点灯電力供給部104のスイッチ制御部は、第2の光源部106に所定の直流電流が供給されるように、スイッチング素子Q103をスイッチング制御して直流電圧Vdc13を制御することで、第2の光源部106に供給される電流を定電流制御している。そして、第2の光源部106は、直流電圧Vdc13が印加され、所定の直流電流が流れることで、各発光ダイオードLD101が点灯する。
また、第1の光源部105は、主光源として用いられるため、第2の光源部106よりも多くの発光ダイオードLD101で構成されている。したがって、第1の点灯電力供給部103が出力する直流電圧Vdc12は、第2の点灯電力供給部104が出力する直流電圧Vdc13よりも大きい。なお、本従来例では、直流電圧Vdc12が300Vに設定され、直流電圧Vdc13が20Vに設定されている。
また、第1,第2の点灯電力供給部103,104が降圧チョッパ回路で構成されているため、力率改善回路102が出力する直流電圧Vdc11は、直流電圧Vdc12,Vdc13よりも高く設定する必要がある。なお、本従来例では、力率改善回路102が出力する直流電圧Vdc11は、410Vに設定されている。
このように、本従来例の点灯装置における第1,第2の点灯電力供給部103,104は、互いに並列接続され、第1の点灯電力供給部103は、力率改善回路102を入力電源として、第1の光源部105に点灯電力を供給し、第2の点灯電力供給部104は、力率改善回路102を入力電源として、第2の光源部106に点灯電力を供給する。
しかし、従来の点灯装置では、第2の点灯電力供給部104が出力する直流電圧Vdc13は20Vと低いにもかかわらず、力率改善回路102が出力する直流電圧Vdc11(=410V)を入力電源としている。したがって、第2の点灯電力供給部104は、定格電圧(耐圧)が410V以上の部品で構成する必要がある。そのため、第2の点灯電力供給部104を構成する部品の形状が大きくなり、さらに価格が高くなるので、点灯装置自体が大型化し価格が高くなるという問題があった。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化および価格を低下させることができる点灯装置を提供することにある。
本発明の点灯装置は、交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路が出力する整流電圧を入力として第1の直流電圧を生成する力率改善回路と、前記整流電圧を平滑して第2の直流電圧を生成するコンデンサと、前記第1の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光素子からなる第1の光源部に点灯電力を供給する1乃至複数の第1の点灯電力供給部と、前記第2の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光素子からなる第2の光源部に点灯電力を供給する1乃至複数の第2の点灯電力供給部とを備え、前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部の出力電圧は、前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部の出力電圧よりも小さいことを特徴とする。
この点灯装置において、前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。
この点灯装置において、前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。
この点灯装置において、前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、複数の第1の点灯電力供給部であり、前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、複数の第2の点灯電力供給部であり、前記複数の第1の点灯電力供給部の出力電力の総和は25Wよりも大きく、前記複数の第2の点灯電力供給部の出力電力の総和は15W以下であることが好ましい。
この点灯装置において、前記第2の直流電圧は、前記第1の直流電圧よりも低いことが好ましい。
この点灯装置において、前記力率改善回路は、前記第1の直流電圧が前記第2の直流電圧よりも高くなるように、前記整流電圧を昇圧して前記第1の直流電圧を生成することが好ましい。
この点灯装置において、前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、前記第1の直流電圧を降圧して前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部の前記出力電圧を生成することが好ましい。
