(57)【要約】【課題】主電源から出力される直流電力にリップル成分があっても、直流電力の低下の検出遅れを改善することができるＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】リップルを含む直流電力を発光部に出力する主電源１０と、主電源１０から出力される直流電力の低下が検出されると、主電源１０に換わってＬＥＤ２に直流電力を出力する補助電源２０とを有するＬＥＤ照明装置１であって、主電源１０から出力される直流電流の平均に対応する平均直流電流値と予め設定された電流低下閾値との比較によって、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出する直流電流検出部４０と、主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値と主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値との比較によって、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出する直流電圧検出部５０とを備えている。【選択図】図１
2017027800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リップルを含む直流電力を発光部に出力する第１の電源部と、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下が検出されると、前記第１の電源部に換わって前記発光部に直流電力を出力する第２の電源部とを有するＬＥＤ照明装置であって、
前記第１の電源部から出力される直流電流の平均に対応する平均直流電流値と予め設定された電流低下閾値との比較によって、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下を検出する直流電流検出部と、
前記第１の電源部から出力される直流電圧に対応する直流電圧値と前記第１の電源部から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値との比較によって、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下を検出する直流電圧検出部とを具備することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記直流電圧検出部は、前記直流電圧値が前記平均直流電圧値を下回った状態で、予め設定された電圧低下確定時間が経過すると、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下を検出することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記電圧低下確定時間は、前記第１の電源部から出力される直流電力のリップル周期より長く設定されていることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助電源を備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源を変換してＬＥＤに電力供給する主電源と、バッテリ電源を変換してＬＥＤに電力供給する補助電源と、を備えてＬＥＤ照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。主電源から供給されるＬＥＤ電流の低下を検出することで、主電源から補助電源への切り換えが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９０７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、主電源から出力されるＬＥＤ電流にリップル成分のある場合、リップルによる誤検出を防止するため、リップルを平均化する必要がある。リップルの平均化には、検出部に大容量（１ｕＦ程度）コンデンサが必要になり、ＬＥＤ電流が急峻な低下をした場合、その変化を検出するまでに検出遅れの時間が生じてしまう。この検出遅れに起因して、主電源から補助電源への切り換えも遅れ、人の目にチラツキとして捉えられてしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、主電源から出力される直流電力にリップル成分があっても、直流電力の低下の検出遅れを改善することができるＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＬＥＤ照明装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明のＬＥＤ照明装置は、リップルを含む直流電力を発光部に出力する第１の電源部と、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下が検出されると、前記第１の電源部に換わって前記発光部に直流電力を出力する第２の電源部とを有するＬＥＤ照明装置であって、前記第１の電源部から出力される直流電流の平均に対応する平均直流電流値と予め設定された電流低下閾値との比較によって、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下を検出する直流電流検出部と、前記第１の電源部から出力される直流電圧に対応する直流電圧値と前記第１の電源部から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値との比較によって、前記第１の電源部から出力される直流電力の低下を検出する直流電圧検出部とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、主電源から出力される直流電力にリップルがあっても、直流電圧の低下を素早く検出することができるため、直流電力の低下の検出遅れを改善することができ、チラツキとして視認されることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明装置の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す各部の信号波形、及び動作波形を示す波形図である。
【図３】図１に示す各部の信号波形、及び動作波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、各図において、同一の構成には、同一の符号を付して一部説明を省略している。
【００１０】
本実施の形態のＬＥＤ照明装置１は、図１を参照すると、発光部であるＬＥＤ２と、主電源１０と、補助電源２０と、内部電圧生成部３０と、直流電流検出部４０、直流電圧検出部５０とを備えている。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２は、逆流防止用のダイオードである。
【００１１】
主電源１０は、商用交流電源等から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータであり、主電源１０からＬＥＤ２に供給されるＬＥＤ電流には、図２に示すように、リップル成分が含まれている。
