CN102668716A - Led照明系统、led灯以及led用点亮装置 - Google Patents

Led照明系统、led灯以及led用点亮装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种当向用LED用点亮装置取代荧光灯用稳压器的直管荧光灯用照明器具中错误地安装了直管荧光灯时,不会引起发热、损伤的LED照明系统。该发明的LED照明系统是在现有的直管荧光灯用照明器具中设置LED用点亮装置,将LED灯与现有的灯座连接的LED照明系统,设与LED灯的两端中的任意一端的端子间(A)连接的LED用点亮装置的输出特性与现有的荧光灯用点亮装置不同,在LED灯中具备用于检测LED用点亮装置的输出的点亮装置输出检测单元,并且在LED灯中具备保护单元,当由点亮装置输出检测单元检测出的输出在预先确定的范围外时,该保护单元切断向LED灯的输入。

Description

LED照明系统、LED灯以及LED用点亮装置
技术领域
本发明涉及在现有的直管荧光灯用照明器具中附加LED(发光二极管)用点亮装置,在现有的灯座中安装LED灯之类LED照明系统。另外,涉及构成该LED照明系统的LED灯以及LED用点亮装置。
背景技术
图14是表示例如专利文献1或者专利文献2等所记载的现有的LED照明系统400的图。如图14所示,对于现有的LED照明系统400而言,拆下现有的直管荧光灯用照明器具401(有时也仅称为照明器具)的稳压器402(荧光灯用点亮装置),取而代之,安装LED用点亮装置403。另外,对于布线而言,从商用电源引向稳压器402的输入电线404与从稳压器402引向两端的两个灯座405的输出电线406也直接与LED用点亮装置403连接。进而,现有的LED照明系统400具备LED(发光二极管),通过匹配直管荧光灯的全长、端部构造(灯口、灯口插针等)、尺寸等,进而将整体形成为与直管荧光灯类似的形状,以便能够安装于两端的两个灯座405的方式在灯座405间安装LED灯407(以下,有时也仅称为灯)。
当借助从商用电源引出的输入电线404,向LED用点亮装置403施加规定的电压时,从LED用点亮装置403借助输出电线406、两端的灯座405,向LED灯407的两端的灯口407a、407b供给电力,从而使安装的LED发光,用于照明。
其中,在专利文献1中,在灯座405与灯口407a、407b之间设置有识别用的适配器。该适配器为了识别现行的直管荧光灯而被插入其中。
另外,在专利文献2中,使灯口407a、407b绝缘,灯口407a、407b仅用于支持LED灯407,另外设置导线来电连接LED用点亮装置403与LED灯407。
其中,由于必须将直管荧光灯的设置于两端的灯丝的两端独立地与稳压器402(荧光灯用点亮装置)连接,因此输出电线406、灯座405的端子都需要设置单侧2条或者2个、两侧合起来为4条或者4个。
另一方面,在LED灯407中,本来,独立的连接为2个即可。但是,图14的LED灯407组合直管荧光灯与端部构造(灯口、灯口插针等)而构成,例如,单侧2根灯口插针中的1根为伪灯口插针。因此,在将LED灯407与单侧2条或者2个、两侧合起来4条或者4个输出电线406、灯座405的端子连接的情况下,根据插入的方向,有时不能将LED灯407与LED用点亮装置403连接。
作为用于防止上述情况的一个例子,若按照向两端供给电力,并使4条输出电线中的与同一灯座405连接的每2条输出电线为同电位的方式使其在LED用点亮装置403内或者LED灯407内短路等,则不会特别成为问题。
由于LED需要以直流、且控制电流的方式动作,因此在这样的LED照明系统中,在商用电源到LED之间,需要AC-DC变换单元、电压变换单元、电流控制单元。在将这些配置于照明器具侧与灯侧的构成中,根据分担到哪一位置而存在几种类型。
在“第1类型”中,几乎由照明器具侧全部负责,将控制后的直流电流供给至灯侧。
在“第2类型”中,由照明器具侧执行AC-DC变换,将电压形成为适当的值来供给到灯侧,灯侧配置电流控制单元。
在“第3类型”中,照明器具侧几乎不参与,在灯侧具有几乎所有的功能。
专利文献1:日本特开2009-4342号公报
专利文献2:日本特开2004-303614号公报
该方式的LED照明系统能够将该LED灯407安装在未从稳压器402(荧光灯用点亮装置)替换为LED用点亮装置403的原来的直管荧光灯用照明器具401上。另外,反过来,在替换为LED用点亮装置403后也能够安装直管荧光灯。这样,当错误地安装时,当然,会发生不发光、暗、寿命变短等某些特性上的问题,此外,根据情况,有可能发生部件异常地发热等涉及安全的现象。
当将该LED灯407安装在未从稳压器402(荧光灯用点亮装置)替换为LED用点亮装置403的直管荧光灯用照明器具401上时,上述的“第1类型”~“第3类型”中会发生如下所示的现象。
(1)“第1类型”:LED灯407除LED以外,不具有特别的控制电路,因此LED会短期间烧坏,在该过程中,温度异常上升,根据情况有可能冒烟、着火。
(2)“第2类型”、“第3类型”:电流由LED灯407内的控制电路控制,即使那样,被施加了比规定电压高的电压,有可能发生温度上升、绝缘破坏导致的冒烟、着火。
另一方面,在替换为LED用点亮装置403的直管荧光灯用照明器具401上安装了直管荧光灯的情况下,在任意一种类型中,若施加了该直管荧光灯的放电电压以上的电压,则会放电,在“第3类型”中过电流流动,在“第1类型”、“第2类型”中,直流且过小电流或者过大电流流动,因此寿命变短,根据情况,由于温度上升,灯座405等也有可能损伤。
其中,在专利文献1中,作为安全对策,在灯座405与灯口407a、407b之间,设置有用于识别现行的直管荧光灯的适配器,该适配器若以与灯口407a、407b连接的状态的直接一体地被使用,则带适配器的LED灯有可能错误地连接,会引起同样的问题,因此不能消除上述问题。
另外,在专利文献2中,由于灯口407a、407b被绝缘,因此消除了上述安全上的问题,但存在下述缺点,即需要在直管荧光灯用照明器具401中开个用于导线通过的孔,该导线连接了设置于直管荧光灯用照明器具401中的LED用点亮装置403与设置于外侧的LED灯407。
发明内容
