(57)【要約】【課題】ＬＥＤ照明装置側において出力過多が生じたとしても、前記ＬＥＤ照明装置以外に接続されている他機器に供給される電圧の低下を防止し、他機器を駆動し続けられる電源装置を提供する。【解決手段】複数のＬＥＤ照明器具にそれぞれ対応させて並列に設けられ、各ＬＥＤ照明器具を所定の発光態様で駆動するように構成された複数のＬＥＤ駆動回路を具備し、前記複数のＬＥＤ駆動回路が、直流の電源電圧を所定の直流電圧に変換して供給するように構成されたＤＣ供給部に対して当該複数のＬＥＤ駆動回路以外の他機器とともに接続される電源装置であって、入力側に前記ＤＣ供給部及び前記他機器が接続され、出力側に前記複数のＬＥＤ駆動回路が接続された定電流回路をさらに備えた。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ照明器具にそれぞれ対応させて並列に設けられ、各ＬＥＤ照明器具を所定の発光態様で駆動するように構成された複数のＬＥＤ駆動回路を具備し、前記複数のＬＥＤ駆動回路が、直流の電源電圧を所定の直流電圧に変換して供給するように構成されたＤＣ供給部に対して当該複数のＬＥＤ駆動回路以外の他機器とともに接続される電源装置であって、
入力側に前記ＤＣ供給部及び前記他機器が接続され、出力側に前記複数のＬＥＤ駆動回路が接続された定電流回路をさらに備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記定電流回路の出力側の電圧をモニタリングする電圧モニタ部と、
前記電圧モニタ部でモニタリングされている電圧が予め定められた閾値電圧を下回った場合には、前記複数のＬＥＤ駆動回路の出力を制限する発光制御部と、をさらに備えた請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤ回路がそれぞれコンデンサを備え、各ＬＥＤ照明器具をストロボ発光させるように構成されたものである請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記発光制御部が、各ＬＥＤ照明器具をストロボ発光させるタイミングがランダムに指定されたランダムトリガ指令を受け付けるものであり、前記ランダムトリガ指令に基づいて前記複数のＬＥＤ駆動回路を制御するように構成されている請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の電源装置と、
前記複数のＬＥＤ照明器具と、を備えたＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ照明器具が並列に接続され、各ＬＥＤ照明器具の発光状態を制御する電源装置、及び、当該電源装置を用いたＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、直流の電源電圧から所定の直流電圧へ変換するＤＣ−ＤＣコンバータから電力の供給を受け、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に複数並列に接続されたＬＥＤ駆動回路を具備する電源装置と、各ＬＥＤ駆動回路に対してそれぞれ接続された複数のＬＥＤ照明器具とからなるＬＥＤ照明装置がある。前記ＤＣ−ＤＣコンバータに対しては、ＬＥＤ照明器具以外の他機器としてシーケンサ等が前記電源装置に対して並列にさらに接続されて所定の直流電圧が供給されるように構成されることがある。
【０００３】
このようなＬＥＤ照明装置において、前記各ＬＥＤ駆動回路がランダムトリガによって各ＬＥＤ照明器具をストロボ発光させるよう構成されている場合、各ＬＥＤ照明器具の発光タイミングが偶然一致してしまうと瞬間的に出力過多となり、ＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電圧が低下することがある。そうすると、ＤＣ−ＤＣコンバータから前記シーケンサを駆動するのに必要な電圧が供給されず、動作が停止して前記シーケンサで制御されている別の機器に重大な問題が生じる可能性がある。
【０００４】
ところで、特許文献１ではＤＣ−ＤＣコンバータではなく、商用の交流電圧から所定の直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータを備えた電源装置に複数のＬＥＤ照明器具が並列に接続されたＬＥＤ照明装置における出力過多に関する問題が示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では出力過多となった場合に過大な電流が流れてＡＣ−ＤＣコンバータを構成する素子が故障するのを防止することを技術課題としているため、出力過多が生じた場合には、前記ＡＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を下げるように構成されている。
【０００６】
