光供給モジュール
【課題】コストが低く反応速度が速い光供給モジュールを提供する。
【解決手段】光供給モジュールは、発光ダイオード2および電源開閉装置1を備える。電源開閉装置1は電源100に電気的に接続される入力ポート10、発光ダイオード2に電気的に接続される出力ポート20、電源変換回路30およびスイッチ回路40を有する。電源変換回路30は入力ポート10および出力ポート20に電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力する。スイッチ回路40は自励式フライバックコンバータ方式によって構成され、電源変換回路30に電気的に接続され、電源変換回路30から出力された電気エネルギーを導通または遮断する。これにより、電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値が一定に制御される。
【解決手段】光供給モジュールは、発光ダイオード2および電源開閉装置1を備える。電源開閉装置1は電源100に電気的に接続される入力ポート10、発光ダイオード2に電気的に接続される出力ポート20、電源変換回路30およびスイッチ回路40を有する。電源変換回路30は入力ポート10および出力ポート20に電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力する。スイッチ回路40は自励式フライバックコンバータ方式によって構成され、電源変換回路30に電気的に接続され、電源変換回路30から出力された電気エネルギーを導通または遮断する。これにより、電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値が一定に制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学装置としての光供給モジュールに関するものである。
【背景技術】
【0002】
光学技術の進歩に伴い発光ダイオード(Light-emitting diode,LED)の製造工程および応用が日増しに熟成してきた。一方、発光ダイオードは体積が小さい、反応が速い、寿命が長い、減衰しにくい、外側が硬い、振動に耐えられる、フルカラー発光(不可視光も含む)ができる、損失が低い、熱放射が小さい、量産が容易であることがその特徴であるため、従来の管状または円球状ランプの代わりに発光ダイオードを光供給モジュールの光源として採用する傾向が強くなった。
【0003】
発光ダイオードと別の電子部品との大きな違いは、供給された電圧量でなく、流れた電流量によって稼動程度が決まることである。発光ダイオードによって光供給を安定させる光供給モジュールを採用する際、定電流の電源開閉装置を配置することによって電流供給および発光ダイオードを安定させることが一般的である。
【0004】
電子科学技術の進歩に伴い、光供給モジュールの電源開閉装置は電子チップの設計によって定電流効果を達成できることになったが、電子チップはコストが高いだけでなく、内部の回路設計の効果を果たすには別の給電に頼る必要があるため、別の電気エネルギーを消費し、反応速度が遅くなる。また調光器を増設し発光ダイオードの調光を行う際、調光器と電源開閉装置にハンチング現象が発生しやすいため、発光ダイオードのちらつき現象を発生させる。従って、従来の光供給モジュールには改善の余地がある
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−216316号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、コストが低く反応速度が速い光供給モジュールを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するために、本発明による光供給モジュールは、発光ダイオードおよび電源開閉装置を備える。電源開閉装置は入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する。入力ポートは電源に電気的に接続される。出力ポートは発光ダイオードに電気的に接続される。電源変換回路は入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力することが可能である。スイッチ回路は自励式フライバックコンバータ(Ringing Choke Converter、RCC)方式によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、かつ電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御される。
【0008】
電源開閉装置は、電圧補償回路を有する。電圧補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、給電電圧が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流を電流値一定に制御する。
【0009】
電源開閉装置は、さらに温度補償回路を有する。温度補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御される。
【0010】
電圧補償回路は、ダイオードと、コンデンサーと抵抗を並列させる回路との直列接続によって構成される。
【0011】
温度補償回路は、サーミスタから構成される。
【0012】
電源変換回路は、直流/直流変換器(DC/DC Converter)を有する。直流/直流変換器は受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して負荷に出力する。
【0013】
