CN102316638B - Led点灯装置及使用了该led点灯装置的照明器具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED点灯装置及使用了该LED点灯装置的照明器具，抑制在灯座上安装了LED灯时流过的电流，防止LED灯的故障。在LED点灯装置中，到连接判定部(6)判定有无连接LED灯(110)为止，控制部(5)使电力变换部(2)停止工作。而且，在连接判定部(6)判定为有连接(有负载状态)之后，控制部(5)使电力变换部(2)开始工作。因此，不会对LED灯(110)施加额定电压以上的电压，能够抑制在灯座(120)上安装了LED灯(110)时流过的电流，所以能够防止LED灯(110)故障。

Description

LED点灯装置及使用了该LED点灯装置的照明器具

技术领域

本发明涉及一种将LED(发光二极管)点灯的LED点灯装置及使用了该LED点灯装置的照明器具。

背景技术

近年来，作为照明用光源，存在替代荧光灯而使用LED的趋势。例如，在专利文献1中公开了一种具有接近现有的直管形荧光灯的形状的LED灯。该LED灯具备：光源区，通过在带板状的安装基板上安装大量LED来构成；直管形的玻璃管，将光源区收纳在内部；接头，将玻璃管的两端封闭；以及端子销，从接头的侧面突出，用于向光源模块供电。这种LED灯以能够自由装拆的方式安装在设置于专用照明器具的灯座(lamp socket)上，从搭载在该照明器具上的LED点灯装置经由灯座供给电力(直流电力)，从而进行点灯。

并且，作为LED点灯装置的现有例，可以举出专利文献2中记载的LED点灯装置。在专利文献2中记载的现有例中，检测施加到LED灯(灯座)的电压(输出电压)和流过到LED灯的电流(输出电流)，进行调整输出电压的控制(恒流控制)，使输出电流与目标值(例如，LED灯的额定电流)一致。

专利文献1：日本特开2009-43447号公报

专利文献2：日本特开2006-210271号公报

但是，在更换LED灯等的情况下，有时会在LED点灯装置正在工作的状态下，从灯座卸下LED灯之后，再次将LED灯安装到灯座上。该情况下，在灯座上安装了LED灯之后，有可能紧接着在LED灯中流过大于额定值的过大电流。于是，若流过这种过大电流，则有可能导致LED灯的发光二极管发生故障。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，抑制在灯座上安装了LED灯时流过的电流，从而防止LED灯故障。

本发明的LED点灯装置，其特征在于，具备：电力变换部，该电力变换部的输出电压为可变；电流检测部，检测从该电力变换部经由灯座向LED灯供给的输出电流；电压检测部，检测经由所述灯座施加到LED灯的所述输出电压；控制部，控制所述电力变换部来增减所述输出电压，以使所述电流检测部检测到的输出电流与目标值一致；以及连接判定部，判定所述灯座与所述LED灯有无连接，在所述连接判定部的判定结果为无连接的情况下，所述控制部控制所述电力变换部，将所述输出电压限制为规定的下限值以下，在所述连接判定部的判定结果为有连接的情况下，不将所述输出电压限制为所述下限值以下。

在该LED点灯装置中，优选为，还具备经由所述灯座施加恒定电压的恒压源，具备检测电阻，该检测电阻经由所述灯座与在所述LED灯中并联连接于发光二极管的电阻并联连接，当所述检测电阻的电压下降小于规定的阈值时，所述连接判定部判定为有连接，当所述电压下降为所述阈值以上时，所述连接判定部判定为无连接。

在该LED点灯装置中，优选所述电压检测部由在所述电力变换部的输出端之间串联连接的多个分压电阻构成，在该分压电阻的串联电路与所述电力变换部的高电位侧的输出端之间插入齐纳二极管。

在该LED点灯装置中，优选在所述连接判定部的判定结果为有连接时，在所述电压检测部检测到的所述输出电压低于规定的阈值电压的情况下，所述控制部控制所述电力变换部，将所述输出电压限制为所述下限值以下。

本发明的照明器具的特征在于，具备上述各技术方案的LED点灯装置、所述灯座、所述LED点灯装置、以及保持所述灯座的器具主体。

发明的效果：

本发明的LED点灯装置及照明器具具有如下效果：能够抑制在灯座上安装了LED灯时流过的电流，从而防止LED灯的故障。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的LED点灯装置的实施方式的电路框图。

图2是表示其他实施方式的电路框图。

图3是示出本发明所涉及的照明器具的实施方式的立体图。

附图标记说明

2电力变换部；3电流检测部；4电压检测部；5控制部；6连接判定部；110LED灯；120灯座

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是示出本发明所涉及的LED点灯装置的实施方式的电路框图。

