JP4813270B2 - Constant current circuit board for driving high power light emitting diodes - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、順電流が100mA〜1Aの高出力発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode )を点灯駆動するための高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板に関するものである。 The present invention relates to a constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode for lighting and driving a high-power light-emitting diode (LED) having a forward current of 100 mA to 1 A.
現在、店舗や陳列用の照明器具では、ランプにハロゲンランプを用いたのが提供されている。例えば、図20は、店舗等で使用されている光源としてハロゲンランプを用いた照明灯60を示し、電源ケーブルを内部に這わせたパイプ状の支持体61の下部に取り付けた器具62に上記照明灯60の口金部63が着脱自在に装着されるようになっている。
図21は、例えば、宝石等の陳列用のショーケースで使用されているスタンド式の照明器具を示し、スタンド本体65の上部の支持体66の先端に回動自在に設けた器具62に照明灯60が着脱自在に装着される構造のものである。
At present, lighting fixtures for stores and displays use halogen lamps as lamps. For example, FIG. 20 shows an
FIG. 21 shows a stand-type lighting device used in, for example, a showcase for display of jewelry, etc., and an illumination lamp is attached to the
ハロゲンランプを用いた照明灯60では、ハロゲンランプに単に交流100Vを印加するだけで良いので、回路構成が単純であり、構造的にも簡略化できる利点を有するものである。
しかしながら、ハロゲンランプは、ランプの発熱が高く、管壁温度は、250度以上、900度未満とする必要があり、ランプの周辺は非常に高温となる。そのため、ハロゲンランプにて照射されている物品も熱を帯びてしまうことになる。
The
However, the halogen lamp has a high heat generation, and the tube wall temperature needs to be 250 degrees or more and less than 900 degrees, and the periphery of the lamp becomes very high. Therefore, the article irradiated with the halogen lamp is also heated.
かかる場合には、店舗等の陳列商品がハロゲンランプの熱により劣化して、商品価値を損ねたり、また、生鮮食料品では、長時間の照射により鮮度の低下が著しくなり、商品価値を無くしてしまうという問題があった。 In such a case, the displayed product at the store or the like deteriorates due to the heat of the halogen lamp and damages the product value. In the case of fresh food products, the deterioration of the freshness becomes significant due to prolonged irradiation and the product value is lost. There was a problem that.
そこで、現在、市場では、店舗や家庭内で使用されているハロゲンランプを用いた照明器具の光源として、発光ダイオードの採用が待ち望まれている。
この発光ダイオードの発光原理は、周知のように発光ダイオードのチップに順方向電圧をかけると、チップの中を電子と正孔が移動して電流が流れる。この電子等の移動中に、電子と正孔がぶつかると電子と正孔が結合する(再結合:N極とS極のように引き合い結合する。)。電子と正孔が結合前に、もともと持っていたエネルギーよりも小さなエネルギーになり、その時に余ったエネルギーロスが光に変換され発光される。
Therefore, at present, the market demands the use of light-emitting diodes as light sources for lighting fixtures using halogen lamps used in stores and homes.
As is well known, the light emission principle of this light emitting diode is that when a forward voltage is applied to the chip of the light emitting diode, electrons and holes move through the chip and current flows. When electrons and holes collide with each other during the movement of the electrons and the like, the electrons and holes are combined (recombination: they are attracted and combined like the N and S poles). Before the electrons and holes are combined, the energy becomes smaller than originally possessed, and at that time, the excess energy loss is converted into light and emitted.
発光ダイオードの電力には、大きく分別して2種類のタイプがあり、低出力タイプと高出力タイプがある。低出力タイプの発光ダイオードの使用用途は、光度をそれほど必要としない、バックライト、インジケータ等であり、他方、高出力タイプの発光ダイオードの使用用途は、非常に高い光度を必要とする、店舗等の室内照明灯がある。 There are two types of light-emitting diode power, which can be divided into two types, a low output type and a high output type. Low power light emitting diodes are used for backlights, indicators, etc. that do not require much light intensity, while high power light emitting diodes are used for stores that require very high light intensity. There are interior lighting lights.
また、発光ダイオードを点灯させるには直流電源が必要であるが、発光ダイオードの定格電圧や定格電流を大きく下回ると発光ダイオードは点灯しない。逆に発光ダイオードの定格電圧や定格電流を大きく上回る場合は、素子の劣化につながり、寿命が短くなる。
したがって、定格電流を超えないように、発光ダイオードに直列に抵抗を接続するなどして、発光ダイオードの定格電流を制限する必要がある。
Further, although a direct current power source is required to light the light emitting diode, the light emitting diode is not lighted if the rated voltage or rated current of the light emitting diode is greatly reduced. Conversely, if the rated voltage or rated current of the light emitting diode is greatly exceeded, the element will be deteriorated and the life will be shortened.
Therefore, it is necessary to limit the rated current of the light emitting diode by connecting a resistor in series with the light emitting diode so as not to exceed the rated current.
低出力タイプの発光ダイオードは、上記のような抵抗で電流制限が可能であるが、高出力タイプの発光ダイオードは、定電流回路が必要となる。この定電流回路の電源は、直流のものと交流のものとがあるが、直流のものは、スイッチング電源やアダプターを通して使用する必要がある。交流のものは、直接交流電源を印加するものである。 The low output type light emitting diode can limit the current by the resistance as described above, but the high output type light emitting diode requires a constant current circuit. There are two types of power sources for the constant current circuit, one for DC and the other for AC. The DC one needs to be used through a switching power source or an adapter. In the AC type, an AC power source is directly applied.
