照明駆動装置
【課題】ＬＥＤ照明の駆動電流が安定な照明駆動装置を提供する。
【解決手段】整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、電源１００の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して出力する平滑回路１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路１５０と、ディミングを制御するディミング制御回路１６０と、力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路１９０と、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路２００と、を含む。
【解決手段】整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、電源１００の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して出力する平滑回路１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路１５０と、ディミングを制御するディミング制御回路１６０と、力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路１９０と、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路２００と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明駆動装置に係り、特に、ＬＥＤ照明を安定して駆動可能にする照明駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力で駆動し且つ白熱灯のような照明装置に匹敵するほどの輝度を有するＬＥＤ照明に対する関心が高まりつつある。
【０００３】
特に、ＬＥＤ照明に一定の電流が流れるように電流を制御してＬＥＤ照明を駆動するための照明駆動装置についての研究、開発が活発に進められている。この種の照明駆動装置は、様々な照明演出機能を持っており、特に直並列接続で配設されたＬＥＤ素子のディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）を変更することで、様々な照明演出が可能となる。
【０００４】
図１は、従来の照明駆動装置の構成を示す図であり、図２は、従来の照明駆動装置のディミング制御信号による出力電圧及びＬＥＤ電流の形態を例示的に示す図である。
【０００５】
図１及び図２を参照すると、従来の照明駆動装置は、ＡＣ電源１００から出力される電波を整流する整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて変圧回路１２０の出力電圧を調節することでＡＣ電源１００から出力される電源の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して安定したＤＣ電圧を出力し、その出力電圧ＶOUTをＬＥＤモジュール１０へ供給する平滑回路（Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流ＩLEDを制御する定電流駆動回路１５０と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕａｌｔｉｏｎ）方式にてＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節してディミングを制御するディミング制御回路１６０と、定電流駆動回路１５０を介して伝達されるＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏにより駆動して力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、を含む。
【０００６】
この種の照明駆動装置は、変圧回路１２０及びフォトカプラ１７０を基準に一次側と二次側とに分けられ、一次側には、ＡＣ電源１００、整流回路１１０、及び力率補償回路１３０が備えられ、二次側には、ＬＥＤモジュール１０、平滑回路１４０、定電流駆動回路１５０、及びディミング制御回路１６０が備えられる。
【０００７】
ここで、ＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤ素子の直列接続構造から構成され、単一または各種の色相の光を選択的に放出することができる。
【０００８】
そして、変圧回路１２０は、複数のトランスＴＦ１、ＴＦ２から構成される。ここで、一次側の第１のトランスＴＦ１は、整流回路１１０から出力される電圧を二次側の第２のトランスＴＦ２へ伝える機能を遂行する。また、第２のトランスＴＦ２は、第１のトランスＴＦ１からの電圧を変換して出力する機能を遂行する。
【０００９】
力率補償回路１３０は、ＡＣ電源１００から出力されたＡＣ電源電圧及びＡＣ入力電流ＩACの位相を一致させてＡＣ電源１００の力率を補償する力率補償制御器１３２と、力率補償制御器１３２の制御によりスイッチング駆動して変圧回路１２０の出力電圧を調節するＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子ＳＷと、を含む。
【００１０】
力率補償制御器１３２は、所定の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により電圧分配されたＡＣ電源電圧の入力を受けてＡＣ電源電圧及びＡＣ入力電流ＩACの位相を一致させ、ＬＥＤモジュール１０の負荷の大きさに応じてスイッチ素子ＳＷのゲート電圧ＶGを調節してスイッチ素子ＳＷに流れる電流量を調節することで、変圧回路１２０の出力電圧を調節する。
【００１１】
すなわち、力率補償制御器１３２は、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに高電圧が印加され、フォトカプラ１７０が高電圧により駆動することによってＬＥＤモジュール１０に小さい負荷がかかったと判断し、スイッチ素子ＳＷへ低いゲート電圧ＶGを印加することにより、スイッチ素子ＳＷに流れる電流量を低減させ、変圧回路１２０の出力電圧の大きさも低減させる。一方、力率補償制御器１３２は、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに低電圧が印加され、フォトカプラ１７０が低電圧により駆動することによってＬＥＤモジュール１０に過負荷がかかったと判断し、スイッチ素子ＳＷへ高いゲート電圧ＶGを印加することにより、スイッチ素子ＳＷに流れる電流量を増大させ、変圧回路１２０の出力電圧の大きさを増大させるようになる。
【００１２】
平滑回路１４０は、変圧回路１２０の出力端に並列接続された所定のキャパシタを含む。
【００１３】
ディミング制御回路１６０は、ＰＷＭ制御器で発生するＰＷＭ信号ＰＷＭによりオン／オフスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節する第１のスイッチ素子ＳＷ１を含む。
【００１４】
この種の従来の照明駆動装置は、ＬＥＤ照明のディミング制御の際、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値に応じてフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯの電圧の大きさの変動幅が大きく、極めて不安定である。したがって、図２に示すように、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値がハイ（Ｈｉｇｈ）である時、ＬＥＤモジュール１０へ供給される照明駆動装置の出力電圧ＶOUTがＯＶＰ（Ｏｖｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）電圧まで上がり、ロジッグ値が遷移する区間ではＬＥＤモジュール１０に過電流が発生することでＬＥＤモジュール１０を構成するＬＥＤ素子の寿命を短縮させるという不具合がある。
【００１５】
また、従来の照明駆動装置では、サージの発生や外部的な要因によりＬＥＤモジュール１０がオープンして異常状態で動作する場合、図３に示すように、ＬＥＤ電流ＩLEDがほとんど流れず、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが低電圧に落ちるようになる。このとき、フォトカプラ１７０がＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏのみによって駆動して力率補償回路１３０へフィードバック電圧を供給するため、力率補償回路１３０でＬＥＤ電流ＩLEDが流れない状況を過負荷がかかったと判断し、変圧回路１２０の出力電圧、すなわちＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを飽和電圧、例えば、３００Ｖ程度までブースティング（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ）することで回路の損傷や素子を破壊するなどの事故を誘発するようになるという不具合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記したような問題点を解決するためになされたものであって、状況に応じてＬＥＤ照明の出力電圧とＬＥＤ照明へ供給される電圧のいずれかをフィードバックし、フィードバック電圧の大きさに応じてＬＥＤ照明へ供給される電圧を調節することでＬＥＤ照明の駆動電流を安定させることができるようにする照明駆動装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述したような目的を達成するための本発明の一実施形態による照明駆動装置は、電源から出力される電波を整流する整流回路と、前記整流回路から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて前記変圧回路の出力電圧を調節することで前記電源の力率を補償する力率補償回路と、前記変圧回路から出力される電圧を平滑化して出力し、その出力電圧をＬＥＤモジュールへ供給する平滑回路と、前記ＬＥＤモジュールに一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路と、前記定電流駆動回路を制御して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路と、前記力率補償回路へフィードバック電圧を印加するフォトカプラと、前記ディミング制御回路の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路と、前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路と、前記平滑回路から出力されて前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路と、を含んでなることが好ましい。
【００１８】
ここで、前記力率補償回路は、前記フォトカプラが高電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを低減させる一方、前記フォトカプラが低電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを増大させることが好ましい。
【００１９】
また、前記第１のフォトカプラ駆動回路の出力端及び前記第２のフォトカプラ駆動回路の出力端は、電流の逆流防止のためのダイオードをそれぞれ備え、前記フォトカプラの入力端に並列接続されることが好ましい。
【００２０】
さらに、前記第２のフォトカプラ駆動回路は、前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧を電圧分配する複数の抵抗素子と、前記複数の抵抗素子のいずれかにより電圧分配された電圧と第１の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から出力される電圧と第２の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第２の増幅器と、前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、を含んでなることが好ましい。
【００２１】
また、前記第１のフォトカプラ駆動回路は、前記ディミング制御回路の制御により前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を前記フォトカプラへ印加することが好ましい。
【００２２】
このような、前記第１のフォトカプラ駆動回路は、前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧と第３の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器と、前記第３の増幅器から出力される電圧と第４の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器と、前記第３の増幅器及び前記第４の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、前記ディミング制御回路の制御によりスイッチング駆動し、前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記第４の増幅器の第４の基準電圧として前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を印加するスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２３】
また、前記定電流駆動回路は、接地端に接続されたツェナーダイオードと、前記ＬＥＤモジュールの出力端に接続されたセンス抵抗と、前記第１のツェナーダイオードにかかる電圧と前記センス抵抗にかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器と、前記第５の増幅器から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節する第１のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記ディミング制御回路は、ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号の入力を受けてディミング制御信号を出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号を出力するデッドタイム部と、前記ディミング制御信号によりオン／オフスイッチング駆動して前記第５の増幅器の出力電圧を前記第１のスイッチ素子の駆動信号として伝達または遮断することで、前記第１のスイッチ素子の駆動を制御する第２のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２５】
