JP2014078362A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光灯照明器具の改造を必要とせずスタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具でも、確実に点灯させることができるＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】
ＬＥＤ照明装置は、並列に接続された第１コイルＬ１および第２コイルＬ２は、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・および第２発光ダイオード素子群２２，２２・・に直列に接続される。このとき、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスは、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・および第２発光ダイオード素子群２２，２２・・の負荷電流値を調整する第１条件および、蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合の該蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現する第２条件を満たすように決定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具にも対応可能なＬＥＤ照明装置に関する。

従来、この種のＬＥＤ照明装置としては、下記特許文献１に示すように、蛍光灯照明器具のソケットに接続される一方の一対の入力端子および他方の一対の入力端子をそれぞれ短絡させ、これらの間に、ダイオードブリッジからなる整流回路と、複数の発光ダイオード素子と、コイルとを接続したものが知られている。

特開２０１２−３３４３７号公報

しかしながら、かかる従来のＬＥＤ照明装置では、予め蛍光灯照明器具を当該ＬＥＤ照明装置に対応した構成に改造する必要がある。具体的には、蛍光灯照明器具を構成する安定器をバイパスするように改造する必要がある。

ここで、安定器を取り外さずに、蛍光灯照明器具にＬＥＤ照明装置を取り付けることも考えられるが、この場合には安定器の保護機能等が働き、ＬＥＤ照明装置が点灯しないか、点灯しても立ち消え等が発生するという問題がある。

以上の事情に鑑みて、本発明のＬＥＤ照明装置は、蛍光灯照明器具の改造を必要とせずスタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具でも、確実に点灯させることができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のＬＥＤ照明装置は、スタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具にも対応可能なＬＥＤ照明装置であって、
前記蛍光灯照明器具のソケットに接続される一方の一対の入力端子および他方の一対の入力端子と、
前記一方の一対の入力端子同士を接続した第１端子および、前記他方の一対の入力端子同士を接続した第２端子と、
前記第１端子および前記第２端子が入力側に接続されたダイオードブリッジからなる整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続され、素子同士が直列に接続された複数の発光ダイオード素子と、
前記複数の発光ダイオード素子の負極側で、該複数の発光ダイオード素子と前記整流回路との間に直列に接続されたコイルと
を備え、
前記複数の発光ダイオード素子は、素子同士が直列に接続された第１発光ダイオード素子群と、素子同士が直列に接続された第２発光ダイオード素子群とが並列に接続され、
前記コイルは、並列に接続された第１コイルおよび第２コイルであって、該第１コイルおよび該第２コイルに、前記第１発光ダイオード素子群および前記第２発光ダイオード素子群が直列に接続され、
前記第１コイルおよび前記第２コイルが、前記第１発光ダイオード素子群および第２発光ダイオード素子群の負荷電流値を調整すると共に、前記蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合の該蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現することを特徴とする。

本発明のＬＥＤ照明装置によれば、蛍光灯照明器具の２つのソケットに、一方の一対の入力端子および他方の一対の入力端子がそれぞれ接続され、ソケットを介して一方および他方の両方の一対の入力端子に交流電源の電力が供給される。

まず、交流電源から供給された電力は、一方の一対の入力端子同士を短絡させた第１端子と、他方の一対の入力端子同士を短絡させた第２端子とを整流回路の入力側に接続することで、直流電流に変換される。

そして、直流電流が各々直列に接続された複数の発光ダイオード素子に供給され、発光ダイオード素子に供給される電流値がこれに直列に接続されたコイルにより調整される。

このとき、コイルを互いに並列に接続された第１コイルおよび第２コイルに分割しておくことで、第１および第２コイル間の磁界を干渉させて、第１コイルおよび第２コイルのノイズ成分を除去することができる。

さらに、本願発明者は、鋭意の試験研究により、蛍光灯照明器具を改造せずに、ＬＥＤ照明装置を取り付けた場合には、安定器の保護機能が働き、ＬＥＤ照明装置に不具合が生じることを知見した。