该发明是为了解决上述的课题而提出的,提供一种在将荧光灯用稳压器替换为LED用点亮装置的直管荧光灯用照明器具中错误地安装了直管荧光灯的情况下,不会引起发热、损伤的LED照明系统以及LED用点亮装置。另外,提供一种在未从荧光灯用稳压器替换为LED用点亮装置的直管荧光灯用照明器具中错误地安装了LED灯的情况下,也不会引起发热、损伤的LED灯。
本发明的LED照明系统在现有的直管荧光灯用照明器具中设置LED用点亮装置,拆下与现有的荧光灯用点亮装置连接的并连接到商用电源的输入电线和与现有的灯座连接的输出电线,使该输入电线和该输出电线与LED用点亮装置连接,并将LED灯与灯座连接,
假设LED灯的两端的任意一端的端子间为端子间A,且与端子间A连接的LED用点亮装置的输出特性与现有的荧光灯用点亮装置不同,LED灯中具备点亮装置输出检测单元,其检测LED用点亮装置的输出,并且LED灯中具备保护单元,其当由点亮装置输出检测单元检测出的输出在预先确定的范围外时,切断对LED灯的输入。
对本发明的LED照明系统来说,假设LED灯的端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不同的阻抗,且在与端子间A对应的LED用点亮装置侧具备阻抗检测单元,该阻抗检测单元直接或者间接地检测端子间A的阻抗,并且,LED用点亮装置中具备保护单元,该保护单元当阻抗检测单元检测出的端子间A的阻抗为预先确定的范围外的阻抗时,切断LED用点亮装置的输出。
本发明的LED灯是在内部或者表面排列配置了LED的细长的棒状结构体的两端具备包括一对金属制的插针的灯口,且具备JIS C7617-2所规定的全长和JIS C7709-1中规定为G13或者G5的灯口尺寸的LED灯,
假设两端的任意一端的端子间为端子间A,使所述端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不同的阻抗,且具备点亮装置输出检测单元,其检测LED用点亮装置的输出,并且具备保护单元,当由点亮装置输出检测单元检测出的输出在预先确定的范围外时,切断向该LED灯的输入。
本发明的LED灯在至少一端的灯口的2根插针间设置有500Ω至500kΩ的电阻。
本发明的LED灯根据LED用点亮装置输出的直流电压或者电流动作,并且,具备检测单元,其检测输入端子间的施加电压是交流还是直流,还具备保护单元,其当施加电压为交流时,将其切断。
本发明的LED灯具备检测与电阻连接的端子间A的施加电压的检测单元,还具备保护单元,其当施加电压偏离根据由LED用点亮装置流出的电流与电阻的所述范围的电阻值所计算的电压时,将其切断。
本发明的LED用点亮装置具备与LED灯的灯口连接的输出端子,使输出端子的至少一部分的输出与荧光灯点亮装置的输出不同,此外在输出端子中具备阻抗检测单元,该阻抗检测单元测量LED灯端子间的阻抗,还具备保护单元,该保护单元当阻抗检测单元检测出的LED灯端子间的阻抗在规定的范围外时,切断输出。
本发明的LED用点亮装置至少在与一方灯座连接的一对端子间,至少在起动时输出以恒定电流、或者负荷引起的电压的变化的输出,且具备检测端子间的电压的检测单元,还具备保护单元,当检测单元检测的端子间的电压在规定范围外时,该保护单元切断输出。
发明效果
本发明的LED照明系统构成为:假设LED灯的两端的任意一端的端子间为端子间A,与端子间A连接的LED用点亮装置的输出特性与现有的荧光灯用点亮装置不同,在LED灯中具备点亮装置输出检测单元,该点亮装置输出检测单元检测LED用点亮装置的输出,并且LED灯中具备保护单元,当由点亮装置输出检测单元检测出的输出在预先确定的范围外时,该保护单元切断向LED灯的输入,因此当在通常的荧光灯用照明器具中错误地安装了该LED灯时,检测向端子间A的输出,进而由保护单元切断输入,从而以便能够不引起发热、冒烟。
本发明的LED照明系统构成为:使LED灯的端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不同的阻抗,且在与端子间A对应的LED用点亮装置侧具备阻抗检测单元,该阻抗检测单元直接或者间接地检测端子间A的阻抗,并且,LED用点亮装置中具备保护单元,当阻抗检测单元检测出的端子间A的阻抗为预先确定的范围外的阻抗时,该保护单元切断LED用点亮装置的输出,因此当在该带LED用点亮装置的照明器具中错误地安装了荧光灯时,LED用点亮装置检测端子间A的阻抗,该检测出的阻抗在设定于LED灯的端子间A的阻抗的范围外,因此由保护单元切断向灯侧的输出,从而以便能够不引起发热、冒烟等。
本发明的LED灯是在尺寸上具有与荧光灯的互换性的LED灯,构成为:设两端的任意一端的端子间为端子间A,使端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不相同的阻抗,且具备点亮装置输出检测单元,该点亮装置输出检测单元检测LED用点亮装置的输出,并且具备保护单元,当由点亮装置输出检测单元检测出的输出在预先确定的范围外时,该保护单元切断向该LED灯的输入,因此当在保持荧光灯用点亮装置不变的照明器具中安装了该LED灯时,检测输入,检测结果在规定的范围外,因此由保护单元来将其切断,从而能够不引起发热、冒烟。另外,该阻抗用于LED用点亮装置侧判断是否是LED灯。
本发明的LED灯在至少一端的灯口的2根插针间设置有500Ω至500kΩ的电阻,从而LED用点亮装置通过检测该电阻值,能够判断是否是LED灯,另外,由LED灯侧检测从LED用点亮装置向端子间A的输出和由该阻抗决定的阻抗两端的电压等,从而能够判断是否是LED点亮装置。
本发明的LED灯构成为:根据LED用点亮装置输出的直流电压或者电流动作,且具备检测单元,该检测单元检测输入端子间的施加电压是交流还是直流,还具备保护单元,当施加电压是交流时,该保护单元将其切断,因此由于荧光灯用点亮装置的输出是交流,所以如果当在荧光灯用点亮装置中错误地连接了该LED灯时,检测出为交流而将其切断,以便能够不发生发热、冒烟。
本发明的LED灯构成为:具备检测与电阻连接的端子间A的施加电压的检测单元,还具备保护单元,当该施加电压偏离根据LED用点亮装置所流出的电流和电阻的所述范围的电阻值计算出的电压时,该保护单元将其切断,因此当与荧光灯用点亮装置连接时,为范围外的电压,通过检测该电压来将其切断,能够不引起发热、冒烟。
