特許 7547691 高効率照明装置駆動回路及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】高効率照明装置駆動回路及びその方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/34 20200101AFI20240903BHJP

   H05B 45/375 20200101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

H05B45/34

H05B45/375

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022020482

(22)【出願日】2022-02-14

(65)【公開番号】P2023086064

(43)【公開日】2023-06-21

【審査請求日】2022-02-14

(31)【優先権主張番号】202111497666.9

(32)【優先日】2021-12-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】317016394

【氏名又は名称】厦門普為光電科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100185694

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 隆志

(72)【発明者】

【氏名】盧福星

(72)【発明者】

【氏名】林智栄

【審査官】谷口 東虎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１６１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５４６５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／３４

Ｈ０５Ｂ ４５／３７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

整流モジュール、定電圧モジュール、入力信号取得モジュール、定電圧信号取得モジュール、及び定電圧制御モジュールを有し、
前記整流モジュールは、電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成し、
前記定電圧モジュールは、整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成し、
前記入力信号取得モジュールは、前記電源信号又は前記整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成し、
前記定電圧信号取得モジュールは、前記第１フィードバック信号及び前記定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成し、
前記定電圧制御モジュールは、前記第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して前記定電圧モジュールを制御し、前記定電圧信号を調整して負荷を駆動し、
前記第２フィードバック信号は、前記第１フィードバック信号及び前記定電圧信号の２つの信号のみを統合した統合信号であり、
前記定電圧信号取得モジュールはトランジスタを含み、前記トランジスタのコレクタ端子からエミッタ端子に向かう側に、少なくとも前記入力信号取得モジュールが接続されていることを特徴とする、高効率照明装置駆動回路。

【請求項2】

降圧モジュールをさらに有し、
前記降圧モジュールは、前記定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、前記負荷を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の高効率照明装置駆動回路。

【請求項3】

前記負荷は、ＬＥＤライトであることを特徴とする、請求項１に記載の高効率照明装置駆動回路。

【請求項4】

前記整流モジュールは、ブリッジ整流器であることを特徴とする、請求項１に記載の高効率照明装置駆動回路。

【請求項5】

整流モジュールで電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成する工程と、
定電圧モジュールで整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成する工程と、
入力信号取得モジュールで前記電源信号又は前記整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成する工程と、
定電圧信号取得モジュールで前記第１フィードバック信号及び前記定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成する工程と、
定電圧制御モジュールで前記第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して前記定電圧モジュールを制御し、前記定電圧信号を調整して負荷を駆動する工程と、を有し、
前記定電圧信号取得モジュールで前記第１フィードバック信号及び前記定電圧信号を受信して前記第２フィードバック信号を生成する工程は、
前記定電圧信号取得モジュールで前記第１フィードバック信号及び前記定電圧信号の２つの信号のみを統合して前記第２フィードバック信号を生成する工程であり、
前記定電圧信号取得モジュールはトランジスタを含み、前記トランジスタのコレクタ端子からエミッタ端子に向かう側に、少なくとも前記入力信号取得モジュールが接続されていることを特徴とする照明装置駆動回路の効率向上方法。

【請求項6】

降圧モジュールで前記定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、前記負荷を駆動する工程をさらに有することを特徴とする、請求項５に記載の照明装置駆動回路の効率向上方法。

【請求項7】

前記負荷は、ＬＥＤライトであることを特徴とする、請求項５に記載の照明装置駆動回路の効率向上方法。

【請求項8】

前記整流モジュールは、ブリッジ整流器であることを特徴とする、請求項５に記載の照明装置駆動回路の効率向上方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明装置駆動回路、特に高効率照明装置駆動回路及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

