JP2013175455A

JP2013175455A - Ｌｅｄ蛍光灯

Info

Publication number: JP2013175455A
Application number: JP2013012170A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Kataoka; 直堂片岡
Original assignee: DAISAN KIKAKU KK
Current assignee: DAISAN KIKAKU KK
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-09-05

Abstract

【課題】発光ユニットに入力される電流を、定電流に近い滑らかな脈流にすることを可能にした、既存のインバータ式蛍光灯器具にそのまま装着可能なＬＥＤ蛍光灯を提供する。
【解決手段】蛍光灯本体１と、複数のＬＥＤ及び各種回路を備えた発光ユニット６の制御部２とを有し、蛍光灯本体１の第１端子対４、4a間及び第２端子対５、5a間を抵抗器７、８で接続し、制御部２は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続した整流平滑回路10を有し、この整流平滑回路10の入出力端子を前記第１、２端子対４、4a、５、5aに、アノード端子及びカソード端子を発光ユニットの端子９、9aに夫々接続することで、４個のダイオードで構成される整流回路を２個のダイオードで構成される２個の回路に分け且つ夫々にコンデンサを接続する。
【選択図】図２

Description

本発明は、既存の蛍光灯器具にそのまま装着可能なＬＥＤ蛍光灯に関する。

従来、インバータ式蛍光灯にあっては、インバータにより商用の５０又は６０Ｈｚ交流電源を一旦直流電源に変換し、更に２０〜５０ｋＨｚの高周波に変換することで、即時点灯し、且つちらつきがなく、而も省電力化及び高照度化を図る様にしている。
しかし、最近では、更なる省電力化を図るべく、複数個のＬＥＤを使用した直管灯、即ちＬＥＤ蛍光灯が普及しつつあるが、インバータ式蛍光灯用の器具にＬＥＤ蛍光灯をそのまま装着しても点灯しない。

そこで、前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子間を短絡した短絡部をＢ端子とし、インバータ回路からの高周波電圧を整流する整流回路の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、前記整流回路の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニットと、このＬＥＤユニットに定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路とが接続され、前記整流回路の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子を設けたＬＥＤ電源回路を備えたインバータ式蛍光灯器具用のＬＥＤ蛍光灯が開発された（例えば、特許文献１参照）。

このＬＥＤ蛍光灯によれば、インダクタンス素子によりＡ端子とＢ端子間の電圧が抑制されると共に、高周波整流回路、定電流回路及びＬＥＤユニットに流れる電流が抑制されるため、定電流回路及びＬＥＤユニットへの供給電力を抑制し、定電流回路及びＬＥＤユニットの発熱を抑えることができ、消費電力を抑制でき、省エネルギー化を一層図ることができ、又インバータ回路の発振が停止せずに正常に動作させることができ、又ＬＥＤ蛍光灯側では、インバータ回路の一方のランプ出力端子を短絡すると共に、他方のランプ出力端子も短絡しているので、管状のＬＥＤ蛍光灯の取付方向を気にせずに取り付けることができ、ＬＥＤ蛍光灯の点灯を確実にしている。

特開２０１１−２４３３３１号公報

しかし、上記従来技術のＬＥＤ蛍光灯における整流回路は、高周波を全波整流する単なるブリッジダイオードであるため、一定の電流でＬＥＤユニットにおける各発光ダイオードを駆動させるための定電流回路で処理せねばならないなど、解決せねばならない課題があった。

本発明は、上記従来技術に基づく、単なるブリッジダイオードである整流回路では定電流回路が必要になる課題に鑑み、蛍光灯本体と、該蛍光灯本体を点灯可能にする制御部とを有し、蛍光灯本体は、横長筒状のケースの両端部に第１端子対及び第２端子対を備え、且つ複数のＬＥＤ及び各種回路を備えた発光ユニット及び該発光ユニットの制御部を具備し、前記第１端子対の間及び前記第２端子対間を抵抗器で接続し、前記制御部は整流平滑回路を有し、該整流平滑回路は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成し、この整流平滑回路の入出力端子を前記第１、２端子対に、アノード端子を発光ユニットのカソード端子に、カソード端子を発光ユニットのアノード端子に夫々接続したことによって、４個のダイオードで構成される整流回路を２個のダイオードで構成される２個の回路に分けて夫々にコンデンサを接続することで、発光ユニットに入力される電流を、定電流に近い滑らかな脈流にすることを可能にして、上記課題を解決する。