ここで、前記デッドタイム部は、前記ＰＷＭ制御器からＰＷＭ信号の入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号をそのままディミング制御信号として出力する一方、ＰＷＭ信号のロジッグ値が遷移する区間にそれぞれ非オーバーラップ時間区間に該当するデッドタイム区間を付与してＳ／Ｈ制御信号を生成及び出力することが好ましい。
【００２６】
また、前記サンプル・アンド・ホールド回路では、前記ディミング制御回路から出力されるＳ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングした出力電圧を出力することが好ましい。
【００２７】
このような、前記サンプル・アンド・ホールド回路は、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を充電するキャパシタと、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧または前記キャパシタの充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリング出力し、且つ出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第６の増幅器と、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器及びキャパシタに伝達または遮断する第３のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２８】
ここで、前記第３のスイッチ素子は、前記ディミング制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点から第１のデッドタイム区間に該当する時間が経過した以降、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達する一方、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧が前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達できないように遮断することがより好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る照明駆動装置によれば、状況に応じてＬＥＤ照明の出力電圧とＬＥＤ照明へ供給される電圧のいずれかをフィードバックし、フィードバック電圧の大きさに応じてＬＥＤ照明へ供給される電圧を調節してＬＥＤ照明の駆動電流を安定させることで、ＬＥＤ照明を常時安定して駆動することができ、且つ、回路の損傷や素子の破壊などの事故発生を防止してＬＥＤ照明の寿命を一層増大させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の照明駆動装置の構成図である。
【図２】従来の照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図３】従来の照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態に係る照明駆動装置の構成及び動作過程について詳述する。
【００３２】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る照明駆動装置は、ＡＣ電源１００から出力される電波を整流する整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて変圧回路１２０の出力電圧を調節することでＡＣ電源１００から出力される電源の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して安定したＤＣ電圧を出力し、その出力電圧ＶOUTをＬＥＤモジュール１０へ供給する平滑回路１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流ＩLEDを制御する定電流駆動回路１５０と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕａｌｔｉｏｎ）方式にて定電流駆動回路１５０を制御してＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路１６０と、力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、ディミング制御回路１６０の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路１８０と、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路１９０と、平滑回路１４０から出力されてＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路２００を含んでなるものであってよい。なお、ＬＥＤモジュール１０の出力端には、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏの電圧上昇の制限のために第２のツェナーダイオードＺＤ２が並列接続されることが好ましい。
【００３３】
このような、本発明に係る照明駆動装置は、変圧回路１２０及びフォトカプラ１７０を基準に一次側と二次側とに分けられ、一次側には、ＡＣ電源１００、整流回路１１０、及び力率補償回路１３０が備えられ、二次側には、ＬＥＤモジュール１０、平滑回路１４０、定電流駆動回路１５０、ディミング制御回路１６０、サンプル・アンド・ホールド回路１８０、第１のフォトカプラ駆動回路１９０、及び第２のフォトカプラ駆動回路２００が備えられることが好ましい。
【００３４】
一方、定電流駆動回路１５０、ディミング制御回路１６０、サンプル・アンド・ホールド回路１８０、第１のフォトカプラ駆動回路１９０、及び第２のフォトカプラ駆動回路２００は、例えば単一ＩＣ内に実現されることが好ましい。
【００３５】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力端ＩOPTO及び第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力端ＶOPTOは、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに並列接続され、各出力端ＩOPTO、ＶOPTOには、電流の逆流防止のためのダイオードＤ３、Ｄ４が備えられ、このような回路構成上の特性により第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力端ＩOPTO電圧と第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力端ＶOPTO電圧のうち大きいほうの電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加される。このとき、力率補償回路１３０は、フォトカプラ１７０が高電圧により駆動することによって変圧回路１２０の出力電圧の大きさを低減させる一方、フォトカプラ１７０が低電圧により駆動することによって変圧回路１２０の出力電圧の大きさを増大させるようになる。
【００３６】
以下、本発明に係る照明駆動装置の構成をより具体的に説明する。なお、本発明に係るＡＣ電源１００、整流回路１１０、変圧回路１２０、力率補償回路１３０、平滑回路１４０、及びフォトカプラ１７０は、従来の照明駆動装置を構成するＡＣ電源１００、整流回路１１０、変圧回路１２０、力率補償回路１３０、平滑回路１４０、及びフォトカプラ１７０とその技術的構成及び機能が同一であるので、詳しい説明は省略することにする。
【００３７】
定電流駆動回路１５０は、接地端に接続された第１のツェナーダイオードＺＤ１、第１のツェナーダイオードＺＤ１にかかる電圧とＬＥＤモジュール１０の出力端に接続されたセンス抵抗Ｒｓにかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器ＯＰ１、及び第１の増幅器ＯＰ１から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動することでＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節する第１のスイッチ素子ＳＷ１を含む。例えば、第１のスイッチ素子ＳＷ１は、パワートランジスター（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などから構成されていてよい。
【００３８】
すなわち、定電流駆動回路１５０の第１の増幅器ＯＰ１の出力により第１のスイッチ素子ＳＷ１がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０には一定の大きさのＬＥＤ電流ＩLEDが流れるようになる。このとき、ＬＥＤ電流ＩLEDの大きさは、第１のツェナーダイオードＺＤ１にかかる電圧値である「ＶZD1」をセンス抵抗Ｒｓの大きさで割って算出される。
【００３９】
一方、ディミング制御回路１６０は、ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、ディミング制御信号ＤＩＭを出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成して出力するデッドタイム部１６２と、ディミング制御信号ＤＩＭによりオン／オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達または遮断することで、第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動を制御する第２のスイッチ素子ＳＷ２とを含む。
【００４０】
ここで、デッドタイム部１６２は、図５に示すように、ＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、該入力されたＰＷＭ信号ＰＷＭをそのままディミング制御信号ＤＩＭとして出力する一方、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値が遷移する区間にそれぞれデッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２を付与してＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成して出力する。ここで、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈは、ディミング制御信号ＤＩＭと同位相を有するが、デッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２に該当する非オーバーラップ時間区間を有する。
【００４１】
そして、第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点Ｔ１'から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達することで、定電流駆動回路１５０を駆動させる。このとき、定電流駆動回路１５０が駆動することにより、ＬＥＤモジュール１０には定電流駆動回路１５０によりセットされた定電流が流れるようになり、その結果、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは一定の大きさに下降するようになる。
【００４２】
以降、第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点Ｔ２'から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動して第１のスイッチ素子ＳＷ１に伝達される第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を遮断することで、定電流駆動回路１５０の駆動を中断させる。このように定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、ＬＥＤモジュール１０の電流の流れもまた中断する。ここで、ディミング制御信号ＤＩＭの第１のロジッグ値は、例えば、ハイ（Ｈｉｇｈ）またはロー（Ｌｏｗ）になることがあり、このとき、ディミング制御信号ＤＩＭの第１のロジッグ値がハイであると第２のロジッグ値はローになり、第１のロジッグ値がローであると第２のロジッグ値はハイになることが好ましい。
【００４３】
一方、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングされた出力電圧を出力することで、一定電圧の出力を保持する。ここで、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの第１のロジッグ値は、例えば、ハイまたはローになることがあり、このとき、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの第１のロジッグ値がハイであると第２のロジッグ値はローになり、第１のロジッグ値がローであると第２のロジッグ値はハイであることが好ましい。
【００４４】
このような、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを充電するキャパシタＣ１と、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧ＶｏまたはキャパシタＣ１の充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力し、出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第２の増幅器ＯＰ２と、デッドタイム部１６２から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することでＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２及びキャパシタＣ１に伝達または遮断する第３のスイッチ素子ＳＷ３を含む。
【００４５】
ここで、第２の増幅器は、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０の出力端からＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏの入力を受け、入力されたＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏとフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力する一方、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオフスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏが充電されているキャパシタＣ１の充電電圧とフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力することで、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２に一定大きさの電圧を印加する。その結果、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２には、常時第２の増幅器ＯＰ２から出力された一定大きさの電圧がかかるようになる。
