JP7207840B2 - LED lighting device and LED lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、LED点灯装置及びそれを用いたLED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device and an LED lighting device using the same.
特許文献1及び特許文献2に開示されるLED点灯装置は、前段の力率改善回路(PFC回路)及び後段の降圧チョッパ回路を含む。このようなLED点灯装置では、前段のPFC回路が入力電圧を昇圧及び定電圧化して二次電圧を生成し、後段の降圧チョッパ回路が二次電圧を降圧して出力電圧を生成し、その出力電圧をLEDアレイに印加する。このような回路構成は、軽負荷時にも高い力率を得ることができることから、例えば、特に深い調光を行うことを想定したLED点灯装置において利用されることが多い。
The LED lighting devices disclosed in
しかし、前段のPFC回路などの直流電源回路の出力電圧と後段の降圧チョッパ回路の出力電圧との間の電位差が必要以上に大きい場合、詳細を後述するように、前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方において無用な損失が生じて回路効率が低下してしまう。したがって、この効率低下を抑制するために、降圧チョッパ回路の出力電圧であるLED電圧に応じて直流電源回路の出力電圧が適切に制御されることが望ましい。 However, if the potential difference between the output voltage of the DC power supply circuit such as the PFC circuit in the preceding stage and the output voltage of the step-down chopper circuit in the subsequent stage is larger than necessary, as will be described later in detail, In both of the step-down chopper circuits, useless loss occurs and the circuit efficiency decreases. Therefore, in order to suppress this decrease in efficiency, it is desirable that the output voltage of the DC power supply circuit is appropriately controlled according to the LED voltage, which is the output voltage of the step-down chopper circuit.
そこで、本発明は、異なるLED負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することができるLED点灯装置及びそれを用いたLED照明装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an LED lighting device capable of suppressing losses in both the front-stage DC power supply circuit and the rear-stage step-down chopper circuit for different LED loads and improving circuit efficiency, and an LED illumination using the same. An object is to provide an apparatus.
本発明のLED点灯装置は、入力される一次電圧を二次電圧に変換してその二次電圧を出力する直流電源回路と、二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成してその降圧出力電圧をLEDアレイに投入する降圧チョッパ回路と、降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、電圧検出回路によって検出される降圧出力電圧の減少に応じて二次電圧を減少させるように直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路とを備える。 The LED lighting device of the present invention includes: a DC power supply circuit that converts an input primary voltage into a secondary voltage and outputs the secondary voltage; A step-down chopper circuit that applies a voltage to the LED array, a voltage detection circuit that directly or indirectly detects the step-down output voltage, and a secondary voltage that decreases in accordance with a decrease in the step-down output voltage detected by the voltage detection circuit. and a control circuit for controlling the driving state of the DC power supply circuit.
上記構成によると、降圧チョッパ回路の出力電圧である降圧出力電圧の減少/増加に応じて直流電源回路の出力電圧である二次電圧が減少/増加するので、二次電圧と降圧出力電圧の差が抑制される。これにより、異なるLED負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。 According to the above configuration, the secondary voltage, which is the output voltage of the DC power supply circuit, decreases/increases according to the decrease/increase of the step-down output voltage, which is the output voltage of the step-down chopper circuit. is suppressed. This makes it possible to suppress losses in both the DC power supply circuit at the front stage and the step-down chopper circuit at the rear stage and improve the circuit efficiency for different LED loads.
本発明の第1の態様によるLED点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧と降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路であり、制御回路は、差分電圧が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、極めて簡素な構成によって、上記効果が得られる。また、降圧チョッパ回路の出力短絡状態の発生によって差分電圧が上昇することを受けて、上記制御の結果として直流電源回路の出力が低減されるので、出力短絡保護の機能も実現される。 In the LED lighting device according to the first aspect of the present invention, the voltage detection circuit is a differential voltage detection circuit that detects a differential voltage, which is a difference between the secondary voltage and the stepped-down output voltage, and the control circuit detects a predetermined differential voltage. The drive state of the DC power supply circuit is controlled so that the set value of is constant. As a result, the above effect can be obtained with a very simple configuration. In addition, since the output of the DC power supply circuit is reduced as a result of the control described above in response to an increase in the differential voltage due to the occurrence of the output short-circuit state of the step-down chopper circuit, an output short-circuit protection function is also realized.
本発明の第2の態様によるLED点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧と降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路及び二次電圧を検出する二次電圧検出回路を含み、制御回路は、二次電圧と差分電圧との比が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、比較的簡素な構成によって、上記効果が得られる。また、降圧チョッパ回路の出力短絡状態の発生によって上記比が増加又は減少することを受けて、上記制御の結果として直流電源回路の出力が低減されるので、出力短絡保護の機能も実現される。 In the LED lighting device according to the second aspect of the present invention, the voltage detection circuit includes a differential voltage detection circuit that detects a differential voltage that is a difference between the secondary voltage and the stepped-down output voltage, and a secondary voltage detection circuit that detects the secondary voltage. The control circuit controls the drive state of the DC power supply circuit so that the ratio between the secondary voltage and the differential voltage is constant at a predetermined set value. As a result, the above effect can be obtained with a relatively simple configuration. In addition, since the output of the DC power supply circuit is reduced as a result of the control in response to the increase or decrease of the ratio due to the occurrence of the output short-circuit state of the step-down chopper circuit, the output short-circuit protection function is also realized.
本発明の第3の態様によるLED点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧を検出する二次電圧検出回路及び降圧出力電圧を検出する降圧電圧検出回路を含み、制御回路は、二次電圧と降圧出力電圧の差又は二次電圧と降圧出力電圧との比が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、比較的簡素な構成によって、上記効果が得られる。 In the LED lighting device according to the third aspect of the present invention, the voltage detection circuit includes a secondary voltage detection circuit that detects the secondary voltage and a step-down voltage detection circuit that detects the step-down output voltage, and the control circuit detects the secondary voltage and the stepped-down output voltage or the ratio between the secondary voltage and the stepped-down output voltage is kept constant at a predetermined set value. As a result, the above effect can be obtained with a relatively simple configuration.
