説明

LED照明装置

【課題】抵抗や定電流回路などを接続していなくても、LEDに流れる電流を所定の電流とすることができるLED照明装置を提供する。
【解決手段】LED照明装置Aに、交流電源Dから入力される交流電流を安定させるための安定器B1と、安定器B1から入力される交流電流に全波整流を行う整流回路1と、整流回路1から直流電流を入力されて発光する複数のLED31aとLED31aを搭載する基板と各LED31aを接続する接続線のみからなり、整流回路1と直接接続されている発光回路3とを備えた

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LED照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、蛍光灯を用いる照明器具が普及している。一方、発光ダイオード(LED)は、消費電力や寿命の観点において、蛍光灯より優れている。近年、従来の蛍光灯を用いる照明器具にLEDランプを取り付けたLED照明装置が開発されている。
【0003】
図4は、従来の一般用蛍光灯照明器具にLEDランプを取り付けたLED照明装置を説明するためのブロック図である。なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、例えば日本国内においては、商用100Vまたは200V電源を用い、JIS C7617に定められた直管形蛍光ランプまたはJIS C7618に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。LED照明装置A'は、一般用蛍光灯照明器具BおよびLEDランプC'を備えている。
【0004】
一般用蛍光灯照明器具Bは、本来は、取り付けられた蛍光灯に商用100V電源Dからの交流電流を入力するものである。一般用蛍光灯照明器具Bは、安定器B1を備えている。安定器B1は、蛍光灯に高電圧を発生させて放電を開始させ、放電開始後は蛍光灯に入力される電流を安定させるものである。一般用蛍光灯照明器具Bは、蛍光灯の点灯方式により、スタータ式、ラピッドスタート式、インバータ式などに分類される。LEDランプC'を取り付けた場合、同じ定格電圧の設定であっても、方式により安定器B1から出力
される電圧、電流および周波数が異なってくる。また、同じ方式であっても、一般用蛍光灯照明器具Bの種類ごとに、安定器B1の特性は少しずつ異なる。
【0005】
LEDランプC'は、一般用蛍光灯照明器具Bの安定器B1を介して、商用100V電
源Dから交流電流を入力されて光を発する。LEDランプC'は、整流回路100、保護
部品200、およびLED発光回路300を備えている。整流回路100は、安定器B1から入力される交流電流を直流電流に変換して、LED発光回路300に出力する。LED発光回路300は、整流回路100から入力される直流電流により、その有する白色LED310aを発光させる。LED発光回路300は、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具Bの定格電圧に合わせて、LED列310を構成する白色LED310aの規格や直列数、抵抗320の抵抗値を決定されている。
【0006】
安定器B1によって、入力される電圧、電流および周波数が異なるので、白色LED310aに過電流が流れないようにするために、LED発光回路300には抵抗320が設けられている。また、白色LED310aに流れる電流を一定に保つために、定電流ダイオードなどの定電流回路を白色LED310aの入力側に直列接続することも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平5−66718号公報
【特許文献2】特開2004−303614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、抵抗320は、電力を熱に変換して無駄に消費するので、電力の利用効率を低下させている。また、定電流回路を接続する場合、これらを設置する領域をLED発光回路300に設ける必要がある。この領域には白色LED310aを搭載できないので、発光しない暗い領域を拡大することになる。また、定電流回路の分だけ、製造コストが高くなるという不都合もある。
【0009】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、抵抗や定電流回路などを接続していなくても、LEDに流れる電流を所定の電流とすることができるLED照明装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0011】
本発明によって提供されるLED照明装置は、交流電源から入力される交流電流を安定させるための安定器と、上記安定器から入力される交流電流に全波整流を行う整流回路と、上記整流回路から直流電流を入力されて発光する複数のLEDと上記LEDを搭載する基板と各LEDを接続する接続線のみからなり、上記整流回路と直接接続されている発光回路と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光回路は複数のLEDが直列接続されたLED列を複数個有しており、上記複数のLED列は並列接続されている。