したがって、特許文献１に記載の電源装置においても前記ＡＣ−ＤＣコンバータに他機器が接続されているとすると、出力過多が生じた場合には他機器に供給される電圧が低下し、その機能を発揮できなくなるという前述した問題は解決できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述したような問題を鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ照明器具側において出力過多が生じたとしても、DC供給部に対して前記ＬＥＤ照明器具以外に接続されている他機器に供給される電圧の低下を防止し、他機器を駆動し続けられる電源装置及びこの電源装置を用いたＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の電源装置は、複数のＬＥＤ照明器具にそれぞれ対応させて並列に設けられ、各ＬＥＤ照明器具を所定の発光態様で駆動するように構成された複数のＬＥＤ駆動回路を具備し、前記複数のＬＥＤ駆動回路が、直流の電源電圧を所定の直流電圧に変換して供給するように構成されたＤＣ供給部に対して当該複数のＬＥＤ駆動回路以外の他機器とともに接続される電源装置であって、入力側に前記ＤＣ供給部及び前記他機器が接続され、出力側に前記複数のＬＥＤ駆動回路が接続された定電流回路をさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、前記ＤＣ供給部と前記ＬＥＤ駆動回路との間には前記定電流回路が設けられているので、各ＬＥＤ照明器具において発光タイミングが偶然重なる等して出力過多となり大きな電力が出力側に引き込まれる状態となったとしても、前記定電流回路から出力される電流は所定値で保たれる。このため、出力過多の状態でも前記ＤＣ供給部から前記定電流回路を介して前記各ＬＥＤ駆動回路及び前記各ＬＥＤ照明器具に供給される電力は制限されることになる。
【００１１】
したがって、前記ＤＣ供給部からその供給能力を超えるような電力が前記定電流回路を介して前記各ＬＥＤ駆動回路及び前記各ＬＥＤ照明器具に供給されるのを防ぐことができるので、ＤＣ供給部から前記他機器へ供給される電圧の降下を防ぐことができ、出力過多の状態でも前記他機器を正常に動作させ続けることができる。
【００１２】
言い換えると、前記定電流回路の入力側は出力側における電力需要の影響を受けにくくすることができるので、前記ＤＣ供給部から前記定電流回路までの電源ラインにおける瞬間的な電圧低下を防ぎ、他機器の動作を常に正常に保つことができる。
【００１３】
前記各ＬＥＤ駆動回路及び前記各ＬＥＤ照明器具における出力過多の状態を検出し、出力過多の状態を速やかに解消して、他機器に供給される電圧をさらに保障できるようにするには、前記定電流回路の出力側の電圧をモニタリングする電圧モニタ部と、前記電圧モニタ部でモニタリングされている電圧が予め定められた閾値電圧を下回った場合には、前記複数のＬＥＤ駆動回路の出力を制限する発光制御部と、をさらに備えたものであればよい。
【００１４】
瞬間的に大きな電力が前記ＬＥＤ駆動回路において発生する可能性があり、本発明による他機器への供給電圧の保護に関する効果がより顕著となる具体的な実施の態様としては、前記複数のＬＥＤ回路がそれぞれコンデンサを備え、各ＬＥＤ照明器具をストロボ発光させるように構成されたものが挙げられる。
【００１５】
出力過多の状態をＬＥＤ駆動回路の制御によって事前に防ぐことができないことから、本発明のＤＣ供給部からの前記他機器への供給電圧の保護効果を最も享受できる具体的な実施の態様としては、前記発光制御部が、各ＬＥＤ照明器具をストロボ発光させるタイミングがランダムに指定されたランダムトリガ指令を受け付けるものであり、前記ランダムトリガ指令に基づいて前記複数のＬＥＤ駆動回路を制御するように構成されているものが挙げられる。
【００１６】
本発明の電源装置と、前記複数のＬＥＤ照明器具と、を備えたＬＥＤ照明装置であれば、出力過多状態における前記他機器に供給される電圧の降下に関する問題を考慮せずに、各ＬＥＤ照明器具の発光態様を自由に制御する事が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明は、前記ＤＣ供給部と前記各ＬＥＤ駆動回路との間に前記定電流回路が設けられているので、前記定電流回路の出力側で出力過多の状態となったとしても前記定電流回路の入力側にある前記ＤＣ供給部から供給される電圧の低下を防ぐことができる。したがって、前記ＤＣ供給部と前記定電流回路との間に接続される前記他機器については前記ＬＥＤ駆動回路及び前記ＬＥＤ照明器具において出力過多が生じたとしても所定の直流電圧が保たれることになる。このため、前記他機器に出力過多による瞬低が生じるのを防ぎ、例えばシーケンサ、コンピュータ、画像処理装置やタッチパネル等の瞬間的な電圧低下に弱いものを十分に保護して、正常に動作させ続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源装置及びＬＥＤ照明器具を示す模式図。
【図２】同実施形態における通常時の各ＬＥＤ照明器具の発光状態と、ＬＥＤ照明装置全体で必要とされる電力を示す模式的グラフ。
【図３】同実施形態におけるランダムトリガによるストロボ発光時の各ＬＥＤ照明器具の発光状態と、ＬＥＤ照明装置全体で必要とされる電力を示す模式的グラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態について各図を参照しながら説明する。
【００２０】