この点灯装置において、前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、前記第2の直流電圧を降圧して前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部の前記出力電圧を生成することが好ましい。
この点灯装置において、前記コンデンサは、前記力率改善回路と並列接続されていることが好ましい。
以上説明したように、本発明では、第2の点灯電力供給部を構成する部品の耐圧を下げることができ、小型化および価格を低下させることができるという効果がある。
本発明の好ましい実施形態をより詳細に記載する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記載および添付図面に関連して一層よく理解される。
本発明の実施形態1の点灯装置の回路構成図である。
本発明の実施形態2の点灯装置の回路構成図である。
図3Aは、本発明の実施形態2の点灯装置において、2つの第1の光源部を点灯させ、2つの第2の光源部を消灯している場合における入力電流波形を示す波形図、図3Bは、本発明の実施形態2の点灯装置において、2つの第2の光源部を点灯させ、2つの第1の光源部を消灯している場合における入力電流波形を示す波形図、図3Cは、本発明の実施形態2の点灯装置において、2つの第1の光源部および2つの第2の光源部を点灯させた場合における入力電流波形を示す波形図である。
従来の点灯装置の回路構成図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
図1に本実施形態の点灯装置の回路構成図を示す。本実施形態の点灯装置は、全波整流回路1と、力率改善回路2と、第1の点灯電力供給部3と、第2の点灯電力供給部4と、コンデンサC4とで構成されている。そして、本実施形態の点灯装置は、商用電源E1(100V,50/60Hz)を入力電源として、多数の発光ダイオードLD1からなり主光源として用いられる第1の光源部5と、少数の発光ダイオードLD1からなり例えば間接光として照射させる補助光源として用いられる第2の光源部6とに点灯電力を供給する。
図1に本実施形態の点灯装置の回路構成図を示す。本実施形態の点灯装置は、全波整流回路1と、力率改善回路2と、第1の点灯電力供給部3と、第2の点灯電力供給部4と、コンデンサC4とで構成されている。そして、本実施形態の点灯装置は、商用電源E1(100V,50/60Hz)を入力電源として、多数の発光ダイオードLD1からなり主光源として用いられる第1の光源部5と、少数の発光ダイオードLD1からなり例えば間接光として照射させる補助光源として用いられる第2の光源部6とに点灯電力を供給する。
全波整流回路1(整流回路)は、ダイオードブリッジで構成されており、商用電源E1から供給される交流電圧Vacを全波整流して整流電圧Vdbを生成する。
力率改善回路2は、インダクタL1とダイオードD1とスイッチング素子Q1とコンデンサC1とからなる昇圧チョッパ回路で構成されている。全波整流回路1の出力端間に、インダクタL1とスイッチング素子Q1との直列回路が接続され、スイッチング素子Q1に対してダイオードD1とコンデンサC1との直列回路が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q1がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC1の両端間に整流電圧Vdbを昇圧した直流電圧Vdc1(第1の直流電圧)が生成される。また、この力率改善回路102によって、商用電源E1からの入力電流の高調波歪みが低減され、力率の低下が抑制される。
第1の点灯電力供給部3は、インダクタL2とダイオードD2とスイッチング素子Q2とコンデンサC2とからなる降圧チョッパ回路で構成されている。力率改善回路2の出力端間に、コンデンサC2とインダクタL2とスイッチング素子Q2との直列回路が接続され、コンデンサC2とインダクタL2との直列回路に対してダイオードD2が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q2がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC2の両端間に、直流電圧Vdc1を降圧した直流電圧Vdc2(第1の点灯電力供給部3の出力電圧すなわち第1の出力電圧)が生成される。
