CN105898911A - 光源单元以及照明器具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光源单元以及照明器具，能够抑制由浪涌电压导致的故障。本发明所涉及的光源单元(100)具备三个光源组(11～13)、全波整流电路(2)、三个恒流电路(21～23)以及基板(7)。第一光源组(11)与第一恒流电路(21)的串联电路电连接在全波整流电路(2)的一对输出端之间。第二光源组(12)与第二恒流电路(22)的串联电路电连接于第一恒流电路(21)。第三光源组(13)与第三恒流电路(23)的串联电路电连接于第二恒流电路(22)。基板(7)设置有将多个固体发光元件(8)彼此电连接的多个连接部(P1～P14)。多个连接部(P1～P14)各自具备不具有导电性的非导电部(9)。

Description

光源单元以及照明器具
技术领域
本发明涉及一种光源单元以及照明器具。
背景技术
以往，公开了一种利用对商用电源的交流电压进行整流而得到的脉动电压(pulsating voltage)来直接驱动LED(Light Emitting Diode：发光二极管)群的LED装置(参照文献1[美国专利第7081722号说明书])。
另外，文献1中记载的LED装置等光源单元期望抑制由浪涌电压(surge voltage)导致的故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制由浪涌电压导致的故障的光源单元以及照明器具。
本发明所涉及的一个方式的光源单元具备：至少三个光源组；全波整流电路，其对交流电压进行全波整流；至少三个恒流电路；以及基板，其用于配置所述至少三个光源组、所述全波整流电路以及所述至少三个恒流电路。所述至少三个光源组各自具备多个固体发光元件。所述至少三个光源组串联地电连接。所述至少三个恒流电路构成为使所述至少三个光源组中的各自对应的光源组中流动的电流固定。第一光源组与第一恒流电路的串联电路电连接在所述全波整流电路的一对输出端之间，其中，该第一光源组是所述至少三个光源组中的一个光源组，该第一恒流电路是所述至少三个恒流电路中的一个恒流电路。第二光源组与第二恒流电路的串联电路电连接于所述第一恒流电路，其中，该第二光源组是所述至少三个光源组中的与所述第一光源组不同的一个光源组，该第二恒流电路是所述至少三个恒流电路中的与所述第一恒流电路不同的一个恒流电路。第三光源组与第三恒流电路的串联电路电连接于所述第二恒流电路，其中，该第三光源组是所述至少三个光源组中的与所述第一光源组和所述第二光源组不同的一个光源组，该第三恒流电路是所述至少三个恒流电路中的与所述第一恒流电路和所述第二恒流电路不同的一个恒流电路。所述基板设置有多个连接部，该多个连接部将所述至少三个光源组各自的所述多个固体发光元件彼此电连接。所述多个连接部各自具备不具有导电性的一个或多个非导电部。
本发明所涉及的一个方式的照明器具具备所述光源单元和用于安装所述光源单元的安装构件。
附图说明
图1是一个实施方式的光源单元的电路图。
图2是一个实施方式的光源单元被安装于安装构件的状态的立体图。
图3是在一个实施方式的光源单元的基板上进行局部剖切而得到的俯视图。
图4A～图4F各自是与一个实施方式的光源单元的基板相关地设置于连接部的导电部的其它形状的说明图。
图5是具备一个实施方式的光源单元的照明器具的施工状态的立体图。
图6是一个实施方式的光源单元的变形例的电路图。
具体实施方式
下面的实施方式涉及一种光源单元以及照明器具，特别是涉及具有固体发光元件的光源单元以及照明器具。
下面，参照图1～图4F对一个实施方式的光源单元100进行说明。另外，以下为了便于说明，在参照图5对具备光源单元100的照明器具200进行说明之后，详细地说明光源单元100。
照明器具200例如是路灯。照明器具200例如安装于地面等上设置的支柱300。作为支柱300，例如列举电线杆，钢管柱等。
照明器具200具备光源单元100、安装构件101以及外壳102。在图5中，光源单元100收纳于外壳102，因此看不到光源单元100。
安装构件101上安装有光源单元100。另外，安装构件101通过固定件400安装于支柱300。安装构件101例如由钢板等金属板形成。
在照明器具200中，当安装构件101通过固定件400安装于支柱300时，光源单元100相对于上述地面倾斜规定的角度(例如60度)。
