JP6739749B2 - Dimming signal amplification device, power supply device, lighting device, and lighting system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、保護回路、調光信号増幅装置、電源装置、照明装置および照明システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a protection circuit, a dimming signal amplification device, a power supply device, a lighting device, and a lighting system.
照明装置は、照明の演出性等の向上や省エネルギのために、調光制御がなされる。調光制御は、調光装置によって生成される調光信号を照明装置に供給することによって行われる。調光装置と照明装置とは、離れた場所に設置される場合があるため、調光装置は、調光信号を増幅して照明装置に供給する必要がある。また、調光信号は並列接続された多数の照明装置に供給される場合もあり、照明装置の調光信号に対する入力インピーダンスや配線の浮遊容量等に応じて、調光装置は、調光信号を増幅する必要がある。 The lighting device is subjected to dimming control in order to improve the performance of lighting and save energy. The dimming control is performed by supplying a dimming signal generated by the dimming device to the lighting device. Since the light control device and the lighting device may be installed at distant places, the light control device needs to amplify the light control signal and supply it to the lighting device. Further, the dimming signal may be supplied to many lighting devices connected in parallel, and the dimming device outputs the dimming signal according to the input impedance of the lighting device to the dimming signal and the stray capacitance of the wiring. It needs to be amplified.
このような調光信号に対する要求に対応するために調光信号増幅装置がある。調光信号増幅装置は、調光装置と照明装置との間に設けられて、調光装置から出力される調光信号を増幅する。 There is a dimming signal amplifier to meet such a demand for the dimming signal. The dimming signal amplification device is provided between the dimming device and the lighting device, and amplifies the dimming signal output from the dimming device.
調光信号増幅装置の出力は、配線によって照明装置と接続される。そのため、配線接続のための端子や配線等が事故等によって短絡した場合に備えて、調光信号増幅装置には、保護回路が内蔵される。 The output of the dimming signal amplification device is connected to the lighting device by wiring. Therefore, a protection circuit is built in the dimming signal amplification device in case the terminal for wiring connection, the wiring, or the like is short-circuited due to an accident or the like.
保護回路は、調光信号増幅装置を含むシステムの安全のために、保護状態を保持することが望ましい。一方で、短絡等の事故の状態が解消された場合に、調光信号増幅装置の動作を復帰させる必要がある。しかし、調光信号増幅装置は、天井裏に設置されることが多く保護状態の復帰操作を行うことが難しい。また、動作の復帰のためにすべての電源を遮断すると、照明が消えてしまうことが避けられない。その上、事故の状態が解消されているか否かがわからない場合も多く、何度も電源の遮断と再投入とを繰り返すことは現実的でない。 It is desirable that the protection circuit maintain the protection state for the safety of the system including the dimming signal amplifier. On the other hand, it is necessary to restore the operation of the dimming signal amplifying device when an accidental state such as a short circuit is resolved. However, the dimming signal amplification device is often installed behind the ceiling, and it is difficult to perform the operation of restoring the protection state. Moreover, if all the power supplies are cut off to restore the operation, it is inevitable that the lights will go out. In addition, it is often unclear whether or not the state of the accident has been resolved, and it is not realistic to repeatedly shut down and turn on the power again.
マイクロコンピュータ等のプログラムによって保護状態から一定期間経過した後に、保護状態を解除する等の操作を行う方法が考えられるが、専用のプログラムを作成する必要があり、煩雑である。 It is conceivable to use a program such as a microcomputer to perform an operation such as canceling the protection state after a certain period of time has passed since the protection state, but it is necessary to create a dedicated program, which is complicated.
実施形態は、調光信号増幅回路の保護回路が動作した後、容易にその保護動作を解除することができる保護回路、調光信号増幅装置、電源装置、照明装置および照明システムを提供する。 The embodiments provide a protection circuit, a dimming signal amplification device, a power supply device, a lighting device, and a lighting system that can easily cancel the protection operation after the protection circuit of the dimming signal amplification circuit operates.
実施形態に係る調光信号増幅装置は、第１状態と前記第１状態とは異なる第２状態を有する調光信号を電流増幅して所定信号として出力する駆動回路に流れる前記所定信号の電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段が検出する電流が、あらかじめ設定されたしきい値に達したときに、前記駆動回路に流れる電流を遮断し、遮断状態をラッチするラッチ回路と、を含む調光信号増幅回路を備える。前記ラッチ回路は、前記調光信号が前記第１状態のときはラッチ状態を維持し、前記第２状態のときにラッチ状態を解除する。
Dimming signal amplifying device according to the embodiment, the predetermined signal of the current flowing through the drive circuit, wherein the first state is a first state output as Sadanobu No. Tokoro by current amplification of the dimming signal having a different second state A current detection means for detecting the current, a latch circuit for interrupting the current flowing through the drive circuit when the current detected by the current detection means reaches a preset threshold value, and latching the interruption state, And a dimming signal amplifier circuit including. The latch circuit, the dimming signal is maintained latched state when the first state, to release the latch state when said second state.
本実施形態では、電流がしきい値に達して過電流となったことを検出したときに、駆動回路を遮断し、信号の状態によって遮断状態を解除することができるので、容易にその保護動作を解除することができる。 In this embodiment, when it is detected that the current reaches the threshold value and becomes the overcurrent, the drive circuit can be cut off, and the cutoff state can be released depending on the state of the signal. Can be canceled.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each portion, the size ratio between the portions, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Even if the same portion is shown, the dimensions and ratios may be different depending on the drawings.