本実施形態のＬＥＤ照明装置２００は、図１に示すように電源装置１００と、前記電源装置１００に並列に接続された複数のＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、を備えたものである。このＬＥＤ照明装置２００は、各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃをランダムなタイミングでオーバードライブ駆動によりストロボ発光するように構成してある。なお、前記電源装置１００の電力の供給能力は、出力側において必要と考えられる最大の電力よりも小さく構成してあり、サイズや製造コストを抑えられるようにしてある。また、前記電源装置１００には前記ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃだけでなく、直流電圧が必要とされるＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃ以外の他機器３も接続してある。本実施形態では、前記他機器３は例えばシーケンサやディスプレイ等であるが、その他ものであっても接続することができる。
【００２１】
各部の詳細について説明する。
【００２２】
前記複数のＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、本実施形態では３つ設けてあるが、２つ以上であってもよく、それぞれ複数のＬＥＤを具備するものである。各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、ＬＥＤの個数やその配置を異ならせたものであってもよいし、同一の構成を有するものであってもよい。これらのＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃは前記電源装置１００に接続されることにより、所定の照明態様で制御される。照明態様は例えば、製品の傷や欠陥、あるいは位置等をマシンビジョンにより検出するために適したものに設定され、本実施形態ではランダムなタイミングでストロボ発光するように制御される。
【００２３】
前記電源装置１００は、接続されている前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び前記他機器３に対して直流電圧を供給するものである。より具体的には、前記電源装置１００は、図１に示すようにＤＣ供給部４から電力の供給を受けるように接続されるものである。そして、この電源装置１００は、複数の並列に設けられたＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、前記ＤＣ供給部４と前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃとの間に設けられた定電流回路５と、制御基板Ｃと、から構成してある。
【００２４】
前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ少なくともストロボ発光をさせるための電力を蓄えるコンデンサと、前記ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃに流れる電流を制御するためのスイッチング素子とを備えたものである。
【００２５】
前記ＤＣ供給部４は、入力される電源電圧（例えば２４Ｖ）を所定の直流電圧に昇圧又は降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータである。前記ＤＣ供給部４から出力される直流電圧は、前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃだけでなく、前記他機器３にも供給される。
【００２６】
前記定電流回路５は、前記ＤＣ供給部４又は前記ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃとは別途設けてあるものであり、入力側に前記ＤＣ供給部４及び前記他機器３が接続され、出力側に前記複数のＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃが接続されるようにしてある。この定電流回路５により、出力側の電流値は一定値に制限されることになる。例えば、前記ＤＣ供給部４の電力の供給能力を前記ＤＣ供給部４から出力される所定の直流電圧と照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃの個数の積で割った値以下の電流値となるように前記定電流回路５は、出力側の電流値を制限している。すなわち、前記ＤＣ供給部４の電力の供給能力は、前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及び前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃの消費電力の総和よりも大きくなるように前記定電流回路５により制限される電流値は設定されている。また、前記定電流回路５で制限される電流値について別の観点から説明すると、この制限される電流値は過電流が流れることにより、電源電圧である直流２４Ｖを商用の交流電圧から生成する図示しないＡＣ−ＤＣコンバータの過電流保護機能を動作し、電源電圧が２４Ｖから低下するのを防ぐように設定してある。例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータの過電流保護機能は通常定格電流の１０５％以上となった場合に動作するように構成されているので、本実施形態では定格電流の１０２％までの電流値に制限されるように前記定電流回路４は構成してある。すなわち、前記定電流回路５で制限される電流値は、交流から直流の電源電圧を生成するＡＣ−ＤＣコンバータの定格電流に基づいて設定されており、過電流保護機能が動作を開始する電流値よりも小さく設定してある。
