JP2011150936A - Led lighting device and lighting system - Google Patents

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征彦 鎌田
Takuro Hiramatsu
拓朗 平松
Hiroshi Kubota
洋 久保田
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED lighting device capable of securing a stable voltage without specially providing a power supply for a cooling-means drive part driving a cooling means, and a lighting system using the LED lighting device. <P>SOLUTION: The LED lighting device includes a DC power supply 2, a series circuit 5 connected between output terminals of the DC power supply 2 and having a plurality of connected LEDs 4 , and a cooling means drive part 6 branched from the series circuit 5 and connected between at least two LEDs 42 to cool heat generated by the LEDs. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源としてのLEDを冷却する冷却手段の駆動回路を備えたLED点灯装置及び照明装置に関する。   The present invention relates to an LED lighting device and an illuminating device including a driving circuit for a cooling unit that cools an LED as a light source.

近時、照明装置の光源としてLEDが用いられるようになってきている。LEDは、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、LEDを光源とする照明装置にとって、耐用年数を延したり発光効率の特性を改善したりするために、LEDの温度が上昇するのを抑制することが重要である。   Recently, LEDs have been used as light sources for lighting devices. As the temperature of the LED increases, the light output decreases and the useful life is shortened. For this reason, it is important for an illuminating device using an LED as a light source to suppress an increase in the temperature of the LED in order to extend the service life or improve the characteristics of light emission efficiency.

特に、LEDの高出力化に伴い、一層の温度上昇の抑制が必要となっている。このため、例えば、LED電球において、電球内に強制空冷を生じさせるファンの形態で使用される手段を組み込んだものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In particular, as the output of LEDs increases, further temperature rise needs to be suppressed. For this reason, for example, an LED bulb has been proposed that incorporates means used in the form of a fan that causes forced air cooling in the bulb (see, for example, Patent Document 1).

特許第4290887号公報Japanese Patent No. 4290887

しかしながら、上記特許文献1に示されたものは、抽象的に、強制空冷を生じさせるファンの形態との記載があるにとどまり、例えば、ファンを駆動させるための駆動電源の確保等について、何ら具体的な開示はなされていない。   However, what is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is only abstractly described as a form of a fan that causes forced air cooling. For example, there is no specific description about securing a drive power source for driving the fan. Disclosure is not made.

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、冷却手段を駆動させる冷却手段駆動部の電源を特別に設けることなく、安定した電圧を確保できるLED点灯装置及びこのLED点灯装置を用いる照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an LED lighting device capable of securing a stable voltage and a lighting device using the LED lighting device without specially providing a power source for a cooling means driving unit that drives the cooling means. The purpose is to provide.

請求項1に記載のLED点灯装置は、直流電源と;この直流電源の出力端子間に接続され、複数のLEDが接続された直列回路と;この直列回路から分岐されて、少なくとも一つ以上のLED間に接続された、LEDが発生する熱を冷却する冷却手段駆動部と;を具備することを特徴とする。
直流電源としては、商用交流電源を受けて直流電源を生成する場合やバッテリを適用する場合が含まれる。
The LED lighting device according to claim 1 includes: a DC power source; a series circuit connected between output terminals of the DC power source, and a plurality of LEDs connected; and at least one or more branched from the series circuit A cooling means driving unit that is connected between the LEDs and cools the heat generated by the LEDs.
The DC power source includes a case where a commercial AC power source is received to generate a DC power source and a case where a battery is applied.

冷却手段駆動部は、例えば、冷却手段としてファンを用いる場合は、ファンモータを駆動し、また、ペルテイエ素子等の半導体素子を用いる場合には、これを駆動する駆動回路が適用される。駆動部としては、ファン等に電力を供給する電源部、ファン等の作動を制御する制御部、各種センサ等によって構成することができるが、本発明はこれに限られず、各種のものを許容する。また、駆動部は、ICを用いて構成することもできる。   For example, when a fan is used as the cooling means, the cooling means driving unit drives a fan motor, and when a semiconductor element such as a Peltier element is used, a driving circuit for driving the fan motor is applied. The drive unit can be constituted by a power supply unit that supplies power to a fan or the like, a control unit that controls the operation of the fan or the like, various sensors, and the like, but the present invention is not limited to this, and various types are allowed. . The driving unit can also be configured using an IC.