In the specification and the drawings of the application, components similar to those described in regard to a drawing thereinabove are marked with like reference numerals, and a detailed description is omitted as appropriate.
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る保護回路を例示するブロック図である。
図１に示すように、調光信号増幅回路９８は、保護回路１と、受光素子３と、駆動トランジスタ４と、を含む。調光信号増幅回路９８は、第１電源端子９９ａと、第２電源端子９９ｂと、接地端子９９ｃと、出力端子９９ｄと、を含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a protection circuit according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the dimming
第１電源端子９９ａと接地端子９９ｃとの間には、直流電圧Ｖｃｃ１が印加される。第２電源端子９９ｂと接地端子９９ｃとの間には、直流電圧Ｖｃｃ２が印加される。この例では、直流電圧Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２は、接地端子９９ｃの電位に対して正の値を有する。直流電圧Ｖｃｃ１は、直流電圧Ｖｃｃ２の値よりも高い値に設定されている。直流電圧Ｖｃｃ１は、出力端子９９ｄと接地端子９９ｃとの間に出力される出力信号の電圧の振幅を設定する。たとえば、直流電圧Ｖｃｃ１は、２０Ｖ程度であり、直流電圧Ｖｃｃ２は、１５Ｖ程度である。直流電圧Ｖｃｃ２は、入力信号のハイレベルの電圧を設定する。
The DC voltage Vcc1 is applied between the first
調光信号増幅回路９８は、受光素子３によって電気的に絶縁された信号が入力される。入力される信号は、ローレベルとハイレベルとを有する論理信号であり、たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。調光信号増幅回路９８は、入力された信号の電圧値もしくは電流値または両方を増幅して出力端子９９ｄから出力信号として出力する。
The dimming
保護回路１は、調光信号増幅回路９８の出力端子９９ｄが接地端子９９ｃ側に短絡等された場合に過大な電流が流れて、調光信号増幅回路９８が破損等することを防止する。より具体的には後述するが、保護回路１は、負荷短絡等による過電流を検出して、電流の出力を遮断する。保護回路１は、入力された信号がたとえばハイレベルの場合に、出力を遮断し、その状態をラッチする。保護回路１は、入力された信号がたとえばローレベルの場合には、ラッチ状態が解除される。入力される信号の論理については、逆であってもよい。
The protection circuit 1 prevents the dimming
本実施形態の保護回路１は、ＰＷＭ信号のように、２つの論理レベルを有する入力信号に応じて、電流が遮断されたラッチ状態を自動的に解除する。そのため、ラッチ状態を解除するために、保護回路１や、調光信号によって制御される電源装置等に供給される電源を遮断等する必要がない。 The protection circuit 1 of the present embodiment automatically cancels the latched state in which the current is cut off in accordance with an input signal having two logic levels such as a PWM signal. Therefore, it is not necessary to cut off the power supplied to the protection circuit 1 or the power supply device controlled by the dimming signal in order to release the latched state.
まず、調光信号増幅回路９８の構成について説明する。
受光素子３は、第２電源端子９９ｂと駆動トランジスタ４との間に接続されている。受光素子３は、調光信号受信回路２５と光結合されている。調光信号受信回路２５は、インタフェース回路２７と、トランジスタ２８と、発光素子２９と、を含む。調光信号受信回路２５は、調光信号入力端子２６ａ，２６ｂを含む。調光信号受信回路２５は、調光信号入力端子２６ａ，２６ｂを介して調光信号を供給される。インタフェース回路２７は、供給された調光信号をレベルシフトして、調光信号に応じた信号を生成し、トランジスタ２８を駆動する。トランジスタ２８は、調光信号に応じて発光素子２９を駆動する。受光素子３は、発光素子２９と光結合によって、調光信号に応じて駆動される。
First, the configuration of the dimming
The light receiving element 3 is connected between the second
駆動トランジスタ４は、駆動トランジスタ４の制御端子を介して受光素子３の出力に接続されている。駆動トランジスタ４の主端子は、第１電源端子９９ａと出力端子９９ｄとの間に接続されている。駆動トランジスタ４は、たとえばバイポーラトランジスタであり、出力する電流に応じてこの例のように、２つのトランジスタ４ａ，４ｂがダーリントン接続される。バイポーラトランジスタに代えて、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等であってもよい。駆動トランジスタ４は、出力信号の電圧および電流を増幅して出力端子９９ｄから出力する。
The drive transistor 4 is connected to the output of the light receiving element 3 via the control terminal of the drive transistor 4. The main terminal of the drive transistor 4 is connected between the first
出力する電圧値や電流値、駆動する負荷のインピーダンスに応じて、電流吸い込み用の駆動素子１３を追加してもよい。たとえば電流吸い込み用の駆動素子１３は、駆動トランジスタ４と相補的に動作する。
A
次に保護回路１の構成について説明する。
保護回路１は、抵抗器５と、ラッチ回路６と、を備える。抵抗器５は、駆動トランジスタ４の出力、この例ではエミッタ端子と出力端子９９ｄとの間に接続されている。抵抗器５は、駆動トランジスタ４から出力される電流を検出して電圧値に変換する。抵抗器５は、駆動トランジスタ４から出力される電流を検出して電圧値等に変換して出力することができれば、他の回路素子であってもよい。たとえばホール素子等によって電流検出し、電圧値に変換して出力するようにしてもよい。
Next, the configuration of the protection circuit 1 will be described.