本发明的LED用点亮装置构成为:具备与LED灯的灯口连接的输出端子,使输出端子的至少一部分输出与荧光灯点亮装置的输出不同,进而在输出端子中具备检测LED灯端子间的阻抗的阻抗检测单元,还具备保护单元,当阻抗检测单元检测出的LED灯端子间的阻抗在规定的范围外时,该保护单元切断输出,因此当错误地安装了荧光灯时,测量该阻抗,由于该阻抗处于由LED灯决定的阻抗的范围外,所以由保护单元来切断,从而能够不引起发热、冒烟。
本发明的LED用点亮装置构成为:至少在与一方灯座连接的一对端子间,至少在起动时输出由恒定电流、或者负荷引起的电压的变化的输出,且具备检测端子间的电压的检测单元,还具备保护单元,当检测单元检测的端子间的电压在规定范围外时,该保护单元切断输出,因此当连接了荧光灯的情况下,为规定范围外的电压,通过检测该电压,并将其切断,能够不引起发热、冒烟。
附图说明
图1是表示实施方式1中的LED照明系统100的图。
图2是表示实施方式1中的LED用点亮装置3的电路构成的框图。
图3是表示实施方式1中的LED灯7的概略构成的图。
图4是表示实施方式1中的LED照明系统100整体的概略电路图。
图5是表示实施方式1中的对应测量用电阻13a、13b来计算出的测量用电阻13a、13b的两端的电压Vi的计算结果的图。
图6是表示实施方式2中的LED照明系统200的图。
图7是表示实施方式2中的LED用点亮装置203的电路构成的框图。
图8是表示实施方式2中的LED灯207的概略构成的图。
图9是表示实施方式2中的LED照明系统200整体的概略电路图。
图10是表示实施方式3中的LED照明系统300的图。
图11是表示实施方式3中的LED用点亮装置303的电路构成的框图。
图12是表示实施方式3中的LED灯307的概略构成的图。
图13是表示实施方式3中的LED照明系统300整体的概略电路图。
图14是表示现有例的LED照明系统400的图。
具体实施方式
实施方式1.
(概要)
本实施方式的LED照明系统拆下现有的直管荧光灯用照明器具的稳压器(荧光灯用点亮装置),或者拆下与稳压器连接的商用电源的输入电线以及与灯座连接的输出电线。而且,安装LED灯的点亮用LED灯点亮装置,重新将商用电源的输入电线以及与灯座连接的输出电线连接于点亮用LED灯点亮装置。在将该稳压器(荧光灯用点亮装置)替换为LED灯点亮装置的现有的直管荧光灯用照明器具中安装附加了保护装置等的安全的LED灯。本实施方式的LED灯例如被错误地安装于未从稳压器(荧光灯用点亮装置)替换为LED灯点亮装置的现有的直管荧光灯用照明器具中时,也不会像现有的LED灯那样被烧坏,不存在冒烟、着火的可能性。另外,对于本实施方式的LED灯点亮装置而言,在错误地安装了直管荧光灯的情况下,LED灯点亮装置测量直管荧光灯的阻抗,当直管荧光灯的阻抗处于由LED灯决定的阻抗的范围外时,由保护单元来切断与直管荧光灯的连接。
图1至图5是表示实施方式1的图,图1是表示LED照明系统100的图,图2是表示LED用点亮装置3的电路构成的框图,图3是表示LED灯7的概略构成的图,图4是表示LED照明系统100整体的概略电路图,图5是对应测量用电阻13a、13b来计算出的测量用电阻13a、13b的两端的电压Vi的计算结果的图。
如图1所示,LED照明系统100在现有的直管荧光灯用照明器具1中设置LED用点亮装置3,拆下与现有的稳压器2(荧光灯用点亮装置)连接的商用电源连接的输入电线4和从稳压器2连接于灯座5的合计4根输出电线6,来将其重新连接于LED用点亮装置3,并将LED灯7(以下,有时仅称为灯)连接于现有的灯座5。
这时,稳压器2(荧光灯用点亮装置)也可以不从直管荧光灯用照明器具1上拆下,保持原样地留着即可。
LED灯7具备多个LED,是通过配合直管荧光灯的全长、端部构造(灯口、灯口插针等)、尺寸等,进而将整体形成为类似的形状,以便能够安装入两端的两个灯座5的灯。
LED灯7在内部或者表面上排列配置了LED16的细长的棒状的结构体的两端具备灯口7a、7b,该灯口7a、7b具备一对金属制的插针(插针12a-1与插针12a-2的组,插针12b-1与插针12b-2的组(参照图3)),具有JIS C7617-2所规定的全长和JIS C7709-1中规定为G13或者G5的灯口尺寸。
LED灯7不像直管荧光灯那样使用灯丝,因此本来插针(灯口插针)单侧有1根,共计2根即可,但为了如上述那样,形成与直管荧光灯类似的构成,具备单侧2根,共计4根的插针(灯口插针)。LED灯7的详细情况后述。
如图2所示,在LED用点亮装置3中,例如,AC100V的输入电线4首先与整流电路8连接,被变换为直流,来被输出至图的两侧的中间输出电线9a-1、9a-2、9b-1、9b-2。
例如,如图4所示,整流电路8由进行全波整流的二极管电桥31和省略图示的平滑化电路构成,将直流输出至输出电线6b-1、6a-1等。输出电线6b-1、6a-1经由灯座5,向LED灯7供给电力。
例如,如图4所示,对于连接判断用信号发生器10a、10b而言,连接判断用信号发生器10a由分压电阻10a-1、10a-2构成,并且连接判断用信号发生器10b由分压电阻10b-1、10b-2构成。连接判断用信号发生器10a将分压出的直流电压输出至输出电线6a-1、6a-2的组,连接判断用信号发生器10b将分压出的直流电压输出至输出电线6b-1、6b-2的组。
连接判断用信号发生器10a、10b并联于二极管电桥31的正极(图4中的上侧)与负极(图4中的下侧)。并且,连接判断用信号发生器10a的分压电阻10a-1连接于二极管电桥31的正极侧,分压电阻10a-2连接于二极管电桥31的负极侧。另外,连接判断用信号发生器10b的分压电阻10b-2连接于二极管电桥31的正极侧,分压电阻10b-1连接于二极管电桥31的负极侧。
另一方面,与连接判断用信号发生器10a的分压电阻10a-2并联连接的电压测量电路兼切断信号发生电路11a(阻抗检测单元)测量输出电线6a-1、6a-2间的电压,当该电压处于规定的范围(后述)以外时,借助信号线34a将切断信号输送至切断电路35a(保护单元),切断电路35a会切断与输出电线6a-1、6a-2的连接。
