JP2009272088A - 一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】どの方式の一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付けた場合でも、過電流によるＬＥＤの劣化や損傷を起こすことなく安全に使用できる、一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプＡ１において、一般用蛍光灯照明器具Ｂより入力される電流を整流する整流回路１と、整流回路１より入力される直流電流を一定の電流に保つ定電流回路２と、定電流回路２から電流を入力されて発光するＬＥＤ３１ａを有する発光回路３とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプに関する。

従来から、蛍光灯を用いる照明器具が普及している。一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費電力や寿命の観点において、蛍光灯より優れている。近年、従来の蛍光灯を用いる照明器具に取り付けて使用できるＬＥＤランプが開発されている。

例えば、実開平６−５４１０３号公報には、蛍光灯照明器具に取り付けて使用できるＬＥＤランプが記載されている。

図６は、従来の一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプを説明するためのブロック図である。ＬＥＤランプＡ１００は、一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付けられ、商用１００Ｖ電源Ｃから電力を供給される。ＬＥＤランプＡ１００は、整流回路１１０およびＬＥＤ発光回路１３０を備えている。整流回路１１０は、一般用蛍光灯照明器具Ｂより入力される交流電流を直流電流に変換して、ＬＥＤ発光回路１３０に出力する。ＬＥＤ発光回路１３０は、整流回路１１０から入力される直流電流により、その有する白色ＬＥＤ１３１ａを発光させる。ＬＥＤ発光回路１３０は、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具Ｂの定格電圧に合わせて、白色ＬＥＤ１３１ａの規格や個数、抵抗１３２の抵抗値を決定されている。

実開平６−５４１０３号公報

しかしながら、一般用蛍光灯照明器具Ｂは、蛍光灯の点灯方式により、スタータ式、ラピッドスタート式、インバータ式などに分類される。同じ定格電圧の設定であっても、方式により入力される電圧、電流および周波数が異なってくる。また、同じ方式であっても、電圧、電流および周波数の特性は、製造会社により少しずつ異なる。したがって、白色ＬＥＤ１３１ａに過電流が流れる場合がある。過電流が流れると劣化が進むので、白色ＬＥＤ１３１ａの寿命が短くなることがある。また、場合によっては、発煙や発火の可能性もある。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、どの方式の一般用蛍光灯照明器具に取り付けた場合でも、過電流によるＬＥＤの劣化や損傷を起こすことなく適切に使用できる、一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプを提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明よって提供されるＬＥＤランプは、一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプであって、上記一般用蛍光灯照明器具より入力される電流を整流する整流回路と、上記整流回路より入力される直流電流を一定の電流に保つ定電流回路と、上記定電流回路から電流を入力されて発光するＬＥＤを有する発光回路と、を備えたことを特徴とする。

この構成によると、一定の電流値に保たれた直流電流が上記定電流回路から入力されるので、上記発光回路のＬＥＤに流れる直流電流の電流値は一定している。したがって、過電流が流れて上記ＬＥＤの劣化が進むことを抑制することができる。

なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、例えば日本国内においては、商用１００Ｖまたは２００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプまたはＪＩＳ Ｃ７６１８に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記一般用蛍光灯照明器具から電流を入力されるための端子が両端部にそれぞれ設けられており、各端部にそれぞれ上記整流回路および上記定電流回路が配置されている。

この構成によると、上記一般用蛍光灯照明器具より入力される交流電流を上記整流回路に入力するための配線を短くすることができる。したがって、上記配線を流れる交流電流によるノイズの発生や電圧降下を抑制することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係る一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプの第１実施形態の一例を説明するためのブロック図である。ＬＥＤランプＡ１は、一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付けられ、商用１００Ｖ電源Ｃから電力を供給される。この一般用蛍光灯照明器具Ｂは、通常は取り付けられた蛍光灯に電力を入力するものであり、スタータ式、ラピッドスタート式、インバータ式のいずれであってもよい。本実施形態に係るＬＥＤランプＡ１は、従来から用いられている一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付けて使用することができる。