通过本实施方式的LED点灯装置进行点灯的LED灯110具有与专利文献1中记载的LED灯类似的结构。即，该LED灯110具备：大量发光二极管111的串联电路；与该串联电路并联连接的电阻Rx；直管形的玻璃管(参见图3)；以及将玻璃管的两端封闭的接头(未图示)。另外，在接头上突出设置有一对端子销(未图示)，该一对端子销通过灯座120与LED点灯装置的输出端连接。并且，从灯座120经由端子销向发光二极管111供给直流电流(输出电流Io)。

本实施方式的LED点灯装置具备AC/DC转换器1、电力变换部2、电流检测部3、电压检测部4、控制部5、连接判定部6、恒压源7等。AC/DC转换器1将从商用交流电源100供给的交流电压转换成希望的直流电压，例如由现有公知的升压斩波电路(功率因素改善电路)构成。

电力变换部2由现有公知的降压斩波电路构成，该降压斩波电路具备双极晶体管或场效应晶体管等半导体开关元件(下面省略为开关元件)20、电感器L、二极管D、电容器C2。

电压检测部4由分压电阻R1、R2的串联电路构成，该串联电路连接在电力变换部2的输出端之间(电容器C2的两端之间)。并且，由分压电阻R1、R2进行了分压的检测电压(与输出电压Vo成正比的电压)从电压检测部4输出到控制部5。并且，电流检测部3由检测电阻R3构成，该检测电阻R3被插入到电力变换部2的负电位侧的输出端与灯座120的负极侧之间。而且，由输出电流Io引起的检测电阻R3的电压下降作为检测电压从电流检测部3输出到控制部5。

控制部5由控制用集成电路、或者微控制器和存储器等构成，控制部5控制电力变换部2来增减输出电压Vo，以使电流检测部3检测到的输出电流Io与目标值一致。在控制部5由微控制器和存储器构成的情况下，预先将LED灯110的额定电流值的数据存储到存储器中。并且，微控制器(控制部5)将从电流检测部3接收到的检测电压换算成输出电流Io的大小(电流值)，调整开关元件20的接通占空比来增减输出电压Vo，以使该电流值与存储在存储器中的额定电流值(目标值)一致。即，控制部5进行使LED灯110中流过恒定电流(额定电流)的恒流控制。

在此，LED灯110的额定电压为所使用的发光二极管111的正向电压Vf乘以该发光二极管111的个数n的值(＝Vf×n)。例如，若将正向电压Vf设为3.5，将发光二极管111的个数n设为20，则额定电压为3.5×20＝70伏；若将发光二极管111的个数n设为10，则额定电压为3.5×10＝35伏。并且，控制部5也可以在例如至少从35V到70V的范围内进行恒流控制，以便能够使用额定电压不同的多个LED灯。

恒压源7由电阻R4和齐纳二极管70构成，电阻R4的一端与AC/DC转换器1的高电位侧的输出端连接，齐纳二极管70的阴极与电阻R4的另一端连接，且阳极与灯座120的低电位侧连接。而且，在齐纳二极管70的两端(阴极-阳极之间)产生的恒定电压(齐纳电压Vz)施加到连接判定部6上，经由电阻R5施加到灯座120上。另外，从恒压源7印加的恒定电压(齐纳电压)需要是比LED灯110的额定电压低的电压。在构成为能够使用额定电压不同的多个LED灯的情况下，只要以额定电压低的LED灯为基准，将恒定电压(齐纳电压)设定为低于该额定电压即可。此外，在LED灯的额定电压大于危险电压、且由电阻R5、R6、R7进行了分压的电压大于危险电压的情况下，从恒压源7施加的恒定电压(齐纳电压)必须为比危险电压低的电压。危险电压的电压值因规格而稍微不同，但是通常直流时为大于50V的电压。

连接判定部6具备：3个电阻R5、R6、R7的串联电路和比较器60，所述3个电阻R5、R6、R7连接在齐纳二极管70的阴极与灯座120的低电位侧之间，所述比较器60对电阻(检测电阻)R7上的电压下降和阈值电压Vref进行比较。另外，2个电阻R5、R6的连接点与灯座120的高电位侧连接。当没有在灯座120上连接LED灯110的状态(无负载状态)时，向比较器60的正端子输入由3个电阻R5、R6、R7对齐纳电压Vz进行分压后的电压(电阻R7上的电压下降)。另一方面，在灯座120上连接有LED灯110的状态(有负载状态)时，LED灯110的电阻Rx与2个电阻R6、R7并联连接。由此，在有负载状态时的电阻R7上的电压下降比无负载状态时低。在此，输入到比较器60的负端子的阈值电压Vref被设定在有负载状态时的电阻R7上的电压下降与无负载状态时的电阻R7上的电压下降之间。因此，为无负载状态时，比较器60的输出为H(高)电平，为有负载状态时，比较器60的输出为L(低)电平。另外，比较器60的输出(连接判定部6的判定结果)被输入到控制部5，根据比较器60的输出，控制部5使电力变换部2工作或不工作。

