(57)【要約】【課題】少なくとも一つのＬＥＤを駆動し、かつ、一つのトライアック調光器をサポートすることによって、ＬＥＤ照明の輝度をリニア的に調整可能な微小調光モジュールを提供する。【解決手段】主に、ライトバーと、整流器と、コントローラーとを備える。ライトバーは直径または辺の長さが３センチ以下あるいは等しい電気回路板であり、整流器にＲＣ回路を内蔵されていない。すなわち、係るトライアック調光器はＲＣ回路がなくても、安定な電流の稼動状態を維持できる。これを灯具に適用すれば、微小化な体積を達成し、高い適用性と応用性を達成することができる【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのＬＥＤを駆動し、かつ、一つのトライアック調光器をサポートすることによって、前記ＬＥＤ照明の輝度をリニア的に調整可能な微小調光モジュールであって、
直径または辺の長さが３センチ以下あるいは等しい、電気回路板ライトバーと、
前記ライトバーに取り付けられ、前記トライアック調光器を介して外部電源と電気接続し、交流電圧を受け入れて整流電圧を出力し、かつ、前記トライアック調光器をＲＣ回路と電気接続する必要がない整流器と、
前記ライトバーに取り付けることによって、前記整流器と、前記ＬＥＤと電気接続すると共に、制御チップと、安定抵抗器を設けており、整流電圧を受けると、前記ＬＥＤに駆動電圧が出力されるとともに、前記制御チップより安定電流を前記整流器に出力し、前記トライアック調光器稼働の安定性を維持するコントローラーと、を備えることを特徴とする、
微小調光モジュール。
【請求項２】
前記制御チップに電界効果トランジスターを内蔵しており、前記コントローラーが整流電圧を受けると、前記制御チップが電界効果トランジスターと、前記安定抵抗器出力を介して、安定電流を出力することを特徴とする、請求項１記載の微小調光モジュール。
【請求項３】
前記コントローラーは、検知抵抗器と、出力コンデンサーとがさらに設けられ、前記出力コンデンサーと前記ＬＥＤが電気接続していて、かつ、前記制御チップのリードピンにドレイン電極ピンと、ソース電極ピンと、補償ピンを設けることを特徴とする、請求項２記載の微小調光モジュール。
【請求項４】
前記制御チップの前記ソース電極ピンを前記検出抵抗器と電気接続し、前記ドレイン電極ピンを前記出力コンデンサーと電気接続していて、かつ、前記補償ピンが前記安定抵抗器を介して、前記整流器と電気接続することによって、前記制御チップが前記ソース電極ピンと、前記ドレイン電極ピンと、前記補償ピンとを介して、駆動電圧の大きさを検出した上、安定電流を調整することを特徴とする、請求項３記載の微小調光モジュール。
【請求項５】
前記出力コンデンサーが多層セラミック・コンデンサーであることを特徴とする、請求項３記載の微小調光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気光源回路裝置の分野に関し、特に発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，  ＬＥＤ）照明輝度のリニア的調整に用いるトライアック（Ｔｒｉ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ＡＣ  Ｓｗｉｔｃｈ，ＴＲＩＡＣ）調光をサポートする微小調光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ステージ、映画館または会議室などの場所で、照明光源を変化させるニーズ及び省エネ、省電力の環境保護のアピールに呼応するために、照明設備のほとんどが調光制御回路を利用し、自動または多階調による照明光源分布の調整効果を図る。
そのうちの一例として、通常ＬＥＤ灯具の定電流回路の設計構造が使用されており、シリコン制御整流器（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，  ＳＣＲ）またはトライアック（ＴＲＩＡＣ）等の位相角制御素子を利用し、入力電源の電圧位相を改変させ、入力信号の導通角度切り替え方法で出力電流の量を改変し、ＬＥＤに流れる電流を調整して調光効果を実現する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この種の調光装置は、制御が簡単で取付けが便利という長所を有するものの、入力した電源電圧が変形することによって、ＰＦの低下及びハーモニック増加等の問題を引き起こす。