JP2001501360A - 回路装置及びこの回路装置を具備する信号灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、半導体光源を動作するのに適した回路装置に関するものであり、この回路装置は、電源電圧に接続するための入力端子と、入力フィルタ手段と、制御回路を有する変換器と、当該半導体光源に接続するための出力端子とを具備する。本発明によれば、この回路装置に、その出力端子における電圧を検出する電圧検出手段が設けられる。本発明はまた、このような回路装置が設けられる信号灯に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 回路装置及びこの回路装置を具備する信号灯 技術分野 この発明は、半導体光源を動作するのに適し、供給電圧に接続するための入力 端子と、入力フィルタ手段と、制御回路を有する変換器と、当該半導体光源に接 続するための出力端子とが設けられた回路装置に関する。 本発明はまた、かかる回路装置が設けられる信号灯に関する。 背景技術 半導体光源が信号灯に用いられることが益々多くなってきている。半導体光源 は、このような応用技術において、普通の白熱灯に対し白熱灯よりも著しく長い 寿命と著しく低い消費電力を持つという効果を有している。しばしば信号灯は、 例えば交通信号灯を備える交通制御システムの如き複雑な信号システムの一部を 形成するものである。半導体光源は、一般に、光源としてのその動作が当該半導 体へ供給される電流の値によって決定されるという特性を持っている。それ故に 上記変換器は、電流発生器として動作するのが良い。これの不利な点は、欠陥の ある半導体光源の場合、上記出力端子に極めて高い電圧が生じうることである。 このような状況で長時間動作が継続すれば、この回路装置には故障のリスクがあ るので、欠陥してしまうことになる。これに伴う全てのリスクにつき、無視する ことのできるものを生じるショートの見込みもない。 発明の開示 本発明の目的は、冒頭の段落において記述した種類の回路装置において上述し た不具合を防止することにある。 この目的を達成するために、本発明によれば、冒頭の段落で述べた種類の回路 装置に対し、当該出力端子における電圧検出をなす電圧検出手段を設けることを 特徴づけている。本発明によるこの対策の利点は、当該変換器の出力端子に発生 する電圧レベルを直ぐにチェックできることである。これにより、欠陥のある半 導体光源の検出だけでなく、当該変換器の安全な動作の乱れをも検出が可能とな る。 好ましくは、しきい値電圧Ｖｕｄよりも高い電圧Ｖｕを出力端子に呈した場合 、かかる電圧検出手段が信号Ｓを発生させるのが良い。これにより、接続された 半導体光源のインピーダンスが上昇したかどうかを検出することができる、とい う効果を奏する。半導体光源とは、例えば、電気的に相互接続されたＬＥＤの形 態を採る半導休マトリクスを有するのが一般的である。半導体のうちの１つ又は 幾つかにおける欠陥が生じていると、当該光源のインピーダンス上昇が引き起こ される。出力端子における電圧の上昇自体は当該変換器の動作に支障を来すまで には至らないが、光源のルーメン出力は、この結果として、それがもはや信頼性 のある信号灯を呈しなくなるほどに落ち込んでしまうかもしれない。しきい電圧 レベルＶｕｄが適切に選定された場合、当該半導体光源が全体的又は部分的に欠 陥しているかどうかの検出に適正となるという効果を奏する。 本発明による回路装置の効果的実施例においては、前記入力フィルタ手段に、 Ｖｕ＜Ｖｕｄが確実となる動作状態に前記変換器を切り換えるスイッチング手段 が設けられる。これにより、簡単かつ信頼性のある形態で前記変換器に対する過 負荷を防止することが可能となる。かかる信頼性は、特に、当該変換器とは独立 しているスイッチング手段を使用することにより守られる。また、この信頼性は 、前記スイッチング手段は、断路手段を有し、前記信号Ｓは、前記断路手段を活 性化するための動作状態に前記変換器を動作させる機能を担うようにした好適実 施例によって、さらに補強される。この態様の利点は、当該制御回路が比較的簡 単となるとともに、一方を占める当該変換器の制御回路と他方を占める当該入力 フィルタ手段のスイッチング手段との間における完全な分離が実現され、もって その変換器の確実かつ被制御の断路を保護することができる、という点である。 この変換器の断路に係る信頼性のさらなる改善は、前記スイッチング手段を、ヒ ューズとして構成することにより達成される。