JP2013168276A - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 この発明に係る照明器具装置は、複数の発光ダイオード素子が直列に配列されたLEDモジュールと、前記発光ダイオード素子を点灯させる照明点灯装置と、前記照明点灯装置と前記LEDモジュールを接続する複数の配線のうち前記LEDモジュールのアノード側を接続する第一配線と、前記照明点灯装置と前記LEDモジュールを接続する前記複数の配線のうち前記LEDモジュールのカソード側を接続する第二配線とを備え、前記第一配線の長さは前記第二配線の長さよりも短くしたものである。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施の形態1のLED照明装置1aについて図1、図2を参照して説明する。
図1は二つの一列型LEDモジュール2a、2bを並列に接続したLED照明装置1aを示す図であり、図2は図1のLED照明装置1aの回路構成を示す図である。
LEDモジュール2a、2bは複数のLED素子2(発光ダイオード素子)が一列に直列に配列されたモジュールである。
LED照明装置1aは、照明点灯装置3の高電位側の端子と一列型LEDモジュール2a、2bのアノード側のそれぞれの接続部との直線距離が照明点灯装置3の低電位側の端子と一列型LEDモジュール2a、2bのカソード側の接続部との直線距離よりも小さくし、LED照明装置1aは照明点灯装置3と一列型LEDモジュール2aを高電位側であるアノード側で接続する第一配線4a、4bの長さを、照明点灯装置3と一列型LEDモジュール2aを低電位側であるカソード側で接続する第二配線5a、5bの長さよりも短くする構造にしている。
つまり、アノード側の第一配線4a、4bをカソード側の第二配線5a、5bより短くすることで、第一配線4a、4bから発生するノイズを大幅に低減することができるので、第二配線5a、5bを長くしたことにより第二配線5a、5bから発生するノイズが増えたとしても、LED照明装置1aから発生するノイズの総量を減らすことができる。また、第一配線4a、4bの長さが短いので、第一配線4a、4bの周囲にある電子機器に与えるノイズの影響を抑制することができる。
さらに、LED照明装置1aがほぼ正方形状である場合には、一列型LEDモジュール2a、2bを対称な位置に配置し易いのでLED照明装置1aの発生する光出力の分布(配光特性)の対称性が良くなるという利点を有する。
なお、スイッチング素子11はnチャネルMOSFETで構成されており、コンデンサ14a、14bは電解コンデンサで構成されている。
コンデンサ14aは、正極が第二ダイオード18aのカソード及び一方の一列型LEDモジュール2aのアノード側と接続され、負極が一方の一列型LEDモジュール2aのカソード側と接続されている。同様に、コンデンサ14bは、正極が第二ダイオード18bのカソード及び他方の一列型LEDモジュール2bのアノード側と接続され、負極が他方の一列型LEDモジュール2bのカソード側と接続されている。
一列型LEDモジュール2aはコンデンサ14aと並列に接続され、一列型LEDモジュール2bはコンデンサ14bと並列に接続されている。
バランサ17a、17bは共通の磁気回路に設けられたものであり、相等しい電流が流れたときに磁気回路の磁束を打ち消すように作用する巻方向の巻き線を含む。このために2つの一列型LEDモジュール2a、2bのそれぞれにほぼ等しい電流を流し、不要な高周波ノイズの発生原因となる漏洩電流を低減することができる。
主力制御回路15はスイッチング素子11のONとOFFを切替える制御を行う。
スイッチング素子11がONの状態ではスイッチング素子11→コイル12→バランサ17aとバランサ17bの順に電流が流れる。そして、バランサ17aからはバランサ17a→第二ダイオード18a→一方の一列型LEDモジュール2a→検出抵抗19の順に電流が流れる。同様に、バランサ17bからはバランサ17b→第二ダイオード18b→他方の一列型LEDモジュール2b→検出抵抗19の順に電流が流れる。
スイッチング素子11がOFFの状態では第一ダイオード13→コイル12→バランサ17aとバランサ17bの順に電流が流れる。そして、バランサ17aからはバランサ17a→第二ダイオード18a→一方の一列型LEDモジュール2a→検出抵抗19の順に電流が流れる。同様に、バランサ17bからはバランサ17b→第二ダイオード18b→他方の一列型LEDモジュール2b→検出抵抗19の順に電流が流れる。
また、検出抵抗19は第一ダイオード13のアノードとコンデンサ14a、14bの負極及び並列に接続されている2つの一列型LEDモジュール2a、2bのカソード側の間に接続されている。出力制御回路15は、検出抵抗19が検出する電流値が所定の値より小さくなると、スイッチング素子11に電流を流す量を多くする制御(具体的には、ON状態の間隔を長くする等)を行い、検出値が所定の値より大きくなると、出力制御回路15はスイッチング素子11に電流を流す量を少なくする制御(具体的には、OFF状態の間隔を長くする等)を行う。つまり、出力制御回路15はスイッチング素子11をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。