【００１２】
補助電源２０は、バッテリ等の電池、コンデンサ及び主電源１０とは別系統の電源のいずれかで構成され、内部電圧生成部３０もしくは直流電流検出部４０から切り換え信号によって切り換えが指示されると、ＬＥＤ２に直流電力を出力する。補助電源２０は、切り換え信号が入力される切り換え信号入力端子２０ａを備えている。切り換え信号は、通常時、Ｈｉレベルの信号であり、Ｌｏｗレベルになることで切り換えを指示する。
【００１３】
内部電圧生成部３０は、主電源１０から供給されるＬＥＤ電流に基づいて内部電圧Ｖｃｃを生成する定電圧直流電源回路である。内部電圧生成部３０は、トランジスタＱ１と、シャントレギュレータＺ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、コンデンサＣ１とを備えている。トランジスタＱ１は、ＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＱ１のコレクタは、主電源１０の正極出力端子（＋）に接続された電源ラインに接続され、トランジスタＱ１のコレクタ―ベース間には、抵抗Ｒ１が接続されている。そして、トランジスタＱ１のベースには、シャントレギュレータＺ１のカソードが接続され、シャントレギュレータＺ１のアノードが主電源１０の負極出力端子（−）に接続されたＧＮＤラインに接続されている。また、トランジスタＱ１のエミッタとＧＮＤラインにとの間には、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とからなる直列回路と、コンデンサＣ１とが並列に接続されている。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点がシャントレギュレータＺ１の制御端子に接続されている。これにより、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点の電圧が一定になるように制御され、トランジスタＱ１のエミッタに接続された内部電源ラインの電圧が内部電圧Ｖｃｃとなる。
【００１４】
直流電流検出部４０は、ＬＥＤ２を流れるＬＥＤ電流の低下を検出し、主電源１０から補助電源２０への切り換えを指示する切り換え信号を出力する回路である。直流電流検出部４０は、コンパレータＣＯＭＰ１と、抵抗Ｒ４〜Ｒ７と、電流検出抵抗ＲＳと、コンデンサＣ２とを備えている。内部電源ラインとＧＮＤラインとの間には、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とからなる直列回路が接続され、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点がコンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端子に接続されている。これにより、コンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点の電圧が、直流電流の低下を検出するための電流低下閾値として入力される。電流検出抵抗ＲＳは、ＬＥＤ２と主電源１０の負極出力端子（−）との間に接続され、電流検出抵抗ＲＳと並列に抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２とからなる直列回路が接続されている。そして、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２との接続点がコンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端子に接続されている。これにより、主電源１０から出力されたリップル成分を含むＬＥＤ電流（直流電流）は、コンデンサＣ２によって平均化され、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端子には、ＬＥＤ電流の平均に対応する平均直流電流値が入力され、電流低下閾値と比較される。コンパレータＣＯＭＰ１の出力端子は、電源ラインに抵抗Ｒ７を介して接続されていると共に、補助電源２０の切り換え信号入力端子２０ａに接続されている。通常時、平均直流電流値は電流低下閾値以上になるように設定されており、コンパレータＣＯＭＰ１の出力、すなわち切り換え信号は、Ｈｉレベルとなる。そして、ＬＥＤ電流が低下し、平均直流電流値が電流低下閾値未満になると、コンパレータＣＯＭＰ１の出力、すなわち切り換え信号がＬｏｗレベルになり、補助電源２０に切り換えが指示される。
【００１５】
直流電圧検出部５０は、主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値と、主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値とを比較することで直流電圧の変化（減少分）を検出し、主電源１０から補助電源２０への切り換えを指示する切り換え信号を出力する回路である。直流電圧検出部５０は、コンパレータＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３と、抵抗Ｒ８〜Ｒ１５と、コンデンサＣ３、Ｃ４とを備えている。電源ラインとＧＮＤラインと間には、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９とからなる直列回路と、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１とからなる直列回路とが並列に接続されている。そして、抵抗Ｒ９と並列にコンデンサＣ３が接続されている。抵抗Ｒ９とコンデンサＣ３との接続点がコンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端子に接続され、コンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端子には、コンデンサＣ３の電圧が主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値として入力される。また、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点がコンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端子に接続され、コンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端子には、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点の電圧が主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値として入力される。これにより、コンパレータＣＯＭＰ２では、主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値が主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値と比較される。そして、コンパレータＣＯＭＰ２の出力は、直流電圧値が平均直流電圧値以上でＨｉレベルに、直流電圧値が平均直流電圧値未満でＬｏｗレベルになる。