国によって異なる電圧規格を採用しているため、照明装置駆動回路が汎用電圧回路を有しなければならない。現在、フリッカを発生させないように、一般的な駆動回路構造は、定電圧回路及び降圧回路を有し、高入力電圧及び低入力電圧の場合に定電圧回路によって出力電圧を固定電圧値、例えば４００Ｖ又は４５０Ｖに昇圧する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、入力電圧が低い場合、定電圧回路がより高い昇圧比を提供する必要があり、効率が大幅に低下する。前記回路は、高入力電圧での効率と低入力電圧での効率との差が３％以上に達する可能性があるため、明らかに電圧規格が低電圧（例えば１１０Ｖ）である国に適していない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の高効率照明装置駆動回路は、整流モジュール、定電圧モジュール、入力信号取得モジュール、定電圧信号取得モジュール、及び定電圧制御モジュールを有する。整流モジュールは、電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成する。定電圧モジュールは、整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成する。入力信号取得モジュールは、電源信号又は整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成する。定電圧信号取得モジュールは、第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成する。定電圧制御モジュールは、第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して定電圧モジュールを制御し、定電圧信号を調整して負荷を駆動する。

【0005】

１つの実施例において、第２フィードバック信号は、第１フィードバック信号及び定電圧信号の統合信号である。

【0006】

１つの実施例において、照明装置駆動回路は、降圧モジュールをさらに有する。降圧モジュールは、定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する。

【0007】

１つの実施例において、負荷は、ＬＥＤライトである。

【0008】

１つの実施例において、整流モジュールは、ブリッジ整流器である。

【0009】

本発明の照明装置駆動回路の効率向上方法は、整流モジュールで電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成する工程と、定電圧モジュールで整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成する工程と、入力信号取得モジュールで電源信号又は整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成する工程と、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成する工程と、定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して定電圧モジュールを制御し、定電圧信号を調整して負荷を駆動する工程と、を有する。

【0010】

１つの実施例において、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成する工程は、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を統合して第２フィードバック信号を生成する工程である。

【0011】

１つの実施例において、降圧モジュールで定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する工程をさらに有する。

【0012】

１つの実施例において、負荷は、ＬＥＤライトである。

【0013】

１つの実施例において、整流モジュールは、ブリッジ整流器である。

【発明の効果】

【0014】

本発明の高効率照明装置駆動回路及びその方法は、下記効果を有する。
（１）本発明の高効率照明装置駆動回路は、入力信号取得モジュールで電源信号又は整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成し、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成し、定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて定電圧モジュールを制御して定電圧信号を調整する。上記構造によれば、電圧追従の効果を向上し、照明装置駆動回路の効率を大幅に向上させる。
（２）本発明の高効率照明装置駆動回路は、特殊な回路設計及び構造を利用し、電圧追従の効果を向上して効率を向上させるため、高入力電圧での効率と低入力電圧での効率との差が小さくなり、異なる国のニーズを満たし、幅広い用途に使えることができる。
（３）本発明の高効率照明装置駆動回路は、高効率を有し、且つ様々な照明装置に適用できるため、使用の柔軟性が高く、実際の応用に対応できる。
（４）本発明の高効率照明装置駆動回路は、回路設計が簡単で高効率を有し、コストを大幅に増加しなくても所望の効果を達成できるため、商業的価値を有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施例の高効率照明装置駆動回路の回路図である。

【図2】本発明の第１実施例の高効率照明装置駆動回路の入力信号取得モジュール及び定電圧信号取得モジュールの回路図である。

【図3】本発明の第１実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法のフローチャートである。

【図4】本発明の第２実施例の高効率照明装置駆動回路の回路図である。

【図5】本発明の第２実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

当業者が本案の目的及び利点を理解できるように、以下、図面を参照しながら本発明の高効率照明装置駆動回路及びその方法の実施例を説明する。説明の便宜上、図面において、各部品のサイズ及び比率が拡大又は縮小して表示する場合がある。明細書において、「接続」とは、直接接続、又は他の部品が介在する意味を示し、「直接接続」とは、他の部品が介在していないことを示し、また、「接続」に類似する相対関係を説明するための単語も同じように解釈すべきである。また、実施例において、同じ部品を同じ符号で表示する。

【0017】

図１は、本発明の第１実施例の高効率照明装置駆動回路の回路図である。図１に示すように、高効率照明装置駆動回路１は、整流モジュール１１、定電圧モジュール１２、入力信号取得モジュール１３、定電圧信号取得モジュール１４、定電圧制御モジュール１５、及び降圧モジュール１６を有する。

