JP2005285529A - Ｌｅｄ式信号灯器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤに異常が生じた場合、早期にそれを検知できるようにし、減光したり全てのＬＥＤが滅灯する前に対策を講じることができるようにした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式信号灯器であって、商用電源Ｐを整流する全波整流部３０と、スイッチング部４０と、定電流制御部５０とを備え、スイッチング部４０は、全波整流部３０の出力を受け、定電圧素子による基準電圧により、所定の定電流で前記ＬＥＤへの電力を供給するものであり、定電流制御部５０は、スイッチング部４０に接続して設けられ、ＬＥＤへの出力電圧を検出し、出力電圧が上昇したときは、スイッチング部４０に作用して定電流を段階的に小さくする。
【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、安定化電源回路で安定化し、安定化した電圧をＬＥＤに供給するもので、サーミスタにより外温に応じてＬＥＤに適した電圧を供給する技術が開示されている。

特開２００１−１４３８７９号公報

しかしながら、このような従来の技術では、ＬＥＤに異常が生じたような場合に早期に検知することができず、極端に減光したり全てのＬＥＤが消灯してしまうまで異常に気づかず、信号用灯器としての機能を損なうおそれが高くなってしまう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、ＬＥＤに異常が生じた場合、早期にそれを検知できるように減光し、全てのＬＥＤの滅灯を未然に防止することができるようにした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（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（Ｐ）を整流する全波整流部（３０）と、スイッチング部（４０）と、定電流制御部（５０）とを備え、
前記スイッチング部（４０）は、前記全波整流部（３０）の出力を受け、定電圧素子による基準電圧により、所定の定電流で前記ＬＥＤへの電力を供給するものであり、
前記定電流制御部（５０）は、前記スイッチング部（４０）に接続して設けられ、前記ＬＥＤへの出力電圧を検出し、出力電圧が上昇したときは、該スイッチング部（４０）に作用して定電流を段階的に小さくするものであることを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。

［２］ 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式信号灯器であって、
商用電源（Ｐ）を整流する全波整流部（３０）と、スイッチング部（４０）と、定電流制御部（５０）とを備え、
前記スイッチング部（４０）は、前記全波整流部（３０）の出力を受け、定電圧素子による基準電圧により、所定の定電流で前記ＬＥＤへの電力を供給するものであり、
前記定電流制御部（５０）は、前記スイッチング部（４０）に接続して設けられ、前記ＬＥＤへの出力電圧を検出し、出力電圧が上昇したときは、該スイッチング部（４０）に作用して定電流を段階的に第１段では１／２に、第２段ではＬＥＤの異常が進行した場合に安全のためさらに減灯させるものであることを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。

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、スイッチング部（４０）に供給される。スイッチング部（４０）では、全波整流部（３０）の出力を受け、定電圧素子であるツェナーダイオード（４３）の基準電圧による定電流の電力をＬＥＤへ供給する。

スイッチング部（４０）に接続して設けられた定電流制御部（５０）は、ＬＥＤへの出力電圧を検出している。ＬＥＤの劣化により順電圧が上昇すると、ＬＥＤの出力電圧が上昇するので、上昇したとき、定電流制御部（５０）はスイッチング部（４０）に作用して定電流を段階的に小さくする。

定電流値が小さくなることにより、ＬＥＤの光度が下がるので、異常を外部から視認して知ることが出来る。定電流は段階的に小さくすることが出来、第１段では約１／２に、第２段ではＬＥＤの異常が進行した場合に安全のためさらに減灯させる。これにより、灯器としての一応の機能を保持しつつ、異常を知ることが出来る。

本発明にかかるＬＥＤ式信号灯器によれば、ＬＥＤに異常が生じたような場合に早期に検知することができ、極端に減光したり全てのＬＥＤが滅灯する前に対策を講じることができるようにしたＬＥＤ式信号灯器を提供することを目的としている。

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４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３および図４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、スイッチング部４０と、定電流制御部５０とを備えている。

全波整流部３０は、商用電源Ｐに、フィルター部３１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＋出力はトランス３２を介し、ＬＥＤ基板に多数実装された負荷であるＬＥＤにＶｏｕｔとして出力されている。トランス３２の出力側にはダイオード３３，コンデンサ３４，抵抗３４ａによる平滑回路が設けられている。

トランス３２の入力側には出力半導体である出力トランジスタ２１が配設されている。なお、図１では、ＬＥＤ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ＬＥＤが接続されており、ＬＥＤは、複数を直列にした複数のユニットが並列に接続されている。

スイッチング部４０は、パルス幅制御回路部２５の出力を制御して出力半導体である出力トランジスタ２１のベースに印加することにより、定電流を生成するものである。スイッチング部４０には定電流制御素子４１が設けられ、定電流制御素子４１の出力はダイオード４１ａとフォトカップラ２６を介してパルス幅制御回路部２５に接続されている。定電流制御素子４１の−端子はＧＮＤに落され、＋端子には、調整抵抗３５ａを介したトランス３２の−出力と、ＶｃｃとＧＮＤとの間に抵抗４３ａを介して接続された定電圧素子であるツェナーダイオード４３の＋電圧が抵抗４４ａ，４４ｂを介して接続されている。

