CN102297376A - Led灯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制LED元件的闪烁的LED灯系统。LED灯系统包括具有LED元件(25)的直管形LED灯(16)、以及使LED元件(25)点亮的专用电源(17)。专用电源(17)对商用交流电源(e)进行全波整流及滤波，输出脉动率为1.3以下的恒定电流，从而使LED元件(25)点亮。
Description
技术领域
本发明涉及包括向LED元件提供恒定电流的电源装置的LED灯系统。
背景技术
一般而言，作为能取代例如直管形、或者灯泡形等荧光灯而使用的光源，提出有使用了功耗低且寿命长的LED元件的灯装置。
专利文献1：日本专利特开2000-260578号公报
发明内容
近年来，为了对照明用具进行更新，想在已有的照明用具上安装LED灯这样的要求增多，此外，若考虑到伴随着灯光颜色的变更和灯输出的变化而需要更换灯，则在使用了LED元件的灯装置中，优选照原样安装于已有的荧光灯的用具主体的装置。因而，在该灯装置中，对商用交流电源、或者荧光灯的点亮装置等的交流输出进行直流转换，以进行点亮。因此，在输出电流含有较多脉动成分、该脉动成分具有规定以上的变动幅度的情况下，会识别出有闪烁。特别是，在灯的整个光通量较小、照度较低的灯装置的情况下，使用者有可能因该闪烁而觉得不舒服，有损作为照明的功能。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种抑制LED元件的闪烁的LED灯系统。
本发明的LED灯系统包括具有LED元件的直管状LED灯。此外，LED灯系统还包括电源装置，该电源装置对交流电源进行整流及滤波，向直管状LED灯的LED元件提供脉动率为1.3以下的恒定电流，以使LED元件点亮。
根据本发明，由于从电源装置向LED元件提供使脉动率为1.3以下的恒定电流，以使LED元件点亮，因此，能抑制因输出电流的脉动电流而导致的LED元件闪烁。
附图说明
图1是表示一个实施方式的LED灯系统的电路图。
图2是该LED灯系统的立体图。
图3是表示该电源装置的输出电流的电流波形的说明图。
图4是表示该电源装置的输出电流的脉动率、与感觉到LED元件的闪烁的被实验者的比例的对应的表。
具体实施方式
下面，参照图1至图4，说明一个实施方式。
在图2中，标号11表示LED灯系统，该LED灯系统11是天花板直接安装型照明用具，包括：作为系统主体的用具主体13，该用具主体13具有设置于天花板的未图示的主体部及安装于该主体部的倒三角形的反射体12；一对作为光源安装单元的灯座(socket)14，该一对灯座14彼此相对配置于该用具主体13的两端；直管形LED灯16，该直管形LED灯16是作为连接在该一对灯座14之间的直管形的光源即灯的(直管状)LED灯；以及专用电源17，该专用电源17是作为对该直管形LED灯16提供电力、以将直管形LED灯16点亮的电源装置(电源电路)的点亮装置。该LED灯系统11是两灯用系统，使用两组的一对灯座14、和两根直管形LED灯16。
本实施方式的LED灯系统11是将使用直管形荧光灯的已设置的照明用具结构的用具主体13及灯座14照原样使用，并使用直管形LED灯16及专用电源17，从而更新作为LED灯系统11。或者，即使在重新设置使用直管形LED灯16及专用电源17的LED灯系统11的情况下，也可以将使用直管形荧光灯的已有的照明用具结构的用具主体13及灯座14照原样借用，并使用直管形LED灯16及专用电源17，从而设置作为LED灯系统11。
直管形LED灯16例如包括具有透光性的圆筒状的直管形管体21、收纳在该管体21内的发光模块22、以及设置在管体21的两端的连接部23。
管体21采用具有透光性和扩散性的玻璃或树脂材料，以与直管形荧光灯大体相同的管长及管径形成外观与直管形荧光灯大体相同的长条的圆筒状，在两端设置有作为安装部的连接部23。
发光模块22包括沿管体21的管轴方向的细长基板(未图示)、以及沿该基板的长边方向安装的作为负载的多个LED元件25。在该发光模块22中，也可以将基板形成为平板状，在该基板的一个表面上安装LED元件25，使得光线主要从管体21的规定方向发射，或者，也可以将基板形成为多边形的筒状，在该基板的周面上安装LED元件25，使得光线从管体21的整个周边发射。对于LED元件25，例如在LED元件的情况下，发出蓝色光的LED芯片由含有用蓝色光激励以发出黄色光的荧光体的透明树脂所密封，从该透明树脂的表面发射白色系的光。