【0018】

整流モジュール１１は、電源入力端ＡＣｉｎから入力された電源信号Ｐｓを受信して整流電圧信号Ｒｓを生成する。１つの実施例において、整流モジュール１１は、ブリッジ整流器であるが、それらに限定されない。他の実施例において、整流モジュール１１は、他の類似の回路である。

【0019】

定電圧モジュール１２は、整流電圧信号Ｒｓを受信して定電圧信号Ｖｓを生成する。１つの実施例において、定電圧モジュール１２は、定電圧回路又は他の類似の回路である。

【0020】

降圧モジュール１６は、定電圧信号Ｖｓを受信して駆動信号Ｄｓを生成し、負荷Ｌを駆動する。１つの実施例において、降圧モジュール１６は、バックコンバータ（Ｂｕｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。他の実施例において、降圧モジュール１６は、他の類似の回路である。

【0021】

また、入力信号取得モジュール１３は、整流電圧信号Ｒｓを受信して第１フィードバック信号Ｆｓ１を生成する。

【0022】

定電圧信号取得モジュール１４は、第１フィードバック信号Ｆｓ１及び定電圧信号Ｖｓを受信して第２フィードバック信号Ｆｓ２を生成する。また、定電圧信号取得モジュール１４は、第１フィードバック信号Ｆｓ１及び定電圧信号Ｖｓを統合して第２フィードバック信号Ｆｓ２として統合信号を生成する。

【0023】

その後、定電圧制御モジュール１５は、第２フィードバック信号Ｆｓ２に基づいて制御信号Ｃｓを生成し定電圧モジュール１２を制御し、定電圧信号Ｖｓを調整する。降圧モジュール１６は、調整された定電圧信号Ｖｓを受信して駆動信号Ｄｓを生成して負荷Ｌを駆動する。

【0024】

上記構造によれば、第２フィードバック信号Ｆｓ２は、整流モジュール１１から出力した整流電圧信号Ｒｓ及び定電圧モジュール１２から出力した定電圧信号Ｖｓの特性を同時に有する。そのため、電圧追従の効果を向上し、照明装置駆動回路１の効率を大幅に向上させる。

【0025】

また、高効率照明装置駆動回路１は、異なる国のニーズに対応し、様々な照明装置に使用できるため、幅広い用途に使えることができ、且つ実際の応用に対応できる。

【0026】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本実施例の高効率照明装置駆動回路に基づいてなされた均等的な変更は、いずれも本発明に含む。

【0027】

図２は、本発明の第１実施例の高効率照明装置駆動回路の入力信号取得モジュール及び定電圧信号取得モジュールの回路図である。図２において、入力信号取得モジュール１３及び定電圧信号取得モジュール１４のいくつの回路設計を説明する。図２に示すように、入力信号取得モジュール１３は、複数の抵抗Ｒ１及びキャパシタンスＣ１を有する。定電圧信号取得モジュール１４は、複数の抵抗Ｒ２、トランジスタＴ、及びキャパシタンスＣ２を有し、複数の抵抗Ｒ０に接続される（Ｇは、接地端である）。

【0028】

入力信号取得モジュール１３は、前記抵抗Ｒ１を介して整流電圧信号Ｒｓを分割して第１フィードバック信号Ｆｓ１を生成し、トランジスタＴを制御する。トランジスタＴのベース電圧が０～Ｖ１である場合に、トランジスタＴがオフ状態となり、トランジスタＴのベース電圧がＶ１～Ｖ２である場合に、トランジスタＴを１つの可変抵抗と見做すことができ、トランジスタＴのベース電圧がＶ２以上である場合に、トランジスタＴがオン状態となる（Ｖ２＞Ｖ１＞０）。

【0029】

トランジスタＴのベース電圧が０～Ｖ１（オフ状態）である場合に、定電圧信号取得モジュール１４は、前記抵抗Ｒ０及び前記抵抗Ｒ２の分割信号を受信する。トランジスタＴのベース電圧がＶ１～Ｖ２である場合、定電圧信号取得モジュール１４は、前記抵抗Ｒ０と１つの抵抗Ｒ２とトランジスタＴとを直列接続してからもう１つの抵抗Ｒ２と並列接続する分割信号を受信する。トランジスタＴのベース電圧がＶ２以上である場合に、定電圧信号取得モジュール１４は、前記抵抗Ｒ０及び並列接続された前記抵抗Ｒ２の分割信号を受信する。