另外,与连接判断用信号发生器10b的分压电阻10b-2并联连接的电压测量电路兼切断信号发生电路11b(阻抗检测单元)测量输出电线6b-1、6b-2间的电压,当该电压处于规定的范围(后述)以外时,经由信号线34b将切断信号输送至切断电路35b(保护单元),切断电路35b会切断与输出电线6b-1、6b-2的连接。其中,该测量的电压由设置于LED灯7中的测量用电阻的阻抗决定,因此会间接地测量阻抗。
电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b的电压测量电路部分在该例子中,测量比50Hz长的时间平均化的直流电压,当为交流电压时,测量为0V。此外,作为一个例子,为了避免噪声等影响、过渡的变化的影响,取0.5秒左右的长期间的平均。其中,该切断电路35a、35b例如一旦被切断后,被保持至电源为OFF,然后当电源为ON时被复位,成为通电状态。在其他的例子中,也可以具备复位开关,在复位开关被按压前为切断状态。在该LED用点亮装置3中,向输出至各灯座5的2根输出电线6a-1、6a-2或者输出电线6b-1、6b-2中的一方,在图4中,向输出电线6a-1与输出电线6b-1输出使LED发光的电力。
如图3所示,LED灯7在两端分别具备一对(插针12a-1、插针12a-2的组,插针12b-1、插针12b-2的组),即合计具备4根插针12a-1、12a-2、12b-1、12b-2,以便能够与照明器具侧的灯座5连接来支持LED灯7。
包括该插针12a-1、12a-2、12b-1、12b-2的管端部的尺寸、灯全长等用于安装于直管荧光灯用照明器具1中的条件,记载于规定了直管荧光灯的JIS C7617-1或者2中,此外,记载于规定了灯口的JISC7709-1中,以便满足该条件。
插针12a-1与插针12a-2分别连接于阻抗的两端,在该例中分别连接于测量用电阻13a的两端。插针12b-1与插针12b-2也同样地分别连接于测量用电阻13b的两端。
此外,测量用电阻13a、13b分别并联于LED用点亮装置3的输出的检测单元14a、14b(点亮装置输出检测单元)。检测单元14a、14b例如是电压计,该情况下,会间接地测量出LED用点亮装置的输出或者输出特性,当偏离与规定的LED用点亮装置的输出对应的规定的电压范围时,产生切断电力的切断信号,并装载于切断信号线44a、44b。该情况下,将插针12a-1与12a-2间和插针12b-1与12b-2间分别称为端子间A。
例如,如图4所示,对于输入分选电路41a、41b而言,输入分选电路41a由两个二极管41a-1、41a-2构成,输入分选电路41b由两个二极管41b-1、41b-2构成。
由LED用点亮装置3供给的使LED点亮的电力被输出至插针12a-1或插针12a-2的任意一个,或者插针12b-1或插针12b-2的任意一个,在任意一种情况下都适当地向LED供给电力。
例如,在图4的右端,输出电线6b-1为供给电力的线,由于分压电阻10b-1、10b-2,输出电线6b-1的电压比输出电线6b-2的电压高。因此,二极管41b-1比二极管41b-2电压高,前者(二极管41b-1)为导通状态,后者(二极管41b-2)为截止状态,因此输出电线6b-1会与切断电路43b连接。
另一方面,由于二极管41b-2,输出电线6b-1为切断状态,因此对从输出电线6b-2向检测单元14b的连接不产生影响。
图4的LED照明系统100中的电流流经的路径为:由二极管电桥31的正极(图4中的上侧)向切断电路35b、输出电线6b-1、二极管41b-1、切断电路43b、电流控制电路15、多个发光二极管16、切断电路43a、二极管41a-2、检测单元14a、输出电线6a-1、切断电路35a和二极管电桥31的负极(图4中的下侧)流动。
在图4的LED照明系统100中,也可以沿图4的相反方向安装LED灯7的前后方向(图4中的上下方向)。该情况下的电流流经的路径为:由二极管电桥31的正极(图4中的上侧)向切断电路35b、输出电线6b-1、二极管41b-1、切断电路43b、电流控制电路15、多个发光二极管16、切断电路43a、二极管41a-1、检测单元14a、输出电线6a-1、切断电路35a和二极管电桥31的负极(图4中的下侧)流动。
在图4的LED照明系统100中,LED灯7的左右方向被限定为一个方向。当与图4相反地安装了LED灯7的左右方向时,图4的LED用点亮装置3构成为右侧比左侧的电位高,因此LED灯7中不流动电流,所以LED灯7不点亮。
其中,在该例中,检测单元14a、14b测量比50Hz长的时间平均化的直流电压,当为交流电压的情况下,测量为0V。此外,作为一个例,为了避免噪声等影响、过渡的变化的影响,取0.5秒左右的长期间的平均。
切断电路43a、43b(保护单元)当检测单元14a、14b输出的切断信号经由切断信号线44a、44b被传送过来时,切断由输出电线6a-1、6b-1输送来的电力。电流控制电路15、多个发光二极管16串联连接,被适当的电流所控制,发光二极管16适当地发光。作为一个例子,电流控制电路15为电阻,为了使发光输出更安定化,也可以是恒流电路。
其中,切断电路43a、43b例如一旦被切断后,被保持至电源为OFF,然后当电源为ON时被复位,成为通电状态,在其他的例子中,也可以具备复位开关,在复位开关被按压前为切断状态。
对于与灯全长1198mm对应的、可以安装JIS C7617-2所规定的FLR40S、FL40S、FL40SS/37、FHF32等的LED照明器具,具体地来说明一例。
在LED用点亮装置3中,从连接判断用信号发生器10a、10b向合计有4根输出电线6a-1、6a-2、6b-1、6b-2中的至少一组,例如在图2或者图4的例子中,向位于同一端的与灯座5连接的1对输出电线6a-1与输出电线6a-2的组和输出电线6b-1与输出电线6b-2的组输出连接判断用信号。从连接判断用信号发生器10a向输出电线6a-1与输出电线6a-2的组输出连接判断用信号。另外,从连接判断用信号发生器10b向输出电线6b-1与输出电线6b-2的组输出连接判断用信号。
连接判断用信号发生器10a例如是由分压电阻10a-1、10a-2进行直流分压所形成的产生输出阻抗有限的电压的电路。其中,输出阻抗有限的意思是指产生电压根据与输出侧连接的电路的阻抗变化的意思。
另外,连接判断用信号发生器10b例如是由分压电阻10b-1、10b-2进行直流分压所形成的产生输出阻抗有限的电压的电路。
