JP2012084507A

JP2012084507A - 電流制限回路、ｌｅｄモジュールおよびｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2012084507A
Application number: JP2011160260A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Otake; 寛和大武
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2010-09-18
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-04-26
Also published as: CN102412570A; EP2432297A2; US20120068606A1

Abstract

【課題】
異常時に負荷電流の値が所定範囲内になるように電流制限を行うことで上述の問題を解決したLED用の電流制限回路、この電流制限回路を備えたLEDモジュールおよびLED照明装置を提供する。
【解決手段】
電流制限回路CLは、出力コンデンサC1が並列接続した直流電源DCSの出力端t3、t4に接続される入力端tIと、LEDLSが接続される出力端tOと、入力端が直流電源の出力端に接続し出力端にLEDが接続された状態において、LEDに対して電流上限値が設定された負荷電流を供給するとともに、正常時には電流上限値よりも低い負荷電流をLEDに供給し、異常時には正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流をLEDに供給する電流制限手段CLeとを具備している。
【選択図】図４

Description

本発明は、電流制限回路、LEDモジュールおよびLED照明装置に関する。

LED照明装置は、直流電源とその出力端に接続したLEDとを具備する。直流電源とLEDとの関係においては、両者が一体化していてLEDを容易に取り外せないように構成されているLED照明装置と、両者が容易に分離できるように構成したLED照明装置とがある。後者にあっては、LEDの着脱が安全に行えねばならない。ここで、直流電源とは、その出力端にLEDを接続して点灯させることができる電源回路手段であり、高周波動作を行うスイッチング電源を主体として構成されているものが用いられている。

一方、LED照明装置においては、その直流電源の出力中に含まれる高調波成分をバイパスする目的でその出力端にコンデンサを並列接続するのが一般的である。

出力端にコンデンサを並列接続している直流電源を備えたLED照明装置においては、例えば清掃や交換のために点灯中にLEDを直流電源から取り外した後、再びLEDを装着することがある。この場合、LEDの取り外しおよび装着の前後を通じて直流電源が継続動作していると、LEDを装着した際に上記コンデンサに蓄積している電荷により過渡的な振動が発生して過大電流がLEDに流れて閃光を発したり、LEDが破壊に至ったりしやすくなる。

そこで、LEDの取り外しおよび装着の状態を判定する判定手段を直流電源に配設するとともに、取り外し状態を判定した際には直流電源の出力を停止するといった安全動作を行う安全回路を直流電源に配設することができる。そして、再びLEDの装着を判定した際に、直流電源を再動作させる。これにより上述のLEDに流れて閃光を発したり、LEDが破壊に至ったりしやすいことが回避される。

また、例えば直管形LEDランプのようなLEDモジュールは、直流電源から分離して取引される商品形態である。したがって、この種のLEDモジュールの場合、どのような直流電源に接続されるかが不明であるため、結果として使用する直流電源によってはトラブルが発生することがある。例えば、LEDモジュールを正常時の負荷電流の異なる直流電源に接続して点灯される場合があり得る。また、安全回路を具備していないか、具備していてもその安全動作が使用されるLEDモジュールに対して不適切な仕様になっている場合があり得る。

特開２００７−２３４４１４号公報

LEDとこれを点灯する直流電源との組み合わせが不適切な場合、LEDまたは／および直流電源が異常動作をして、それらが異常発熱したり、破壊に至ったりすることがある。特にLEDモジュールのように適合する直流電源とは別に取引される場合には、問題が起こりやすくなる。

また、直流電源にLED装着有無の判定およびこれに伴う安全動作を行うための回路構成を具備させる場合であっても、その判定および安全動作を行う回路構成が複雑化すると、コストアップを招くので、好ましくない。

さらに、たとえ直流電源が安全回路を具備している場合であっても、LEDを取り外すと直流電源が出力を停止し、装着されると直流電源が再動作するので、外部振動などで取り外しおよび装着が頻繁に繰り返えされた場合、制御のハンチングが発生したり、スイッチング素子などに電流ストレスが生じたりしやすくなり、LEDおよび／または直流電源の動作が不適切になるという問題がある。