また、上記第1又は第2の形態のLED点灯装置は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧が所定の閾値以下となる場合に直流電源回路に二次電圧を低減させる保護回路をさらに備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路の無負荷状態において、直流電源回路及び降圧チョッパ回路の出力が抑制又は停止され、直流電源回路及び降圧チョッパ回路の待機電力の低減が可能となる。 In addition, the LED lighting device of the first or second embodiment further includes a protection circuit that reduces the secondary voltage in the DC power supply circuit when the differential voltage becomes equal to or less than a predetermined threshold regardless of the control of the drive state. good too. As a result, the outputs of the DC power supply circuit and the step-down chopper circuit are suppressed or stopped in the no-load state of the step-down chopper circuit, and the standby power consumption of the DC power supply circuit and the step-down chopper circuit can be reduced.
また、上記第1又は第2の形態のLED点灯装置は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧が所定の閾値以下となる場合に降圧チョッパ回路に降圧出力電圧を低減させる保護回路をさらに備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路の無負荷状態において、その出力が抑制又は停止され、降圧チョッパ回路の待機電力の低減が、簡素な回路構成において可能となる。 In addition, the LED lighting device of the first or second embodiment further includes a protection circuit that reduces the step-down output voltage of the step-down chopper circuit when the differential voltage becomes equal to or less than a predetermined threshold value regardless of control of the drive state. good too. As a result, the output of the step-down chopper circuit is suppressed or stopped in the no-load state of the step-down chopper circuit, and the standby power consumption of the step-down chopper circuit can be reduced with a simple circuit configuration.
上記第1又は第2の形態のLED点灯装置において、降圧チョッパ回路は、チョークコイル、スイッチング素子及び回生ダイオードを含み、LEDアレイが接続される場合に、スイッチング素子がオン状態の場合に直流電源回路の出力端の高電位側から低電位側にLEDアレイ、チョークコイル及びスイッチング素子の直列回路が形成され、スイッチング素子がオフ状態の場合にLEDアレイ、チョークコイル及び回生ダイオードによる閉回路が形成され、差分電圧検出回路は、チョークコイルとスイッチング素子の直列回路に印加される電圧を検出するように配置される。このような配置により、降圧チョッパ回路として一般的な構成のバックコンバータにおいて簡素な構成で差分電圧検出回路が付加され、上記各効果を奏するLED点灯装置が簡素な構成で実現される。 In the LED lighting device of the first or second aspect, the step-down chopper circuit includes a choke coil, a switching element, and a regenerative diode, and when the LED array is connected, the DC power supply circuit is turned on when the switching element is on. A series circuit of the LED array, the choke coil and the switching element is formed from the high potential side to the low potential side of the output terminal of the LED array, the choke coil and the regenerative diode form a closed circuit when the switching element is in the OFF state, A differential voltage detection circuit is arranged to detect the voltage applied to the series circuit of the choke coil and the switching element. With such an arrangement, a differential voltage detection circuit is added with a simple configuration to a buck converter having a general configuration as a step-down chopper circuit, and an LED lighting device with the above effects is realized with a simple configuration.
本発明のLED照明装置は、上記いずれかのLED点灯装置と、LEDアレイとを備える。これにより、上記の各効果を得ることができるLED照明装置が実現される。 An LED lighting device of the present invention includes any one of the LED lighting devices described above and an LED array. This realizes an LED lighting device capable of obtaining the above effects.
<第1の実施形態>
図1に、第1の実施形態によるLED点灯装置100及びそれを含むLED照明装置300の回路図を示す。LED照明装置300は、LED点灯装置100及びLEDアレイ200を含む。LED点灯装置100は、バッテリなどのからの直流電源DCを適切な出力電圧に変換してその直流出力をLEDアレイ200に供給する。LEDアレイ200は、直列接続又は直並列接続された複数のLED素子を含む。以下の説明において、LEDアレイ200の順方向降下電圧VfをLED電圧VLともいうものとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a circuit diagram of an