The protection circuit 1 includes a resistor 5 and a latch circuit 6. The resistor 5 is connected between the output of the drive transistor 4, which is the emitter terminal and the
ラッチ回路６は、ＮＰＮトランジスタ７と、ＰＮＰトランジスタ８，９と、を含む。ラッチ回路６は、入力端子２ａと、出力端子２ｂ，２ｃと、を含む。ＮＰＮトランジスタ７は、コレクタ端子が直列接続された抵抗器１５，１６を介して第１電源端子９９ａに接続され、エミッタ端子が出力端子９９ｄに接続されている。ＮＰＮトランジスタ７のベース端子は、入力端子２ａを介して、抵抗器５の一端に接続されており、駆動トランジスタ４から出力される電流に応じた電圧値を入力する。
The latch circuit 6 includes an
一方のＰＮＰトランジスタ８は、エミッタ端子によって第１電源端子９９ａに接続され、コレクタ端子によって出力端子２ｂに接続されている。ＰＮＰトランジスタ８のベース端子は、直列接続された抵抗器１５，１６の接続ノードに接続されている。ＰＮＰトランジスタ８のコレクタ端子は、直列接続された抵抗器１７およびダイオード２４を介してＮＰＮトランジスタ７のベース端子に接続されている。つまり、ＮＰＮトランジスタ７およびＰＮＰトランジスタ８は、サイリスタ接続されている。
One
入力端子２ａにＮＰＮトランジスタ７のベース端子にベース電流が供給され、ＮＰＮトランジスタ７がオンした場合には、ＮＰＮトランジスタ７は、ＰＮＰトランジスタ８にベース電流を供給する。ＰＮＰトランジスタ８は、自己のベース電流のｈＦＥ倍のコレクタ電流を流すとともに、ＮＰＮトランジスタ７のベース電流を供給する。このような正帰還動作によって、ＮＰＮトランジスタ７およびＰＮＰトランジスタ８は、オン状態を継続する。以下では、サイリスタ接続されたＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタがオン状態を継続することを、ラッチまたはラッチ動作ということがある。
When the base current of the
他方のＰＮＰトランジスタ９は、一方のＰＮＰトランジスタ８に並列に接続されており、異なる出力端子２ｃを介して、出力を供給する。すなわち、ＰＮＰトランジスタ９のベース端子は、直列接続された抵抗器１５，１６の接続ノードに接続されている。ＰＮＰトランジスタ９のエミッタ端子は、第１電源端子９９ａに接続され、コレクタ端子は、出力端子２ｃに接続されている。ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ端子は、抵抗器１８およびダイオード２４を介してＮＰＮトランジスタ７のベース端子に接続されている。
The
したがって、ＰＮＰトランジスタ９は、ＮＰＮトランジスタ７とともにサイリスタ動作する。ＰＮＰトランジスタ９および一方のＰＮＰトランジスタ８がラッチ動作した場合には、ＮＰＮトランジスタ７および他方のトランジスタＰＮＰトランジスタ９もほぼ同時にラッチ動作する。
Therefore, the
抵抗器１７，１８およびダイオード２４は、入力端子２ａに抵抗器５の両端の電圧が印加されたときに、入力端子２ａに入力する電流がＰＮＰトランジスタ８，９のコレクタ端子の側に流出しないようにするために設けられている。
The
ラッチ回路６の出力端子２ｂは、抵抗器１９を介して、遮断手段としての出力トランジスタ１０の制御端子に接続されている。出力トランジスタ１０の主端子は、駆動トランジスタ４の制御端子と接地端子９９ｃとの間に接続されている。なお、抵抗器２０は、出力端子２ｂがハイインピーダンス状態のときに、出力トランジスタ１０を確実にオフさせるために接続されている。
The
出力トランジスタ１０は、保護回路１の出力端子２ｂがハイレベルとなった場合に、主端子間がオンする。そのため、出力トランジスタ１０は、駆動トランジスタ４の制御端子を接地端子９９ｃの電位のレベル近傍まで押し下げる。したがって、駆動トランジスタ４はオフして、出力電流が遮断される。出力トランジスタ１０は、出力端子２ｂがハイインピーダンスの場合には、オフする。したがって、駆動トランジスタ４は、動作を継続する。
The
ラッチ回路６の出力端子２ｃは、抵抗器２１を介して、ラッチ解除手段としての出力トランジスタ１１の制御端子に接続されている。出力トランジスタ１１の主端子は、ラッチ回路６の入力端子２ａと接地端子９９ｃとの間に接続されている。なお、抵抗器２２は、出力端子２ｃがハイインピーダンス状態のときに、出力トランジスタ１１を確実にオフさせるために接続されている。
The
出力トランジスタ１１の制御端子と接地端子９９ｃとの間には、主端子によってリセット禁止用トランジスタ１２が接続されている。リセット禁止用トランジスタ１２の制御端子は、受光素子３の出力に接続されている。なお、抵抗器２３は、受光素子３から信号が出力されない場合、つまり入力信号がローレベルの場合に、リセット禁止用トランジスタ１２をオフさせるために設けられている。
A
リセット禁止用トランジスタ１２は、受光素子３から出力される信号がハイレベルの場合に、オンする。そのため、出力トランジスタ１１の制御端子が接地レベルまで引き下げられて、出力トランジスタ１１は、ラッチ回路６の出力端子２ｃのレベルによらずに、オフする。
The
リセット禁止用トランジスタ１２は、受光素子３から信号が出力されない場合に、オフする。そのため、出力トランジスタ１１は、出力端子２ｃのレベルによってオンまたはオフする。すなわち、出力端子２ｃがハイレベルの場合には、出力トランジスタ１１はオンし、ラッチ回路６の入力端子２ａがローレベルに引き下げられて、ラッチ状態が解除される。出力端子２ｃがハイインピーダンスの場合には、出力トランジスタ１１はオフしており、ラッチ回路６がラッチ状態の場合にはその状態が継続される。
