ＬＥＤ点灯装置
【課題】簡易な回路構成により、安定したトライアック調光が可能で且つ高効率なＬＥＤ点灯装置。
【解決手段】交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器３に接続されるトランスＴの一次巻線Ｐとスイッチング素子Ｑ１との直列回路と、スイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御する制御回路１４と、ＬＥＤに電力が供給されるトランスＰの二次巻線Ｓと、第１電流と第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路２３と、ブリーダ回路２３に接続され、少なくとも前記トライアック調光器３の導通開始時にブリーダ回路２３に第１電流を流させる切替回路２１とを有する。
【解決手段】交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器３に接続されるトランスＴの一次巻線Ｐとスイッチング素子Ｑ１との直列回路と、スイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御する制御回路１４と、ＬＥＤに電力が供給されるトランスＰの二次巻線Ｓと、第１電流と第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路２３と、ブリーダ回路２３に接続され、少なくとも前記トライアック調光器３の導通開始時にブリーダ回路２３に第１電流を流させる切替回路２１とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させるＬＥＤ点灯装置として、例えば特許文献１が知られている。
【０００３】
特許文献１は、トライアック調光器を有する絶縁型のＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置を開示している。このＬＥＤ点灯装置において、トライアック調光器を安定なオン状態に保持するためには、保持電流と呼ばれる最小負荷電流を流す必要がある。
【０００４】
しかし、保持電流が不足することにより、トライアック調光器がオンオフを繰り返してしまい、チラツキや異音などの不具合が発生してしまう。この不具合をなくすために、ＬＥＤ点灯装置をトライアック調光器に接続する際には、保持電流を流すためのブリーダ回路が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−００３３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ブリーダ回路に流れる電流は、損失となるため、ＬＥＤ点灯装置の効率が低下してしまう。
【０００７】
また、トライアック調光器からの交流電圧は、トライアック調光器により位相制御された断続的な電圧波形であり、交流電圧の立ち上がり時においては、保持電流以上の電流が流れにくくトライアック調光器はオフ状態となり、トライアック調光器は安定に動作しない。このため、特許文献１では、入力コンデンサを設けることで、制御ＩＣを常時、起動させている。しかし、ＬＥＤ点灯装置の部品点数が増加してしまう。
本発明の課題は、簡易な回路構成により、安定したトライアック調光が可能で且つ高効率なＬＥＤ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤ点灯装置は、交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器に接続されるトランスの一次巻線とスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、ＬＥＤに電力供給する前記トランスの二次巻線と、第１電流と前記第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路と、前記ブリーダ回路に接続され、少なくとも前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させる切替回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切替回路は、少なくともトライアック調光器の導通開始時にブリーダ回路に第１電流、即ち、保持電流を流させ、トライアック調光器の動作安定後にはブリーダ回路に流れるブリーダ電流を第１電流よりも小さい第２電流に低減する。従って、本発明は、簡易な回路構成により、安定したトライアック調光が可能で且つ高効率なＬＥＤ点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例２のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での動作波形を示す図で、図３（ａ）は従来技術の動作波形図で、図３（ｂ）は本発明の動作波形図である。
【図４】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での動作波形を示す図で、図４（ａ）は従来技術の動作波形図で、図４（ｂ）は本発明の動作波形図である。
【図５】本発明の実施例１及び２のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での効率を示す図である。
【図６】本発明の実施例３のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図７】本発明の実施例４のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図８】本発明の実施例５のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図９】本発明の実施例６のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図１０】本発明の実施例７のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態のＬＥＤ点灯装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１に示すＬＥＤ点灯装置は、調光機能を有する絶縁型のＬＥＤ点灯装置である。
【００１３】
図１において、交流電源１は、交流入力電圧をトライアック調光器３に供給する。トライアック調光器３は、トライアックにより交流電源１からの交流入力電圧を位相制御する。全波整流回路５は、トライアック調光器３により位相制御された交流入力電圧を整流する。
【００１４】
全波整流回路５の出力端と１次ＧＮＤとの間には、スイッチングトランスＴの一次巻線ＰとＭＯＳＦＥＴ等からなるスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続される。制御回路１４は、スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御するもので、発振器１５、ＰＷＭ回路１７、ドライブ回路１９を有する。
【００１５】
スイッチングトランスＴの二次巻線Ｓは、負荷であるＬＥＤに電力を供給するために、スイッチングトランスＴの一次巻線Ｐとは逆相に巻回されている。スイッチングトランスＴの二次巻線Ｓの両端にはダイオードＤ１とコンデンサＣ１との直列回路が接続される。ダイオードＤ１とコンデンサＣ１とで整流平滑回路を構成する。ダイオードＤ１とコンデンサＣ１との接続点と２次ＧＮＤとの間には、直列に接続されたＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎと抵抗７との直列回路が接続される。
【００１６】
抵抗７は、直列に接続されたＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに流れる電流を検出して電流検出信号を誤差増幅器１３に出力する。
【００１７】
電圧検出回路１１は、ダイオードＤ１がオフのときにスイッチングトランスＴの二次巻線Ｓに発生する位相制御された交流入力電圧に比例した高周波電圧を平滑し調光信号に変換して誤差増幅器１３に出力する。
【００１８】
誤差増幅器１３は、電圧検出回路１１からの調光信号に応じてレベルが変わる基準電圧を有し、抵抗７からの電流検出信号と基準電圧との誤差を増幅し、誤差増幅信号を出力する。ＰＷＭ回路１７は、発振器１５からの基準信号と誤差増幅器１３からの誤差増幅信号とを比較することによりパルス信号のオンオフデューティを変えるＰＷＭ制御を行う。ドライブ回路１９は、ＰＷＭ回路１７からのＰＷＭ信号によりスイッチング素子Ｑ１をオン／オフ駆動させる。
【００１９】
また、ＬＥＤ点灯装置は、トライアック調光器に保持電流を流すブリーダ回路２３と、オン／オフ回路（本発明の切替回路に対応）２１と、トランスＴの補助巻線Ｄとを有している。補助巻線ＤにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２との直列回路が接続され、補助巻線Ｄに発生した位相制御された交流電圧をダイオードＤ２とコンデンサＣ２とで整流平滑した直流電圧が制御回路１４とオン／オフ回路２１とに供給されている。ブリーダ回路２３は、全波整流回路５の出力端に接続される。