例如,设电源为AC100V,分压电阻10a-1、10a-2、10b-1、10b-2分别为90kΩ、15kΩ、90kΩ、15kΩ(分别设为Rd11、Rd12、Rd21、Rd22)。即,
Rd11(分压电阻10a-1)=90kΩ
Rd12(分压电阻10a-2)=15kΩ
Rd21(分压电阻10b-1)=90kΩ
Rd22(分压电阻10b-2)=15kΩ
另外,设正常的LED灯7的测量用电阻13a、13b分别为15kΩ±3kΩ(分别设为Rm1、Rm2)。即,
Rm1(测量用电阻13a)=15kΩ±3kΩ
Rm2(测量用电阻13b)=15kΩ±3kΩ
设LED用点亮装置3的电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b与LED灯7的检测单元14a、14b不产生切断信号的电压范围为6.0V到12.0V之间。
进而,当整流电路8为4个二极管所形成的全波整流电路部分和单纯的电容器所形成的平滑电路时,通过整流电路8输出的电压V0由于负荷从100V变化为141V。该情况下,测量用电阻13a、13b的两端的电压V1、V2如下。
Vi=V0×[1/(1/Rmi+1/Rdi2)]/[Rdi1+{1/(1/Rmi+1/Rdi2)}]
其中,i为1或2,分别对应于左侧与右侧的电路。对应测量用电阻13a、13b的上限值、中心值、下限值(18k、15k、12k)来计算出的例子如图5所示。
如图5所示,从No1至No6是对测量用电阻13a、13b为上述3种(18k、15k、12k)的情况和由整流电路8输出的电压V0的上下限值即141V与100V这2种的组合、共计6种计算出的结果,可知电压Vi处于6.90V到11.75V的范围内。因此,处于LED用点亮装置3和LED灯7的不切断的范围即6.0V到12.0V的范围,都不会发生切断信号,各个切断电路35a、35b与切断电路43a、4b不切断电路,结果,向LED16供给电力,LED16会发光。
说明在该实施方式1的安装了LED用点亮装置3的直管荧光灯用照明器具1中错误地安装了直管荧光灯的情况。直管荧光灯的一端的电阻(两个灯口插针间的电阻,即灯丝的电阻)在室温、正常的状态下为1.5Ω至4Ω的程度,最大也在100Ω以下,在通电后温度上升的状态下,为其5倍的程度,综合起来为1.5Ω至500Ω。
另一方面,作为异常的状态,存在下述情况,即在寿命末期等灯丝断线时,为∞Ω或者500kΩ以上,另外,包含寿命末期的短路那样的异常时为0Ω或者0.5Ω以下。因此,包含正常时与异常时,可取的电阻为0Ω至500Ω的范围和500kΩ以上。
图5的No7至No12是Rdi1=90kΩ、Rdi2=15kΩ、由整流电路8输出的电压V0=100V时,使测量用电阻Rmi变化为1Ω、20Ω、100Ω、500Ω、100kΩ、1000kΩ的情况下的计算测量用电阻13a、13b的两端的电压Vi(i为1或2)的结果。
如上所述,包含直管荧光灯的正常时与异常时,可取的电阻为0Ω至500Ω的范围和500kΩ以上,此时的测量用电阻13a或者测量用电阻13b的两端的电压V1或者V2,
(1)当电阻为0Ω至500Ω的范围时(正常时):为0.53V以下(根据图5的No7~No10)。
(2)当电阻为500kΩ以上时(异常时):为12.66V以上(根据图5的No11、No12)。
由于上述(1)、(2)的范围偏离LED用点亮装置3的电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b不产生切断信号的电压范围即6.0V~12.0V,所以LED用点亮装置3的电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b产生切断信号,切断电路35a、35b切断电路,从而向直管荧光灯的输出被切断。
这样,当错误地在安装了LED用点亮装置3的直管荧光灯用照明器具1中安装了直管荧光灯时,由于LED用点亮装置3的切断电路35a、35切断输出电路,因此不会引起发热、冒烟的事故。
图5中的No13~No16是电压Vi为LED用点亮装置3的电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b不产生切断信号的电压范围即6.0V~12.0V的下限值(6.0V)与上限值(12.0V)的通过计算求出测量用电阻Rmi的结果。对Rdi1=90kΩ、Rdi2=15kΩ、由整流电路8输出的电压V0=100V、141V进行计算。电压V0=100V时,电压Vi=6.0V的测量用电阻Rmi为9.3kΩ,电压Vi=12.0V的测量用电阻Rmi为67.5kΩ。另外,电压V0=141V时,电压Vi=6.0V的测量用电阻Rmi为5.45kΩ,电压Vi=12.0V的测量用电阻Rmi为18.95kΩ。
其中,在从正常状态变化为异常状态的过程中,存在短期间取500Ω至500kΩ的范围的情况,在短时间之内变化为500Ω以下或100kΩ以上,所以短时间被切断。因此,作为直管荧光灯可取的电阻,500Ω至500kΩ的范围也可以除外。
另外,实际上,在该例中,当Rdi1为90kΩ时,直管荧光灯的灯丝中仅流动有100[V]/90,000[Ω]=0.001[A]左右(即使稍高)的电流,因此直管荧光灯的灯丝的温度几乎不上升,直管荧光灯可取的电阻范围进一步变窄。因此,使下限值从50Ω变为100Ω,实际上不引起问题的可能性也较高,另一方面,当直管荧光灯的灯丝被切断时,上限值为数MΩ以上的电阻,因此到1MΩ左右不引起问题的可能性也较高。
即,测量用电阻13a、13b(Rm1、Rm2)的最适当的电阻值范围如上述那样包含直管荧光灯的正常时与异常时可取的电阻为0Ω至500Ω的范围和500kΩ以上(在从正常状态变化为异常状态的过程中,存在短期间取500Ω至500kΩ的范围的情况,在短时间之内变化为500Ω以下或100kΩ以上,会短时间被切断,因此除外),所以虽不包括与此不同的500Ω至500kΩ之间,但也可以是50Ω~1MΩ的程度。
说明将本实施方式1的LED灯7错误地安装于未改造的直管荧光灯用照明器具1中的情况。向直管荧光灯用照明器具1的各灯座5的1对端子的输出在辉光管形、快速形、变频形中都为商用频率或者高频的交流,另一方面,该LED灯7的检测单元14a、14b如上所述,仅在直流成分的电压的情况下检测有限的值,在交流的情况下检测为0V。