第1の光源部5は、複数の発光ダイオードLD1(発光素子)が直列接続されることで構成されており、コンデンサC2に対して並列接続され、直流電圧Vdc2が印加される。また、第1の点灯電力供給部3のスイッチ制御部は、第1の光源部5に所定の直流電流が供給されるように、スイッチング素子Q2をスイッチング制御して直流電圧Vdc2を制御することで、第1の光源部5に供給される電流を定電流制御している。そして、第1の光源部5は、直流電圧Vdc2が印加され、所定の直流電流が流れることで、各発光ダイオードLD1が点灯する。なお、本実施形態の第1の光源部5は、複数個の発光ダイオードLD1で構成されているが、単数の発光ダイオードで構成されていてもよい。
コンデンサC4は、全波整流回路1の出力端間に接続(力率改善回路2と並列接続)されており、整流電圧Vdbを平滑した直流電圧Vdc4(第2の直流電圧)を生成する。すなわち、全波整流回路1とコンデンサC4とで、コンデンサインプット型の整流平滑回路を構成している。
第2の点灯電力供給部4は、インダクタL3とダイオードD3とスイッチング素子Q3とコンデンサC3とからなる降圧チョッパ回路で構成されている。コンデンサC3とインダクタL3とスイッチング素子Q3との直列回路がコンデンサC4に対して並列接続され、コンデンサC3とインダクタL3との直列回路に対してダイオードD3が並列接続されている。そして、図示しないスイッチ制御部によって、スイッチング素子Q3がオン・オフを繰り返すスイッチング制御されることで、コンデンサC3の両端間に、直流電圧Vdc4を降圧した直流電圧Vdc3(第2の点灯電力供給部4の出力電圧すなわち第2の出力電圧)が生成される。
第2の光源部6は、複数の発光ダイオードLD1(発光素子)が直列接続されることで構成されており、コンデンサC3に対して並列接続され、直流電圧Vdc3が印加される。また、第2の点灯電力供給部4のスイッチ制御部は、第2の光源部6に所定の直流電流が供給されるように、スイッチング素子Q3をスイッチング制御して直流電圧Vdc3を制御することで、第2の光源部6に供給される電流を定電流制御している。そして、第2の光源部6は、直流電圧Vdc3が印加され、所定の直流電流が流れることで、各発光ダイオードLD1が点灯する。なお、本実施形態の第2の光源部6は、複数個の発光ダイオードLD1で構成されているが、単数の発光ダイオードで構成されていてもよい。
また、第1の光源部5は、主光源として用いられるため、第2の光源部6よりも多くの発光ダイオードLD1で構成されている。したがって、第1の点灯電力供給部3が出力する直流電圧Vdc2は、第2の点灯電力供給部4が出力する直流電圧Vdc3よりも大きい。なお、本実施形態では、直流電圧Vdc2が300Vに設定され、直流電圧Vdc3が20Vに設定されている。
また、第1の点灯電力供給部3が降圧チョッパ回路で構成されているため、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1は、直流電圧Vdc2(=300V)よりも高く設定する必要がある。そのため、本実施形態では、第1の光源部5における複数の発光ダイオードLD1の順方向電圧のバラツキ等を考慮し、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1を410Vに設定されている。また、第2の点灯電力供給部4が出力する直流電圧Vdc3(=20V)は、整流電圧Vdbを平滑した直流電圧Vdc4(=約141V)よりも十分に低く、第2の点灯電力供給部4は直流電圧Vdc4を降圧して直流電圧Vdc3を生成することができる。
このように、本実施形態の点灯装置では、第1の点灯電力供給部3は、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1を入力電源として第1の光源部5に点灯電力を供給している。また、第2の点灯電力供給部4は、コンデンサC4が出力する直流電圧Vdc4を入力電源として第2の光源部6に点灯電力を供給している。
第1の点灯電力供給部3は、直流電圧Vdc1を入力電源としているため、定格電圧(耐圧)が410V以上の部品を用いて構成する必要がある。しかし、第2の点灯電力供給部4は、直流電圧Vdc1よりも低い直流電圧Vdc4を入力電源としているため、直流電圧Vdc1を入力電源とする場合に比べて、定格電圧(耐圧)が低い例えば250Vの部品を用いて構成することができる。
すなわち、出力電圧が低い第2の点灯電力供給部4の入力電源に、出力電圧が低いコンデンサC4を用いることによって、第2の点灯電力供給部4を構成する部品の小型化および価格を低下させることができ、点灯装置自体の小型化および価格低下を実現することができる。
(実施形態2)