電源変換回路は、整流回路を有する。整流回路は入力ポートに電気的に接続されることで電源の電気エネルギーを受け、直流電流に変換して直流/直流変換器に出力する。
【0014】
本発明は電子チップを使用する必要なく、定電流に達することができるだけでなく、電源開閉装置のコストを削減し、電源開閉装置の反応速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図3】本発明の第2実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図4】本発明の第2実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図5】本発明の第3実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図6】本発明の第3実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図7】本発明の第4実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図8】本発明の第4実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図9】本発明に基づいて調光器を増設し、調光を進める状態を示す模式図である。
【図10】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図11】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図12】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図13】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図14】本発明の第1実施形態を測量した結果を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明による光供給モジュールを図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態による光供給モジュールは、電源開閉装置1および複数の発光ダイオード2を備える。電源開閉装置1は電源100からの電気エネルギーを受けて変換し、そののち発光ダイオード2に供給する。本実施形態において、電源100は電力会社から供給される交流電源であるが、これに限らず、設置の需要または設置環境に応じ、発電・蓄電システム(風力発電、太陽光発電、地熱発電など)によって生成される直流電源または交流電源を採用してもよい。電源開閉装置1は入力ポート10、出力ポート20、電源変換回路30およびスイッチ回路40を有する。
【0017】
入力ポート10は、電源100に電気的に接続される。
【0018】
出力ポート20は、発光ダイオード2に電気的に接続される。
【0019】
電源変換回路30は、入力ポート10および出力ポート20に電気的に接続され、かつ整流回路301および直流/直流変換器(DC/DC Converter)302を有する。整流回路301は入力ポート10に電気的に接続されることで電源100の電気エネルギーを受け、直流電流に変換し、そののち出力する。直流/直流変換器302は整流回路301および出力ポート20に電気的に接続されることで整流回路301から出力された直流電流を受け、受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換し、そののち発光ダイオード2に出力する。
【0020】
スイッチ回路40は、自励式フライバックコンバータ(Ringing Choke Converter、RCC)の自励発振型(Self-oscillating)回路によって構成されるが、これに限らず、別の実施できる自励発振型回路を採用してもよい。スイッチ回路40は電源変換回路30に電気的に接続され、かつ電源変換回路30から出力された電気エネルギーを導通させるまたは遮断することによって電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値が一定に制御されるため、発光ダイオード2に定電流を供給する目的を達成することができる。
【0021】
図2に示すように、第1実施形態において、直流/直流変換器302は単巻変圧器であるが、これに限らない。電源100が電源変換回路30に給電する際、スイッチ回路40中のトランジスターQ1は導通し、直流/直流変換器302を稼動させることによって発光ダイオード2に電気エネルギーを供給する。このとき図14に示すように、トランジスターQ1のベース電流(波形1)およびトランジスターQ2のベース電圧(波形2)は上昇する。トランジスターQ2のベース電圧が一定値まで上昇すると、トランジスターQ2は導通し、トランジスターQ1は遮断され、直流/直流変換器302はエネルギーを放出し始める。一方、直流/直流変換器302の補助コイルN2の電圧波型(波形3)は負圧を呈する。またトランジスターQ1がしばらく遮断され、直流/直流変換器302がエネルギーを放出し終わり、直流/直流変換器302の補助コイルN2の電圧波型(波形3)が正圧を呈する際、トランジスターQ1は導通し、トランジスターQ2は遮断される。従って、上述した原理に基づいてトランジスターQ1およびトランジスターQ2を交互に導通させる作動を繰り返せば、電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0022】
(第2実施形態)