LED点灯装置100は、入力回路110、フライバックコンバータ120(直流電源回路)、降圧チョッパ回路130、差分電圧検出回路140、制御回路150及び無負荷保護回路160を備える。入力回路110は、電流ヒューズ、ノイズフィルタ、入力コンデンサなどを含む。なお、直流電源DCの代わりに商用電源などの交流電源ACが接続される場合には、入力回路110はダイオードブリッジなどの全波整流回路を含む。いずれの場合であっても、入力回路110の出力、すなわち、フライバックコンバータ120の入力には直流電圧が印加される。入力回路110の出力電圧、すなわち、フライバックコンバータ120の入力電圧を一次電圧V1というものとする。
The
フライバックコンバータ120は、トランス1、スイッチング素子2(以下、「FET2」という)、ダイオード3、平滑コンデンサ4及びドライバ回路5を含む。トランス1の一次巻線1pとFET2の直列回路に対して、一次電圧V1が印加される。FET2はドライバ回路5によってスイッチング(PWM駆動)される。FET2のオン時に、トランス1の一次巻線1pに電流が流れ、トランス1にエネルギーが蓄えられる。FET2のオフ時に、トランス1に蓄えられたエネルギーがトランス1の二次巻線1sからダイオード3を介して出力され、平滑コンデンサ4が充電される。平滑コンデンサ4の電圧、すなわち、フライバックコンバータ120の出力電圧を二次電圧V2というものとする。ドライバ回路5は、例えば、一般的なフライバックコンバータ用の制御IC及びその周辺回路で構成される。フライバックコンバータ120は、一次電圧V1と二次電圧V2の関係に応じて、昇圧コンバータ、降圧コンバータ又は昇降圧コンバータとなり得る。なお、フライバックコンバータ120の一次側の基準電位及び二次側の基準電位をそれぞれ一次グランドG1及び二次グランドG2という。
降圧チョッパ回路130は、チョークコイル6、スイッチング素子7(以下、「FET7」という)、回生ダイオード8、フィルタコンデンサ9、ドライバ回路10及び電流検出抵抗11を含み、バックコンバータを構成する。FET7は、ドライバ回路10によってスイッチング(PWM駆動)される。FET7のオン期間において、平滑コンデンサ4→LEDアレイ200→チョークコイル6→FET7→電流検出抵抗11→平滑コンデンサ4に形成される閉回路にLED電流が流れる。FET7のオフ期間において、チョークコイル6のエネルギーを電源として、チョークコイル6→回生ダイオード8→LEDアレイ200→チョークコイル6に形成される閉回路にLED電流が流れる。フィルタコンデンサ9は、LED電流をフィルタリングするものであり、必要に応じて接続される。ドライバ回路10は、例えば、一般的な降圧チョッパ回路用の制御IC及びその周辺回路で構成される。電流検出抵抗11は、低抵抗素子からなる。ドライバ回路10は、電流検出抵抗11に発生する電圧(すなわち、FET7のオン時のLED電流)が一定となるように、FET7をPWM駆動することができる。降圧チョッパ回路130の出力電圧は、LED電圧VLに等しい。なお、本開示において、説明の便宜上、LEDアレイ200がLED点灯装置100に接続されていない場合でも、降圧チョッパ回路130の出力電圧をLED電圧VLという場合がある。
The step-
差分電圧検出回路140は、チョークコイル6とフィルタコンデンサ9の接続点(すなわち、LEDアレイ200のカソード端)と二次グランドG2との間に接続される。言い換えると、電流検出抵抗11に発生する電圧は相対的に充分に小さいため、差分電圧検出回路140は、実質的にチョークコイル6及びFET7の直列回路に印加される電圧を検出する。差分電圧検出回路140は、抵抗12及び13の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。差分電圧検出回路140には、二次電圧V2とLED電圧VLの差分である差分電圧VD(VD=V2-VL)が印加される。差分電圧VDの分圧値(すなわち、抵抗13に発生する電圧)が、差分電圧検出値VDとして制御回路150及び無負荷保護回路160に入力される。
The differential
制御回路150及び無負荷保護回路160は、不図示の補助電源回路から制御電圧の供給を受けるものとする。この補助電源回路は、例えば、平滑コンデンサ4に発生する電圧を降圧及び定電圧化して制御電圧を生成する回路、トランス1に設けられた不図示の補助巻線に発生する電圧を整流及び定電圧化して制御電圧を生成する回路、又はその組合せであればよい。
The
制御回路150は、オペアンプ14、基準電圧源15、帰還素子16、フォトカプラ17、電圧源18、抵抗19、抵抗20及びダイオード21を含む。オペアンプ14の反転入力端子には、差分電圧検出回路140によって検出される差分電圧検出値VDが入力される。オペアンプ14の非反転入力端子には、基準電圧源15が接続される。基準電圧源15の電圧は、例えば、制御電圧を分圧して生成された電圧であってもよいし、LED点灯装置100がマイコン(不図示)を含む場合には、そのマイコンから入力される電圧であってもよい。帰還素子16は、オペアンプ14の反転入力端子と出力端子の間に接続された抵抗、コンデンサ又はその組合せからなる回路である。オペアンプ14の出力端子は、ダイオード21を介してフォトカプラ17のフォトダイオード17dのカソードに接続される。フォトダイオード17dのアノードは、抵抗19を介して電圧源18に接続される。電圧源18は、例えば、上記制御電圧に対応する。フォトダイオード17dのアノードとカソードの間には抵抗20が接続される。フォトカプラ17のフォトトランジスタ17tのコレクタは、ドライバ回路5に接続され、そのエミッタは一次グランドG1に接続される。
オペアンプ14は、差分電圧検出値VDと基準電圧源15の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源15の電圧は、差分電圧VDの設定値VDsに対応する。オペアンプ14によって出力される増幅誤差は、フォトカプラ17によってドライバ回路5に伝達される。ドライバ回路5は、この増幅誤差を解消する方向において、FET2のPWM駆動におけるパルス幅を決定する。具体的には、オペアンプ14の出力端子の電圧が低いほど、フォトダイオード17d及びフォトトランジスタ17tに流れる電流が大きくなる。ドライバ回路5は、例えば、フォトトランジスタ17tに流れる電流の増加/減少に応じてFET2のPWM駆動におけるパルス幅(オン時間又はオンデューティ)を減少/増加させて二次電圧V2を低下/上昇させるように構成されるものとする。
The
すなわち、制御回路150は、差分電圧VDが設定値VDsで一定となるようにフライバックコンバータ120におけるPWM駆動(パルス幅)をフィードバック制御する。なお、本実施形態においてフォトカプラ17に関して示す回路は例示であり、制御回路150とドライバ回路5との関係において上記フィードバック動作が実現される限り、他の態様(他の論理構成、接続構成など)も採用され得る。
That is, the
ここで、制御回路150が設けられない従来的なLED点灯装置を検討する。このようなLED点灯装置においては、広範囲なLED電圧VLに対応するために、充分に高い二次電圧V2が設定及び固定される。例えば、LED電圧VL=50V~150Vが想定される場合には、最大のLED電圧VL(150V)及びそのばらつき範囲に応じた二次電圧V2、例えば、200Vが設定される。なお、フライバックコンバータ120のFET2には、一次電圧V1+二次電圧V2×トランス1の巻数比に相当する電圧(以下、「VFET」という)が印加される。
Here, consider a conventional LED lighting device in which the
例えば、トランス1において、巻線比(一次巻線1pのターン数:二次巻線1sのターン数)が2:1である場合、VFET=V1+V2×2=600Vとなる。ここで、このようなLED点灯装置において接続されるLEDアレイのLED電圧VLが50Vとなる場合、降圧チョッパ回路130においては、二次電圧V2とLED電圧VLの差が150V(=200V-50V)となる。このように50VのLED電圧VLに対して二次電圧V2とLED電圧VLの差が150Vと大きくなると、これにより無用な回路損失が生じてしまう。また、必要以上に高い二次電圧V2のために、フライバックコンバータ120のFET2にも必要以上の電圧(本例では600V)が印加されることになり、ここでも無用なスイッチング損失が生じてしまう。すなわち、必要以上に高い二次電圧V2が固定されると、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の双方において無用な損失が生じて回路効率が低下してしまうことになる。