【００２０】
ブリーダ回路２３は、第１電流と第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えてブリーダ電流として流すように構成されている。オン／オフ回路２１は、ブリーダ回路２３に接続され、補助巻線Ｄの電圧を検出して、この検出電圧に基づきブリーダ回路２３に流れる第１電流と第２電流とを切り替える。
【００２１】
オン／オフ回路２１は、少なくともトライアック調光器３のオン動作時にブリーダ回路２３に第２電流よりも大きい第１電流を流させる。
【００２２】
次にこのように構成された実施例１のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。まず、交流電源１が印加されると、トライアック調光器３を介してトランスＴの一次巻線Ｐに交流電圧が印加され、図示しない起動回路を介してコンデンサＣ２が充電される。コンデンサＣ２が充電されると、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ駆動が開始され、トランスＴの二次巻線Ｓ及び補助巻線Ｄに交流電圧が発生する。補助巻線Ｄからの交流電圧は、ダイオードＤ５を介し、直流電圧がオン／オフ回路２１に印加される。この直流電圧は、補助巻線Ｄからの交流電圧の電圧値に応じた電圧値となる。
【００２３】
オン／オフ回路２１は、コンデンサＣ２から入力された直流電圧がしきい値電圧未満である場合、即ち、トライアック調光器３の導通開始時には第１電流を選択する。このため、ブリーダ回路２３は、オン／オフ回路２１で選択された第１電流をブリーダ電流として流し、トライアック調光器３の動作安定後には第２電流を流す。
【００２４】
このように、実施例１のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１は、少なくともトライアック調光器３のオン動作時にブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、トライアック調光器３の動作安定後にはブリーダ回路２３に流れるブリーダ電流を第１電流よりも小さい第２電流に低減する。即ち、実施例１のＬＥＤ点灯装置は、必要最低限の期間のみ動作させるので、効率を良くすることができるＬＥＤ点灯装置を提供できる。また、特許文献１のように、入力コンデンサを設ける必要がなく、簡易な構成が可能である。
【実施例２】
【００２５】
図２は、本発明の実施例２のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図２に示す実施例２は、図１に示す実施例１のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１を有するブリーダ回路３１を有するとともに、トライアック調整器３の出力両端に、ダイオードＤ３とダイオードＤ４との直列回路が接続している。ブリーダ回路３１は、ダイオードＤ３及びＤ４のカソードを介して全波整流回路５の入力端に接続される。
【００２６】
ブリーダ回路３１において、補助巻線ＤとダイオードＤ２との接続点はダイオードＤ５を介してダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とツェナーダイオードＺＤ２のカソードとに接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００２７】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎｐｎ型のトランジスタＱ３のコレクタとｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートとに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ６を介してツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ３のエミッタに接続される。
【００２８】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４の一端に接続される。抵抗Ｒ４の他端とトランジスタＱ３のエミッタとコンデンサＣ４の他端とツェナーダイオードＺＤ１のアノードとコンデンサＣ３の他端とは共通接続される。
【００２９】
トランジスタＱ３と抵抗Ｒ５，Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２とは、オン／オフ回路２１を構成する。
【００３０】
次に、このように構成された実施例２のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。ここで、コンデンサＣ３の一端の電圧をＶｃとする。
【００３１】
まず、補助巻線Ｄに交流電圧が発生し、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃがしきい値Ｖｔｈを超えると、即ち、重負荷になると、ツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオフするので、ブリーダ回路３１は動作しない。即ち、略ゼロのブリーダ電流（第２電流）が流れる。
【００３２】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つ交流電圧の立ち上がり時には、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃが低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、電圧ＶｃはダイオードＤ６、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を介してＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオンするので、ブリーダ回路３１は動作して、ブリーダ電流（第１電流）が流れる。
【００３３】
このように、実施例２のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１は、補助巻線Ｄに発生する電圧の値に基づきＬＥＤの負荷状態を判定し、負荷が軽負荷である場合にはブリーダ回路３１に第１電流を流させ、負荷が重負荷時である場合であって且つ補助巻線Ｄに発生する電圧の立ち上がり時にはブリーダ回路３１に第１電流を流させるので、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【００３４】
図３（ｂ）に、オン／オフ回路２１が有りで、コンデンサＣ２の両端電圧、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流Ｉｄを示す。ここで、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）は、全波整流回路５とトランスＴとの接続点に発生する電圧を示す。また、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３及びｔ４は、トライアック調光器３の導通が開始する時刻を示す。図３（ｂ）からもわかるように、補助巻線Ｄの交流電圧の立ち上がり時に第２電流よりも大きい第１電流が流れている。図４（ｂ）には、オン／オフ回路２１が有りで、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）と、ブリーダ回路電流による電力損失を示す。
【００３５】
図３（ａ）に、オン／オフ回路２１が無しで、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）を示す。図４（ａ）には、オン／オフ回路２１が無しで、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）と、ブリーダ回路電流による電力損失を示す。
【００３６】
図３（ａ）、図４（ａ）は、従来技術の動作波形であり、常時、ブリーダ回路２３にブリーダ電流が流れているため、電力損失が大きい。
【００３７】
図５に、本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路２３に対するオン／オフ回路２１の動作の有無での効率を示す。図５において、Ｉｏｕｔは出力電流（負荷電流）を示し、η1はオン／オフ回路２１が有る場合の効率を示し、η2はオン／オフ回路２１がない場合の効率を示す。本発明の方が従来技術の方よりも効率が良いことがでわかる。導通角が小さいときには、即ち、軽負荷時には、ブリーダ回路２３に常時電流を流しているので、本発明と従来技術との効率は同じである。
【実施例３】
【００３８】
図６は、本発明の実施例３のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図６に示す実施例３のＬＥＤ点灯装置は、図２に示す実施例２のブリーダ回路３１に対して、さらに、抵抗Ｒ８、抵抗Ｒ４、ＭＯＳＦＥＴＱ４を設けたことを特徴とする。