【0013】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記整流回路と上記発光回路との間に保護部品が接続されている。
【0014】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保護部品は、ツェナーダイオードまたはヒューズである。
【0015】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記安定器からの交流電流を上記整流回路に供給する1対の電源端子を備えており、上記各電源端子は、互いに導通する1対の端子ピンを有している。
【0016】
本発明の別の好ましい実施の形態においては、上記安定器からの交流電流を上記整流回路に供給する1対の電源端子を備えており、上記各電源端子は、互いに絶縁された1対の端子ピンを有しており、上記1対の端子ピンの一方が上記整流回路に接続されている。
【0017】
本発明のより好ましい実施の形態においては、上記発光回路および上記整流回路を収容する筒状ケースを備えており、上記整流回路は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路を挟むように配置されており、上記1対の電源端子は、上記筒状ケースの長手方向における両端部に取り付けられており、上記筒状ケースの長手方向における一方側の端部に設置された上記電源端子は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路の一方側に配置された上記整流回路に接続されており、上記筒状ケースの長手方向における他方側の端部に設置された上記電源端子は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路の他方側に配置された上記整流回路に接続されている。
【0018】
本発明のより好ましい実施の形態においては、上記発光回路と並列に配置された放電用抵抗を備えている。
【0019】
本発明のより好ましい実施の形態においては、上記筒状ケースの長手方向における上記発光回路の一方および他方の端と上記整流回路との間に、上記発光回路と並列な放電用抵抗が配置されている。
【発明の効果】
【0020】
本発明にかかるLED照明装置は、上記発光回路に抵抗を設けていないので、電力の利用効率を向上することができる。また、上記発光回路に定電流回路を設けていないので、上記LEDが搭載されない領域を削減し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明にかかるLED照明装置の第1の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図2】本発明にかかるLED照明装置の第2の実施形態を示す配線図である。
【図3】本発明にかかるLED照明装置の第3の実施形態を示す配線図である。
【図4】従来の一般用蛍光灯照明器具にLEDランプを取り付けたLED照明装置を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0022】
図1は、本発明に係るLED照明装置の第1の実施形態を説明するためのブロック図である。LED照明装置A1は、一般用蛍光灯照明器具BおよびLEDランプC1を備えている。
【0023】
一般用蛍光灯照明器具Bは、例えばスタータ式の場合、蛍光灯に流れる交流電流を制御するための安定器B1、蛍光灯を点灯させるための図示しない点灯管、および、蛍光灯の4つの端子を接続するための図示しない4つの差込口を備えている。差込口のうちの2つは蛍光灯に交流電流を入力するためのものであり、他の2つは点灯管に接続されている。本実施形態では、点灯管を使用しないので、図1において、点灯管に接続されている差込口に該当する配線を省略している。本実施形態において、一般用蛍光灯照明器具Bは、実質的には、商用100V電源Dから入力される交流電流を安定器B1を通してLEDランプC1に出力するものと考えることができる。
【0024】
LEDランプCは、一般用蛍光灯照明器具Bに取り付けられ、安定器B1から交流電流が入力される。LEDランプC1は、整流回路1、保護部品2、およびLED発光回路3を備えている。
【0025】
整流回路1は、安定器B1より入力される交流電流を直流電流に変換して、出力するものである。整流回路1は、全波整流を行う図示しないダイオードブリッジにより構成されている。整流回路1から出力される直流電流は、電流を安定化させるという安定器B1の機能により、平滑化された電流となる。なお、整流回路1の構成はこれに限られず、交流電流を直流電流に変換するものであればよい。
【0026】