For example, in the
一方、本実施形態のLED点灯装置100では、二次電圧V2とLED電圧VLの差分である差分電圧VDが設定値VDsで一定となるように制御される。ここでも、上記のように、一次電圧V1=200Vであり、巻線比(一次巻線1pのターン数:二次巻線1sのターン数)が2:1である場合を想定する。そして、差分電圧VDの設定値VDsは、例えば、30Vであるものとする。
On the other hand, in the
接続されるLEDアレイ200のLED電圧VLが150Vである場合、上記制御の結果、二次電圧V2(=VL+VD)は180Vとなる。そして、フライバックコンバータ120のFET2には、VFET=V1+V2×2=560Vが印加される。このように、LED電圧VL(LEDアレイ200の順方向電圧Vf)のばらつきを考慮して二次電圧V2に大きなマージンをもたせる必要はない。したがって、LED電圧VLが同じ150Vの場合であっても、上記の従来的なLED点灯装置ではV2=200V、VFET=600Vであるのに対して、本実施形態ではV2=180V、VFET=560Vとなり、二次電圧V2の低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の双方において損失が低減され、回路効率が向上する。
When the LED voltage VL of the connected
また、接続されるLEDアレイ200のLED電圧VLが50Vである場合、上記制御の結果、二次電圧V2(=VL+VD)は80Vとなる。そして、フライバックコンバータ120のFET2には、VFET=V1+V2×2=360Vが印加される。このように、LED電圧VLが同じ50Vの場合であっても、上記の従来的なLED点灯装置では二次電圧V2=200V、VFET=600Vであるのに対して、本実施形態ではV2=80V、VFET=360Vとなり、二次電圧V2の大幅な低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の双方において損失が大幅に低減され、回路効率が大幅に向上する。
Further, when the LED voltage VL of the connected
また、降圧チョッパ回路130の出力短絡状態(例えば、LEDアレイ200の短絡故障など)においては、差分電圧VDが二次電圧V2に等しくなる。この場合、差分電圧VDを低下させるように制御回路150のフィードバック動作が作用し、ドライバ回路5によるFET2のPWM駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路5によるFET2の駆動が停止される。言い換えると、制御回路150によって、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の損失低減、すなわち効率向上の効果だけでなく、降圧チョッパ回路130の出力短絡に対する保護機能実現の効果も得られる。
Further, in an output short-circuit state of the step-down chopper circuit 130 (for example, a short-circuit failure of the
無負荷保護回路160は、コンパレータ22、閾値電圧源23及びダイオード24を含む。無負荷保護回路160は、降圧チョッパ回路130の無負荷状態を検出して保護動作をトリガするものであり、必要に応じて接続される。この無負荷状態は、LEDアレイ200が未接続である場合又はLEDアレイ200が断線している場合に相当する。差分電圧検出回路140によって検出される差分電圧検出値VDは、コンパレータ22の反転入力端子に入力される。コンパレータ22の非反転入力端子は、閾値電圧源23に接続される。閾値電圧源23は、例えば、制御電源を分圧して生成された閾値であってもよいし、LED点灯装置100がマイコン(不図示)を含む場合には、そのマイコンから入力される電圧であってもよい。この閾値は、差分電圧VDが実質的にゼロとなったことを検出するための電圧閾値に対応する。
No-
コンパレータ22の出力端子は、ダイオード24を介してフォトカプラ17のフォトダイオード17dのアノードに接続される。ダイオード21とダイオード24は、ダイオードOR回路を構成する。すなわち、このダイオードOR回路は、オペアンプ14の出力電圧とコンパレータ22の出力電圧のいずれか低い方に対してオンする。なお、無負荷保護回路160が接続されない場合には、制御回路150のダイオード21は不要となる。また、コンパレータ22は、オペアンプ(例えば、オペアンプ14がパッケージされたオペアンプICに含まれる他のオペアンプ)によって構成され得る。
The output terminal of the
コンパレータ22は、差分電圧検出値VDが閾値を超える場合(LEDアレイ200が正常に接続されている場合)にはローレベルを出力し、差分電圧検出値VDが閾値以下である場合(無負荷状態の場合)にはハイレベルを出力する。すなわち、差分電圧VDが電圧閾値を超える場合、ダイオード24はオフ状態となり、フォトダイオード17d及びフォトトランジスタ17tに流れる電流はオペアンプ14の動作によってのみ決定される。一方、差分電圧VDが電圧閾値以下の場合、ダイオード24はオン状態となり、フォトダイオード17d及びフォトトランジスタ17tに流れる電流は最大化される。これにより、ドライバ回路5によるFET2のPWM駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路5によるFET2の駆動が停止される。これにより、無負荷時には、二次電圧V2は、充分に低い電圧又はゼロとなる。
The
ここで、図2に、本実施形態の変形例によるLED点灯装置100及びLED照明装置300を示す。本変形例では、無負荷保護回路の構成が図1の構成と異なる。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。
Here, FIG. 2 shows an
図2に示すように、LED点灯装置100は無負荷保護回路165を備え、無負荷保護回路165はコンパレータ22及び閾値電圧源23を含む。上記実施形態(図1)と同様に、コンパレータ22の反転入力端子には差分電圧検出値VDが入力され、コンパレータ22の非反転入力端子は閾値電圧源23に接続される。一方、本変形例では、コンパレータ22の出力端子は、ドライバ回路10に接続される。ドライバ回路10は、コンパレータ22からの入力がハイレベルとなるとFET7の駆動を停止させるように構成される。例えば、ドライバ回路10が制御ICを含む場合には、その制御ICのイネーブルピンなどに、適宜のプルアップ回路などを介してコンパレータ22の出力端子が接続され得る。
As shown in FIG. 2 , the
差分電圧検出値VDが閾値以下である場合(無負荷状態の場合)、コンパレータ22の出力がハイレベルとなることにより、ドライバ回路10によるFET7の駆動が停止される。なお、本変形例では、ドライバ回路10は、無負荷保護回路165からのハイレベル出力に応じてFET7の駆動を停止させるように構成されるが、無負荷保護回路165からのハイレベル出力に応じてFET7のPWM駆動のパルス幅を減少させるように構成されてもよい。いずれの場合でも、無負荷時には、降圧チョッパ回路130の出力電圧が低減される(すなわち、ゼロ又は充分に低い電圧となる)。また、ドライバ回路10の仕様によっては、コンパレータ22の出力がローレベルの場合にFET7の駆動を停止させるように構成されてもよい。この場合、コンパレータ22の非反転入力端子に差分電圧検出値VDが入力され、コンパレータ22の反転入力端子に閾値電圧源23に接続される。