【００３９】
トランジスタＱ３のコレクタには抵抗Ｒ８の一端が接続され、抵抗Ｒ８の他端は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とに接続される。抵抗Ｒ４の他端には抵抗Ｒ７の一端が接続され、抵抗Ｒ７の他端はコンデンサＣ３の他端に接続される。
【００４０】
トランジスタＱ３のコレクタにはＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートが接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレインは抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との接続点に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ４のソースはコンデンサＣ３の他端に接続される。
【００４１】
次に、このように構成された実施例３のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００４２】
まず、交流電源１から交流電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ動作が開始し、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃがしきい値Ｖｔｈを超えると、即ち、重負荷になると、ツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオフし、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に流れるため、ブリーダ電流は小さくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００４３】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、電圧Ｖｃが低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、電圧ＶｃはダイオードＤ６、抵抗Ｒ８を介してＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ２もオンして、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４のみを流れるので、大きくなる。即ち、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００４４】
このように、実施例３のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００４５】
図７は、本発明の実施例４のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１に示す実施例１のＬＥＤ点灯装置は、補助巻線Ｄからの電圧をオン／オフ回路２１に出力したが、図７に示す実施例４のＬＥＤ点灯装置は、誤差増幅器１３ａを有し、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧をオン／オフ回路２１ｂに出力したことを特徴とする。
【００４６】
誤差増幅器１３ａは、抵抗７に流れるＬＥＤ電流により発生する電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅し増幅された誤差電圧をフォトカプラ等の絶縁信号伝達素子を介してオン／オフ回路２１ｂに出力する。オン／オフ回路２１ｂは、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧に応じて、ブリーダ回路２３に流れるブリーダ電流の大小を切り替える。
【００４７】
オン／オフ回路２１ｂは、例えば、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流よりも小さい第２電流（略ゼロでも良い）を流す。或いは、オン／オフ回路２１ｂは、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、所定時間が経過した後にブリーダ回路２３に第２電流（略ゼロでも良い）を流しても良い。
【００４８】
このように実施例４のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１ｂは、交流電圧立上がり時には、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上であるので、ブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、ＬＥＤ点灯装置が動作安定後には、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値未満であるので、ブリーダ回路２３に流す電流を第２電流に低減する。
【００４９】
このように、実施例４のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例５】
【００５０】
図８は、本発明の実施例５のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図８に示す実施例５は、図７に示す実施例４のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１ｂを有するブリーダ回路３３を有するとともに、トライアック調整器３の出力両端に、ダイオードＤ３とダイオードＤ４との逆直列回路が接続している。ブリーダ回路３３は、ダイオードＤ３及びＤ４のカソードを介して全波整流回路５の入力端に接続される。
【００５１】
ブリーダ回路３３において、補助巻線ＤとダイオードＤ２との接続点はダイオードＤ５を介してダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とに接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００５２】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートと抵抗Ｒ８の一端とに接続される。抵抗Ｒ８の他端は、フォトカプラＰＣのコレクタに接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートとに接続される。
【００５３】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に接続される。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との接続点は、ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレインに接続される。抵抗Ｒ７の一端とＭＯＳＦＥＴＱ４のソースとフォトカプラＰＣのエミッタとは共通接続される。
【００５４】
フォトカプラＰＣとＭＯＳＦＥＴＱ４とは、オン／オフ回路２１ｂを構成する。
【００５５】
次に、このように構成された実施例５のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００５６】
まず、重負荷になると、ＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに大きい電流が流れるので、フォトカプラＰＣにも大きい電流が流れる。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオフするので、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に流れるため、ブリーダ電流は小さくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００５７】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、ＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに小さい電流が流れるので、フォトカプラＰＣにも小さい電流が流れる。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオンして、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４のみを流れるので、大きくなる。即ち、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００５８】
このように、実施例５のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例６】
【００５９】