以上のように構成された照明点灯装置3は、第一配線4a、4b、第二配線5a、5bを介してLED点灯回路10aから一列型LEDモジュール2a、2bに電流を流すことで一列型LEDモジュール2a、2bを点灯させることができる。
図3は実施の形態1に係る二つの一列型LEDモジュール21a、31aを直列に接続したLED照明装置1bを示す図であり、図4はLED照明装置1bの回路構成を示す図である。
なお、互いに直列に接続されている一列型LEDモジュール21a、31aのうち、一列型LEDモジュール21aが高電位側に,一列型LEDモジュール31aが低電位側に接続されている。
第一配線24に掛かる電圧V1、第二配線25に掛かる電圧V2、第三配線26に掛かる電圧V3を比較すると、V1>V2>V3となる。
一列型LEDモジュール21aは、照明点灯装置3に対して、一列型LEDモジュール31aより近い位置に配置されており、かつ、照明点灯装置3の高電位側の端子と一列型LEDモジュール21aのアノード側の接続部との直線距離が照明点灯装置3の低電位側の端子と一列型LEDモジュール31aのカソード側の接続部との直線距離よりも小さくなるように配置されている。さらに、一列型LEDモジュール21aと一列型LEDモジュール31aはアノード側の接続部とカソード側の接続部が反転するように長手方向において並列に配置されている。つまり、一列型LEDモジュール21aのアノード側の接続部と一列型LEDモジュール31aのカソード側の接続部との直線距離と、一列型LEDモジュール21aのカソード側の接続部と一列型LEDモジュール31aのアノード側の接続部との直線距離とが、ほぼ等しくなっている。
図4に記載のLED点灯装置10bは接続する一列型LEDモジュール21a、31aは直列に接続されているため、図2に記載したバランサ17a、17b及び第二ダイオード18a、18bを備えていない。
そして、互いに直列に接続されている一列型LEDモジュール21a、31aに対して一つのコンデンサ14cが並列に接続されている。
照明点灯装置3の高電位側の接続部と一列型LEDモジュール22a、22bのアノード側を接続する第一配線24a、24bと、照明点灯装置3の低電位側の接続部と一列型LEDモジュール32a、32bのカソード側を接続する第二配線25a、25bと、一列型LEDモジュール22a、22bのカソード側と一列型LEDモジュール32a、32bのアノード側を接続する第三配線26a、26bを備えている。
この構成を採用することでLED照明装置1dは、一列型LEDモジュール2aが二つの場合と比べて、より明るさを得ることができる。
LED照明装置1eの照明点灯装置3は略直方体形状をしており、長手方向の一端に交流電源6と接続される端子が設けられており、長手方向の他端に一列型LEDモジュール22a、22bのアノード側と接続される端子及び一列型LEDモジュール32a、32bのカソード側と接続される端子が設けられている。
4つの一列型LEDモジュール22a、22b、32a、32bは四角形型に配置されており、照明点灯装置3の長手方向が四角形型に配置された一列型LEDモジュール22a、22b、32a、32bの対角線と略一致する或いは並行になるように配置されている。
4つの一列型LEDモジュール22a、22b、32a、32bが形成する四角形の一角の近傍に照明点灯装置3の高電位側の出力端子が配置されており、この一角の近傍にアノード側の接続部の配置するように一列型LEDモジュール22a、22bが設けられている。そして、照明点灯装置3の高電位側の出力端子が配置されている対角に照明点灯装置3の低電位側の出力端子が配置されており、この低電位側の出力端子が配置されている角の近傍にカソード側の出力端子が位置するように一列型LEDモジュール32a、32bが設けられている。
また、第二配線25a、25bは長くなるが、第一配線24a、24bを短くすることができるので、発生するノイズを総合的に低減することができる。
尚、照明点灯装置3の低電位側の出力端子を高電位側の出力端子とは反対側の端に配置すれば、第二配線25a、25bの長さも短くすることができるので、ノイズをさらに減らすことができる。
したがって、二列型LEDモジュール40a、40bのカソード側の接続部もアノード側の接続部と同様に照明点灯装置3の低電位側の出力端子に近づけて配置することができるので、第二配線35a、35bを一列型LEDモジュール2a、2bに用いる第二配線5a、5bの長さよりも短くすることができるため、カソード側のわずかに生じる高周波ノイズによる電気機器等への不具合を解消することができる。