入力された電源が不安定である場合、発光ダイオード2へ出力する電流に影響し、浮動現象が起こりやすい。図3に示すように、上述した現象を防止するために、本発明は第2実施形態による電源開閉装置3の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置3は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート11、出力ポート21、電源変換回路31およびスイッチ回路41を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置3はさらに電圧補償回路51を有する。電圧補償回路51はスイッチ回路41に電気的に接続されることでスイッチ回路41を制御するため、電源100から供給された電圧が浮動し、整流回路311から供給された直流電流を変化させる時でも、電源変換回路31から発光ダイオード4に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0023】
図4に示すように、第2実施形態において、電圧補償回路51はダイオードD1と、コンデンサーC1と、抵抗R1、R2を並列させる回路との直列接続によって構成されるが、これに限らない。電源100から供給された電圧が浮動し、整流電流311から供給された直流電流を上昇させる際、コンデンサーC1の電圧は上昇し、トランジスターQ4のベース電圧の上昇速度は速くなるとともに、トランジスターQ4の導通を加速し、トランジスターQ3の導通時間を短縮するため、入力電圧が上昇する時でも、出力電流が安定する。
【0024】
(第3実施形態)
光供給モジュールがしばらく光を供給した後、稼動温度が漸増し、内部のユニットの作動に影響を与えるため、発光ダイオードへ出力する電流を徐々に上昇させるような現象が発生する。図5に示すように、上述した現象を防止するために、本発明は第3実施形態による電源開閉装置5の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置5は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート12、出力ポート22、電源変換回路32およびスイッチ回路42を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置5はさらに温度補償回路52を有する。温度補償回路52はスイッチ回路42に電気的に接続されることでスイッチ回路42を制御するため、電源開閉装置5の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路32から発光ダイオード6に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0025】
図6に示すように、第3実施形態において、温度補償回路52は抵抗R3とサーミスタRH1との直列接続によって構成されるが、これに限らない。電源開閉装置5の稼動温度が上昇し、サーミスタRH1の数値を増大させる際、トランジスターQ6のベース電圧の上昇速度は速くなるとともにトランジスターQ5の導通時間を短縮するため、稼動温度が上昇する時でも、出力電流が安定する。
【0026】
(第4実施形態)
図7に示すように、定電流を供給する効果をより良好にするために、本発明は第4実施形態による電源開閉装置7の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置7は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート13、出力ポート23、電源変換回路33およびスイッチ回路43を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置7はさらにスイッチ回路43に電気的に接続される電圧補償回路53と、電圧補償回路53に電気的に接続される温度補償回路54とを有することによって電圧および温度の二重補償を果たすため、発光ダイオード8へ出力する電流を安定させることができる。
【0027】
図8に示すように、第4実施形態において、電圧補償回路53はダイオードD2と、コンデンサーC2と、抵抗R4、R5を並列させる回路との直列接続によって構成される。温度補償回路54は電圧補償回路53の抵抗R5と直列するサーミスタRH2によって構成されるが、これに限らない。電源100から供給された電圧が浮動し、整流電流331から供給された直流電流を上昇させる際、コンデンサーC2の電圧は上昇し、トランジスターQ8のベース電圧の上昇速度は速くなるとともにトランジスターQ7の導通時間を短縮する。電源開閉装置7の稼動温度が上昇し、サーミスタRH2の数値を増大させる際、トランジスターQ8のベース電圧の上昇速度が速くなるとともにトランジスターQ7の導通時間を短縮される。従って、本発明は上述した設計により、電圧が変わるか稼動温度が上昇する時でも、出力電流を安定させ、二重補償を果たすことができる。
【0028】
図9に示すように、本発明は図1に示した光供給モジュールに調光器9を増設することができる。調光器9は電源100と電源開閉装置1との間に位置する。電源100からの電気エネルギーは調光器9によって調整された後、電源開閉装置1に供給されることで発光ダイオード2の輝度を調整する目的を達成する。電気エネルギーが供給された後、スイッチ回路40は別の給電が必要なことが原因で作動が遅延するような事態が発生しないため、調光器9と電源開閉装置1に生じるハンチング現象を防止し、発光ダイオード2のちらつき現象を発生させないことができる。本発明は、第1実施形態のほかに第2実施形態、第3実施形態および第4実施形態に調光器を増設することが可能である。
【0029】