一般用蛍光灯照明器具Ｂは、例えばスタータ式の場合、蛍光灯に流れる電流を制御するための安定器、蛍光灯を点灯させるための点灯管、および、蛍光灯の４つの端子を接続するための４つの差込口を備えている。差込口のうちの２つは蛍光灯に電力を入力するためのものであり、他の２つは点灯管に接続されている。本実施形態では点灯管を使用しないので、図１において、点灯管に接続されている差込口に該当する配線を省略している。

ＬＥＤランプＡ１は、整流回路１、定電流回路２、およびＬＥＤ発光回路３を備えている。整流回路１は、一般用蛍光灯照明器具Ｂより入力される交流電流を直流電流に変換するものであり、変換された直流電流を定電流回路２に出力する。整流回路１は、図示しないダイオードブリッジにより全波整流を行い、図示しないコンデンサにより平滑化を行う。なお、整流回路１の構成はこれに限られず、交流電流を直流電流に変換するものであればよい。

定電流回路２は、直流電流の電流値を一定値に保つものである。定電流回路２は、整流回路１より入力される直流電流を一定の電流値の直流電流としてＬＥＤ発光回路３に出力する。

図２は、本実施形態における定電流回路２の一例を説明するための回路図である。定電流回路２は、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２、および２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えている。トランジスタＴＲ１，ＴＲ２はＮＰＮ型トランジスタであり、トランジスタＴＲ１のベースがトランジスタＴＲ２のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタがトランジスタＴＲ２のベースに接続されている。抵抗Ｒ１は、トランジスタＴＲ１のベースコレクタ間に設けられており、抵抗Ｒ２は、トランジスタＴＲ２のベースエミッタ間に設けられている。

トランジスタＴＲ１のベースに電圧がかかると、コレクタからエミッタに電流が流れ、この電流が抵抗Ｒ２に流れて出力される。出力される電流が、抵抗Ｒ２の抵抗値で定まる電流値を超えると、トランジスタＴＲ２のベース電圧が上がり、コレクタからエミッタに電流が流れる。これにより、トランジスタＴＲ１のベース電圧が下がり、コレクタからエミッタに流れる電流が停止する。すると、トランジスタＴＲ２のベース電圧が下がって、コレクタからエミッタに電流が流れなくなり、トランジスタＴＲ１のベース電圧が上がる。これが繰り返されることで、抵抗Ｒ２の抵抗値で定まる電流値の電流が出力される。

なお、定電流回路２は、これに限られるものではなく、入力される直流電流を一定の電流値の直流電流として出力するものであればよい。例えば、定電流ダイオードやオペアンプを用いたものでもよい。

ＬＥＤ発光回路３は、定電流回路２から直流電流を入力されて光を発する。ＬＥＤ発光回路３は、複数の白色ＬＥＤ３１ａが直列接続されたＬＥＤ列３１、および抵抗３２を備えている。ＬＥＤ列３１は、カソード側をグランド接続されており、抵抗３２を介してアノード側から直流電流を入力される。各白色ＬＥＤ３１ａは、直流電流を通電されることで白色光を発する。抵抗３２は、各白色ＬＥＤ３１ａに印加される電圧を調整するためのものである。

白色ＬＥＤ３１ａの規格や個数、抵抗３２の抵抗値は、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具Ｂの定格電圧に合わせて決定される。例えば、定格電圧がＡＣ１００Ｖで、各白色ＬＥＤ３１ａの順方向電圧が３．２Ｖ（２０ｍＡ）の場合、３１（≒１００Ｖ÷３．２Ｖ）個の白色ＬＥＤ３１ａおよび４０（＝（１００Ｖ−３１個×３．２Ｖ）÷０．０２Ａ）Ωの抵抗３２が用いられる。

次に、ＬＥＤランプＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、入力される電圧、電流および周波数にかかわらず、定電流回路２により一定の電流値とされた直流電流がＬＥＤ発光回路３に入力される。したがって、点灯方式や製造会社が異なる一般用蛍光灯照明器具Ｂに接続された場合でも、各白色ＬＥＤ３１ａに流れる直流電流の電流値は一定しているので、過電流が流れて各白色ＬＥＤ３１ａの劣化が進むことを抑制することができる。