直流印加の定電流回路の基板は、基板自体を小さくすることは可能であるが、基板を動作させるための直流電源装置が必要となり、器具62等に組み込む際に、設置スペースを広くとる必要がある。
交流印加の定電流回路の基板は、基板内で交流を直流に変換する回路が必要となるが、直流印加型の基板よりは、設置スペースははるかに狭くすることが可能である。
Although it is possible to make the board of the constant current circuit for direct current application small, it is necessary to provide a DC power supply device for operating the board. is there.
A substrate for a constant current circuit to which AC is applied requires a circuit for converting alternating current into direct current within the substrate, but the installation space can be much narrower than that for a DC application type substrate.
上述したようにハロゲンランプを用いた照明器具では、発熱の問題があるが、発光ダイオードは自己発熱も照射されている部分(商品等)にも発熱はない。つまり、発光ダイオードは、半導体金属の化合物に電流を流して発光させる仕組みなので、発光熱をほとんど出さない。そのため、発光ダイオードでの照明においては商品に対して熱の影響をほとんど与えることはない。 As described above, a lighting fixture using a halogen lamp has a problem of heat generation, but a light emitting diode does not generate heat even in a portion (product or the like) irradiated with self-heating. In other words, the light-emitting diode emits light by causing a current to flow through a compound of a semiconductor metal, and therefore emits little light. Therefore, in the illumination with the light emitting diode, there is almost no influence of heat on the product.
ただし、低出力タイプの発光ダイオードでは、ハロゲンランプと比較した場合、明るさが不足しているという問題がある。この明るさを補うには、発光ダイオードを大量に使用する必要があり、そのため、器具も大きくなり、コスト高となる。よって、市場での発光ダイオードの採用が遅れているのが現状である。 However, a low output type light emitting diode has a problem that brightness is insufficient when compared with a halogen lamp. In order to make up for this brightness, it is necessary to use a large amount of light-emitting diodes, which increases the size and cost of the equipment. Therefore, the current situation is that the adoption of light emitting diodes in the market is delayed.
この低出力タイプの発光ダイオードの代わりに、高出力タイプの発光ダイオードは、蛍光灯の40W相当の電流を流せるものもあり、ハロゲンランプの代わりになり、明るさを確保することができる。 In place of the low output type light emitting diodes, there are some high output type light emitting diodes that can pass a current equivalent to 40 W of a fluorescent lamp, which can replace the halogen lamp and ensure the brightness.
この高出力タイプの発光ダイオードと定電流回路の組み合わせにより上記の問題を解決することができる。ただ、市場での現状は、定電流回路の基板でも、形状が大きく、そのため、現状の器具62に組み込むことができず、別置きになり、別途設置スペースが必要となる。また、器具内に定電流回路の基板を組み込もうとした場合、基板自体が大きいため、新たに発光ダイオード搭載用の器具を製作する必要がある。
このようにした場合、現在まで使用しているハロゲンランプ用の器具62は、使用できなくなり、また、別途製作した発光ダイオード用の専用の器具自体を購入せざるを得ず、結果的にコスト高となる。
The above problem can be solved by the combination of the high output type light emitting diode and the constant current circuit. However, the current state in the market is large even in the substrate of the constant current circuit, so that it cannot be incorporated into the
In such a case, the
図22は従来の高出力タイプの発光ダイオードを駆動するための定電流回路を実装する基板70を示し、基板70の上面には図示はしないが定電流回路を構成する各種の部品が実装される。電解コンデンサ71が使用する部品の中で一番背が高く、その高さ寸法を考慮した高さのスペーサ72を介して基板70の上方に平板状の放熱フィン73を配置している。
また、放熱フィン73の一部には電解コンデンサ71の上部の逃げとしての略コ字型の切欠部74が切り欠いてある。なお、放熱フィン73はビス75にてスペーサ72を介して基板70側に固定される。
FIG. 22 shows a
In addition, a substantially U-shaped
また、基板70の上面には、発光ダイオードを点灯駆動するためにドライバ用IC76が実装されており、このIC76から発熱する熱を略コ字型の放熱フィン77を介して上面の放熱フィン73に伝導させている。
A driver IC 76 is mounted on the upper surface of the
この従来に用いているドライバ用のIC76の発熱が大きく、放熱フィン73を要する基板70が大きくなり、この発熱により電解コンデンサ71を隔離するために余分な間隔を設けるために、基板70を大きくしていた。そのため、発光ダイオードの特徴である省スペース性を阻害する回路基板となっていた。
以上の理由により市場での発光ダイオードの採用が遅れているのが現状である。
The heat generation of the driver IC 76 used in the prior art is large, and the
For the above reasons, the adoption of light emitting diodes in the market is delayed.
市場で要求されている照明灯は、現在のハロゲンランプ用器具はそのまま使用でき、ランプのみを発光ダイオードに変更した照明灯である。これが実現されることで、環境にも配慮され、省電力の発光ダイオードが市場に拡大されるものと期待される。 The illuminating lamp required in the market is an illuminating lamp in which the present halogen lamp apparatus can be used as it is, and only the lamp is changed to a light emitting diode. By realizing this, it is expected that environmentally friendly and power-saving light-emitting diodes will be expanded to the market.