請求項2に記載のLED点灯装置は、請求項1に記載のLED点灯装置において、前記複数のLEDは基板に実装されており、これら複数のLEDは、LEDのベアチップが基板に直接実装されたLEDと、LEDのベアチップがパッケージングされて表面実装されたLEDとからなり、前記冷却手段駆動部は、前記LEDのベアチップがパッケージングされて表面実装されたLEDの少なくとも一つのLEDの両端に接続されていることを特徴とする。
このように構成することにより、輝度が低下する表面実装方式で実装されるLEDを所望の位置に配設することが可能となる。
請求項3に記載の照明装置は、装置本体と;装置本体に配設された請求項1又は請求項2に記載のLED点灯装置と;を具備することを特徴とする。
照明装置には、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等が含まれる。
The LED lighting device according to claim 2 is the LED lighting device according to claim 1, wherein the plurality of LEDs are mounted on a substrate, and the plurality of LEDs are configured such that a bare chip of the LED is directly mounted on the substrate. The cooling unit driving unit is connected to both ends of at least one LED of the surface-mounted LED packaged with the LED bare chip. It is characterized by being.
With this configuration, it is possible to dispose the LED mounted in a desired position on the surface mounting method in which the luminance decreases.
An illumination device according to a third aspect includes an apparatus main body; and the LED lighting device according to the first or second aspect, which is disposed in the apparatus main body.
The lighting device includes a light source, a lighting fixture used indoors or outdoors, a display device, and the like.

請求項1に記載の発明によれば、LEDの温度上昇を効果的に抑制でき、また、冷却手段駆動部には、特別に電源を設けることなく、安定した電圧を確保できるLED点灯装置を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided an LED lighting device that can effectively suppress the temperature rise of the LED and that can secure a stable voltage without providing a special power source in the cooling means driving unit. can do.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、輝度が低下するLEDは、表面実装方式で実装されるので、配置の自由度が高く、所望の位置に配設することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、上記請求項の発明の効果を奏する照明装置を提供することができる。
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the LED whose luminance is reduced is mounted by the surface mounting method, the degree of freedom of arrangement is high, and the LED is placed at a desired position. It becomes possible to arrange.
According to the invention described in claim 3, it is possible to provide an illuminating device that exhibits the effects of the invention of the above-mentioned claim.

本発明の第1の実施形態に係るLED点灯装置を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the LED lighting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同照明装置として電球形LEDランプを示す正面図である。It is a front view which shows the lightbulb-type LED lamp as the illumination device. 同電球形LEDランプの要部を断面で示す正面図である。It is a front view which shows the principal part of the bulb-type LED lamp in a cross section. 同電球形LEDランプの光源部を示す平面図である。It is a top view which shows the light source part of the bulb-type LED lamp. 本発明の第2実施形態に係るLED点灯装置を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the LED lighting device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 同電球形LEDランプの光源部を示す平面図である。It is a top view which shows the light source part of the bulb-type LED lamp.

以下、本発明の第1の実施形態に係るLED点灯装置及び照明装置について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、LED点灯装置の概略を示す回路構成図であり、図2乃至図4は、このLED点灯装置を組み込んだ照明装置としての電球形LEDランプを示している。
図1に示すように、LED点灯装置1は、直流電源2と、この直流電源2からの出力を受けてLEDを点灯する点灯回路3とを備えている。
Hereinafter, an LED lighting device and a lighting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an outline of an LED lighting device, and FIGS. 2 to 4 show a light bulb-shaped LED lamp as a lighting device incorporating the LED lighting device.
As shown in FIG. 1, the LED lighting device 1 includes a DC power source 2 and a lighting circuit 3 that receives an output from the DC power source 2 and lights an LED.

直流電源2は、商用交流電源ACに接続されており、この交流電源ACを受けて直流出力を生成するものである。商用交流電源ACは、全波整流回路21の入力端子に接続されており、この全波整流回路21の出力端子間に平滑コンデンサ22が接続されている。平滑コンデンサ22に代えて昇圧チョッパを主として構成するような力率改善回路を用いてもよい。そして、この平滑コンデンサ22に直流電圧変換回路23及び電流検出手段24が接続されている。この直流電源2は、出力電流を定電流化するため、電流検出手段24での検出結果に応じて電流制御信号を直流電圧変換回路23にフィードバックする制御機能を有している。   The DC power source 2 is connected to a commercial AC power source AC, and receives the AC power source AC to generate a DC output. The commercial AC power supply AC is connected to the input terminal of the full-wave rectifier circuit 21, and a smoothing capacitor 22 is connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit 21. Instead of the smoothing capacitor 22, a power factor correction circuit mainly including a boost chopper may be used. A DC voltage conversion circuit 23 and current detection means 24 are connected to the smoothing capacitor 22. The DC power supply 2 has a control function of feeding back a current control signal to the DC voltage conversion circuit 23 according to the detection result of the current detection means 24 in order to make the output current constant.

直流電圧変換回路23としては、降圧チョッパ、昇圧チョッパ、DC−DCコンバータ等によって構成することができ、この場合、上記フィードバック制御によりチョッパ等のスイッチング素子のオン期間やオン・オフ周波数を制御することによって定電流化を図ることができる。なお、直流電源としては、定電圧化、定電力化するものであってもよく、また、出力をPWM制御のように、間欠的に発生するものであってもよい。   The DC voltage conversion circuit 23 can be composed of a step-down chopper, a step-up chopper, a DC-DC converter, and the like. In this case, the ON period and the ON / OFF frequency of a switching element such as a chopper are controlled by the feedback control. Thus, a constant current can be achieved. The DC power supply may be a constant voltage or a constant power, or may be an output that is intermittently generated as in PWM control.