特に、本願発明者は、安定器の保護機能が、蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合のフィラメント導通検出に基づくものであることに着目し、コイルにより蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現することで、従前の蛍光灯照明器具でもＬＥＤ照明装置を確実に点灯させることができることに想到した。

ここで、４０形以上の直管型蛍光灯ランプをＬＥＤ照明装置にする場合には、素子同士が直列に接続された複数の発光ダイオード素子群を並列に接続することが望ましいが、この場合には、コイルにより蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現することが困難であった。

これに対して、本願発明者の試験研究によれば、コイルを、並列に接続された第１コイルおよび第２コイルに分割し、第１コイルおよび第２コイルに、第１発光ダイオード素子群および第２発光ダイオード素子群を直列に接続することで、第１コイルおよび第２コイルの微調整が可能となり、蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現することが可能となることが確認された。

そこで、本発明のコイルは、例えば、第１コイルおよび第２コイルのインダクタンスが、発光ダイオード素子の負荷電流値を調整すると共に、蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合の該蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現する値に調整される。

これにより、本発明のＬＥＤ照明装置は、蛍光灯照明器具の改造を必要とせずスタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具でも、確実に点灯させることができる。

本実施形態のＬＥＤ照明装置の構成を示す回路図。

図１を参照して、本実施形態のＬＥＤ照明装置の構成について説明する。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、スタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具にも対応可能なＬＥＤ照明装置であって、第１端子１１，第２端子１２と、整流回路Ｄ２〜Ｄ５と、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・と、第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・と、第１コイルＬ１と、第２コイルＬ２とを備える。

第１端子１１は、蛍光灯照明器具のソケットに接続される一方の一対の入力端子１１ａ，１１ｂに接続された端子であって、入力端子１１ａ，１１ｂ同士が接続（短絡）されてなる。

第２端子１２は、蛍光灯照明器具のソケットに接続される他方の一対の入力端子１２ａ，１２ｂに接続された端子であって、入力端子１２ａ，１２ｂ同士が接続（短絡）されてなる。

なお、第１端子１１と第２端子１２との間には、サージアブソーバーＺが設けられており、サージアブソーバーＺにより、雷や静電気などの高電圧が端子間に印加された場合にこれを吸収する。

また、第２端子１２には、ヒューズＦが取り付けられており、ヒューズＦにより、過電圧または過電流が印加された場合に導通を切断して、過電圧または過電流が整流回路Ｄ２〜Ｄ５、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・および第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・に印加するのを防止する。

整流回路Ｄ２〜Ｄ５は、並列に接続された一対のファーストリカバリーダイオードＤ２，Ｄ４と、並列に接続された一対のファーストリカバリーダイオードＤ３，Ｄ５とを備え、これらが直列に接続されている。

整流回路Ｄ２〜Ｄ５の入力側には、第１端子１１および第２端子１２が接続される。すなわち、直列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ２，Ｄ３の間に、第１端子１１が接続され、直列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ４，Ｄ５の間に、第２端子１２が接続される。

整流回路Ｄ２〜Ｄ５の出力側には、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・と、第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・とが接続される。すなわち、並列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ２，Ｄ４の負極に、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の正極側が接続されると共に、並列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ３，Ｄ５の正極に、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の負極側が接続される。

なお、並列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ２，Ｄ４の負極と、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の正極側とは、整流ダイオードＤ１を介して接続され、並列に接続されたファーストリカバリーダイオードＤ３，Ｄ５の正極と、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の負極側とは、整流ダイオードＤ６を介して接続さる。整流ダイオードＤ１およびＤ６を設けることで、当該ＬＥＤ照明装置の回路全体の安定化を図ることができる。

第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・は、発光ダイオード素子２１同士が直列に接続された素子群であり、第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・は、発光ダイオード素子２２同士が直列に接続された素子群であり、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・と、第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・とが、並列に接続されている。

第１コイルＬ１および第２コイルＬ２は並列に接続されてなり、並列に接続された第１コイルＬ１および第２コイルＬ２の一端が、並列に接続された第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・と第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・との負極側に直列に接続される。