The
本実施形態の保護回路１の動作について詳細に説明する。
図２は、本実施形態の保護回路の動作を説明するためのタイミングチャートの例である。
入力される信号は、ハイレベルおよびローレベルの２値の論理を有する方形波信号である。
図２の最上段の図は、入力信号ＶＰＷＭの時間変化を表すグラフである。入力信号ＶＰＷＭとは、受光素子３から出力される信号であり、ローレベルＬまたはハイレベルＨを有する信号である。
図２の２段目の図は、駆動トランジスタ４が出力する駆動電流ＩＤＲＶの時間変化を表すグラフである。
図２の３段目の図は、ラッチ回路６の入力端子２ａと出力端子９９ｄとの間の電圧、すなわち抵抗器５の両端の電圧Ｖ２ａの時間変化を表すグラフである。
図２の４段目の図は、ラッチ回路６の出力端子２ｂと接地端子９９ｃとの間の電圧Ｖ２ｂの時間変化を表すグラフである。
図２の最下段の図は、ラッチ回路６の出力端子２ｃと接地端子９９ｃとの間の電圧Ｖ２ｃの時間変化を表すグラフである。
The operation of the protection circuit 1 of this embodiment will be described in detail.
FIG. 2 is an example of a timing chart for explaining the operation of the protection circuit of this embodiment.
The input signal is a square wave signal having binary logic of high level and low level.
The uppermost diagram of FIG. 2 is a graph showing the time change of the input signal VPWM. The input signal VPWM is a signal output from the light receiving element 3 and has a low level L or a high level H.
The second diagram in FIG. 2 is a graph showing the change over time of the drive current IDRV output from the drive transistor 4.
The third diagram in FIG. 2 is a graph showing the time change of the voltage between the
The fourth diagram in FIG. 2 is a graph showing the change over time of the voltage V2b between the
The lowermost diagram of FIG. 2 is a graph showing the time change of the voltage V2c between the
時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、受光素子３はオフしており、入力信号ＶＰＷＭは、ローレベルＬである。そのため、駆動トランジスタ４はオフし、駆動電流ＩＤＲＶは流れない。ラッチ回路６の入力端子２ａの電圧は、駆動電流ＩＤＲＶが流れないため、ほぼ０Ｖである。したがって、ラッチ回路６は動作せず、出力端子２ｂ，２ｃともにローレベルＬである。出力トランジスタ１０，１１は、いずれもオフである。
During the period from time t0 to t1, the light receiving element 3 is off and the input signal VPWM is at the low level L. Therefore, the drive transistor 4 is turned off and the drive current IDRV does not flow. The voltage of the
時刻ｔ１〜ｔ２の期間では、受光素子３はオンである。そのため入力信号ＶＰＷＭは、ハイレベルＨとなり、調光信号増幅回路９８の出力端子９９ｄに接続された負荷（図示せず）で決定される駆動電流ＩＤＲＶ１が流れる。ラッチ回路６の入力端子２ａの電圧Ｖ２ａは、駆動電流ＩＤＲＶ１に相当する電圧が発生する。この電圧は、ＮＰＮトランジスタ７がオンするベースエミッタ間電圧よりも十分低く、ラッチ回路６は動作しない。
During the period from time t1 to t2, the light receiving element 3 is on. Therefore, the input signal VPWM becomes the high level H, and the drive current IDRV1 determined by the load (not shown) connected to the
時刻ｔ２〜ｔ３では、時刻ｔ０〜ｔ１と同様の動作を行う。時刻ｔ３〜ｔ４においても時刻ｔ１〜ｔ２と同様の動作を行う。 At times t2 to t3, operations similar to those at times t0 to t1 are performed. At times t3 to t4, operations similar to those at times t1 to t2 are performed.