外壳102收纳光源单元100。外壳102具备主体103和盖104。
在主体103上安装有安装构件101。主体103构成为一面开口的箱状(例如矩形箱状)。主体103例如由合成树脂形成。
在主体103上形成有使一对电源线25A、25B穿过的孔(第一孔)。一对电源线25A、25B与光源单元100电连接。另外，一对电源线25A、25B与外部电源40(参照图1)电连接。外部电源40例如是输出正弦波状的交流电压的交流电源(例如商用电源)。
在主体103上形成有使安装构件101的一部分穿过的孔(第二孔)。
盖104安装于主体103。另外，盖104覆盖光源单元100。盖104由具有透光性的材料形成。
如图1所示，光源单元100具备三个光源组11～13、全波整流电路2以及三个恒流电路21～23。另外，光源单元100具备连接器4、熔断器(fuse)5、可变电阻(varistor)6以及基板7(参照图2)。连接器4电连接一对电源线25A、25B。连接器4具备一对端子4A、4B。
光源组11例如具备多个(在图2中为9个)固体发光元件8。多个固体发光元件8各自例如是LED。多个固体发光元件8的电连接关系例如是串联连接。
多个固体发光元件8的电连接关系并不限于串联连接。多个固体发光元件8的电连接关系例如也可以是并联连接。另外，多个固体发光元件8的电连接关系例如还可以是将串联连接与并联连接组合的连接。另外，多个固体发光元件8各自并不限于LED。多个固体发光元件8各自例如也可以是有机电致发光元件、半导体激光元件等。
如图1所示，2个光源组12、13各自除了固体发光元件8的个数不同这一点以外，结构与光源组11相同。因此，省略与2个光源组12、13中的每个光源组有关的详细的说明。
全波整流电路2构成为对交流电压进行全波整流。全波整流电路2例如是二极管电桥。
全波整流电路2的一对输入端之间电连接有可变电阻6。全波整流电路2的一对输入端中的高电位侧的输入端经由熔断器5与连接器4的端子4A电连接。全波整流电路2的一对输入端中的低电位侧的输入端与连接器4的端子4B电连接。
光源组(第一光源组)11与恒流电路(第一恒流电路)21的串联电路电连接在全波整流电路2的一对输出端之间。
恒流电路21构成为使在光源组11中流动的电流固定。恒流电路21例如具备2个开关元件Q1、Q2和3个电阻R1～R3。
开关元件Q1具备第一端子、第二端子以及控制端子。开关元件Q1例如是增强(enhancement)型的n沟道MOSFET(n channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)。在该情况下，在开关元件Q1中，第一端子是漏极端子，第二端子是源极端子，控制端子是栅极端子。
开关元件Q2具备第一端子、第二端子以及控制端子。开关元件Q2例如是npn型的双极性晶体管。在该情况下，在开关元件Q2中，第一端子是集电极端子，第二端子是发射极端子，控制端子是基极端子。
电阻R1的第一端与光源组11的负极侧的端子电连接。电阻R1的第二端与开关元件Q1的栅极端子电连接。另外，电阻R1的第二端与开关元件Q2的集电极端子电连接。并且，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端电连接。
开关元件Q1的漏极端子与电阻R1的第一端电连接。开关元件Q1的源极端子与电阻R2的第二端电连接。电阻R2的第二端与开关元件Q2的基极端子电连接。开关元件Q2的基极端子经由电阻R3与开关元件Q2的发射极端子电连接。
开关元件Q1并不限于增强型的n沟道MOSFET。开关元件Q1例如也可以是npn型的双极性晶体管等。另外，开关元件Q2并不限于npn型的双极性晶体管。
光源组(第二光源组)12与恒流电路(第二恒流电路)22的串联电路电连接于恒流电路21。
如图1所示，恒流电路22除了附图标记与恒流电路21不同这一点以外，结构与恒流电路21相同。因此，省略与恒流电路22有关的详细的说明。
光源组(第三光源组)13与恒流电路(第三恒流电路)23的串联电路电连接于恒流电路22。
如图1所示，恒流电路23除了附图标记与恒流电路21不同这一点以外，结构与恒流电路21相同。因此，省略与恒流电路23有关的详细的说明。
基板7例如配置有三个光源组11～13、全波整流电路2、三个恒流电路21～23、连接器4、熔断器5以及可变电阻6。