本発明の実施形態は、上述の問題を解決することを目的とするものであり、異常時にLEDの負荷電流が電流上限値以下になるように電流制限を行うことにより、上述の問題を解決した電流制限回路、この電流制限回路を備えたLEDモジュールおよびLED照明装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態によれば、電流制限回路は、入力端、出力端および電流制限手段を具備している。入力端は、直流電源の出力コンデンサが並列接続した出力端に接続する。出力端には、LEDが接続される。電流制限手段は、入力端が直流電源の出力端に接続し、出力端にLEDが接続された状態において、電流上限値が設定された負荷電流を供給するとともに、正常時には電流上限値よりも低い負荷電流をLEDに供給し、異常時には正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流をLEDに供給する。

本発明の実施形態によれば、電流上限値が設定された負荷電流を電流制限回路がLEDに供給するとともに、正常時には電流上限値よりも低い負荷電流をLEDに供給し、異常時には正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流をLEDに供給することにより、LEDまたは／および直流電源が異常動作をしてそれらが異常発熱を継続したり、破壊に至ったりすることのない電流制限回路、この電流制限回路を備えたLEDモジュールおよびLED照明装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係わるブロック回路図である。本発明の第２の実施形態に係わるブロック回路図である。同じくLEDモジュールをソケットとともに示す一部切欠正面図である。本発明の第３の実施形態に係わる回路図である。同じくＬＥＤ装着時の負荷電流立ち上がり特性を示すグラフである。本発明の第４の実施形態に係わる電流制限回路を示す回路図である。同じくＬＥＤ装着時の負荷電流立ち上がり特性を示すグラフである。本発明の第５の実施形態に係わる電流制限回路を示す回路図である。同じくＬＥＤ装着時の負荷電流立ち上がり特性を示すグラフである。本発明の第６の実施形態に係わる回路図である。本発明の第７の実施形態に係わる回路図である。

〔第１の実施形態〕
図１を参照して第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態は、本発明の電流制限回路CLおよびLED照明装置の実施形態を示している。LED照明装置は、直流電源DCS、電流制限回路CLおよびLEDLSを具備している。直流電源DCS、電流制限回路CLおよびLEDLSについて説明する。

（直流電源DCS）
直流電源DCSは、後述する電流制限回路CLを経由してLEDLSに負荷電流を供給することで、LEDLSを付勢して点灯する電源である。そして、電源入力部DCIおよび電源出力部DCOを備えて構成されている。

電源入力部DCIは、電源出力部DCOが要求する直流電力を当該電源出力部DCOにその入力として供給する。この電源入力部DCIは、所要の直流電力を出力すればどのような形態であってもよい。例えば、整流化直流電源および電池電源など既知の各種形態を適宜採用することができる。図１においては、外部の交流電源ACから電源出力部DCOの入力電力を得るために、その入力端t1、t2から入力する交流電力を整流して直流電力に変換する整流化直流電源を主体として構成されている例を示している。

電源出力部DCOは、負荷のLEDLSを付勢して点灯するために、電源入力部DCIが供給する直流電力を所要の直流電力に変換してLEDLSに出力する回路であって、その一対の出力端t3、t4に出力コンデンサC1が並列接続している。したがって、上記出力端t3、t4は、直流電源DCSの出力端を構成している。また、出力端t3、t4は、後述する電流制限回路LCを直列に経由してコネクタ受けCN11、CN12に接続している。上記コネクタ受けCN11、CN12は、そこに後述するＬＥＤLSを取り外し可能すなわち装脱可能に装着するために、ソケットの態様をなしていることが許容される。したがって、上記の態様においては、LEDLSのコネクタCN21、CN22が上記ソケットに装脱される口金の態様をなしていることが許容される。

また、電源出力部DCOは、その出力端間に出力コンデンサC1が並列接続しているが、その余の構成については問わない。例えば、スイッチング電源やその他の既知の直流電源を主体として構成されていることを許容する。

出力コンデンサC1は、電源出力部DCOからLEDLSに供給される負荷電流から高調波成分をバイパスする。したがって、負荷のLEDLSは、上記バイパスによって高調波成分が一部ないし殆ど除去された直流電流で付勢される。