When the differential voltage detection value VD is equal to or less than the threshold (in the no-load state), the output of the
以上のように、本実施形態のLED点灯装置100は、入力される一次電圧V1を二次電圧V2に変換して二次電圧V2を出力するフライバックコンバータ120(直流電源回路)と、二次電圧V2を降圧してLED電圧VL(降圧出力電圧)を生成してLED電圧VLをLEDアレイ200に投入する降圧チョッパ回路130と、二次電圧V2とLED電圧VLとの差分である差分電圧VDを検出する差分電圧検出回路140と、差分電圧VDが設定値VDsで一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態を制御する制御回路150とを備える。
As described above, the
このように、二次電圧V2とLED電圧VLとの差分である差分電圧VDが設定値VDsで一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態が制御される。すなわち、LED電圧VLの減少/増加に応じてフライバックコンバータ120の二次電圧V2が減少/増加するので、二次電圧V2とLED電圧VLの差が抑制される。これにより、異なるLED負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、LEDアレイ200の順方向電圧Vfのばらつきを考慮して二次電圧V2にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、副次的な効果として、降圧チョッパ回路130の出力短絡状態の発生によって差分電圧VDが上昇すること(最大でVD=V2)を受けて、上記フィードバック制御によってフライバックコンバータ120の出力が最小化又は停止される。これにより、出力短絡保護の機能も実現される。
Thus, the driving state of the
また、LED点灯装置100は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧VDが所定の閾値以下となる場合にフライバックコンバータ120に二次電圧V2を低減させる無負荷保護回路160を備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路130の無負荷状態において、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の出力が抑制又は停止され、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の待機電力の低減が可能となる。
Further, the
また、LED点灯装置100は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧VDが所定の閾値以下となる場合に降圧チョッパ回路130に出力電圧を低減させる無負荷保護回路165を備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路130の無負荷状態において、その出力が抑制又は停止され、降圧チョッパ回路130の待機電力の低減が、簡素な回路構成において可能となる。
Further, the
また、LED点灯装置100では、降圧チョッパ回路130はチョークコイル6、FET7及び回生ダイオード8を含み、LEDアレイ200が接続される場合に、FET7がオン状態の場合にフライバックコンバータ120の出力端の高電位側から低電位側にLEDアレイ200、チョークコイル6及びFET7の直列回路が形成され、FET7がオフ状態の場合にLEDアレイ200、チョークコイル6及び回生ダイオード8による閉回路が形成される。そして、差分電圧検出回路140はチョークコイル6とFET7の直列回路に印加される電圧を検出するように配置される。これにより、降圧チョッパ回路として一般的な構成のバックコンバータにおいて簡素な構成で差分電圧検出回路140が付加され、上記各効果を奏するLED点灯装置100が簡素な構成で実現される。
Also, in the
<第2の実施形態>
上記第1の実施形態では、差分電圧VDが設定値で一定となるように構成されたが、本実施形態では、二次電圧V2に対する差分電圧VDの比が設定値で一定となるように構成される例を示す。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the differential voltage VD is configured to be constant at the set value, but in the present embodiment, the ratio of the differential voltage VD to the secondary voltage V2 is configured to be constant at the set value. Here is an example of what is
図3に、本実施形態によるLED点灯装置100及びLED照明装置300を示す。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、差分電圧検出回路140及び二次電圧検出回路170が電圧検出回路として設けられ、第1の実施形態に対して二次電圧検出回路170及び除算器27が付加される。
FIG. 3 shows an
二次電圧検出回路170は平滑コンデンサ4に並列接続され、二次電圧検出回路170には二次電圧V2が印加される。二次電圧検出回路170は、抵抗25及び26の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。二次電圧V2の分圧値(すなわち、抵抗26に発生する電圧)が、除算器27に入力される。この二次電圧V2の分圧値を二次電圧検出値V2というものとする。また、差分電圧検出回路140による差分電圧VDの差分電圧検出値VDも除算器27に入力される。
The secondary
制御回路150において、オペアンプ14の反転入力端子の前段に除算器27が接続される。除算器27は、例えば、不図示のマイコンにおいて実現され、差分電圧検出値VDを二次電圧検出値V2で除した値(=Vd/V2)を演算する。なお、説明の便宜上、差分電圧検出回路140における抵抗分圧比と二次電圧検出回路170における抵抗分圧比とは同じであるものとし、VD/V2=VD/V2として説明する。ただし、両分圧比は異なるものであってもよい。除算器27は、除算結果=VD/V2(以下、「比R」という)をオペアンプ14の反転入力端子に入力する。
In
オペアンプ14は、除算器27の出力電圧(比R)と基準電圧源15の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源15の電圧は、比Rの設定値Rsに対応する。オペアンプ14によって出力される増幅誤差はフォトカプラ17によってドライバ回路5に伝達され、ドライバ回路5はこの増幅誤差を解消する方向においてFET2のPWM駆動におけるパルス幅を決定する。すなわち、制御回路150は、比Rが設定値Rsで一定となるようにフライバックコンバータ120をフィードバック制御する。
The
ここで、第1の実施形態と同様に、一次電圧V1=200Vであり、巻数比(一次巻線1pのターン数:二次巻線1sのターン数)は2:1であるものとし、比R(=VD/V2)の設定値Rsは、例えば、1/6であるものとする。 Here, as in the first embodiment, it is assumed that the primary voltage is V1=200 V and the turn ratio (the number of turns of the primary winding 1p:the number of turns of the secondary winding 1s) is 2:1. It is assumed that the set value Rs of R (=VD/V2) is, for example, 1/6.