【0030】

上記構造によれば、定電圧信号取得モジュール１４は、定電圧信号Ｖｓ及び整流電圧信号Ｒｓの特性を同時に有する第２フィードバック信号Ｆｓ２を生成できる。

【0031】

入力信号取得モジュール１３及び定電圧信号取得モジュール１４は、他の回路構造によって実現できる。

【0032】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本実施例の入力信号取得モジュール及び定電圧信号取得モジュールに基づいてなされた均等的な変更は、いずれも本発明に含む。

【0033】

図３は、本発明の第１実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法のフローチャートである。本実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法は、以下の工程を有する。

【0034】

工程Ｓ３１：整流モジュールで電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成する。
工程Ｓ３２：定電圧モジュールで整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成する。
工程Ｓ３３：降圧モジュールで定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する。
工程Ｓ３４：入力信号取得モジュールで整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成する。
工程Ｓ３５：定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して、第１フィードバック信号及び定電圧信号を統合して第２フィードバック信号を生成する。
工程Ｓ３６：定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して定電圧モジュールを制御し、定電圧信号を調整する。
工程Ｓ３７：降圧モジュールで調整された定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する。

【0035】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法に基づいてなされた均等的な変更は、いずれも本発明に含む。

【0036】

従来の駆動回路は、高入力電圧での効率と低入力電圧での効率との差が３％以上に達する可能性があるため、効率が大幅に低下する。それに対し、本発明の高効率照明装置駆動回路は、入力信号取得モジュールで電源信号又は整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成し、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成し、定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて定電圧モジュールを制御して定電圧信号を調整する。上記構造によれば、電圧追従の効果を向上し、照明装置駆動回路の効率を大幅に向上させる。

【0037】

また、本発明の高効率照明装置駆動回路は、特殊な回路設計及び構造を使用し、電圧追従の効果を向上して効率を向上させるため、高入力電圧での効率と低入力電圧での効率との差が小さくなり、異なる国のニーズを満たし、幅広い用途に使えることができる。

【0038】

なお、本発明の高効率照明装置駆動回路は、高効率を有し、且つ様々な照明装置に適用できるため、使用の柔軟性が高く、実際の応用に対応できる。

【0039】

さらに、本発明の高効率照明装置駆動回路の回路は、回路設計が簡単で高効率を有し、コストを大幅に増加しなくても所望の効果を達成できるため、商業的価値を有する。上記から分かるように、本発明の実施例の照明装置駆動回路は、優れた技術的効果を有する。

【0040】

図４は、本発明の第２実施例の高効率照明装置駆動回路の回路図である。図４に示すように、高効率照明装置駆動回路１は、整流モジュール１１、定電圧モジュール１２、入力信号取得モジュール１３、定電圧信号取得モジュール１４、定電圧制御モジュール１５、及び降圧モジュール１６を有する。

【0041】

整流モジュール１１は、電源入力端ＡＣｉｎから入力された電源信号Ｐｓを受信して整流電圧信号Ｒｓを生成する。定電圧モジュール１２は、整流電圧信号Ｒｓを受信して定電圧信号Ｖｓを生成する。降圧モジュール１６は、定電圧信号Ｖｓを受信して駆動信号Ｄｓを生成し、負荷Ｌを駆動する。

【0042】

第１実施例との相違点としては、入力信号取得モジュール１３は、電源信号Ｐｓを受信して第１フィードバック信号Ｆｓ１を生成する。また、定電圧信号取得モジュール１４は、第１フィードバック信号Ｆｓ１及び定電圧信号Ｖｓを受信して第２フィードバック信号Ｆｓ２を生成する。このようにすると、定電圧信号取得モジュール１４は、第１フィードバック信号Ｆｓ１及び定電圧信号Ｖｓを統合して第２フィードバック信号Ｆｓ２として統合信号を生成する。その後、定電圧制御モジュール１５は、第２フィードバック信号に基づいてＦｓ２制御信号を生成してＣｓ定電圧モジュール１２を制御し、定電圧信号Ｖｓを調整する。降圧モジュール１６は、調整された定電圧信号Ｖｓを受信して駆動信号Ｄｓを生成し、負荷Ｌを駆動する。