【００４６】
そして、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、デッドタイム部１６２から出力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときにオンスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値であるときにはオフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００４７】
すなわち、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点Ｔ１'から第１のデッドタイム区間ＤＴ１に該当する時間が経過した以降、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点Ｔ１から第１のロジッグ値が保持される時間ｔ１の間オンスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点Ｔ２から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００４８】
一方、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器ＯＰ３と、第３の増幅器ＯＰ３から出力される電圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器ＯＰ４とを含む。このとき、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、基準電圧を供給する所定の基準電圧供給器をさらに含むことが好ましい。
【００４９】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、互いに直並列接続された抵抗Ｒ５及び複数のキャパシタＣ２、Ｃ３を含んでなり、帰還フィードバックルーフの極・零点を補償する極・零点補償器１９２が第３の増幅器ＯＰ３に並列接続されて構成されることが好ましい。その結果、本発明に係る照明駆動装置は、極・零点補償器１９２による帰還フィードバックルーフの極・零点補償を通じて十分な位相を確保するようになる。
【００５０】
このような、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、照明駆動装置が正常状態で動作する場合、すなわちＬＥＤモジュール１０がオープンされずにＬＥＤ電流ＩLEDの流れが持続する状況でＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが一定電圧にて保持され、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧が一定数値（例えば、６０Ｖ）未満に保持されることによって、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第２のフォトカプラ駆動回路２００に比べて高い電圧を一定大きさにて出力するようになる。したがって、本発明に係る照明駆動装置が正常状態で動作する場合には、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加され、その結果、フォトカプラ１７０が第１のフォトカプラ駆動回路１９０の一定の出力電圧により駆動するようになる。
【００５１】
すなわち、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される一定電圧をフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０にフィードバックすることで、力率補償回路１３０の変圧回路１２０の駆動によりＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧の大きさ、特に第１の目標値（例えば、５０Ｖ）に保持させるようになる。
【００５２】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、ディミング制御回路１６０の制御により定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、力率補償回路１３０が変圧回路１２０の出力電圧を低減させることで変圧回路１２０の駆動が中断する程度の高電圧をフォトカプラ１７０へ印加する。
【００５３】
すなわち、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として高電圧ＶＤＤを印加する第４のスイッチ素子ＳＷ４をさらに含んでなるものであってよい。
【００５４】
このような、第４のスイッチ素子ＳＷ４は、ディミング制御回路１６０の定電流駆動回路１５０の制御によりＬＥＤ電流ＩLEDが流れないとき、第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として高電圧ＶＤＤを印加することで、第４の増幅器ＯＰ４を介してフォトカプラ１７０へ一次側の駆動が中断する程度の高電圧を供給して一次側の駆動を中断させ、照明駆動装置の誤作動を防止する役割を遂行するようになる。
【００５５】
例えば、第４のスイッチ素子ＳＷ４は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第１のロジッグ値である場合、すなわち、第２のスイッチ素子ＳＷ２のオンスイッチング駆動により定電流駆動回路１５０の駆動が中断してＬＥＤ電流ＩLEDが流れない時、オンスイッチング駆動して基準電圧供給器の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２の代わりに、高電圧供給器からの高電圧ＶＤＤを第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として供給することで、第４の増幅器ＯＰ４から一次側の駆動が中断する程度の高電圧が出力されるようにする。
【００５６】
これにより、力率補償回路１３０を構成する力率制御補償器１３２は、スイッチ素子ＳＷのゲート電圧ＶGをほぼ「０」に落としてスイッチ素子ＳＷの駆動を中断することで、変圧回路１２０の駆動を中断し、結局として、一次側の駆動が中断する。
【００５７】
このとき、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTは、一次側駆動の中断にもかかわらず、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値に遷移して、第２のスイッチ素子ＳＷ２のオフスイッチング駆動により定電流駆動回路１５０の駆動が開始するまで、平滑回路１４０を構成する大容量キャパシタにより一定の電圧大きさ、特に第１の目標値（例えば、５０Ｖ）を安定して保持するようになる。
【００５８】
一方、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、ＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTを電圧分配する複数の抵抗素子Ｒ６、Ｒ７と、複数の抵抗素子のいずれかの抵抗素子Ｒ７により電圧分配された電圧と第３の基準電圧Ｖｒｅｆ３との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器ＯＰ５と、第５の増幅器ＯＰ５から出力される電圧と第４の基準電圧Ｖｒｅｆ４との差値に該当する電圧を増幅して出力する第６の増幅器ＯＰ６とを含む。このとき、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、基準電圧を供給する所定の基準電圧供給器をさらに含むことが好ましい。
【００５９】
また、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、抵抗素子Ｒ７により電圧分配された電圧の波形をフィルターリングする低域通過フィルター２０２を含んでなるものであってよい。このとき、低域通過フィルター２０２は、互いに直並列接続された抵抗Ｒ８及び複数のキャパシタＣ４、Ｃ５を含んでなるものであってよい。
【００６０】
このような、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、照明駆動装置が異常状態で動作する場合、すなわち、ＬＥＤモジュール１０がオープンされるなどの原因によりＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断した状況でＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは下降し且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTが持続的にブースティングされて一定数値（例えば、６０Ｖ）以上に上昇することによって、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第１のフォトカプラ駆動回路１９０に比べて高い電圧を出力するようになる。したがって、本発明に係る照明駆動装置が異常状態で動作する場合には、第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加され、その結果、フォトカプラ１７０が第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧により駆動するようになる。
【００６１】
すなわち、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、変圧回路１２０から出力され平滑回路１４０を介してＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０へフィードバックする。これにより、図６に示したように、ＬＥＤモジュール１０がオープンされることでＬＥＤ電流ＩLEDが殆ど流れず、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが低電圧に落ちるようになる場合、力率補償回路１３０の変圧回路１２０の駆動によりＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTが飽和電圧までブースティングされる現象を防止し、且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさ、特に第１の目標値に比べて大きい値を有する第２の目標値（例えば、６０Ｖ）に保持させるようになる。
【００６２】
前述したような構成において、本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作について説明すれば、次のとおりである。
【００６３】
先ず、ディミング制御回路１６０のデッドタイム部１６２は、ＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号ＰＷＭをそのままディミング制御信号ＤＩＭに出力して定電流駆動回路１５０を制御する一方、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値が遷移する区間にそれぞれデッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２を付与してＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成し、生成されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを出力してサンプル・アンド・ホールド回路１８０に入力する。
【００６４】
例えば、ディミング制御回路１６０の第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がローになると、ロジッグ値がローになった時点Ｔ１'からローレベルが保持される時間の間オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達することで、定電流駆動回路１５０を駆動させる。これに対し、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ２'からハイレベルが保持される時間の間オンスイッチング駆動して第１のスイッチ素子ＳＷ１に伝達する第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を遮断することで、定電流駆動回路１５０の駆動を中断する。このように定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、ＬＥＤモジュール１０の電流の流れもまた中断する。
【００６５】
一方、定電流駆動回路１５０は、ディミング制御回路１６０の制御によりＬＥＤモジュール１０の電流の流れを制御する。このとき、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは、センス抵抗Ｒｓにかかった電圧と第１のスイッチ素子ＳＷ１の両端にかかった電圧、例えば、第１のスイッチ素子ＳＷ１がパワートランジスターからなる場合、第１のスイッチ素子のドレイン−ソースの両端にかかった電圧の和に該当する大きさを有する。
【００６６】
このように定電流駆動回路１５０が駆動するに伴い、ＬＥＤモジュール１０には定電流駆動回路１５０によりセットされた定電流が流れるようになり、その結果、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは一定の大きさに下降するようになる。
【００６７】
一方、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの入力を受け、その入力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値の時にサンプリングした出力電圧を出力することで、一定電圧の出力を保持する。
【００６８】
すなわち、サンプル・アンド・ホールド回路１８０の第３のスイッチ素子ＳＷ３は、デッドタイム部１６２から出力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときにオンスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する。一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値であるときにはオフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００６９】
