JP2013175692A - Led driver module and led bulb - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(Light Emitting Diode)ドライバモジュール及びLED電球に関し、特に、小型軽量化されたLEDドライバモジュール及びこれを用いたLED電球に関する。 The present invention relates to an LED (Light Emitting Diode) driver module and an LED bulb, and more particularly to an LED driver module reduced in size and weight and an LED bulb using the same.
近年、省電力で長寿命のLED電球が急速に普及し始めている。従来技術の一例としては、特許文献1や特許文献2を挙げることができる。
In recent years, power-saving and long-life LED bulbs have begun to spread rapidly. As an example of the prior art,
ところで、LED電球に搭載するLED素子の数が多いほど、大容量の電解コンデンサが必要となる。すなわち、直列に接続するLED素子の数が多いほど、電解コンデンサで電荷を保持しなければならない時間的領域が長くなるため、大容量が必要である。また、並列に接続するLED素子の数が多いほど、電解コンデンサから保護しなければならない電荷量が増えるため、大容量が必要である。 By the way, the larger the number of LED elements mounted on the LED bulb, the larger the capacity of the electrolytic capacitor is required. That is, the larger the number of LED elements connected in series, the longer the time region in which the electric charge must be retained by the electrolytic capacitor, and thus a larger capacity is required. In addition, the larger the number of LED elements connected in parallel, the greater the amount of charge that must be protected from the electrolytic capacitor.
しかしながら、小型(例えばE17形)のLED電球に組み込まれるLEDドライバモジュールは、LED電球に収容可能な小面積のプリント回路基板上に多数の素子を搭載しなければならない。そのため、体積の大きい電解コンデンサを搭載するのが困難である。 However, an LED driver module incorporated in a small-sized (for example, E17 type) LED bulb must mount a large number of elements on a printed circuit board having a small area that can be accommodated in the LED bulb. Therefore, it is difficult to mount a large volume electrolytic capacitor.
本発明の目的は、省スペース化され、小型軽量化されたLEDドライバモジュール及びこれを用いたLED電球を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an LED driver module that is space-saving, reduced in size and weight, and an LED bulb using the LED driver module.
本発明の一態様によれば、入力電圧から後段の回路部を保護する保護部と、前記保護部を介して入力された入力電圧を整流する整流部と、前記整流部により整流された入力電圧からノイズ成分を除去するフィルタ部と、前記フィルタ部によりノイズ成分が除去された入力電圧を閾値と比較する電圧比較部と、前記電圧比較部の比較結果に応じて、負荷であるLEDモジュールのうち、給電対象となるLEDブロック部を切り替えるスイッチ部とを備えるLEDドライバモジュールが提供される。 According to an aspect of the present invention, a protection unit that protects a subsequent circuit unit from an input voltage, a rectification unit that rectifies an input voltage input through the protection unit, and an input voltage rectified by the rectification unit A filter unit that removes a noise component from the voltage, a voltage comparison unit that compares an input voltage from which the noise component has been removed by the filter unit with a threshold value, and an LED module that is a load according to a comparison result of the voltage comparison unit There is provided an LED driver module including a switch unit that switches an LED block unit to be fed.
また、本発明の他の態様によれば、入力電圧から後段の回路部を保護する保護部と、前記保護部を介して入力された入力電圧を整流する整流部と、前記整流部により整流された入力電圧からノイズ成分を除去するフィルタ部と、前記フィルタ部によりノイズ成分が除去された入力電圧を閾値と比較する電圧比較部と、前記電圧比較部の比較結果に応じて、負荷であるLEDモジュールのうち、給電対象となるLEDブロック部を切り替えるスイッチ部とを備えるLEDドライバモジュールと、前記LEDドライバモジュールから給電されるLEDモジュールと、前記LEDドライバモジュール及び前記LEDモジュールが搭載されるケースと、前記LEDモジュールを覆う透光性カバーとを備えるLED電球が提供される。 According to another aspect of the present invention, a protection unit that protects a subsequent circuit unit from an input voltage, a rectification unit that rectifies an input voltage that is input via the protection unit, and a rectification unit that performs rectification by the rectification unit. A filter unit that removes noise components from the input voltage, a voltage comparison unit that compares the input voltage from which the noise components have been removed by the filter unit with a threshold, and an LED that is a load according to the comparison result of the voltage comparison unit Among the modules, an LED driver module including a switch unit that switches an LED block unit to be fed, an LED module that is fed from the LED driver module, a case in which the LED driver module and the LED module are mounted, An LED bulb including a light-transmitting cover that covers the LED module is provided.
本発明によれば、省スペース化され、小型軽量化されたLEDドライバモジュール及びこれを用いたLED電球を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an LED driver module that is space-saving and reduced in size and weight, and an LED bulb that uses the LED driver module.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, and structure of each component. The arrangement is not specified below. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.
[第1の実施の形態]
以下、図1〜図13を用いて第1の実施の形態を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS.