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、ハロゲンランプから発光ダイオードへとランプのみを交換できるように、ランプと一体型となる程の小さな形状の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板を提供することを目的としているものである。 The present invention has been provided in view of the above-described problems, and is designed to drive a high-power light-emitting diode having a small shape so as to be integrated with the lamp so that only the lamp can be replaced from the halogen lamp to the light-emitting diode. The object is to provide a constant current circuit board.
そこで、本発明の請求項1に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、入力側が交流電源に接続されるノイズフィルタL4と、このノイズフィルタL4の出力側に接続され交流を整流するダイオードブリッジB1とを主部品として構成される一次側回路と、
前記ダイオードブリッジB1の出力側に接続されるチョークコイルL1と、前記ダイオードブリッジB1の出力を平滑する電解コンデンサC2と、この電解コンデンサC2にて平滑された直流電源が供給され高出力タイプの発光ダイオード1を定電流にて点灯駆動するドライバIC2を主部品として構成される二次側回路とからなる定電流回路において、
前記一次側回路を構成している部品を実装する第1基板11と、前記二次側回路を構成している部品を実装する第2基板12とを設け、この両基板11、12の大きさを略同じ大きさに形成すると共に、第1基板11と第2基板12とを平行に2段重ねにしていることを特徴としている。
Therefore, in the constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to
A high output type light emitting diode supplied with a choke coil L1 connected to the output side of the diode bridge B1, an electrolytic capacitor C2 for smoothing the output of the diode bridge B1, and a DC power source smoothed by the electrolytic capacitor C2. In a constant current circuit composed of a secondary side circuit composed mainly of a
A
請求項2に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記第1基板11に実装したノイズフィルタL4は前記第2基板12の方向に向けて配置し、前記第2基板12に実装したチョークコイルL1と電解コンデンサC2は前記第1基板11の方向に向けて配置し、前記ノイズフィルタL4及びチョークコイルL1と電解コンデンサC2とはそれぞれ水平面上で相対的に位置をずらして配置していることを特徴としている。
In the constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to
請求項3に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記第1基板11と第2基板12との間には前記一次側回路と二次側回路を接続するリード線23を接続し、交流電源側に接続される電源用ケーブル5を前記第1基板11より導出すると共に、前記発光ダイオード1に接続される発光ダイオード接続用ケーブル4を前記第2基板12より前記電源用ケーブル5に対して逆方向に導出していることを特徴としている。
In the constant current circuit board for driving a high-power light emitting diode according to
請求項4に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記第1基板11と第2基板12とを円形に、若しくは一部を欠落させた略円形にしていることを特徴としている。
The constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to
請求項5に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記リード線23、電源用ケーブル5及び発光ダイオード接続用ケーブル4は、両基板11、12の投影面積内に配置していることを特徴としている。
In the constant current circuit board for driving a high output light emitting diode according to
請求項6に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記両基板11、12を平行2段重ねに配置構成するためのスペーサ13を合成樹脂製としていることを特徴としている。
The constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to claim 6 is characterized in that the
請求項7に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、入力側が交流電源に接続されるノイズフィルタL4と、このノイズフィルタL4の出力側に接続され交流を整流するダイオードブリッジB1と、このダイオードブリッジB1の出力側に接続されるチョークコイルL1と、前記ダイオードブリッジB1の出力を平滑する電解コンデンサC2と、この電解コンデンサC2にて平滑された直流電源が供給され高出力タイプの発光ダイオード1を定電流にて点灯駆動するドライバIC2を主部品として構成される定電流回路において、
上記各部品を両面実装する基板40を横長に形成し、前記ノイズフィルタL4、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2を前記基板40の同一面に実装していることを特徴としている。
In the constant current circuit board for driving a high output light emitting diode according to claim 7, a noise filter L4 whose input side is connected to an AC power source, and a diode bridge B1 which is connected to the output side of the noise filter L4 and rectifies AC. The choke coil L1 connected to the output side of the diode bridge B1, the electrolytic capacitor C2 for smoothing the output of the diode bridge B1, and the direct current power source smoothed by the electrolytic capacitor C2 are supplied to emit light of a high output type. In a constant current circuit composed mainly of a
A
請求項8に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板では、前記ドライバIC2を、前記電解コンデンサC2とは反対側の面に実装していることを特徴としている。 The constant current circuit board for driving a high-power light emitting diode according to claim 8 is characterized in that the driver IC2 is mounted on a surface opposite to the electrolytic capacitor C2.