例えば、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がローになった時点Ｔ１'から第１のデッドタイム区間ＤＴ１に該当する時間が経過した以降、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ１からハイレベルが保持される時間ｔ１の間オンスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する。一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値がローになると、ロジッグ値がローになった時点Ｔ２からローレベルが保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００７０】
すると、サンプル・アンド・ホールド回路１８０の第２の増幅器は、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０の出力端からＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏの入力を受け、入力されたＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏとフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力する。一方、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオフスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏが充電されているキャパシタＣ１から充電電圧の入力を受け、入力された電圧とフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力することで、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２に一定大きさの電圧を印加する。
【００７１】
これにより、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値である時でも第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２には、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときの出力電圧が伝達される。言い換えれば、ディミング制御の際にディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値によらず、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値の時にサンプリングされたサンプル・アンド・ホールド回路１８０の出力電圧が常時保持される。
【００７２】
以降、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から常時一定の大きさで出力される電圧の入力を受けて駆動し出力端ＯＰＴＯを介して常時一定大きさの出力電圧を出力することで、フォトカプラ１７０を安定して駆動させるようになる。
【００７３】
その結果、フォトカプラ１７０は、照明駆動装置のディミング制御のための駆動時に第１のフォトカプラ駆動回路１９０から常時一定大きさの電圧の入力を受けて駆動することで、常時一定大きさのフィードバック電圧ＦＢを安定して出力するようになり、照明駆動装置をして常時一定大きさの出力電圧ＶOUTを保持できるようにする。そのため、ＬＥＤモジュール１０には、常時安定した大きさの駆動電流が流れるようになる。
【００７４】
一方、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになることによる第２のスイッチ素子ＳＷ２のオンスイッチング駆動によって定電流駆動回路１５０の駆動が中断することでＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断した場合には、力率補償回路１３０の駆動によって変圧回路１２０の出力電圧がブースティングするなどの誤作動が発生することがある。このとき、第４のスイッチ素子ＳＷ４がディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ２'からハイレベルが保持される時間の間オンスイッチング駆動して高電圧ＶＤＤを第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として供給することで、一次側の駆動を制御して、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさに保持させるようになる。
【００７５】
一方では、照明駆動装置が異常状態で動作する場合、すなわち、ＬＥＤモジュール１０がオープンされるなどの原因によってＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断することでＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは下降し且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧が持続的にブースティングして一定数値（例えば、６０Ｖ）以上に上昇することによって、第２のフォトカプラ駆動回路２００がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第１のフォトカプラ駆動回路１９０に比べて高い電圧を出力するようになり、その結果、フォトカプラ１７０が第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧にて駆動するようになる。このとき、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、変圧回路１２０から出力されＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０にフィードバックするようになる。
【００７６】
すると、力率補償回路１３０は、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを下降させて第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧を下降させ、フォトカプラ１７０に印加される電圧を下降させる動作を繰り返すことで、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさ、すなわち、第２の目標値（例えば、６０Ｖ）に下降させ保持するようになる。
【００７７】
本発明に係る照明駆動装置は、前述した実施例に限られるものではなく、本発明の技術思想が許容する範囲内で種々に変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ＬＥＤモジュール
１００ ＡＣ電源
１１０ 整流回路
１２０ 変圧回路
１３０ 力率補償回路
１３２ 力率補償制御器
１４０ 平滑回路
１５０ 定電流駆動回路
１６０ ディミング制御回路
１６２ デッドタイム部
１７０ フォトカプラ
１８０ サンプル・アンド・ホールド回路
１９０ 第１のフォトカプラ駆動回路
１９２ 極・零点補償器
２００ 第２のフォトカプラ駆動回路
２０２ 低域通過フィルター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明駆動装置に係り、特に、ＬＥＤ照明を安定して駆動可能にする照明駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力で駆動し且つ白熱灯のような照明装置に匹敵するほどの輝度を有するＬＥＤ照明に対する関心が高まりつつある。
【０００３】
特に、ＬＥＤ照明に一定の電流が流れるように電流を制御してＬＥＤ照明を駆動するための照明駆動装置についての研究、開発が活発に進められている。この種の照明駆動装置は、様々な照明演出機能を持っており、特に直並列接続で配設されたＬＥＤ素子のディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）を変更することで、様々な照明演出が可能となる。
【０００４】
図１は、従来の照明駆動装置の構成を示す図であり、図２は、従来の照明駆動装置のディミング制御信号による出力電圧及びＬＥＤ電流の形態を例示的に示す図である。
【０００５】
図１及び図２を参照すると、従来の照明駆動装置は、ＡＣ電源１００から出力される電波を整流する整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて変圧回路１２０の出力電圧を調節することでＡＣ電源１００から出力される電源の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して安定したＤＣ電圧を出力し、その出力電圧ＶOUTをＬＥＤモジュール１０へ供給する平滑回路（Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流ＩLEDを制御する定電流駆動回路１５０と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕａｌｔｉｏｎ）方式にてＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節してディミングを制御するディミング制御回路１６０と、定電流駆動回路１５０を介して伝達されるＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏにより駆動して力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、を含む。
【０００６】
この種の照明駆動装置は、変圧回路１２０及びフォトカプラ１７０を基準に一次側と二次側とに分けられ、一次側には、ＡＣ電源１００、整流回路１１０、及び力率補償回路１３０が備えられ、二次側には、ＬＥＤモジュール１０、平滑回路１４０、定電流駆動回路１５０、及びディミング制御回路１６０が備えられる。
【０００７】
ここで、ＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤ素子の直列接続構造から構成され、単一または各種の色相の光を選択的に放出することができる。
【０００８】
そして、変圧回路１２０は、複数のトランスＴＦ１、ＴＦ２から構成される。ここで、一次側の第１のトランスＴＦ１は、整流回路１１０から出力される電圧を二次側の第２のトランスＴＦ２へ伝える機能を遂行する。また、第２のトランスＴＦ２は、第１のトランスＴＦ１からの電圧を変換して出力する機能を遂行する。
【０００９】
力率補償回路１３０は、ＡＣ電源１００から出力されたＡＣ電源電圧及びＡＣ入力電流ＩACの位相を一致させてＡＣ電源１００の力率を補償する力率補償制御器１３２と、力率補償制御器１３２の制御によりスイッチング駆動して変圧回路１２０の出力電圧を調節するＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子ＳＷと、を含む。
【００１０】
力率補償制御器１３２は、所定の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により電圧分配されたＡＣ電源電圧の入力を受けてＡＣ電源電圧及びＡＣ入力電流ＩACの位相を一致させ、ＬＥＤモジュール１０の負荷の大きさに応じてスイッチ素子ＳＷのゲート電圧ＶGを調節してスイッチ素子ＳＷに流れる電流量を調節することで、変圧回路１２０の出力電圧を調節する。
【００１１】
すなわち、力率補償制御器１３２は、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに高電圧が印加され、フォトカプラ１７０が高電圧により駆動することによってＬＥＤモジュール１０に小さい負荷がかかったと判断し、スイッチ素子ＳＷへ低いゲート電圧ＶGを印加することにより、スイッチ素子ＳＷに流れる電流量を低減させ、変圧回路１２０の出力電圧の大きさも低減させる。一方、力率補償制御器１３２は、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに低電圧が印加され、フォトカプラ１７０が低電圧により駆動することによってＬＥＤモジュール１０に過負荷がかかったと判断し、スイッチ素子ＳＷへ高いゲート電圧ＶGを印加することにより、スイッチ素子ＳＷに流れる電流量を増大させ、変圧回路１２０の出力電圧の大きさを増大させるようになる。
【００１２】
平滑回路１４０は、変圧回路１２０の出力端に並列接続された所定のキャパシタを含む。
【００１３】
ディミング制御回路１６０は、ＰＷＭ制御器で発生するＰＷＭ信号ＰＷＭによりオン／オフスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節する第１のスイッチ素子ＳＷ１を含む。
【００１４】
この種の従来の照明駆動装置は、ＬＥＤ照明のディミング制御の際、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値に応じてフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯの電圧の大きさの変動幅が大きく、極めて不安定である。したがって、図２に示すように、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値がハイ（Ｈｉｇｈ）である時、ＬＥＤモジュール１０へ供給される照明駆動装置の出力電圧ＶOUTがＯＶＰ（Ｏｖｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）電圧まで上がり、ロジッグ値が遷移する区間ではＬＥＤモジュール１０に過電流が発生することでＬＥＤモジュール１０を構成するＬＥＤ素子の寿命を短縮させるという不具合がある。
【００１５】