第1の実施の形態に係るLED電球1は、LEDドライバモジュール10と、LEDドライバモジュール10から給電されるLEDモジュール20と、LEDドライバモジュール10及びLEDモジュール20が搭載されるケース30と、LEDモジュール20を覆う透光性カバー40とを備え、LEDドライバモジュール10は、入力電圧から後段の回路部を保護する保護回路11と、保護回路11を介して入力された入力電圧を整流する整流回路12と、整流回路12により整流された入力電圧からノイズ成分を除去するフィルタ回路13と、フィルタ回路13によりノイズ成分が除去された入力電圧を閾値と比較する電圧コンパレータ14と、電圧コンパレータ14の比較結果に応じて、負荷であるLEDモジュール20のうち、給電対象となるLEDブロック部B1,B2を切り替えるスイッチ15とを備える。
The
また、スイッチ15は、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しないように、給電対象となるLEDブロック部B1,B2を切り替えても良い。
Further, the
また、LEDモジュール20は、n個直列×m個並列に接続された複数のLED素子を備え、スイッチ15は、電圧コンパレータ14の比較結果に応じて、LED素子の直列数を切り替えても良い。
The
また、入力電圧が閾値以上である場合、降圧型スイッチングDC/DC回路16により全LEDブロック部B1,B2へ給電し、入力電圧が閾値以上でない場合、電源制限器17により一部のLEDブロック部B2へ給電しても良い。
When the input voltage is equal to or higher than the threshold value, the step-down switching DC /
また、入力電圧をn個の閾値の高い値から順に比較し、入力電圧がk番目に比較した閾値以上である場合、電源制限器17によりLEDブロック部Bk〜Bnへ給電しても良い。
Further, the input voltage may be compared in order from the highest value of n threshold values, and when the input voltage is equal to or higher than the kth compared threshold value, the
また、LED電球1は、ミニクリプトン形であっても良い。
Further, the
また、LED電球1は、外径35mm×全長67mm以下であっても良い。
Moreover, the
また、LEDドライバモジュール10を形成するプリント回路基板10aのサイズは、28.0mm×11.5mm以下であっても良い。
The size of the printed
また、LEDモジュール20は、COB(Chip on Board)構造であっても良い。COB構造とは、ベアチップ(LED素子Dそのもの)をアルミナ基板21a上の配線パターンに直接実装し、ワイヤーボンディングして樹脂封止する構造をいう。
The
(全体構成)
図1は、第1の実施の形態に係るLED電球1の構成例を示す模式的ブロック構成図である。この図に示すように、LED電球1は、LEDドライバモジュール10と、LEDモジュール20とを備えている。
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the
LEDモジュール20は、昼光色(色温度5000K程度)や電球色(色温度3000K程度)の光を発するLED電球1の光源であり、n個直列×m個並列に接続された複数のLED素子(VF:例えば3V)を備えている。ここでは、給電対象となる2つのLEDブロック部B1,B2を備えているものとする。
The
LEDドライバモジュール10は、商用交流電源2から交流電圧(例えばAC100V±10%)が入力されると、この交流電圧を直流のLED駆動電圧(例えばDC32V)に変換してLEDモジュール20に供給する。具体的には、保護回路11と、整流回路12と、フィルタ回路13と、電圧コンパレータ14と、スイッチ15と、降圧型スイッチングDC/DC回路16と、電源制限器17とをプリント回路基板上に備えている。
When an AC voltage (for example, AC 100 V ± 10%) is input from the commercial
保護回路11は、過電流や過電圧から後段の回路部を保護する。整流回路12は、保護回路11を介して入力された入力電圧(交流電圧)を整流する。フィルタ回路13は、整流回路12により整流された入力電圧からノイズ成分を除去する。電圧コンパレータ14は、フィルタ回路13によりノイズ成分が除去された入力電圧を閾値と比較する。スイッチ15は、電圧コンパレータ14の比較結果に応じて、負荷であるLEDモジュール20のうち、給電対象となるLEDブロック部B1,B2を切り替える。
The
より具体的には、図2に示すように、降圧型スイッチングDC/DC回路16の動作を切り替えるためのスイッチ15と、電源制限器17の動作を切り替えるためのスイッチ15とを備えている。これらスイッチ15には電圧コンパレータ14の比較結果が入力され、その比較結果に応じてスイッチ15がオン/オフするようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 2, a
(動作例)
図3は、第1の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の動作例を示すフローチャート図である。また、図4は、第1の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の波形を示すグラフであって、図4(a)は入力電圧波形、図4(b)は出力電圧波形、図4(c)は出力電流波形を示している。以下、これらの図を用いてLEDドライバモジュール10の動作例を説明する。
(Operation example)
FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the
まず、電源が投入されると(図3、ステップS1)、整流回路12により入力電圧を整流し、フィルタ回路13によりノイズ成分を除去する。次いで、図4(a)に示すように、ノイズ成分が除去された入力電圧と閾値(例えば30V)を電圧コンパレータ14により比較する(図3、ステップS2)。
First, when the power is turned on (FIG. 3, step S1), the input voltage is rectified by the
ここで、入力電圧が閾値以上である場合、降圧型スイッチングDC/DC回路16により全LEDブロック部B1及びB2へ給電する(図3、ステップS3)。入力電圧が閾値以上である場合とは、具体的には、図4(a)に示す期間Aである。降圧型スイッチングDC/DC回路16は、フィルタ回路13の出力を降圧することによって所望の直流電圧を生成するようになっている。その際、図4(c)に示すように、LEDモジュール20に流れる出力電流を一定値(例えば120mA)に維持する定電流制御を行う。
Here, when the input voltage is equal to or higher than the threshold value, power is supplied to all the LED block units B1 and B2 by the step-down switching DC / DC circuit 16 (FIG. 3, step S3). Specifically, the case where the input voltage is equal to or higher than the threshold is the period A shown in FIG. The step-down switching DC /
一方、入力電圧が閾値以上でない場合、電源制限器17により一部のLEDブロック部B2のみへ給電する(図3、ステップS4)。すなわち、LEDブロック部B1へは給電しないようになっている。入力電圧が閾値以上でない場合とは、具体的には、図4(a)に示す期間Bである。この場合でも、図4(b)に示すように、LEDブロック部B2については15V以上の電圧が供給され、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しないようにしている。これにより、ちらつきのほとんどないLED電球1を提供することが可能となる。
On the other hand, when the input voltage is not equal to or higher than the threshold value, the
(LED電球)
図5は、第1の実施の形態に係るLED電球1の構成例を示す模式的正面透視図である。この図に示すように、LED電球1は、LEDドライバモジュール10と、LEDドライバモジュール10から給電されるLEDモジュール20と、LEDドライバモジュール10及びLEDモジュール20が搭載されるケース30と、LEDモジュール20を覆う透光性カバー40とを備えている。
(LED bulb)
FIG. 5 is a schematic front perspective view showing a configuration example of the
例えば、LED電球1は、E17口金に対応したミニクリプトン形であり、外径35mm×全長67mm以下である。LEDドライバモジュール10を形成するプリント回路基板10aのサイズは、28.0mm×11.5mm以下である。このプリント回路基板10aは、体積の大きい電解コンデンサを搭載していないので、ミニクリプトン形のLED電球1にも容易に収納することができる。このようなLED電球1が過度な温度になることを避けるため、ヒートスプレッダやヒートシンクを備えても良いことはもちろんである。
For example, the
(LEDドライバモジュール)
図6は、第1の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の構成例を示す模式的回路ブロック構成図である。この図に示すように、LEDドライバモジュール10は、入力端子LP1〜LP2と、出力端子LP3〜LP5と、npn型バイポーラトランジスタQ1及びQ2と、抵抗R1〜R7と、コンデンサC1〜C7と、ダイオードD1と、コイルL1及びL2と、ダイオードブリッジDB1と、フューズF1と、バリスタVR1と、ツェナーダイオードZD1と、MOSFET14aとを備えている。
(LED driver module)
FIG. 6 is a schematic circuit block configuration diagram showing a configuration example of the
入力端子LP1は、商用交流電源2のライブ端子Lが接続されるビア(メッキ穴)である。入力端子LP2は、商用交流電源2のニュートラル端子Nが接続されるビアである。