保護部品2は、所定以上の電流がLED発光回路3に流れないようにするためのものである。本実施形態では、ツェナーダイオード2を用いており、所定以上の電圧が印加された場合に通電されて、LED発光回路3に電流が流れないようにしている。LED発光回路3に流れる電流を遮断すればよいので、代わりにヒューズなどを用いてもよい。なお、これらは使用の安全上用いるべきものであって、本願発明の構成としては必ずしも必要ではない。
【0027】
LED発光回路3は、整流回路1から直流電流を入力されて光を発する。LED発光回路3は、複数の白色LED31aが直列接続された複数のLED列31を備えている。各LED列31は、並列接続されており、カソード側をグランド接続されている。各白色LED31aは、アノード側から直流電流を入力されることで白色光を発する。
【0028】
LED列31における白色LED31aの個数(以下、「LEDの直列数」とする。)、および、LED列31の数(以下、「LEDの並列数」とする。)は、白色LED31aの規格、および、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具Bの安定器B1の特性に合わせて決定される。消費電力はLEDの直列数により変化し、その変化の特性は安定器B1の種類により異なる。LEDの直列数は、必要とする消費電力に応じて適宜決定する。LEDの直列数が決定すると安定器B1の出力電流が決まるので、各白色LED31aに流れる電流が定格電流以下となるように並列数を決定する。
【0029】
次に、LED照明装置A1の作用について説明する。
【0030】
本実施形態によれば、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具の安定器B1の特性に応じて、各白色LED31aに流れる電流が所定の電流となるように、LEDの直列数および並列数が決定される。したがって、LED発光回路3に抵抗や定電流回路などを設けなくても、白色LED31aに流れる電流を所定の電流とすることができる。これにより、抵抗を設けた場合より電力の利用効率を向上することができ、定電流回路を設けた場合よりLED発光回路3の発光しない暗い領域を削減し、製造コストを低減することができる。
【0031】
上記実施形態では、LEDランプC1をスタータ式の一般用蛍光灯照明器具Bに取り付けた場合について説明したが、これに限定されない。一般用蛍光灯照明器具Bがラピッドスタート式やインバータ式の場合でも、安定器B1の特性に応じてLEDの直列数および並列数を決定することにより、本発明を適用することができる。
【実施例2】
【0032】
図2は、本発明にかかるLED照明装置の第2の実施形態を示す配線図である。図1に示す照明装置A2は、一般用蛍光灯照明器具BgおよびLEDランプC2を備えている。なお、図2において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
【0033】
本実施形態における一般用蛍光灯照明器具Bgは、グロースタータ方式であり、商用100V電源D、安定器B2、グロースイッチG、および、ソケットSを内蔵している。安定器B2は、たとえば、チョークコイルである。各ソケットSは、並列する2つの差込口Sd,Sgを備えている。差込口SgはグロースイッチGと導通しており、差込口Sdは商用100V電源Dと導通している。
【0034】
LEDランプC2は、整流回路1、保護部品2、LED発光回路3、4本の端子ピン4、1対の口金5、2つの平滑用コンデンサ6、2つの放電用抵抗群7、2つの抵抗8、基板9、および、筒状ケース10を備えている。このLEDランプC2は、グロースタータ方式の蛍光灯の代替として一般用蛍光灯照明器具Bに取り付けられて用いられる。なお、LEDランプC2の取り付け時には、蛍光灯の点灯に用いられるグロースイッチGは不要であるため、グロースイッチGを取り外しておくのが好ましい。
【0035】
基板9は、整流回路1、保護部品2、LED発光回路3、2つの平滑用コンデンサ6、2つの放電用抵抗群7、および2つの抵抗8を搭載している。基板9は、長矩形状であり、筒状ケース10に収容されている。筒状ケース10は、蛍光灯を模した外観の細長の筒状に形成されている。この筒状ケース10の長手方向両端に、1対の口金5が取り付けられている。各口金5は、それぞれ2本の端子ピン4を保持している。これらの2本の端子ピン4は、本発明における電源端子である。
【0036】
本実施形態において、各口金5に保持された2本の端子ピン4同士は、導通している。また、各口金5に保持された2本の端子ピン4の間に、抵抗8が配置されている。
【0037】
整流回路1は、ダイオードブリッジを構成するダイオード11,12,13,14、および2つのトランス15,16を備えている。
【0038】
各トランス15,16は、基板9の両端部に設置されている。一方の端部に設置されたトランス15は、筒状ケース10の一方の端部に取り付けられた一方の口金5に保持された2本の端子ピン4の両方と導通している。他方の端部に設置されたトランス16は、筒状ケース10の他方の端部に取り付けられた他方の口金5に保持された2本の端子ピン4の両方と導通している。