本発明の請求項1に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記一次側回路を構成している部品を実装する第1基板11と、前記二次側回路を構成している部品を実装する第2基板12とを設け、この両基板11、12の大きさを略同じ大きさに形成すると共に、第1基板11と第2基板12とを平行に2段重ねにしているので、第1基板11と第2基板12とで構成される回路基板本体3を小型化でき、現状のハロゲンランプの照明灯内に収納できて、現状の照明灯の大きさを変更せずにハロゲンランプから発光ダイオード1に変更した照明灯を提供することができる。これにより、照明灯を使用しても、光源の照射されている部分は熱の影響を受けることがなく、店舗等の陳列商品が劣化することもなく、また、生鮮食料品では長時間にわたって照射されても鮮度の低下をきたすこともない。
According to the constant current circuit board for driving the high output light emitting diode according to
請求項2に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記第1基板11に実装したノイズフィルタL4は前記第2基板12の方向に向けて配置し、前記第2基板12に実装したチョークコイルL1と電解コンデンサC2は前記第1基板11の方向に向けて配置し、前記ノイズフィルタL4及びチョークコイルL1と電解コンデンサC2とはそれぞれ水平面上で相対的に位置をずらして配置しているので、第1基板11と第2基板12との間の寸法を短くできて、小型化を図ることができて、現状のハロゲンランプの照明灯内に収納することが容易となる。
According to the constant current circuit board for driving the high-power light emitting diode according to
請求項3に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記第1基板11と第2基板12との間には前記一次側回路と二次側回路を接続するリード線23を接続し、交流電源側に接続される電源用ケーブル5を前記第1基板11より導出すると共に、前記発光ダイオード1に接続される発光ダイオード接続用ケーブル4を前記第2基板12より前記電源用ケーブル5に対して逆方向に導出しているので、電源用ケーブル5から発生したノイズが発光ダイオード接続用ケーブル4に重畳するなどの影響を防止することができる。
According to the constant current circuit board for driving a high output light emitting diode according to
請求項4に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記第1基板11と第2基板12とを円形に、若しくは一部を欠落させた略円形にしているので、現状のハロゲンランプの照明灯の大きさに対応した形状であり、第1基板11と第2基板12とで構成される回路基板本体3の照明灯内での位置決めも容易となる。
また、第1基板11と第2基板12の一部を欠落させた場合には、その欠落部分に第1基板11と第2基板12とを接続するリード線23を配置できて、リード線23の配線も容易となる。
According to the constant current circuit board for driving a high-power light emitting diode according to
Further, when a part of the
請求項5に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記リード線23、電源用ケーブル5及び発光ダイオード接続用ケーブル4は、両基板11、12の投影面積内に配置しているので、第1基板11と第2基板12とで構成される回路基板本体3を小型化することができる。
According to the constant current circuit board for driving a high output light emitting diode according to
請求項6に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記両基板11、12を平行2段重ねに配置構成するためのスペーサ13を合成樹脂製としているので、小さな面積内で部品とスペーサ13とが接触してもショートしたりすることもなく、また、第1基板11と第2基板12とをスペーサ13で結合しても、基板11、12のパターン電極に対してもショートすることもない。
According to the constant current circuit board for driving the high-power light emitting diode according to claim 6, since the
請求項7に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、各部品を両面実装する基板40を横長に形成し、前記ノイズフィルタL4、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2を前記基板40の同一面に実装しているので、これら背の高い部品を基板40の両面に実装した場合と比べて、全体の高さを低くでき、そのため、現状のハロゲンランプの照明灯内や、照明灯を吊設するパイプ内にも収納することができる。
According to the constant current circuit board for driving the high output light emitting diode according to claim 7, the
請求項8に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板によれば、前記ドライバIC2を、前記電解コンデンサC2とは反対側の面に実装しているので、ドライバIC2からの電解コンデンサC2への熱の影響を無くして、電解コンデンサC2の長寿命化を図ることができる。 According to the constant current circuit board for driving the high output light emitting diode according to claim 8, since the driver IC2 is mounted on the surface opposite to the electrolytic capacitor C2, the electrolytic capacitor C2 from the driver IC2 is provided. It is possible to extend the life of the electrolytic capacitor C2 by eliminating the influence of heat on the electrolytic capacitor C2.
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は順電流が100mA〜1Aの高出力タイプの発光ダイオード1を点灯駆動するための定電流回路を示しており、入力電源はAC100Vの交流電源である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a constant current circuit for lighting and driving a high output type
図1において、入力側の電源部として、ヒューズF、雑音防止用コンデンサC1、サージ対策用バリスタZ1、ノイズフィルタL4を設け、ダイオードブリッジB1にて交流を直流に整流させている。また、1個または複数個の発光ダイオード1を定電流駆動するドライバIC2と、チョークコイルL1、抵抗R1〜R3、電解コンデンサC2、コンデンサC3、C4、ダイオードD1等で制御回路が構成されている。この図1に示す定電流回路にて、発光ダイオード1に一定の直流電流を供給する回路構成となっている。
In FIG. 1, a fuse F, a noise preventing capacitor C1, a surge countermeasure varistor Z1, and a noise filter L4 are provided as an input side power supply unit, and an alternating current is rectified to a direct current by a diode bridge B1. A control circuit is configured by a
ここで、上記ノイズフィルタL4、ダイオードブリッジB1、バリスタZ1、コンデンサC1等で一次側回路を構成し、チョークコイルL1、電解コンデンサC2、ドライバIC2等で二次側回路を構成している。
また、これらの主要部品の内、ノイズフィルタL4、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2が部品高さが高く、ダイオードブリッジB1、バリスタZ1、コンデンサC1、ドライバIC2は、部品高さが低い形状のものである。さらに、ドライバIC2は、発光ダイオード1の点灯時の発熱が大きく、電解コンデンサC2は周囲温度の上昇で熱影響を受け易く、該熱にて部品寿命が大きく影響を受ける特性を持つものである。なお、本実施形態で使用しているドライバIC2は、従来のドライバIC76とは異なるものを用いている。
Here, the noise filter L4, the diode bridge B1, the varistor Z1, the capacitor C1, and the like constitute a primary side circuit, and the choke coil L1, the electrolytic capacitor C2, the driver IC2, and the like constitute a secondary side circuit.