连接部23与灯座14相连接，例如，由具有绝缘性的合成树脂材料形成为与直管形荧光灯的灯头相同的形状，附着固定于管体21的端部。此外，在该连接部23的端面上突出设置有与直管形荧光灯的灯脚相同的、作为受电部的一对灯脚26。另外，连接部23并不限于是一对灯脚26，也可以是一根灯脚，或者也可以是其他结构，只要是能与灯座14进行电连接和支承，则可以是任何结构。此外，该连接部23也可以例如通过适配器等与灯座14进行电连接及物理连接。
而且，直管形LED灯16例如是外径及整个光通量与已有的直管形荧光灯40W型(FL40型、FHF32型)大体相同的直管形LED灯，管轴方向的整个长度的范围为小于1300mm、且为1000mm以上，整个光通量具有2000lm以上的额定特性。
此外，如图1所示，提供商用交流电源e(例如100VAC、50/60Hz)的一对电源线31通过用具主体13内连接到专用电源17的输入侧，该专用电源17的输出侧和各灯座14利用连接线35来连接。另外，虽然在图1中仅示出了一个直管形LED灯16，但对于另一个直管形LED灯16也是相同的。
在该情况下，专用电源17例如包括：对来自商用交流电源e的交流电力进行整流的桥式二极管等全波整流元件37、对来自该全波整流元件37的输出电力进行滤波的滤波电容器等(第一)滤波元件38、以及转换成所需电压的包含斩波器(chopper)电路等的DC-DC转换器40，该专用电源17对交流正弦波或交流矩形波的交流电力进行直流转换，并通过灯座14提供给直管形LED灯16的灯脚26。另外，专用电源17也可以连接到例如将来自商用交流电源e的交流电力作为交流电力进行输出的荧光灯用的点亮装置等的交流电源的输出侧。
DC-DC转换器40具有例如在滤波元件38的两端之间进行电连接的开关元件41和成为续流二极管(flywheel diode)的二极管42的串联电路、以及与该二极管42并联地进行电连接的电感器43和电容器等(第二)滤波元件44的串联电路，是利用未图示的控制单元对开关元件41进行开关控制从而进行降压动作的DC-DC转换器。另外，开关元件41也可以是例如MOSFET等开关元件。
在此，专用电源17例如输出具有图3所示的电流波形(灯电流包络波形)W的输出电流(恒定电流)，通过开关元件41的开关控制(开关频率及占空比)、和滤波元件44的电容的至少任一方来设定其脉动率RF。所谓脉动率RF，是指将专用电源17的输出电流的变动幅度Ipp除以灯电流平均值(有效电流值)Ia后得到的值(RF＝Ipp/Ia)，所谓输出电流的变动幅度Ipp，是指从输出电流的最大值Imax减去最小值Imin后得到的值(Ipp＝Imax-Imin)。即，意味着：脉动率RF越小，输出电流所含有的脉动电流越小。而且，在该专用电源17中，将输出电流的脉动率设定为1.3以下。另外，在本实施方式中，由于专用电源17利用全波整流元件37来对50/60Hz的商用交流电源e进行全波整流，因此，输出电流所含有的脉动电流的频率成为100/120Hz，但是，若例如输出电流所含有的脉动电流的频率为100Hz以上，则同样可以对应使用。
而且，对于专用电源17，在DC-DC转换器40中，控制单元通过将开关元件41接通，使得增加的电流流过电感器43以储存磁能，通过将开关元件41断开，使得存储在电感器43中的磁能经由二极管42释放，流过减少的电流，对滤波元件44进行充电。之后，通过重复同样的电路动作，在本实施方式中，具有图3所示的电流波形W的恒定电流、即最小值Imin大于0(不会成为0)的输出电流从专用电源17输出，该输出电流通过连接线35、灯座14、及连接部23的灯脚26提供给发光模块22的LED元件25，以将LED元件25点亮。
此时，通过将专用电源17的输出电流的脉动率RF设定为1.3以下，从而能抑制LED元件25的闪烁，换言之，能抑制使用者可观察到的程度的发光量变化，特别是，能减少在高照度环境下的闪烁。
在此，让多个被实验者观察脉动率RF不同的灯，对是否感觉到闪烁进行了实验，在图4中示出其结果。在与上述一个实施方式相对应的实施例1及实施例2中，使脉动率RF分别为1.3、1.1，在与现有例相对应的比较例中，使脉动率RF为1.5。如图4所示，在比较例的情况下，50％以上的被实验者感觉到了闪烁，与此不同的是，在实施例1及实施例2的情况下，感觉到闪烁的被实验者分别成为10％、5％。即，可以知道，通过使输出电流的脉动率RF为1.3以下，能有效抑制LED元件25的闪烁。