基板7例如由热阻比金属的热阻大的树脂(例如酚醛纸(paper phenol)树脂、玻璃环氧(glass epoxy)树脂以及玻璃复合(glass composite)树脂等)形成。
基板7的一面(在图2中为上表面)设置有多个(在图2中为16个)连接部P0～P15。16个连接部P0～P15各自例如由铜箔形成。16个连接部P0～P15各自的表面积是相同大小。16个连接部P0～P15各自的表面积虽然是相同的大小，但也可以是不同的大小。
另外，基板7的上述一面配置有多个(在图2中为15个)固体发光元件8、全波整流电路2、3个开关元件Q1、Q3、Q5、连接器4、熔断器5以及可变电阻6等。
连接部P0将全波整流电路2的一对输出端中的高电位侧的输出端与光源组11的9个固体发光元件8中的一个固体发光元件8(以下也称为“第一固体发光元件A1”)的正极电连接。
连接部P1将第一固体发光元件A1的负极与配置于第一固体发光元件A1的旁边的固体发光元件8(以下也称为“第二固体发光元件A2”)的正极电连接。
13个连接部P2～P14各自除了附图标记与连接部P1不同这一点以外，结构与连接部P1相同。因此，省略与13个连接部P2～P14中的每个连接部有关的详细的说明。
连接部P15将第15固体发光元件A15的负极与恒流电路23的输入端(开关元件Q5的漏极端子与电阻R7的第一端的连接点X1)电连接。
16个连接部P0～P15各自的表面积优选比较大。由此，关于光源单元100，例如在将光源单元100安装于安装构件101时，能够将由多个固体发光元件8产生的热向安装构件101高效地传导。由此，在光源单元100的情况下，与16个连接部P0～P15各自的表面积比较小的情况相比，能够提高光源单元100的散热性。
另外，关于光源单元100，在将16个连接部P0～P15各自的表面积设为比较大的情况下将光源单元100安装于安装构件101时，16个连接部P0～P15与安装构件101之间的浮游电容(floating capacity)变得比较大。
本申请的发明人认为，在该光源单元100中，例如当安装构件101的接地(ground)与外部电源40之间被施加浪涌电压时，过电流有可能在15个固体发光元件8中流动(详细地说是浪涌电流(surge current))。
在光源单元100中，14个连接部P1～P14各自具备不具有导电性的非导电部9(参照图3)。非导电部9例如由具有电绝缘性的绝缘材料形成。另外，在光源单元100中，14个连接部P1～P14各自具备多个非导电部9。由此，在光源单元100的情况下，与14个连接部P1～P14各自不具备非导电部9的情况相比，能够减少14个连接部P1～P14与安装构件101之间的浮游电容。由此，关于光源单元100，例如当安装构件101的接地与外部电源40之间被施加浪涌电压时，能够抑制过电流在15个固体发光元件8中流动。其结果是，在光源单元100的情况下例如能够抑制15个固体发光元件8发生绝缘损坏(浪涌损坏)。即，在光源单元100的情况下能够抑制由浪涌电压导致的故障。非导电部9例如也可以由空间(间隙)形成。
在光源单元100中，14个连接部P1～P14各自除了具备多个非导电部9以外，还具备具有导电性的导电部10。导电部10例如由铜箔形成。另外，导电部10包围多个非导电部9。如果具体地进行说明，则导电部10包围多个非导电部9中的每个非导电部。由此，在光源单元100的情况下，与14个连接部P1～P14各自具备一个非导电部9的情况相比，能够提高光源单元100的散热性。
导电部10例如优选构成为网格状(参照图3、图4A、图4B)。在光源单元100中，构成为网格状的导电部10的开口部(网眼)相当于非导电部9。由此，在光源单元100的情况下，能够抑制光源单元100的散热性降低且能够抑制15个固体发光元件8发生绝缘损坏(浪涌损坏)。
导电部10并不限于网格状。导电部10例如也可以构成为与多个非导电部9一起形成方格图案(checked pattern)(参照图4C、图4D)。在该情况下，在光源单元100的情况下，与将导电部10构成为网格状的情况相比，能够使导电部10的热阻减小。其结果是，在光源单元100的情况下，与将导电部10构成为网格状的情况相比，能够提高散热性。