第1実施形態から第4実施形態による電源開閉装置は隔離変圧器に適用されるだけでなく、図10から図13に示すように単巻変圧器にも適用されるため、電流出力を安定させる効果を果たすことができる。また図に示したスイッチ回路の中のダイオードDは設置の需要に応じ、抵抗に取り替えられてもよい。上述した実施形態においてのスイッチ回路の中のトランジスターQ1、Q3、Q5、Q7および図10から図13に示したトランジスターは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスター(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)に取り替えられてもよく、同じ目的を達成することができる。
【0030】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【0031】
1:電源開閉装置、
10:入力ポート、
20:出力ポート、
30:電源変換回路、
301:整流回路、
302:直流/直流変換器、
N2:補助コイル、
40:スイッチ回路、
Q1:トランジスター、
Q2:トランジスター、
2:発光ダイオード、
3:電源開閉装置、
11:入力ポート、
21:出力ポート、
31:電源変換回路、
311:整流回路、
312:直流/直流変換器、
41:スイッチ回路、
Q3:トランジスター、
Q4:トランジスター、
51:電圧補償回路、
D1:ダイオード、
C1:コンデンサー、
R1、R2:抵抗、
4:発光ダイオード、
5:電源開閉装置、
12:入力ポート、
22:出力ポート、
32:電源変換回路、
41:スイッチ回路、
Q5:トランジスター、
Q6:トランジスター、
52:温度補償回路、
R3:抵抗、
RH1:サーミスタ、
6:発光ダイオード、
7:電源開閉装置、
13:入力ポート、
23:出力ポート、
33:電源変換回路、
331:整流回路、
43:スイッチ回路、
Q7:トランジスター、
Q8:トランジスター、
53:電圧補償回路、
D2:ダイオード、
C2:コンデンサー、
R4、R5:抵抗、
54:温度補償回路、
RH2:サーミスタ、
8:発光ダイオード、
9:調光器、
100:電源、
D:ダイオード。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学装置としての光供給モジュールに関するものである。
【背景技術】
【0002】
光学技術の進歩に伴い発光ダイオード(Light-emitting diode,LED)の製造工程および応用が日増しに熟成してきた。一方、発光ダイオードは体積が小さい、反応が速い、寿命が長い、減衰しにくい、外側が硬い、振動に耐えられる、フルカラー発光(不可視光も含む)ができる、損失が低い、熱放射が小さい、量産が容易であることがその特徴であるため、従来の管状または円球状ランプの代わりに発光ダイオードを光供給モジュールの光源として採用する傾向が強くなった。
【0003】
発光ダイオードと別の電子部品との大きな違いは、供給された電圧量でなく、流れた電流量によって稼動程度が決まることである。発光ダイオードによって光供給を安定させる光供給モジュールを採用する際、定電流の電源開閉装置を配置することによって電流供給および発光ダイオードを安定させることが一般的である。
【0004】
電子科学技術の進歩に伴い、光供給モジュールの電源開閉装置は電子チップの設計によって定電流効果を達成できることになったが、電子チップはコストが高いだけでなく、内部の回路設計の効果を果たすには別の給電に頼る必要があるため、別の電気エネルギーを消費し、反応速度が遅くなる。また調光器を増設し発光ダイオードの調光を行う際、調光器と電源開閉装置にハンチング現象が発生しやすいため、発光ダイオードのちらつき現象を発生させる。従って、従来の光供給モジュールには改善の余地がある
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−216316号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、コストが低く反応速度が速い光供給モジュールを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するために、本発明による光供給モジュールは、発光ダイオードおよび電源開閉装置を備える。電源開閉装置は入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する。入力ポートは電源に電気的に接続される。出力ポートは発光ダイオードに電気的に接続される。電源変換回路は入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力することが可能である。スイッチ回路は自励式フライバックコンバータ(Ringing Choke Converter、RCC)方式によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、かつ電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御される。
【0008】
電源開閉装置は、電圧補償回路を有する。電圧補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、給電電圧が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流を電流値一定に制御する。
【0009】
電源開閉装置は、さらに温度補償回路を有する。温度補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御される。
【0010】
