JP2005047349A

JP2005047349A - 電子連動対応のｌｅｄ表示灯

Info

Publication number: JP2005047349A
Application number: JP2003280758A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Wakabayashi; 勝司若林; Tsuguaki Otomo; 傳亮大友
Original assignee: TRANSP SYSTEMS ELECTRIC CORP; TRANSPORTATION SYSTEMS ELECTRIC CORP
Current assignee: TRANSP SYSTEMS ELECTRIC CORP; TRANSPORTATION SYSTEMS ELECTRIC CORP
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】規定電流以下（例えば１００ｍＡ以下）の誘導電流では確実に擬似点灯しない、効率の良い電子連動対応のＬＥＤ表示灯を提供する。
【解決手段】電源トランス１０の１次側端子にＬＥＤ駆動電流が入力し、該電源トランスの２次側端子に整流回路１１が接続され、整流回路１１の出力側にＬＥＤ発光部５が接続されている。また、ＬＥＤ発光部５のカソード側に負荷抵抗１３が接続され、ＬＥＤ発光部５と並列に定電圧回路１２が接続され、該出力はダイオードＤ₂ を介して負荷抵抗１３に接続されている。電源トランスの１次側で許容する誘導電流値に対応する電流を前記負荷抵抗に流し、所定値以上の１次側電流値でＬＥＤ発光部を発光させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子連動対応の列車出発反応標識として用いられるＬＥＤ表示灯において、駅構内等での長距離にわたる敷線のために受ける誘導電流によりＬＥＤ標識の誤点灯または擬似点灯を防止する点灯回路に関する。

列車の安全な運行にとって信号機や転てつ機は誤って点灯してはならない重要な設備である。
これらは取り扱い上の誤りを防止して進路の安全を確保し、列車の運行や駅構内作業の効率を高める連動装置により点灯制御される。この連動装置は従来、機械式であったものが、コンピュータにより制御を行う電子式に変わっている。
これら信号機および入換標識の点灯のため敷線は駅構内にわたって敷設されることがおおい。この場合、同じ経路に沿って敷設される電源線・信号線や周辺の強い電波等の誘導により擬似点灯する可能性がある。

これを回避するために従来の電球利用の標識では、入力端で１００ｍＡまでは電球に電流が供給されないように漏洩トランスを介在させていたが、これは効率を犠牲にするものである。
近年、ＬＥＤを利用した標識が導入されつつあり、簡単に回路を構成でき、長寿命化を図れ定期交換等の保守作業がなくなり、ランニングコストを逓減化できるという特徴を有するものの、ＬＥＤの場合は従来の電球フィラメント以上に僅かな電流でも発光し誘導電流の影響を受け易いという問題があった。

鉄道用信号灯に多数のＬＥＤよりなる灯器を用いるものとして特許文献１が提案されている。この例は、ＬＥＤ電球を点灯させるために整流回路，平滑回路，駆動回路、定電流制御回路によって多数のＬＥＤを点灯させるものであり、ＬＥＤの光度の安定化を図りつつ、トランス２次側の断線故障の問題などに対処したものである。
しかしながら、上記回路は、誘導電流などが発生し誤動作する可能性について、それを防止する回路の対策については言及していない。
特開２００２−１７３０２８号公報

本発明の目的は、規定電流以下（例えば１００ｍＡ以下）の誘導電流では確実に擬似点灯しない、効率の良い電子連動対応のＬＥＤ表示灯を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明によるＬＥＤ表示灯は、電子連動対応のＬＥＤ表示灯の点灯回路において、１次側にＬＥＤ駆動電流が入力する電源トランスと、前記電源トランスの２次側に接続された整流回路と、ｍ個直列のＬＥＤ群をｎ個並列接続してなり、前記整流回路の出力側に接続されたＬＥＤ発光部と、前記ＬＥＤ発光部のカソード側に接続された負荷抵抗と、入力端が前記整流回路の出力側に接続され、出力端が前記負荷抵抗に接続された定電圧回路とを含み、前記電源トランスの１次側で許容する誘導電流値に対応する電流を前記負荷抵抗に流し所定値以上の１次側電流値で前記ＬＥＤ発光部を発光するように構成したこと特徴とする。
また、本発明は上記構成において前記定電圧回路の出力端に逆流防止ダイオードを接続して前記負荷抵抗に接続し、前記電源トランスの１次側へ入力する定格入力電圧付近でＬＥＤ点灯では利用されない前記定電圧回路の出力電流を略ゼロにすることを特徴とする。

本発明によるＬＥＤ表示灯は、駅構内の長い距離敷線に所定値以下の誘導電流が発生しても擬似点灯することはない。また、定格入力電圧でＬＥＤを点灯するとき、点灯回路に流れる電流はそのほとんどがＬＥＤ駆動に用いられ効率的な点灯を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明によるＬＥＤ表示灯の実施の形態を示す出発反応標識の外観図で、（ａ）は灯器の正面図，（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。
出発反応標識の灯器１は灯器筐体６にｍ×ｎ（ｍ，ｎは自然数）個のＬＥＤ３を配置したＬＥＤ発光部５を持ち、内部に図２に示す点灯回路が収容されている。灯器筐体６は支持部４で支持され、ＬＥＤ発光部５を風雨より保護し、外部光を遮り見やすくするためのカバー２が付設されている。ＬＥＤ発光部５はレンズ内にｍ×ｎ個のＬＥＤ３が電流調節用の抵抗１４，１５，１６（図２参照）を介して基板上に配置されることにより構成される。ＬＥＤの発光色は使用目的に応じて任意に決めることができる。