時刻ｔ４において、出力端子９９ｄが短絡等して、駆動トランジスタ４に過電流Ｉｏｃが流れる。過電流Ｉｏｃによって、抵抗器５の両端には、ＮＰＮトランジスタ７がオンする十分なベースエミッタ間電圧が発生する。このときのベースエミッタ間電圧が過電流検出のしきい値Ｖｔｈである。
At time t4, the
ラッチ回路６等の動作遅れ時間後の時刻ｔ５において、ラッチ回路６が動作を開始する。そのため、ラッチ回路６の出力端子２ｂの電圧は、ハイレベルＨに上昇する。出力端子２ｂの電圧がハイレベルＨに反転することによって、出力トランジスタ１０がオン、すなわちアクティブな状態になる。そのため、駆動トランジスタ４の制御端子の電圧が接地レベルまで引き下げられて、駆動トランジスタ４がオフする。過電流Ｉｏｃは遮断される。
At time t5 after the operation delay time of the latch circuit 6 and the like, the latch circuit 6 starts operating. Therefore, the voltage of the
時刻ｔ５〜ｔ６では、ラッチ回路６のＮＰＮトランジスタ７およびＰＮＰトランジスタ８は、サイリスタ動作によってオン状態に保持されており、駆動トランジスタ４のオフ状態が維持される。ラッチ回路６のラッチ動作によって、入力端子２ａの電圧Ｖ２ａは、しきい値電圧Ｖｔｈに維持される。また、出力端子２ｂの電圧Ｖ２ｂは、ハイレベルＨに維持される。
From time t5 to t6, the
時刻ｔ３〜ｔ６の期間では、ＮＰＮトランジスタ７およびＰＮＰトランジスタ９がラッチ動作しており、ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ端子は、ハイレベルを出力している。しかし、この期間では、時刻ｔ１〜ｔ２の期間と同様に、入力信号ＶＰＷＭがハイレベルのため、リセット禁止用トランジスタ１２がオンしている。そのため、出力トランジスタ１１の制御端子はローレベルに引き下げられ、出力トランジスタ１１はオフである。つまり、出力トランジスタ１１は、ラッチ回路６を解除（リセット）するような動作を禁止されており、非アクティブな状態が維持されている。
During the period from time t3 to t6, the
時刻ｔ６においては、入力信号ＶＰＷＭがローレベルに反転する。そのため、リセット禁止用トランジスタ１２はオフとなり、出力トランジスタ１１はオン、すなわちアクティブな状態となる。出力トランジスタ１１がオンすることによって、ラッチ回路６の入力端子２ａの電圧が接地レベルまで引き下げられ、ＮＰＮトランジスタ７がオン状態を維持することができなくなるため、応答遅れに応じた時刻ｔ７において、ラッチ状態が解除される。電圧Ｖ２ａ，Ｖ２ｂは、時刻ｔ７においてローレベルＬに反転する。
At time t6, the input signal VPWM is inverted to low level. Therefore, the
時刻ｔ６〜ｔ７においては、入力信号ＶＰＷＭがローレベルのため、駆動電流ＩＤＲＶ１は流れない。 From time t6 to t7, the input signal VPWM is at the low level, and thus the drive current IDRV1 does not flow.
時刻ｔ７以降、負荷短絡等の過電流発生の要因が取り除かれていた場合には、時刻ｔ１〜ｔ２と同様に通常の動作を行う。過電流発生の要因が残っている場合には、時刻ｔ７以降、過電流を検出し、一点鎖線に示すように、出力を遮断する動作を繰り返す。 After time t7, if the cause of overcurrent such as load short circuit is removed, the normal operation is performed as at times t1 to t2. When the cause of the overcurrent remains, the operation of detecting the overcurrent after time t7 and shutting off the output is repeated as shown by the alternate long and short dash line.
本実施形態の保護回路の効果について説明する。
本実施形態の保護回路１では、駆動電流の過電流状態を検出する抵抗器５と、過電流を検出したときに駆動トランジスタ４をオフさせて過電流を遮断するラッチ回路６と、を備えている。このラッチ回路６は、入力信号ＶＰＷＭがハイレベルＨの場合に、過電流を遮断してその状態をラッチし、入力信号ＶＰＷＭがローレベルＬの場合に、ラッチ状態を解除する。そのため、過電流による遮断された状態を解除するために、調光信号増幅回路９８の主たる電源Ｖｃｃ１を一旦遮断し、再投入する必要がない。
The effect of the protection circuit of this embodiment will be described.
The protection circuit 1 according to the present embodiment includes a resistor 5 that detects an overcurrent state of the drive current, and a latch circuit 6 that turns off the drive transistor 4 and cuts off the overcurrent when the overcurrent is detected. There is. The latch circuit 6 interrupts the overcurrent and latches the state when the input signal VPWM is at the high level H, and releases the latched state when the input signal VPWM is at the low level L. Therefore, it is not necessary to temporarily cut off the main power source Vcc1 of the dimming
多くの場合、調光信号増幅回路９８の電源Ｖｃｃ１は、照明ユニット点灯のための電源装置の電源から生成されており、電源Ｖｃｃ１を遮断するために、すべての照明を消灯することとなり、影響が大きくなるおそれがある。
In many cases, the power supply Vcc1 of the dimming
過電流により遮断された状態を解除するために、専用のプログラムを作成する必要もないので、調光信号増幅回路９８の構成をより簡易にすることができ、不具合発生時の対策に要するコスト増を抑制することができる。
Since it is not necessary to create a dedicated program for canceling the state of being cut off due to overcurrent, the configuration of the dimming
上述したように、保護回路１では、過電流を検出して、出力遮断状態をラッチした後に、過電流状態が解消されない場合であっても、入力信号ＶＰＷＭがローレベルＬのときにラッチ状態が解除されても駆動電流ＩＤＲＶは流れない。つまり、入力される入力信号ＶＰＷＭが駆動電流ＩＤＲＶを流さない状態のときにラッチ状態が解除される。そして、入力信号ＶＰＷＭがハイレベルＨのときに過電流を再度検出することで出力が遮断されてその状態がラッチされる。このため、過電流Ｉｏｃが継続する状態は、ラッチ回路６の応答時間に制限される。つまり、ラッチ回路６の応答時間を適切に設定することによって、過電流による発熱等を抑制することができる。 As described above, in the protection circuit 1, even if the overcurrent state is not resolved after detecting the overcurrent and latching the output cutoff state, the latch state is maintained when the input signal VPWM is at the low level L. Even if released, the drive current IDRV does not flow. That is, the latched state is released when the input signal VPWM that is input does not flow the drive current IDRV. Then, when the input signal VPWM is at the high level H, the output is cut off by detecting the overcurrent again, and the state is latched. Therefore, the state in which the overcurrent Ioc continues is limited to the response time of the latch circuit 6. That is, by appropriately setting the response time of the latch circuit 6, it is possible to suppress heat generation due to overcurrent.