電圧補償回路は、ダイオードと、コンデンサーと抵抗を並列させる回路との直列接続によって構成される。
【0011】
温度補償回路は、サーミスタから構成される。
【0012】
電源変換回路は、直流/直流変換器(DC/DC Converter)を有する。直流/直流変換器は受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して負荷に出力する。
【0013】
電源変換回路は、整流回路を有する。整流回路は入力ポートに電気的に接続されることで電源の電気エネルギーを受け、直流電流に変換して直流/直流変換器に出力する。
【0014】
本発明は電子チップを使用する必要なく、定電流に達することができるだけでなく、電源開閉装置のコストを削減し、電源開閉装置の反応速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図3】本発明の第2実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図4】本発明の第2実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図5】本発明の第3実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図6】本発明の第3実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図7】本発明の第4実施形態による光供給モジュールを示す模式図である。
【図8】本発明の第4実施形態による光供給モジュールを示す詳細な回路図である。
【図9】本発明に基づいて調光器を増設し、調光を進める状態を示す模式図である。
【図10】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図11】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図12】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図13】本発明の設計が単巻変圧器に適用される状態を示す模式図である。
【図14】本発明の第1実施形態を測量した結果を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明による光供給モジュールを図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態による光供給モジュールは、電源開閉装置1および複数の発光ダイオード2を備える。電源開閉装置1は電源100からの電気エネルギーを受けて変換し、そののち発光ダイオード2に供給する。本実施形態において、電源100は電力会社から供給される交流電源であるが、これに限らず、設置の需要または設置環境に応じ、発電・蓄電システム(風力発電、太陽光発電、地熱発電など)によって生成される直流電源または交流電源を採用してもよい。電源開閉装置1は入力ポート10、出力ポート20、電源変換回路30およびスイッチ回路40を有する。
【0017】
入力ポート10は、電源100に電気的に接続される。
【0018】
出力ポート20は、発光ダイオード2に電気的に接続される。
【0019】
電源変換回路30は、入力ポート10および出力ポート20に電気的に接続され、かつ整流回路301および直流/直流変換器(DC/DC Converter)302を有する。整流回路301は入力ポート10に電気的に接続されることで電源100の電気エネルギーを受け、直流電流に変換し、そののち出力する。直流/直流変換器302は整流回路301および出力ポート20に電気的に接続されることで整流回路301から出力された直流電流を受け、受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換し、そののち発光ダイオード2に出力する。
【0020】
スイッチ回路40は、自励式フライバックコンバータ(Ringing Choke Converter、RCC)の自励発振型(Self-oscillating)回路によって構成されるが、これに限らず、別の実施できる自励発振型回路を採用してもよい。スイッチ回路40は電源変換回路30に電気的に接続され、かつ電源変換回路30から出力された電気エネルギーを導通させるまたは遮断することによって電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値が一定に制御されるため、発光ダイオード2に定電流を供給する目的を達成することができる。
【0021】
図2に示すように、第1実施形態において、直流/直流変換器302は単巻変圧器であるが、これに限らない。電源100が電源変換回路30に給電する際、スイッチ回路40中のトランジスターQ1は導通し、直流/直流変換器302を稼動させることによって発光ダイオード2に電気エネルギーを供給する。このとき図14に示すように、トランジスターQ1のベース電流(波形1)およびトランジスターQ2のベース電圧(波形2)は上昇する。トランジスターQ2のベース電圧が一定値まで上昇すると、トランジスターQ2は導通し、トランジスターQ1は遮断され、直流/直流変換器302はエネルギーを放出し始める。一方、直流/直流変換器302の補助コイルN2の電圧波型(波形3)は負圧を呈する。またトランジスターQ1がしばらく遮断され、直流/直流変換器302がエネルギーを放出し終わり、直流/直流変換器302の補助コイルN2の電圧波型(波形3)が正圧を呈する際、トランジスターQ1は導通し、トランジスターQ2は遮断される。従って、上述した原理に基づいてトランジスターQ1およびトランジスターQ2を交互に導通させる作動を繰り返せば、電源変換回路30から発光ダイオード2に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0022】