要するに本発明は、蛍光灯本体と、該蛍光灯本体を点灯可能にする制御部とを有し、蛍光灯本体は、横長筒状のケースの両端部に第１端子対及び第２端子対を備え、且つ複数のＬＥＤ及び各種回路を備えた発光ユニット及び該発光ユニットの制御部を具備し、前記第１端子対の間及び前記第２端子対間を抵抗器で接続し、前記制御部は整流平滑回路を有し、該整流平滑回路は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成し、この整流平滑回路の入出力端子を前記第１、２端子対に、アノード端子を発光ユニットのカソード端子に、カソード端子を発光ユニットのアノード端子に夫々接続しているので、効率よく且つ滑らかに平滑化することが出来る。

ＬＥＤ蛍光灯は、立ち上がり時に通常電圧より高い電圧を一時的に作用させねばならないが、上記従来技術にあっては、ＬＥＤユニットへの供給電力を抑制するためにインダクタンス素子を設けただけであって、立ち上がり時の初期電圧と通常電圧に差異がなく、点灯までに時間を要してしまう課題が有るが、請求項２に係る発明の制御部は、第１端子対に接続される第２整流平滑回路を有し、加えて該第２整流平滑回路に接続されるタイマー回路と、該タイマー回路からの出力の有無により抵抗値を切換可能にして発光ユニットのアノード端子とカソード端子間の電圧を切換可能にした可変抵抗器と、第２整流平滑回路とタイマー回路との間に設けたレギュレータとを有しているので、ＬＥＤ蛍光灯専用器具の取付作業や既存のインバータ式蛍光灯器具の配線工事をせずに、既存の蛍光灯器具に、どの様な向きにでも装着出来、蛍光灯からの取替コストを極めて低く抑えることが出来る他、立ち上がり時の初期電圧を通常電圧より高く作用させることが出来、タイマー回路によりその時間を制限出来るため、点灯までに時間の短縮化を図ることが出来る。
而も、上記第２整流平滑回路は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成しているので、効率よく且つ滑らかに平滑化された電流をレギュレータに送ることが出来る。

上記可変抵抗器は、直列接続した２個の抵抗素子と、該抵抗素子間に接続された、タイマー回路からの出力の有無により切換可能なリレーとを有し、一方の抵抗素子を第１整流平滑回路における入出力端子の一方側に、他方の抵抗素子を第１整流平滑回路における入出力端子の他方側に接続し、上記リレーは、、一方の抵抗素子と並列配置すると共に、固定側の端子を抵抗素子間に、切換側の一対の端子の「開」側を第１端子対の一方側に、「閉」側を未接続とし、リレーの操作部側の端子をタイマー回路の出力側に接続しているので、簡単な構成で確実に初期電圧と通常電圧に切り換えることが出来る等その実用的効果甚だ大である。

本発明に係るＬＥＤ蛍光灯の実施例２の概略回路図である。図１のＬＥＤ蛍光灯及び該ＬＥＤ蛍光灯を装着状態の器具の概略回路図である。ＬＥＤ蛍光灯本体の概略回路図である。制御部の回路図である。従来のインバータ蛍光灯器具に本発明に係るＬＥＤ蛍光灯を装着した状態を示す概略斜視図である。制御部を内蔵されたＬＥＤ蛍光灯の概略回路図である。本発明に係るＬＥＤ蛍光灯の実施例１の回路図である。

本発明に係るＬＥＤ蛍光灯にあっては、蛍光灯本体１と、該蛍光灯本体１を点灯可能にする制御部２とを有し、図３〜５に示す様に、蛍光灯本体１に対し制御部２を着脱自在となしたり、或いは図６、７に示す様に、蛍光灯本体１に制御部２を内蔵している。