The input terminal LP1 is a via (plated hole) to which the live terminal L of the commercial
出力端子LP3は、LEDモジュール20の第1のアノード端子A1が接続されるビアである。出力端子LP4は、LEDモジュール20の第2のアノード端子A2が接続されるビアである。出力端子LP5は、LEDモジュール20のカソード端子Cが接続されるビアである。
The output terminal LP3 is a via to which the first anode terminal A1 of the
フューズF1の第1端は、入力端子LP1に接続されている。ヒューズF1の第2端は、バリスタVR1の第1端に接続されている。バリスタVR1の第2端は、入力端子LP2に接続されている。フューズF1及びバリスタVR1は、保護回路11を形成する。
The first end of the fuse F1 is connected to the input terminal LP1. The second end of the fuse F1 is connected to the first end of the varistor VR1. The second end of the varistor VR1 is connected to the input terminal LP2. The fuse F1 and the varistor VR1 form a
ダイオードブリッジDB1の第1入力端は、ヒューズF1の第2端に接続されている。ダイオードブリッジDB1の第2入力端は、入力端子LP2に接続されている。ダイオードブリッジDB1は、整流回路12を形成する。
The first input terminal of the diode bridge DB1 is connected to the second terminal of the fuse F1. A second input terminal of the diode bridge DB1 is connected to the input terminal LP2. The diode bridge DB1 forms a
コンデンサC1の第1端は、ダイオードブリッジDB1の第1出力端に接続されている。コンデンサC1の第2端は、出力端子LP5に接続されている。抵抗R1の第1端は、ダイオードブリッジDB1の第2出力端に接続されている。抵抗R1の第2端は、出力端子LP5に接続されている。コンデンサC1及び抵抗R1は、フィルタ回路13を形成する。
The first end of the capacitor C1 is connected to the first output end of the diode bridge DB1. The second end of the capacitor C1 is connected to the output terminal LP5. A first end of the resistor R1 is connected to a second output end of the diode bridge DB1. A second end of the resistor R1 is connected to the output terminal LP5. The capacitor C1 and the resistor R1 form a
トランジスタQ1のコレクタは、ダイオードブリッジDB1の第1出力端とツェナーダイオードZD1の第1端に接続されている。トランジスタQ1のエミッタは、抵抗R4の第1端とダイオードD1のアノードに接続されている。トランジスタQ1のべ一スは、トランジスタQ2のコレクタ、抵抗R2の第2端、及び、コンデンサC2の第1端に接続されている。トランジスタQ2のべ一スは、ダイオードD1のカソードとコンデンサC3の第1端に接続されている。トランジスタQ2のエミッタは、抵抗R4の第2端とコンデンサC3の第2端に接続されている。コンデンサC2の第2端は、コイルL2の第1端に接続されている。コイルL2の第2端は、コイルL1の第1端、抵抗R4の第2端、及び、ダイオードD2のカソードに接続されている。コイルL1の第2端は、出力端子LP3に接続されている。トランジスタQ1、抵抗R2、コンデンサC3、及びツェナーダイオードZD1は、メインスイッチ15aを形成する。ツェナーダイオードZD1は、30V程度のものを採用すれば良い。トランジスタQ2、抵抗R4、コンデンサC3、及びダイオードD1は、定電流コンパレータ16aを形成する。コイルL1及びL2は、発振回路16bを形成する。
The collector of the transistor Q1 is connected to the first output terminal of the diode bridge DB1 and the first terminal of the Zener diode ZD1. The emitter of the transistor Q1 is connected to the first end of the resistor R4 and the anode of the diode D1. The base of the transistor Q1 is connected to the collector of the transistor Q2, the second end of the resistor R2, and the first end of the capacitor C2. The base of the transistor Q2 is connected to the cathode of the diode D1 and the first terminal of the capacitor C3. The emitter of the transistor Q2 is connected to the second end of the resistor R4 and the second end of the capacitor C3. The second end of the capacitor C2 is connected to the first end of the coil L2. The second end of the coil L2 is connected to the first end of the coil L1, the second end of the resistor R4, and the cathode of the diode D2. The second end of the coil L1 is connected to the output terminal LP3. The transistor Q1, the resistor R2, the capacitor C3, and the Zener diode ZD1 form a
ダイオードD2のアノードは、出力端子LP5に接続されている。コンデンサC6の第1端は、抵抗R4の第2端に接続されている。コンデンサC5の第2端は、出力端子LP5に接続されている。抵抗R5の第1端は、MOSFET14aのゲートに接続されている。抵抗R5の第2端は、出力端子LP5に接続されている。MOSFET14aのドレインは、ダイオードブリッジDB1の第1出力端に接続されている。MOSFET14aのソースは、コンデンサC7の第1端、及び抵抗R6の第1端に接続されている。ダイオードD2、コンデンサC6、抵抗R5、及びMOSFET14aは、電圧コンパレータ14を形成する。MOSFET14aは、スイッチ15に相当する。
The anode of the diode D2 is connected to the output terminal LP5. The first end of the capacitor C6 is connected to the second end of the resistor R4. The second end of the capacitor C5 is connected to the output terminal LP5. A first end of the resistor R5 is connected to the gate of the
コンデンサ(セラミックコンデンサ)C7の第1端は、MOSFET14aのソースに接続されている。コンデンサC7の第2端は、出力端子LP5に接続されている。コンデンサC7は、出力平滑コンデンサ18bを形成する。
A first end of a capacitor (ceramic capacitor) C7 is connected to the source of the
抵抗R6の第1端は、MOSFET14aのソースに接続されている。抵抗R6の第2端は、出力端子LP4に接続されている。抵抗R6は、電源制限器17を形成する。
A first end of the resistor R6 is connected to the source of the
抵抗R7の第1端は、抵抗R6の第2端に接続されている。抵抗R7の第2端は、出力端子LP5に接続されている。抵抗R7は、ホタルスイッチ用のブリーダ19を形成する。ホタルスイッチは、LED電球1の点消灯を切り替える手段として壁面等に設けられ、LED電球1の消灯時に点灯し、LED電球1の点灯時に消灯する小型の発光部を備えたスイッチである。
A first end of the resistor R7 is connected to a second end of the resistor R6. A second end of the resistor R7 is connected to the output terminal LP5. The resistor R7 forms a
コンデンサC4の第1端は、出力端子LP3に接続されている。コンデンサC4の第2端は、コンデンサC5の第1端に接続されている。コンデンサC5の第2端は、出力端子LP5に接続されている。コンデンサC4及びC5は、出力平滑コンデンサ18aを形成する。これにより、LED駆動電圧が生成されることになる。
A first end of the capacitor C4 is connected to the output terminal LP3. The second end of the capacitor C4 is connected to the first end of the capacitor C5. The second end of the capacitor C5 is connected to the output terminal LP5. Capacitors C4 and C5 form an
ここで、図4に示す期間Aの電流容量は抵抗R4で決まり、期間Bの電流容量は抵抗R6で決まる。期間Aの場合は、出力端子LP3−LP5を使ってLEDモジュール20にLED駆動電圧が供給される。一方、期間Bの場合は、MOSFET14aがオンし、出力端子LP4−LP5を使ってLEDモジュール20にLED駆動電圧が供給される。これにより、入力電圧が閾値(30V)以下であっても、直列数を半分に減らしてLEDモジュール20を発光させることができる。なお、入力電圧が15V以下となった場合でも、セラミックコンデンサC7に蓄えた電荷をLEDモジュール20に供給し続けることが可能である。