本実施形態の点灯装置の回路構成図を図2に示す。なお、実施形態1と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の点灯装置の回路構成図を図2に示す。なお、実施形態1と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の点灯装置は、2つの第1の点灯電力供給部3a,3bと、2つの第2の点灯電力供給部4a,4bとを備え、第1の光源部5a,5bおよび第2の光源部6a,6bに点灯電力を供給する。なお、第1の点灯電力供給部3a,3bの各々は、実施形態1の第1の点灯電力供給部3と同一構成であり、符号の末尾にaまたはbを付して第1の点灯電力供給部3a,3bの各々の構成の説明を省略する。また、第2の点灯電力供給部4a,4bの各々は、実施形態1の第2の点灯電力供給部4と同一構成であり、符号の末尾にaまたはbを付して第2の点灯電力供給部4a,4bの各々の構成の説明を省略する。
第1の点灯電力供給部3aは、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1(=410V)を入力電源として直流電圧Vdc2a(第1の点灯電力供給部3aの出力電圧すなわち第1の出力電圧)を生成し、直流電圧Vdc2aを第1の光源部5aに印加することで第1の光源部5aを点灯させる。なお、本実施形態では、第1の点灯電力供給部3aが出力する直流電圧Vdc2aは250V、第1の光源部5aに供給する直流電流は350mAに設定されており、第1の点灯電力供給部3aの出力電力は約88Wとなる。
また、第1の点灯電力供給部3bは、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1(=410V)を入力電源として直流電圧Vdc2b(第1の点灯電力供給部3bの出力電圧すなわち第1の出力電圧)を生成し、直流電圧Vdc2bを第1の光源部5bに印加することで第1の光源部5bを点灯させる。なお、本実施形態では、第1の点灯電力供給部3bが出力する直流電圧Vdc2bは250V、第1の光源部5bに供給する直流電流は350mAに設定されており、第1の点灯電力供給部3bの出力電力は約88Wとなる。
第2の点灯電力供給部4aは、コンデンサC4が出力する直流電圧Vdc4(=141V)を入力電源として直流電圧Vdc3a(第2の点灯電力供給部4aの出力電圧すなわち第2の出力電圧)を生成し、直流電圧Vdc3aを第2の光源部6aに印加することで第2の光源部6aを点灯させる。なお、本実施形態では、第2の点灯電力供給部4aが出力する直流電圧Vdc3aは26V、第2の光源部6aに供給する直流電流は350mAに設定されており、第2の点灯電力供給部4aの出力電力は約9Wとなる。
また、第2の点灯電力供給部4bは、コンデンサC4が出力する直流電圧Vdc4(=141V)を入力電源として直流電圧Vdc3b(第2の点灯電力供給部4bの出力電圧すなわち第2の出力電圧)を生成し、直流電圧Vdc3bを第2の光源部6bに印加することで第2の光源部6bを点灯させる。なお、本実施形態では、第2の点灯電力供給部4bが出力する直流電圧Vdc3bは17V、第2の光源部6bに供給する直流電流は350mAに設定されており、第2の点灯電力供給部4bの出力電力は約6Wとなる。
実施形態1の第2の点灯電力供給部4と同様に、第2の点灯電力供給部4a,4bは、力率改善回路2が出力する直流電圧Vdc1ではなく、コンデンサC4が出力する直流電圧Vdc4を入力電源としている。したがって、第2の点灯電力供給部4a,4bを定格電圧(耐圧)が低い部品を用いて構成することができるので、部品の小型化および価格を低下させることができるので、点灯装置自体の小型化および価格低下を実現することができる。
また、本実施形態の点灯装置は、第1の点灯電力供給部3a,3bの出力電力の総和(88W+88W=176W)が25Wを超えており、商用電源E1からの入力電流の高調波がIEC(International Electrotechnical Commission:国際電気標準会議)で規定されたクラスCの基準を満足する必要がある(IEC61000-3-2参照)。
図3Aに第1の光源部5a,5bを点灯させ、第2の光源部6a,6bを消灯している場合における入力電流(商用電源E1からの入力電流)の波形図を示す。また、図3Bに第2の光源部6a,6bを点灯させ、第1の光源部5a,5bを消灯している場合における入力電流の波形図を示す。また、図3Cに第1の光源部5a,5bおよび第2の光源部6a,6bを点灯させた場合における入力電流の波形図を示す。
第1の光源部5a,5bに点灯電力を供給する第1の点灯電力供給部3a,3bは、力率改善回路2を入力電源としている。そのため、第1の光源部5a,5bを点灯させ、第2の光源部6a,6bを消灯している場合、力率が改善され高調波歪みが低減されている(図3A参照)。
第2の光源部6a,6bに点灯電力を供給する第2の点灯電力供給部4a,4bは、全波整流回路1とコンデンサC4とからなるコンデンサインプット型の整流回路を入力電源としている。そのため、第2の光源部6a,6bを点灯させ、第1の光源部5a,5bを消灯している場合、図3Bに示すように、入力電流(周期T1とする)の極性反転時(時間t0,t10)から所定時間経過後の時間t1,t11において、コンデンサC4への突入電流が発生する。