さらに、ＬＥＤの電流／電圧（Ｉ／Ｖ）特性カーブから分かるように、ＬＥＤはリニア素子ではない。すなわち、電圧対電流は正比例になっていない。従って、前述の調光方式では、駆動電圧と駆動電流が一様に改変されないため、確実な調光効果が得られず、無効電力が形成される。さらに、トライアック素子の特性影響により、制御回路に流れる稼働電圧が低すぎてトライアックに流れる電流が稼働電流に対して不足すると、トライアックが切り替えを繰り返す稼働現象を引き起こし、駆動電流の不連続によりＬＥＤにフリッカーを引き起こしてしまい、照明品質に大きく影響する。これに対して、制御回路に流れる稼働電圧が高すぎると、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）信号レベルの電圧変化が激しく、ノイズ干渉を形成しまい、発光ダイオードの稼働異常を引き起こし実用性が低下する。
前述の課題を解決するために、公知のトライアック調光器１０のＬＥＤ灯具１は一般に、例えば図１に示すように、整流器１１と、コントローラー１２とを有し、かつ、係るトライアック調光器１０と、係る整流器１１との間に安定器１３が設けられ、係る安定器１３は少なくとも一つのコンデンサー（Ｃ）１３０を一つの抵抗器（Ｒ）１３１と直列接続して構成される。
前記トライアック調光器１０は外部から流れ込む交流電圧に従って、前記交流電圧の導通角を調整し、前記整流器１１によって、前記交流電圧を調節するとともに、コントローラー１２を駆動し、少なくとも一つのＬＥＤ２出力駆動電流（ＩＬＥＤ）を改変することによって、調光効果を実現している。さらに、前記安定器１３は前記コンデンサー１３０の充放電及び前記抵抗器１３１のエネルギー消費によって、安定電流（Ｉｈｏｌｄ）を形成し、トライアック調光器１０に供給することによって、正常な稼働を確保し前記ＬＥＤ灯具１のフリッカー現象等の問題を避ける。この種のＲＣ回路を利用すれば、安定電流を発生する回路構造は確かにトライアックの稼動状態を簡単、有効に維持できる。しかし、ＲＣ素子の体積があまりも大きく、ＬＥＤ灯具１の微小化潮流と相反し、産業経済の応用が妨げられる。
【０００４】
そのため、安定器１３を追加しない前提に整流器１１またはコントローラー１２にトライアック電流のサポート機能を持たせて、高い調光安定性を実現すると同時に回路全体の体積を大幅に縮小させ、電子製品の微小化に貢献し産業の応用ニーズに応えることが本発明の研究課題である。
【０００５】
公知技術の課題に対して、本発明の目的は、ＲＣ回路に頼ることなくトライアックの稼動状態を安定させ、調光周波数の低すぎまたは高すぎによって、フリッカーあるいはノイズ干渉を引き起こす問題を避けることができる、微小調光モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の微小調光モジュールは、少なくとも一つのＬＥＤを駆動することができ、かつ、一つのトライアック調光器をサポートすることによって、ＬＥＤ照明の輝度をリニア的に調整でき、主にライトバーと、整流器と、コントローラーと、を含む。
係るコントローラーに制御チップと、安定抵抗器とを設ける。係るライトバーは直径または辺の長さが３センチ以下あるいは等しい電気回路板を使用する。整流器と、コントローラーとを係るライトバーに取り付け、係る整流器がトライアック調光器を介して、外部電源と電気接続し、係るコントローラーが整流器と、ＬＥＤと電気接続する。トライアック調光器はＲＣ回路に電気接続する必要はない。整流器に外部電源から交流電圧を受け入れて整流電圧を出力するときに、コントローラーが係る整流電圧を利用し駆動電圧を形成して、係るＬＥＤに出力する。さらに、係る制御チップが安定抵抗器を介して、安定電流を係る整流器に出力し、トライアック調光器稼働の安定性を確保する。
【０００７】
係る制御チップには金属酸化物半導体電界効果トランジスター（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＭＯＳＦＥＴ）を内蔵しており、係るコントローラーに整流電圧が流されると、制御チップが電界効果トランジスターと、係る安定抵抗器を介して、安定電流を出力させる。
【０００８】