かかる回路装置にとって必要なの は、半導体光源の上記効果を大規模に実現するために現存の信号システムに関し て改良の可能性を持つことである。ヒューズを用いることによって、変換器がそ の断 路手段により切り離されたときに欠陥のある白熱灯に相当する接続端子の状態が 実現される。これにより、白熱灯の代わりとして半導体光源を使用することが一 層促進される。 好適実施例において、本発明による回路装置は、個体リレーと接続するのに適 したものとされ、自己調整電流制限ネットワーク（回路）が、前記入力フィルタ 手段と前記変換器との間に接続される。この自己調整電流制限ネットワークはま た、前記変換器が前記断路手段により接続断とされるときに接続が解除されるよ うになる。この態様は、欠陥のある白熱灯に相当するこれらの環境の下の状況が 再び起こるという利点がある。これは次のように説明することができる。交通信 号灯を具備する交通制御システムは、多くの場合、いわゆるコンフリクト（矛盾 ）モニタが取り付けられるが、このモニタは、該当の交通信号灯の接続端子間の 電圧を定期的に測定するものである。かかる交通信号灯の制御は、通常、個体リ レーにより行われる。かかる個体リレーが非導通状態のとき、漏れ電流は僅かで あるが流れることになる。この交通信号灯が白熱灯である場合、この灯は低イン ピーダンスを持ち、これに伴いその白熱灯に流れる漏れ電流は、その接続端子間 の電圧に著しい上昇をもたらすことはない。他方、この白熱灯が欠陥した場合、 そのインピーダンスは非常に高くなり、漏れ電流の発生が当該接続端子間の電圧 を著しく上昇させることになる。故に、この接続端子間の電圧は、接続されてい るランプが欠陥しているか否かについてのコンフリクトモニタを示すものである 。 本明細書における詳細な説明及び請求項において、用語「変換器」は、供給源 （電源）により供給された電力が、半導体光源を動作させるのに必要な電流／電 圧の組み合わせに変換されるようになす電気回路を意味するものとして理解され る。好ましくは、１つ又は複数の半導体スイッチを具備するスイッチモード電源 は、そのように用いられる。現代のスイッチモード電源は大抵はＤＣ−ＤＣ変換 器であるので、当該入力フィルタ手段に、それ自体は公知の整流手段も設けるよ うにするのが好ましい。 本発明による半導体光源を収納するハウジングを備える信号灯にも、本発明に よる回路装置が設けられる。現存の信号灯に改良ユニットとしてこの信号灯を用 いることの可能性は、こうした形態において大いに強調される。当該信号灯のハ ウジングと一体的に設けられているハウジングがその回路装置に設けられる場合 、改良の信号灯としての応用の可能性は、最適なものである。 図面の簡単な説明 以下、本発明の上記態様及びその他の態様を、本発明による回路装置の実施例 の図面を参照して詳細に説明する。 第１図は、その回路装置の図であり、 第２図は、電圧の検出のための電圧検出手段のより詳細な図であり、 第３図は、詳細に入力フィルタ手段を示している。 発明を実施するための最良の形態 第１図において、Ａ及びＢは、例えば固体（或いは半導体）リレーが設けられ た供給源ＶＢに接続する接続端子である。参照符号Ｉは入力フィルタ手段を示し 、IIIは制御回路を備えた変換器を示している。Ｃ及びＤは、半導体光源ＬＢに 接続するための出力端子を形成する。IIは、それら出力端子の電圧の検出をなす 電圧検出手段を示している。自己調整電流制限ネットワークIVは、入力フィルタ Ｉと変換器IIIとの間に接続される。変化器IIIは、１つ又は複数個の半導体スイ ッチを備えるスイッチモード電源であるのが好ましい。 第２図は、電圧検出手段のより詳細な図を示しており、かかる手段は、抵抗器 Ｒ１と、ツェナーダイオードＺ１と、ＲＣネットワーク（回路網）ＲＣとにより 構成される分圧器分岐路を有する。ツェナーダイオードＺ１とＲＣネットワーク ＲＣとの間には、上記出力端子にしきい値電圧Ｖｕｄよりも高い電圧Ｖｕが得ら れる場合に信号Ｓを発生するためにトランジスタＴ１のベースｂと接続される結 合点１がある。このしきい値電圧は、ここではツェナーダイオードＺ１のツェナ ー電圧により規定される。かかる出力電圧Ｖｕがしきい値電圧Ｖｕｄよりも高く なるとき、信号Ｓは、トランジスタＴ１のコレクタｃに現れることになる。この 信号Ｓは、上記変換器IIIの制御回路に導かれる。 入力フィルタ手段Ｉの詳細は第３図に示されており、この手段は２つの結合さ れた自己インダクタンスＬを有し、かかるインダクタンスＬは、キャパシタＣ１ ， Ｃ２及び抵抗器Ｒ２，Ｒ３とともに、電磁障害（干渉）を抑制するフィルタを形 成する。