接着，说明本实施方式的LED点灯装置的动作。首先，若未图示的电源开关被接通，开始从商用交流电源100供给电源，则AC/DC转换器1工作，输出直流电压。若从AC/DC转换器1输出直流电压，则从恒压源7向连接判定部6施加恒定电压(齐纳电压Vz)，并且经由电阻R5施加到灯座120。而且，连接判定部6进行有负载状态和无负载状态的判定。若连接判定部6的判定结果为有负载状态，则控制部5使电力变换部2工作，开始恒流控制。另一方面，在连接判定部6的判定结果为无负载状态的情况下，控制部5不使电力变换部2工作。

在此，在无负载状态时从电力变换部2输出了LED灯110的额定电压以上的电压的情况下，有可能在灯座120上连接了LED灯110紧之后，流过大于额定值的过大电流。但是，在本实施方式的LED点灯装置中，到连接判定部6判定有无连接LED灯110为止，控制部5使电力变换部2停止工作。而且，在连接判定部6判定为有连接(有负载状态)之后，控制部5使电力变换部2开始工作，所以不会向LED灯110施加额定电压以上的电压。其结果，在灯座120上安装了LED灯110时流过的电流得到抑制，所以能够防止LED灯110的故障。

接着，说明在电力变换部2正在工作的状况下，从灯座120卸下LED灯110的情况。若从灯座120卸下LED灯110，则不流过输出电流Io，然而由于控制部5继续进行恒流控制，所以电力变换部2的输出电压Vo上升。于是，若由电压检测部4检测到的输出电压Vo大于规定的上限值(＞额定电压)，则控制部5中止恒流控制，使电力变换部2停止。因此，下次在灯座110上连接LED灯110时，如上所述，在电力变换部2的输出处于停止的状态下，由连接判定部6进行连接判定。此外，从灯座120卸下LED灯110，使电力变换部2停止紧之后，会在灯座120上产生高电压(＝规定的上限值)。但是，通过将电阻R5的电阻值设定得较小，从而经由电阻R5和齐纳二极管70流过电流，能够使施加到灯座120上的电压急剧下降。

最后，说明在电力变换部2正在工作的状况下，在LED灯110上发生故障的情况。但是，LED灯110内的线路发生了断线(断路)的故障的情况实质上与如上所述的从灯座110卸下LED灯110时的情况相同，所以省略说明。

在LED灯110内的线路发生了断路的故障的情况下，由于发光二极管111的实质个数减少，所以控制部5进行恒流控制，使电力变换部2的输出电压Vo下降。然后，当电压检测部4检测到的输出电压低于规定值(＜额定电压)时，控制部5中止恒流控制，使电力变换部2停止。

如上所述，在LED灯110上发生了断线或短路等故障的情况下，由于控制部5使电力变换部2停止工作，所以能够防止已故障的LED灯110被继续使用。

另外，在本实施方式中，在无负载时或故障时，控制部5使电力变换部2停止，然而并不是一定要停止。例如，也可以在无负载时或故障时，控制部5控制电力变换部2，将输出电压Vo限制为相比于LED灯110的额定电压足够低的下限值以下，在有负载时，也可以不将输出电压限制为上述下限值以下。并且，在本实施方式中，LED点灯装置将1个LED灯110点灯，但是当然也能够将串联连接的多个LED灯110同时点灯。并且，也可以是，开始从商用交流电源100供给电源之后，首先由连接判定部6进行有负载状态和无负载状态的判定，若判定结果为有负载状态，则控制部5使AC/DC转换器1和电力变换部2工作。在上述例子中，在连接判定部的判定结果为有连接时，上述电压检测部检测到的上述输出电压低于上述规定值的情况下，控制部5中止恒流控制，使电力变换部2停止，但是并不是一定要停止，也可以控制上述电力变换部，将上述输出电压限制为上述下限值以下。