また、従来の照明駆動装置では、サージの発生や外部的な要因によりＬＥＤモジュール１０がオープンして異常状態で動作する場合、図３に示すように、ＬＥＤ電流ＩLEDがほとんど流れず、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが低電圧に落ちるようになる。このとき、フォトカプラ１７０がＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏのみによって駆動して力率補償回路１３０へフィードバック電圧を供給するため、力率補償回路１３０でＬＥＤ電流ＩLEDが流れない状況を過負荷がかかったと判断し、変圧回路１２０の出力電圧、すなわちＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを飽和電圧、例えば、３００Ｖ程度までブースティング（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ）することで回路の損傷や素子を破壊するなどの事故を誘発するようになるという不具合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記したような問題点を解決するためになされたものであって、状況に応じてＬＥＤ照明の出力電圧とＬＥＤ照明へ供給される電圧のいずれかをフィードバックし、フィードバック電圧の大きさに応じてＬＥＤ照明へ供給される電圧を調節することでＬＥＤ照明の駆動電流を安定させることができるようにする照明駆動装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述したような目的を達成するための本発明の一実施形態による照明駆動装置は、電源から出力される電波を整流する整流回路と、前記整流回路から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて前記変圧回路の出力電圧を調節することで前記電源の力率を補償する力率補償回路と、前記変圧回路から出力される電圧を平滑化して出力し、その出力電圧をＬＥＤモジュールへ供給する平滑回路と、前記ＬＥＤモジュールに一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路と、前記定電流駆動回路を制御して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路と、前記力率補償回路へフィードバック電圧を印加するフォトカプラと、前記ディミング制御回路の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路と、前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路と、前記平滑回路から出力されて前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路と、を含んでなることが好ましい。
【００１８】
ここで、前記力率補償回路は、前記フォトカプラが高電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを低減させる一方、前記フォトカプラが低電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを増大させることが好ましい。
【００１９】
また、前記第１のフォトカプラ駆動回路の出力端及び前記第２のフォトカプラ駆動回路の出力端は、電流の逆流防止のためのダイオードをそれぞれ備え、前記フォトカプラの入力端に並列接続されることが好ましい。
【００２０】
さらに、前記第２のフォトカプラ駆動回路は、前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧を電圧分配する複数の抵抗素子と、前記複数の抵抗素子のいずれかにより電圧分配された電圧と第１の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から出力される電圧と第２の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第２の増幅器と、前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、を含んでなることが好ましい。
【００２１】
また、前記第１のフォトカプラ駆動回路は、前記ディミング制御回路の制御により前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を前記フォトカプラへ印加することが好ましい。
【００２２】
このような、前記第１のフォトカプラ駆動回路は、前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧と第３の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器と、前記第３の増幅器から出力される電圧と第４の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器と、前記第３の増幅器及び前記第４の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、前記ディミング制御回路の制御によりスイッチング駆動し、前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記第４の増幅器の第４の基準電圧として前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を印加するスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２３】
また、前記定電流駆動回路は、接地端に接続されたツェナーダイオードと、前記ＬＥＤモジュールの出力端に接続されたセンス抵抗と、前記第１のツェナーダイオードにかかる電圧と前記センス抵抗にかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器と、前記第５の増幅器から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節する第１のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記ディミング制御回路は、ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号の入力を受けてディミング制御信号を出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号を出力するデッドタイム部と、前記ディミング制御信号によりオン／オフスイッチング駆動して前記第５の増幅器の出力電圧を前記第１のスイッチ素子の駆動信号として伝達または遮断することで、前記第１のスイッチ素子の駆動を制御する第２のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２５】
ここで、前記デッドタイム部は、前記ＰＷＭ制御器からＰＷＭ信号の入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号をそのままディミング制御信号として出力する一方、ＰＷＭ信号のロジッグ値が遷移する区間にそれぞれ非オーバーラップ時間区間に該当するデッドタイム区間を付与してＳ／Ｈ制御信号を生成及び出力することが好ましい。
【００２６】
また、前記サンプル・アンド・ホールド回路では、前記ディミング制御回路から出力されるＳ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングした出力電圧を出力することが好ましい。
【００２７】
このような、前記サンプル・アンド・ホールド回路は、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を充電するキャパシタと、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧または前記キャパシタの充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリング出力し、且つ出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第６の増幅器と、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器及びキャパシタに伝達または遮断する第３のスイッチ素子と、を含んでなることが好ましい。
【００２８】
ここで、前記第３のスイッチ素子は、前記ディミング制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点から第１のデッドタイム区間に該当する時間が経過した以降、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達する一方、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧が前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達できないように遮断することがより好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る照明駆動装置によれば、状況に応じてＬＥＤ照明の出力電圧とＬＥＤ照明へ供給される電圧のいずれかをフィードバックし、フィードバック電圧の大きさに応じてＬＥＤ照明へ供給される電圧を調節してＬＥＤ照明の駆動電流を安定させることで、ＬＥＤ照明を常時安定して駆動することができ、且つ、回路の損傷や素子の破壊などの事故発生を防止してＬＥＤ照明の寿命を一層増大させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の照明駆動装置の構成図である。
【図２】従来の照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図３】従来の照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作を説明するための参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態に係る照明駆動装置の構成及び動作過程について詳述する。
【００３２】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る照明駆動装置は、ＡＣ電源１００から出力される電波を整流する整流回路１１０と、整流回路１１０から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路１２０と、フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて変圧回路１２０の出力電圧を調節することでＡＣ電源１００から出力される電源の力率を補償する力率補償回路１３０と、変圧回路１２０から出力される電圧を平滑化して安定したＤＣ電圧を出力し、その出力電圧ＶOUTをＬＥＤモジュール１０へ供給する平滑回路１４０と、ＬＥＤモジュール１０に一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流ＩLEDを制御する定電流駆動回路１５０と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕａｌｔｉｏｎ）方式にて定電流駆動回路１５０を制御してＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路１６０と、力率補償回路１３０へフィードバック電圧を印加するフォトカプラ１７０と、ディミング制御回路１６０の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路１８０と、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される電圧をフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路１９０と、平滑回路１４０から出力されてＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフィードバックしてフォトカプラ１７０の駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路２００を含んでなるものであってよい。なお、ＬＥＤモジュール１０の出力端には、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏの電圧上昇の制限のために第２のツェナーダイオードＺＤ２が並列接続されることが好ましい。
【００３３】
このような、本発明に係る照明駆動装置は、変圧回路１２０及びフォトカプラ１７０を基準に一次側と二次側とに分けられ、一次側には、ＡＣ電源１００、整流回路１１０、及び力率補償回路１３０が備えられ、二次側には、ＬＥＤモジュール１０、平滑回路１４０、定電流駆動回路１５０、ディミング制御回路１６０、サンプル・アンド・ホールド回路１８０、第１のフォトカプラ駆動回路１９０、及び第２のフォトカプラ駆動回路２００が備えられることが好ましい。
【００３４】
一方、定電流駆動回路１５０、ディミング制御回路１６０、サンプル・アンド・ホールド回路１８０、第１のフォトカプラ駆動回路１９０、及び第２のフォトカプラ駆動回路２００は、例えば単一ＩＣ内に実現されることが好ましい。
【００３５】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力端ＩOPTO及び第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力端ＶOPTOは、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯに並列接続され、各出力端ＩOPTO、ＶOPTOには、電流の逆流防止のためのダイオードＤ３、Ｄ４が備えられ、このような回路構成上の特性により第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力端ＩOPTO電圧と第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力端ＶOPTO電圧のうち大きいほうの電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加される。このとき、力率補償回路１３０は、フォトカプラ１７０が高電圧により駆動することによって変圧回路１２０の出力電圧の大きさを低減させる一方、フォトカプラ１７０が低電圧により駆動することによって変圧回路１２０の出力電圧の大きさを増大させるようになる。
【００３６】
以下、本発明に係る照明駆動装置の構成をより具体的に説明する。なお、本発明に係るＡＣ電源１００、整流回路１１０、変圧回路１２０、力率補償回路１３０、平滑回路１４０、及びフォトカプラ１７０は、従来の照明駆動装置を構成するＡＣ電源１００、整流回路１１０、変圧回路１２０、力率補償回路１３０、平滑回路１４０、及びフォトカプラ１７０とその技術的構成及び機能が同一であるので、詳しい説明は省略することにする。
【００３７】
定電流駆動回路１５０は、接地端に接続された第１のツェナーダイオードＺＤ１、第１のツェナーダイオードＺＤ１にかかる電圧とＬＥＤモジュール１０の出力端に接続されたセンス抵抗Ｒｓにかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器ＯＰ１、及び第１の増幅器ＯＰ１から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動することでＬＥＤモジュール１０の電流の流れを調節する第１のスイッチ素子ＳＷ１を含む。例えば、第１のスイッチ素子ＳＷ１は、パワートランジスター（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などから構成されていてよい。
【００３８】