しかし、第1の光源部5a,5bおよび第2の光源部6a,6bの全てを点灯させた場合における入力電流波形は、図3Cに示すように図3A,3Bに示す入力電流波形が合成された波形となる。本実施形態では、第1の点灯電力供給部3a,3bの出力電力の総和(88W+88W=176W)は、第2の点灯電力供給部4a,4bの出力電力の総和(9W+6W=15W)よりも十分大きく設定されている。そのため、入力電流に対する突入電流の割合が小さく、第1の光源部5a,5bおよび第2の光源部6a,6bの全てを点灯させた場合における入力電流の高調波が、IECで規定されたクラスCの基準を満足することができる。なお、第1の点灯電力供給部3a,3bの出力電力の総和が25Wより大きく、第2の点灯電力供給部4a,4bの出力電力の総和が15W以下である場合、入力電流の高調波がIECで規定されたクラスCの基準を満足することができる。
本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記載したが、本発明の本来の精神および範囲、すなわち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によってさまざまな修正および変形が可能である。
Claims (9)
- 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路が出力する整流電圧を入力として第1の直流電圧を生成する力率改善回路と、
前記整流電圧を平滑して第2の直流電圧を生成するコンデンサと、
前記第1の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光素子からなる第1の光源部に点灯電力を供給する1乃至複数の第1の点灯電力供給部と、
前記第2の直流電圧を入力電源とし、1乃至複数の発光素子からなる第2の光源部に点灯電力を供給する1乃至複数の第2の点灯電力供給部とを備え、
前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部の出力電圧は、前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部の出力電圧よりも小さいことを特徴とする点灯装置。 - 前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、降圧チョッパ回路で構成されることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
- 前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、降圧チョッパ回路で構成されることを特徴とする請求項1または2記載の点灯装置。
- 前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、複数の第1の点灯電力供給部であり、
前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、複数の第2の点灯電力供給部であり、
前記複数の第1の点灯電力供給部の出力電力の総和は25Wよりも大きく、前記複数の第2の点灯電力供給部の出力電力の総和は15W以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の点灯装置。 - 前記第2の直流電圧は、前記第1の直流電圧よりも低いことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 前記力率改善回路は、前記第1の直流電圧が前記第2の直流電圧よりも高くなるように、前記整流電圧を昇圧して前記第1の直流電圧を生成することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部は、前記第1の直流電圧を降圧して前記1乃至複数の第1の点灯電力供給部の前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部は、前記第2の直流電圧を降圧して前記1乃至複数の第2の点灯電力供給部の前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 前記コンデンサは、前記力率改善回路と並列接続されていることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の点灯装置。
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