【００１６】
内部電源ラインとＧＮＤラインとの間には、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とからなる直列回路と、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ４とからなる直列回路とが並列に接続されている。抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との接続点はコンパレータＣＯＭＰ３の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ４の接続点はコンパレータＣＯＭＰ３の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ４の接続点は、抵抗Ｒ１５を介してコンパレータＣＯＭＰ２の出力端子に接続されている。コンパレータＣＯＭＰ３の出力端子は、補助電源２０の切り換え信号入力端子２０ａに接続されている。
【００１７】
コンパレータＣＯＭＰ２の出力がＨｉレベルでは、コンパレータＣＯＭＰ３の出力はＨｉレベルとなるように設定されている。コンパレータＣＯＭＰ２の出力がＬｏｗレベルになると、コンデンサＣ４に蓄積された電荷が抵抗Ｒ１５を介して放電される。そして、コンデンサＣ４の電圧が抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との接続点との電圧を下回ると、コンパレータＣＯＭＰ３の出力、すなわち切り換え信号がＬｏｗレベルになり、補助電源２０に切り換えが指示される。
【００１８】
コンデンサＣ４に蓄積された電荷の放電時間は、コンデンサＣ４の容量と抵抗Ｒ１５の大きさによって決定される。また、コンパレータＣＯＭＰ３によってコンデンサＣ４の電圧と比較される電圧低下閾値は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との分圧によって決定される。従って、コンパレータＣＯＭＰ３、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１５及びコンデンサＣ４は、コンパレータＣＯＭＰ２の出力がｌｏｗレベルになった後、コンパレータＣＯＭＰ３の出力、すなわち切り換え信号がＬｏｗレベルになるまでの時間（コンパレータＣＯＭＰ２のＬｏｗレベル出力が継続される電圧低下確定時間ＴＲ）を制御する電圧低下確定部５１として機能する。Ｌｏｗレベル継続時間ＴＲは、コンデンサＣ４に蓄積された電荷の放電により、コンデンサＣ４の電圧が電圧低下閾値を下回るまでの時間であり、少なくとも主電源１０から出力される直流電力のリップル周期よりも長く設定されている。これにより、リップルに起因する誤検出が防止される。
【００１９】
図２に示すように、ＬＥＤ電流（直流電流値）が急峻な低下をした場合、コンデンサＣ２によって平均化されたＬＥＤ電流（平均直流電流値）がすぐには低下しない。従って、直流電流検出部４０による電流低下の検出タイミングは、ＬＥＤ電流の低下開始から遅れ、平均化されたＬＥＤ電流が電流低下閾値を下回る時刻ｔ１になってしまう。これに対し、直流電圧検出部５０では、主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値を主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値と比較し、直流電圧値が平均直流電圧値を下回る状態（コンパレータＣＯＭＰ２の出力がｌｏｗレベル）でＬｏｗレベル継続時間ＴＲが経過した時刻ｔ０で電圧低下が検出され、コンパレータＣＯＭＰ３の出力がｌｏｗレベルに切り換わる。すなわち、直流電圧検出部５０では、主電源１０から出力される直流電圧値と、遅れて変化する平均直流電圧値とを比較することで、リップルがあっても直流電圧の低下を素早く検出することができる。
【００２０】
なお、ＬＥＤ電流が徐々に低下をした場合には、図３に示すように、直流電圧検出部５０では、直流電圧の低下を検出することができないが、直流電流検出部４０によってＬＥＤ電流の低下を確実に検出することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態は、リップルを含む直流電力を発光部に出力する主電源１０と、主電源１０から出力される直流電力の低下が検出されると、主電源１０に換わってＬＥＤ２に直流電力を出力する補助電源２０とを有するＬＥＤ照明装置１であって、主電源１０から出力される直流電流の平均に対応する平均直流電流値と予め設定された電流低下閾値との比較によって、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出する直流電流検出部４０と、主電源１０から出力される直流電圧に対応する直流電圧値と主電源１０から出力される直流電圧の平均に対応する平均直流電圧値との比較によって、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出する直流電圧検出部５０とを備えている。
この構成により、主電源１０から出力される直流電圧値と、遅れて変化する平均直流電圧値とを比較することで、主電源１０から出力される直流電力にリップルがあっても、直流電圧の低下を素早く検出することができるため、直流電力の低下の検出遅れを改善することができ、チラツキとして視認されることを防止することができる。
【００２２】
さらに、本実施の形態において、直流電圧検出部５０は、直流電圧値が平均直流電圧値を下回った状態で、予め設定された電圧低下確定時間ＴＲが経過すると、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出する。
この構成により、電圧低下確定時間ＴＲにより、直流電圧の低下が検出され、主電源１０から出力される直流電力の低下を検出するまでの時間を設定することができる。
【００２３】
さらに、本実施の形態において、電圧低下確定時間ＴＲは、主電源１０から出力される直流電力のリップル周期より長く設定されている。
この構成により、直流電圧検出部５０において、リップルに起因する誤検出が防止される。
【００２４】
以上の実施の形態で説明された構成、形状、大きさ及び配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値及び各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  ＬＥＤ照明装置
２  ＬＥＤ
１０  主電源
２０  補助電源
３０  内部電圧生成部
４０  直流電流検出部
５０  直流電圧検出部
５１  電圧低下確定部
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ３  コンパレータ
Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
Ｑ１  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１５  抵抗
ＲＳ  電流検出抵抗
【図１】
2017027800.tif 000003
【図２】
2017027800.tif 000004
【図３】
2017027800.tif 000005