保護回路の構成は、上述の実施形態に限らない。たとえば、ＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタを含むサイリスタ接続されたラッチ回路に限らず、ラッチ回路は、他の構成であってもよい。たとえばラッチ回路は、ＳＲラッチ等の周知の回路技術を用いるようにしてもよい。 The configuration of the protection circuit is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the latch circuit is not limited to the thyristor-connected latch circuit including the NPN transistor and the PNP transistor, and the latch circuit may have another configuration. For example, the latch circuit may use a well-known circuit technology such as SR latch.
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態に係る調光信号増幅装置を例示するブロック図である。
調光信号増幅装置６０は、調光装置７０と電源装置３０との間に接続される。調光装置７０は、所望の調光信号を生成する。調光信号は、ローレベルおよびハイレベルの２値からなる２値論理信号である。調光信号は、たとえばＰＷＭ信号である。調光装置７０は、照明ユニットの明るさ等を設定する調光度に対応する調光信号を生成して出力する。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a dimming signal amplifier device according to this embodiment.
The dimming
電源装置３０は、交流電源５２と、照明ユニット４０との間に接続される。電源装置３０は、入力端子３１ａ，３１ｂを介して交流電源５２から交流電力を入力し、直流電圧または直流電流に変換して出力端子３１ｃ，３１ｄを介して、直流電圧または直流電流を照明ユニット４０に供給する。照明ユニット４０は、たとえば半導体発光素子４１を含む。電源装置３０は、調光信号入力端子３１ｅを含む。電源装置３０は、調光信号入力端子３１ｅを介して調光信号を入力する。電源装置３０は、調光信号に応じて、照明ユニット４０に供給する直流電圧や直流電流を設定し、明るさ等を調整する。
The
電源装置３０は、整流平滑回路３２と、スイッチング素子３３と、ダイオード３４と、コイル３５と、出力コンデンサ３６と、電流検出抵抗器３７と、制御回路３８と、基準電源回路３９と、を含む。整流平滑回路３２は、交流電源５２から供給される交流電圧を整流し、平滑して直流電圧に変換する。整流平滑回路３２は、たとえばダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む。
The
この例では、電源装置３０は、整流平滑回路３２によって生成された直流電圧を降圧して出力する降圧型チョッパである。照明ユニット４０に応じて、他の回路構成としてもよい。たとえば、降圧型チョッパに代えて、昇圧型チョッパや昇降圧型チョッパ等とすることができる。
In this example, the
電源装置３０は、入出力電圧に応じたデューティサイクルで動作する。電源装置３０は、電流検出抵抗器３７によって、照明ユニット４０に供給する電流を検出し、検出された供給電流に相当する電圧が基準電源回路３９と等しくなるように制御回路３８によってスイッチング素子３３のデューティサイクルを制御する。
The
調光信号入力端子３１ｅから入力された調光信号は、スイッチング素子３３のスイッチング周波数よりも十分低いキャリア周波数を有するＰＷＭ信号である。この例では制御回路３８は、調光信号に応じて、動作し、動作を停止する。動作状態と停止状態との比によって、電源装置３０が照明ユニット４０に供給する電流の平均値が設定される。照明ユニット４０は、供給された電流の平均値に応じた明るさで点灯することができる。
The dimming signal input from the dimming
電源装置３０は、照明ユニット４０と一体とされ、照明装置５０としてもよい。照明装置５０は、電源装置３０と照明ユニット４０とを備える別体の装置であってもよい。
The
照明システムの施工上、電源装置３０および照明ユニット４０は、調光装置７０とは物理的に離れた場所に設置される場合がある。そのような場合には、調光装置７０から電源装置３０に供給される調光信号は、長い配線によって伝送される必要がある。調光装置７０は、電源装置３０の調光信号入力端子３１ｅから見た入力インピーダンスに加えて、調光装置７０からの配線を駆動する必要がある。そのため、調光信号の電圧振幅や電流値を増幅するため、調光信号増幅装置６０が用いられる。
Due to the construction of the lighting system, the
調光信号増幅装置６０は、直流電源回路６２と調光信号増幅回路９８とを備える。調光信号増幅装置６０は、電源端子６１ａ，６１ｂと、調光信号入力端子６１ｄと、調光信号出力端子６１ｅと、を含む。調光信号増幅装置６０は、電源端子６１ａ，６１ｂを介して、交流電源５２に接続される。調光信号増幅装置６０は、調光信号入力端子６１ｃ，６１ｄを介して調光装置７０に接続される。調光信号増幅装置６０は、調光装置７０から供給された調光信号の電圧および電流を増幅して調光信号出力端子６１ｅから出力する。調光信号出力端子６１ｅは、配線によって電源装置３０の調光信号入力端子３１ｅに接続される。
The dimming
調光信号増幅回路９８は、上述の実施形態において説明したものと同じものである。直流電源回路６２は、交流電源５２から直流電源Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２を生成する。直流電源Ｖｃｃ１は、上述したように駆動トランジスタ４等の動作のために用いられる。直流電源Ｖｃｃ２は、受光素子３を介して駆動トランジスタ４を駆動するために用いられる。
The dimming
本実施形態の調光信号増幅装置６０の効果について説明する。