特别是，输出电流所含有的脉动电流的频率在比较小的范围内，例如在100Hz左右的频率下，由人眼能检测出LED元件25的闪烁，因此，使用者容易感觉到闪烁。因而，在将含有100Hz以上的脉动电流的输出电流输出的专用电源17中，通过将脉动率RF设定在1.3以下，即使是由含有使用者容易感觉到闪烁的频带的脉动电流的输出电流来点亮的LED元件25，使用者也不易感觉到闪烁，能减少因闪烁而引起的不舒服。
此外，通过对专用电源17的输出电流进行控制，使其在每一个周期的最小值Imin不会成为0，从而能消除LED元件25暂时灭灯的期间。因此，使用者更不易感觉到LED元件25的闪烁。
此外，在适合该直管形LED灯16的LED灯系统11中，通过将专用电源17配置在用具主体13一侧，从而能廉价地构成直管形LED灯16，并且，由于能与已有的直管形荧光灯同样地进行更换，因此，容易更换直管形LED灯16。此外，能减少更换该直管形LED灯16时的费用负担，还能减少专用电源17受到的来自LED元件25的发热影响，能提高专用电源17的可靠性和寿命。
另外，在上述一个实施方式中，专用电源17若将输出电流的电流波形W的脉动率RF设定在1.3以下，则也可以采用使输出电压(输出电流)例如每隔一个周期变成0V(0A)的结构。在该情况下，即使在电路中因例如直管形LED灯16内的电路中的各连接部分产生脱落、接触不良、断线等而暂时产生电弧的情况下，也能够通过使提供给直管形LED灯16的输出电压(输出电流)每隔一个周期变成0，来防止继续产生电弧。
此外，作为LED灯系统11，例如可以是使用了一组的一对灯座14的单灯型照明用具，也可以是使用了三组以上的一对插座14的多灯型照明用具。此外，不限于天花板直接安装型照明用具，也可以是嵌入型照明用具等。
此外，关于从灯座14向直管形LED灯16的供电，例如可以从一对灯座14的两个灯座进行供电，也可以仅从一个灯座进行供电。在仅从一个灯座14进行供电的情况下，可以在另一个灯座14一侧仅对直管形LED灯16的端部进行支承，或者，也可以从另一个灯座14例如将调光信号传送给直管形LED灯16，并通过内置于直管形LED灯16的调光电路来对LED元件25的点亮状态进行调光。此外，也可以通过感应耦合等方法，以非接触的方式从配置于用具主体13一侧的非接触送电部对配置于直管形LED灯16一侧的非接触受电部进行供电，而不利用灯座14。此外，也可以将灯座14仅用于对直管形LED灯16进行支承，而对直管形LED灯16使用其他供电方法。
标号说明
11LED灯系统
16作为直管状LED灯的直管形LED灯
17作为电源装置的专用电源
25LED元件
Claims (1)
1.一种LED灯系统，其特征在于，包括：
具有LED元件的直管状LED灯；以及
电源装置，该电源装置对交流电源进行整流及滤波，向直管状LED灯的LED元件提供脉动率为1.3以下的恒定电流，以使LED元件点亮。
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|---|---|---|---|
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120522 Address after: Kanagawa Applicant after: Toshiba Lighting & Technology Corporation Co-applicant after: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Address before: Kanagawa Applicant before: Toshiba Lighting & Technology Corporation Co-applicant before: Matsushita Electric Works, Ltd. Co-applicant before: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111228 |