(第2実施形態)
入力された電源が不安定である場合、発光ダイオード2へ出力する電流に影響し、浮動現象が起こりやすい。図3に示すように、上述した現象を防止するために、本発明は第2実施形態による電源開閉装置3の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置3は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート11、出力ポート21、電源変換回路31およびスイッチ回路41を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置3はさらに電圧補償回路51を有する。電圧補償回路51はスイッチ回路41に電気的に接続されることでスイッチ回路41を制御するため、電源100から供給された電圧が浮動し、整流回路311から供給された直流電流を変化させる時でも、電源変換回路31から発光ダイオード4に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0023】
図4に示すように、第2実施形態において、電圧補償回路51はダイオードD1と、コンデンサーC1と、抵抗R1、R2を並列させる回路との直列接続によって構成されるが、これに限らない。電源100から供給された電圧が浮動し、整流電流311から供給された直流電流を上昇させる際、コンデンサーC1の電圧は上昇し、トランジスターQ4のベース電圧の上昇速度は速くなるとともに、トランジスターQ4の導通を加速し、トランジスターQ3の導通時間を短縮するため、入力電圧が上昇する時でも、出力電流が安定する。
【0024】
(第3実施形態)
光供給モジュールがしばらく光を供給した後、稼動温度が漸増し、内部のユニットの作動に影響を与えるため、発光ダイオードへ出力する電流を徐々に上昇させるような現象が発生する。図5に示すように、上述した現象を防止するために、本発明は第3実施形態による電源開閉装置5の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置5は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート12、出力ポート22、電源変換回路32およびスイッチ回路42を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置5はさらに温度補償回路52を有する。温度補償回路52はスイッチ回路42に電気的に接続されることでスイッチ回路42を制御するため、電源開閉装置5の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路32から発光ダイオード6に出力される電流の電流値を一定に制御することができる。
【0025】
図6に示すように、第3実施形態において、温度補償回路52は抵抗R3とサーミスタRH1との直列接続によって構成されるが、これに限らない。電源開閉装置5の稼動温度が上昇し、サーミスタRH1の数値を増大させる際、トランジスターQ6のベース電圧の上昇速度は速くなるとともにトランジスターQ5の導通時間を短縮するため、稼動温度が上昇する時でも、出力電流が安定する。
【0026】
(第4実施形態)
図7に示すように、定電流を供給する効果をより良好にするために、本発明は第4実施形態による電源開閉装置7の光供給モジュールを提示する。電源開閉装置7は、第1実施形態の構造と同じように入力ポート13、出力ポート23、電源変換回路33およびスイッチ回路43を有する。第1実施形態との違いは、次の通りである。電源開閉装置7はさらにスイッチ回路43に電気的に接続される電圧補償回路53と、電圧補償回路53に電気的に接続される温度補償回路54とを有することによって電圧および温度の二重補償を果たすため、発光ダイオード8へ出力する電流を安定させることができる。
【0027】
図8に示すように、第4実施形態において、電圧補償回路53はダイオードD2と、コンデンサーC2と、抵抗R4、R5を並列させる回路との直列接続によって構成される。温度補償回路54は電圧補償回路53の抵抗R5と直列するサーミスタRH2によって構成されるが、これに限らない。電源100から供給された電圧が浮動し、整流電流331から供給された直流電流を上昇させる際、コンデンサーC2の電圧は上昇し、トランジスターQ8のベース電圧の上昇速度は速くなるとともにトランジスターQ7の導通時間を短縮する。電源開閉装置7の稼動温度が上昇し、サーミスタRH2の数値を増大させる際、トランジスターQ8のベース電圧の上昇速度が速くなるとともにトランジスターQ7の導通時間を短縮される。従って、本発明は上述した設計により、電圧が変わるか稼動温度が上昇する時でも、出力電流を安定させ、二重補償を果たすことができる。
【0028】
図9に示すように、本発明は図1に示した光供給モジュールに調光器9を増設することができる。調光器9は電源100と電源開閉装置1との間に位置する。電源100からの電気エネルギーは調光器9によって調整された後、電源開閉装置1に供給されることで発光ダイオード2の輝度を調整する目的を達成する。電気エネルギーが供給された後、スイッチ回路40は別の給電が必要なことが原因で作動が遅延するような事態が発生しないため、調光器9と電源開閉装置1に生じるハンチング現象を防止し、発光ダイオード2のちらつき現象を発生させないことができる。本発明は、第1実施形態のほかに第2実施形態、第3実施形態および第4実施形態に調光器を増設することが可能である。
【0029】