このような直流電源2には、点灯回路3が接続されている。点灯回路3は、直流電源2の出力端子間に接続され複数のLED4が直列に接続された直列回路5と、冷却手段駆動部6とを備えている。   A lighting circuit 3 is connected to such a DC power supply 2. The lighting circuit 3 includes a series circuit 5 connected between output terminals of the DC power source 2 and a plurality of LEDs 4 connected in series, and a cooling means driving unit 6.

LED4は、後述するように複数のLEDのベアチップが基板に直接実装された、すなわち、チップ・オン・ボード方式で実装されたLED41と、LEDのベアチップがパッケージングされて表面実装された、すなわち、表面実装方式で実装されたLED42とからなり、これらが全体として直列に接続されて直列回路5が構成されている。   As described later, the LED 4 has a plurality of LED bare chips mounted directly on the substrate, that is, the LED 41 mounted in a chip-on-board manner, and the LED bare chips are packaged and surface-mounted, that is, It consists of LED42 mounted by the surface mounting system, these are connected in series as a whole, and the series circuit 5 is comprised.

チップ・オン・ボード方式で実装されたLED41は、複数のLED41が直列に接続された複数の直列回路がそれぞれ並列に接続されて構成されている。一方、表面実装方式で実装されたLED42は、例えば、2個接続されていて、一端側がLED41に接続され、他端側が直流電源2に接続されている。   The LED 41 mounted in a chip-on-board system is configured by connecting a plurality of series circuits each having a plurality of LEDs 41 connected in series, in parallel. On the other hand, two LEDs 42 mounted by the surface mounting method are connected, for example, one end side is connected to the LED 41 and the other end side is connected to the DC power source 2.

また、冷却手段駆動部6は、LED41とLED42との直列回路5から分岐されて接続されている。具体的には、冷却手段駆動部6は、一端側がLED41とLED42との接続点に接続され、他端側が直流電源2に接続されている。この冷却手段駆動部6は、IC等から構成されており、冷却手段を構成するファンモータ7に接続され、このファンモータ7に直流電源を供給するとともにファンモータ7を駆動制御する機能を有している。   The cooling means driving unit 6 is branched and connected from the series circuit 5 of the LED 41 and the LED 42. Specifically, one end side of the cooling means driving unit 6 is connected to a connection point between the LED 41 and the LED 42, and the other end side is connected to the DC power source 2. The cooling means driving unit 6 is composed of an IC or the like, and is connected to a fan motor 7 constituting the cooling means, and has a function of supplying DC power to the fan motor 7 and driving and controlling the fan motor 7. ing.

また、冷却手段駆動部6には、サーミスタ等の温度検出素子からなる温度検出手段8が接続されている。この温度検出手段8は、LED4の温度を検出し、その検出信号を冷却手段駆動部6に出力するものである。冷却手段駆動部6は、この検出信号を受けファンモータ7を駆動制御するようになっている。   The cooling means driving unit 6 is connected to a temperature detecting means 8 composed of a temperature detecting element such as a thermistor. The temperature detection means 8 detects the temperature of the LED 4 and outputs a detection signal to the cooling means drive unit 6. The cooling means driving unit 6 receives the detection signal and controls driving of the fan motor 7.

ところで、単一のLEDの順方向電圧Vは、3〜4V程度であり、この順方向電圧Vは、入力側の電圧変動等に対しても略一定であることが知られている。本実施形態のLED4では、順方向電圧Vが3V程度のものを使用している。
一方、冷却手段駆動部6では、ファンモータ7を駆動する直流電源として6V程度の直流電圧を要する。
Meanwhile, the forward voltage V F of a single LED is about 3 to 4V, the forward voltage V F is known to be substantially constant with respect to the input-side voltage fluctuation of. In LED4 in this embodiment, the forward voltage V F is using of about 3V.
On the other hand, the cooling means driving unit 6 requires a DC voltage of about 6 V as a DC power source for driving the fan motor 7.

上述のように、冷却手段駆動部6は、LED41とLED42との直列回路5から分岐されて接続されているので、冷却手段駆動部6には2個のLED42の順方向電圧Vの和、つまり、6V程度の安定した直流電圧が供給されることとなる。したがって、特別に別個に電源を設けることなく、LED4の順方向電圧Vを利用して安定した直流電圧を冷却手段駆動部6に供給できる。 As described above, the cooling unit drive unit 6, because it is connected is branched from the series circuit 5 of the LED41 and the LEDs 42, 2 pieces of the sum of the forward voltage V F of the LEDs 42 to the cooling means driving section 6, That is, a stable DC voltage of about 6V is supplied. Therefore, specially separately without providing the power, the stable DC voltage using the forward voltage V F of the LED4 can be supplied to the cooling means driving unit 6.