図９は、本発明の実施例６のＬＥＤ点灯装置の構成図である。本実施例に係るＬＥＤ点灯装置において、１次側および２次ＧＮＤは共通の接地電位である。図１に示す実施例１のＬＥＤ点灯装置は、補助巻線Ｄからの電圧をオン／オフ回路２１に出力したが、図９に示す実施例６のＬＥＤ点灯装置は、トランスＴの二次巻線Ｓの電圧の値に基づきブリーダ電流の大小を切り替えるオン／オフ回路２１ｃを設けたことを特徴とする。
【００６０】
オン／オフ回路２１ｃは、例えば、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流よりも小さい第２電流（略ゼロでも良い）を流す。或いは、オン／オフ回路２１ｃは、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、所定時間が経過した後にブリーダ回路２３に第２電流（略ゼロでも良い）を流しても良い。
【００６１】
このように実施例６のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１ｃは、交流電圧立上がり時には、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満であるので、ブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、ＬＥＤ点灯装置が動作安定後には、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値以上であるので、ブリーダ回路２３に流す電流を第２電流に低減する。
【００６２】
このように、実施例６のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。また、絶縁信号伝達素子を設ける必要がなくなるため、ＬＥＤ点灯装置の構成が簡易化できる。
【実施例７】
【００６３】
図１０は、本発明の実施例７のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１０に示す実施例７は、図１に示す実施例１のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１ｃを有するブリーダ回路３４を有する。
【００６４】
ブリーダ回路３４において、ダイオードＤ６のアノードにはダイオードＤ７を介して二次巻線Ｓの一端が接続される。ダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とツェナーダイオードＺＤ２のカソードとは共通接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００６５】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎｐｎ型のトランジスタＱ３のコレクタとｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートとに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ６を介してツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ３のエミッタに接続される。
【００６６】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４の一端に接続される。抵抗Ｒ４の他端とトランジスタＱ３のエミッタとコンデンサＣ４の他端とツェナーダイオードＺＤ１のアノードとコンデンサＣ３の他端とは共通接続される。
【００６７】
トランジスタＱ３と抵抗Ｒ５，Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２とは、オン／オフ回路２１ｃを構成する。
【００６８】
次に、このように構成された実施例７のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００６９】
まず、交流電源１から交流電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ動作が開始する。即ち、重負荷になると、二次巻線Ｓの両端に電圧が発生し、この電圧によりツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ブリーダ電流は流れなくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００７０】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、二次巻線Ｓの電圧が低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、二次巻線Ｓの電圧はダイオードＤ７、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を介してＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオンし、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４を流れるので、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００７１】
このように、実施例７のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られるとともに、実施例６の効果と同様な効果が得られる。
【００７２】
なお、本発明は前述した実施例１乃至実施例７のＬＥＤ点灯装置に限定されない。実施例１乃至実施例７のＬＥＤ点灯装置では、フライバック方式を用いたが、例えば、フォワード方式のコンバータ型の電力供給装置を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＬＥＤを点灯させるためのＬＥＤ点灯装置やＬＥＤ照明に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 交流電源
３ トライアック調光器
５ 全波整流回路
７ 抵抗
１１ 電圧検出回路
１３，１３ａ 誤差増幅器
１４ 制御回路
１５ 発振器
１７ ＰＷＭ回路
１９ ドライブ回路
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ オン／オフ回路
３１〜３４ ブリーダ回路
Ｔ トランス
Ｐ 一次巻線
Ｓ 二次巻線
Ｄ 補助巻線
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ２，Ｑ４ ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３ トランジスタ
Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード
ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード
Ｃ１〜Ｃ４ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗
ＰＣ フォトカプラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させるＬＥＤ点灯装置として、例えば特許文献１が知られている。
【０００３】
特許文献１は、トライアック調光器を有する絶縁型のＬＥＤ点灯装置及びＬＥＤ照明装置を開示している。このＬＥＤ点灯装置において、トライアック調光器を安定なオン状態に保持するためには、保持電流と呼ばれる最小負荷電流を流す必要がある。
【０００４】
しかし、保持電流が不足することにより、トライアック調光器がオンオフを繰り返してしまい、チラツキや異音などの不具合が発生してしまう。この不具合をなくすために、ＬＥＤ点灯装置をトライアック調光器に接続する際には、保持電流を流すためのブリーダ回路が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−００３３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ブリーダ回路に流れる電流は、損失となるため、ＬＥＤ点灯装置の効率が低下してしまう。
【０００７】
また、トライアック調光器からの交流電圧は、トライアック調光器により位相制御された断続的な電圧波形であり、交流電圧の立ち上がり時においては、保持電流以上の電流が流れにくくトライアック調光器はオフ状態となり、トライアック調光器は安定に動作しない。このため、特許文献１では、入力コンデンサを設けることで、制御ＩＣを常時、起動させている。しかし、ＬＥＤ点灯装置の部品点数が増加してしまう。