Here, the current capacity in the period A shown in FIG. 4 is determined by the resistor R4, and the current capacity in the period B is determined by the resistor R6. In the period A, the LED drive voltage is supplied to the
(プリント回路基板)
図7は、第1の実施の形態に係るプリント回路基板10aの構成例を示す模式的平面図であって、図7(a)は表面、図7(b)は裏面を示している。既に説明した通り、このプリント回路基板10aのサイズは、28.0mm×11.5mm以下である。この図に示すように、プリント回路基板10aには、入力端子LP1〜LP2、出力端子LP3〜LP5、MOSFET14aが搭載されている。もちろん、抵抗やトランジスタ等、LEDドライバモジュール10を構成するその他の部品も搭載されている。また、テスト時にプローブを当接するためのパッドPD1〜PD14が形成されている。図中の符号Oはプローブ加工原点である。
(Printed circuit board)
FIG. 7 is a schematic plan view showing a configuration example of the printed
比較のため、従来のプリント回路基板10bの構成例を示す模式的平面図を図8に示す。図8(a)は表面、図8(b)は裏面を示している。この図に示すように、従来のプリント回路基板10bの出力端子はLP3とLP4の2つである。MOSFET14aも備えていないことが分かる。
For comparison, a schematic plan view showing a configuration example of a conventional printed
(LEDモジュール)
図9は、第1の実施の形態に係るLEDモジュール20の構成例を示す模式的回路ブロック構成図である。この図に示すように、LEDモジュール20は、第1のアノード端子A1と、第2のアノード端子A2と、カソード端子Cと、LED素子D1〜D12,D21〜D32とを備えている。
(LED module)
FIG. 9 is a schematic circuit block configuration diagram showing a configuration example of the
ここでは、12個直列×2個並列に24個のLED素子が接続されている。具体的には、LED素子D1〜D12は直列に接続され、LED素子D21〜D32も直列に接続されている。LED素子D1〜D12とD21〜D32は並列に接続されている。LED素子D1及びD21のアノードは、第1のアノード端子A1に接続されている。LED素子D7及びD27のアノードは、第2のアノード端子A2に接続されている。LED素子D12及びD32のカソードは、カソード端子Cに接続されている。LED素子D1〜D6及びD21〜D26は、LEDブロック部B1を形成する。LED素子D7〜D12及びD27〜32は、LEDブロック部B2を形成する。 Here, 24 LED elements are connected in 12 × 2 in parallel. Specifically, the LED elements D1 to D12 are connected in series, and the LED elements D21 to D32 are also connected in series. LED elements D1-D12 and D21-D32 are connected in parallel. The anodes of the LED elements D1 and D21 are connected to the first anode terminal A1. The anodes of the LED elements D7 and D27 are connected to the second anode terminal A2. The cathodes of the LED elements D12 and D32 are connected to the cathode terminal C. LED element D1-D6 and D21-D26 form LED block part B1. LED element D7-D12 and D27-32 form LED block part B2.
このように、本実施の形態では、n個直列×m個並列に複数のLED素子を接続して冗長性を持たせている。もちろん、LEDモジュール20は、図9に示す構成に限定されるものではない。例えば、図10に示すように、2つのLED素子D1及びD2,・・・,D23及びD24をそれぞれ並列に接続したものを直列に接続し、各位置にツェナーダイオードD25〜D36を設けても良い。この場合も、直列接続を二等分する位置(LED素子D13及びD14のアノード)に第2のアノード端子A2が接続されている。第2のアノード端子A2が接続される位置はこれに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。ただし、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しない範囲で変更するのが好ましい。
As described above, in the present embodiment, a plurality of LED elements are connected in parallel in n series × m pieces to provide redundancy. Of course, the
(アルミナ基板)
図11は、第1の実施の形態に係るアルミナ基板21aの構成例を示す模式的平面図である。ここでは、各LED素子を区別することなく「LED素子D」と表記している。このアルミナ基板21aは、LEDモジュール20を構成する基板であって、第1のアノード端子A1と、第2のアノード端子A2と、カソード端子Cと、複数のLED素子Dと、蛍光体層22を備えている。蛍光体層22の詳細については後述する。
(Alumina substrate)
FIG. 11 is a schematic plan view showing a configuration example of the
比較のため、従来のアルミナ基板21bの構成例を示す模式的平面図を図12に示す。この図に示すように、従来のアルミナ基板21bのアノード端子Aは1つである。
For comparison, a schematic plan view showing a configuration example of a
(LEDモジュールの模式的断面構造例)
図13は、第1の実施の形態に係るLEDモジュール20の模式的断面構造例である。このLEDモジュール20は、COB構造を採用している。
(Example of schematic cross-sectional structure of LED module)
FIG. 13 is a schematic cross-sectional structure example of the
この図に示すように、アルミナ基板21a上に配線パターン23,24が形成されている。配線パターン23上にLED素子Dが実装され、そのLED素子Dの上面電極(図示省略)と配線パターン24とがボンディングワイヤ25により接続されている。白樹脂の土手(ダム材)26の内部には、第1発光蛍光体22aと第2発光蛍光体22bとを透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層22を備える。
As shown in this figure,
例えば、LED素子Dは、窒化物系半導体により形成された青色LEDで形成されていても良い。この場合、第1発光蛍光体22aおよび第2発光蛍光体22bは、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第1発光蛍光体22aは赤色蛍光体、第2発光蛍光体22bは、緑色蛍光体で形成されていても良い。
For example, the LED element D may be formed of a blue LED formed of a nitride semiconductor. In this case, both the first
ここで、青色LEDを励起光源とする黄色蛍光体としては、例えば、Ce添加YAG(Y3Al5O12:Ce)蛍光体、Eu添加α−サイアロン(CaSiAlON:Eu)、シリケート蛍光体((Sr,Ba,Ca,Mg)2SiO4:Eu)などを用いることができる。すなわち、青色発光LEDの青色光の一部を黄色蛍光体により黄色の発光に変換し、青+黄の発光により白色発光を得ることができる。 Here, as a yellow phosphor using a blue LED as an excitation light source, for example, Ce-doped YAG (Y 3 Al 5 O 12 : Ce) phosphor, Eu-added α-sialon (CaSiAlON: Eu), silicate phosphor (( Sr, Ba, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu) or the like can be used. That is, part of the blue light of the blue light emitting LED can be converted into yellow light emission by the yellow phosphor, and white light emission can be obtained by blue + yellow light emission.
また、青色LEDを励起光源とする緑色蛍光体としては、例えば、Eu添加β−サイアロン(Si6-zAlzOzN8-z:Eu)蛍光体、Ce添加CSSO(Ca3Sc2Si3O12:Ce)蛍光体などを用いることができる。 Examples of the green phosphor using a blue LED as an excitation light source include Eu-added β-sialon (Si 6-z Al z O z N 8-z : Eu) phosphor, Ce-added CSSO (Ca 3 Sc 2 Si). A 3 O 12 : Ce) phosphor or the like can be used.
