JP2012138332A - 蛍光灯器具の磁気式及び電子式安定器の電圧を利用して低電力、長寿命で蛍光ランプ形状に相似させた、電源一体形のｌｅｄランプユニット。 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な施設に必要な照明を得る手段として、蛍光灯器具が使用されてきた。
直管形蛍光ランプからＬＥＤランプユニットに交換を可能にする本発明は、ＬＥＤの低消費電力、高照度、高演色及び長寿命の諸特性を活用させた。
利用する器具が不能に至った場合でも、内蔵する回路を選択すことで安定器への供給電源を利用して、装置の活用ができる有利性を備えている。
【解決手段】簡便なランプ交換のみで、省エネルギー並びに機器の長寿命が得られる経済効果は大きく、総合的に環境保全に有効である。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、日常的に使用されている直管型蛍光ランプに優る消費電力の低減と長寿命の特性を持つ発光イオードを利用したＬＥＤランプユニットである。

本装置に用いた回路構成のシステムは見当たらない。

一般的に使用されている蛍光ランプは、消費電力と照度及び寿命等を捉えても、経済的環境保全面に於いても、必ずしも良好とは言えない。ＬＥＤの特性を生かし、その機能を有効に活用する手段として、蛍光形ランプの形状に合致さたＬＥＤランプユニットに交換することで、省力化も含め省エネルギー効果が得られ、環境保全に有利である。

問題を解決するための手段

上記の目的を達成させるため、電子式式及び磁気式器具に併用させ、器具が不能になった場合には、供給電源を利用できる、互換性のある機能が重要となる。

発光ダイオードを点灯させる手段として、電子式式、磁気式安定器の２次側電圧を利用する。発生する電圧は、ランプを固定するソケットに印加される。このため電圧の平滑が必要である。回路の用途は、電子式器具は図２、磁気式器具は図１の回路を使用する。器具が不能に陥った場合は、器具に供給されている電圧を利用して、図１の回路を使用する。

蛍光灯安定器の２次側電圧は、複合尖頭波形に変調されているため、修正が必要となる。

基本回路（図１）は前段に回路保護（１）を行い外部からの高調波、サージを除去（２）する。
尖頭波を含む交流波形を平滑と整流を行い発振防止（３）の処理を行う。
ＬＥＤに印加する電圧を調整（４）し、さらに直流電圧に相似させ電流を制御（５）させる。
最終的にＬＥＤユニット（６）に適合した電圧を供給する。

専用回路（図２）は電子式安定器の電圧を利用する、平滑、整流、発振防止（１）処理後出力電圧制御（２）及び、電流制御を行い、ＬＥＤユニットに（３）に適合電圧を供給する。

修正された電圧はＬＥＤユニットに供給される、ＬＥＤ単体の順電圧及び許容電力許容温度の制限が不可欠であり、放熱用にアルミケース（７）を使用した。

発明の効果

ＬＥＤを発光させるための基本として、単体の順電圧、電流及び許容電力、温度の特性を遵守させなければならない。許容量に余力を持たせるため特性機能の制御が重要となる。このため光度の低下が発生する。これを補う手段として、透明アクリル丸棒レンズ（８）をＬＥＤの発光面に挿入装着させる。結果として、光の増幅と拡散に充分な効果が得られた。
必要照度を得るための光源として、ＬＥＤは不可欠な存在である。蛍光灯を対象にすると特に直管形蛍光ランプは出力に応じて種類も豊富である、これらのランプと交換可能な本発明はエネルギーを管理する上でも効果は大きく、環境保全に役立つものと考える。

基本回路図及び専用回路図である 基本回路図及び専用回路図である 回路構成と用途のブロック図である ＬＥＤランプ立面図及び断面図である ＬＥＤランプ立面図及び断面図である

ソケット部は安定器の２次側電圧が印加されるため、複合された尖頭波が含まれている
さらに侵入サージ、高調波の除去にバリスター、Ｌ−Ｃフィルター素子を使用した。

電圧制御回路の電圧レギュレータと組合せる抵抗、コンデンサーの値を選択することで発熱の抑制が可能となり、ダイオードの寿命の延長が得られる。

さらに、流用する蛍光灯器具に使用されている、安定器の特性との整合を得るために基本回路（図１）、専用回路（図２）を選択し、ＬＥＤに適正な電圧供給を可能にした。

蛍光ランプは出力に応じて総長が異なるため、それに対応するＬＥＤランプの形状もユニット数を調整して、総合的に蛍光ランプの総長と整合させる。

ＬＥＤは長寿命と表記されているが、ＬＥＤ単体の特性であり、これを機能させる電気的な付帯回路を含んだ総合寿命が課題である。本発明は各々の回路を担う素子の許容能力に充分な余裕を持たせるため出力の抑制を図っている。必要な機能を得る手法として特に電圧、電流の抑制に電圧レギュレーター、コイル、定電流ダイオードを組合せた。

図１、図２は本発明の基本回路、専用回路の概容を示すものである。

日常的に、利用されている蛍光灯器具に使用しているランプのみをＬＥＤランプに簡便に交換する事により、環境照度を大幅に改善し、電力消費の著しい低減が可能である。
利用施設は多大であり、総合的な省エネルギー効果と環境保全に大きく寄与できる。

［図１］
（１）回路保護、サージ吸収回路
（２）高調波フィルター回路
（３）平滑、整流、発振防止回路
（４）出力電圧調整、定電圧出力回路
（５）直流電流、電流制御回路
（６）ＬＥＤユニット
［図２］
（１）平滑、整流、発振防止回路
（２）出力電圧制御回路
（３）ＬＥＤユニット
［図４］［図５］
（１）ソケットピン
（２）ソケットカバー
（３）ＬＥＤチップ
（４）ＬＥＤ基板
（５）制御回路
（６）アクリルカバー（上部）
（７）アルミケース（下部）
（８）透明アクリル丸棒

Claims (5)

1. 磁気式及び電子式蛍光灯器具のソケットと、その両端に印加される安定器の出力電圧を利用して、ランプ交換のみでＬＥＤを点灯させる機能を組み込ませた基本回路（図１）と専用回路（図２）とＬＥＤチップで構成された一体形ＬＥＤユニット。
2. 利用する器具に不能が生じた場合、ＬＥＤユニットに内蔵されている回路基板の内から基本回路（図１）を選択し、器具に供給される電源を使用することにより引き続き利用できるシステムを具備した一体形ＬＥＤユニット。
3. 外来サージを吸収（１）させ、高調波をＬ−Ｃフィルター（２）で除去させた後平滑、発振防止（３）処理し、電圧制御（４）及び電流制御（５）を行い適正な電圧供給を行うための回路を構成させた一体形ＬＥＤユニット。
4. 電子式器具に使用する専用回路（図２）において、高周波電圧を平滑、整流した後、発振防止（１）を行い、出力電圧を制御し電流制御（２）により適正な電圧供給を行うための回路を構成させた一体形ＬＥＤユニット。
5. ＬＥＤの出力抑制に伴う照度を補う手段として、発光表面に透明アクリル製の丸棒レンズ（８）を挿入、装着させた一体形ＬＥＤユニット。

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