接続されるLEDアレイ200のLED電圧VLが150Vである場合、上記制御の結果、二次電圧V2(=VL×1.2)は180Vとなる。そして、フライバックコンバータ120のFET2には、V1+V2×2=560Vが印加される。このように、LED電圧VL(順方向電圧Vf)のばらつきを考慮して二次電圧V2に大きなマージンをもたせる必要はない。したがって、LED電圧VLが同じ150Vの場合であっても、上記の従来的なLED点灯装置ではV2=200V、VFET=600Vであるのに対して、本実施形態ではV2=180V、VFET=560Vとなり、二次電圧V2の低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の双方において損失が低減され、回路効率が向上する。
When the LED voltage VL of the connected
また、接続されるLEDアレイ200のLED電圧VLが50Vである場合、上記制御の結果、二次電圧V2(=VL×1.2)は60Vとなる。そして、フライバックコンバータ120のFET2には、VFET=V1+V2×2=320Vが印加される。このように、LED電圧VLが同じ50Vの場合であっても、上記の従来的なLED点灯装置ではV2=200V、VFET=600Vであるのに対して、本実施形態ではV2=60V、VFET=320Vとなり、二次電圧V2の大幅な低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の双方において損失が大幅に低減され、回路効率が大幅に向上する。
Also, when the LED voltage VL of the connected
また、降圧チョッパ回路130の出力短絡状態(例えば、LEDアレイ200の短絡故障など)においては、差分電圧VDが二次電圧V2に等しくなり、比Rが1に等しくなる。この場合、比Rを低下させるように制御回路150のフィードバック動作が作用し、ドライバ回路5によるFET2のPWM駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路5によるFET2の駆動が停止される。言い換えると、制御回路150によって、フライバックコンバータ120及び降圧チョッパ回路130の損失低減、すなわち効率向上の効果だけでなく、降圧チョッパ回路130の出力短絡に対する保護機能実現の効果も得られる。
Further, in an output short-circuit state of the step-down chopper circuit 130 (for example, a short-circuit failure of the
なお、本実施形態では、比Rを二次電圧V2に対する差分電圧VDの比(=VD/V2)として定義したが、比Rを差分電圧VDに対する二次電圧V2の比(=V2/VD)として定義し、制御回路150のロジックを適切に構成することにより、上記と同様の制御を行うことも可能である。また、図3においては、第1の実施形態(図1)と同様に無負荷保護回路160が制御回路150に接続される構成を示すが、第1の実施形態の変形例(図2)と同様に無負荷保護回路165がドライバ回路10に接続される構成が採用されてもよい。
In the present embodiment, the ratio R is defined as the ratio of the differential voltage VD to the secondary voltage V2 (=VD/V2), but the ratio R is the ratio of the secondary voltage V2 to the differential voltage VD (=V2/VD). , and appropriately configuring the logic of the
以上のように、本実施形態によるLED点灯装置100は、入力される一次電圧V1を二次電圧V2に変換して二次電圧V2を出力するフライバックコンバータ120(直流電源回路)と、二次電圧V2を降圧してLED電圧VL(降圧出力電圧)を生成してLED電圧VLをLEDアレイ200に投入する降圧チョッパ回路130と、二次電圧V2とLED電圧VLとの差分である差分電圧VDを検出する差分電圧検出回路140と、二次電圧V2を検出する二次電圧検出回路170と、二次電圧V2と差分電圧VDの比Rが所定の設定値Rsで一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態を制御する制御回路150とを備える。
As described above, the
このように、二次電圧V2と差分電圧VDとの比Rが設定値で一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態が制御される。すなわち、LED電圧VLの減少/増加に応じてフライバックコンバータ120の二次電圧V2が減少/増加するので、二次電圧V2とLED電圧VLの差が抑制される。これにより、異なるLED負荷に対しても前段のフライバックコンバータ120及び後段の降圧チョッパ回路130の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、LEDアレイ200の順方向電圧Vfのばらつきを考慮して二次電圧V2にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、副次的な効果として、降圧チョッパ回路130の出力短絡状態の発生によって比Rが増加又は減少(最大又は最小でR=1)となり、上記フィードバック機能によってフライバックコンバータ120の出力が最小化又は停止される。これにより、出力短絡保護の機能も実現される。なお、本実施形態においても、無負荷保護回路160又は165によって得られる効果、及び降圧チョッパ回路130における差分電圧検出回路140の配置に関する効果は、第1の実施形態のものと同様である。
In this manner, the drive state of
<第3の実施形態>
上記第1及び第2の実施形態では、バックコンバータを構成する降圧チョッパ回路130においてLEDアレイ200がチョークコイル6及びFET7よりも高電位側に配置される構成を示した。一方、本実施形態では、バックコンバータを構成する降圧チョッパ回路130´においてLEDアレイ200がチョークコイル6及びFET7よりも低電位側に配置される構成を示す。
<Third Embodiment>
In the above first and second embodiments, the step-down
図4に、本実施形態によるLED点灯装置100及びLED照明装置300を示す。本実施形態において、第1又は第2の実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、降圧チョッパ回路130の代わりに降圧チョッパ回路130´が用いられ、二次電圧検出回路170及び降圧電圧検出回路180が電圧検出回路として設けられる。
FIG. 4 shows an
図4に示すように、本実施形態の降圧チョッパ回路130´はバックコンバータであるが、その接続構成が第1及び第2の実施形態の降圧チョッパ回路130と異なる。降圧チョッパ回路130´では、FET7のオン時間において、平滑コンデンサ4→FET7→チョークコイル6→LEDアレイ200→電流検出抵抗11→平滑コンデンサ4に形成される閉回路にLED電流が流れる。FET7のオフ期間において、チョークコイル6のエネルギーを電源として、チョークコイル6→LEDアレイ200→回生ダイオード8→チョークコイル6に形成される閉回路にLED電流が流れる。ドライバ回路10´は、例えば、降圧チョッパ回路用の制御IC及びその周辺回路で構成される。ドライバ回路10´は、電流検出抵抗11に発生する電圧(すなわち、LED電流)が一定となるように、FET7をPWM駆動することができる。
As shown in FIG. 4, the step-down chopper circuit 130' of this embodiment is a buck converter, but its connection configuration is different from that of the step-down
本実施形態では、降圧電圧検出回路180がLEDアレイ200に並列接続され、降圧電圧検出回路180にはLED電圧VLが印加される。降圧電圧検出回路180は、抵抗28及び29の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。LED電圧VLの分圧値(すなわち、抵抗29に発生する電圧)が、LED電圧検出値VLとして制御回路150に入力される。
In this embodiment, the step-down
制御回路150において、オペアンプ14の反転入力端子の前段に減算/除算器30が接続される。減算/除算器30には、二次電圧検出回路170によって検出された二次電圧検出値V2及び降圧電圧検出回路180によって検出されたLED電圧検出値VLが入力される。減算/除算器30は、例えば、不図示のマイコンにおいて実現され、二次電圧検出値V2とLED電圧検出値VLとの差分(=V2-VL)又は二次電圧検出値V2に対するLED電圧検出値VLの比R´(=VL/V2)を演算する。なお、説明の便宜上、二次電圧検出回路170における抵抗分圧比と降圧電圧検出回路180における抵抗分圧比とは同じであるものとし、VL/V2=VL/V2として説明する。ただし、両分圧比は異なるものであってもよい。減算/除算器30は、演算結果をオペアンプ14の反転入力端子に入力する。
In
オペアンプ14は、減算/除算器30の出力電圧と基準電圧源15の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源15の電圧は、差分電圧VD(=V2-VL)の設定値VDs又は二次電圧V2に対するLED電圧VLの比R´の設定値Rs´に対応する。オペアンプ14から出力される増幅誤差はフォトカプラ17によってドライバ回路5に伝達され、ドライバ回路5はこの増幅誤差を解消する方向においてFET2のPWM駆動におけるパルス幅を決定する。すなわち、制御回路150は、差分電圧D又は比R´が設定値VDs又はRs´で一定となるようにフライバックコンバータ120をフィードバック制御する。
The
なお、差分電圧VDに対する設定値VDsは、第1の実施形態における設定値VDsと同様であればよい。これにより、第1の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、比R´の設定値Rs´は、第2の実施形態における比Rに関して(1-R)に対する設定値と同様であればよい。例えば、第2の実施形態ではRs=1/6であったので、本実施形態では比Rs´=5/6とすればよい。これにより、第2の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。 Note that the set value VDs for the differential voltage VD may be the same as the set value VDs in the first embodiment. This makes it possible to obtain the same actions and effects as those of the first embodiment. Also, the set value Rs' of the ratio R' may be the same as the set value for (1-R) with respect to the ratio R in the second embodiment. For example, since Rs=1/6 in the second embodiment, the ratio Rs'=5/6 may be used in the present embodiment. This makes it possible to obtain the same actions and effects as those of the second embodiment.