本発明の課題は、簡易な回路構成により、安定したトライアック調光が可能で且つ高効率なＬＥＤ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤ点灯装置は、交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器に接続されるトランスの一次巻線とスイッチング素子との直列回路と、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、ＬＥＤに電力供給する前記トランスの二次巻線と、第１電流と前記第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路と、前記ブリーダ回路に接続され、少なくとも前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させる切替回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切替回路は、少なくともトライアック調光器の導通開始時にブリーダ回路に第１電流、即ち、保持電流を流させ、トライアック調光器の動作安定後にはブリーダ回路に流れるブリーダ電流を第１電流よりも小さい第２電流に低減する。従って、本発明は、簡易な回路構成により、安定したトライアック調光が可能で且つ高効率なＬＥＤ点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例２のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での動作波形を示す図で、図３（ａ）は従来技術の動作波形図で、図３（ｂ）は本発明の動作波形図である。
【図４】本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での動作波形を示す図で、図４（ａ）は従来技術の動作波形図で、図４（ｂ）は本発明の動作波形図である。
【図５】本発明の実施例１及び２のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路に対するオン／オフ動作有無での効率を示す図である。
【図６】本発明の実施例３のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図７】本発明の実施例４のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図８】本発明の実施例５のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図９】本発明の実施例６のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【図１０】本発明の実施例７のＬＥＤ点灯装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態のＬＥＤ点灯装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１に示すＬＥＤ点灯装置は、調光機能を有する絶縁型のＬＥＤ点灯装置である。
【００１３】
図１において、交流電源１は、交流入力電圧をトライアック調光器３に供給する。トライアック調光器３は、トライアックにより交流電源１からの交流入力電圧を位相制御する。全波整流回路５は、トライアック調光器３により位相制御された交流入力電圧を整流する。
【００１４】
全波整流回路５の出力端と１次ＧＮＤとの間には、スイッチングトランスＴの一次巻線ＰとＭＯＳＦＥＴ等からなるスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続される。制御回路１４は、スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御するもので、発振器１５、ＰＷＭ回路１７、ドライブ回路１９を有する。
【００１５】
スイッチングトランスＴの二次巻線Ｓは、負荷であるＬＥＤに電力を供給するために、スイッチングトランスＴの一次巻線Ｐとは逆相に巻回されている。スイッチングトランスＴの二次巻線Ｓの両端にはダイオードＤ１とコンデンサＣ１との直列回路が接続される。ダイオードＤ１とコンデンサＣ１とで整流平滑回路を構成する。ダイオードＤ１とコンデンサＣ１との接続点と２次ＧＮＤとの間には、直列に接続されたＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎと抵抗７との直列回路が接続される。
【００１６】
抵抗７は、直列に接続されたＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに流れる電流を検出して電流検出信号を誤差増幅器１３に出力する。
【００１７】
電圧検出回路１１は、ダイオードＤ１がオフのときにスイッチングトランスＴの二次巻線Ｓに発生する位相制御された交流入力電圧に比例した高周波電圧を平滑し調光信号に変換して誤差増幅器１３に出力する。
【００１８】
誤差増幅器１３は、電圧検出回路１１からの調光信号に応じてレベルが変わる基準電圧を有し、抵抗７からの電流検出信号と基準電圧との誤差を増幅し、誤差増幅信号を出力する。ＰＷＭ回路１７は、発振器１５からの基準信号と誤差増幅器１３からの誤差増幅信号とを比較することによりパルス信号のオンオフデューティを変えるＰＷＭ制御を行う。ドライブ回路１９は、ＰＷＭ回路１７からのＰＷＭ信号によりスイッチング素子Ｑ１をオン／オフ駆動させる。
【００１９】
また、ＬＥＤ点灯装置は、トライアック調光器に保持電流を流すブリーダ回路２３と、オン／オフ回路（本発明の切替回路に対応）２１と、トランスＴの補助巻線Ｄとを有している。補助巻線ＤにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２との直列回路が接続され、補助巻線Ｄに発生した位相制御された交流電圧をダイオードＤ２とコンデンサＣ２とで整流平滑した直流電圧が制御回路１４とオン／オフ回路２１とに供給されている。ブリーダ回路２３は、全波整流回路５の出力端に接続される。
【００２０】
ブリーダ回路２３は、第１電流と第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えてブリーダ電流として流すように構成されている。オン／オフ回路２１は、ブリーダ回路２３に接続され、補助巻線Ｄの電圧を検出して、この検出電圧に基づきブリーダ回路２３に流れる第１電流と第２電流とを切り替える。
【００２１】
オン／オフ回路２１は、少なくともトライアック調光器３のオン動作時にブリーダ回路２３に第２電流よりも大きい第１電流を流させる。
【００２２】
次にこのように構成された実施例１のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。まず、交流電源１が印加されると、トライアック調光器３を介してトランスＴの一次巻線Ｐに交流電圧が印加され、図示しない起動回路を介してコンデンサＣ２が充電される。コンデンサＣ２が充電されると、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ駆動が開始され、トランスＴの二次巻線Ｓ及び補助巻線Ｄに交流電圧が発生する。補助巻線Ｄからの交流電圧は、ダイオードＤ５を介し、直流電圧がオン／オフ回路２１に印加される。この直流電圧は、補助巻線Ｄからの交流電圧の電圧値に応じた電圧値となる。
【００２３】
オン／オフ回路２１は、コンデンサＣ２から入力された直流電圧がしきい値電圧未満である場合、即ち、トライアック調光器３の導通開始時には第１電流を選択する。このため、ブリーダ回路２３は、オン／オフ回路２１で選択された第１電流をブリーダ電流として流し、トライアック調光器３の動作安定後には第２電流を流す。
【００２４】
このように、実施例１のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１は、少なくともトライアック調光器３のオン動作時にブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、トライアック調光器３の動作安定後にはブリーダ回路２３に流れるブリーダ電流を第１電流よりも小さい第２電流に低減する。即ち、実施例１のＬＥＤ点灯装置は、必要最低限の期間のみ動作させるので、効率を良くすることができるＬＥＤ点灯装置を提供できる。また、特許文献１のように、入力コンデンサを設ける必要がなく、簡易な構成が可能である。
【実施例２】
【００２５】
図２は、本発明の実施例２のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図２に示す実施例２は、図１に示す実施例１のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１を有するブリーダ回路３１を有するとともに、トライアック調整器３の出力両端に、ダイオードＤ３とダイオードＤ４との直列回路が接続している。ブリーダ回路３１は、ダイオードＤ３及びＤ４のカソードを介して全波整流回路５の入力端に接続される。
【００２６】