スイッチング電源は、一般に回路効率が高いDC-DCコンバータとして知られているので、本実施形態における好適な直流電源DCSにおける電源出力部DCOの主体的回路手段である。スイッチング電源は、入力電力から所望の出力電力を得る電力変換装置において、電力を変換・調整するためにスイッチング素子を用いた電源装置である。例えば、チョッパ（降圧形、昇圧形および昇降圧形）、フライバックコンバータ、フォワードコンバータおよびスイッチングレギュレータなどのいずれかであることが許容される。

また、電源出力部DCOは、その内部に過電流発生を抑制するための安全回路を配設してもよいし、配設していなくてもよい。安全回路を具備している場合、異常が発生したときに、電流制限回路CLの動作によって過大電流が負荷のLEDLSに流れないようにする保護動作が行われるとともに、直流電源DCSの安全回路が作動する。また、安全回路が配設されていない場合、電流制限回路CLの動作によって保護動作が行われるので、危険状態が回避される。

（LEDLS）
LEDLSは、本実施形態において、直流電源DCSの出力端t3、t4に取り外し可能に接続する。ここで、LEDLSが取り外し可能であるとは、LEDLSが直流電源DCSの出力端t3、t4に着脱できる程度であればよく、具体的な構造は特段限定されない。LEDLSの両端に一対のコネクタCN21、CN22を備えているが、このコネクタCN21、CN22を例えば直管形LEDランプの口金とし、直流電源DCSの出力端t3、ｔ4に配設するコネクタ受けCN11、CN12を上記口金に対応するソケットとして構成することができる。また、LEDLSから絶縁被覆導線が導出されるとともに、その先端に電気コネクタが接続している構成など多様な構成であることが許容される。以上のように構成すれば、LEDLSの上記口金や電気コネクタなどを直流電源DCSの出力端t3、t4に配設されたソケットや電気コネクタ受けなどに装着することにより、LEDLSを直流電源DCSの出力端t3、t4に取り外し可能に接続することができる。

（電流制限回路CL）
電流制限回路CLは、入力端tI、出力端tOおよび電流制限手段CLeを具備している。そして、直流電源DCSの出力端t3、t4とLEDLSとの間に介在する。入力端tIは、直流電源DCSの出力コンデンサC1が並列接続した出力端t3に接続される。出力端tOには、LEDLSが接続される。電流制限手段CLeは、入力端tIが直流電源DCSの出力端t3に接続し、出力端tOにLEDLSが接続された状態において、電流上限値が設定された負荷電流を供給する。また、正常時には電流上限値よりも低い負荷電流をLEDLSに供給し、異常時には正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流をLEDLSに供給する。上記電流上限値は、正常時の負荷電流より高いが、異常時にLEDLSが閃光や破壊に至るような不具合を招くことがない許容される電流レベルに設定される。すなわち、正常時にLEDLSに流れる負荷電流よりは高い電流レベルであるが、なるべく正常時の負荷電流に接近した値である。以上を勘案すれば、電流上限値は、好ましくは正常時の負荷電流より７〜１５％程度高い電流レベルである。

本発明において、異常時とは、LEDLSに異常な過大電流が流れてLEDLSが閃光や破壊に至るような不具合を招く状態になったときであり、その主な例は次のとおりである。すなわち、直流電源DCSの出力端t3、t4間に並列接続している出力コンデンサに蓄積している電荷によって過渡的な振動が発生して過大電流がLEDに流れる状態、負荷であるLEDLSの異常により過大電流が流れる状態およびLEDLSが正常時の負荷電流とは異なる（例えば高い）負荷電流の直流電源に装着されたためにLEDLSに過大電流が流れる状態などである。