蛍光灯本体１にあっては、上述の既存のインバータ式蛍光灯器具に装着可能で、図１、７に示す様に、横長筒状のケース３の両端部に第１端子対４、4a及び第２端子対５、5aを備え、複数のＬＥＤ及び各種回路を備えた発光ユニット６を内蔵し、第１端子対４、4aの間及び第２端子対５、5a間を抵抗器７、８で接続し、第１端子対４、4aと、第２端子対５、5aと、発光ユニット６のアノード端子９及びカソード端子9aとを制御部２に電気的に接続している。

制御部２の実施例１は、図７に示す様に、基本的に１個の整流平滑回路10を有し、蛍光灯本体１を上下に仕切ると共に、この仕切板の下面に発光ユニット６を、上面に制御部２を取り付け、整流平滑回路10のカソード側をヒューズ21を介して第２端子対５、5a側に接続して、大電流が発生した場合にヒューズ21が断線されて、発光ユニット６を保護する様にしている。

整流平滑回路10は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成している。

次に、本発明に係るＬＥＤ蛍光灯の実施例１の作用について説明する。
図７に示すＬＥＤ蛍光灯をそのまま図２に示すソケットＢａ、Ｂｂに装着して、スイッチ（図示せず）を「ＯＮ」にすると、高周波電流の＋半周期分は、一方のラインＬａから一方のソケットＢａにおける端子Ｃａと第１端子対４、4aにおける一方の端子４を介し、整流平滑回路10を通過して発光ユニット６に通電し、該発光ユニット６のＬＥＤを発光させ、流出する電流は、整流平滑回路10と第２端子対５、5aにおける一方の端子５と他方のソケットＢｂにおける一方の端子Ｄａを介し、他方のラインＬｂに戻る。

交流電流の−半周期分は、他方のラインＬｂから他方のソケットＢｂにおける一方の端子Ｄｂと第２端子対５、5aにおける一方の端子５を介し、整流平滑回路10を通過して発光ユニット６に流入し、該発光ユニット６のＬＥＤを発光させ、流出する電流は、整流平滑回路10と第１端子対４、4aにおける一方の端子４と一方のソケットＢａにおける一方の端子Ｃａを介し、一方のラインＬａに戻る。

そして、整流平滑回路10における２個のコンデンサの充放電により、発光ユニット６には電圧が平滑化された電流が流入する。

制御部２の実施例２は、図１〜４、６に示す様に、基本的に、発光ユニット６のアノード端子９及びカソード端子9aと、第１端子対４、4aの一方及び第２端子対５、5aの一方とを電気的に接続する、実施例１の整流平滑回路10と同じ第１整流平滑回路10と、第１端子対４、4aに接続される第２整流平滑回路11と、該第２整流平滑回路11に接続されるタイマー回路12と、該タイマー回路12からの出力の有無により抵抗値を切換可能にして発光ユニット６のアノード端子９とカソード端子9a間の電圧を切換可能にした可変抵抗器13と、第２ブリッジダイオード11とタイマー回路12との間に設けたレギュレータ14とを有している。

第１整流平滑回路10にあっては、ブリッジダイオードと、該ブリッジダイオードのアノード端子及びカソード端子の間に接続したコンデンサとを有し、ブリッジダイオードのアノード端子を発光ユニット６のカソード端子9aに、カソード端子を発光ユニット６のアノード端子９に直接的又は間接的に接続し、ブリッジダイオードの入出力端子の一方を第１端子対４、4aの一方に、他方を第２端子対５、5aの一方に直接的又は間接的に接続している。

第２整流平滑回路11にあっては、第１整流平滑回路10と同様に、ブリッジダイオード及びコンデンサを有し、ブリッジダイオードのアノード端子をタイマー回路12の入力側に、カソード端子をアースし、ブリッジダイオードの入出力端子の一方を第１端子対４、4aの一方に、他方を第１端子対４、4aの他方に直接的又は間接的に接続している。

