JP2014075274A - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源回路間の距離を短くする。
【解決手段】照明装置１１は、ＬＥＤ照明光源１３と、２つのＬＥＤ電源２２とを備える。
ＬＥＤ照明光源１３は、２つの光源回路とコンデンサ３５とを備える。それぞれの光源回路は、コネクタ３３（＋電位）の端子とコネクタ３４（−電位）の端子との１対の接続端子と、当該１対の接続端子間に接続されたＬＥＤ素子３２とを有する。コンデンサ３５は、２つの光源回路間に接続される。２つのＬＥＤ電源２２は、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路それぞれに対して１つずつ設けられ、これらの光源回路のうち、対応する光源回路の１対の接続端子を介して当該光源回路のＬＥＤ素子３２に給電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明用光源及び照明装置に関するものである。本発明は、特に、ＬＥＤ照明光源に関するものである。

近年、省エネへの取り組みは各業界において様々な形態で行われている。特に、商業施設に設置される照明装置においては、電力を多く消費するために電力削減効果を上げることが必須である。このため現在、高効率なＬＥＤ照明が使用され始めている。ＬＥＤ照明に使用する、ＬＥＤ素子を基板上に実装したＬＥＤ照明光源も１基板上に独立した２回路を有するもの等がある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００５−１００８００号公報 特開２００５−１１７０２８号公報

従来の１基板上に独立した２回路を有するＬＥＤ照明光源では、雷サージ等の高電圧が一線対地間に印加された場合、独立した２回路に使用するＬＥＤ電源のバラツキにより、ＬＥＤ照明光源の独立する２回路間で大きな電位差が生じる。発生する電位差よりも独立する２回路間の絶縁距離があるときは問題が生じないが、絶縁距離が不足している場合には、対地に対しての電位が高い方から低い方へ放電し、電位の低い放電された側のＬＥＤ電源に過大な電流が流れ、ＬＥＤ電源が故障するという課題がある。対策として、雷サージ等で発生する電位差で放電しないように、独立した２回路間で絶縁距離を大きくとらなければならない。また、絶縁距離を大きくとらなければならないため、端子間の間隔が狭い（絶縁距離の短い）小型のコネクタを使用することができない等、ＬＥＤ照明光源を小型にすることが困難であるという課題が存在する。

本発明は、例えば、複数の光源回路間の距離を短くすることを目的とする。

本発明の一の態様に係る照明用光源は、
給電用の１対の接続端子と当該１対の接続端子間に接続された発光素子とをそれぞれ有する複数の光源回路と、
前記複数の光源回路間に接続されたインピーダンス素子とを備える。

本発明の一の態様によれば、複数の光源回路間にインピーダンス素子を接続することにより、複数の光源回路間の距離を短くすることが可能となる。そのため、例えば、端子間の間隔が狭い小型のコネクタを使用することができ、照明用光源を小型化することができる。

実施の形態１に係る照明装置の回路構成を示す図。 実施の形態１に係る直流電源装置の側面視及び平面視の外観を示す図。 実施の形態１に係る直流電源装置の内部構成を示す図。 実施の形態１に係るＬＥＤ照明光源の構成を示す図。 実施の形態２に係る照明装置の回路構成を示す図。 実施の形態２に係るＬＥＤ照明光源の構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明装置１１の回路構成を示す図である。

図１に示すように、照明装置１１は、直流電源装置１２とＬＥＤ照明光源１３とを備えている。

図２は、直流電源装置１２の側面視及び平面視の外観を示す図である。図３は、直流電源装置１２の内部構成を示す図である。

図２に示すように、直流電源装置１２は、金属ケース２１で覆われた構造となっている。図３に示すように、直流電源装置１２は、金属ケース２１の中に設けられる複数のＬＥＤ電源２２と端子台２３と入力配線２４と、金属ケース２１の中から外まで設けられる出力配線２５と、金属ケース２１の外に設けられるコネクタ２６（＋電位）とコネクタ２７（−電位）とガラスクロスチューブ２８とを備えている。

ＬＥＤ電源２２については、後述する。端子台２３は、商用電源１４と接続するためのものである。入力配線２４は、端子台２３とＬＥＤ電源２２の入力端子に接続されている。出力配線２５は、ＬＥＤ電源２２の出力端子に接続されている。コネクタ２６（＋電位）には、出力配線２５の＋電位が接続されている。コネクタ２７（−電位）には、出力配線２５の−電位が接続されている。ガラスクロスチューブ２８は、出力配線２５を束ねている。