【0043】

上記構造によれば、第２フィードバック信号Ｆｓ２は、電源入力端ＡＣｉｎから出力した電源信号Ｐｓ及び定電圧モジュール１２から出力した定電圧信号Ｖｓの特性を同時に有する。そのため、電圧追従の効果を向上し、照明装置駆動回路１の効率を大幅に向上させる。

【0044】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本実施例の高効率照明装置駆動回路に基づいてなされた均等的な変更は、いずれも本発明に含む。

【0045】

図５は、本発明の第２実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法のフローチャートである。本実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法は、以下の工程を有する。

【0046】

工程Ｓ５１：整流モジュールで電源入力端から入力された電源信号を受信して整流電圧信号を生成する。
工程Ｓ５２：定電圧モジュールで整流電圧信号を受信して定電圧信号を生成する。
工程Ｓ５３：降圧モジュールで定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する。
工程Ｓ５４：入力信号取得モジュールで電源信号を受信して第１フィードバック信号を生成する。
工程Ｓ５５：定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信し、第１フィードバック信号及び定電圧信号を統合して第２フィードバック信号を生成する。
工程Ｓ５６：定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して定電圧モジュールを制御し、定電圧信号を調整する。
工程Ｓ５７：降圧モジュールで調整された定電圧信号を受信して駆動信号を生成し、負荷を駆動する。

【0047】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本実施例の照明装置駆動回路の効率向上方法に基づいてなされた均等的な変更は、いずれも本発明に含む。

【0048】

本発明の方法は、上記工程順に限定されず、各工程の手順を変更してもよく、一部の工程を同時に行ってもよい。

【0049】

以上をまとめると、本発明の高効率照明装置駆動回路は、入力信号取得モジュールで電源信号又は整流電圧信号を受信して第１フィードバック信号を生成し、定電圧信号取得モジュールで第１フィードバック信号及び定電圧信号を受信して第２フィードバック信号を生成し、定電圧制御モジュールで第２フィードバック信号に基づいて定電圧モジュールを制御して定電圧信号を調整する。上記構造によれば、電圧追従の効果を向上し、照明装置駆動回路の効率を大幅に向上させる。

【0050】

また、本発明の高効率照明装置駆動回路は、特殊な回路設計及び構造を使用し、電圧追従の効果を向上して効率を向上させるため、高入力電圧での効率と低入力電圧での効率との差が小さくなり、異なる国のニーズを満たし、幅広い用途に使えることができる。

【0051】

なお、本発明の高効率照明装置駆動回路は、高効率を有し、且つ様々な照明装置に適用できるため、使用の柔軟性が高く、実際の応用に対応できる。

【0052】

さらに、本発明の高効率照明装置駆動回路の回路は、回路設計が簡単で高効率を有し、コストを大幅に増加しなくても所望の効果を達成できるため、商業的価値を有する。

【0053】

本発明は、上記実施例に限定さらない。本発明に基づいてなされた変更は、いずれも本発明に含む。

【符号の説明】

【0054】

１ 高効率照明装置駆動回路
１１ 整流モジュール
１２ 定電圧モジュール
１３ 入力信号取得モジュール
１４ 定電圧信号取得モジュール
１５ 定電圧制御モジュール
１６ 降圧モジュール
ＡＣｉｎ 電源入力端
Ｌ 負荷
Ｐｓ 電源信号
Ｒｓ 整流電圧信号
Ｖｓ 定電圧信号
Ｄｓ 駆動信号
Ｆｓ１ 第１フィードバック信号
Ｆｓ２ 第２フィードバック信号
Ｃｓ 制御信号
Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｔ トランジスタ
Ｃ１、Ｃ２ キャパシタンス
Ｇ 接地端
Ｓ３１ Ｓ３７、Ｓ５１ Ｓ５７ 工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】