JP2005285528A - Ｌｅｄ式信号灯器 - Google Patents

Abstract

【課題】最小のブリーダ消費電力でＬＥＤを駆動できるようにしたＬＥＤ式信号灯器を提供する。
【解決手段】商用電源Ｐを整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器１０であって、商用電源Ｐを整流する全波整流部３０と、定電流部４０と、ブリーダ回路部５０とを備え、定電流部４０は、全波整流部３０の出力を受け、ＬＥＤ１２へ電力を供給するものであり、ブリーダ回路部５０は、全波整流部３０の出力端子間に介在するよう構成され、ＬＥＤ１２への入力電圧の位相が小さく、ＬＥＤ１２に電流が流れない時間に全波整流部３０の出力をブリーダ抵抗Ｒに流すようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電源を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器に関する。

従来の技術としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。
すなわち、特許文献１の特開２００１−１４３８７９号公報には、商用電源を整流してから、その電圧をＬＥＤに供給するもので、ＬＥＤには直流ではあるが位相を持って電圧が変動する電流が供給される技術が開示されている。

特開２００１−１４３８７９号公報

ところで、ＬＥＤの性質上、所定の電圧以下では電流が流れないので、電源入力電流は、電圧の低い位相では無電流状態となり、それが繰返される事態が生じ、ＬＥＤ式信号灯器を駆動する半導体リレー（ＳＳＲ）の動作が不安定になる恐れが有るので、ＡＣ入力部にブリーダ抵抗を入れ、常に若干の電流が流れるようにして無電流をなくすようにしている。しかしながら、このような従来の技術では、ＡＣ入力部に抵抗を入れるので、抵抗の消費電力が大きくなり、実装スペースをとるばかりでなく、発熱が大きくなるという問題点があった。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、整流後にＬＥＤに電力を供給する回路にブリーダ抵抗を装荷し、最小のブリーダ消費電力でＬＥＤを駆動できるようにしたＬＥＤ式信号灯器を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ 商用電源（Ｐ）を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（１２）（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器（１０）であって、
商用電源（Ｐ）を整流する全波整流部（３０）と、定電流部（４０）と、ブリーダ回路部（５０）とを備え、
前記定電流部（４０）は、前記全波整流部（３０）の出力を受け、前記ＬＥＤ（１２）へ電力を供給するものであり、
前記ブリーダ回路部（５０）は、前記全波整流部（３０）の出力端子間に介在するよう構成され、ＬＥＤ（１２）への入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤ（１２）に電流が流れない時間に前記全波整流部（３０）の出力をブリーダ抵抗（Ｒ）に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器（１０）。

［２］ 商用電源（Ｐ）を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（１２）（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器（１０）であって、
商用電源（Ｐ）を整流する全波整流部（３０）と、定電流部（４０）と、ブリーダ回路部（５０）とを備え、
前記定電流部（４０）は、前記全波整流部（３０）の出力を受け、前記ＬＥＤ（１２）へ電力を供給するものであり、
前記ブリーダ回路部（５０）は、前記全波整流部（３０）の出力電圧の分圧により開閉するトリガ半導体（ＴＲ２）と、前記全波整流部（３０）の出力端子間に介装され、ブリーダ抵抗（Ｒ）と該トリガ半導体（ＴＲ２）の出力により開閉する開閉半導体（ＴＲ１）とを直列にしたブリーダ部（５１）とを備え、
ＬＥＤ（１２）への入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤ（１２）に電流が流れない時間には、前記トリガ半導体（ＴＲ２）の出力により前記開閉半導体（ＴＲ１）が開き、前記全波整流部（３０）の出力をブリーダ抵抗（Ｒ）に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器（１０）。