以上のように構成されたLED点灯装置1の動作を説明する。電源を投入すると、直流電源2から直流出力が点灯回路3に供給され、LED4が一斉に点灯する。ファンモータ7は、LED4の一定以上の温度上昇を温度検出手段8が検出した場合に、冷却手段駆動部6の出力によって駆動されるようになっている。したがって、LED4の温度が一定以上に上昇すると、ファンモータ7が駆動し、その送風によってLED4は冷却され温度上昇が抑制される。   Operation | movement of the LED lighting device 1 comprised as mentioned above is demonstrated. When the power is turned on, a direct current output is supplied from the direct current power source 2 to the lighting circuit 3, and the LEDs 4 are turned on all at once. The fan motor 7 is driven by the output of the cooling means driving unit 6 when the temperature detecting means 8 detects a temperature rise of the LED 4 above a certain level. Therefore, when the temperature of the LED 4 rises above a certain level, the fan motor 7 is driven, and the LED 4 is cooled by the air blowing, and the temperature rise is suppressed.

また、2個のLED42の両端間には、それぞれの順方向電圧Vによって6V程度の安定した直流電圧が発生しており、この直流電圧が冷却手段駆動部6の両端に供給される。したがって、ファンモータ7は、安定して駆動されるようになる。 Further, between the two LED42 ends of a stable DC voltage of about 6V by each of the forward voltage V F has occurred, the DC voltage is supplied to both ends of the cooling means driving unit 6. Therefore, the fan motor 7 is driven stably.

なお、上記構成では、LED4は、チップ・オン・ボード方式で実装されたLED41と、表面実装方式で実装されたLED42とで構成したものについて説明したが、チップ・オン・ボード方式で実装されたLED41のみで構成してもよい。この場合は、上述と同様に、所定の直流電圧が確保できるように、LED41の直列回路から分岐して冷却手段駆動部6を接続するようにすればよい。また、冷却手段駆動部6を接続する直列回路5の分岐箇所は、冷却手段駆動部6が必要とする電圧に応じて適宜選定すればよい。
次に、上記LED点灯装置1を組み込んだ電球形LEDランプ10について図2乃至図4を参照して説明する。
In the above configuration, the LED 4 is described as being configured by the LED 41 mounted by the chip-on-board method and the LED 42 mounted by the surface-mount method. However, the LED 4 is mounted by the chip-on-board method. You may comprise only LED41. In this case, similarly to the above, the cooling means driving unit 6 may be connected by branching from the series circuit of the LEDs 41 so that a predetermined DC voltage can be secured. Further, the branch point of the series circuit 5 to which the cooling means driving unit 6 is connected may be appropriately selected according to the voltage required by the cooling means driving unit 6.
Next, a bulb-type LED lamp 10 incorporating the LED lighting device 1 will be described with reference to FIGS.

図2及び図3に示すように、LEDランプ10は、略円筒状の本体ケース11、この本体ケース11内に配設された光源部12、冷却手段を構成するファンモータ7及び点灯装置1、本体ケース11の一端側に接続されたカバー部材13、カバー部材13に取付けられた口金14及び光源部12を覆って本体ケース11に取付けられたグローブ15を備えて構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the LED lamp 10 includes a substantially cylindrical main body case 11, a light source unit 12 disposed in the main body case 11, a fan motor 7 constituting the cooling means, and the lighting device 1. The cover member 13 is connected to one end of the main body case 11, the base 14 is attached to the cover member 13, and the globe 15 is attached to the main body case 11 so as to cover the light source unit 12.

本体ケース11は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円筒状をなし、一端側には、複数の吸気口11a、他端側には、複数の排気口11bが形成されている。これら吸気口11a及び排気口11bは、本体ケース11内外を貫通し、縦長の楕円形状をなし、周方向に略等間隔に離間して形成されている。なお、吸気口11a及び排気口11bの形成位置は、互いにずれた位置に形成されていて吸気口11aから排気口11bに至るまでの外気の流れを拡散できるようになっている。 The main body case 11 is made of, for example, a metal material such as aluminum having good thermal conductivity, and has a substantially cylindrical shape that is gradually expanded in diameter from one end side toward the other end side. A plurality of exhaust ports 11b are formed on the other end side of the port 11a. The intake port 11a and the exhaust port 11b pass through the inside and outside of the main body case 11, have a vertically long elliptical shape, and are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction. The formation positions of the intake port 11a and the exhaust port 11b are shifted from each other so that the flow of outside air from the intake port 11a to the exhaust port 11b can be diffused.