また、青色LEDを励起光源とする赤色蛍光体としては、例えば、Eu添加CaAlSiN3(CaAlSiN3:Eu)蛍光体などを用いることができる。 In addition, as a red phosphor using a blue LED as an excitation light source, for example, an Eu-added CaAlSiN 3 (CaAlSiN 3 : Eu) phosphor can be used.
また、LED素子Dは、窒化物系半導体により形成された紫外光LEDで形成されていても良い。この場合、第1発光蛍光体22aおよび第2発光蛍光体22bは、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第1発光蛍光体22aは青色蛍光体、第2発光蛍光体22bは、黄色蛍光体で形成されていても良い。
The LED element D may be formed of an ultraviolet LED formed of a nitride semiconductor. In this case, both the first
紫外光LEDを励起光源とする青色蛍光体としては、紫外光を受けて青色に発光するものであれば良く、例えば、ハロゲン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などが挙げられる。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもユウロピウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して0.1〜10mol%の範囲が好ましい。 As the blue phosphor using the ultraviolet light LED as the excitation light source, any material that emits blue light upon receiving ultraviolet light may be used. For example, a halogenate phosphor, an aluminate phosphor, a silicate phosphor, etc. Can be mentioned. Examples of the activator include elements such as cerium, europium, manganese, gadolinium, samarium, terbium, tin, chromium, and antimony. Among these, europium is preferable. The addition amount of the activator is preferably in the range of 0.1 to 10 mol% with respect to the phosphor.
紫外光LEDを励起光源とする黄色蛍光体としては、青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体および紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体のいずれであっても良い。ここで、演色性を確保するために、第1発光蛍光体22aを青色蛍光体、第2発光蛍光体22bを黄色蛍光体で形成する場合には、発光効率を一層高めるためには、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体が望ましい。青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、有機蛍光体では、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体では、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。このなかでも長時間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、YAG系蛍光体が特に好ましい。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して0.1〜10mol%の範囲が好ましい。蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、YAGとセリウムとの組み合わせが好ましい。
The yellow phosphor using an ultraviolet LED as an excitation light source may be either a phosphor that absorbs blue light emission and emits yellow light, or a phosphor that absorbs ultraviolet light and emits yellow light. Here, in order to ensure color rendering properties, when the first
また、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、(La,Ce)(P,Si)O4や、(Zn,Mg)Oなどの蛍光体を挙げることができる。また、付活剤としては、例えば、テルビウム、亜鉛などを挙げることができる。 Examples of the phosphor that absorbs ultraviolet rays and emits yellow light include phosphors such as (La, Ce) (P, Si) O 4 and (Zn, Mg) O. Examples of the activator include terbium and zinc.
蛍光体層22中の第1発光蛍光体22a・第2発光蛍光体22bの含有量は、LED素子Dや蛍光体の種類などから適宜決定すればよいが、一般にその含有量は、各蛍光体とも蛍光体層22に対して1〜25wt%の範囲が望ましい。
The contents of the first light-emitting
尚、実施の形態に係るLEDモジュール20に搭載される白色LEDには、LED搭載用汎用パッケージを使用して実装されていても良い。
The white LED mounted on the
また、LEDの構成として、例えば、1パッケージ中に「青色LED+緑色LED+赤色LED」を収容して白色LEDを構成することもできる。このようなマルチチップの例として、「赤外LED+青色LED」のマルチチップで、青色光励起によって黄色光を発光する蛍光体を組み合わせることもできる。黄色蛍光体は、赤外光による影響を受けないため、小型1パッケージで構成可能であり、占有スペースを小さくすることができ、小さなスペースに実装可能である。 Further, as a configuration of the LED, for example, a “blue LED + green LED + red LED” can be accommodated in one package to configure a white LED. As an example of such a multi-chip, a phosphor that emits yellow light by blue light excitation in a multi-chip of “infrared LED + blue LED” can be combined. Since the yellow phosphor is not affected by infrared light, it can be configured in one small package, can occupy a small space, and can be mounted in a small space.
以上説明したように、本実施の形態では、入力電圧を閾値と比較し、その比較結果に応じて給電対象となるLEDブロック部B1,B2を切り替えるようにしている。そのため、体積の大きい電解コンデンサを搭載する必要がなくなり、小型軽量化されたLEDドライバモジュール10及びこれを用いたLED電球1を提供することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the input voltage is compared with the threshold value, and the LED block units B1 and B2 to be fed are switched according to the comparison result. Therefore, it is not necessary to mount an electrolytic capacitor having a large volume, and it is possible to provide an
また、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しないように、給電対象となるLEDブロック部B1,B2を切り替えるようにしている。これにより、ちらつきのほとんどないLED電球1を提供することが可能となる。
Further, when the output current peak is 100%, the LED block portions B1 and B2 to be fed are switched so that there is no output area of 5% or less. Thereby, it becomes possible to provide the
[第2の実施の形態]
以下、第2の実施の形態を第1の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, only differences between the second embodiment and the first embodiment will be described.