［３］ 商用電源（Ｐ）を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（１２）（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器（１０）であって、
商用電源（Ｐ）を整流する全波整流部（３０）と、定電流部（４０）と、ブリーダ回路部（５０）とを備え、
前記定電流部（４０）は、前記全波整流部（３０）の出力を受け、前記ＬＥＤ（１２）へ電力を供給するものであり、
前記ブリーダ回路部（５０）は、前記全波整流部（３０）の出力電圧の分圧により開閉するトリガ半導体（ＴＲ２）と、前記全波整流部（３０）の出力端子間に介装され、ブリーダ抵抗（Ｒ）と該トリガ半導体（ＴＲ２）の出力により開閉する切替半導体（ＴＲ３）と、該切替半導体（ＴＲ３）の出力により開閉する開閉半導体（ＴＲ１）とを直列にしたブリーダ部（５１）とを備え、
ＬＥＤ（１２）への入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤ（１２）に電流が流れない時間には、前記トリガ半導体（ＴＲ２）の出力により前記切替半導体（ＴＲ３）により前記開閉半導体（ＴＲ１）が開き、前記全波整流部（３０）の出力をブリーダ抵抗（Ｒ）に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器（１０）。

前記本発明は次のように作用する。
本発明に係るＬＥＤ式信号灯器（１０）は、商用電源（Ｐ）を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（１２）に電力を供給するものである。
商用電源（Ｐ）は全波整流部（３０）で整流され、定電流部（４０）を介してＬＥＤ（１２）に供給される。ブリーダ回路部（５０）は、電圧の低い位相でも若干の電流を流して入力電流の無電流状態をなくし、ＬＥＤ式信号灯器(１０)を駆動する半導体リレー（ＳＳＲ）の動作を安定させる。

ブリーダ回路部（５０）では、ブリーダ部（５１）で、全波整流部（３０）の出力端子間に介装されたトリガ半導体（ＴＲ２）が全波整流部（３０）の出力電圧の分圧により開閉する。このトリガ半導体（ＴＲ２）の出力により切替半導体（ＴＲ３）が開閉する。該切替半導体（ＴＲ３）の出力により開閉半導体（ＴＲ１）が開閉し、ＬＥＤ（１２）への入力電圧の位相が小さく、ＬＥＤ（１２）に電流が流れない時間には、トリガ半導体（ＴＲ２）の出力から切替半導体（ＴＲ３）により開閉半導体（ＴＲ１）が開き、全波整流部（３０）の出力をブリーダ抵抗（Ｒ）に流す。つまり、前記のように、電圧の低い位相でも若干の電流を流して入力電流の無電流状態をなくし、ＬＥＤ式信号灯器（１０）を駆動する半導体リレー（ＳＳＲ）に悪影響を与えないようにする。

本発明にかかるＬＥＤ式信号灯器によれば、全波整流部の出力端子間に介在するようブリーダ回路部を設け、ブリーダ抵抗に流れる電流を入力電圧位相によりＯＮ・ＯＦＦする制御回路を設けたことにより、最小のブリーダ消費電力でＬＥＤを駆動することができる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施の形態を示している。
ＬＥＤ式信号灯器１０の形態は図２および図３に示すとおりであり、商用電源Ｐを整流して信号用の灯光を発するＬＥＤに電力を供給するようにしたものである。ＬＥＤ式信号灯器１０は、通常は青、黄、赤の３組で構成され、それぞれの組は同様の構成をしており、ＬＥＤユニット１１が前面扉１５と筐体１７との間に収納されて成る。

ＬＥＤユニット１１は、ＬＥＤ１２と前面レンズ１４とを備えて成る。前面扉１５は、ＬＥＤユニット１１の前面レンズ１４を前方に開放する開口部１６を有し、フード１５ａが装着されており、ＬＥＤユニット１１の前面レンズ１４をこの開口部１６に通して、前面扉１５と筐体１７とがねじ止めされている。

ＬＥＤユニット１１には、駆動回路２０の基板２１が装着されており、駆動回路２０は、商用電源Ｐを整流して信号用の灯光を発するＬＥＤに電力を供給するものである。

図１でわかるように、駆動回路２０は、商用電源Ｐを整流する全波整流部３０と、定電流部４０と、ブリーダ回路部５０とを備えている。

全波整流部３０は、商用電源Ｐに、調整抵抗３１とコンデンサ３２とを介して全波整流素子３５が接続されて成る。全波整流素子３５の＋出力は負荷であるＬＥＤ１２の＋側に接続している。なお、図１では、ＬＥＤ１２を簡略化して１個であるように表示されているが、実際は多数のＬＥＤ１２が接続されており、ＬＥＤ１２は、複数を直列にした複数のＬＥＤが並列に接続されている。