なお、ＬＥＤランプＡ１の形状は限定されず、取り付けられる一般用蛍光灯照明器具Ｂに合わせた形状とすることができる。例えば、直管形蛍光ランプ用の一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付ける場合はＬＥＤランプＡ１の形状を直管形蛍光ランプと同様とし、環形蛍光ランプ用の一般用蛍光灯照明器具Ｂに取り付ける場合はＬＥＤランプＡ１の形状を環形蛍光ランプと同様とすればよい。また、ＬＥＤ発光回路３において、ＬＥＤ列３１を複数個並列接続してもよいし、白色ＬＥＤ３１ａに代えて赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを備えて白色光を発するようにしてもよい。

ＬＥＤランプＡ１の形状を直管形蛍光ランプと同様とした場合、交流電流は、ＬＥＤランプＡ１の両端に設けられた端子から入力される。当該端子と整流回路とはこれらが実装されている回路基板上の配線により接続されている。この配線が長くなると、配線を流れる交流電流により発生するノイズが増加するし、電圧降下も大きくなる。特に、一般用蛍光灯照明器具Ｂがインバータ式の場合、入力される交流電流の周波数が高いので、ノイズの発生や電圧降下が問題となる。

図３は、本発明に係る一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプの第２実施形態の一例を説明するためのブロック図である。なお、同図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

ＬＥＤランプＡ２は、両端部にそれぞれ整流回路１および定電流回路２を設けた点でＬＥＤランプＡ１と異なる。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、一般用蛍光灯照明器具Ｂより入力される交流電流を整流回路１に入力するための配線を短くすることができる。したがって、配線を流れる交流電流によるノイズの発生や電圧降下を抑制することができる。

上記第１実施形態においては、複数の白色ＬＥＤ３１ａが直列接続されている場合について説明したが、並列接続されていてもよい。

図４は、本発明に係る一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプの第３実施形態の一例を説明するためのブロック図である。なお、同図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

ＬＥＤランプＡ３は、ＬＥＤ発光回路３'のＬＥＤ列３１'において、複数の白色ＬＥＤ３１ａが並列接続されている点でＬＥＤランプＡ１と異なる。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、白色ＬＥＤ３１ａのうちの１つが損傷して電流が流れなくなっても、他の白色ＬＥＤ３１ａには電流が流れるので、そのまま継続して使用することができる。

第３実施形態においても、整流回路１および定電流回路２をＬＥＤランプＡ３の各両端側にそれぞれ１つずつ設けてもよい。

図５は、本発明に係る一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプの第４実施形態の一例を説明するためのブロック図である。なお、同図において、上記第３実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

ＬＥＤランプＡ４は、両端部にそれぞれ整流回路１および定電流回路２を設けた点でＬＥＤランプＡ３と異なる。本実施形態においても、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、一般用蛍光灯照明器具Ｂより入力される交流電流を整流回路1に入力するための配線を短くすることができ、電圧降下やノイズの発生を抑制することができる。

本発明に係るＬＥＤランプは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係るＬＥＤランプの第１実施形態の一例を説明するためのブロック図である。 定電流回路の一例を説明するための回路図である。 本発明に係るＬＥＤランプの第２実施形態の一例を説明するためのブロック図である。 本発明に係るＬＥＤランプの第３実施形態の一例を説明するためのブロック図である。 本発明に係るＬＥＤランプの第４実施形態の一例を説明するためのブロック図である。 従来のＬＥＤランプの一例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ ＬＥＤランプ
１ 整流回路
２ 定電流回路
３，３’ ＬＥＤ発光回路
３１，３１’ 白色ＬＥＤ列
３１ａ 白色ＬＥＤ
３２ 抵抗
Ｂ 一般用蛍光灯照明器具
Ｃ 商用１００Ｖ電源

Claims (2)

1. 一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプであって、
   上記一般用蛍光灯照明器具より入力される電流を整流する整流回路と、
   上記整流回路より入力される直流電流を一定の電流に保つ定電流回路と、
   上記定電流回路から電流を入力されて発光するＬＥＤを有する発光回路と、
   を備えたことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 上記一般用蛍光灯照明器具から電流を入力されるための端子が両端部にそれぞれ設けられており、
   各端部にそれぞれ上記整流回路および上記定電流回路が配置されている、請求項２に記載のＬＥＤランプ。

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