JP2005190899A - 商用電源用ｌｅｄ電球 - Google Patents

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    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
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    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

【課題】家庭及び一般用光源として、白熱灯より光変換効率が良く、寿命が長く、蛍光灯や現存のLED電球のような高価な周辺回路を排した、サイリスタ調光器の利用を可能にした光源を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を直列に接続する事で耐電圧能力を上げ、電圧変換装置を使用せずに交流商用電源（１００Ｖ〜２４０Ｖ）で使用可能とし、白熱電灯用の調光器具を使用可能する。直列に接続されたLED素子を、全波整流器または逆方向に直列に接続したLEDを並列に接続したものと共にガラス球の白熱灯電球に類似した形式に封入し、Ｅ口金（Ｅ１７、Ｅ２６等）を装備する事で既設の家庭用の調光器具付きの環境でも使用可能とする。構造が簡単で安価な紫外LEDの場合、蛍光管と同様に電球表面のガラス（又は類似のもの)の内面に蛍光体を配備する事で、白色又は任意の色の光を電球全体から一様に発光できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、LEDを使用した一般照明用電球に関するものである。。
従来の光源の場合、白熱電球は商用電源がそのまま使用出来るため安価な照明器具で利用可能でありサイリスタなどを使った調光器具が使えるが光変換効率が極めて悪く消費電力のほとんどが熱となってしまうし寿命が短い、蛍光灯の場合は光変換効率が良く寿命も長いが点灯させる為に周辺に場所とコストのかかる別途回路が必要であり又そのために調光器具が使えない、従来のLED光源の場合はLEDが商用電源電圧に耐えられないためにやはり電圧変換器を備え付けているため高価になり且つ調光器具が使えなくなる。
解決しようとする問題点は、現在市場で供給されている白熱電球の場合、光変換効率が非常に悪く寿命が短い、蛍光灯の原理を使用したＥ口金の光源の場合、白熱灯に比較して光変換効率と寿命を大幅に向上させているが、寿命がＬＥＤに比較して短い事と、白熱灯用に調光器が既に設置工事されている場合は調光器の機能が使えなくなる問題がある。また、光源としてＬＥＤを使っている場合、商用交流電流を電源装置を使って低電圧の直流電流に変換して使うため、既に設置されている調光器が使えないという問題と電源装置にコストがかかるという問題がある。
本発明は、長寿命・高光変換効率を実現するために光源としてLEDを使用し、低コスト・調光器具や調光器付き照明器具がそのまま使えるよう電圧や周波数を変換せず直列にLEDを配することで商用電源電圧で使えるようにしE口金を装備する事を特徴とする。
本発明のLED電球は現有の白熱灯用の照明器具や設備を変更することなく低コスト・長寿命・高光変換効率のLED光源を利用できるという利点がある。
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の基本的な回路を示しており、入力交流電源は１００V〜２４０Vの商用電源を示している。このときに図１のA点とB点間にかかる最大電圧は１００V〜２４０Vとなる。LED素子あたりの耐電圧能力をXボルトとしたときにAB間にかかる最大電圧をXで除算した数を超えるLEDを図１のように直列に配することでLED素子あたりにかかる最大電圧を素子あたりの耐電圧性能以下に抑えることが出来る。これを図２のようにE口金を装備したカラス球状のものに封入する。
上記の場合、電源の電圧波形は図３のようになるがLEDはダイオードであるので、電流波形は図４のようになり、実際の発光が半波分のみになる。そこで、図５及び図６のような回路にすることで商用交流電源の全波でLEDを点灯させる。図５の場合には夫々の系統の直列LEDが半波ごとに発光し結果として全波で発光する。図６の場合には全波整流器で図７のような電圧波形を作ることで電流波形も同様の波形となり、一系統の直列LEDで全波で発光させることが出来る。
図８は構造が簡単な紫外光LEDを使い蛍光体で可視光に変換した場合の図で、このようにした場合コストが低減されるほか電球面の蛍光体が発行するため電球面全体から光を出させることが出来、より自然な光源電球となる。
E口金を装備することで、現存の家庭その他の一般的な照明器具環境で使用でき、価格的にも合理的な範囲で量産が出来る。
本発明の基本的な回路図を示した説明図である。 本発明の実現方法を示した説明図である。 本発明の図1の回路にかかる電圧波形である。 本発明の図1の回路に流れる電流波形である。 本発明の実際の製品化時の回路図を示した説明図である。 本発明の実際の製品化時の回路図を示した説明図である。 本発明の図６の回路にかかる電圧波形である。 本発明の紫外光LEDを使用した場合の実現方法を示した説明図である。

Claims (3)

  1. ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を直列に接続することで耐電圧を上げ、特別な電圧変換装置を使用せずに交流商用電源（１００Ｖ〜２４０Ｖ）で使用可能とし、白熱電灯用の調光器具を使用可能する。
  2. 直列に接続されたLED素子を、全波整流器または逆方向に直列に接続したLEDを並列に接続したものとともにガラス球の白熱灯電球に類似した形式に封入し、Ｅ口金（Ｅ１７、Ｅ２６等）を装備することで既に設置されている家庭用の調光器具付きの環境でも使用可能とする。
  3. 使用するLEDが紫外LEDの場合、蛍光管と同じように電球表面のガラス（もしくは類似のもの)の裏面に蛍光体を配備することで、白色もしくは任意の色の光を発光できる。これにより複雑な構造を持った白色LEDではなく、構造が単純で安価な紫外LEDが使え、かつ電球表面の蛍光体が発光するため電球全体が一様に光る。
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