Among these main components, the noise filter L4, the choke coil L1 and the electrolytic capacitor C2 have a high component height, and the diode bridge B1, the varistor Z1, the capacitor C1 and the driver IC2 have a low component height. is there. Further, the
本実施形態では、図1に示す回路を従来のように1枚の基板に実装すると、基板が大型化して現状のハロゲンランプ用の照明灯内に配設できないので、回路基板の形状として、基板を2段にすると共に、2枚の基板を照明灯の基部の円形の形状に合うように丸型にしている。
特に、基板を2段にした場合には、1段に比べて投影面積を1/2にすることができ、また、大型部品の位置関係を設定することにより、空間の有効活用を図って、2段の高さを低くできて、基板の実質占有体積を減じることが可能となる。
In the present embodiment, if the circuit shown in FIG. 1 is mounted on a single board as in the prior art, the board becomes large and cannot be disposed in the current lamp for a halogen lamp. The two substrates are rounded to match the circular shape of the base of the illuminating lamp.
In particular, when the number of substrates is two, the projected area can be halved compared to one, and by setting the positional relationship of large components, the space can be used effectively. The height of the two steps can be reduced, and the substantial occupied volume of the substrate can be reduced.
図2は回路基板本体3の正面図を示し、回路基板本体3の一方から一対の発光ダイオード接続用ケーブル4が導出され、回路基板本体3の他方からは一対の電源用ケーブル5が前記発光ダイオード接続用ケーブル4とは反対方向に導出されている。図3は回路基板本体3の分解図を、図4は上記ケーブル4、5を除いた場合の回路基板本体3の図を、図5は図4(a)におけるA−A方向を見た図を、図6は図4(a)におけるB−B方向を見た図をそれぞれ示している。
FIG. 2 is a front view of the circuit board
この回路基板本体3は、図3に示すように、定電流回路を構成している上記各部品と、これらの部品を実装する丸型の第1基板11及び第2基板12と、この第1基板11と第2基板12の間に介装する合成樹脂製の2本のスペーサ13と、上記第2基板12の下面側に配置される合成樹脂製の下部スペーサ14等で構成されている。
As shown in FIG. 3, the circuit board
図2〜図4に示すように、第2基板12の両側にはビス15挿通用の穴16が穿孔されており、この穴16にビス15を挿通してスペーサ13の上部に形成されているねじ穴17に螺着することで、スペーサ13に第2基板12を固定している。
また、第1基板11の両側にも下部スペーサ14の上部に形成したネジ部20が挿通する穴21が穿孔されていて、この穴21を挿通した下部スペーサ14のネジ部20がスペーサ13の下部に形成したねじ穴22に螺着することで、第1基板11がスペーサ13に固定される。また、同時に下部スペーサ14が第1基板11の下面に固定される。
As shown in FIGS. 2 to 4, holes 16 for inserting
In addition, holes 21 through which the
このように、スペーサ13、下部スペーサ14及びネジ15を合成樹脂製としているので、小さな面積内で部品とスペーサ13とが接触してもショートしたりすることもなく、また、第1基板11と第2基板12とをスペーサ13で結合しても、基板11、12のパターン電極に対してもショートすることもない。
Thus, since the
各部品を実装した後に、上述のように第1基板11と第2基板12がスペーサ13及び下部スペーサ14により固定されるが、第2基板12には以下に示す部品が実装される。
すなわち、図2〜図6に示すように、第2基板12の下面には図1に示す制御回路である二次側回路の部品を実装したものであり、具体的には、第2基板12の下面にダイオードD1、電解コンデンサC2、チョークコイルL1、ドライバIC2等を実装している。また、第2基板12の上面には抵抗R1〜R3、コンデンサC3等を実装している。
After mounting each component, the
That is, as shown in FIG. 2 to FIG. 6, the secondary circuit component which is the control circuit shown in FIG. 1 is mounted on the lower surface of the
第1基板11には、図1に示す一次側回路を構成している部品を実装しており、第1基板11の上面には、ヒューズF、ノイズフィルタL4、フィルムコンデンサC1等を実装している。また、第1基板11の下面には、ダイオードブリッジB1、バリスタZ1を実装している。
ここで、第1基板11の下面に設けている下部スペーサ14は、照明灯の器具内への組み込み時に、回路基板本体3を設置し易くするために設けたものであり、スペーサ13より短く形成している。この短い下部スペーサ14による第1基板11の空間部分にダイオードブリッジB1やバリスタZ1を配置することで、空間を有効に活用している。
The components constituting the primary circuit shown in FIG. 1 are mounted on the
Here, the
ここで、背の高い部品は、上述したようにノイズフィルタL4、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2であり、図示するように第2基板12の下面にチョークコイルL1と電解コンデンサC2を実装し、第1基板11の上面にノイズフィルタL4を実装し、しかも、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2と、ノイズフィルタL4とは相対的に位置をずらして、上下方向にチョークコイルL1及び電解コンデンサC2と、ノイズフィルタL4とが重ならないようにしている。
また、他の部品も上下方向に対して重ならないようにして、第1基板11と第2基板12との間の上下方向の寸法を一番背の高い部品、例えばノイズフィルタL4あるいはチョークコイルL1に近づけるようにしている。このようにして、使用部品のチョークコイルL1及び電解コンデンサC2と、ノイズフィルタL4を互い違いにすることで、第1基板11と第2基板12との間の寸法を短くできて、回路基板本体3の全高を極力縮めることができる。つまり、回路基板本体3を小型化することができる。これにより、現状のハロゲンランプの照明灯内に収納することが容易となる。
Here, the tall components are the noise filter L4, the choke coil L1, and the electrolytic capacitor C2 as described above, and the choke coil L1 and the electrolytic capacitor C2 are mounted on the lower surface of the