本体ケース11の他端側には、外周側から内周側へ向かう複数の取付けリブ11cが形成されており、この取付けリブ11cに円形板状のアルミニウム等の金属材料からなる放熱板16が載置され取付けられている。
光源部12は、基板17と、この基板17に実装された複数のLED4(LED41、42)と、枠部材12aと、封止部材12bとを備えている。
A plurality of mounting ribs 11c are formed on the other end side of the main body case 11 from the outer peripheral side to the inner peripheral side, and a heat radiating plate 16 made of a metal material such as a circular plate-like aluminum is mounted on the mounting rib 11c. Is installed and installed.
The light source unit 12 includes a substrate 17, a plurality of LEDs 4 (LEDs 41 and 42) mounted on the substrate 17, a frame member 12a, and a sealing member 12b.

基板17は、略円形状に形成されて前記放熱板16に密着するように取付けられている。基板17には、各LED4の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましい。本実施形態では、このような基板17として、アルミニウム製のべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を採用している。なお、ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。   The substrate 17 is formed in a substantially circular shape and is attached so as to be in close contact with the heat radiating plate 16. In order to improve the heat dissipation of each LED 4, it is preferable to apply a metal material having good heat conductivity such as aluminum and excellent heat dissipation to the substrate 17 as the base plate. In the present embodiment, a metal base substrate in which an insulating layer is laminated on one surface of an aluminum base plate is used as such a substrate 17. When the base plate is made of an insulating material, a ceramic material or a synthetic resin material having relatively good heat dissipation characteristics and excellent durability can be used.

基板17の絶縁層の上には、チップ・オン・ボード方式で複数のLED41が実装されている。複数のLED41は、LEDのベアチップからなる。LEDのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このLEDのベアチップは、シリコーン樹脂系の接着剤を用いて、基板17上に接着されている。これら複数のLED41は、マトリクス状に並べられて複数の列、例えば、6列を形成している。   A plurality of LEDs 41 are mounted on the insulating layer of the substrate 17 by a chip-on-board method. The plurality of LEDs 41 are LED bare chips. For example, an LED bare chip that emits blue light in order to cause white light to be emitted from the light emitting unit is used. This LED bare chip is bonded onto the substrate 17 using a silicone resin adhesive. The plurality of LEDs 41 are arranged in a matrix to form a plurality of columns, for example, six columns.

LEDのベアチップは、例えば、InGaN系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、n型窒化物半導体層と、InGaN発光層と、p型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、p型窒化物半導体層上にp型電極パッドで形成されたプラス側電極と、n型窒化物半導体層上にn型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。これら、電極は、ボンディングワイヤにより電気的に接続されている。ボンディングワイヤは、金(Au)の細線からなっており、実装強度の向上とLEDのベアチップの損傷低減のため金(Au)を主成分とするバンプを介して接続されている。   An LED bare chip is, for example, an InGaN-based element, in which a light-emitting layer is stacked on a light-transmitting sapphire element substrate, and the light-emitting layer includes an n-type nitride semiconductor layer, an InGaN light-emitting layer, and a p-type nitride layer. A physical semiconductor layer is sequentially stacked. And the electrode for sending an electric current through a light emitting layer was formed with the p-type electrode pad on the p-type nitride semiconductor layer, and the n-type electrode pad on the n-type nitride semiconductor layer. It consists of a negative electrode. These electrodes are electrically connected by bonding wires. The bonding wires are made of fine gold (Au) wires and are connected via bumps mainly composed of gold (Au) in order to improve mounting strength and reduce damage to bare LED chips.

枠部材12aは、例えば、ディスペンサを用いて所定の粘度を有する未硬化のシリコーン樹脂を基板17上に枠状に塗布し、その後に加熱硬化することにより、基板17上に接着されている。この枠部材12aは、四角形状に塗布され、内周面で囲まれた枠部材12aの内側にLED41が配設されている。つまり、LED41の実装領域は、枠部材12aによって囲まれた状態となっている。   The frame member 12a is bonded onto the substrate 17 by, for example, applying uncured silicone resin having a predetermined viscosity on the substrate 17 in a frame shape using a dispenser and then heat-curing it. The frame member 12a is applied in a square shape, and the LEDs 41 are disposed inside the frame member 12a surrounded by the inner peripheral surface. That is, the mounting area of the LED 41 is surrounded by the frame member 12a.

封止部材12bは、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、枠部材12aの内側に充填されて基板17上に設けられていてLED41の実装領域を封止している。   The sealing member 12b is made of a translucent synthetic resin, for example, a transparent silicone resin, is filled on the inner side of the frame member 12a, is provided on the substrate 17, and seals the mounting area of the LED 41.