定電流部４０は、全波整流部３０の出力を受け、ＬＥＤ１２へ電力を供給するものであり、ブリーダ回路部５０は、全波整流部３０の出力端子間に介在するよう配設されている。ブリーダ回路部５０は、ＬＥＤ１２への入力電圧の位相が小さく、ＬＥＤ１２に電流が流れない時間に全波整流部３０の出力をブリーダ抵抗Ｒに流すようになっている。

すなわち、ブリーダ回路部５０は、ブリーダ抵抗Ｒと開閉半導体ＴＲ１とを直列にしたものを全波整流部３０の出力端子間に介装したブリーダ部５１が要部をなしており、このブリーダ部５１に入力電圧の位相が小さいとき、ブリーダ電流を流そうとするものである。

開閉半導体ＴＲ１を制御するため、抵抗Ｒ１とＲ２とによる全波整流部３０の出力電圧の分圧がベースに接続されて開閉するトリガ半導体ＴＲ２と、切替半導体ＴＲ３とが配設されている。トリガ半導体ＴＲ２は抵抗Ｒ３と直列になって全波整流部３０の出力端子間に介装され、抵抗Ｒ３による分圧が切替半導体ＴＲ３のベースに印加するようになっている。切替半導体ＴＲ３はブリーダ抵抗Ｒと抵抗Ｒ４を介して接続されており、抵抗Ｒ４による分圧が開閉半導体ＴＲ１に印加するようになっている。

次に作用を説明する。
本発明に係るＬＥＤ式信号灯器１０は、商用電源Ｐを整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ１２に電力を供給するものである。
商用電源Ｐは全波整流部３０で整流され、定電流部４０を介してＬＥＤ１２に供給される。ブリーダ回路部５０は、電圧の低い位相でも若干の電流を流して入力電流の無電流状態をなくし、ＬＥＤ式信号灯器１０を駆動する半導体リレー（ＳＳＲ）の動作を安定させる。

動作の概要は次のとおりである。トリガ半導体ＴＲ２の出力により切替半導体ＴＲ３が開閉する。該切替半導体ＴＲ３の出力により開閉半導体ＴＲ１が開閉し、ＬＥＤ１２への入力電圧の位相が小さく、ＬＥＤ１２に電流が流れない時間には、トリガ半導体ＴＲ２の出力から切替半導体ＴＲ３により開閉半導体ＴＲ１が開き、全波整流部３０の出力をブリーダ抵抗Ｒに流す。つまり、前記のように、電圧の低い位相でも若干の電流を流して入力電流の無電流状態をなくし、ＬＥＤ式信号灯器１０を駆動する半導体リレー（ＳＳＲ）に悪影響を与えないようにする。

より詳しくは、ブリーダ回路部５０では、ブリーダ部５１で、全波整流部３０の出力端子間に介装されたトリガ半導体ＴＲ２が全波整流部３０の出力電圧の分圧により開閉する。全波整流部３０の出力電圧が高い位相にあるときは、抵抗Ｒ１とＲ２とによる分圧が十分に高いので、トリガ半導体ＴＲ２はＯＮになっており、切替半導体ＴＲ３のベースはグランドに落ちているのでＯＦＦとなっている。切替半導体ＴＲ３の出力は開閉半導体ＴＲ１のベースに接続しているので、開閉半導体ＴＲ１もＯＦＦとなり、ブリーダ抵抗Ｒにブリーダ電流は流れない。