本実施形態の調光信号増幅装置６０では、上述のとおり、調光信号出力端子６１ｅは、電源装置３０の調光信号入力端子３１ｅに配線を介して接続される。調光信号増幅装置６０は、調光信号増幅回路９８を有するので、このような配線を含めて駆動することができる。
The effect of the
In the dimming
調光信号増幅装置６０は、配線によって電源装置３０と電気的に接続するので、配線の劣化や事故等により、調光信号増幅回路９８の出力に過大な電流が流れることがある。そのような場合であっても、保護回路１は、過電流を遮断することができる。本実施形態の調光信号増幅装置６０では、過電流の遮断状態は、調光信号のレベルによって解除されるので、交流電源５２を一旦落とすことなく、自動的に動作を復帰させることができる。
Since the dimming
調光信号増幅装置６０は、この例のように調光装置７０と別体であってもよく、調光装置７０と同一の筐体内に設けるようにしてもよい。
The dimming
（第３の実施形態）
図４は、本実施形態に係る電源装置を例示するブロック図である。
図４に示すように、電源装置１３０は、調光信号増幅回路９８を備える。電源装置１３０は、電源端子１３１ａ，１３１ｂと出力端子１３１ｃ，１３１ｄと調光信号入力端子１３１ｅ，１３１ｆとを含む。電源装置１３０は、電源端子１３１ａ，１３１ｂを介して交流電源５２に接続される。電源装置１３０は、出力端子１３１ｃ，１３１ｄを介して照明ユニット４０に接続される。電源装置１３０は、調光信号入力端子１３１ｅ，１３１ｆを介して調光装置７０に接続される。
(Third Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram illustrating the power supply device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the
電源装置１３０は、直流電源回路６２を含んでおり、調光信号増幅回路９８は、直流電源回路６２によって生成された直流電源Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２によって動作することができる。
The
本実施形態の電源装置１３０では、電源装置１３０が調光装置７０と離れた場所に設置されるため、調光装置７０から供給される調光信号を、調光信号増幅回路９８で増幅することができ、安定した調光制御を行うことができる。
In the
（第４の実施形態）
図５は、本実施形態に係る照明システムを例示するブロック図である。
図５に示すように、照明システム２００は、調光信号増幅装置２６０と、複数の照明装置２５０と、を備える。複数の照明装置２５０は、それぞれ電源装置２３０を含んでおり、電源装置２３０は、照明ユニット４０に電力を供給する。
(Fourth Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a lighting system according to this embodiment.
As shown in FIG. 5, the
照明装置２５０は、電源端子２５１ａ，２５１ｂを介して交流電源５２に接続されている。調光信号増幅装置２６０は、電源端子２６１ａ，２６１ｂを介して交流電源５２に接続されている。このように、本実施形態の照明システム２００では、照明装置２５０および調光信号増幅装置２６０の動作用の電源を共通にすることができる。調光信号増幅装置２６０は、調光信号入力端子２６１ｃ，２６１ｄを介して調光装置（図示せず）に接続されている。調光信号増幅装置２６０は、調光信号出力端子２６１ｅによって照明装置２５０に調光信号を供給する。照明装置２５０は、調光信号入力端子２５１ｅを介して調光信号を受信する。
The
調光信号増幅装置２６０は、調光信号増幅回路２９８を含む。調光信号増幅回路２９８は、複数の照明装置２５０のそれぞれに供給できるだけの調光信号に増幅して出力する。たとえば、１つの照明装置２５０の調光信号入力端子２５１ｅの駆動電流が３ｍＡの場合に、１０台の照明装置２５０の調光信号入力端子２５１ｅを駆動するときには、調光信号増幅回路２９８は、少なくとも３０ｍＡの電流を出力する。そして、調光信号増幅回路２９８は、配線の寄生容量等を駆動するために、３０ｍＡ以上に駆動電流を増幅して出力する。
The dimming
このように、大きな駆動電流を出力する調光信号増幅回路２９８の場合には、負荷短絡等を生じた場合には、短絡電流が大きくなるため、過熱、発火防止等のために、過電流保護が必要となる。調光信号増幅回路２９８は、過電流を検出して過電流を遮断することができる。遮断動作した場合であっても、本実施形態の調光信号増幅回路２９８では、調光信号のレベルに応じて自動的に遮断状態を解除することができる。
As described above, in the case of the dimming
上述では、交流電源によって直流電圧または直流電流によって点灯する照明ユニットを駆動する実施形態について説明したが、電源装置の構成を適宜変更することによって、交流電圧または交流電流によって点灯する照明ユニットを駆動する場合についても適用することができる。また、直流電源によって照明ユニットを点灯させる場合についても同様に適用することができる。 In the above, the embodiment in which the lighting unit that is turned on by the DC voltage or the DC current is driven by the AC power source has been described. However, by appropriately changing the configuration of the power supply device, the lighting unit that is turned on by the AC voltage or the AC current is driven. It can also be applied in cases. Further, the same can be applied to the case where the lighting unit is turned on by the DC power supply.