第1実施形態から第4実施形態による電源開閉装置は隔離変圧器に適用されるだけでなく、図10から図13に示すように単巻変圧器にも適用されるため、電流出力を安定させる効果を果たすことができる。また図に示したスイッチ回路の中のダイオードDは設置の需要に応じ、抵抗に取り替えられてもよい。上述した実施形態においてのスイッチ回路の中のトランジスターQ1、Q3、Q5、Q7および図10から図13に示したトランジスターは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスター(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)に取り替えられてもよく、同じ目的を達成することができる。
【0030】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【0031】
1:電源開閉装置、
10:入力ポート、
20:出力ポート、
30:電源変換回路、
301:整流回路、
302:直流/直流変換器、
N2:補助コイル、
40:スイッチ回路、
Q1:トランジスター、
Q2:トランジスター、
2:発光ダイオード、
3:電源開閉装置、
11:入力ポート、
21:出力ポート、
31:電源変換回路、
311:整流回路、
312:直流/直流変換器、
41:スイッチ回路、
Q3:トランジスター、
Q4:トランジスター、
51:電圧補償回路、
D1:ダイオード、
C1:コンデンサー、
R1、R2:抵抗、
4:発光ダイオード、
5:電源開閉装置、
12:入力ポート、
22:出力ポート、
32:電源変換回路、
41:スイッチ回路、
Q5:トランジスター、
Q6:トランジスター、
52:温度補償回路、
R3:抵抗、
RH1:サーミスタ、
6:発光ダイオード、
7:電源開閉装置、
13:入力ポート、
23:出力ポート、
33:電源変換回路、
331:整流回路、
43:スイッチ回路、
Q7:トランジスター、
Q8:トランジスター、
53:電圧補償回路、
D2:ダイオード、
C2:コンデンサー、
R4、R5:抵抗、
54:温度補償回路、
RH2:サーミスタ、
8:発光ダイオード、
9:調光器、
100:電源、
D:ダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光ダイオードと、
入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する電源開閉装置と、を備え、
入力ポートは、電源に電気的に接続され、
出力ポートは、発光ダイオードに電気的に接続され、
電源変換回路は、入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力することが可能であり、
スイッチ回路は、自励式フライバックコンバータ方式によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする光供給モジュール。
【請求項2】
光供給モジュールは、電圧補償回路を備え、
電圧補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、給電電圧が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項3】
電圧補償回路は、コンデンサーおよび抵抗が並列した回路とダイオードとの直列接続によって構成されることを特徴とする請求項2に記載の光供給モジュール。
【請求項4】
光供給モジュールは、温度補償回路を備え、
温度補償回路は電圧補償回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項2に記載の光供給モジュール。
【請求項5】
光供給モジュールは、温度補償回路を備え、
温度補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項6】
温度補償回路は、サーミスタから構成されることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の光供給モジュール。
【請求項7】
電源変換回路は、直流/直流変換器を有し、
直流/直流変換器は受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して発光ダイオードに出力することを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項8】
電源変換回路は、整流回路を有し、
整流回路は入力ポートに電気的に接続されることで電源の電気エネルギーを受け、直流電流に変換して直流/直流変換器に出力することを特徴とする請求項7に記載の光供給モジュール。
【請求項9】
光供給モジュールは、電源と電源開閉装置との間に設けられる調光器を備え、
電源からの電気エネルギーは調光器によって調整された後、電源開閉装置へ出力されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項10】
スイッチ回路は、二つの相互に接続するトランジスターを有し、
二つのトランジスターを交互に導通させることによって電源変換回路から負荷に出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項11】
スイッチ回路は、相互に接続するトランジスターおよび金属酸化膜半導体電界効果トランジスターを有し、
トランジスターと金属酸化膜半導体電界効果トランジスターとを交互に導通させることによって電源変換回路から負荷に出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項12】
発光ダイオードと、
