調光器対応のLED電球と非対応の電子回路の違い

調光器対応のLED電球と非対応のLED電球がありますが、これらの（使用上の違いではなく、電球内部の電子回路の）違いが知りたいです。

調光器非対応のLED電球では、正弦波の電源供給を想定して電子回路が組まれているのに対し、調光器対応のLED電球では、PWM変調された電源供給を想定して電子回路が組まれているとは想像できますが、どのようにPWM変調された電源に対応しているのか、詳しい解説や具体的な回路の説明が知りたいです。

よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： xs200 回答日時： 2021/12/16 14:29

>調光器対応の器具を100％点灯の状態で使ったとしても、なぜ困ったことになるのか

壊れる可能性があるからです。100均のような100 Vをただ整流してLEDに加えるだけのものならいいですが、降圧型のDC/DCコンバーターを採用しているものもあります(こちらが主流)。この場合、調光器対応でないLED電球であれば電源電圧が変化しても明るさが変化しないように二次側電流は一定なので調光器により一次側の電圧が下がると一次側の電流が増えることになります。単純に計算すれば一次側電圧が100 Vで電流が0.1 Aとすると調光して電圧が50 Vになると電流は2倍の0.2 Aに、電力ならその2乗の4倍になり部品が焼損する可能性があります。焼損しなくても寿命は間違いなく短くなります。またDC/DCコンバーターに規格以下の電圧が入力された時の挙動も不明です。100%の状態ならといいますが、調光器がスイッチの役割もしている場合は必ず0から100まで変化することになり設計以上の電流が流れることになります。調光器のつまみがあるのですから100%のつもりがそうではないかも知れません。

画像は以下から拝借。電源電圧が下がると入力電流は増えます。
https://www.lamp-pro.com/html/page40.html

この回答へのお礼

再度の回答ありがとうございます

調光器非対応のLED電球は、
　電圧変動を打ち消して、一定の電力での発光を維持する機能
があり、そのため、
　調光器により一次側の電圧が下がると一次側の電流が増える
ことになり壊れる可能性があるからなんですね。
なるほどです。

となると、
100均のような100 Vをただ整流してLEDに加えるだけのものなら
　調光器により一次側の電圧が下がると、2.5 Vのバイアスがないので、
　弱く発光するのではなく、全く発光しなくなり
　調光機能が発揮できない不都合
だけで
　調光器対応の器具を１００％点灯に近い状態で使えば
多少は暗くなるにしても、壊れる可能性はない
ということですね！

お礼日時：2021/12/16 22:24

No.2 回答者： xs200 回答日時： 2021/12/15 21:16

PWMと位相制御はまるっきり異なるものです。

>これって、「調光器対応のLED電球」ではなく、裸のLEDを調光する場合の説明の気がしますが、私の誤解でしょうか？

LED電球の中には電源回路が内蔵されているのは理解されていますか? 裸のLEDに前の回答のような回路を加えれば調光器対応になるということです。調光器対応でないものは点灯すればいいのですから余分な回路を入れません。イメージになりますが、図の青の矢印で調光しようとしても難しいのはわかると思います。調光器対応でないものを調光器で制御しようとするとこうなります。調光器をゼロに絞ってもLEDには常に2.5 Vはかかるようにして赤の矢印の範囲で制御できるようにしたのが調光可能なLED電球です。もちろん他に調光器対応にする方法はありますがこれはものすごく簡単な方法です。

https://www2.panasonic.biz/ls/lighting/control/l …
のP.5にあるLED調光用電源というのが調光器対応にするための付加回路です。

>調光器対応のLED電球には、これが内蔵されているとの理解であってますでしょうか。

各社でさまざまでしょう。簡単にできるけど外から買わなければいけません。自社で作れる会社ではコストを考えるでしょう。東芝は独自の専用マイコンを搭載して制御しています。マイコン搭載、1 MHzでスイッチング、GaNデバイス、たかが電球にそこまでという感覚です。
https://www.tlt.co.jp/tlt/omoi/closeup/closeup6/ …

この回答へのお礼

再度の回答ありがとうございます
2.5Vのバイアスをかけておくテクニック、了解、納得です。

すいません、知りたかったのは、
　どうやったら調光できるかではなく、
　調光器対応の器具に調光器非対応のLED電球を接続すると、
　調光９０％のつもりで点灯させても、非対応のLED電球はその通りには点灯しないという不都合だけではなく、
　調光器対応の器具を１００％点灯の状態で使ったとしても、なぜ困ったことになるのか
を、調光器非対応のLED電球の電子回路で納得したかった質問です。

質問の仕方が悪くて、本当にすいません。

＞LED電球の中には電源回路が内蔵されているのは理解されていますか?
もちろん、理解して質問しています。

お礼日時：2021/12/15 22:49

No.1 回答者： xs200 回答日時： 2021/12/15 10:28

PWM調光はLEDの調光に適していますが、普通は調光器対応といったら白熱電球用の安価な位相制御による調光です。

PWMではありません。

図はCREEのLEDの特性です。これを通常のLED電球内部の電源回路で駆動するとLEDチップにかかる電圧は0 Vから3.5 Vまでの変化となるので消えているか、あるいは突然明るくなるかしかできません。そこで電球の電源回路に工夫を加えます。電球に初めから点灯寸前の2.5V加えておき、LEDチップにかかる電圧が2.5 Vから3.5 Vくらいに変化するようにすればいいわけです。図のLEDであれば直線性のよい調光ができます。

https://akizukidenshi.com/download/ds/cree/Cree_ …

トライアック調光対応オフライン LED ドライバがあります。導通角に比例した定電流を流すことができます。PWMではなく定電流駆動なのでちらつきがありません。
https://www.tij.co.jp/product/jp/LM3445

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
＞安価な位相制御による調光です。PWMではありません。
そうなんですね。位相制御を検索してみましたら、電源周波数によるPWMの一種の気がしますが、ONタイム時の電圧が変動するので、PWMとは区別して「位相制御」と呼ぶのですね。勉強になりました。

＞電球に初めから点灯寸前の2.5V加えておき、LEDチップにかかる電圧が2.5 Vから3.5 Vくらいに変化するようにすればいいわけです。図のLEDであれば直線性のよい調光ができます。
これって、「調光器対応のLED電球」ではなく、裸のLEDを調光する場合の説明の気がしますが、私の誤解でしょうか？

＞トライアック調光対応オフライン LED ドライバがあります。
調光器対応のLED電球には、これが内蔵されているとの理解であってますでしょうか。

結局のところ、このLEDドライバの動作がよくわからないと、私のもやもやの解消にはもう少しというところです。

でも、有益な回答、感謝します。

お礼日時：2021/12/15 12:11