全波整流部３０の出力電圧が低い位相にあるときは、抵抗Ｒ１とＲ２とによる分圧が下がり、トリガ半導体ＴＲ２はＯＦＦになる。切替半導体ＴＲ３のベースに抵抗Ｒ３から電圧がかかるので、切替半導体ＴＲ３はＯＮとなる。そうすると、開閉半導体ＴＲ１のベースにブリーダ抵抗Ｒと抵抗Ｒ４の分圧がかかるので、ＯＮとなり、ブリーダ抵抗Ｒにブリーダ電流が流れる。

図４は、全波整流部３０の出力「電圧・電流」を示す線図である。Ｖは全波整流部３０からの出力電圧をあらわし、Ｉは、駆動回路２０を流れる電流をあらわしている。動作はトリガ半導体ＴＲ２の状態で変わるようになっており、全波整流部３０の出力電圧が低い位相にあってＬＥＤ１２に電流が流れない状態にあるとき、トリガ半導体ＴＲ２がＯＦＦとなってブリーダ抵抗Ｒに電流が流れている。トリガ半導体ＴＲ２は、Ｖの半波の前後で電圧が低くなったときＯＦＦになり、トリガ半導体ＴＲ２がＯＮであるときは、ブリーダ抵抗Ｒには電流が流れないが、ＬＥＤ１２にのみ電流が流れる。なお、トリガ半導体ＴＲ２と切替半導体ＴＲ３とは、一つのトリガ半導体で構成してもよい。

本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ式信号灯器の駆動回路の概念回路図である。 本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ式信号灯器を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ式信号灯器を示す分解側面図である。 本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ式信号灯器の駆動回路の動作を示す線図である。

符号の説明

Ｐ…商用電源
ＴＲ１…開閉半導体
ＴＲ２…トリガ半導体
ＴＲ３…切替半導体
１０…ＬＥＤ式信号灯器
１１…ＬＥＤユニット
１２…ＬＥＤ
１４…前面レンズ
１５…前面扉
２０…駆動回路
３０…全波整流部
４０…定電流部
５０…ブリーダ回路部
５１…ブリーダ部
Ｒ…ブリーダ抵抗

Claims (3)

1. 商用電源を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器であって、
   商用電源を整流する全波整流部と、定電流部と、ブリーダ回路部とを備え、
   前記定電流部は、前記全波整流部の出力を受け、前記ＬＥＤへ電力を供給するものであり、
   前記ブリーダ回路部は、前記全波整流部の出力端子間に介在するよう構成され、ＬＥＤへの入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤに電流が流れない時間に前記全波整流部の出力をブリーダ抵抗に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。
2. 商用電源を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器であって、
   商用電源を整流する全波整流部と、定電流部と、ブリーダ回路部とを備え、
   前記定電流部は、前記全波整流部の出力を受け、前記ＬＥＤへ電力を供給するものであり、
   前記ブリーダ回路部は、前記全波整流部の出力電圧の分圧により開閉するトリガ半導体と、前記全波整流部の出力端子間に介装され、ブリーダ抵抗と該トリガ半導体の出力により開閉する開閉半導体とを直列にしたブリーダ部とを備え、
   ＬＥＤへの入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤに電流が流れない時間には、前記トリガ半導体の出力により前記開閉半導体が開き、前記全波整流部の出力をブリーダ抵抗に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。
3. 商用電源を整流して信号用の灯光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）に電力を供給するようにしたＬＥＤ式信号灯器であって、
   商用電源を整流する全波整流部と、定電流部と、ブリーダ回路部とを備え、
   前記定電流部は、前記全波整流部の出力を受け、前記ＬＥＤへ電力を供給するものであり、
   前記ブリーダ回路部は、前記全波整流部の出力電圧の分圧により開閉するトリガ半導体と、前記全波整流部の出力端子間に介装され、ブリーダ抵抗と該トリガ半導体の出力により開閉する切替半導体と、該切替半導体の出力により開閉する開閉半導体とを直列にしたブリーダ部とを備え、
   ＬＥＤへの入力電圧の位相が小さく、前記ＬＥＤに電流が流れない時間には、前記トリガ半導体の出力により前記切替半導体により前記開閉半導体が開き、前記全波整流部の出力をブリーダ抵抗に流すようにしたことを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。

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