【００２７】
前記制御基板は、例えばＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｃ・Ｄ／Ｃコンバータ、入出力手段等を備えたいわゆるコンピュータであって、メモリに格納されている電源装置１００用プログラムが実行されることにより少なくとも、電圧モニタ部６と、発光制御部７としての機能を発揮するように構成してある。
【００２８】
前記発光制御部７は、前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃの動作を制御して前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃの発光態様を制御するものである。本実施形態では、前記発光制御部７は前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃのスイッチング素子をＰＷＭ制御するものであって、図２に示すように通常時においては各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃの発光タイミングが重ならないようにしてそれぞれの発光態様を制御するように構成してある。すなわち、通常時において各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃは同時に発光しないので、各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及びＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃでの消費電力の和は前記ＤＣ供給部４の電力の供給能力を大きく下回るようにしてある。また、この発光制御部７には入力されたランダムトリガ指令に基づいて各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおいてそれぞれストロボ発光が行われるように前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃを制御するようにも構成してある。より具体的には、図２に示すような通常の発光パターンに対して図３に示すようにストロボ発光指令がランダムなタイミングでオーバードライブできるように前記発光制御部７は構成してある。このストロボ発光時では、各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃに対してランダムにストロボ発光が開始される指令が入力されることになるので、場合によっては各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃへのストロボ発光指令がそれぞれ同じタイミングとなり、図３に示すように瞬間的な消費電力が前記ＤＣ供給部４の電力の供給能力を大きく上回る場合がある。すなわち、ランダムトリガによって瞬間的な出力過多ＯＶが起こり得るように構成してある。
【００２９】
前記電圧モニタ部６は、前記定電流回路５の出力電圧をモニタリングし、その出力電圧が閾値電圧を下回ったかどうかを監視するものである。すなわち、前記定電流回路５の出力側において出力過多ＯＶが生じた場合には、前記定電流回路５の作用により電圧降下が生じるので、前記電圧モニタ部６はこの電圧低下によって出力過多ＯＶの発生の有無を検出するものであるとも言える。
【００３０】
そして、前記発光制御部７は前記電圧モニタ部６において前記定電流回路５の出力電圧の低下が検知された場合には、前記複数のＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃの出力電圧、出力電流を制限するように構成してある。例えば前記発光制御部７は各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃがいずれも発光しないようにして出力過多ＯＶの状態が早期に解消されるようにしてある。出力過多ＯＶが生じた場合に、このような各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける出力電流、出力電圧の制限による保護動作が十分に行えるように前記電圧モニタ部６の閾値電圧は設定してある。より具体的には、出力過多ＯＶが発生した場合に生じる前記定電流回路５以降の電圧降下の程度は、前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃに設けられたコンデンサの容量によって決まる。したがって、この容量に基づいて前記電圧モニタ部６における閾値電圧を下回る電圧降下を検出した時点から出力制限による保護までにかかる時間の間に放出される電力量も予測できる。保護動作が開始されるまでの電力量が他機器３に影響を与えないように前記閾値電圧は設定してある。すなわち、本実施形態では前記閾値電圧は各コンデンサの容量、又は、放出される電力量、保護動作を開始するまでにかかる時間等に基づいて設定してあるとも言える。