封止部材12bは、蛍光体を適量含有している。蛍光体は、LED41が発する光で励起されて、LED41が発する光の色とは異なる色の光を放射する。LED41が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。封止部材12bは、未硬化の状態で枠部材12aの内側に所定量注入された後に加熱硬化させて設けられている。そのため、封止部材12a封止面積は枠部材12bで規定されている。 The sealing member 12b contains an appropriate amount of phosphor. The phosphor is excited by the light emitted from the LED 41 and emits light of a color different from the color of the light emitted from the LED 41. In the present embodiment in which the LED 41 emits blue light, a yellow phosphor that emits yellow light that is complementary to the blue light is used as the phosphor so that white light can be emitted. Yes. The sealing member 12b is provided by being heat-cured after being injected into the frame member 12a in a predetermined amount in an uncured state. Therefore, the sealing area of the sealing member 12a is defined by the frame member 12b.

LED42は、図4に示すように、表面実装方式で前記LED41の実装領域の周辺、すなわち、両側に半田付けして実装されている。LED42は、表面実装型であり、LEDのベアチップがパッケージングされており、概略的にはセラミックスで形成された本体と、この本体に実装されたLEDのベアチップと、このLEDのベアチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。また、本体からはLEDのベアチップに接続された一対のリード端子が水平方向に突出している。 なお、基板17上には、LED41の実装領域の周辺に位置して温度検出手段8が配設されている。 As shown in FIG. 4, the LEDs 42 are mounted by soldering on the periphery of the mounting area of the LEDs 41, that is, on both sides by a surface mounting method. The LED 42 is a surface-mount type, and a bare chip of the LED is packaged. The body is roughly formed of ceramics, the bare chip of the LED mounted on the body, and the bare chip of the LED is sealed. It is comprised from the translucent resin for molds, such as an epoxy-type resin and a silicone resin. Further, a pair of lead terminals connected to the bare chip of the LED protrude from the main body in the horizontal direction. On the substrate 17, the temperature detection means 8 is disposed around the mounting area of the LED 41.

冷却手段は、ファンモータ7と、このファンモータ7に取付けられたファン71とを備えている。ファンモータ7は、アキシャルギャップタイプのブラシレスDCモータであり、放熱板16の裏面側に取付けられている。ファンモータ7は、ステータ72に取付けられたコイル7aと、このコイル7aと対向するように永久磁石7bが取付けられたロータ73とから構成されており、ロータ73の中心部には回転軸7cが固着されている。この回転軸7cは、その一端側が、ステータ72側から軸方向に突出する軸受部に回転可能に支持されており、他端側には、ファン71が取付けられている。このファン71は、軸流ファンであり、ファン71が回転されることにより、外気が強制的に本体ケース11の吸気口11aから流入し、排気口11bから流出されるようになっている。 The cooling means includes a fan motor 7 and a fan 71 attached to the fan motor 7. The fan motor 7 is an axial gap type brushless DC motor, and is attached to the back side of the heat sink 16. The fan motor 7 includes a coil 7a attached to the stator 72 and a rotor 73 to which a permanent magnet 7b is attached so as to face the coil 7a. A rotating shaft 7c is provided at the center of the rotor 73. It is fixed. One end side of the rotating shaft 7c is rotatably supported by a bearing portion protruding in the axial direction from the stator 72 side, and a fan 71 is attached to the other end side. The fan 71 is an axial fan, and when the fan 71 is rotated, outside air is forced to flow in from the intake port 11a of the main body case 11 and out of the exhaust port 11b.

カバー部材13は、例えば、PBT樹脂等の絶縁性を有する材料により、2段の略円筒状に形成されている。したがって、カバー部材13が本体ケース11と口金14との間に介在することにより、本体ケース11と口金14との絶縁性が確保できるようになっている。   The cover member 13 is formed in a two-stage substantially cylindrical shape with an insulating material such as PBT resin. Therefore, when the cover member 13 is interposed between the main body case 11 and the base 14, insulation between the main body case 11 and the base 14 can be secured.

口金14は、E型のものであり、点灯装置1と配線により電気的に接続されており、図示しない照明器具のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備えた筒状のシェル14aと、このシェル14aの頂部に絶縁部を介して設けられたアイレット14bとを備えている。   The base 14 is of an E type, is electrically connected to the lighting device 1 by wiring, and has a cylindrical shell 14a with a screw thread that is screwed into a lamp socket of a lighting fixture (not shown), and the shell 14a. And an eyelet 14b provided via an insulating part.

また、前記本体ケース11、カバー部材13及び口金14で形成される収容空間内には、点灯装置1を構成する直流電源2や冷却手段駆動部6の電子部品が搭載された図示しない回路基板が配設されている。
グローブ15は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により球面状に形成されており、本体ケース11の他端側と連続する形状となっている。
In the housing space formed by the main body case 11, the cover member 13, and the base 14, there is a circuit board (not shown) on which the DC power source 2 constituting the lighting device 1 and the electronic components of the cooling means driving unit 6 are mounted. It is arranged.
The globe 15 is formed in a spherical shape from light-diffusing glass or synthetic resin, and has a shape that is continuous with the other end side of the main body case 11.