図４は、ＬＥＤ照明光源１３の構成を示す図である。

図４に示すように、ＬＥＤ照明光源１３は、基板３１と、複数のＬＥＤ素子３２と、コネクタ３３（＋電位）と、コネクタ３４（−電位）と、コンデンサ３５と、配線パターン３６とを備えている。

基板３１には、複数のＬＥＤ素子３２が配列されている。配線パターン３６は、これらのＬＥＤ素子３２とコネクタ３３（＋電位）とコネクタ３４（−電位）とコンデンサ３５とを電気的に接続している。

図１に示すように、ＬＥＤ照明光源１３は、直流電源装置１２の２台のＬＥＤ電源２２に接続されている。

ＬＥＤ電源２２は、ダイオードブリッジ４１と、電源回路４２と、コネクタ接続箇所４３（＋電位）と、コネクタ接続箇所４４（−電位）と、電流検出抵抗４５と、接地コンデンサ４６と、接地抵抗４７とを備えている。

ダイオードブリッジ４１は、商用電源１４から供給される交流電力を整流して脈流電力を出力する。電源回路４２は、ダイオードブリッジ４１から出力される脈流電力を直流電力に変換して所定の電流をコネクタ接続箇所４３（＋電位）からコネクタ接続箇所４４（−電位）の方向に出力する。電流検出抵抗４５は、コネクタ接続箇所４４（−電位）と電源回路４２との間に接続されている。電源回路４２は、電流検出抵抗４５により検出される電流に基づいて、出力する電流が上記所定の電流となるように調整する。接地コンデンサ４６と接地抵抗４７は、ダイオードブリッジ４１及び電源回路４２とアース４８との間に接続されている。

ＬＥＤ照明光源１３は、ＬＥＤ電源２２から出力される電流をＬＥＤ素子３２に供給してＬＥＤ素子３２を点灯させる。

本実施の形態において、ＬＥＤ照明光源１３は、８個のＬＥＤ素子３２の極性の方向を合わせて配線パターン３６で接続された２つの光源回路を有する。これら２つの光源回路の配線パターン３６の両端のうち、ＬＥＤ素子３２のアノード側には、コネクタ３３（＋電位）が電気的に接続され、ＬＥＤ素子３２のカソード側には、コネクタ３４（−電位）が電気的に接続されている。また、コネクタ３３（＋電位）の端子間、コネクタ３４（−電位）の端子間には、コンデンサ３５が電気的に接続されている。

同一仕様のＬＥＤ電源２２を２台用いて、ＬＥＤ照明光源１３の光源回路を２つ点灯させた場合、対地から見たそれぞれのコネクタ３３（＋電位）、コネクタ３４（−電位）の電位は略同等となる。そのため、コネクタ３３（＋電位）の端子間、コネクタ３４（−電位）の端子間には、電位差はほとんど生じない。よって、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯している場合には、コンデンサ３５の両端に電位差はほとんど生じない。

しかし、雷サージ等の高電圧が一線対地間に印加された場合、商用電源１４とアース４８との間に雷サージ等の高電圧が印加されることになる。商用電源１４とアース４８との間では、接地コンデンサ４６と接地抵抗４７がインピーダンスとなり、主としてこのインピーダンスにより制限された電流が、商用電源１４からアース４８に流れる。商用電源１４とアース４８との間に印加される電位は、主に接地コンデンサ４６と接地抵抗４７で受け持つことになる。

ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときとは異なり、アース４８から見たコネクタ３３（＋電位）、コネクタ３４（−電位）の電位は同等にはならない。ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときとは異なり、高電圧がパルス的に印加されるため、ＬＥＤ電源２２の回路を構成する部品のバラツキで、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間で電位差が生じる。

ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間に生じる電位差が、当該２つの光源回路間の絶縁距離を上回る電位差となったとき、電位の高い方から低い方へと放電する。放電した後、電流検出抵抗４５、接地コンデンサ４６、接地抵抗４７の経路で対地に過大な電流が流れることになる。過大な電流が流れた場合、この経路の耐量が持たない部品が故障に至る。