すなわち、定電流駆動回路１５０の第１の増幅器ＯＰ１の出力により第１のスイッチ素子ＳＷ１がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０には一定の大きさのＬＥＤ電流ＩLEDが流れるようになる。このとき、ＬＥＤ電流ＩLEDの大きさは、第１のツェナーダイオードＺＤ１にかかる電圧値である「ＶZD1」をセンス抵抗Ｒｓの大きさで割って算出される。
【００３９】
一方、ディミング制御回路１６０は、ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、ディミング制御信号ＤＩＭを出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成して出力するデッドタイム部１６２と、ディミング制御信号ＤＩＭによりオン／オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達または遮断することで、第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動を制御する第２のスイッチ素子ＳＷ２とを含む。
【００４０】
ここで、デッドタイム部１６２は、図５に示すように、ＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、該入力されたＰＷＭ信号ＰＷＭをそのままディミング制御信号ＤＩＭとして出力する一方、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値が遷移する区間にそれぞれデッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２を付与してＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成して出力する。ここで、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈは、ディミング制御信号ＤＩＭと同位相を有するが、デッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２に該当する非オーバーラップ時間区間を有する。
【００４１】
そして、第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点Ｔ１'から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達することで、定電流駆動回路１５０を駆動させる。このとき、定電流駆動回路１５０が駆動することにより、ＬＥＤモジュール１０には定電流駆動回路１５０によりセットされた定電流が流れるようになり、その結果、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは一定の大きさに下降するようになる。
【００４２】
以降、第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点Ｔ２'から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動して第１のスイッチ素子ＳＷ１に伝達される第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を遮断することで、定電流駆動回路１５０の駆動を中断させる。このように定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、ＬＥＤモジュール１０の電流の流れもまた中断する。ここで、ディミング制御信号ＤＩＭの第１のロジッグ値は、例えば、ハイ（Ｈｉｇｈ）またはロー（Ｌｏｗ）になることがあり、このとき、ディミング制御信号ＤＩＭの第１のロジッグ値がハイであると第２のロジッグ値はローになり、第１のロジッグ値がローであると第２のロジッグ値はハイになることが好ましい。
【００４３】
一方、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングされた出力電圧を出力することで、一定電圧の出力を保持する。ここで、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの第１のロジッグ値は、例えば、ハイまたはローになることがあり、このとき、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの第１のロジッグ値がハイであると第２のロジッグ値はローになり、第１のロジッグ値がローであると第２のロジッグ値はハイであることが好ましい。
【００４４】
このような、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを充電するキャパシタＣ１と、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧ＶｏまたはキャパシタＣ１の充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力し、出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第２の増幅器ＯＰ２と、デッドタイム部１６２から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することでＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２及びキャパシタＣ１に伝達または遮断する第３のスイッチ素子ＳＷ３を含む。
【００４５】
ここで、第２の増幅器は、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０の出力端からＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏの入力を受け、入力されたＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏとフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力する一方、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオフスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏが充電されているキャパシタＣ１の充電電圧とフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力することで、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２に一定大きさの電圧を印加する。その結果、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２には、常時第２の増幅器ＯＰ２から出力された一定大きさの電圧がかかるようになる。
【００４６】
そして、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、デッドタイム部１６２から出力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときにオンスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値であるときにはオフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００４７】
すなわち、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点Ｔ１'から第１のデッドタイム区間ＤＴ１に該当する時間が経過した以降、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点Ｔ１から第１のロジッグ値が保持される時間ｔ１の間オンスイッチング駆動してＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点Ｔ２から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００４８】
一方、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器ＯＰ３と、第３の増幅器ＯＰ３から出力される電圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器ＯＰ４とを含む。このとき、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、基準電圧を供給する所定の基準電圧供給器をさらに含むことが好ましい。
【００４９】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、互いに直並列接続された抵抗Ｒ５及び複数のキャパシタＣ２、Ｃ３を含んでなり、帰還フィードバックルーフの極・零点を補償する極・零点補償器１９２が第３の増幅器ＯＰ３に並列接続されて構成されることが好ましい。その結果、本発明に係る照明駆動装置は、極・零点補償器１９２による帰還フィードバックルーフの極・零点補償を通じて十分な位相を確保するようになる。
【００５０】
このような、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、照明駆動装置が正常状態で動作する場合、すなわちＬＥＤモジュール１０がオープンされずにＬＥＤ電流ＩLEDの流れが持続する状況でＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが一定電圧にて保持され、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧が一定数値（例えば、６０Ｖ）未満に保持されることによって、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第２のフォトカプラ駆動回路２００に比べて高い電圧を一定大きさにて出力するようになる。したがって、本発明に係る照明駆動装置が正常状態で動作する場合には、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の出力電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加され、その結果、フォトカプラ１７０が第１のフォトカプラ駆動回路１９０の一定の出力電圧により駆動するようになる。
【００５１】
すなわち、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から出力される一定電圧をフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０にフィードバックすることで、力率補償回路１３０の変圧回路１２０の駆動によりＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧の大きさ、特に第１の目標値（例えば、５０Ｖ）に保持させるようになる。
【００５２】
また、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、ディミング制御回路１６０の制御により定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、力率補償回路１３０が変圧回路１２０の出力電圧を低減させることで変圧回路１２０の駆動が中断する程度の高電圧をフォトカプラ１７０へ印加する。
【００５３】
すなわち、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として高電圧ＶＤＤを印加する第４のスイッチ素子ＳＷ４をさらに含んでなるものであってよい。
【００５４】
このような、第４のスイッチ素子ＳＷ４は、ディミング制御回路１６０の定電流駆動回路１５０の制御によりＬＥＤ電流ＩLEDが流れないとき、第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として高電圧ＶＤＤを印加することで、第４の増幅器ＯＰ４を介してフォトカプラ１７０へ一次側の駆動が中断する程度の高電圧を供給して一次側の駆動を中断させ、照明駆動装置の誤作動を防止する役割を遂行するようになる。
【００５５】
例えば、第４のスイッチ素子ＳＷ４は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第１のロジッグ値である場合、すなわち、第２のスイッチ素子ＳＷ２のオンスイッチング駆動により定電流駆動回路１５０の駆動が中断してＬＥＤ電流ＩLEDが流れない時、オンスイッチング駆動して基準電圧供給器の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２の代わりに、高電圧供給器からの高電圧ＶＤＤを第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として供給することで、第４の増幅器ＯＰ４から一次側の駆動が中断する程度の高電圧が出力されるようにする。
【００５６】
これにより、力率補償回路１３０を構成する力率制御補償器１３２は、スイッチ素子ＳＷのゲート電圧ＶGをほぼ「０」に落としてスイッチ素子ＳＷの駆動を中断することで、変圧回路１２０の駆動を中断し、結局として、一次側の駆動が中断する。
【００５７】
このとき、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTは、一次側駆動の中断にもかかわらず、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値が第２のロジッグ値に遷移して、第２のスイッチ素子ＳＷ２のオフスイッチング駆動により定電流駆動回路１５０の駆動が開始するまで、平滑回路１４０を構成する大容量キャパシタにより一定の電圧大きさ、特に第１の目標値（例えば、５０Ｖ）を安定して保持するようになる。
【００５８】
一方、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、ＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTを電圧分配する複数の抵抗素子Ｒ６、Ｒ７と、複数の抵抗素子のいずれかの抵抗素子Ｒ７により電圧分配された電圧と第３の基準電圧Ｖｒｅｆ３との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器ＯＰ５と、第５の増幅器ＯＰ５から出力される電圧と第４の基準電圧Ｖｒｅｆ４との差値に該当する電圧を増幅して出力する第６の増幅器ＯＰ６とを含む。このとき、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、基準電圧を供給する所定の基準電圧供給器をさらに含むことが好ましい。
【００５９】
また、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、抵抗素子Ｒ７により電圧分配された電圧の波形をフィルターリングする低域通過フィルター２０２を含んでなるものであってよい。このとき、低域通過フィルター２０２は、互いに直並列接続された抵抗Ｒ８及び複数のキャパシタＣ４、Ｃ５を含んでなるものであってよい。