【0039】
一方の端部に設置されたトランス15は、ダイオード11,12のそれぞれと接続されており、他方の端部に設置されたトランス16は、ダイオード13,14のそれぞれと接続されている。
【0040】
各平滑用コンデンサ6は、LED発光回路3を挟むように基板9の一方側と端方側とに設置されている。各平滑用コンデンサ6は、複数の白色LED列31の各組と並列に配置されている。
【0041】
各放電用抵抗群7は、LED発光回路3および各平滑用コンデンサ6を挟むように基板1の一方側と端方側とに設置されている。各放電用抵抗群7は、複数の白色LED列31の各組と並列に配置されている。各放電用抵抗群7は、直列に配置された複数の抵抗からなり、たとえば合計の抵抗値は500kΩとなっている。なお、各放電用抵抗群7は、1個の抵抗により構成されていても構わない。
【0042】
保護部品2は、LED発光回路3、各平滑用コンデンサ6および各放電用抵抗群7を挟むように基板9の一方側と端方側とに設置されている。
【0043】
次に、上記構成のLED照明装置A2の作用について説明する。
【0044】
上記のLED照明装置A2では、各口金5に保持された2本の端子ピン4同士が導通しているため、どちらの端子ピン4が差込口Sdに差し込まれた場合でも、LED発光回路3を点灯させることが可能となっている。このため、LED照明装置A2では、LEDランプC2を一般用蛍光灯照明器具Bgに取り付ける際に、取り付ける向き等にこだわる必要がないため、容易に取り付け可能である。従って、LED照明装置A2では、グロースタータ方式の蛍光灯の代替としてLEDランプC2を好ましく利用可能である。
【0045】
さらに、本実施形態では、LED発光回路3の複数のLED列31と並列な放電用抵抗群7が設けられているため、消灯時に、複数の白色LED31aおよび平滑用コンデンサ6に帯電した電力を速やかに消費することができる。このため、LED照明装置A2は、速やかに消灯することが可能となっている。
【実施例3】
【0046】
図3は、本発明にかかるLED照明装置の第3の実施形態を示す配線図である。図3に示すLED照明装置A3は、一般用蛍光灯照明器具BrおよびLEDランプC3を備えている。なお、図3において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
【0047】
本実施形態における一般用蛍光灯照明器具Brは、ラピッドスタータ方式であり、商用100V電源D、ラピッドスタータ型の安定器B3、および、ソケットSa,Sbを内蔵している。ソケットSaは、基板9の長手方向における一方側の口金5に接し、ソケットSbは、他方側の口金5に接している。ソケットSaの差込口S1,S2およびソケットSbの差込口S3,S4は、いずれも安定器B3を介して商用100V電源Dに接続されている。
【0048】
LEDランプC3は、ラピッドスタータ方式の蛍光灯の代替として一般用蛍光灯照明器具Brに取り付けられて用いられる。LEDランプC3は、LEDランプC2と異なり、一方および他方の口金5に保持される端子ピン41,42同士および端子ピン43,44同士が絶縁され、端子ピン41,44のみがトランス15,16に接続されている。また、抵抗9が設置されていない。LEDランプC3のその他の構成はLEDランプC2と同様となっている。
【0049】
上述のようにラピッドスタータ方式の蛍光灯に対応する一般用蛍光灯照明器具Brにおいては、グロースタータ方式の場合と異なり、差込口S1,S2,S3,S4がいずれも商用100V電源Dに接続されている。このため、LEDランプC3では、端子ピン41,44のみをトランス15,16に接続しておくことで、ラピッドスタータ方式の蛍光灯の代替として好ましく利用可能である。
【0050】
さらに、LEDランプC3においても、複数の白色LED列31と並列な放電用抵抗群7が設けられているため、消灯時に、複数の白色LED31aおよび平滑用コンデンサ6に帯電した電力を速やかに消費することができる。このため、LED照明装置A3は、速やかに消灯することが可能となっている。
【0051】
また、上記のLEDランプC3は、端子ピン41,42,43,44の周囲の配線以外はLEDランプC2と共用可能である。このため、LEDランプC2,C3の双方を生産する場合、生産コストの削減を図りやすくなっている。
【0052】
本発明に係るLED照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るLED照明装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、上記第3の実施形態においては、基板1の幅方向において反対側に位置する端子ピン41,44がトランス15,16に接続されているが、同じ側に位置する端子ピン41,43がトランス15,16に接続されていても構わない。