また、電流制限回路CLは、直流電源DCSの実質的な出力端すなわち直流電源DCSの出力が実質的に得られる回路上の位置とLEDLSとの間に介在するように接続されている。したがって、電流制限回路CLは、以下の態様をなしていることが許容される。
（１）電流制限回路CLは、直流電源DCSの側に配設されていて、見かけ上直流電源DCSの一部をなしている。なお、図１に示す実施形態は、本態様の例であり、電流制限回路CLは、その入力端tIが直流電源DCSの出力端t3に接続し、コネクタ受けCN11が電流制限回路CLの出力端tOに接続している。
（２）電流制限回路CLは、直流電源DCSおよびLEDLSのいずれにも内蔵されないで、これらから独立したユニットを構成している。
（３）電流制限回路CLは、LEDLS側に配設されている。この態様において、電流制限回路CLがLEDLSと一体化されている。例えば、直管形LEDランプの内部に電流制限回路CLが配置されていて、LEDモジュールを構成している。
（４）直流電源DCS、電流制限回路CLおよびLEDLSが一体化されている。例えば、電球形LEDランプのようなモジュールを構成している。なお、電球形LEDランプの場合、このランプをソケット、例えばねじ形ソケットや引っ掛け形ソケットなどに装着すれば、点灯システムが構成される。

次に、第１の実施形態における回路動作を説明する。図１において、直流電源DCSの出力端t3、t4間にLEDLSが装着されている状態で交流電源ACを投入すると、直流入力部DCIが交流電圧を整流し、平滑化して直流出力部DCOの入力端に直流電圧を印加する。そして、直流出力部DCOから出力した負荷電流が負荷のLEDLSに流れるので、LEDLSは付勢されて点灯する。この状態は正常時であり、電流制限回路CLは作動しない。

これに対して、LEDLSを点灯中に直流電源DCSの出力端から取り外した場合、直流電源DCSは無負荷運転となるが、動作を継続する。そして、次に再びLEDLSを直流電源DCSの出力端t3、t4に装着した場合、直流電源DCSの出力側に接続されている出力コンデンサC1に蓄積している電荷が過渡的な振動を生じて急速にLEDLS側に突入電流が流れる。しかし、このとき、電流制限回路CLが作用してLEDLSに流入する突入電流を正常時の負荷電流よりは高いが電流制限値を超えない値に制限する。しかし、負荷電流は、停止することなく流れ続ける。その結果、LEDLSが閃光を発したり、破壊に至ったりするような不具合が発生するのを回避して点灯させることができる。そして、過渡的な振動が収まると、電流制限回路CLの上記作用が停止して正常な点灯に戻る。

また、LEDLSから見て正常時の負荷電流が大きい直流電源DCSにLEDLSを装着して点灯するような異常時の態様においては、LEDLSを直流電源DCSに接続している間、過大電流が流れるので、本発明の実施形態によらない場合には、LEDLSが閃光を発したり、破壊に至ったりするような不具合が発生しやすくなる。これに対して、本実施形態においては、電流制限回路CLを具備しているので、正常時の負荷電流よりは高いが、電流上限値以下の負荷電流が流れ続けるので、上記のような不具合に発展するようなことはない。

さらに、直流電源DCSが安全回路（図示しない。）を具備している場合について説明する。この場合、異常時には電流制限回路CLが作用するので、正常時の負荷電流より高いものの、電流上限値以下の負荷電流が流れる。しかし、直流電源DCSの出力電圧が上昇して内蔵する安全回路が動作し、直流電源DCSがその出力を停止するか、または出力を低減（調光点灯）する安全動作を行うので、安全が図られる。なお、安全動作で出力を停止するか、出力を低減するかについて予め設定することができる。以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態によれば、直流電源DCSが安全回路を備えていない場合であっても、過大電流に対して保護されるが、安全回路を具備している態様においては、安全動作が加わるので、より一層安全を図ることができる。

以下、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、各実施形態を示す図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。

〔第２の実施形態〕
図２および図３を参照して第２の実施形態を説明する。図２および図３は、本発明の電流制限回路CL、LEDモジュールMJおよびLED照明装置LEIの実施形態を示している。LEDモジュールMJは、受電端子CN21、CN22、電流制限回路CLおよびLEDLSを具備している。また、LEDモジュールMJは、LEDLSを用いた点灯システムの中で、LEDLSを点灯システムに対して交換可能な構成要素としたものである。具体的には、例えば直管形LEDランプのような形態をなしている。なお、直管形LEDランプの場合、直流電源DCS側に配設したソケットS1、S2に直管形LEDランプを装着して点灯システムを構成する。