さらに、係るコントローラーには、検知抵抗器と、出力コンデンサーとをさらに設けており、係る出力コンデンサーをＬＥＤに電気接続し、係る出力コンデンサーは例えば、多層セラミック・コンデンサーであっても良い。係る制御チップのリードピンにはドレイン電極ピンと、ソース電極ピンと、補償ピンとが設けられている。係るソース電極ピンを検出抵抗器と電気接続し、係るドレイン電極ピンを出力コンデンサーと電気接続する。さらに、係る補償ピンは安定抵抗器を介して、整流器と電気接続することによって、制御チップは係るソース電極ピンと、ドレイン電極ピンを介して、係る駆動電圧の大きさを検出し、係る補償ピンを介して安定電流の出力調整が行われる。
【発明の効果】
【０００９】
前述のとおり、本発明は電界効果トランジスターだけで、トライアック調光器に必要な稼働電流を提供することができ、回路全体が調光プロセスに起こる異常な電流サージと、電圧不均衡等の問題を有効に予防し、稼働品質と安定性を向上できる。
特に珍しいところは、本発明において、安定電流の提供にはＲＣ回路を介していない点である。図６に示すように、日本の１０円硬貨と見比べた場合、左下の本発明の回路モジュールが図の上方左、右２つの公知技術の調光モジュールよりはるかに小さいほか、さらに、図４に示す微小化の体積を実現することができる。係る微小調光モジュールの実際の回路モジュールの面積は直径約２センチ（ｃｍ）の台湾の新台幣１元硬貨の面積とほぼ等しい大きさである。
モジュールの適用性が大幅に向上しており、それに加えて構造が単純、部品が少ないことから、構成品コストと生産コスト軽減等の効果が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】公知技術のトライアック調光器を有するＬＥＤ灯具の回路図である。
【図２】本発明の好ましい実施例によるブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による電気回路図である。
【図４】本発明の好ましい実施例の第１実施態様による立体概要図である。
【図５】本発明の好ましい実施例の第２実施態様による立体概要図である。
【図６】本発明の好ましい実施例の相対的なサイズを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の内容のさらなる理解を図るため、以下にて図面と合わせて説明する。
【実施例】
【００１２】
図２〜３は、本考案の好ましい実施例によるブロック図と、電気回路図である。図に示す通り、微小調光モジュール３は、例えばＬＥＤ灯具（図示しない）に取り付けて、少なくとも一つのＬＥＤ（図示しない）を駆動し、かつ、一つのトライアック調光器をサポートすることによって、（図示しない）係るＬＥＤ照明の輝度をリニア的に調整することができる。
係る微小調光モジュール３にはライトバー３０と、整流器３１と、コントローラー３２とが設けられている。係る整流器３１はＲＣ回路を持たない回路であり、保護抵抗器３１０と、ブリッジ整流器３１１より構成される。コントローラー３２は、少なくとも一つの制御チップ３２０と、一つの検知抵抗器３２１と、安定抵抗器３２２と、出力コンデンサー３２３とを含む。係る制御チップは、ＭＯＳＦＥＴ３２００を内蔵するチップであり、少なくとも検出ピン（ＣＳ）と、ソース電極ピン（Ｓｏｕｒｃｅ）と、ドレイン電極ピン（Ｄｒａｉｎ）と、補償ピン（ＣＯＭＰ）等を有する。
【００１３】
係る出力コンデンサー３２３は、多層セラミック・コンデンサーであり、係るライトバー３０の直径または辺の長さが３センチ以下あるいは等しい電気回路板である。例えば図４に示す直径２．８ｃｍ、２．６ｃｍ、２．２ｃｍ、１．８ｃｍ、１．５ｃｍまたは１ｃｍ等の電気回路板、あるいは図５に示す直径２．９ｃｍ、２．５ｃｍ、２．１ｃｍ、１．７ｃｍ、１．３ｃｍまたは０．９ｃｍ等の矩形電気回路板である。
整流器３１と、コントローラー３２を係るライトバー３０に取り付け、係る整流器３１をコントローラー３２と電気接続する。さらに、係るトライアック調光器を介して、外部電源（図示しない）と電気接続する。制御チップ３２０の補償ピンは安定抵抗器３２１を介して、係るブリッジ全波整流器３１１と電気接続する。係るドレイン電極ピンは出力コンデンサー３２３を介して、係るＬＥＤと電気接続する。さらに、係るソース電極ピンを係る検出抵抗器３２１に電気接続する。特に注意したいことは、トライアック調光器はＲＣ回路と電気接続する必要はない点である。
【００１４】