ブリーダ回路３１において、補助巻線ＤとダイオードＤ２との接続点はダイオードＤ５を介してダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とツェナーダイオードＺＤ２のカソードとに接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００２７】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎｐｎ型のトランジスタＱ３のコレクタとｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートとに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ６を介してツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ３のエミッタに接続される。
【００２８】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４の一端に接続される。抵抗Ｒ４の他端とトランジスタＱ３のエミッタとコンデンサＣ４の他端とツェナーダイオードＺＤ１のアノードとコンデンサＣ３の他端とは共通接続される。
【００２９】
トランジスタＱ３と抵抗Ｒ５，Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２とは、オン／オフ回路２１を構成する。
【００３０】
次に、このように構成された実施例２のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。ここで、コンデンサＣ３の一端の電圧をＶｃとする。
【００３１】
まず、補助巻線Ｄに交流電圧が発生し、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃがしきい値Ｖｔｈを超えると、即ち、重負荷になると、ツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオフするので、ブリーダ回路３１は動作しない。即ち、略ゼロのブリーダ電流（第２電流）が流れる。
【００３２】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つ交流電圧の立ち上がり時には、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃが低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、電圧ＶｃはダイオードＤ６、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を介してＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオンするので、ブリーダ回路３１は動作して、ブリーダ電流（第１電流）が流れる。
【００３３】
このように、実施例２のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１は、補助巻線Ｄに発生する電圧の値に基づきＬＥＤの負荷状態を判定し、負荷が軽負荷である場合にはブリーダ回路３１に第１電流を流させ、負荷が重負荷時である場合であって且つ補助巻線Ｄに発生する電圧の立ち上がり時にはブリーダ回路３１に第１電流を流させるので、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【００３４】
図３（ｂ）に、オン／オフ回路２１が有りで、コンデンサＣ２の両端電圧、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流Ｉｄを示す。ここで、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）は、全波整流回路５とトランスＴとの接続点に発生する電圧を示す。また、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３及びｔ４は、トライアック調光器３の導通が開始する時刻を示す。図３（ｂ）からもわかるように、補助巻線Ｄの交流電圧の立ち上がり時に第２電流よりも大きい第１電流が流れている。図４（ｂ）には、オン／オフ回路２１が有りで、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）と、ブリーダ回路電流による電力損失を示す。
【００３５】
図３（ａ）に、オン／オフ回路２１が無しで、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）を示す。図４（ａ）には、オン／オフ回路２１が無しで、ブリーダ回路電流、交流電圧Ｖｉｎ（ＡＣ）と、ブリーダ回路電流による電力損失を示す。
【００３６】
図３（ａ）、図４（ａ）は、従来技術の動作波形であり、常時、ブリーダ回路２３にブリーダ電流が流れているため、電力損失が大きい。
【００３７】
図５に、本発明の実施例１のＬＥＤ点灯装置のブリーダ回路２３に対するオン／オフ回路２１の動作の有無での効率を示す。図５において、Ｉｏｕｔは出力電流（負荷電流）を示し、η1はオン／オフ回路２１が有る場合の効率を示し、η2はオン／オフ回路２１がない場合の効率を示す。本発明の方が従来技術の方よりも効率が良いことがでわかる。導通角が小さいときには、即ち、軽負荷時には、ブリーダ回路２３に常時電流を流しているので、本発明と従来技術との効率は同じである。
【実施例３】
【００３８】
図６は、本発明の実施例３のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図６に示す実施例３のＬＥＤ点灯装置は、図２に示す実施例２のブリーダ回路３１に対して、さらに、抵抗Ｒ８、抵抗Ｒ４、ＭＯＳＦＥＴＱ４を設けたことを特徴とする。
【００３９】
トランジスタＱ３のコレクタには抵抗Ｒ８の一端が接続され、抵抗Ｒ８の他端は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とに接続される。抵抗Ｒ４の他端には抵抗Ｒ７の一端が接続され、抵抗Ｒ７の他端はコンデンサＣ３の他端に接続される。
【００４０】
トランジスタＱ３のコレクタにはＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートが接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレインは抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との接続点に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ４のソースはコンデンサＣ３の他端に接続される。
【００４１】
次に、このように構成された実施例３のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００４２】
まず、交流電源１から交流電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ動作が開始し、コンデンサＣ３の電圧Ｖｃがしきい値Ｖｔｈを超えると、即ち、重負荷になると、ツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオフし、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に流れるため、ブリーダ電流は小さくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００４３】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、電圧Ｖｃが低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、電圧ＶｃはダイオードＤ６、抵抗Ｒ８を介してＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ２もオンして、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４のみを流れるので、大きくなる。即ち、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００４４】
このように、実施例３のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００４５】
図７は、本発明の実施例４のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１に示す実施例１のＬＥＤ点灯装置は、補助巻線Ｄからの電圧をオン／オフ回路２１に出力したが、図７に示す実施例４のＬＥＤ点灯装置は、誤差増幅器１３ａを有し、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧をオン／オフ回路２１ｂに出力したことを特徴とする。
【００４６】
誤差増幅器１３ａは、抵抗７に流れるＬＥＤ電流により発生する電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅し増幅された誤差電圧をフォトカプラ等の絶縁信号伝達素子を介してオン／オフ回路２１ｂに出力する。オン／オフ回路２１ｂは、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧に応じて、ブリーダ回路２３に流れるブリーダ電流の大小を切り替える。