In addition, other components do not overlap in the vertical direction, so that the vertical dimension between the
さらに、バリスタZ1とダイオードブリッジB1を下部スペーサ14の高さの空間部分を有効利用して第1基板11の下面に実装することで、第1基板11の面積を小さくすることができる。
Furthermore, the area of the
また、電源部である一次側回路の部品は第1基板11に実装し、制御回路である二次側回路の部品は第2基板12に実装しており、一次側回路と二次側回路とを分離して配置することで、二次側回路に発生するノイズの影響を一次側回路への伝播を軽減することができる。
なお、基板を3段以上の複数段で構成した場合には、各基板間の配線及び段構成を維持させる機構(スペーサ締結機構)が複雑になり、複段化のメリットが損なわれるため、本実施形態のように2段の基板構成が最も優れている。
In addition, the primary circuit component that is the power supply unit is mounted on the
Note that if the substrate is composed of multiple stages of three or more stages, the mechanism for maintaining the wiring and the stage configuration between the boards (spacer fastening mechanism) becomes complicated and the merit of multi-stage is impaired. As in the embodiment, the two-stage substrate configuration is the best.
また、第1基板11と第2基板12との接続は、図2に示すように、一対のリード線23にて行なっており、しかも、リード線23は、両基板11、12より外側にはみ出さないように、基板11、12の内側の部分で配線を行なっている。
このように、リード線23を基板11、12の内側に配線しているので、回路基板本体3の水平方向の面積を両基板11、12以上の大きくはならず、小型化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
Thus, since the
また、電源用ケーブル5と発光ダイオード接続用ケーブル4の回路基板本体3への取り付けは、ノイズを考慮して、図2に示すように、発光ダイオード接続用ケーブル4は第2基板12の上面から導出し、電源用ケーブル5は第1基板11の下面から上記発光ダイオード接続用ケーブル4とは逆方向に導出するようにしている。
これにより、電源用ケーブル5から発生したノイズが発光ダイオード接続用ケーブル4に重畳するなどの影響を防止することができる。
In addition, when the
Thereby, it is possible to prevent the influence of noise generated from the
ここで、上下の基板11、12の部品が電気的に必要な空間距離を考慮して、一次側回路の部品は第1基板11に配置し、二次側回路の部品は第2基板12に配置していることで、ノイズ等の影響を極力排除している。また、上下の基板11、12の部品が、放熱に必要な空間距離の両方を考慮して、例えば、周囲温度の影響を受け易い電解コンデンサC2と、ドライバIC2とは図4(b)に示すように対向した位置に離して配置している。これにより、電解コンデンサC2はドライバIC2からの熱の影響を受けにくくなり、電解コンデンサC2の長寿命化を図ることができる。
Here, the components of the primary circuit are arranged on the
図7は本発明の回路基板本体3を内蔵した照明灯30の使用状態を示す図であり、支持体61の下部に設けた現状の器具62に照明灯30を装着したものである。なお、この照明灯30は本発明に対応するものであるが、従来の照明灯60とは内部のハロゲンランプ等を除いた部分を異にして、外殻形状は同じである。
図8は、照明灯30の本体31内に回路基板本体3を配置し、反射板32内に複数の高出力タイプの発光ダイオード1を基板33に実装して構成した光源部34を配置した場合である。また、回路基板本体3の一方の電源用ケーブル5は口金部35に接続され、他方の電源用ケーブル5は口金部35の先端の先端接触部36に接続されている。回路基板本体3の一対の発光ダイオード接続用ケーブル4は光源部34の基板33に接続されている。
FIG. 7 is a view showing a use state of the illuminating
FIG. 8 shows a case where the circuit board
図9は、更に高出力タイプの発光ダイオード1を1個用いた場合の照明灯30を示している。他の構成は図8と同様である。
図10は、図8及び図9に示す照明灯30とは異なるタイプの照明灯30を示し、口金部35の形状が異なる場合である。なお、この場合、複数の高出力タイプの発光ダイオード1を用いている。
FIG. 9 shows an illuminating
FIG. 10 shows an
図8〜図10に示す照明灯30の形状は、現状のハロゲンランプ用の照明灯30であり、該ハロゲンランプの代わりに高出力タイプの発光ダイオード1と、この発光ダイオード1を点灯駆動するための回路基板本体3を用いているものである。
すなわち、回路基板本体3の大きさは、現状の照明灯30の本体31内に入る大きさとしており、ハロゲンランプの代わりに本発明の回路基板本体3、発光ダイオード1等を内蔵することで、発熱しない照明灯30を提供することができる。つまり、同じ大きさの第1基板11と第2基板12とを平行に2段重ねにしているので、第1基板11と第2基板12とで構成される回路基板本体3を小型化でき、現状のハロゲンランプの照明灯内に収納できて、現状の照明灯の大きさを変更せずにハロゲンランプから発光ダイオード1に変更した照明灯を提供することができる。これにより、照明灯30を使用しても、光源の照射されている部分は熱の影響を受けることがなく、店舗等の陳列商品が劣化することもなく、また、生鮮食料品では長時間にわたって照射されても鮮度の低下をきたすこともない。
The shape of the illuminating
That is, the size of the circuit board
(第2の実施の形態)
先の実施形態では、両基板11、12共に円形としていたが、円形に限られるものではない。例えば、図11に示すように、第1基板11は円形(丸型)とし、第2基板12の縁部を一部切り欠いて、その切り欠いて形成された切欠部分37に上下の基板11、12間を接続するリード線23を配設するようにしても良い。
また、図12に示すように、両基板11、12共に縁部の一部を切り欠いて形成した切欠部分37にリード線23を配設するようにしても良い。このように切欠部分37にリード線23を配設することで、回路基板本体3の外形内に位置させることができ、また、リード線23も外側部分に位置するので、リード線23の配線も容易となる。
(Second Embodiment)
In the previous embodiment, both the
In addition, as shown in FIG. 12, the
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施形態について説明する。先の実施形態では基板11、12を円形として2段構成としていたが、本実施形態では、1枚の基板であって、基板を横長にして、全長(横方向の長さ)を極力短くしたものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the previous embodiment, the