导电部10包围多个非导电部9，但是并不限于此。导电部10例如也可以与多个非导电部9邻接。如果具体地进行说明，则导电部10例如也可以构成为直线状(参照图4E)。在该情况下，导电部10可以是一个，也可以是多个。由此，在光源单元100的情况下，与导电部10包围多个非导电部9的情况同样地，与14个连接部P1～P14各自具备一个非导电部9的情况相比，能够提高光源单元100的散热性。另外，在光源单元100中，例如与将导电部10构成为网格状的情况相比易于形成导电部10。导电部10并不限于直线状，例如还可以构成为波状(参照图4F)。在该情况下，在光源单元100的情况下，与将导电部10构成为直线状的情况相比，易于在导电部10中产生寄生电容(parasitic capacity)，例如能够抑制由浪涌电压导致的电流尖峰(current spike)。
光源单元100构成为利用由全波整流电路2进行全波整流后的电压(脉动电压)来使3个光源组11～13点亮。另外，光源单元100构成为基于由全波整流电路2进行全波整流后的电压的瞬时值使3个开关元件Q1、Q3、Q5依次从断开状态变为接通状态。例如光源单元100在将开关元件Q1变为接通状态时将剩余的2个开关元件Q3、Q5维持断开状态。另外，光源单元100在将开关元件Q3变为接通状态时将开关元件Q1变为断开状态且维持开关元件Q5的断开状态。并且，光源单元100在将开关元件Q5变为接通状态时将开关元件Q3变为断开状态且维持开关元件Q1的断开状态。由此，在光源单元100中，能够使3个光源组11～13分阶段地点亮。使3个光源组11～13分阶段地点亮是指：在使光源组11点亮之后，一边维持光源组11的点亮状态一边使光源组12点亮，最后一边维持2个光源组11、12的点亮状态一边使光源组13点亮。
另外，光源单元100构成为基于由全波整流电路2进行全波整流后的电压的瞬时值来使3个开关元件Q1、Q3、Q5依次从接通状态变为断开状态。例如光源单元100在将开关元件Q5从接通状态变为断开状态时将开关元件Q3变为接通状态且维持开关元件Q1的断开状态。另外，光源单元100在将开关元件Q3从接通状态变为断开状态时维持开关元件Q5的断开状态且将开关元件Q1变为接通状态。并且，光源单元100在将开关元件Q1从接通状态变为断开状态时，将剩余的2个开关元件Q3、Q5维持断开状态。由此，在光源单元100中，能够使3个光源组11～13分阶段地熄灭。使3个光源组11～13分阶段地熄灭是指：在使点亮状态的3个光源组11～13中的光源组13熄灭之后，使光源组12熄灭，最后使光源组11熄灭。
光源单元100具备3个光源组11～13，但是并不限于此。光源单元100例如也可以如图6所示那样具备4个光源组11～14。在该情况下，光源单元100具备4个恒流电路21～24。另外，光源单元100例如还可以具备5个以上的光源组。在该情况下，光源单元100具备5个以上的恒流电路。即，光源单元100具备至少3个光源组11～13、全波整流电路2、至少3个恒流电路21～23以及基板7即可。
另外，在光源单元100中，14个连接部P1～P14各自具备多个非导电部9和导电部10，但是并不限于此。14个连接部P1～P14各自也可以只具备一个非导电部9。
由上述实施方式可知，本发明所涉及的第一方式的光源单元100具备：至少三个光源组11～13、全波整流电路2、至少三个恒流电路21～23以及基板7。全波整流电路2构成为对交流电压进行全波整流。基板7配置有至少三个光源组11～13、全波整流电路2以及至少三个恒流电路21～23。至少三个光源组11～13各自具备多个固体发光元件8。至少三个光源组11～13串联地电连接。至少三个恒流电路21～23构成为使在至少三个光源组11～13中的各自对应的光源组中流动的电流固定。第一光源组与第一恒流电路的串联电路电连接在全波整流电路2的一对输出端之间。第一光源组是至少三个光源组11～13中的一个光源组11。第一恒流电路是至少三个恒流电路21～23中的一个恒流电路21。第二光源组与第二恒流电路的串联电路电连接于第一恒流电路。第二光源组是至少三个光源组11～13中的与第一光源组不同的一个光源组12。第二恒流电路是至少三个恒流电路21～23中的与第一恒流电路不同的一个恒流电路22。第三光源组与第三恒流电路的串联电路电连接于第二恒流电路。第三光源组是至少三个光源组11～13中的与第一光源组和第二光源组不同的一个光源组13。第三恒流电路是至少三个恒流电路21～23中的与第一恒流电路和第二恒流电路不同的一个恒流电路23。基板7设置有多个连接部P1～P14，该多个连接部P1～P14将至少三个光源组11～13各自的多个固体发光元件8彼此电连接。多个连接部P1～P14各自具备不具有导电性的一个或多个非导电部9。