检测单元14a、14b不产生切断信号的电压范围为6.0V至12.0V之间,所以检测单元14a、14b产生切断信号,并输送至切断电路43a、43b,因此切断电力。在切断电路43a、43b中,来自检测单元14a、14b的切断信号经由切断信号线44a、44b被输送至切断电路43a、43b,切断电路43a、43b切断从输出电线6a-1、6b-1输送来的电力。
这样,当错误地在未改造的直管荧光灯用照明器具1中安装了LED灯7时,LED灯7切断电路,从而电压、电流被切断,因此不会引起发热、冒烟的事故。
将LED用点亮装置3与电源连接后,立即形成能够向输出电线6a-1、6b-1间,进而直至LED灯7的LED供给电力的通电状态来检查电压等,当判断后处于范围外时,将其切断,也可以在与电源连接后,LED用点亮装置3侧、LED灯7侧都形成为切断状态,来检查电压等,当判断为在范围内后,形成为通电状态。后者在开关ON后发光前,需要若干时间,但更安全。具体的动作构成为:首先,使LED灯7侧的双方的切断电路43a、43b为切断状态,使LED用点亮装置3侧的切断电路35a、35b中的一方、例如切断电路35a为导通状态,进行判断后,使另一方的切断电路35b为导通状态,进而,在LED灯7侧进行检查。起初仅开放LED用点亮装置3侧的切断电路35a、35b之一的理由是为了避免下述情况,即为了进行检查,必须切断电路35a、35b为导通状态,当双方同时为导通状态时,若错误地安装了规定的LED灯7以外的灯,则电流暂时流动,在该时刻会发生问题。
在对该实施方式1进行说明的例子中,LED用点亮装置3侧、LED灯7侧均在两端设置有检测电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b、连接判断用信号发生器10a、10b或者检测单元14a、14b、测量用电阻13a、13b,虽然都是仅在一端设置就可以取得良好的效果,但在两方设置会更安全。
在对该实施方式1进行说明的例子中,连接判断用信号发生器10a、10b的输出使用了通过电阻对具有幅度的电压分压后的信号,例如,也可以是恒流源等,该情况下,可以精度更好地进行检测。另外,也可以是特定频率的信号,与此相对应,可以使设定LED灯侧的阻抗的元件为电阻,也可以为电容器等。
实施方式2.
图6至图9是表示实施方式2的图,图6是表示LED照明系统200的图,图7是LED用点亮装置203的电路构成的框图,图8是表示LED灯207的概略构成的图,图9是LED照明系统200整体的概略电路图。
如图6所示,LED照明系统200与LED照明系统100同样,在现有的直管荧光灯用照明器具1中设置LED用点亮装置203,拆下与现有的稳压器2(荧光灯用点亮装置)连接的并与商用电源连接的输入电线4和由稳压器2与灯座5连接的合计4条输出电线6,并重新与LED用点亮装置203连接,并将LED灯207(以下,有时仅称为灯)与现有的灯座5连接。
LED照明系统200的LED用点亮装置203和LED灯207与LED照明系统100不同。
如图7所示,LED用点亮装置203在具备整流电路8、连接判断用信号发生器10a、10b、电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b、切断电路35a、35b的基础上还具备电流控制电路15。
如图7所示,在LED用点亮装置203中,例如,AC100V的输入电线4首先与整流电路8连接,被变换为直流,来输出至图的两侧的中间输出电线9a-1、9a-2、9b-1、9b-2。
电流控制电路15电连接于整流电路8与连接判断用信号发生器10b之间,通过恒流电路或者电流控制电阻来控制LED16中流动的电流,即电力。
如图8所示,LED灯207侧没有电流控制电路15,具备LED16和安全用电路,即测量用电阻13a、13b、检测单元14a、14b、输入分选电路41a、41b、切断电路43a、43b。
如图9所示,LED照明系统200由LED用点亮装置203和LED灯207构成。LED用点亮装置203的整流电路8、连接判断用信号发生器10a、10b、LED用点亮装置203的输入分选电路41a、41b的构成与图4的LED照明系统100相同。
与LED16的点亮相关的动作除了仅将处于LED灯7侧的电流控制电路15设置于LED用点亮装置203侧其他与实施方式1同样。在使电流控制电路15为恒流电路的一个例子中,设计成在使点亮时的电流,例如在20W的设计中变为0.2A(0.2×100=20W)前或者在40W的设计中变为0.4A(0.4×100=40W)前,成为导通状态。在使电流控制电路15为电阻的例子中,若将对应电阻的电压下降设计为10V(100V的10%),则20W、40W的情况下分别为50Ω、25Ω。
使电源为ON后,在切断电路35a、35b、43a、43b切断状态下,即使一个为切断状态的期间,由输出电线6a-1、6b-1、LED16等构成的主电流不流动。在该状态下,当使分压电阻10a-1、10a-2、10b-1、10b-2与测量用电阻13a、13b的电阻值为图5所示的值时,在上述的控制电路为恒流电路的例子中,流动的电流为0.001A(<100V/Rdi1=100/90,000≈0.001)左右,因而电流控制电路15的恒流电路会导通,在电流控制电路15为上述的电阻的例子中,若与Rdi1等比较,则电阻非常小,在任意的情况下,电流控制电路15几乎不变,为不工作的状态。
另一方面,在点亮中,即,4个切断电路35a、35b、43a、43b均为导通状态的情况下,在上述的例子中,任意的方式下电流控制电路15的压降量都为电源电压的10%左右,因而对于图9的右侧的电路,施加于分压电阻10b-1、10b-2的电压小10%,在测量用电阻13b中流动的电流减少10%。因此,由LED灯207侧的检测单元14b和LED用点亮装置203侧的电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b检测的电压会小10%。因此,在一个例子中,使切断判断电压的下限值降低10%即可。另一方面,图9的左侧的电路与实施方式1相同。任意一侧都与实施方式1同样地动作。
实施方式3.