このように構成された電球形LEDランプ10が点灯装置1により通電されると、LED41及びLED42が一斉に点灯されて光源部12は白色の光を出射する面状光源として機能する。この光は、グローブ15を透過して外部に放射される。この場合、冷却手段駆動部6が直列回路5から分岐され、LED42の両端に接続されているので、この直列回路5を流れる順電流Iが分流され、LED42に流れる電流が減少することとなる。 When the bulb-type LED lamp 10 configured as described above is energized by the lighting device 1, the LEDs 41 and the LEDs 42 are turned on all at once, and the light source unit 12 functions as a planar light source that emits white light. This light is emitted to the outside through the globe 15. In this case, the cooling means driving unit 6 is branched from the series circuit 5, since it is connected to both ends of the LEDs 42, the forward current I F flowing through the series circuit 5 is shunted, so that the current flowing through the LEDs 42 is reduced .

したがって、LED42の輝度が若干低下することとなるが、このLED42は、LED41の実装領域の周辺に配設されているので、輝度の低下が目立つことなく、違和感が生じるのを軽減することができる。また、LED42は、表面実装方式で実装されるので、チップ・オン・ボード方式で実装されるLED41よりも配置の自由度が高く、所望の位置に配設することが可能となる。さらに、冷却手段駆動部6の分岐接続も行いやすい利点を有する。 Therefore, although the brightness of the LED 42 is slightly lowered, since the LED 42 is disposed around the mounting area of the LED 41, it is possible to reduce the occurrence of a sense of incongruity without causing a noticeable drop in brightness. . Further, since the LEDs 42 are mounted by the surface mounting method, the degree of freedom of arrangement is higher than that of the LEDs 41 mounted by the chip-on-board method, and can be disposed at a desired position. Furthermore, there is an advantage that the cooling means driving unit 6 can be easily branched.

LED41及びLED42の点灯中に発生する熱は、主として基板17の裏面側から放熱板16、取付けリブ11cを伝導し本体ケース11に伝わる。このとき、基板17上の温度検出手段8が一定以上の温度上昇を検出すると、冷却手段駆動部6から電力がファンモータ7へ供給され、ファンモータ7が駆動し、ファン71が回転駆動する。その結果、外気が本体ケース11の吸気口11aから流入し、放熱板16の裏面側に作用し、また、本体ケース11の内部に作用して排気口11bから流出する。
したがって、LED41及びLED42から発生する熱は、強制的に冷却され放熱されてLED41及びLED42の温度上昇を効果的に抑制できる。
また、この場合、ファンモータ7には、安定した直流電圧が供給され、駆動の安定化を図ることができる。
The heat generated during the lighting of the LED 41 and the LED 42 is conducted mainly from the back surface side of the substrate 17 through the heat radiating plate 16 and the mounting rib 11 c and is transmitted to the main body case 11. At this time, when the temperature detecting means 8 on the substrate 17 detects a temperature rise above a certain level, electric power is supplied from the cooling means driving unit 6 to the fan motor 7, the fan motor 7 is driven, and the fan 71 is rotationally driven. As a result, outside air flows from the intake port 11a of the main body case 11 and acts on the back side of the heat radiating plate 16, and also acts on the inside of the main body case 11 and flows out from the exhaust port 11b.
Therefore, the heat generated from the LED 41 and the LED 42 is forcibly cooled and radiated to effectively suppress the temperature rise of the LED 41 and the LED 42.
In this case, the fan motor 7 is supplied with a stable DC voltage, so that the drive can be stabilized.

以上のように本実施形態によれば、LED41及びLED42の温度上昇を効果的に抑制できる。また、冷却手段駆動部6には、特別に電源を設けることなく、安定した電圧を確保できる。さらに、輝度が低下するLED42は、表面実装方式で実装されるので、配置の自由度が高く、所望の位置に配設することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, the temperature rise of the LED 41 and the LED 42 can be effectively suppressed. Further, a stable voltage can be secured in the cooling means driving unit 6 without providing a special power source. Furthermore, since the LED 42 whose luminance is lowered is mounted by the surface mounting method, the degree of freedom of arrangement is high, and it can be arranged at a desired position.

次に、本発明の第2の実施形態に係るLED点灯装置及び照明装置について図5及び図6を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明を省略する。   Next, an LED lighting device and a lighting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、図5に示すように、前記直列回路5を構成するLEDを表面実装方式で実装されたLED42で構成したものである。したがって、この直列回路5の所望の接続点から分岐して冷却手段駆動部6が接続される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the LEDs constituting the series circuit 5 are constituted by LEDs 42 mounted by a surface mounting method. Accordingly, the cooling means driving unit 6 is connected to branch from a desired connection point of the series circuit 5.