図２は、図１の出発反応標識の点灯回路の実施の形態を示すブロック図である。
電源トランス（Ｔ₁ ）１０の１次側端子１０ａにはＬＥＤ点灯のための信号電流が入力される。電源トランス１０の２次側端子１０ｂには全波整流回路１１が接続され、全波整流回路１１の出力にそれぞれ抵抗１４，１５，１６・・・を介してｍ個直列のＬＥＤ３の回路がｎ個並列に接続されている。これらｍ×ｎ個よりなるＬＥＤ発光部５のカソード側は負荷抵抗１３（Ｒ₃ ）を介して全波整流回路１１の接地側に接続されている。
全波整流回路１１の出力にはさらに抵抗Ｒ₂ を介して定電圧回路１２が接続され、定電圧回路１２の出力は逆流防止ダイオードＤ₂ を介してＬＥＤ発光部５のカソード側と負荷抵抗１３の接続点に接続されている。全波整流回路１１の出力と接地側の間にはコンデンサＣが挿入されている。

つぎに図３の代表的な特性例を参照しながら図２の点灯回路の動作原理を説明する。
電源トランス１０の１次側端子１０ａの入力電圧が上昇すると、図３に示すように２次側端子１０ｂの電圧が上昇する。２次側端子１０ｂに接続された定電圧回路１２の出力電圧は、規定の定電圧Ｖ_AVR に達するまで１次側端子１０ａの入力電圧上昇にしたがって上昇する。定電圧回路１２の出力から逆流防止ダイオードＤ₂ 経由で負荷抵抗１３に流れる電流Ｉ_D2も同様に１次電圧上昇に伴って増加する。定電圧Ｖ_AVR に達したときに逆流防止ダイオードＤ₂ を通して負荷抵抗１３に流れる電流は最大値となり、そのときの電流値は略、
Ｉ_D2max ＝（Ｖ_AVR −Ｖ_D2）／Ｒ₃
で表される。
ただしＶ_D2：逆流防止ダイオードＤ₂ の順方向電圧降下値

入力電圧をさらに上昇させても定電圧回路１２の出力は規定の定電圧Ｖ_AVR に保持される。すなわち、電流もＩ_D2max に抑制される。
さらに１次側端子１０ａの入力電圧を上昇させ、２次側端子１０ｂの電圧がＬＥＤ灯器の直列接続ｍ個のＬＥＤ順方向立ち上がり電圧以上に上昇すると、ＬＥＤに電流Ｉ_LED が流れ出しＬＥＤが発光する。ここで定電圧回路１２の出力電圧は規定の定電圧Ｖ_AVR に保持されるので、すなわち負荷抵抗１３に流れる電流が一定のため、ＬＥＤに電流Ｉ_LED が流れ出すと逆流防止ダイオードＤ₂ を経由して負荷抵抗１３に流れる定電圧回路１２の出力電流Ｉ_D2は、差動的に減少する。

さらに入力電圧を上昇させると、Ｉ_LED がＩ_D2max に達した点で定電圧回路の出力電流、すなわち逆流防止ダイオードＤ₂ を流れる電流Ｉ_D2はゼロになる。定格入力電圧をその領域に設定することにより、すなわちＩ_LED をＩ_D2max より大きくなるように設定することにより、通常の動作状態ではＩ_D2はゼロとなり、定電圧回路１２を通して負荷抵抗１３に供給され損失となる電力を略ゼロの状態にできる。
ここでトランスの変換効率等を考慮に入れたＩ_D2max の１次側換算値を、誘導による擬似点灯をしない規定の電流値以上に設定しておく。
なお、整流回路１１と定電圧回路１２の入力間の抵抗Ｒ₂ は、中間入力電圧領域での定電圧回路１２の消費電力軽減のためのものであり、電流Ｉ_D2の立ち上がり特性を考慮して適切に設定する。

以上の実施の形態において、回路部品はＬＥＤ発光灯器筐体の内部に収容する例について説明したが、外部に設置しても良い。また、電子連動対応のＬＥＤ表示灯として出発反応標識の例について説明したが、駅構内などに設置される信号機やその他の灯器に適用できることは勿論である。

電子連動対応の出発反応標識だけでなく、進路表示機等各種のＬＥＤ灯器において入力電源敷線での誘導電流による誤点灯を回避するために利用することができる。

本発明によるＬＥＤ表示灯の実施の形態を示す出発反応標識の外観図である。図１の出発反応標識の点灯回路の実施の形態を示すブロック図である。図２の点灯回路に流れる各電流を比較するためのグラフである。

符号の説明

１出発反応標識の灯器
２カバー
３ＬＥＤ
４支持部
５ＬＥＤ発光部
６灯器筐体
１０電源トランス
１１全波整流回路
１２定電圧回路
１３負荷抵抗
１４，１５，１６抵抗

Claims

電子連動対応のＬＥＤ表示灯の点灯回路において、
１次側にＬＥＤ駆動電流が入力する電源トランスと、
前記電源トランスの２次側に接続された整流回路と、
ｍ個直列のＬＥＤ群をｎ個並列接続してなり、前記整流回路の出力側に接続されたＬＥＤ発光部と、
前記ＬＥＤ発光部のカソード側に接続された負荷抵抗と、
入力端が前記整流回路の出力側に接続され、出力端が前記負荷抵抗に接続された定電圧回路とを含み、
前記電源トランスの１次側で許容する誘導電流値に対応する電流を前記負荷抵抗に流し所定値以上の１次側電流値で前記ＬＥＤ発光部を発光するように構成したこと特徴とする電子連動対応のＬＥＤ表示灯。
前記定電圧回路の出力端に逆流防止ダイオードを接続して前記負荷抵抗に接続し、前記電源トランスの１次側へ入力する定格入力電圧付近でＬＥＤ点灯では利用されない前記定電圧回路の出力電流を略ゼロにすることを特徴とする請求項１記載の電子連動対応のＬＥＤ表示灯。