【００６０】
このような、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、照明駆動装置が異常状態で動作する場合、すなわち、ＬＥＤモジュール１０がオープンされるなどの原因によりＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断した状況でＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは下降し且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTが持続的にブースティングされて一定数値（例えば、６０Ｖ）以上に上昇することによって、フォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第１のフォトカプラ駆動回路１９０に比べて高い電圧を出力するようになる。したがって、本発明に係る照明駆動装置が異常状態で動作する場合には、第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯへ印加され、その結果、フォトカプラ１７０が第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧により駆動するようになる。
【００６１】
すなわち、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、変圧回路１２０から出力され平滑回路１４０を介してＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０へフィードバックする。これにより、図６に示したように、ＬＥＤモジュール１０がオープンされることでＬＥＤ電流ＩLEDが殆ど流れず、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが低電圧に落ちるようになる場合、力率補償回路１３０の変圧回路１２０の駆動によりＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTが飽和電圧までブースティングされる現象を防止し、且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさ、特に第１の目標値に比べて大きい値を有する第２の目標値（例えば、６０Ｖ）に保持させるようになる。
【００６２】
前述したような構成において、本発明の一実施形態に係る照明駆動装置の動作について説明すれば、次のとおりである。
【００６３】
先ず、ディミング制御回路１６０のデッドタイム部１６２は、ＰＷＭ信号ＰＷＭの入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号ＰＷＭをそのままディミング制御信号ＤＩＭに出力して定電流駆動回路１５０を制御する一方、ＰＷＭ信号ＰＷＭのロジッグ値が遷移する区間にそれぞれデッドタイム区間ＤＴ１、ＤＴ２を付与してＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを生成し、生成されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈを出力してサンプル・アンド・ホールド回路１８０に入力する。
【００６４】
例えば、ディミング制御回路１６０の第２のスイッチ素子ＳＷ２は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がローになると、ロジッグ値がローになった時点Ｔ１'からローレベルが保持される時間の間オフスイッチング駆動して第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を第１のスイッチ素子ＳＷ１の駆動信号として伝達することで、定電流駆動回路１５０を駆動させる。これに対し、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ２'からハイレベルが保持される時間の間オンスイッチング駆動して第１のスイッチ素子ＳＷ１に伝達する第１の増幅器ＯＰ１の出力電圧を遮断することで、定電流駆動回路１５０の駆動を中断する。このように定電流駆動回路１５０の駆動が中断するに伴い、ＬＥＤモジュール１０の電流の流れもまた中断する。
【００６５】
一方、定電流駆動回路１５０は、ディミング制御回路１６０の制御によりＬＥＤモジュール１０の電流の流れを制御する。このとき、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは、センス抵抗Ｒｓにかかった電圧と第１のスイッチ素子ＳＷ１の両端にかかった電圧、例えば、第１のスイッチ素子ＳＷ１がパワートランジスターからなる場合、第１のスイッチ素子のドレイン−ソースの両端にかかった電圧の和に該当する大きさを有する。
【００６６】
このように定電流駆動回路１５０が駆動するに伴い、ＬＥＤモジュール１０には定電流駆動回路１５０によりセットされた定電流が流れるようになり、その結果、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは一定の大きさに下降するようになる。
【００６７】
一方、サンプル・アンド・ホールド回路１８０は、ディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈの入力を受け、その入力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値の時にサンプリングした出力電圧を出力することで、一定電圧の出力を保持する。
【００６８】
すなわち、サンプル・アンド・ホールド回路１８０の第３のスイッチ素子ＳＷ３は、デッドタイム部１６２から出力されたＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときにオンスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する。一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値であるときにはオフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００６９】
例えば、第３のスイッチ素子ＳＷ３は、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がローになった時点Ｔ１'から第１のデッドタイム区間ＤＴ１に該当する時間が経過した以降、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ１からハイレベルが保持される時間ｔ１の間オンスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏを第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達する。一方、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値がローになると、ロジッグ値がローになった時点Ｔ２からローレベルが保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、ＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏが第２の増幅器ＯＰ２の入力端及びキャパシタＣ１に伝達できないように遮断する。
【００７０】
すると、サンプル・アンド・ホールド回路１８０の第２の増幅器は、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオンスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュール１０の出力端からＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏの入力を受け、入力されたＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏとフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力する。一方、第３のスイッチ素子ＳＷ３がオフスイッチング駆動すると、ＬＥＤモジュールの出力電圧Ｖｏが充電されているキャパシタＣ１から充電電圧の入力を受け、入力された電圧とフィードバックされた自身の出力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリングして出力することで、第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２に一定大きさの電圧を印加する。
【００７１】
これにより、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第２のロジッグ値である時でも第１のフォトカプラ駆動回路１９０の入力端ＦＢ２には、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値であるときの出力電圧が伝達される。言い換えれば、ディミング制御の際にディミング制御回路１６０から出力されるＳ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈのロジッグ値によらず、Ｓ／Ｈ制御信号Ｓ／Ｈが第１のロジッグ値の時にサンプリングされたサンプル・アンド・ホールド回路１８０の出力電圧が常時保持される。
【００７２】
以降、第１のフォトカプラ駆動回路１９０は、サンプル・アンド・ホールド回路１８０から常時一定の大きさで出力される電圧の入力を受けて駆動し出力端ＯＰＴＯを介して常時一定大きさの出力電圧を出力することで、フォトカプラ１７０を安定して駆動させるようになる。
【００７３】
その結果、フォトカプラ１７０は、照明駆動装置のディミング制御のための駆動時に第１のフォトカプラ駆動回路１９０から常時一定大きさの電圧の入力を受けて駆動することで、常時一定大きさのフィードバック電圧ＦＢを安定して出力するようになり、照明駆動装置をして常時一定大きさの出力電圧ＶOUTを保持できるようにする。そのため、ＬＥＤモジュール１０には、常時安定した大きさの駆動電流が流れるようになる。
【００７４】
一方、ディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになることによる第２のスイッチ素子ＳＷ２のオンスイッチング駆動によって定電流駆動回路１５０の駆動が中断することでＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断した場合には、力率補償回路１３０の駆動によって変圧回路１２０の出力電圧がブースティングするなどの誤作動が発生することがある。このとき、第４のスイッチ素子ＳＷ４がディミング制御信号ＤＩＭのロジッグ値がハイになると、ロジッグ値がハイになった時点Ｔ２'からハイレベルが保持される時間の間オンスイッチング駆動して高電圧ＶＤＤを第４の増幅器ＯＰ４の第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２として供給することで、一次側の駆動を制御して、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさに保持させるようになる。
【００７５】
一方では、照明駆動装置が異常状態で動作する場合、すなわち、ＬＥＤモジュール１０がオープンされるなどの原因によってＬＥＤ電流ＩLEDの流れが中断することでＬＥＤモジュール１０の出力電圧Ｖｏは下降し且つＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧が持続的にブースティングして一定数値（例えば、６０Ｖ）以上に上昇することによって、第２のフォトカプラ駆動回路２００がフォトカプラ１７０の入力端ＯＰＴＯ側に第１のフォトカプラ駆動回路１９０に比べて高い電圧を出力するようになり、その結果、フォトカプラ１７０が第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧にて駆動するようになる。このとき、第２のフォトカプラ駆動回路２００は、変圧回路１２０から出力されＬＥＤモジュール１０へ供給される出力電圧ＶOUTをフォトカプラ１７０を介して力率補償回路１３０にフィードバックするようになる。
【００７６】
すると、力率補償回路１３０は、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを下降させて第２のフォトカプラ駆動回路２００の出力電圧を下降させ、フォトカプラ１７０に印加される電圧を下降させる動作を繰り返すことで、ＬＥＤモジュール１０へ供給される電圧ＶOUTを安定した電圧大きさ、すなわち、第２の目標値（例えば、６０Ｖ）に下降させ保持するようになる。
【００７７】
本発明に係る照明駆動装置は、前述した実施例に限られるものではなく、本発明の技術思想が許容する範囲内で種々に変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ＬＥＤモジュール
１００ ＡＣ電源
１１０ 整流回路
１２０ 変圧回路
１３０ 力率補償回路
１３２ 力率補償制御器
１４０ 平滑回路
１５０ 定電流駆動回路
１６０ ディミング制御回路
１６２ デッドタイム部
１７０ フォトカプラ
１８０ サンプル・アンド・ホールド回路
１９０ 第１のフォトカプラ駆動回路
１９２ 極・零点補償器
２００ 第２のフォトカプラ駆動回路
２０２ 低域通過フィルター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から出力される電波を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路と、
フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて前記変圧回路の出力電圧を調節することで前記電源の力率を補償する力率補償回路と、
前記変圧回路から出力される電圧を平滑化して出力し、その出力電圧をＬＥＤモジュールへ供給する平滑回路と、
前記ＬＥＤモジュールに一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路と、
前記定電流駆動回路を制御して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路と、
前記力率補償回路へフィードバック電圧を印加するフォトカプラと、
前記ディミング制御回路の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路と、
前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路と、
前記平滑回路から出力されて前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路と、