【００４７】
オン／オフ回路２１ｂは、例えば、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流よりも小さい第２電流（略ゼロでも良い）を流す。或いは、オン／オフ回路２１ｂは、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、所定時間が経過した後にブリーダ回路２３に第２電流（略ゼロでも良い）を流しても良い。
【００４８】
このように実施例４のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１ｂは、交流電圧立上がり時には、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値以上であるので、ブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、ＬＥＤ点灯装置が動作安定後には、誤差増幅器１３ａからの誤差電圧が所定の値未満であるので、ブリーダ回路２３に流す電流を第２電流に低減する。
【００４９】
このように、実施例４のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例５】
【００５０】
図８は、本発明の実施例５のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図８に示す実施例５は、図７に示す実施例４のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１ｂを有するブリーダ回路３３を有するとともに、トライアック調整器３の出力両端に、ダイオードＤ３とダイオードＤ４との逆直列回路が接続している。ブリーダ回路３３は、ダイオードＤ３及びＤ４のカソードを介して全波整流回路５の入力端に接続される。
【００５１】
ブリーダ回路３３において、補助巻線ＤとダイオードＤ２との接続点はダイオードＤ５を介してダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とに接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００５２】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートと抵抗Ｒ８の一端とに接続される。抵抗Ｒ８の他端は、フォトカプラＰＣのコレクタに接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートとに接続される。
【００５３】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に接続される。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との接続点は、ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレインに接続される。抵抗Ｒ７の一端とＭＯＳＦＥＴＱ４のソースとフォトカプラＰＣのエミッタとは共通接続される。
【００５４】
フォトカプラＰＣとＭＯＳＦＥＴＱ４とは、オン／オフ回路２１ｂを構成する。
【００５５】
次に、このように構成された実施例５のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００５６】
まず、重負荷になると、ＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに大きい電流が流れるので、フォトカプラＰＣにも大きい電流が流れる。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオフするので、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ７との直列回路に流れるため、ブリーダ電流は小さくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００５７】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、ＬＥＤ１ａ〜ＬＥＤ１ｎに小さい電流が流れるので、フォトカプラＰＣにも小さい電流が流れる。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオンして、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４のみを流れるので、大きくなる。即ち、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００５８】
このように、実施例５のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。
【実施例６】
【００５９】
図９は、本発明の実施例６のＬＥＤ点灯装置の構成図である。本実施例に係るＬＥＤ点灯装置において、１次側および２次ＧＮＤは共通の接地電位である。図１に示す実施例１のＬＥＤ点灯装置は、補助巻線Ｄからの電圧をオン／オフ回路２１に出力したが、図９に示す実施例６のＬＥＤ点灯装置は、トランスＴの二次巻線Ｓの電圧の値に基づきブリーダ電流の大小を切り替えるオン／オフ回路２１ｃを設けたことを特徴とする。
【００６０】
オン／オフ回路２１ｃは、例えば、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値以上の場合にはブリーダ回路２３に第１電流よりも小さい第２電流（略ゼロでも良い）を流す。或いは、オン／オフ回路２１ｃは、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満の場合にはブリーダ回路２３に第１電流を流し、所定時間が経過した後にブリーダ回路２３に第２電流（略ゼロでも良い）を流しても良い。
【００６１】
このように実施例６のＬＥＤ点灯装置によれば、オン／オフ回路２１ｃは、交流電圧立上がり時には、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値未満であるので、ブリーダ回路２３に第１電流、即ち、保持電流を流させ、ＬＥＤ点灯装置が動作安定後には、二次巻線Ｓの電圧の値が所定の値以上であるので、ブリーダ回路２３に流す電流を第２電流に低減する。
【００６２】
このように、実施例６のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られる。また、絶縁信号伝達素子を設ける必要がなくなるため、ＬＥＤ点灯装置の構成が簡易化できる。
【実施例７】
【００６３】
図１０は、本発明の実施例７のＬＥＤ点灯装置の構成図である。図１０に示す実施例７は、図１に示す実施例１のブリーダ回路２３に代えて、オン／オフ回路２１ｃを有するブリーダ回路３４を有する。
【００６４】
ブリーダ回路３４において、ダイオードＤ６のアノードにはダイオードＤ７を介して二次巻線Ｓの一端が接続される。ダイオードＤ６のアノードと、コンデンサＣ３の一端とツェナーダイオードＺＤ２のカソードとは共通接続される。ダイオードＤ６の他端は抵抗Ｒ１を介して抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ２の一端とツェナーダイオードＺＤ１のカソードとコンデンサＣ４の一端とに接続される。
【００６５】
抵抗Ｒ３の他端は全波整流回路５の出力端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はｎｐｎ型のトランジスタＱ３のコレクタとｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートとに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ６を介してツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続される。トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ３のエミッタに接続される。
【００６６】
ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインはダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースは抵抗Ｒ４の一端に接続される。抵抗Ｒ４の他端とトランジスタＱ３のエミッタとコンデンサＣ４の他端とツェナーダイオードＺＤ１のアノードとコンデンサＣ３の他端とは共通接続される。
【００６７】
トランジスタＱ３と抵抗Ｒ５，Ｒ６とツェナーダイオードＺＤ２とは、オン／オフ回路２１ｃを構成する。
【００６８】