(閾値)
図14は、第2の実施の形態に係る閾値を説明するための図であって、図14(a)は、ノイズ成分が除去された入力電圧と閾値との関係を示すグラフ、図14(b)は、LEDドライバモジュール10に搭載されるスイッチ15と閾値との関係を示す模式的ブロック構成図である。ここでは、LEDモジュール20は、n個直列×m個並列に接続された複数のLED素子(VF:例えば3V)を備えているものとする。この場合、図14(a)に示すように、例えば3V間隔でn個の閾値S_1〜S_nを設定しても良い。これにより、図14(b)に示すように、n個の閾値S_1〜S_nに応じてn段階にスイッチ15を切り替えることが可能となる。
(Threshold)
FIG. 14 is a diagram for explaining the threshold value according to the second embodiment. FIG. 14A is a graph showing the relationship between the input voltage from which the noise component has been removed and the threshold value, and FIG. b) is a schematic block diagram showing a relationship between a
(全体構成)
図15は、第2の実施の形態に係るLED電球1の構成例を示す模式的ブロック構成図である。ここでは、n個のLEDブロック部B1〜Bnを備えているものとする。この場合、スイッチ15の後段にn個の電源制限器17_1〜17_nを備え、これら電源制限器17_1〜17_nをn個の閾値S_1〜S_nに応じてスイッチ15で切り替えるようになっている。このような構成は、第1の実施の形態と比べて、LEDモジュール20側に多くの電極を設ける必要があるものの、降圧型スイッチングDC/DC回路16が不要になるというメリットがある。
(overall structure)
FIG. 15 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the
より具体的には、図16に示すように、n個の電源制限器17_1〜17_nの動作を切り替えるためのスイッチ15を備えている。これらスイッチ15には電圧コンパレータ14の比較結果が入力され、その比較結果に応じてスイッチ15がオン/オフするようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 16, a
(動作例)
図17は、第2の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の動作例を示すフローチャート図である。ここでも、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しないように、給電対象となるLEDブロック部B1〜Bnを切り替える場合を例示して説明する。
(Operation example)
FIG. 17 is a flowchart showing an operation example of the
まず、電源が投入されると(図17、ステップS11)、ノイズ成分が除去された入力電圧と閾値S_1を電圧コンパレータ14により比較する(図17、ステップS12)。ここで、入力電圧をn個の閾値S_1〜S_nの高い値から順に比較し、入力電圧がk番目に比較した閾値S_k以上である場合、電源制限器17によりLEDブロック部Bk〜Bnへ給電するようになっている。
First, when the power is turned on (FIG. 17, step S11), the
具体的には、入力電圧が最も高い閾値S_1以上である場合、全LEDブロック部B1〜Bnへ給電する(図17、ステップS13)。一方、入力電圧が最も高い閾値S_1以上でない場合は、入力電圧と2番目に高い閾値S_2を比較する(図17、ステップS14)。そして、入力電圧が2番目に高い閾値S_2以上である場合、LEDブロック部B2〜Bnへ給電する(図17、ステップS15)。以降、入力電圧が最も低い閾値S_n以上になるまで同様の処理を繰り返す(図17、ステップS16)。 Specifically, when the input voltage is equal to or higher than the highest threshold value S_1, power is supplied to all the LED block units B1 to Bn (FIG. 17, step S13). On the other hand, when the input voltage is not equal to or higher than the highest threshold value S_1, the input voltage is compared with the second highest threshold value S_2 (FIG. 17, step S14). When the input voltage is equal to or higher than the second highest threshold value S_2, power is supplied to the LED block units B2 to Bn (FIG. 17, step S15). Thereafter, the same processing is repeated until the input voltage becomes equal to or higher than the lowest threshold value S_n (FIG. 17, step S16).
以上説明したように、本実施の形態でも、入力電圧を閾値S_1〜S_nと比較し、その比較結果に応じて給電対象となるLEDブロック部B1〜Bnを切り替えるようにしているため、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第1の実施の形態と比べて、LEDモジュール20側に多くの電極を設ける必要があるものの、降圧型スイッチングDC/DC回路16が不要になるというメリットがある。
As described above, also in this embodiment, the input voltage is compared with the threshold values S_1 to S_n, and the LED block units B1 to Bn to be fed are switched according to the comparison result. The same effect as the embodiment can be obtained. Furthermore, although it is necessary to provide many electrodes on the
[第3の実施の形態]
以下、図18〜図22を用いて、第3の実施の形態を第1または第2の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, only the points of the third embodiment different from the first or second embodiment will be described with reference to FIGS.
(LEDドライバモジュール)
本実施の形態に係るLEDドライバモジュール10は、フィルタ回路13に接続されたメインスイッチ15aと、メインスイッチ15aとMOSFET14a(スイッチ15)の間に接続された定電流コンパレータ16aとを備え、定電流コンパレータ16aにMOSFETを用いる。
(LED driver module)
The
第1の実施の形態では、図6に示すように、バイポーラトランジスタQ2を備えている。このトランジスタQ2、抵抗R4、コンデンサC3、及びダイオードD1で定電流コンパレータ16aを形成している。トランジスタQ2の基準電圧VREFが抵抗R4にかかる電圧V2よりも大きい場合はトランジスタQ2がオンとなり、トランジスタQ2の基準電圧VREFが抵抗R4にかかる電圧V2以下の場合はトランジスタQ2がオフとなる。
In the first embodiment, a bipolar transistor Q2 is provided as shown in FIG. The transistor Q2, the resistor R4, the capacitor C3, and the diode D1 form a constant
ここで、トランジスタQ2の基準電圧VREFは、ダイオードD1の順電圧VFとトランジスタQ2のベース・エミッタ間電圧VBFによって決まる。このダイオードD1とトランジスタQ2のベース・エミッタ間はシリコン製であるため、トランジスタQ2の基準電圧VREFは負の温度特性を持っている。そのため、高温になるとトランジスタQ2の基準電圧VREFが低下し、LEDモジュール20への出力電流が低下してしまう。
Here, the reference voltage V REF of the transistor Q2 is determined by the base-emitter voltage V BF of the forward voltage V F and the transistor Q2 of the diode D1. Since the diode D1 and the base-emitter of the transistor Q2 is made of silicon, the reference voltage V REF of the transistor Q2 has a negative temperature characteristic. Therefore, when the temperature becomes high, the reference voltage V REF of the transistor Q2 decreases, and the output current to the
そこで、本実施の形態では、定電流コンパレータ16aにMOSFETを用いる。以下、本実施の形態を図面に従って更に詳しく説明する。
Therefore, in the present embodiment, a MOSFET is used for the constant
図18は、第3の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の構成例を示す模式的回路ブロック構成図である。第1の実施の形態と異なる点は、バイポーラトランジスタQ2に代えてMOSFET31を備えている点である。バイポーラトランジスタQ2では入力電流で制御するのに対して、MOSFET31では入力電圧による電界で制御する。すなわち、MOSFET31はバイポーラトランジスタQ2と動作原理が異なり、高温になっても基準電圧VREFが低下する問題が生じない。そのため、期待した出力電流を得ることができ、期待した明るさでLEDモジュール20を発光させることが可能となる。また、このようにバイポーラトランジスタQ2に代えてMOSFET31を備えると、バイアス電流を流さなくて済むため、消費電力を1.5%程度低減することができる。さらに、ダイオードD1とコンデンサC3が不要になるというメリットもある。ダイオードD1を設けていた箇所には、ノイズを減衰させるためのゲート抵抗R8を備えておく。
FIG. 18 is a schematic circuit block configuration diagram illustrating a configuration example of the
(プリント回路基板)
本実施の形態では、LEDドライバモジュール10を形成するプリント回路基板10cの表面に高背タイプの部品が実装され、裏面に低背タイプの部品が実装されている。
(Printed circuit board)