图10至图13是表示实施方式3的图,图10是表示LED照明系统300的图,图11是LED用点亮装置303的电路构成的框图,图12是表示LED灯307的概略构成的图,图13是LED照明系统300整体的概略电路图。
如图10所示,LED照明系统300与LED照明系统100同样,在现有的直管荧光灯用照明器具1中设置LED用点亮装置303,拆下与现有的稳压器2(荧光灯用点亮装置)和商用电源连接的输入电线4和由稳压器2与灯座5连接的合计4根输出电线6,来重新连接于LED用点亮装置303,并将LED灯307(以下,有时仅称为灯)与现有的灯座5连接。
LED照明系统300的LED用点亮装置303与LED灯307和LED照明系统100不同。
如图11所示,LED用点亮装置303由连接判断用信号发生器10a、10b、电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b、切断电路35a、35b构成。
如图12所示,整流电路8、电流控制电路15设置于LED灯307。因此,LED用点亮装置303的输出电线6a-1、6a-2、6b-1、6b-2以交流的状态、尤其输出电线6a-1、6b-1直接输出AC100V的商用电压。
如图13所示,输出电线6a-1、6a-2、6b-1、6b-2借助灯座5与LED灯7的灯口连接。进而,测量用电阻13a、13b、高频导通用电容器45a、45b、检测单元14a、14b并联,经由输入分选电路41a、41b、切断电路43a、43b来与整流电路8连接。输入至整流电路8的电压保持AC100V,但这里被整流,根据情况进而被平滑来被输出至电流控制电路15与LED16的串联电路,LED16根据被控制后的直流电流发光。
与实施方式1同样,连接判断用信号发生器10a、10b在一个例子中,由分压电阻10a-1、10a-2,10b-1、10b-2构成,由于输入为AC100V,因此输出交流。在切断电路35a、35b为导通状态的情况下,经由输出电线6a-1、6a-2、6b-1、6b-2,来与测量用电阻13a、13b连接,结果,相对于被输入的交流电压,在两端(图13的左右)独立地,在图13的左侧使由分压电阻10a-1、10a-2、测量用电阻13a、高频导通用电容器45a,在右侧使由分压电阻10b-1、10b-2、测量用电阻13b、高频导通用电容器45b,即,使分别由3个电阻与1个电容器决定的电压产生于电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b和检测单元14a、14b的测量位置。电压测量电路兼切断信号发生电路11a、11b与检测单元14a、14b在该例中为交流电压计。
直接将实施方式1的电阻用于该分压电阻10a-1、10a-2、10b-1、10b-2和测量用电阻13a、13b,进而,使高频导通用电容器45a、45b为在商用频率下几乎不导通的电容时,会将直流电压置换为交流电压的有效值,以同样的值来测量。
因此,当在LED用点亮装置303中错误地安装了直管荧光灯时,与实施方式1同样地发挥作用,切断电路35a、35b切断电路,从而在直管荧光灯中不会产生冒烟等事故。其中,如后所述,高频导通用电容器45a、45b有可能使电压降低10%左右,虽然有时也可以忽视,但如果不能忽视时,按照高频导通用电容器45a、45b的电容,使不产生切断信号的范围6.0V~12.0V的尤其是下限值降低10%左右即可(5.4V~12.0V)。
另一方面,当在未从稳压器2(荧光灯用点亮装置)替换为LED用点亮装置303的原来的直管荧光灯用照明器具1中错误地安装了该LED灯307时,检测单元14a、14b直接检测向直管荧光灯的灯丝施加的电压。
以下,作为一例,以管长为1198mm的类型进行说明。当稳压器2(荧光灯用点亮装置)是辉光管类型时,向灯的两端的端子施加约200V,若辉光管放电,则两端的测量用电阻13a、13b串联。该辉光管的放电电压为150V左右,测量用电阻13a、13b的两端的电压分别为25V左右。与实施方式1同样,在6.0V至12.0V下不产生切断信号,因而被切断。
另外,当荧光灯用点亮装置为快速启动类型时,灯丝用变压器独立地产生用于加热灯丝的电压,来施加于灯丝,根据JIS C7617-2,决定于3.4V至4.2V,由于偏离产生切断信号的范围6.0V至12.0V,所以被切断。
另外,当荧光灯用点亮装置为变频类型时,由于与非灯丝连接等,产生的电压的幅度大,在不设置高频导通用电容器45a、45b的情况下,有可能处于不产生切断信号的范围6.0V至12.0V。
该高频导通用电容器45a、45b当与10kHz以上的高频电路连接时,为使检测单元14a、14b的电压降低而设置,在一个例子中,例如,为0.02μF。该情况下,在60Hz的情况下,被计算为相当133kΩ,在通常的变频的最低频率即20kHz的情况下,被计算为相当400Ω(电阻=1/2πfC,这里f:频率,C:电容)。
并联的测量用电阻13a、13b作为一例为15kΩ,在60Hz的情况下,以电容器的大小存在10%左右的偏差,两端的电压降低10%左右。另一方面,在变频即20kHz以上的情况下,电流几乎通过电容器流动,因此两端的电压为3%以下(<400Ω/15000Ω),即使,在向灯丝施加20V的设计中也为0.6V左右(20×3%=0.6V),处于不产生切断信号的范围6.0V至12.0V 以下,从而切断电路。