根据第一方式，在光源单元100的情况下，与多个连接部P1～P14各自不具备非导电部9的情况相比，能够减少多个连接部P1～P14与安装构件101之间的浮游电容。由此，在光源单元100的情况下，例如当安装构件101的接地与外部电源40之间被施加浪涌电压时，能够抑制过电流在多个固体发光元件8中流动。其结果是，在光源单元100的情况下，例如能够抑制多个固体发光元件8发生绝缘损坏(浪涌损坏)。即，在光源单元100的情况下能够抑制由浪涌电压导致的故障。
关于本发明所涉及的第二方式的光源单元100，在第一方式中，多个连接部P1～P14各自优选具备多个非导电部9和具有导电性的导电部10。导电部10优选包围多个非导电部9或者与多个非导电部9邻接。
根据第二方式，在光源单元100的情况下，与多个连接部P1～P14具备一个非导电部9的情况相比，能够提高光源单元100的散热性。
关于本发明所涉及的第三方式的光源单元100，在第二方式中，导电部10优选构成为网格状。
根据第三方式，在光源单元100的情况下，能够抑制光源单元100的散热性降低且能够抑制15个固体发光元件8发生绝缘损坏(浪涌损坏)。
关于本发明所涉及的第四方式的光源单元100，在第二方式中，导电部10优选构成为直线状。
根据第四方式，在光源单元100的情况下，例如与导电部10构成为网格状的情况相比，易于形成导电部10。
关于本发明所涉及的第五方式的光源单元100，在第一方式至第四方式中的任一方式中，多个连接部P1～P14各自优选将至少三个光源组11～13各自的多个固体发光元件8中的彼此邻接的固体发光元件8电连接。
根据第五方式，在光源单元100的情况下，能够高效地散发由多个固体发光元件8产生的热。
本发明所涉及的第六方式的照明器具200具备第一方式至第五方式中的任一个方式的光源单元100和用于安装光源单元100的安装构件101。
根据第六方式，在照明器具200的情况下，能够提供一种具备能够抑制由浪涌电压导致的故障的光源单元100的照明器具。

Claims (6)

1.一种光源单元，其特征在于，具备：
至少三个光源组；
全波整流电路，其对交流电压进行全波整流；
至少三个恒流电路；以及
基板，其用于配置所述至少三个光源组、所述全波整流电路以及所述至少三个恒流电路，
其中，所述至少三个光源组各自具备多个固体发光元件，
所述至少三个光源组串联地电连接，
所述至少三个恒流电路构成为使所述至少三个光源组中的各自对应的光源组中流动的电流固定，
第一光源组与第一恒流电路的串联电路电连接在所述全波整流电路的一对输出端之间，其中，该第一光源组是所述至少三个光源组中的一个光源组，该第一恒流电路是所述至少三个恒流电路中的一个恒流电路，
第二光源组与第二恒流电路的串联电路电连接于所述第一恒流电路，其中，该第二光源组是所述至少三个光源组中的与所述第一光源组不同的一个光源组，该第二恒流电路是所述至少三个恒流电路中的与所述第一恒流电路不同的一个恒流电路，
第三光源组与第三恒流电路的串联电路电连接于所述第二恒流电路，其中，该第三光源组是所述至少三个光源组中的与所述第一光源组和所述第二光源组不同的一个光源组，该第三恒流电路是所述至少三个恒流电路中的与所述第一恒流电路和所述第二恒流电路不同的一个恒流电路，
所述基板设置有多个连接部，该多个连接部将所述至少三个光源组各自的所述多个固体发光元件彼此电连接，
所述多个连接部各自具备不具有导电性的一个或多个非导电部。
2.根据权利要求1所述的光源单元，其特征在于，
所述多个连接部各自具备所述多个非导电部和具有导电性的导电部，
所述导电部包围所述多个非导电部或者与所述多个非导电部邻接。
3.根据权利要求2所述的光源单元，其特征在于，
所述导电部构成为网格状。
4.根据权利要求2所述的光源单元，其特征在于，
所述导电部构成为直线状。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光源单元，其特征在于，
所述多个连接部各自将所述至少三个光源组各自的所述多个固体发光元件中的彼此邻接的固体发光元件电连接。
6.一种照明器具，其特征在于，具备：
根据权利要求1至5中的任一项所述的光源单元；以及
安装构件，其用于安装所述光源单元。
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