【0053】
なお、LEDランプC1,C2,C3の形状は限定されず、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具B,Bg,Brに合わせた形状とすることができる。例えば、直管形蛍光ランプ用の一般用蛍光灯照明器具B,Bg,Brに取り付ける場合はLEDランプC1,C2,C3の形状を直管形蛍光ランプと同様とし、環形蛍光ランプ用の一般用蛍光灯照明器具BB,Bg,Brに取り付ける場合はLEDランプC1,C2,C3Cの形状を環形蛍光ランプと同様とすればよい。また、LED発光回路3において、白色LED31aに代えて赤色LED、緑色LED、および青色LEDを備えて白色光を発するようにしてもよい。また、白色光以外の光を発するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0054】
近年、蛍光灯の代替としてより消費電力が少なく、水銀等の有害物質を用いないLEDを光源とする照明装置の実現が求められている。本発明にかかるLED照明装置によれば、既存の一般用蛍光灯照明器具を利用することにより、容易に蛍光灯からLEDランプへの切り替えを実現可能である。
【符号の説明】
【0055】
A1,A2,A3 LED照明装置
B,Bg,Br 一般用蛍光灯照明器具
C1,C2,C3 LEDランプ
1 整流回路
2 保護部品
3 LED発光回路
4 端子ピン
5 口金
6 平滑用コンデンサ
7 放電用抵抗群
8 抵抗
9 基板
10 筒状ケース
11,12,13,14 ダイオード
15,16 トランス
31 白色LED列
31a 白色LED
41,42,43,44 端子ピン
D 商用100V電源
G グロースイッチ
B1,B2,B3 安定器
S,Sa,Sb ソケット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源から入力される交流電流を安定させるための安定器と、
上記安定器から入力される交流電流に全波整流を行う整流回路と、
上記整流回路から直流電流を入力されて発光する複数のLEDと上記LEDを搭載する基板と各LEDを接続する接続線のみからなり、上記整流回路と直接接続されている発光回路と、
を備えたことを特徴とするLED照明装置。
【請求項2】
上記発光回路は、複数のLEDが直列接続されたLED列を複数個有しており、上記複数のLED列は並列接続されている、請求項1に記載のLED照明装置。
【請求項3】
上記整流回路と上記発光回路との間に保護部品が接続されている、請求項1または2に記載のLED照明装置。
【請求項4】
上記保護部品は、ツェナーダイオードまたはヒューズである、請求項3に記載のLED照明装置。
【請求項5】
上記安定器からの交流電流を上記整流回路に供給する1対の電源端子を備えており、
上記各電源端子は、互いに導通する1対の端子ピンを有している、請求項1ないし4のいずれかに記載のLED照明装置。
【請求項6】
上記安定器からの交流電流を上記整流回路に供給する1対の電源端子を備えており、
上記各電源端子は、互いに絶縁された1対の端子ピンを有しており、
上記1対の端子ピンの一方が上記整流回路に接続されている、請求項1ないし4のいずれかに記載のLED照明装置。
【請求項7】
上記発光回路および上記整流回路を収容する筒状ケースを備えており、
上記整流回路は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路を挟むように配置されており、
上記1対の電源端子は、上記筒状ケースの長手方向における両端部に取り付けられており、
上記筒状ケースの長手方向における一方側の端部に設置された上記電源端子は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路の一方側に配置された上記整流回路に接続されており、
上記筒状ケースの長手方向における他方側の端部に設置された上記電源端子は、上記筒状ケースの長手方向において上記発光回路の他方側に配置された上記整流回路に接続されている、請求項5または6に記載のLED照明装置。
【請求項8】
上記発光回路と並列に配置された放電用抵抗を備えている、請求項5ないし7のいずれかに記載のLED照明装置。
【請求項9】
上記筒状ケースの長手方向における上記発光回路の一方および他方の端と上記整流回路との間に、上記発光回路と並列な放電用抵抗が配置されている、請求項7に記載のLED照明装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2010−153345(P2010−153345A)
【公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−31447(P2009−31447)
【出願日】平成21年2月13日(2009.2.13)
【出願人】(000116024)ローム株式会社 (3,539)
【Fターム(参考)】