入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する電源開閉装置と、を備え、
入力ポートは、電源に電気的に接続され、
出力ポートは、発光ダイオードに電気的に接続され、
電源変換回路は、入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換し、出力することが可能であり、
スイッチ回路は、自励発振型回路によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする光供給モジュール。
【請求項1】
発光ダイオードと、
入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する電源開閉装置と、を備え、
入力ポートは、電源に電気的に接続され、
出力ポートは、発光ダイオードに電気的に接続され、
電源変換回路は、入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して出力することが可能であり、
スイッチ回路は、自励式フライバックコンバータ方式によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする光供給モジュール。
【請求項2】
光供給モジュールは、電圧補償回路を備え、
電圧補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、給電電圧が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項3】
電圧補償回路は、コンデンサーおよび抵抗が並列した回路とダイオードとの直列接続によって構成されることを特徴とする請求項2に記載の光供給モジュール。
【請求項4】
光供給モジュールは、温度補償回路を備え、
温度補償回路は電圧補償回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項2に記載の光供給モジュール。
【請求項5】
光供給モジュールは、温度補償回路を備え、
温度補償回路はスイッチ回路に電気的に接続されることでスイッチ回路を制御するため、電源開閉装置の稼動温度が変わる時でも、電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項6】
温度補償回路は、サーミスタから構成されることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の光供給モジュール。
【請求項7】
電源変換回路は、直流/直流変換器を有し、
直流/直流変換器は受けた電気エネルギーを定電圧または定電流の電気エネルギーに変換して発光ダイオードに出力することを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項8】
電源変換回路は、整流回路を有し、
整流回路は入力ポートに電気的に接続されることで電源の電気エネルギーを受け、直流電流に変換して直流/直流変換器に出力することを特徴とする請求項7に記載の光供給モジュール。
【請求項9】
光供給モジュールは、電源と電源開閉装置との間に設けられる調光器を備え、
電源からの電気エネルギーは調光器によって調整された後、電源開閉装置へ出力されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項10】
スイッチ回路は、二つの相互に接続するトランジスターを有し、
二つのトランジスターを交互に導通させることによって電源変換回路から負荷に出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項11】
スイッチ回路は、相互に接続するトランジスターおよび金属酸化膜半導体電界効果トランジスターを有し、
トランジスターと金属酸化膜半導体電界効果トランジスターとを交互に導通させることによって電源変換回路から負荷に出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする請求項1に記載の光供給モジュール。
【請求項12】
発光ダイオードと、
入力ポート、出力ポート、電源変換回路およびスイッチ回路を有する電源開閉装置と、を備え、
入力ポートは、電源に電気的に接続され、
出力ポートは、発光ダイオードに電気的に接続され、
電源変換回路は、入力ポートおよび出力ポートに電気的に接続されることで電力を受けて定電圧または定電流の電気エネルギーに変換し、出力することが可能であり、
スイッチ回路は、自励発振型回路によって構成され、電源変換回路に電気的に接続され、電源変換回路から出力された電気エネルギーを導通するまたは遮断することによって電源変換回路から発光ダイオードに出力される電流の電流値が一定に制御されることを特徴とする光供給モジュール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2013−105740(P2013−105740A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−290316(P2011−290316)
【出願日】平成23年12月29日(2011.12.29)
【出願人】(504417593)東林科技股▲分▼有限公司 (1)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年12月29日(2011.12.29)
【出願人】(504417593)東林科技股▲分▼有限公司 (1)
【Fターム(参考)】
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