以上説明した実施形態によれば、複数の電源モジュールを組み込んで小型化された電源装置および照明装置を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize a downsized power supply device and a lighting device by incorporating a plurality of power supply modules.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. Further, the above-described respective embodiments can be implemented in combination with each other.
１ 保護回路、２ａ 入力端子、２ｂ，２ｃ 出力端子、３ 受光素子、４ 駆動トランジスタ、５ 抵抗器、６ ラッチ回路、７ ＮＰＮトランジスタ、８，９ ＰＮＰトランジスタ、１０ 出力トランジスタ、１１ 出力トランジスタ、１２ リセット禁止用トランジスタ、１３ 駆動素子、１４〜２３ 抵抗器、２４ ダイオード、２５ 調光信号受信回路、２６ａ，２６ｂ 調光信号入力端子、２７ インタフェース回路、２８ トランジスタ、２９ 発光素子、３０ 電源装置、３２ 整流平滑回路、３３ スイッチング素子、３４ ダイオード、３５ コイル、３６ 出力コンデンサ、３７ 電流検出抵抗器、３８ 制御回路、３９ 基準電源回路、４０ 照明ユニット、４１ 半導体発光素子、５０ 照明装置、５２ 交流電源、６０ 調光信号増幅装置、６２ 直流電源回路、７０ 調光装置、９８ 調光信号増幅回路、１３０ 電源装置、２００ 照明システム、２３０ 電源装置、２５０ 照明装置、２６０ 調光信号増幅装置、２９８ 調光信号増幅回路 1 protection circuit, 2a input terminal, 2b, 2c output terminal, 3 light receiving element, 4 driving transistor, 5 resistor, 6 latch circuit, 7 NPN transistor, 8, 9 PNP transistor, 10 output transistor, 11 output transistor, 12 reset Forbidden transistor, 13 drive element, 14 to 23 resistor, 24 diode, 25 dimming signal receiving circuit, 26a, 26b dimming signal input terminal, 27 interface circuit, 28 transistor, 29 light emitting element, 30 power supply device, 32 rectification Smoothing circuit, 33 switching element, 34 diode, 35 coil, 36 output capacitor, 37 current detection resistor, 38 control circuit, 39 reference power supply circuit, 40 lighting unit, 41 semiconductor light emitting element, 50 lighting device, 52 AC power supply, 60 Dimming signal amplification device, 62 DC power supply circuit, 70 dimming device, 98 dimming signal amplification circuit, 130 power supply device, 200 lighting system, 230 power supply device, 250 lighting device, 260 dimming signal amplification device, 298 dimming signal Amplifier circuit
Claims (7)
前記電流検出手段が検出する電流が、あらかじめ設定されたしきい値に達したときに、前記駆動回路に流れる電流を遮断し、遮断状態をラッチするラッチ回路と、
を含む調光信号増幅回路
を備え、
前記ラッチ回路は、前記調光信号が前記第１状態のときはラッチ状態を維持し、前記第２状態のときにラッチ状態を解除する調光信号増幅装置。 Current detecting means for detecting a current of said predetermined signal flowing through the drive circuit, wherein the first state is a first state and outputs it as a predetermined signal to the current amplifying dimming signal having a different second state,
A latch circuit for interrupting the current flowing through the drive circuit and latching the interrupted state when the current detected by the current detecting means reaches a preset threshold value,
Equipped with a dimming signal amplification circuit ,
The latch circuit maintains the latched state when the dimming signal the first state, the release dimming signal amplifier latch state when said second state.
前記電流検出手段の出力に接続された入力と、
前記電流検出手段で検出した電流が前記しきい値に達した場合に前記駆動回路に流れる電流を遮断する遮断手段に接続された第１出力と、
ラッチ解除手段に接続された第２出力と、
を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の調光信号増幅装置。 The latch circuit is
An input connected to the output of the current detection means,
A first output connected to a cutoff means for cutting off the current flowing through the drive circuit when the current detected by the current detection means reaches the threshold value;
A second output connected to the latch release means,
The dimming signal amplifying device according to claim 1, further comprising:
請求項１〜４のいずれか１つに記載の調光信号増幅回路を備え、
前記調光信号は、前記照明負荷の明るさである調光度を設定する電源装置。 A power supply device for lighting a lighting load,
A dimming signal amplifier circuit according to any one of claims 1 to 4,
The dimming signal, the lighting load to that power supplies set to which dimming the brightness.
請求項５記載の電源装置と、
を備えた照明装置。 The lighting load,
A power supply device according to claim 5 ;
Lighting device.
前記複数の照明負荷の明るさを表す調光度を前記複数の電源装置に対して設定する調光装置と、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の調光信号増幅装置と、
を備え、
前記調光信号増幅装置は、
前記調光装置から出力される前記調光信号を、前記複数の電源装置のそれぞれに供給する照明システム。 A plurality of power supply devices respectively driving a plurality of lighting loads,
A dimming device that sets a dimming degree representing the brightness of the plurality of lighting loads to the plurality of power supply devices,
A dimming signal amplifier according to any one of claims 1 to 4 ,
Equipped with
The dimming signal amplification device,
Illumination system for supplying to each of the dimming signal outputted from the light control device, the plurality of power supply devices.
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