なお、本実施形態では、比R´を二次電圧V2に対するLED電圧VLの比(=VL/V2)として定義したが、比R´をLED電圧VLに対する二次電圧V2の比(=V2/VL)として定義し、制御回路150のロジックを適切に構成することにより、上記と同様の制御を行うことも可能である。また、図4においては、第1の実施形態(図1)と同様に無負荷保護回路160が制御回路150に接続される構成を示すが、第1の実施形態の変形例(図2)と同様に無負荷保護回路165がドライバ回路10´に接続される構成が採用されてもよい。
In this embodiment, the ratio R' is defined as the ratio of the LED voltage VL to the secondary voltage V2 (=VL/V2), but the ratio R' is the ratio of the secondary voltage V2 to the LED voltage VL (=V2/ VL) and appropriately configuring the logic of the
以上のように、本実施形態によるLED点灯装置100は、入力される一次電圧V1を二次電圧V2に変換して二次電圧V2を出力するフライバックコンバータ120(直流電源回路)と、二次電圧V2を降圧してLED電圧VL(降圧出力電圧)を生成してLED電圧VLをLEDアレイ200に投入する降圧チョッパ回路130´と、二次電圧V2を検出する二次電圧検出回路170と、LED電圧VLを検出する降圧電圧検出回路180と、二次電圧V2とLED電圧VLの差(VD)又は二次電圧V2とLED電圧VLとの比R´が所定の設定値VDs又はRs´で一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態を制御する制御回路150とを備える。
As described above, the
これにより、二次電圧V2とLED電圧VLの差分電圧VD又は二次電圧V2とLED電圧VLとの比R´が設定値VDs又はRs´で一定となるようにフライバックコンバータ120の駆動状態が制御される。すなわち、LED電圧VLの減少/増加に応じてフライバックコンバータ120の二次電圧V2が減少/増加するので、両電圧の差が抑制される。これにより、異なるLED負荷に対しても前段のフライバックコンバータ120及び後段の降圧チョッパ回路130´の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、LEDアレイ200の順方向電圧Vfのばらつきを考慮して二次電圧V2にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、本実施形態においても、無負荷保護回路160又は165によって得られる効果は、第1の実施形態のものと同様である。
As a result, the drive state of the
<まとめ>
以上のように、本発明のLED点灯装置100は、入力される一次電圧V1を二次電圧V2に変換して二次電圧V2を出力するフライバックコンバータ120(直流電源回路)と、二次電圧V2を降圧してLED電圧VL(降圧出力電圧)を生成してLED電圧VLをLEDアレイ200に投入する降圧チョッパ回路130又は130´と、LED電圧VLを直接又は間接に検出する電圧検出回路(140、170又は180の適宜の組合せ)と、電圧検出回路によって検出されるLED電圧VLの減少/増加に応じて二次電圧V2を減少/増加させるようにフライバックコンバータ120の駆動状態を制御する制御回路150とを備える。この構成によると、降圧チョッパ回路130又は130´の出力電圧であるLED電圧VLの減少/増加に応じてフライバックコンバータ120の出力電圧である二次電圧V2が減少/増加するので、二次電圧V2とLED電圧VLの差が抑制される。これにより、異なるLED負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することができるLED点灯装置及びそれを用いたLED照明装置が実現される。
<Summary>
As described above, the
<変形例>
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
<Modification>
Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways, for example, as shown below.
(1)LEDアレイ200に関する変形
上記各実施形態では、光源としてLEDアレイ200を示したが、本開示における「LED」はいわゆる発光ダイオードだけでなく有機発光ダイオード(OLED)も含み得ることが意図されている。
(1) Modifications regarding the
(2)フライバックコンバータ120に関する変形
上記各実施形態では、直流電源回路としてフライバックコンバータ120を示した。一方、直流電源回路が昇圧回路でありかつ一次側と二次側との間に絶縁が要求されない場合には、図5に示すように、フライバックコンバータ120の代わりに昇圧チョッパ回路125が採用されてもよい。本変形例において、第1~第3の実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。昇圧チョッパ回路125は、コイル31、スイッチング素子32(以下、「FET32」という)、ダイオード33、平滑コンデンサ4及びドライバIC35を含む。FET32は、ドライバ回路35によってスイッチング(PWM駆動)される。各実施形態と同様に、昇圧チョッパ回路125には一次電圧V1が入力され、平滑コンデンサ4に発生する電圧が昇圧チョッパ回路125の出力としての二次電圧V2となる。ドライバ回路35は、例えば、昇圧チョッパ回路用の制御IC及びその周辺回路で構成され、制御回路150からの出力が入力される。
(2) Modifications Regarding
制御回路150は、差分電圧VDが設定値VDsで一定となるように昇圧チョッパ回路125のFET32のPWM駆動におけるパルス幅をフィードバック制御する。本変形例においては、昇圧チョッパ回路125及び降圧チョッパ回路130の基準電位が等しいため、オペアンプ14の出力端子とドライバ回路35の間にフォトカプラを設ける必要はない。したがって、オペアンプ14の出力端子は、ドライバ回路35に接続される。なお、ドライバ回路35は、制御回路150から入力される電圧の減少/増加に応じてFET32のPWM駆動におけるパルス幅を減少/増加させる機能を有するものとする。
The
本変形例では、第1の実施形態との関係において差分電圧VDが設定値VDsで一定となるようにフィードバック制御が行われる構成を示している。一方、本変形例において、第2の実施形態(差分電圧検出回路140及び二次電圧検出回路170を用いる構成)又は第3の実施形態(二次電圧検出回路170及び降圧電圧検出回路180を用いる構成)との組合せにおいて各実施形態と同様のフィードバック制御が行われてもよい。
This modified example shows a configuration in which feedback control is performed so that the differential voltage VD is kept constant at the set value VDs in relation to the first embodiment. On the other hand, in this modified example, the second embodiment (configuration using the differential
また、本変形例では、図5に図示するように、無負荷保護回路165がドライバ回路10に接続されることが好ましい。これは、昇圧チョッパ回路125の動作を停止させても一次電圧V1が降圧チョッパ回路130に印加され、降圧チョッパ回路130の出力が低減又は停止されない可能性があるためである。すなわち、降圧チョッパ回路130の出力を所望のレベルに低減し、又は完全に停止さるためには、無負荷保護回路165によってFET7の駆動を低減又は停止させる必要がある。あるいは、無負荷保護回路160及び165を併用して、昇圧チョッパ回路125(FET32)及び降圧チョッパ回路130(FET7)の双方の駆動を停止させてもよい。
Further, in this modification, it is preferable that a no-
6 チョークコイル
7 スイッチング素子
8 回生ダイオード
100 LED点灯装置
120 フライバックコンバータ(直流電源回路)
125 昇圧チョッパ回路(直流電源回路)
130 降圧チョッパ回路
140 差分電圧検出回路
150 制御回路
160、165 無負荷保護回路(保護回路)
170 二次電圧検出回路
180 降圧電圧検出回路
200 LEDアレイ
300 LED照明装置
6 choke coil 7
125 boost chopper circuit (DC power supply circuit)
130 step-down
170 secondary
Claims (7)
入力される一次電圧を二次電圧に変換して該二次電圧を出力する直流電源回路と、
前記二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成して該降圧出力電圧をLEDアレイに投入する降圧チョッパ回路と、
前記降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出される前記降圧出力電圧の減少に応じて前記二次電圧を減少させるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路と
を備え、
前記電圧検出回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路であり、
前記制御回路が、前記差分電圧が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、LED点灯装置。 An LED lighting device,
a DC power supply circuit that converts an input primary voltage into a secondary voltage and outputs the secondary voltage;
a step-down chopper circuit for stepping down the secondary voltage to generate a stepped-down output voltage and applying the stepped-down output voltage to an LED array;
a voltage detection circuit that directly or indirectly detects the step-down output voltage;