【００３１】
次にこのような構成の電源装置１００及びＬＥＤ照明装置２００によって前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及び前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける出力過多ＯＶが生じた場合でも、前記定電流回路５によって前記他機器３には所定の直流電圧が供給される点について説明する。
【００３２】
図３はランダムトリガにより各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃがストロボ発光している場合を示し、グラフの後半において各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃのストロボ発光が意図せずタイミングが一致してしまった場合を示す。図３のようにストロボ発光のタイミングが前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおいて一致してしまった場合には、従来の電源装置１００であれば瞬間的に出力過多ＯＶの状態が発生する（図３のＯＶの点線部分）。本実施形態では前記ＤＣ供給部４と前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃとの間には定電流回路５が設けてあり、前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及び前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃへ流れる電流値には上限値が存在する。したがって前記定電流回路５の出力側における消費電力は制限されることになり、前記ＤＣ供給部４の電力の供給能力を略上回らないようにできる（図３のＯＶの実線部分）。このため、過大な電流が前記ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃのコンデンサなどに引き込まれることによる前記ＤＣ供給部４と前記定電流回路５との間の電源ラインでの電圧低下を防ぎ、電源ラインに接続されている前記他機器３に印加される電圧は保たれることになる。
【００３３】
このため出力過多ＯＶの状態となっても、前記他機器３に供給される電圧は所定の直流電圧で略保たれることになり、前記他機器３が停止してしまうといった事態を防ぐことができる。
【００３４】
また、前記電圧モニタ部６において前記定電流回路５の出力側の電圧の降下が検知されると、前記発光制御部７は前記各ＬＥＤ駆動回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及び前記各ＬＥＤ照明器具２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける消費電力を制限するので、すぐに出力過多ＯＶ状態が解消され、より確実に電源ラインにおける電圧の低下を防ぐことができる。
【００３５】
その他の実施形態について説明する。
前記電源装置は、DC供給部を含んで構成されるものであってもかまわない。
【００３６】
前記実施形態で示したＬＥＤ駆動回路、ＬＥＤ照明器具の個数は２個以上であればよく、このようなものであれば本発明の効果を享受することができる。前記他機器については例示したものに限られず、発光態様の制御対象であるＬＥＤ照明器具以外のその他の機器であればよい。例えば他機器としては電圧の低下に弱く、電圧が低下するとその機能が失われてしまうものであればよく、例えば、コンピュータや画像処理装置やタッチパネルなどが挙げられる。
【００３７】
また、ストロボ発光機能を省略し、各ＬＥＤ照明器具の発光タイミングが揃う可能性があるランダムトリガによる制御を行っても構わない。この場合でも、出力過多が生じても他機器に対して供給される電圧を保護する事が可能である。すなわち、前記ＬＥＤ駆動回路は、ストロボ発光させるように構成されたものに限られず、ＰＷＭ制御だけを行うようなものであってもよく、所定の発光態様で前記ＬＥＤ照明器具を駆動するものであればよい。供給能力とＬＥＤ照明器具の個数や態様によっては、ＰＷＭ制御による発光タイミングが各ＬＥＤ照明器具で重なることによる出力過多や、ＬＥＤ照明器具又はＬＥＤ駆動回路が短絡することによる過電流の発生等が考えられ、他機器に供給される電圧低下する恐れがあるようなものに対しても本発明は有効に作用する。したがって、これらのような発光態様のものに本発明を適用しても構わない。
【００３８】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００３９】
１００・・・電源装置
２００・・・ＬＥＤ照明装置
１    ・・・ＬＥＤ駆動回路
２    ・・・ＬＥＤ照明器具
３    ・・・他機器
４    ・・・ＤＣ供給部
５    ・・・定電流回路
６    ・・・電圧モニタ部
７    ・・・発光制御部
【図１】
2015191861.tif 000003
【図２】
2015191861.tif 000004
【図３】
2015191861.tif 000005