ヒューズＦはまた、この入力フィルタ手段の一部を形成し、そこで断路 手段としての機能を担う。故に、この断路手段は、上記変換器をＶｕ＜Ｖｕｄが 確実となる動作状態に切り換えるスイッチング手段を形成している。変換器III の制御回路に導かれる信号Ｓは、かかる断路手段の活性化を導く動作状態におい て当該変換器を動作させるのに機能する。 上述したような本発明による回路装置の実施例の実際の実現において、この回 路装置は、最小８０Ｖ，６０Ｈｚ、最大１３５Ｖ，６０Ｈｚの電圧を持つ電源に 接続するのに適しており、また、２５０ｍＡ及び周囲温度２５℃で決まる２Ｖな いし３Ｖの順方向電圧Ｖ_Fを伴うヒューレットパッカード社製の３×６個のＬＥ Ｄによるマトリクスを有する半導体光源を動作させるのに適している。説明した 実施例は、交通制御システムにおける交通信号灯として用いるのが極めて好適で ある。上記変換器IIIは、半導体スイッチが設けられたスイッチモード電源によ り形成される。電圧検出手段IIのツェナーダイオードＺ１は、２７Ｖのツェナー 電圧を有する。抵抗器Ｒ１は、１ｋΩの値を有する。トランジスタＴ１は、ＢＣ Ｘ７０型（フィリップス製）のものである。ＲＣネットワークＲＣは、１０ｋΩ の抵抗器及び１０ｎＦのキャパシタの並列構成を有している。このトランジスタ Ｔ１は、出力電圧Ｖｕが２７Ｖでまた２７Ｖよりも高い状態を持続するやいなや 、導通状態になり電流がそのコレクタｃを通じて流れ始めることになる。このコ レクタｃを通じる電流は、信号Ｓを形成する。ここで述べている実施例において 、コレクタｃは、ＴＬＰ５５５タイプ（ＴＩ製）のＩＣのトリガー入力端と接続 され、かかるＩＣは、当該スイッチモード電源の制御回路の一部を形成する。こ れにより、スイッチモード電源の半導体スイッチは、当該スイッチモード電源が 当該供給源から連続的な大電流を引き出すように切り換えられることになる。 入力フィルタ手段Ｉの２つの結合された自己インダクタンスＬは、それぞれ１ ．５μＨの値をそれぞれ有し、キャパシタＣ１及びＣ２は１００ｎＦの値をそれ ぞれ有し、抵抗器Ｒ２及びＲ３は５．６Ωの値をそれぞれ有する。入力フィルタ 手段の一部を形成するヒューズＦは、フィリップス製でＮＦＲ２５Ｈ型の１０Ω のヒューズ素子により形成される。 ハウジング（ケース、収納容器又は外装）を具備する本回路装置は、半導体光 源を内包するハウジング（ケース、収納容器又は外装）を備えた信号灯の一部を 形成する。この回路装置のハウジングは、当該信号灯のハウジングと一体化され る。ここで述べた実施例は、交通制御システムにおける交通信号灯として使用さ れるのに非常に適したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．半導体光源を動作させるのに適した回路装置であって、 供給電圧に接続するための入力端子と、 入力フィルタ手段と、 制御回路を有する変換器と、 前記半導体光源に接続するための出力端子と、 を有する回路装置において、 前記出力端子における電圧の検出をなすための電圧検出手段を備えたことを特 徴とする回路装置。 ２．請求項１に記載の回路装置において、 前記電圧検出手段は、前記出力端子においてしきい値電圧Ｖｕｄよりも高い 電圧Ｖｕが得られる場合に信号Ｓを発生することを特徴とする回路装置。 ３．請求項１又は２に記載の回路装置において、 前記入力フィルタ手段は、Ｖｕ＜Ｖｕｄが確実となる動作状態に前記変換器を 切り換えるスイッチング手段を備えていることを特徴とする回路装置。 ４．請求項３に記載のデータ回路装置において、 前記スイッチング手段は、断路手段を有し、前記信号Ｓは、前記断路手段を活 性化するための動作状態に前記変換器を動作させる機能を担うことを特徴とする 回路装置。 ５．請求項４に記載のデータ回路装置において、 前記スイッチング手段は、ヒューズとして構成されていることを特徴とする回 路装置。 ６．請求項１ないし５のうちいずれか１つに記載の回路装置において、 前記回路装置は、個体リレーの接続に適し、前記入力フィルタ手段と前記変換 器との間には、自己調整電流制限ネットワークが接続されていることを特徴とす る回路装置。 ７．半導体光源を含むハウジングを具備する信号灯において、 前記信号灯は、請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載の回路装置が設け られていることを特徴とする信号灯。 ８．請求項７に記載の信号灯において、前記回路装置は、前記信号灯の前記ハウ ジングと一体的に形成されたハウジングを具備することを特徴とする信号灯。