次に、このように構成された実施例７のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する。
【００６９】
まず、交流電源１から交流電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ動作が開始する。即ち、重負荷になると、二次巻線Ｓの両端に電圧が発生し、この電圧によりツェナーダイオードＺＤ２が降伏して、トランジスタＱ３のベースに電流が流れて、トランジスタＱ３がオンする。このため、ブリーダ電流は流れなくなる。即ち、ブリーダ電流は第２電流となる。
【００７０】
一方、軽負荷時又は重負荷時で且つトライアック調光器３の導通開始時には、二次巻線Ｓの電圧が低いので、ツェナーダイオードＺＤ２はオフし、トランジスタＱ３はオフである。このため、二次巻線Ｓの電圧はダイオードＤ７、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を介してＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２はオンし、ブリーダ電流は抵抗Ｒ４を流れるので、ブリーダ電流は第１電流となる。
【００７１】
このように、実施例７のＬＥＤ点灯装置によれば、実施例１のＬＥＤ点灯装置の効果と同様な効果が得られるとともに、実施例６の効果と同様な効果が得られる。
【００７２】
なお、本発明は前述した実施例１乃至実施例７のＬＥＤ点灯装置に限定されない。実施例１乃至実施例７のＬＥＤ点灯装置では、フライバック方式を用いたが、例えば、フォワード方式のコンバータ型の電力供給装置を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＬＥＤを点灯させるためのＬＥＤ点灯装置やＬＥＤ照明に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 交流電源
３ トライアック調光器
５ 全波整流回路
７ 抵抗
１１ 電圧検出回路
１３，１３ａ 誤差増幅器
１４ 制御回路
１５ 発振器
１７ ＰＷＭ回路
１９ ドライブ回路
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ オン／オフ回路
３１〜３４ ブリーダ回路
Ｔ トランス
Ｐ 一次巻線
Ｓ 二次巻線
Ｄ 補助巻線
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ２，Ｑ４ ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３ トランジスタ
Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード
ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード
Ｃ１〜Ｃ４ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗
ＰＣ フォトカプラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器に接続されるトランスの一次巻線とスイッチング素子との直列回路と、
前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、
ＬＥＤに電力供給する前記トランスの二次巻線と、
第１電流と前記第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路と、
前記ブリーダ回路に接続され、少なくとも前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させる切替回路と、
を有することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記切替回路は、負荷が軽負荷である場合には前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、負荷が重負荷時である場合には前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記トランスは、補助巻線を有し、
前記切替回路は、前記補助巻線に接続され、且つ前記補助巻線に発生する電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記切替回路は、前記補助巻線に発生する電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記前記補助巻線に発生する電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤに流れる電流により発生する電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅器を有し、
前記切替回路は、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記切替回路は、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記切替回路は、前記トランスの二次巻線の電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
前記切替回路は、前記トランスの二次巻線の電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記トランスの二次巻線の電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項７記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項１】
交流入力電圧を位相制御するトライアック調光器に接続されるトランスの一次巻線とスイッチング素子との直列回路と、
前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、
ＬＥＤに電力供給する前記トランスの二次巻線と、
第１電流と前記第１電流よりも小さい第２電流とを切り替えて流すように構成されたブリーダ回路と、
前記ブリーダ回路に接続され、少なくとも前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させる切替回路と、
を有することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記切替回路は、負荷が軽負荷である場合には前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、負荷が重負荷時である場合には前記トライアック調光器の導通開始時に前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記トランスは、補助巻線を有し、
前記切替回路は、前記補助巻線に接続され、且つ前記補助巻線に発生する電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記切替回路は、前記補助巻線に発生する電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記前記補助巻線に発生する電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤに流れる電流により発生する電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅器を有し、
前記切替回路は、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記切替回路は、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記誤差増幅器からの誤差電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記切替回路は、前記トランスの二次巻線の電圧の値に基づき前記ブリーダ回路に前記第１電流及び前記第２電流を流させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
前記切替回路は、前記トランスの二次巻線の電圧の値が所定の値未満であるとき、前記ブリーダ回路に前記第１電流を流させ、前記トランスの二次巻線の電圧の値が所定の値以上であるとき、前記ブリーダ回路に第２電流を流させることを特徴とする請求項７記載のＬＥＤ点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２０９３１（Ｐ２０１３−２０９３１Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６５５２７（Ｐ２０１１−２６５５２７）
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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