定電流制御素子４１からのフォトカップラ２６を介したパルス幅制御回路部２５への入力により、電源の出力が監視され、定電圧素子であるツェナーダイオード４３による基準電圧により基準電流が生成されるようになっている。

定電流制御部５０は、ＬＥＤへの出力電圧Ｖｏｕｔを監視しているものであり、第１段の第１過渡電圧検出素子５１と第２段の第２過渡電圧検出素子５５とを備えている。

第１過渡電圧検出素子５１には、Ｖｏｕｔとツェナーダイオード４３の基準電圧とが入力されており、出力はＮＯＴ素子である定電流切換え素子５２と抵抗５２ａを介して抵抗４４ａ，４４ｂの連結点に接続されている。

第２段の第２過渡電圧検出素子５５には、抵抗５５ａを介したＶｏｕｔと、抵抗５５ｂ，４３ａを介したＶｃｃが接続され、第２過渡電圧検出素子５５の出力は、フォトカップラ２６に接続されている。

次に作用を説明する。
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に電力を供給するものである。
商用電源Ｐは整流する全波整流部３０の全波整流素子３５で整流され、スイッチング部４０に供給される。スイッチング部４０では、全波整流部３０を受けたトランス３２の出力を受け、定電圧素子であるツェナーダイオード４３による基準電圧を定電流制御素子４１からフォトカップラ２６を経て、パルス幅制御回路部２５を制御し、パルス幅制御回路部２５の出力が出力半導体である出力トランジスタ２１のベースに印加することにより、ＬＥＤへ定電流の電力が供給される。

定電流制御部５０は、ＬＥＤへの出力電圧Ｖｏｕｔを監視しており、第１段の第１過渡電圧検出素子５１では、入力されたＶｏｕｔとツェナーダイオード４３の基準電圧とによりＬＥＤの劣化異常を検出する。

定電流切換え素子５２と抵抗５２ａを介して抵抗４４ａ，４４ｂの連結点に接続されている。

第２過渡電圧検出素子５５には、抵抗５５ａを介したＶｏｕｔと、抵抗５５ｂ，４３ａを介したＶｃｃが接続され、第２過渡電圧検出素子５５の出力は、フォトカップラ２６に接続されている。

スイッチング部４０に接続して設けられた定電流制御部５０は、ＬＥＤへの出力電圧を検出している。ＬＥＤの不良により順電圧が上昇すると、ＬＥＤの出力電圧であるＶｏｕｔが上昇し、第１過渡電圧検出素子５１の出力が定電流切換え素子５２を切り替えるので、この出力が上昇したとき、定電流制御部５０は抵抗５２ａを介して抵抗４４ａ，４４ｂの連結点に入り、定電流制御素子４１の入力となる。

フォトカップラ２６からパルス幅制御回路部２５が制御されるので、図２に示すように、出力電流が定常値であったものが、第１過渡電圧検出素子５１により第１過渡電圧が検出されると、ＬＥＤのＨｉｇｈ−Ｖｆ時の電流になるようパルス幅制御回路部２５が動作する。このように、第１過渡電圧検出素子５１は、スイッチング部４０に作用して定電流値を小さくする。

定電流値が小さくなることにより、ＬＥＤの光度が下がるので、異常を外部から視認して知ることが出来る。定電流値は段階的に小さくすることが出来、第１段では約１／２に、第第２段ではＬＥＤの異常が進行した場合に安全のためさらに減灯させる。これにより灯器としての機能を保持しつつ、異常を知ることが出来る。

ＬＥＤの異常がさらに進行して第２過渡電圧検出素子５５が第２過渡電圧を検出すると、第２過渡電圧検出素子５５の出力がフォトカップラ２６を介してパルス幅制御回路部２５に入力し、ＬＥＤへの電流を断つ。

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式信号灯器の動作を示す線図である。 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式信号灯器を示す説明分解断面図である。

符号の説明

２５…パルス幅制御回路部
２６…フォトカップラ
３０…全波整流部
３２…トランス
３３…ダイオード
３４…コンデンサ
３５…全波整流素子
３５ａ…調整抵抗
４０…スイッチング部
４１…定電流制御素子
４１ａ…ダイオード
４３…ツェナーダイオード
５０…定電流制御部
５１…第１過渡電圧検出素子
５２…定電流切換え素子
５５…第２過渡電圧検出素子

Claims (2)

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、スイッチング部と、定電流制御部とを備え、
   前記スイッチング部は、前記全波整流部の出力を受け、定電圧素子による基準電圧により、所定の定電流で前記ＬＥＤへの電力を供給するものであり、
   前記定電流制御部は、前記スイッチング部に接続して設けられ、前記ＬＥＤへの出力電圧を検出し、出力電圧が上昇したときは、該スイッチング部に作用して定電流を段階的に小さくするものであることを特徴とする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、スイッチング部と、定電流制御部とを備え、
   前記スイッチング部は、前記全波整流部の出力を受け、定電圧素子による基準電圧により、所定の定電流で前記ＬＥＤへの電力を供給するものであり、
   前記定電流制御部は、前記スイッチング部に接続して設けられ、前記ＬＥＤへの出力電圧を検出し、出力電圧が上昇したときは、該スイッチング部に作用して定電流を段階的に第１段では１／２に、第２段ではＬＥＤの異常が進行した場合に安全のためさらに減灯させるものであることを特徴とするＬＥＤ式信号灯器。

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