本実施の形態では、対策として、コネクタ３３（＋電位）の端子間、コネクタ３４（−電位）の端子間にコンデンサ３５を接続することで、パルス的に印加される電圧の一部をコンデンサ３５でパスさせてコネクタ３３（＋電位）の端子間、コネクタ３４（−電位）の端子間の電位差の発生を抑制することができる。このように、コネクタ３３，３４の端子間の電位差の発生を抑制することで、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間での放電を防止できる。そのため、電流検出抵抗４５、接地コンデンサ４６、接地抵抗４７に過大な電流が流れることがなくなる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間にコンデンサ３５を接続しているが、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間に接続するものは、コンデンサ３５に限らず、電位差を吸収できるインピーダンス素子であればよい。例えば、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路間に一定以上の電圧がかからないように、２つの光源回路間に、バリスタ等のサージアブソーバを接続してもよい。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ照明光源１３が光源回路を２つ備えているが、ＬＥＤ照明光源１３は、光源回路を３つ以上備えていてもよい。それに伴い、直流電源装置１２は、ＬＥＤ電源２２を３台以上備えていてもよい。例えば、ＬＥＤ照明光源１３が３つの光源回路Ａ，Ｂ，Ｃを備えているとすると、光源回路Ａ，Ｂ間にコンデンサ３５が接続され、光源回路Ａ，Ｃ（あるいは光源回路Ｂ，Ｃ）間に別のコンデンサ３５が接続される。

また、本実施の形態では、光源回路が有する発光素子としてＬＥＤ素子３２を用いているが、ＬＥＤ素子３２の代わりに、有機ＥＬ等、他の種類の発光素子を用いてもよい。また、発光素子の数や配置は適宜変更することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、ＬＥＤ照明光源１３（照明用光源の例）が、複数（具体的には、２つ）の光源回路と、コンデンサ３５（インピーダンス素子の例）とを備える。それぞれの光源回路は、コネクタ３３（＋電位）の端子とコネクタ３４（−電位）の端子との１対の接続端子（給電用の１対の接続端子の例）と、当該１対の接続端子間に接続されたＬＥＤ素子３２（発光素子の例）とを有する。コンデンサ３５は、複数の光源回路間に接続される。本実施の形態によれば、複数の光源回路間にコンデンサ３５を接続することにより、複数の光源回路間の距離を短くすることが可能となる。そのため、例えば、端子間の間隔が狭い小型のコネクタ３３，３４を使用することができ、ＬＥＤ照明光源１３を小型化することができる。

本実施の形態では、それぞれの光源回路が、同じ数（具体的には、８個）のＬＥＤ素子３２を有する（このとき、それぞれのＬＥＤ素子３２のＶＦ（順方向電圧）が略同等であることが望ましい）。そして、コンデンサ３５が、複数の光源回路それぞれの高電位側から同じ数（具体的には、１個目）のＬＥＤ素子３２の高電位側に接続されている。また、別のコンデンサ３５が、複数の光源回路それぞれの高電位側から同じ数（具体的には、８個目）のＬＥＤ素子３２の低電位側に接続されている。本実施の形態によれば、それぞれの光源回路においてＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときに略同電位になる箇所にコンデンサ３５を電気的に接続できる。略同電位になる箇所とは、複数の光源回路の相対的に同じ位置ということである。その位置にコンデンサ３５を接続すれば、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときに複数の光源回路間で発生する電位差がＬＥＤ素子３２のバラツキだけに抑えられるため、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときにコンデンサ３５に印加される電圧を抑制できる。またこれにより、コンデンサ３５に電流が流れ、光源回路間でＬＥＤ素子３２に流れる電流への影響をなくすことができる。

本実施の形態では、ＬＥＤ照明光源１３のコネクタ３３（＋電位）（第１コネクタの例）が、複数の光源回路に対して１つ設けられ、これらの光源回路の１対の接続端子のうち、高電位側の接続端子を具備する。また、ＬＥＤ照明光源１３のコネクタ３４（−電位）（第２コネクタの例）が、複数の光源回路に対して１つ設けられ、これらの光源回路の１対の接続端子のうち、低電位側の接続端子を具備する。そのため、本実施の形態では、同一のコネクタ３３，３４に、ＬＥＤ素子３２の同極性が電気的に接続される。本実施の形態によれば、コネクタ３３，３４を一体化して接続端子をまとめることで、ＬＥＤ照明光源１３をさらに小型化することができる。

ＬＥＤ照明光源１３の複数の光源回路を同一仕様のＬＥＤ電源２２で点灯させる場合、これらの光源回路の極性を合わせてコネクタ３３，３４に接続することで、コネクタ３３，３４の端子間の電位差の発生を抑制することができる。同じコネクタ３３，３４にＬＥＤ電源２２の＋電位と−電位を接続した場合、コネクタ３３，３４の端子間でＬＥＤ照明光源１３の電位差分の絶縁距離を確保しなければならないため、ＬＥＤ照明光源１３の出力電圧が高いものには、このような接続をすることは適切ではない。また、光源回路の極性を合わせてコネクタ３３，３４に接続することで、コネクタ３３，３４の端子間にコンデンサ３５を挿入するときに、コンデンサ３５をコネクタ３３，３４の近い位置に容易に配置することができる。