図３に示すLEDモジュールMJは、直管形LEDランプに具現化した例を示しているとともに、対応する一対のソケットS1、S2を一緒に示している。すなわち、LEDモジュールMJは、透光性外管バルブOB、一対の口金B1、B2、LEDLSおよび電流制限回路CLを具備していて、周知の直管形蛍光ランプに概ねにおいて類似の外観を呈している。

透光性外管バルブOBは、半透明性の細長いプラスチックス管からなる。

口金B1は、キャップ状の口金体B11および一対の受電端子CN21、CN22を備えていて、透光性外管バルブOBの一端の開口を閉塞している。一対の受電端子CN21、CN22は、受電端子であり、直流電源DCSの出力端t3、t4に接続しているソケットS1の一対の給電端子CN11、CN12に接続することにより、LEDモジュールMJは直流電源DCSに接続する。

口金B2は、キャップ状の口金体B21および接地端子E2を備えていて、透光性外管バルブOBの他端の開口を閉塞している。なお、接地端子E1は、接地接続をしていなくてもよい。

LEDLSは、例えば図３に示すように、直列接続するなど適宜接続された複数のLEDチップを一対の受電端子CN21、CN22間に接続して構成されている。また、透光性外管バルブOBの内部に適宜配列して収納されている。

電流制限回路CLは、第１の実施形態と同様な回路構成であり、LEDLSと直列回路を形成して一対の受電端子CN21、CN22の間に接続している。そして、透光性外管バルブOBの内部において、例えば口金体B21の内部側の位置に配置されている。

ソケットS1は、LEDモジュールMJすなわち直管形LEDランプの口金B1に対応するもので、直流電源DCSを内蔵した照明器具本体（図示を省略している。）に配設されている。また、ソケットS1は、ソケット本体ケースB11、照明器具本体に取り付けられる。一対の給電端子CN11、CN12は、直流電源DCSの出力端t3、t4に接続し、ソケット本体ケースB11内に配置されている。回転子S12は、前面中央に縦溝を有していて、ソケット本体ケースB11内の正面に回転可能に配置されている。

ソケットS2は、口金B2に対応するもので、ソケット本体ケースB21の内部に接地接触子E1を内蔵している。

LED照明装置は、以上説明した直流電源DCS、電流制限回路CLおよびLEDLSを具備して構成されている。そして、LEDLSおよび電流制限回路CLが受電端子とともにLEDモジュールMJを構成している。

そうして、LEDモジュールMJすなわち直管形LEDランプを照明器具本体のソケットS1、S2間に装着するときには、LEDモジュールMJの一対の受電端子CN21、CN22とソケットS1の回転子B12とを図３に示す縦位置に合わせておき、次に図において下方から差し込んでから直管形LEDランプを回転子S12と一緒にソケット本体S11に対して90°回転させる。この装着動作により、直管形LEDランプの一対の受電端子CN21、CN22とソケットS1の給電端子CN11、CN12とがそれぞれ接続する。なお、上述の装着操作に先立ち、他端側の口金B2の接地端子E1をソケットS2に挿入しておく。

また、第２の実施形態においては、電流制限回路CLがLEDモジュールMJの内部に組み込まれているので、正常時の負荷電流がLEDモジュールMJのそれより大きな直流電源DCSにLEDモジュールMJが誤って装着された異常時であっても、負荷電流が電流制限値以下に抑制されるので、LEDモジュールMJを保護することができる。もちろん、直流電源DCSの出力コンデンサC1が並列接続した出力端t3、t4に接続していたLEDモジュールMJが切り離され、再び装着された際に、出力コンデンサC1の電荷による過渡的な振動が発生した異常時には、過大電流が抑制されて、正常時の負荷電流より高く、かつ電流制限値以下の負荷電流がLEDLSに供給されて保護される。

〔第３の実施形態〕
図４および図５を参照して第３の実施形態を説明する。図４は、本発明の電流制限回路CLおよびLED照明装置の第３の実施形態を示している。

LED照明装置の第３の実施形態において、直流電源DCSの電源入力部DCIは、ブリッジ形全波整流回路DBおよびその直流出力端間に接続した平滑用の電解コンデンサC2を備えている。