すなわち、図13に示すように、横長の基板40の表面と裏面のそれぞれの面に、ほぼ同寸法の高さの部品を実装したものであり、背の高い部品は一方の面に、背の低い部品を他方の面に実装している。
すなわち、基板40の上面には一端から他端に向かって、ヒューズF、ノイズフィルタL4、電解コンデンサC2、チョークコイルL1を実装し、また、基板40の下面には、一端から他端に向かって、バリスタZ1、コンデンサC1、ダイオードブリッジB1、ドライバIC2等を実装している。これにより、回路基板本体3の高さを低くできて、小型化を図ることができる。
That is, as shown in FIG. 13, components having substantially the same height are mounted on the front and back surfaces of the horizontally
That is, a fuse F, a noise filter L4, an electrolytic capacitor C2, and a choke coil L1 are mounted on the upper surface of the
また、電源用ケーブル5と発光ダイオード接続用ケーブル4の取り付け部は、先の実施形態と同様にノイズを考慮して、基板40の一端側に電源用ケーブル5を接続し、基板40の他端側に発光ダイオード接続用ケーブル4を接続している。また、基板40の両端には、該基板40の固定用の孔41が穿設されている。
発熱のあるドライバIC2と、熱により寿命に影響のある電解コンデンサC2とは基板40の反対側の面に実装しており、これにより、ドライバIC2からの電解コンデンサC2への熱の影響を無くして、電解コンデンサC2の長寿命化を図ることができる。
The
The
このように、基板40の両面に部品を実装しているので、基板40の横方向の長さを短くすることができ、現状の照明灯30の内部に配設することができるものである。
図14は図8の場合と同様に照明灯30の内部に横長の基板40で構成した回路基板本体3を配設した状態を示している。基本的には、図8の場合と同様なので、詳細な説明は省略する。
Thus, since the components are mounted on both surfaces of the
FIG. 14 shows a state in which the circuit board
図15はパイプ状の支持体61の内部に回路基板本体3を配設し、この回路基板本体3に点灯駆動される発光ダイオードは照明灯30内に配設した場合を示している。
この図15に示す実施形態では、回路基板本体3を支持体61内に配設しているので、照明灯30側は発光ダイオードのみで良く、そのため、照明灯30の大きさを小型にでき、デザイン的にも向上させることができる。特に、照明灯30側の設計の自由度が向上し、種々のデザイン設計も可能とすることができる。
FIG. 15 shows a case where the circuit board
In the embodiment shown in FIG. 15, since the
このように本実施形態では、各部品を両面実装する基板40を横長に形成し、前記ノイズフィルタL4、チョークコイルL1及び電解コンデンサC2を前記基板40の同一面に実装しているので、これら背の高い部品を基板40の両面に実装した場合と比べて、全体の高さを低くでき、そのため、現状のハロゲンランプの照明灯内や、照明灯を吊設するパイプ内にも収納することができる。
As described above, in this embodiment, the
(第4の実施の形態)
図16は第4の実施形態の定電流回路を示し、本実施形態では、発光ダイオード1に調光機能を持たせた場合である。ドライバIC2の接続端子に調光用のボリュームVRを接続し、このボリュームVRを回すことで、発光ダイオード1の明るさを変化させることができる。
図17は、図15の場合と同様に電源回路を設けていない、高出力タイプの発光ダイオードのみを搭載した照明灯30を点灯させる場合であり、回路基板本体3に実装したボリュームVRの位置に対応した支持体61に穴を開けておき、この穴にドライバー43の先端を挿入する。そして、ドライバー43の先端にてボリュームVRを調整して調光を設定する。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 shows a constant current circuit according to the fourth embodiment. In this embodiment, the light-emitting
FIG. 17 shows a case where the
図18は、スタンド式の照明灯30の場合であり、多数の高出力タイプの発光ダイオード1を点灯させる場合で、スタンド台45の内部に配設した回路基板本体3から調光用のケーブル46を導出し、スタンド台45の前面に配設した調光用のボリュームVRにケーブル46を接続する。
この図18に示す場合は、ボリュームVRをスタンド台45の前面に設けているので、いつでも任意の明るさを設定することができる。
FIG. 18 shows a case of a stand-
In the case shown in FIG. 18, since the volume VR is provided on the front surface of the
図19は調光機能を持たせた場合の更に他の実施形態を示すものであり、店舗での照明例を示している。天井の下面等に配設した吊設部材50より多数の照明灯30を吊設し、各照明灯30の回路基板本体3からケーブル51をそれぞれ導出して、壁面52に設置した制御盤53まで配線する。
この制御盤53には、各照明灯30に対応した調光用のボリュームVRがそれぞれ設けられており、このボリュームVRを調整することで、任意の照明灯30を調光することができるようになっている。
FIG. 19 shows still another embodiment in the case of having a dimming function, and shows an example of lighting in a store. A number of illuminating
The
1 発光ダイオード
2 ドライバIC
3 回路基板本体
4 発光ダイオード接続用ケーブル
5 電源用ケーブル
11 第1基板
12 第2基板
23 リード線
B1 ダイオードブリッジ
C2 電解コンデンサ
L1 チョークコイル
L4 ノイズフィルタ
1 Light-emitting
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ダイオードブリッジ(B1)の出力側に接続されるチョークコイル(L1)と、前記ダイオードブリッジ(B1)の出力を平滑する電解コンデンサ(C2)と、この電解コンデンサ(C2)にて平滑された直流電源が供給され高出力タイプの発光ダイオード(1)を定電流にて点灯駆動するドライバIC(2)を主部品として構成される二次側回路とからなる定電流回路において、
前記一次側回路を構成している部品を実装する第1基板(11)と、前記二次側回路を構成している部品を実装する第2基板(12)とを設け、この両基板(11)(12)の大きさを略同じ大きさに形成すると共に、第1基板(11)と第2基板(12)とを平行に2段重ねにしていることを特徴とする高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板。 A primary side circuit composed mainly of a noise filter (L4) whose input side is connected to an AC power source and a diode bridge (B1) connected to the output side of the noise filter (L4) and rectifying AC;