本実施の形態では、照明装置１１が、上記のようなＬＥＤ照明光源１３と、複数（具体的には、２つ）のＬＥＤ電源２２とを備える。これらのＬＥＤ電源２２は、ＬＥＤ照明光源１３の複数の光源回路それぞれに対して１つずつ設けられ、これらの光源回路のうち、対応する光源回路の１対の接続端子を介して当該光源回路のＬＥＤ素子３２に給電する。本実施の形態によれば、雷サージ等の高電圧が印加されてもＬＥＤ電源２２が故障し難い照明装置１１を提供することができる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図５は、本実施の形態に係る照明装置１１の回路構成を示す図である。図６は、ＬＥＤ照明光源１３の構成を示す図である。

図５及び図６に示すように、本実施の形態では、コンデンサ３５が、コネクタ３４（−電位）の端子間のみに接続されている。即ち、コンデンサ３５が、ＬＥＤ照明光源１３の２つの光源回路それぞれの最も低電位側のＬＥＤ素子３２の低電位側に接続されている。その他の構成については、図１及び図４に示した実施の形態１のものと同様である。

ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときには、コネクタ３３（＋電位）の端子間に略同等の電位が発生するが、ＬＥＤ素子３２の電圧バラツキにより若干の電位差が生じることになる。そのため、ＬＥＤ素子３２の電圧バラツキの影響しない−電位側にのみコンデンサ３５を入れることで、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときのコンデンサ３５へのストレスを軽減することができる。

基板３１のスペースの制約等により、コンデンサ３５をコネクタ３４（−電位）の端子間に設けられない場合は、ＬＥＤ照明光源１３のそれぞれの光源回路においてＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときに略同電位になる箇所にコンデンサ３５を接続すればよい。これにより、前述したように、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときに複数の光源回路間で発生する電位差がＬＥＤ素子３２のバラツキだけに抑えられるため、ＬＥＤ照明光源１３が通常点灯しているときにコンデンサ３５に印加される電圧を抑制できる。なお、コンデンサ３５の挿入位置は、より低電位側であることが望ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１１ 照明装置、１２ 直流電源装置、１３ ＬＥＤ照明光源、１４ 商用電源、２１ 金属ケース、２２ ＬＥＤ電源、２３ 端子台、２４ 入力配線、２５ 出力配線、２６ コネクタ、２７ コネクタ、２８ ガラスクロスチューブ、３１ 基板、３２ ＬＥＤ素子、３３ コネクタ、３４ コネクタ、３５ コンデンサ、３６ 配線パターン、４１ ダイオードブリッジ、４２ 電源回路、４３ コネクタ接続箇所、４４ コネクタ接続箇所、４５ 電流検出抵抗、４６ 接地コンデンサ、４７ 接地抵抗、４８ アース。

Claims (7)

1. 給電用の１対の接続端子と当該１対の接続端子間に接続された発光素子とをそれぞれ有する複数の光源回路と、
   前記複数の光源回路間に接続されたインピーダンス素子と
   を備えることを特徴とする照明用光源。
2. 前記複数の光源回路は、同じ数の前記発光素子をそれぞれ有し、
   前記インピーダンス素子は、前記複数の光源回路それぞれの高電位側から同じ数の前記発光素子の高電位側又は低電位側に接続されたことを特徴とする請求項１の照明用光源。
3. 前記インピーダンス素子は、前記複数の光源回路それぞれの最も低電位側の前記発光素子の低電位側に接続されたことを特徴とする請求項２の照明用光源。
4. 前記インピーダンス素子は、コンデンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかの照明用光源。
5. 前記インピーダンス素子は、サージアブソーバであることを特徴とする請求項１から３のいずれかの照明用光源。
6. 前記照明用光源は、さらに、
   前記複数の光源回路に対して１つ設けられ、前記複数の光源回路の前記１対の接続端子のうち、高電位側の接続端子を具備する第１コネクタと、
   前記複数の光源回路に対して１つ設けられ、前記複数の光源回路の前記１対の接続端子のうち、低電位側の接続端子を具備する第２コネクタと
   を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかの照明用光源。
7. 請求項１から６のいずれかの照明用光源と、
   前記照明用光源の前記複数の光源回路それぞれに対して１つずつ設けられ、前記複数の光源回路のうち、対応する光源回路の前記１対の接続端子を介して当該光源回路の前記発光素子に給電する複数の電源回路と
   を備えることを特徴とする照明装置。

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