附图标记的说明
1直管荧光灯用照明器具;2稳压器;3LED用点亮装置;4输入电线;5灯座;6输出电线;6a-1输出电线;6a-2输出电线;6b-1输出电线;6b-2输出电线;7LED灯;7a  灯口;7b灯口;8整流电路;9a-1中间输出电线;9a-2中间输出电线;9b-1中间输出电线;9b-2中间输出电线;10a  连接判断用信号发生器;10a-1分压电阻;10a-2分压电阻;10b  连接判断用信号发生器;10b-1分压电阻;10b-2分压电阻;11a  电压测量电路兼切断信号发生电路;11b  电压测量电路兼切断信号发生电路;12a-1插针;12a-2插针;12b-1插针;12b-2插针;13a  测量用电阻;13b  测量用电阻;14a  检测单元;14b  检测单元;15电流控制电路;16发光二极管;31二极管电桥;34a信号线;34b信号线;35a  切断电路;35b  切断电路;41a  输入分选电路;41a-1二极管;41a-2二极管;41b输入分选电路;41b-1二极管;41b-2二极管;43a  切断电路;43b  切断电路;44a切断信号线;44b切断信号线;45a  高频导通用电容器;45b  高频导通用电容器;100LED照明系统;200LED照明系统;203LED用点亮装置;207LED灯;300LED照明系统;303LED用点亮装置;307LED灯;400LED照明系统;401直管荧光灯用照明器具;402稳压器;403LED用点亮装置;404输入电线;405灯座;406输出电线;407LED灯;407a  灯口;407b  灯口。

Claims (8)

1.一种LED照明系统,在现有的直管荧光灯用照明器具中设置LED用点亮装置,拆下与现有的荧光灯用点亮装置连接的且与商用电源连接的输入电线和与现有的灯座连接的输出电线,使该输入电线和该输出电线重新与所述LED用点亮装置连接,并将LED灯与所述灯座连接,该LED照明系统的特征在于,
假设所述LED灯的两端中的任意一端的端子间为端子间A,与所述端子间A连接的所述LED用点亮装置的输出特性与所述现有的荧光灯用点亮装置不同,所述LED灯中具备点亮装置输出检测单元,该点亮装置输出检测单元检测所述LED用点亮装置的所述输出,并且所述LED灯中具备保护单元,当由所述点亮装置输出检测单元检测出的所述输出在预先确定的范围外时,该保护单元切断对所述LED灯的输入。
2.根据权利要求1所述的LED照明系统,其特征在于,
假设所述LED灯的所述端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不同的阻抗,且在与所述端子间A对应的所述LED用点亮装置侧具备阻抗检测单元,该阻抗检测单元直接或者间接地检测所述端子间A的阻抗,并且,在所述LED用点亮装置中具备保护单元,当所述阻抗检测单元检测出的所述端子间A的阻抗为预先确定的范围外的阻抗时,该保护单元切断所述LED用点亮装置的输出。
3.一种LED灯,在内部或者表面排列配置了LED的细长的棒状结构体的两端具备包括一对金属制的插针的灯口,具有JIS C7617-2所规定的全长和JIS C7709-1中规定为G13或者G5的灯口尺寸,该LED灯的特征在于,
假设两端中的任意一端的端子间为端子间A,所述端子间A的阻抗为与荧光灯的通常状态和寿命末期状态都不同的阻抗,且该LED灯具备点亮装置输出检测单元,该点亮装置输出检测单元检测LED用点亮装置的输出,并且该LED灯还具备保护单元,当由所述点亮装置输出检测单元检测出的所述输出在预先确定的范围外时,该保护单元切断向该LED灯的输入。
4.根据权利要求3所述的LED灯,其特征在于,
在至少一端的所述灯口的2根所述插针间设置有500Ω至500kΩ的电阻。
5.根据权利要求3或4所述的LED灯,其特征在于,
使用自所述LED用点亮装置输出的直流电压或者直流电流进行动作,且具备检测单元,该检测单元检测输入端子间的施加电压为交流还是直流,还具备保护单元,该保护单元当施加电压为交流时,切断该交流。
6.根据权利要求4所述的LED灯,其特征在于,
具备检测单元,该检测单元检测与所述电阻连接的所述端子间A的施加电压,
具备保护单元,当施加电压偏离根据所述LED用点亮装置所流出的电流与所述电阻的所述范围的电阻值所计算的电压时,该保护单元将切断该施加电压。
7.一种LED用点亮装置,其特征在于,
具备与LED灯的灯口连接的输出端子,且所述输出端子的至少一部分的输出与荧光灯点亮装置的输出不同,此外在所述输出端子中具备阻抗检测单元,该阻抗检测单元测量所述LED灯端子间的阻抗,该LED用点亮装置还具备保护单元,当所述阻抗检测单元检测出的所述LED灯端子间的阻抗在规定的范围外时,该保护单元切断该LED用点亮装置的输出。
8.根据权利要求7所述的LED用点亮装置,其特征在于,
对与至少一方灯座连接的一对端子间,至少在起动时输出由恒定电流或者负荷引起的电压的变化的输出,且该LED用点亮装置具备检测所述端子间的电压的检测单元,该LED用点亮装置还具备保护单元,当所述检测单元检测到的所述端子间的电压在规定范围外时,该保护单元切断该LED用点亮装置的输出。
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