A choke coil (L1) connected to the output side of the diode bridge (B1), an electrolytic capacitor (C2) for smoothing the output of the diode bridge (B1), and a direct current smoothed by the electrolytic capacitor (C2) In a constant current circuit composed of a secondary side circuit composed mainly of a driver IC (2) that is supplied with power and that drives a high output type light emitting diode (1) to be driven at a constant current,
A first board (11) on which components constituting the primary circuit are mounted and a second board (12) on which components constituting the secondary circuit are mounted are provided. ) (12) are formed to have substantially the same size, and the first substrate (11) and the second substrate (12) are stacked in two stages in parallel. Constant current circuit board.
前記ノイズフィルタ(L4)及びチョークコイル(L1)と電解コンデンサ(C2)とはそれぞれ水平面上で相対的に位置をずらして配置していることを特徴とする請求項1に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板。 The noise filter (L4) mounted on the first substrate (11) is disposed toward the second substrate (12), and the choke coil (L1) mounted on the second substrate (12) and the electrolytic capacitor ( C2) is arranged in the direction of the first substrate (11),
The high-power light-emitting diode according to claim 1, wherein the noise filter (L4), the choke coil (L1), and the electrolytic capacitor (C2) are disposed so as to be relatively shifted on a horizontal plane. Constant current circuit board for driving.
交流電源側に接続される電源用ケーブル(5)を前記第1基板(11)より導出すると共に、前記発光ダイオード(1)に接続される発光ダイオード接続用ケーブル(4)を前記第2基板(12)より前記電源用ケーブル(5)に対して逆方向に導出していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板。 A lead wire (23) connecting the primary side circuit and the secondary side circuit is connected between the first substrate (11) and the second substrate (12),
The power supply cable (5) connected to the AC power supply side is led out from the first substrate (11), and the light emitting diode connection cable (4) connected to the light emitting diode (1) is connected to the second substrate ( The constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to claim 1 or 2, wherein the constant-current circuit board is led out in a reverse direction with respect to the power cable (5).
上記各部品を両面実装する基板(40)を横長に形成し、前記ノイズフィルタ(L4)、チョークコイル(L1)及び電解コンデンサ(C2)を前記基板(40)の同一面に実装していることを特徴とする高出力発光ダイオード駆動用の定電流回路基板。 A noise filter (L4) whose input side is connected to an AC power source, a diode bridge (B1) connected to the output side of this noise filter (L4) and rectifying AC, and connected to the output side of this diode bridge (B1) Choke coil (L1), an electrolytic capacitor (C2) for smoothing the output of the diode bridge (B1), and a DC power source smoothed by the electrolytic capacitor (C2) is supplied to the high output type light emitting diode (1 In a constant current circuit composed mainly of a driver IC (2) that is driven to light at a constant current,
The board (40) on which both the components are mounted on both sides is formed in a horizontally long shape, and the noise filter (L4), choke coil (L1), and electrolytic capacitor (C2) are mounted on the same surface of the board (40). A constant current circuit board for driving a high power light emitting diode.
The constant current circuit board for driving a high-power light-emitting diode according to claim 7, wherein the driver IC (2) is mounted on a surface opposite to the electrolytic capacitor (C2).
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