また、LED照明装置1fは二列型LEDモジュール40a、40bを用いることで一列型LEDモジュール2a、2bを用いるよりも、より明るさを得ることが可能である。
また、二列型LEDモジュール40a、40bのアノード側の端子をカソード側の端子より照明点灯装置3の出力端子に近い位置にくるように二列型LEDモジュール40a、40bを配置しているので、第一配線34a、34bの長さを第二配線35a、35bの長さより短くすることができ、第一配線34a、34bから生じるノイズを低減することができる。
本発明の実施の形態2について図12を参照して説明する。
図12に示すように、実施の形態2の照明点灯装置3cは、実施の形態1に係る照明点灯装置3aのコイル12を二つに分割して配置したものである。
図12に係る照明点灯装置3cは、実施の形態1の図2に係る照明点灯装置3のコイル12を二つに分割して、コイル12a、12bとし、それぞれ並列に接続された一列型LEDモジュール2a、2bに電流を供給する配置をしている。さらに、実施の形態1の図2に係る第一ダイオード13に相当するものとして図12では第一ダイオード13a、13bを備える。この構成においてはコイル12a、12bは並列に接続されたそれぞれの一列型LEDモジュール2a、2bに電力を供給するのでコイル12a、12bのそれぞれが負担する電力は小さくなるため小形なものを使用できる。したがって、コイル12a、12bから発生する高周波ノイズを低減することができる。
なお、2つのLEDモジュール2a、2bの電流値に差異が生じようとしてもコイル12a、12bに流入する電流を相等しくしようとするバランサ17a、17bの作用によりLEDモジュール2a、2bの相互の電流をほぼ等しくすることができる。
本発明の実施の形態3について図13を参照して説明する。
図13に示すように、実施の形態3に係る照明点灯装置3は、実施の形態1に係る照明点灯装置3のバランサ17a、17bをLEDモジュール2a、2bよりも低電位側に配置したものである。
図13の回路構成は、バランサ17a、17bを2つのLEDモジュール2a、2bよりも低電位側に配置しており、さらに、このバランサ17a、17bの配置の変更に伴い第二ダイオード18a、18bの極性は実施の形態1と同じであるが接続位置を変更している。このようにバランサ17a、17bをより低電位側に配置することで高周波ノイズの発生を低減することができる。
このようにコンデンサ14aとLEDモジュール2aが形成する並列回路に対して直列にコイル12aを接続すればよい。同様に、コンデンサ14bとLEDモジュール2bが形成する並列回路に対して直列にコイル12bを接続すればよい。
さらに、実施の形態2と同様にコイル12をコイル12a、12bに分割して設けることにより、コイル12a、12bのそれぞれが負担する電力は小さくなるため、コイル12a、12bを小形化することができる。
2 LED素子、
2a・2b・20・21a・31a・22a・22b・32a・32b 一列型LEDモジュール、
40・40a・40b・41a・42a・42b・51a・52a・52b 二列型LEDモジュール、
3・3a・3b・3c 照明点灯装置、
4・4a・4b・24・24a・24b・34a・34b 第一配線、
5・5a・5b・25・25a・25b・35a・35b 第二配線、
26・26a・26b 第三配線
6 交流電源、
7 直流電源回路、
8 全波整流回路、
9 出力コンデンサ、
10a・10b・10c LED点灯回路、
11 スイッチング素子、
12・12a・12b コイル、
13・13a・13b 第一ダイオード、
14a・14b・14c コンデンサ、
15 出力制御回路、
17a・17b バランサ、
18a・18b 第二ダイオード、
19 検出抵抗、
Claims (3)
- 複数の発光ダイオード素子が直列に配列されたLEDモジュールと、
前記発光ダイオード素子を点灯させる照明点灯装置と、
前記照明点灯装置と前記LEDモジュールを接続する複数の配線のうち前記LEDモジュールのアノード側を接続する第一配線と、
前記照明点灯装置と前記LEDモジュールを接続する前記複数の配線のうち前記LEDモジュールのカソード側を接続する第二配線とを備え、
前記第一配線の長さは前記第二配線の長さよりも短いことを特徴とするLED照明装置。 - 前記照明点灯装置は、
前記LEDモジュールを並列に複数備えた場合に、前記LEDモジュールそれぞれに電力を供給する複数のコイルを備えたことを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。 - 前記照明点灯装置は、
前記LEDモジュールを並列に複数備えた場合に、前記複数のLEDモジュールに流れる電流の量を等しくするバランサを備え、
前記バランサは前記LEDモジュールよりも低電位側に配置することを特徴とする請求項1または2記載のLED照明装置。
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