直流電源DCSの電源出力部DCOは、スイッチング電源SRを主体として構成されている。そして、スイッチング電源SRは、非絶縁降圧形DC-DCコンバータからなる。すなわち、スイッチング素子Q1、インダクタL1および出力コンデンサC1の直列回路からなる第１の回路Aが直流電源DCの出力端に接続する。また、インダクタL1の両端に出力コンデンサC1およびダイオードD1の直列回路が図示極性に接続した閉回路からなる第２の回路Bを形成している。なお、図示を省略しているが、電源出力部DCOは、スイッチング素子Q1に流れる電流を例えばスイッチング素子Q1に直列接続した電流検出器により検出して、スイッチング素子Q1を負帰還制御による定電流制御を行うように制御回路が構成されていてLEDLSを定電流制御により点灯する。

電流制限回路CLの第３の実施形態において、電流制限手段Cleは、定電流回路を用いて構成されている。すなわち、この定電流回路は、一対のトランジスタQ2、Q3および一対の抵抗器R1、R2により構成されている。さらに詳述すれば、トランジスタQ2のコレクタ・エミッタおよび抵抗器R1の直列回路をコンデンサC1およびLEDLSとの間に直列接続している。そして、トランジスタQ2のベースを、抵抗器R２を介してトランジスタQ2のコレクタに接続している。また、トランジスタQ3のコレクタ・エミッタを介して抵抗器R1と出力端t3の間に接続し、かつトランジスタQ3のベースをトランジスタQ2のエミッタに接続してなる。

LED照明装置の第３の実施形態においては、交流電源ACが投入されてスイッチング素子Q1がオンすると、スイッチング電源SRの第１の回路Aに増加電流が流れてインダクタL1に電磁エネルギーが蓄積される。増加電流が所定値に達すると、スイッチング素子Q1がオフする。これと同時にインダクタL1から第２の回路B内に減少電流が流れる。減少電流が０になると、スイッチング素子Q1が再びオンする。以上の動作を繰り返すことにより、出力コンデンサC1の両端に現れた直流電源DCの出力電圧より降圧された電圧が出力してLEDLSに印加される。その結果、LEDLSに定電流制御された電流が電流制限回路CLを経由して流れ、LEDLSは点灯する。

LEDLSを電源出力部DCOの出力端t3、t4から取り外すと、電源出力部DCOは、無負荷状態で動作を継続するので、出力コンデンサC1には電荷が蓄積された状態となる。なお、この状態では電流制限回路CLは動作しない。

次に、動作中の電源出力部DCOの出力端t3、t4にLEDLSを装着すると、出力コンデンサC1の電荷が電流制限回路CLを経由してLEDLSに過渡的に流入する。このとき、電流制限回路CLは、電流上限値以下で定電流動作をするので、図５のPに示すように突入電流のピークが電流制限値でカットされる。このときの電流は、定格負荷電流より高いものの不都合を招かない程度まで低い値の電流制限値の負荷電流I_LED一定に抑えられる。

さらに詳述すれば、トランジスタQ2は、定格負荷電流以下の場合、抵抗器R2を経由してベース電位がコレクタ電位と等しいので、オンしている。コンデンサC1の電荷による突入電流が流れると、抵抗器R1の電圧降下が所定値を超えるので、トランジスタQ3のベース電流が増加してレクタ・エミッタ間が導通する。これにより、トランジスタQ2のベース電位が低下するので、トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間の導通度が低下し、結果として突入電流は所定レベルPに一定化されて定電流となる。

また、電流制限回路CLの第３の実施形態においては、電流制限手段Cleがトランジスタを用いた定電流回路により構成されているので、回路の応答が速くなるから、例えば外部から加わる振動などによってLEDLSの脱着が短い時間間隔で繰り返し発生した場合であっても良好な応答で保護動作を行う。

〔第４の実施形態〕
図６および図７を参照して第４の実施形態を説明する。図６は、本発明の電流制限回路の第４の本実施形態を示している。電流制限回路CLは、その電流制限手段Cleが抵抗器R3およびタイマTMにより構成されている。

抵抗器R3は、直流電源DCSと負荷のLEDLSとの間に直列に接続している。そして、LEDLSを直流電源DCSの出力端に接続した際に、出力コンデンサC1の電荷により生じる突入電流を所望の程度まで低減させる。