を含んでなることを特徴とする照明駆動装置。
【請求項２】
前記力率補償回路は、
前記フォトカプラが高電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを低減させる一方、前記フォトカプラが低電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを増大させることを特徴とする請求項１に記載の照明駆動装置。
【請求項３】
前記第１のフォトカプラ駆動回路の出力端及び前記第２のフォトカプラ駆動回路の出力端は、
電流の逆流防止のためのダイオードをそれぞれ備え、
前記フォトカプラの入力端に並列接続されることを特徴とする請求項２に記載の照明駆動装置。
【請求項４】
前記第２のフォトカプラ駆動回路は、
前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧を電圧分配する複数の抵抗素子と、
前記複数の抵抗素子のいずれかにより電圧分配された電圧と第１の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力される電圧と第２の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、
を含んでなることを特徴とする請求項３に記載の照明駆動装置。
【請求項５】
前記第１のフォトカプラ駆動回路は、
前記ディミング制御回路の制御により前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を前記フォトカプラへ印加することを特徴とする請求項４に記載の照明駆動装置。
【請求項６】
前記第１のフォトカプラ駆動回路は、
前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧と第３の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器と、
前記第３の増幅器から出力される電圧と第４の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器と、
前記第３の増幅器及び前記第４の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、
前記ディミング制御回路の制御によりスイッチング駆動し、前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記第４の増幅器の第４の基準電圧として前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を印加するスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項５に記載の照明駆動装置。
【請求項７】
前記定電流駆動回路は、
接地端に接続されたツェナーダイオードと、
前記ＬＥＤモジュールの出力端に接続されたセンス抵抗と、
前記第１のツェナーダイオードにかかる電圧と前記センス抵抗にかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器と、
前記第５の増幅器から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節する第１のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の照明駆動装置。
【請求項８】
前記ディミング制御回路は、
ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号の入力を受けてディミング制御信号を出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号を出力するデッドタイム部と、
前記ディミング制御信号によりオン／オフスイッチング駆動して前記第５の増幅器の出力電圧を前記第１のスイッチ素子の駆動信号として伝達または遮断することで、前記第１のスイッチ素子の駆動を制御する第２のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項７に記載の照明駆動装置。
【請求項９】
前記デッドタイム部は、
前記ＰＷＭ制御器からＰＷＭ信号の入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号をそのままディミング制御信号として出力する一方、ＰＷＭ信号のロジッグ値が遷移する区間にそれぞれ非オーバーラップ時間区間に該当するデッドタイム区間を付与してＳ／Ｈ制御信号を生成及び出力することを特徴とする請求項８に記載の照明駆動装置。
【請求項１０】
前記サンプル・アンド・ホールド回路では、
前記ディミング制御回路から出力されるＳ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングした出力電圧を出力することを特徴とする請求項８に記載の照明駆動装置。
【請求項１１】
前記サンプル・アンド・ホールド回路は、
前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を充電するキャパシタと、
前記ＬＥＤモジュールの出力電圧または前記キャパシタの充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリング出力し、且つ出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第６の増幅器と、
前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器及びキャパシタに伝達または遮断する第３のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項１０に記載の照明駆動装置。
【請求項１２】
前記第３のスイッチ素子は、
前記ディミング制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点から第１のデッドタイム区間に該当する時間が経過した以降、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達する一方、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧が前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達できないように遮断することを特徴とする請求項１１に記載の照明駆動装置。
【請求項１】
電源から出力される電波を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力される電圧の大きさを変換して出力する変圧回路と、
フィードバック電圧を用いて負荷の大きさを検知し、検知された負荷の大きさに応じて前記変圧回路の出力電圧を調節することで前記電源の力率を補償する力率補償回路と、
前記変圧回路から出力される電圧を平滑化して出力し、その出力電圧をＬＥＤモジュールへ供給する平滑回路と、
前記ＬＥＤモジュールに一定の駆動電流が流れるようにＬＥＤ電流を制御する定電流駆動回路と、
前記定電流駆動回路を制御して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節することでディミングを制御するディミング制御回路と、
前記力率補償回路へフィードバック電圧を印加するフォトカプラと、
前記ディミング制御回路の制御により駆動し、一定の出力電圧を保持するサンプル・アンド・ホールド回路と、
前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第１のフォトカプラ駆動回路と、
前記平滑回路から出力されて前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧をフィードバックして前記フォトカプラの駆動電圧として印加する第２のフォトカプラ駆動回路と、
を含んでなることを特徴とする照明駆動装置。
【請求項２】
前記力率補償回路は、
前記フォトカプラが高電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを低減させる一方、前記フォトカプラが低電圧により駆動することによって前記変圧回路の出力電圧の大きさを増大させることを特徴とする請求項１に記載の照明駆動装置。
【請求項３】
前記第１のフォトカプラ駆動回路の出力端及び前記第２のフォトカプラ駆動回路の出力端は、
電流の逆流防止のためのダイオードをそれぞれ備え、
前記フォトカプラの入力端に並列接続されることを特徴とする請求項２に記載の照明駆動装置。
【請求項４】
前記第２のフォトカプラ駆動回路は、
前記ＬＥＤモジュールへ供給される電圧を電圧分配する複数の抵抗素子と、
前記複数の抵抗素子のいずれかにより電圧分配された電圧と第１の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力される電圧と第２の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、
を含んでなることを特徴とする請求項３に記載の照明駆動装置。
【請求項５】
前記第１のフォトカプラ駆動回路は、
前記ディミング制御回路の制御により前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を前記フォトカプラへ印加することを特徴とする請求項４に記載の照明駆動装置。
【請求項６】
前記第１のフォトカプラ駆動回路は、
前記サンプル・アンド・ホールド回路から出力される電圧と第３の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第３の増幅器と、
前記第３の増幅器から出力される電圧と第４の基準電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第４の増幅器と、
前記第３の増幅器及び前記第４の増幅器へ基準電圧を供給する基準電圧供給器と、
前記ディミング制御回路の制御によりスイッチング駆動し、前記定電流駆動回路の駆動が中断するに伴い、前記第４の増幅器の第４の基準電圧として前記力率補償回路が前記変圧回路の出力電圧を低減させることで前記変圧回路の駆動が中断する程度の高電圧を印加するスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項５に記載の照明駆動装置。
【請求項７】
前記定電流駆動回路は、
接地端に接続されたツェナーダイオードと、
前記ＬＥＤモジュールの出力端に接続されたセンス抵抗と、
前記第１のツェナーダイオードにかかる電圧と前記センス抵抗にかかる電圧との差値に該当する電圧を増幅して出力する第５の増幅器と、
前記第５の増幅器から出力された電圧の入力を受けることによりオン／オフスイッチング駆動して前記ＬＥＤモジュールの電流の流れを調節する第１のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の照明駆動装置。
【請求項８】
前記ディミング制御回路は、
ＰＷＭ制御器から発生したＰＷＭ信号の入力を受けてディミング制御信号を出力する一方、Ｓ／Ｈ制御信号を出力するデッドタイム部と、
前記ディミング制御信号によりオン／オフスイッチング駆動して前記第５の増幅器の出力電圧を前記第１のスイッチ素子の駆動信号として伝達または遮断することで、前記第１のスイッチ素子の駆動を制御する第２のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項７に記載の照明駆動装置。
【請求項９】
前記デッドタイム部は、
前記ＰＷＭ制御器からＰＷＭ信号の入力を受けると、入力されたＰＷＭ信号をそのままディミング制御信号として出力する一方、ＰＷＭ信号のロジッグ値が遷移する区間にそれぞれ非オーバーラップ時間区間に該当するデッドタイム区間を付与してＳ／Ｈ制御信号を生成及び出力することを特徴とする請求項８に記載の照明駆動装置。
【請求項１０】
前記サンプル・アンド・ホールド回路では、
前記ディミング制御回路から出力されるＳ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値のときの出力電圧をサンプリングし、Ｓ／Ｈ制御信号が第１のロジッグ値から第２のロジッグ値に遷移するときに第１のロジッグ値のときにサンプリングした出力電圧を出力することを特徴とする請求項８に記載の照明駆動装置。
【請求項１１】
前記サンプル・アンド・ホールド回路は、
前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を充電するキャパシタと、
前記ＬＥＤモジュールの出力電圧または前記キャパシタの充電電圧と入力電圧との差値に該当する電圧を単位利得にてバッファリング出力し、且つ出力電圧をフィードバックして入力電圧として用いる第６の増幅器と、
前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値に応じてオン／オフスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器及びキャパシタに伝達または遮断する第３のスイッチ素子と、
を含んでなることを特徴とする請求項１０に記載の照明駆動装置。
【請求項１２】
前記第３のスイッチ素子は、
前記ディミング制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になった時点から第１のデッドタイム区間に該当する時間が経過した以降、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第１のロジッグ値になると、第１のロジッグ値になった時点から第１のロジッグ値が保持される時間の間オンスイッチング駆動することで前記ＬＥＤモジュールの出力電圧を前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達する一方、前記Ｓ／Ｈ制御信号のロジッグ値が第２のロジッグ値になると、第２のロジッグ値になった時点から第２のロジッグ値が保持される時間の間オフスイッチング駆動することで、前記ＬＥＤモジュールの出力電圧が前記第６の増幅器の入力端及び前記キャパシタに伝達できないように遮断することを特徴とする請求項１１に記載の照明駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１６５３６（Ｐ２０１２−２１６５３６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７７０３２（Ｐ２０１２−７７０３２）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（５１２０８２５９８）ドンウン アナテック カンパニー リミティド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（５１２０８２５９８）ドンウン アナテック カンパニー リミティド (1)
【Ｆターム（参考）】
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