又、第１、２整流平滑回路10、11におけるブリッジダイオードは、実施例１の整流平滑回路10と同様に、図４に示す様に、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成している。

タイマー回路12にあっては、通電開始と同時に「ＯＮ」となって可変抵抗器13が初期抵抗値Ｒ０となり、設定時間経過後に「ＯＦＦ」となって可変抵抗器13が通常抵抗値Ｒとなり、且つＲ０＞Ｒとしている。

可変抵抗器13にあっては、直列接続した２個の抵抗素子15、15a と、該抵抗素子15、15a 間に接続されたたリレー16とを有している。
抵抗素子15の抵抗値Ｒ１と抵抗素子15a の抵抗値Ｒ２はＲ１＜Ｒ２とし、Ｒ０＝Ｒ１＋Ｒ２、Ｒ＝Ｒ２とし、一方の抵抗素子15を第１整流平滑回路10における入出力端子の一方側に、他方の抵抗素子15a を第１整流平滑回路10における入出力端子の他方側に接続している。
リレー16は、タイマー回路12からの出力の有無により切換可能な、例えば電磁リレーとし、抵抗素子15と並列配置すると共に、固定側の端子を抵抗素子15、15a 間に接続し、切換側の一対の端子の「開」側を第１端子対４、4aの一方側に、「閉」側を未接続とし、リレー16の操作部（リレーコイル）側の端子（コイル端子）をタイマー回路12の出力側に接続している。

レギュレータ14にあっては、入力端子、出力端子及びアース端子を有する三端子レギュレータで、入出力端子に、脈流を安定化させるコンデンサ17、17a を接続している。

又、タイマー回路12は、オープン・コレクタ・インバータ18を介してリレー16に接続され、該オープン・ドレイン・インバータ18はＩＣ又は回路で、極性を反転させてリレー16に伝達する機能を有している。

又、レギュレータ14とタイマー回路12との間にコンデンサ19を接続している。

尚、タイマー回路12には、タイマーＩＣ20が含まれ、該タイマーＩＣ20は、２個のコンバ−タ、フリップフロップ、放電用トランジスタ、出力段が内蔵され、２個の電源端子（図４の符号“２０”で示されたタイマーＩＣの「１」、「８」）、トリガ端子（同「２」）、出力端子（同「３」）、フリップフロップのリセット端子（同「４」）、パルス変調をかける時に信号波を加えるコントロール端子（同「５」）、コンデンサへの充電完了を検出するスレッショルド端子（同「６」）、該スレッショルド端子のコンデンサへの充電完了の検出時にコンデンサに溜まった電荷の放電用スイッチとなるディスチャージ端子（同「７」）を有している。

上記第１整流平滑回路10のカソード側と第２端子対５、5aの一方をヒューズ21を介して接続し、上記第２整流平滑回路11のカソード側とレギュレータ14をヒューズ22を介して接続し、大電流が発生した場合にヒューズ21、22が断線されて、発光ユニット６を保護する様にしている。

次に、本発明に係るＬＥＤ蛍光灯の実施例２の作用について説明する。
図３〜５に示すＬＥＤ蛍光灯にあっては、蛍光灯本体１をソケットＢａ、Ｂｂに装着すると共に、制御部２を蛍光灯器具に磁石等により固定し、図６に示すＬＥＤ蛍光灯にあっては、そのままソケットＢａ、Ｂｂに装着する。

そして、スイッチ（図示せず）を「ＯＮ」にすると、高周波電流の＋半周期分は、一方のラインＬａから一方のソケットＢａにおける一方の端子Ｃａと第１端子対４、4aにおける一方の端子４を介し、第１整流平滑回路10を通過して発光ユニット６に通電し、該発光ユニット６のＬＥＤを発光させ、流出する電流は、第１整流平滑回路10と第２端子対５、5aにおける一方の端子５と他方のソケットＢｂにおける一方の端子Ｄａを介し、他方のラインＬｂに戻る。