但是，构成电压检测部4的2个分压电阻R1、R2的串联电路与灯座120以及连接判定部6的2个电阻R6、R7的串联电路并联连接。即，在电力变换部2处于停止中时，除了连接判定部6的2个电阻R6、R7的串联电路之外，电压检测部4的2个分压电阻R1、R2的串联电路也被连接在AC/DC转换器1的输出端之间。这样的话，在AC/DC转换器1的输出电压在起动后慢慢上升的过程中，到电阻R4、R5的连接点的电压超过齐纳二极管70的齐纳电压Vz为止的时间(到恒压源7的输出电压稳定为止的时间)相对变迟。其结果，到连接判定部6判定无负载状态和有负载状态为止的时间增长，从接通电源开关到点亮LED灯110为止的时间滞后延长。

于是，如图2所示，优选在电压检测部4与电力变换部2的正电位(高电位)侧的输出端之间连接齐纳二极管8。该齐纳二极管8的齐纳电压比恒压源7的齐纳二极管70的齐纳电压高，齐纳二极管8的阴极与电力变换部2的正电位侧的输出端连接，齐纳二极管8的阳极与电压检测部4连接。即，在AC/DC转换器1的输出电压上升的过程中，到电阻R5、R6的连接点的电压超过齐纳二极管8的齐纳电压为止，电压检测部4与连接判定部6及恒流源7断开。因此，与没有齐纳二极管8的情况相比(图1)，能够缩短达到恒压源7的输出电压稳定为止的时间。其结果，到连接判定部6判定无负载状态和有负载状态为止的时间也缩短，从接通电源开关到点亮LED灯110为止的时间滞后也缩短。

本实施方式的LED的点灯装置例如被搭载在图3所示的照明器具上。该照明器具具备安装在天花板上的器具主体130和设置在器具主体130上的一对灯座120、120。

器具主体130形成为从长度方向观察时侧面形状为梯形的纵长的角筒状，在其内部收纳有LED点灯装置。而且，在器具主体130的下表面的长度方向两端部上分别配设有灯座120、120。该灯座120、120具有与现有公知的直管形的荧光灯用灯座相同的结构。在此，在从2个灯座120、120的任意一个向LED灯110供给直流电流的情况下，当荧光灯被错误地安装在灯座120、120上时，有可能向灯丝部供给直流电流。但是，由于如上所述在电压检测部4检测到的输出电压低于规定值(＜额定电压)时使电力变换部2停止，所以即使在错误地安装了荧光灯的情况下，也不会发生不安全的现象或点灯装置故障等。但是，使用者错误地安装荧光灯，不能分辨安全还是不安全。在此，也可以将LED灯110的接头的电极形状构成为不同于荧光灯的结构，从而防止错误安装，灯座120、120可以采用与LED灯110的接头吻合的结构。

Claims (4)

1.一种LED点灯装置，其特征在于，具备：

电力变换部，输出电压为可变；

电流检测部，检测从该电力变换部经由灯座向LED灯供给的输出电流；

电压检测部，检测经由所述灯座施加到LED灯的所述输出电压；

控制部，控制所述电力变换部来增减所述输出电压，以使所述电流检测部检测到的输出电流与目标值一致；以及

连接判定部，判定所述灯座与所述LED灯有无连接，

在所述连接判定部的判定结果为无连接的情况下，所述控制部控制所述电力变换部，将所述输出电压限制为规定的下限值以下，在所述连接判定部的判定结果为有连接的情况下，不将所述输出电压限制在所述下限值以下，

所述LED点灯装置还具有经由所述灯座施加恒定电压的恒压源，所述连接判定部具有检测电阻和与所述检测电阻并联连接的第一电阻（R6），该检测电阻和第一电阻（R6）经由所述灯座与在所述LED灯中并联连接于发光二极管的电阻并联连接，

当所述检测电阻的电压下降小于规定的阈值时，判定为有连接，当所述电压下降为所述阈值以上时，判定为无连接。

2.根据权利要求1所述的LED点灯装置，其特征在于，

所述电压检测部由在所述电力变换部的输出端之间串联连接的多个分压电阻构成，在该分压电阻的串联电路与所述电力变换部的高电位侧的输出端之间插入齐纳二极管。

3.根据权利要求1或2所述的LED点灯装置，其特征在于，

在所述连接判定部的判定结果为有连接时，所述电压检测部检测到的所述输出电压低于规定值的电压的情况下，所述控制部控制所述电力变换部，将所述输出电压限制为所述下限值以下。

4.一种照明器具，其特征在于，具备：

权利要求1～3的任意一项所述的LED点灯装置、所述灯座、以及保持所述LED点灯装置和所述灯座的器具主体。

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