In the present embodiment, a high-profile component is mounted on the front surface of the printed
また、表面の入力端子LP1,LP2側から順にフューズF1、バリスタVR1、ダイオードブリッジDB1、発振回路16bが実装され、表面の出力端子LP3,LP4側に切欠き41が形成されていてもよい。
Alternatively, the fuse F1, the varistor VR1, the diode bridge DB1, and the
また、LEDモジュール20に接続されるリード線50が表面から裏面に切欠き41を通じて配線されていてもよい。
Moreover, the
図19は、第3の実施の形態に係るプリント回路基板10cの構成例を示す模式的平面図であって、図19(a)は表面、図19(b)は裏面を示している。
FIG. 19 is a schematic plan view showing a configuration example of a printed
表面には、図19(a)に示すように、入力端子LP1,LP2側から順にフューズF1、バリスタVR1、ダイオードブリッジDB1、発振回路16b等の部品が実装されている。表面の部品は、主に高背タイプの部品である。一方、裏面には、図19(b)に示すように、バイポーラトランジスタQ1やMOSFET31等の部品が実装されている。裏面の部品は、主に低背タイプの部品である。このように、一方の面に高背タイプの部品を実装し、他方の面に低背タイプの部品を実装すると、プリント回路基板10cの省スペース化を図ることが可能である。もちろん、部品の実装形態は、図19に示す形態に限定されるものではない。例えば、MOSFET31を表面に実装するようにしてもかまわない。なお、表面・裏面ともオール面実装部品を採用するのが好ましい。
As shown in FIG. 19A, components such as a fuse F1, a varistor VR1, a diode bridge DB1, and an
また、図19(a)(b)に示すように、プリント回路基板10cの出力端子LP3,LP4の外側に2つの矩形の切欠き41が形成されている。出力端子LP3,LP4からはリード線が引き出され、LEDモジュール20に接続されるようになっている。この切欠き41は、リード線50を表面から裏面に配線するためのものである。すなわち、LED電球1のケース30にプリント回路基板10cを搭載する場合において、切欠き41が形成されていないときは、図20(a)に示すように、リード線50がプリント回路基板10cの端部でかさばって邪魔になる。一方、切欠き41が形成されているときは、図20(b)に示すように、リード線50を表面から裏面に切欠き41を通じて配線することができる。裏面には低背タイプの部品が実装されているので、リード線50をプリント回路基板10cの中央方向(図20では左方向)に逃がすことができる。そのため、LED電球1のケース30にプリント回路基板10cを容易に搭載することが可能となる。
As shown in FIGS. 19A and 19B, two
なお、ここでは、プリント回路基板10cの出力端子LP3,LP4の外側に2つの矩形の切欠き41が形成されている場合を例示しているが、切欠き41の形状や個数は特に限定されるものではない。例えば、図21に示すように、出力端子LP3,LP4の内側に1つの矩形の切欠き44を形成してもよい。この場合でも、リード線50を表面から裏面に切欠き44を通じて配線することができる。
Here, the case where two
また、図19(a)(b)に示すように、プリント回路基板10cの中央付近の縁部に2つの切欠き42が形成されている。すなわち、図22(a)に示すように、1枚のシート部材51から多数のプリント回路基板10cを切り出す際、ある程度のバリが生じることを想定して切欠き42を形成するようにしている。
Further, as shown in FIGS. 19A and 19B, two
さらに、図19(a)(b)に示すように、プリント回路基板10cの入力端子LP1,LP2の外側に2つの切欠き43が形成されている。このような切欠き43を形成しておけば、図22(b)に示すように、LED電球1のケース30にプリント回路基板10cを搭載する場合、ケース30の口金にプリント回路基板10cが接触しにくくなる。
Further, as shown in FIGS. 19A and 19B, two
以上説明したように、本実施の形態では、バイポーラトランジスタQ2に代えてMOSFET31を備えるようにしているため、高温になっても、期待した出力電流を得ることができ、期待した明るさでLEDモジュール20を発光させることが可能となる。また、このようにバイポーラトランジスタQ2に代えてMOSFET31を備えると、バイアス電流を流さなくて済むため、消費電力を1.5%程度低減することができる。さらに、ダイオードD1とコンデンサC3が不要になるというメリットもある。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、LEDドライバモジュール10を形成するプリント回路基板10cの表面に高背タイプの部品が実装され、裏面に低背タイプの部品が実装されている。これにより、プリント回路基板10cの省スペース化を図ることが可能である。
In the present embodiment, a high-profile component is mounted on the front surface of the printed
また、本実施の形態では、表面の入力端子LP1,LP2側から順にフューズF1、バリスタVR1、ダイオードブリッジDB1、発振回路16bが実装され、表面の出力端子LP3,LP4側に切欠き41が形成されている。これにより、効率よく各部品が配置されるので、プリント回路基板10cの面積を削減することが可能である。
In the present embodiment, the fuse F1, the varistor VR1, the diode bridge DB1, and the
また、本実施の形態では、LEDモジュール20に接続されるリード線50が表面から裏面に切欠き41を通じて配線されている。これにより、リード線50をプリント回路基板10cの裏面の中央方向に逃がすことができる。そのため、LED電球1のケース30にプリント回路基板10cを容易に搭載することが可能となる。
In the present embodiment, the
[第4の実施の形態]
以下、図23〜図24を用いて、第4の実施の形態を第3の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, only differences between the fourth embodiment and the third embodiment will be described with reference to FIGS.
(LEDドライバモジュール)
本実施の形態に係るLEDドライバモジュール10は、フィルタ回路13に接続されたメインスイッチ15aと、メインスイッチ15aとMOSFET14a(スイッチ15)の間に接続された定電流コンパレータ16aとを備え、メインスイッチ15aにMOSFETを用いる。
(LED driver module)
The
図23は、第4の実施の形態に係るLEDドライバモジュール10の構成例を示す模式的回路ブロック構成図である。第3の実施の形態と異なる点は、バイポーラトランジスタQ1に代えてMOSFET32を備えている点である。すなわち、バイポーラトランジスタQ1のベース・エミッタ間もシリコン製であるため、高温になるとベース・エミッタ間電圧VBFが低下する。そうすると、ベース電流IBが上昇するため、コレクタ電流ICが上昇し、トランジスタQ1が発熱する。その結果、ベース・エミッタ間電圧VBFが更に低下するため、熱暴走を起こしてトランジスタQ1を破壊する恐れがある。
FIG. 23 is a schematic circuit block configuration diagram showing a configuration example of the
そこで、本実施の形態では、図23に示すように、メインスイッチ15aにMOSFET32を用いる。これにより、高温になってもベース・エミッタ間電圧VBFが基準電圧VREFが低下する問題が生じない。そのため、熱暴走を起こしてトランジスタQ1を破壊することを回避することができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 23, a
また、MOSFET32には、図23に示すように、過電圧保護のため双方向に2つのツェナーダイオードD3及びD4を設けている。これらツェナーダイオードD3及びD4のツェナー電圧(例えば16V)は、MOSFET32のゲート電圧以上であってゲート・ドレイン間の耐圧(例えば30V)以下としている。
Further, as shown in FIG. 23, the
(プリント回路基板)
図24は、第4の実施の形態に係るプリント回路基板10cの構成例を示す模式的平面図であって、図24(a)は表面、図24(b)は裏面を示している。図24(b)に示すように、裏面には、バイポーラトランジスタQ1に代えてMOSFET32が実装されている。また、双方向に2つのツェナーダイオードD3及びD4が実装されている。その他の点は、第3の実施の形態(図19参照)と同様である。
(Printed circuit board)
FIG. 24 is a schematic plan view showing a configuration example of a printed
以上説明したように、本実施の形態では、バイポーラトランジスタQ1に代えてMOSFET32を備えるようにしている。そのため、高温になっても、熱暴走を起こしてトランジスタQ1を破壊することを回避することができる。
As described above, in this embodiment, the
以上説明したように、本発明によれば、小型軽量化されたLEDドライバモジュール10及びこれを用いたLED電球1を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide the
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第4の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described according to the first to fourth embodiments. However, it should be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure are exemplary and limit the present invention. should not do. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。例えば、出力電流のピークを100%とした場合に5%以下の出力エリアが存在しないように制御する場合について説明したが、この「5%」の値は特に限定されるものではない。すなわち、電気安全法等に規定される内容に応じて適宜変更することが可能である。 As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. For example, a case has been described where control is performed so that no output area of 5% or less exists when the peak of the output current is 100%, but the value of “5%” is not particularly limited. That is, it can be appropriately changed according to the contents stipulated in the Electrical Safety Law and the like.