交流電流の−半周期分は、他方のラインＬｂから他方のソケットＢｂにおける一方の端子Ｄｂと第２端子対５、5aにおける一方の端子５を介し、第１整流平滑回路10を通過して発光ユニット６に流入し、該発光ユニット６のＬＥＤを発光させ、流出する電流は、第１整流平滑回路10と第１端子対４、4aにおける一方の端子４と一方のソケットＢａにおける一方の端子Ｃａを介し、一方のラインＬａに戻る。

そして、第１整流平滑回路10における２個のコンデンサの充放電により、発光ユニット６には電圧が平滑化された電流が流入する。

更に、通電開始後、高周波電流の＋半周期分は、第１端子対４、4aにおける一方の端子４を介し、交流電流の−半周期分は、第１端子対４、4aにおける他方の端子4aにを介して、第２整流平滑回路11、レギュレータ14を通過して、第２整流平滑回路11におけるコンデンサの充放電、及びレギュレータ14により定電圧電流としてタイマー回路12に通電し、該タイマー回路12からの出力電流により可変抵抗器13を初期抵抗値Ｒ０に切り換え、発光ユニット６のアノード端子９とカソード端子9aとの間を高電圧状態となり、設定時間経過後にタイマー回路12からの出力電流が停止して、可変抵抗器13を通常抵抗値Ｒにして、発光ユニット６のアノード端子９とカソード端子9aとの間を通常電圧状態となる。

尚、本発明に係るＬＥＤ蛍光灯によれば、第１端子対４、4aを他方のソケットＢｂに、第２端子対５、5aを一方のソケットＢａに嵌め込んでも、発光ユニット６に直流電流が通電可能としている。

１蛍光灯本体
２制御部
３ケース
４、4a 第１端子対
５、5a 第２端子対
６発光ユニット
７、８抵抗器
９アノード端子
9a カソード端子
10 第１整流平滑回路
11 第２整流平滑回路
12 タイマー回路
13 可変抵抗器
14 レギュレータ
15、15a 抵抗素子
16 リレー

Claims

蛍光灯本体と、該蛍光灯本体を点灯可能にする制御部とを有し、蛍光灯本体は、横長筒状のケースの両端部に第１端子対及び第２端子対を備え、且つ複数のＬＥＤ及び各種回路を備えた発光ユニット及び該発光ユニットの制御部を具備し、前記第１端子対の間及び前記第２端子対間を抵抗器で接続し、前記制御部は整流平滑回路を有し、該整流平滑回路は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成し、この整流平滑回路の入出力端子を前記第１、２端子対に、アノード端子を発光ユニットのカソード端子に、カソード端子を発光ユニットのアノード端子に夫々接続したことを特徴とするＬＥＤ蛍光灯。
前記制御部は、第１端子対に接続される第２整流平滑回路を有し、加えて該第２整流平滑回路に接続されるタイマー回路と、該タイマー回路からの出力の有無により抵抗値を切換可能にして発光ユニットのアノード端子とカソード端子間の電圧を切換可能にした可変抵抗器と、第２整流平滑回路とタイマー回路との間に設けたレギュレータとを有していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ蛍光灯。
上記第２整流平滑回路は、２個のダイオードを直列接続してアノード端子及びカソード端子の間にコンデンサを接続したもの２組を、アノード側どうし、カソード側どうしを接続して構成することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ蛍光灯。
上記可変抵抗器にあっては、直列接続した２個の抵抗素子と、該抵抗素子間に接続された、タイマー回路からの出力の有無により切換可能なリレーとを有し、一方の抵抗素子を第１整流平滑回路における入出力端子の一方側に、他方の抵抗素子を第１整流平滑回路における入出力端子の他方側に接続し、上記リレーは、、一方の抵抗素子と並列配置すると共に、固定側の端子を抵抗素子間に、切換側の一対の端子の「開」側を第１端子対の一方側に、「閉」側を未接続とし、リレーの操作部側の端子をタイマー回路の出力側に接続したことを特徴とする請求項２又は３記載のＬＥＤ蛍光灯。