図6に示すように、複数のLED42は、基板17上に略放射状に配設されている。第1の実施形態と同様に、直列回路5を流れる順電流Iが分流され、冷却手段駆動部6の両端に接続されるLED42に流れる電流が減少し輝度が低下することとなるが、この場合、当該LED42を中央部Aに配置したり、あるいは周辺部Bに配置したりすることにより、違和感を軽減することができる。 As shown in FIG. 6, the plurality of LEDs 42 are disposed substantially radially on the substrate 17. Like the first embodiment, the forward current I F flowing through the series circuit 5 is shunted, the current flowing to LED42 connected to both ends of the cooling means driving section 6 is reduced brightness becomes possible to decrease the In this case, the discomfort can be reduced by arranging the LED 42 in the central part A or in the peripheral part B.

本実施形態においては、中央部Aに配置した場合、そもそも中央部Aの輝度が相対的に大きいことから、冷却手段駆動部6が両端に接続される一部のLEDの輝度が低下しても、全体の輝度、配光に与える影響を小さくできる。   In the present embodiment, when arranged in the central portion A, since the luminance of the central portion A is relatively large in the first place, even if the luminance of some of the LEDs connected to both ends of the cooling means driving unit 6 decreases. The influence on the overall brightness and light distribution can be reduced.

以上のよう本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、LED42の温度上昇を効果的に抑制でき、また、冷却手段駆動部6には、特別に電源を設けることなく、安定した電圧を確保できる。さらに、輝度が低下するLED42による違和感を軽減することができる。   As described above, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the temperature rise of the LED 42 can be effectively suppressed, and the cooling means driving unit 6 is stably provided without providing a power source. Voltage can be secured. Furthermore, the uncomfortable feeling caused by the LED 42 whose luminance is reduced can be reduced.

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、直流電源としては、商用交流電源を受けて直流電源を生成する場合やバッテリを適用する場合が含まれる。   The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the DC power source includes a case where a commercial AC power source is received to generate a DC power source and a case where a battery is applied.

ファンモータは、温度検出手段の検出結果に基づいて回転速度を変更するものであってもよい。さらには、温度検出手段を設けない場合は、LEDへの通電時、常時、ファンモータを駆動するように構成される。
冷却手段としては、ファンに限らず、例えば、ペルテイエ素子等の半導体素子を用いてもよい。
また、照明装置としては、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等に適用可能である。
The fan motor may change the rotation speed based on the detection result of the temperature detection means. Furthermore, when the temperature detection means is not provided, the fan motor is always driven when the LED is energized.
The cooling means is not limited to a fan, and for example, a semiconductor element such as a Peltier element may be used.
In addition, the lighting device can be applied to a light source, a lighting fixture used indoors or outdoors, a display device, and the like.

1・・・LED点灯装置、2・・・直流電源、4、41、42・・・LED、
5・・・直列回路、6・・・冷却手段駆動部、7・・・ファンモータ
10・・・照明装置(電球形LEDランプ)、17・・・基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... LED lighting device, 2 ... DC power supply, 4, 41, 42 ... LED,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Series circuit, 6 ... Cooling means drive part, 7 ... Fan motor 10 ... Illuminating device (bulb-shaped LED lamp), 17 ... Substrate

Claims (3)

直流電源と;
この直流電源の出力端子間に接続され、複数のLEDが接続された直列回路と;
この直列回路から分岐されて、少なくとも一つ以上のLED間に接続された、LEDが発生する熱を冷却する冷却手段駆動部と;
を具備することを特徴とするLED点灯装置。
DC power supply;
A series circuit connected between the output terminals of the DC power source and connected to a plurality of LEDs;
A cooling means driving part that is branched from the series circuit and connected between at least one LED and cools heat generated by the LED;
LED lighting device characterized by comprising.
前記複数のLEDは基板に実装されており、これら複数のLEDは、LEDのベアチップが基板に直接実装されたLEDと、LEDのベアチップがパッケージングされて表面実装されたLEDとからなり、前記冷却手段駆動部は、前記LEDのベアチップがパッケージングされて表面実装されたLEDの少なくとも一つのLEDの両端に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のLED点灯装置。   The plurality of LEDs are mounted on a substrate, and the plurality of LEDs include an LED in which an LED bare chip is directly mounted on the substrate and an LED in which the LED bare chip is packaged and surface-mounted, and the cooling 2. The LED lighting device according to claim 1, wherein the means driving unit is connected to both ends of at least one LED of the surface-mounted LED in which the bare chip of the LED is packaged. 3. 装置本体と;
装置本体に配設された請求項1又は請求項2に記載のLED点灯装置と;
を具備することを特徴とする照明装置。
The device body;
The LED lighting device according to claim 1 or 2, which is disposed in the device main body;
An illumination device comprising:
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