本発明に係るLEDドライバモジュール及びLED電球は、省スペース化、小型軽量化することが必要な照明装置に適用することができる。特に、ちらつきを防止することが必要な照明装置に適用するのが効果的である。 The LED driver module and the LED bulb according to the present invention can be applied to a lighting device that requires space saving and reduction in size and weight. In particular, it is effective to apply to a lighting device that needs to prevent flicker.
1…LED電球
10…LEDドライバモジュール
11…保護部(保護回路)
12…整流部(整流回路)
13…フィルタ部(フィルタ回路)
14…電圧比較部(電圧コンパレータ)
15…スイッチ部(スイッチ)
15a…メインスイッチ
16…降圧型スイッチングDC/DC回路
16a…定電流コンパレータ
16b…発振回路
17,17_1,・・・,17_n…電源制限器
20…LEDモジュール
B1,B2,・・・,Bn…LEDブロック部
D1〜D12,D21〜D32…LED素子
30…ケース
31,32…MOSFET
40…透光性カバー
41…切欠き
50…リード線
F1…フューズ
VR1…バリスタ
DB1…ダイオードブリッジ
DESCRIPTION OF
12 ... Rectifier (rectifier circuit)
13: Filter section (filter circuit)
14 ... Voltage comparator (voltage comparator)
15 ... Switch part (switch)
15a ...
40 ...
Claims (26)
前記保護部を介して入力された入力電圧を整流する整流部と、
前記整流部により整流された入力電圧からノイズ成分を除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部によりノイズ成分が除去された入力電圧を閾値と比較する電圧比較部と、
前記電圧比較部の比較結果に応じて、負荷であるLEDモジュールのうち、給電対象となるLEDブロック部を切り替えるスイッチ部と
を備えることを特徴とするLEDドライバモジュール。 A protection unit that protects the subsequent circuit portion from the input voltage;
A rectifying unit that rectifies an input voltage input through the protection unit;
A filter unit for removing noise components from the input voltage rectified by the rectifying unit;
A voltage comparison unit that compares the input voltage from which noise components have been removed by the filter unit with a threshold;
An LED driver module comprising: a switch unit that switches an LED block unit that is a power supply target among LED modules that are loads in accordance with a comparison result of the voltage comparison unit.
前記スイッチ部は、前記電圧比較部の比較結果に応じて、前記LED素子の直列数を切り替えることを特徴とする請求項1に記載のLEDドライバモジュール。 The LED module includes a plurality of LED elements connected in series of n pieces in series x m pieces,
2. The LED driver module according to claim 1, wherein the switch unit switches a series number of the LED elements according to a comparison result of the voltage comparison unit.
前記メインスイッチと前記スイッチ部の間に接続された定電流コンパレータとを備え、
前記定電流コンパレータにMOSFETを用いることを特徴とする請求項1に記載のLEDドライバモジュール。 A main switch connected to the filter unit;
A constant current comparator connected between the main switch and the switch unit;
The LED driver module according to claim 1, wherein a MOSFET is used for the constant current comparator.
前記メインスイッチと前記スイッチ部の間に接続された定電流コンパレータとを備え、
前記メインスイッチにMOSFETを用いることを特徴とする請求項1に記載のLEDドライバモジュール。 A main switch connected to the filter unit;
A constant current comparator connected between the main switch and the switch unit;
The LED driver module according to claim 1, wherein a MOSFET is used for the main switch.
前記LEDドライバモジュールから給電されるLEDモジュールと、
前記LEDドライバモジュール及び前記LEDモジュールが搭載されるケースと、
前記LEDモジュールを覆う透光性カバーと
を備えることを特徴とするLED電球。 A protection unit that protects a circuit unit at a subsequent stage from the input voltage; a rectification unit that rectifies the input voltage input via the protection unit; and a filter unit that removes a noise component from the input voltage rectified by the rectification unit; The voltage comparison unit that compares the input voltage from which the noise component has been removed by the filter unit with a threshold value, and the LED block unit that is a power supply target among the LED modules that are loads according to the comparison result of the voltage comparison unit. An LED driver module comprising a switch unit for switching;
An LED module powered by the LED driver module;
A case in which the LED driver module and the LED module are mounted;
An LED bulb comprising: a translucent cover that covers the LED module.
前記スイッチ部は、前記電圧比較部の比較結果に応じて、前記LED素子の直列数を切り替えることを特徴とする請求項13に記載のLED電球。 The LED module includes a plurality of LED elements connected in series of n pieces in series x m pieces,
The LED light bulb according to claim 13, wherein the switch unit switches a series number of the LED elements in accordance with a comparison result of the voltage comparison unit.
前記メインスイッチと前記スイッチ部の間に接続された定電流コンパレータとを備え、
前記定電流コンパレータにMOSFETを用いることを特徴とする請求項13に記載のLED電球。 A main switch connected to the filter unit;
A constant current comparator connected between the main switch and the switch unit;
14. The LED bulb according to claim 13, wherein a MOSFET is used for the constant current comparator.
前記メインスイッチと前記スイッチ部の間に接続された定電流コンパレータとを備え、
前記メインスイッチにMOSFETを用いることを特徴とする請求項13に記載のLED電球。 A main switch connected to the filter unit;
A constant current comparator connected between the main switch and the switch unit;
The LED bulb according to claim 13, wherein a MOSFET is used for the main switch.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107702997A (en) * | 2017-10-30 | 2018-02-16 | 贵州润柏吉科技有限公司 | Light-bulb voltage resistance detection |
JP2019012600A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | マイクロコントロールシステムズ株式会社 | Led lamp in compliance with given standard |
WO2021140727A1 (en) * | 2020-01-08 | 2021-07-15 | ローム株式会社 | Semiconductor light emitting device |
-
2012
- 2012-03-12 JP JP2012054200A patent/JP2013175692A/en active Pending
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