係るブリッジ全波整流器３１１が保護抵抗器３１０を介して、外部電源の交流電圧を受け入れることによって、整流器３１より整流電圧をコントローラー３２に出力される。係るコントローラー３２は係る整流電圧を利用して、駆動電圧を形成した後ＬＥＤに出力すると共に、制御チップ３２０がソース電極ピンと、ドレイン電極ピンを介して、駆動電圧の大小を検出し、ＭＯＳＦＥＴ３２００を調節する。これによって、係る補償ピンより安定抵抗器３２１に補償電圧を出力され、係る安定抵抗器３２１に電圧降下を受けると安定電流を形成し、整流器３１に出力することで、トライアック調光器稼働の安定性が確保される。
このように、微小体積の条件においても、係る灯具がなお高い稼働品質と、高い調光安定性を維持しつつ、調光プロセスに異常な電流サージまたは電圧不均衡等の現象を引き起こすことなく、微小調光モジュール３のみならず、灯具の適用性と市場適応性を大幅に向上できる。
【符号の説明】
【００１５】
１        ＬＥＤ灯具
１０      トライアック調光器
１１      整流器
１２      コントローラー
１３      安定器
１３０    コンデンサー
１３１    抵抗器
２        ＬＥＤ
３        微小調光モジュール
３０      ライトバー
３１      整流器
３１０    保護抵抗器
３１１    ブリッジ全波整流器
３２      コントローラー
３２０    制御チップ
３２００  ＭＯＳＦＥＴ
３２１    検出抵抗器
３２２    安定抵抗器
３２３    出力コンデンサー
【図１】
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【図２】
2018032613.tif 000004
【図３】
2018032613.tif 000005
【図４】
2018032613.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018032613.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月11日(2017.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかし、この種の調光装置は、制御が簡単で取付けが便利という長所を有するものの、入力した電源電圧が変形することによって、ＰＦの低下及びハーモニック増加等の問題を引き起こす。さらに、ＬＥＤの電流／電圧（Ｉ／Ｖ）特性カーブから分かるように、ＬＥＤはリニア素子ではない。すなわち、電圧対電流は正比例になっていない。従って、前述の調光方式では、駆動電圧と駆動電流が一様に改変されないため、確実な調光効果が得られず、無効電力が形成される。さらに、トライアック素子の特性影響により、制御回路に流れる稼働電圧が低すぎてトライアックに流れる電流が稼働電流に対して不足すると、トライアックが切り替えを繰り返す稼働現象を引き起こし、駆動電流の不連続によりＬＥＤにフリッカーを引き起こしてしまい、照明品質に大きく影響する。これに対して、制御回路に流れる稼働電圧が高すぎると、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）信号レベルの電圧変化が激しく、ノイズ干渉を形成し、発光ダイオードの稼働異常を引き起こし実用性が低下する。
前述の課題を解決するために、公知のトライアック調光器１０のＬＥＤ灯具１は一般に、例えば図１に示すように、整流器１１と、コントローラー１２とを有し、かつ、係るトライアック調光器１０と、係る整流器１１との間に安定器１３が設けられ、係る安定器１３は少なくとも一つのコンデンサー（Ｃ）１３０を一つの抵抗器（Ｒ）１３１と直列接続して構成される。
前記トライアック調光器１０は外部から流れ込む交流電圧に従って、前記交流電圧の導通角を調整し、前記整流器１１によって、前記交流電圧を調節するとともに、コントローラー１２を駆動し、少なくとも一つのＬＥＤ２出力駆動電流（ＩＬＥＤ）を改変することによって、調光効果を実現している。さらに、前記安定器１３は前記コンデンサー１３０の充放電及び前記抵抗器１３１のエネルギー消費によって、安定電流（Ｉｈｏｌｄ）を形成し、トライアック調光器１０に供給することによって、正常な稼働を確保し前記ＬＥＤ灯具１のフリッカー現象等の問題を避ける。この種のＲＣ回路を利用すれば、安定電流を発生する回路構造は確かにトライアックの稼動状態を簡単、有効に維持できる。しかし、ＲＣ素子の体積があまりも大きく、ＬＥＤ灯具１の微小化潮流と相反し、産業経済の応用が妨げられる。