タイマTMは、LEDLSを直流電源DCSの出力端に接続すなわち装着して負荷電流が流れ始めてから所定時間後に抵抗器R3を短絡する。このタイマTMは、その構成が特段限定されないが、例えば次のように構成される。すなわち、抵抗器R3を短絡する半導体スイッチQ4と、この半導体スイッチQ4を制御するコンデンサC3および抵抗器R4からなり、半導体スイッチQ4に並列接続し、かつコンデンサC3および抵抗器R4の接続点が半導体スイッチQ4の制御端子に接続した時定数回路とにより構成されている。

第４の実施形態においては、LEDLSを装着した際に、抵抗器R4がLEDLSと直列に挿入されるため、抵抗器R4による強い限流作用が生じるので、図７に示すように突入電流の発生が抑制される。なお、限流特性は、抵抗器R4の抵抗値に応じて変化するので、適当な抵抗値を選択すればよい。そして、突入電流が流れる所定時間の経過後になると、タイマTMが抵抗器R4を短絡する。その結果、正常時の負荷電流I_LEDが流れる。

〔第５の実施形態〕
図８および図９を参照して第５の実施形態を説明する。図８は、本発明の電流制限回路CLの第５の本実施形態を示している。電流制限回路CLは、その電流制限手段Cleが負特性サーミスタNTCにより構成されている。負特性サーミスタNTCは、直流電源DCSとLEDLSとの間に直列に挿入されている。

本実施形態においては、図９に示すような限流特性となる。すなわち、LEDLSが直流電源DCSから取り外されている状態においては、負荷電流が流れないので、負特性サーミスタNTCが冷えていて、電流制限回路CLの抵抗が小さくなっている。このような状態において、LEDLSが直流電源DCSの出力端に接続すると、負特性サーミスタNTCに出力コンデンサC1の電荷による電流が流入する。これにより負特性サーミスタNTCの抵抗値が上昇するので、突入電流が抑制される。

〔第６の実施形態〕
図１０を参照して第６の実施形態を説明する。図１０は、本発明のLED照明装置および電流制限回路CLの第６の実施形態を示している。電流制限回路CLが、電流制限手段Cleに加えて、正常時の負荷電流より高く、かつ電流上限値以下の負荷電流が供給される負荷異常や電流制限回路CL自体の異常などの異常時を検出して安全動作を行う安全回路SCを具備している。

安全回路SCは、正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流が供給される異常時に感応して安全動作を行う手段である。安全動作は、負荷異常や電流制限回路CLの異常時の負荷電流が流れたときに、例えばその際の温度上昇により異常を検出したときに応動してLEDLSを直流電源DCSから開放する。図示の実施形態においては、負荷異常や電流制限回路CLの異常などの異常時を温度で検出している。すなわち、温度ヒューズf_Tを電流制限回路CLの半導体スイッチQ2の温度に応動するように配設し、かつ直流電源DCSとLEDLSとの間を接続する導体に直列接続している。

次に、回路動作を説明する。負荷のLEDLSが異常になるか、または電流制限回路CLの異常などの異常時には、正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流が供給されるので、異常時には電流制限回路CLのトランジスタQ2の温度が正常時のときより上昇する。このとき安全回路SCの温度ヒューズf_TがトランジスタQ2の温度に応動して溶断する。その結果、負荷のLEDLSが直流電源DCSから開放されるので、安全が図られる。なお、安全動作は、直流電源DCSの開放に代えて直流電源DCSの出力を絞り込んでLEDLSを調光点灯させのであってもよい。

また、第６の実施形態は、LEDLSが第２の実施形態におけるのと同様なLEDモジュールMJを構成している場合に特に好適である。すなわち、LEDLSがLEDモジュールMJを構成している場合、LEDモジュールMJと組み合わせて使用される直流電源DCSが特定されないから、LEDモジュールMJの正常時の負荷電流より高い正常時の負荷電流の直流電源DCSに誤接続される不安がある。また、安全回路を備えていない直流電源DCSに接続される可能性もある。しかしながら、このような場合であっても、電流制限回路CLが安全回路SCを具備しているので、異常時を検出したら安全動作を行うことにより、LEDモジュールMJの安全を図ることができる。