a control circuit for controlling the drive state of the DC power supply circuit so as to reduce the secondary voltage in accordance with the reduction in the step-down output voltage detected by the voltage detection circuit;
with
wherein the voltage detection circuit is a differential voltage detection circuit that detects a differential voltage that is a difference between the secondary voltage and the stepped-down output voltage;
The LED lighting device , wherein the control circuit controls the drive state of the DC power supply circuit so that the differential voltage is constant at a predetermined set value.
入力される一次電圧を二次電圧に変換して該二次電圧を出力する直流電源回路と、
前記二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成して該降圧出力電圧をLEDアレイに投入する降圧チョッパ回路と、
前記降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出される前記降圧出力電圧の減少に応じて前記二次電圧を減少させるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路と
を備え、
前記電圧検出回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路及び前記二次電圧を検出する二次電圧検出回路を含み、
前記制御回路が、前記二次電圧と前記差分電圧との比が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、LED点灯装置。 An LED lighting device,
a DC power supply circuit that converts an input primary voltage into a secondary voltage and outputs the secondary voltage;
a step-down chopper circuit for stepping down the secondary voltage to generate a stepped-down output voltage and applying the stepped-down output voltage to an LED array;
a voltage detection circuit that directly or indirectly detects the step-down output voltage;
a control circuit for controlling the drive state of the DC power supply circuit so as to reduce the secondary voltage in accordance with the reduction in the step-down output voltage detected by the voltage detection circuit;
with
The voltage detection circuit includes a differential voltage detection circuit that detects a differential voltage that is a difference between the secondary voltage and the stepped-down output voltage, and a secondary voltage detection circuit that detects the secondary voltage,
The LED lighting device , wherein the control circuit controls the drive state of the DC power supply circuit so that the ratio between the secondary voltage and the differential voltage is constant at a predetermined set value.
前記LEDアレイが接続される場合に、前記スイッチング素子がオン状態の場合に前記直流電源回路の出力端の高電位側から低電位側に前記LEDアレイ、前記チョークコイル及び前記スイッチング素子の直列回路が形成され、前記スイッチング素子がオフ状態の場合に前記LEDアレイ、前記チョークコイル及び前記回生ダイオードによる閉回路が形成され、
前記差分電圧検出回路が、前記チョークコイルと前記スイッチング素子の直列回路に印加される電圧を検出するように配置された、請求項1から4のいずれか一項に記載のLED点灯装置。 The step-down chopper circuit includes a choke coil, a switching element and a regenerative diode,
When the LED array is connected, a series circuit of the LED array, the choke coil, and the switching element is formed from the high potential side to the low potential side of the output end of the DC power supply circuit when the switching element is in an ON state. A closed circuit is formed by the LED array, the choke coil and the regenerative diode when the switching element is in an off state,
The LED lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the differential voltage detection circuit is arranged to detect a voltage applied to a series circuit of the choke coil and the switching element.
入力される一次電圧を二次電圧に変換して該二次電圧を出力する直流電源回路と、
前記二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成して該降圧出力電圧をLEDアレイに投入する降圧チョッパ回路と、
前記降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出される前記降圧出力電圧の減少に応じて前記二次電圧を減少させるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路と
を備え、
前記電圧検出回路が、前記二次電圧を検出する二次電圧検出回路及び前記降圧出力電圧を検出する降圧電圧検出回路を含み、
前記制御回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧の差又は前記二次電圧と前記降圧出力電圧との比が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、LED点灯装置。 An LED lighting device,
a DC power supply circuit that converts an input primary voltage into a secondary voltage and outputs the secondary voltage;
a step-down chopper circuit for stepping down the secondary voltage to generate a stepped-down output voltage and applying the stepped-down output voltage to an LED array;
a voltage detection circuit that directly or indirectly detects the step-down output voltage;
a control circuit for controlling the drive state of the DC power supply circuit so as to reduce the secondary voltage in accordance with the reduction in the step-down output voltage detected by the voltage detection circuit;
with
the voltage detection circuit includes a secondary voltage detection circuit that detects the secondary voltage and a step-down voltage detection circuit that detects the step-down output voltage;
The control circuit controls the driving state of the DC power supply circuit so that the difference between the secondary voltage and the stepped-down output voltage or the ratio between the secondary voltage and the stepped-down output voltage is constant at a predetermined set value. LED lighting device.
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