〔第７の実施形態〕
図１１を参照して第７の実施形態を説明する。図１１は、本発明のLED照明装置および電流制限回路CLの第７の実施形態を示している。本実施形態は、負荷異常や電流制限回路CLの異常に対する安全回路SCがこれらの異常を電気的に検出して直流電源DCSの動作を制御する。すなわち、負荷異常や電流制限手段CLが異常時になると、電流制限回路CLの電圧が増大して正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流が供給されるので、安全回路SCは、この電圧増大を電気的に検出するように構成されている。

安全回路SCは、ツェナーダイオードZD1、抵抗器R5およびコンデンサC4の直列回路を電流制限回路CLに並列接続するとともに、コンデンサC4に並列にフォトカプラのフォトダイオードPDを接続している。また、フォトカプラのフォトトランジスタPTが直流電源DCSのスイッチング素子Q1の駆動信号発生回路DSGを制御するように接続している。

そうして、負荷異常や電流制限回路CLの異常時に電流制限回路CLの電圧が増大してツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を超えると、フォトカプラのフォトダイオードPDが発光し、フォトトランジスタPTがこれを受光する。フォトトランジスタPTの受光するにより、駆動信号発生回路DSGが制御されてスイッチング電源SRがその出力を停止するか低下する。これにより、LEDLSが消灯するか、調光点灯に移行する。その結果、負荷電流が遮断されるか、低減（調光点灯）して異常時になったときの安全が図られる。

また、第７の実施形態は、第６の実施形態におけると同様にLEDLSがLEDモジュールMJを構成している場合に特に好適である。

A…第１の回路、B…第２の回路、B1、B2…口金、C1…出力コンデンサ、C2…電解コンデンサ、CL…電流制限回路、CLe…電流制限手段、CN11、CN12…コネクタ受け、給電端子、CN21、CN22…コネクタ、受電端子、D1…ダイオード、DB…ブリッジ形全波整流回路、DCI…電源入力部、DCO…電源出力部、DCS…直流電源、L1…インダクタ、LS…LED、MJ…LEDモジュール、OB…透光性外管バルブ、Q1…スイッチング素子、Q2、Q3…トランジスタ、R1、R2…抵抗器、S1、S2…ソケット、SR…スイッチング電源、t1、t2…入力端、t3、t4…出力端、tI…入力端、tO…出力端

〔第２の実施形態〕
図２および図３を参照して第２の実施形態を説明する。図２および図３は、本発明の電流制限回路CL、LEDモジュールMJおよびLED照明装置の実施形態を示している。LEDモジュールMJは、受電端子CN21、CN22、電流制限回路CLおよびLEDLSを具備している。また、LEDモジュールMJは、LEDLSを用いた点灯システムの中で、LEDLSを点灯システムに対して交換可能な構成要素としたものである。具体的には、例えば直管形LEDランプのような形態をなしている。なお、直管形LEDランプの場合、直流電源DCS側に配設したソケットS1、S2に直管形LEDランプを装着して点灯システムを構成する。

Claims

出力コンデンサが並列接続した直流電源の出力端に接続される入力端と；
LEDが接続される出力端と；
入力端が直流電源の出力端に接続し出力端にLEDが接続された状態において、電流上限値が設定された負荷電流をLEDに供給するとともに、正常時には電流上限値よりも低い負荷電流をLEDに供給し、異常時には正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流をLEDに供給する電流制限手段と；
を具備していることを特徴とする電流制限回路。
正常時の負荷電流よりも高く、かつ電流上限値以下の負荷電流が供給される異常時を検出して安全動作を行う安全回路を具備していることを特徴とする請求項１記載の電流制限回路。
出力コンデンサが並列接続した出力端を備えている直流電源と；
入力端が直流電源の出力端に接続する請求項１または２記載の電流制限回路と；
電流制限回路の出力端に取り外し可能に接続するLEDと；
を具備していることを特徴とするLED照明装置。
出力コンデンサが並列接続した直流電源の出力端に接続する受電端子と；
入力端が受電端子に接続した請求項１または２記載の電流制限回路と；
電流制限回路の出力端に接続したLEDと；
を具備していることを特徴とするLEDモジュール。