一方、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２の他端は、整流ダイオードＤ６を介して整流回路Ｄ２〜Ｄ５の出力側に接続される。

なお、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンス設計値などは、詳細を後述する。

次に、以上のように構成されたＬＥＤ照明装置の作動について説明する。

まず、一方および他方の一対の入力端子１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを介して供給された交流電源は、それぞれ短絡されて第１端子１１および第２端子１２に供給される。

第１端子１１および第２端子１２に供給された交流電源は、整流回路Ｄ２〜Ｄ５により直流電流に整流され、整流された直流電流が、第１発光ダイオード素子群２１，２１・・・と、第２発光ダイオード素子群２２，２２・・・とに供給される。

このとき、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２に直列に接続された第１コイルＬ１および第２コイルＬ２により、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２に供給される電流値が調整される。

そのため、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２は、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の照度などに応じた適当な電流値となるインダクタンス値であるという第１条件を満たすように設定される。

ここで、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２の代わりに、これらを合成した１のコイルで代用することも考えられるが、互いに並列に接続された第１コイルＬ１および第２コイルＬ２に分割しておくことで、第１および第２コイルＬ１，Ｌ２間の磁界を干渉させて、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のノイズ成分を除去することができる。これにより、第１および第２発光ダイオード素子群２１，２２の消費電力を低減させることが可能となる。

さらに、本願発明者は、鋭意の試験研究によれば、蛍光灯照明器具を改造せずに、ＬＥＤ照明装置を取り付けた場合には、蛍光灯照明器具の安定器の保護機能が働き、ＬＥＤ照明装置に不具合が生じることを知見した。

特に、安定器の保護機能は、点灯に先立って蛍光灯照明器具に取り付けられた照明装置に微弱電流を流し、蛍光灯ランプが取り付けられた場合のフィラメント導通検出を行うことが多い。

そのため、本実施形態において、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２は、蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合のフィラメントを擬似的に再現したインダクタンス値であるという第２条件を満たすように設定される。

加えて、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のノイズ成分が除去されるように、互いに並列に接続された第１コイルＬ１および第２コイルＬ２に分割しておくことで、ノイズ成分による電力値のばらつきが生じることなく、電力値のばらつきにより安定器の保護回路が働き、立ち消え等が発生することも抑制することができる。

以上詳しく説明したように、本実施形態のＬＥＤ照明装置によれば、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスが前記第１条件および第２条件を満たすように設定されることにより、蛍光灯照明器具の改造を必要とせずスタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具でも、確実に点灯させることができる。

１１…第１端子、１１ａ，１１ｂ…一方の一対の入力端子、１２…第２端子、１２ａ，１２ｂ…他方の一対の入力端子、２１，２１・・…第１発光ダイオード素子群、２２，２２・・…第２発光ダイオード素子群、Ｄ１，Ｄ６…整流ダイオード、Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５…ファーストリカバリーダイオード、Ｌ１…第１コイル、Ｌ２…第２コイル。

Claims (1)

1. スタータ式と、ラピッドスタート式と、インバータ式とのいずれの蛍光灯照明器具にも対応可能なＬＥＤ照明装置であって、
   前記蛍光灯照明器具のソケットに接続される一方の一対の入力端子および他方の一対の入力端子と、
   前記一方の一対の入力端子同士を接続した第１端子および、前記他方の一対の入力端子同士を接続した第２端子と、
   前記第１端子および前記第２端子が入力側に接続されたダイオードブリッジからなる整流回路と、
   前記整流回路の出力側に接続され、素子同士が直列に接続された複数の発光ダイオード素子と、
   前記複数の発光ダイオード素子の負極側で、該複数の発光ダイオード素子と前記整流回路との間に直列に接続されたコイルと
   を備え、
   前記複数の発光ダイオード素子は、素子同士が直列に接続された第１発光ダイオード素子群と、素子同士が直列に接続された第２発光ダイオード素子群とが並列に接続され、
   前記コイルは、並列に接続された第１コイルおよび第２コイルであって、該第１コイルおよび該第２コイルに、前記第１発光ダイオード素子群および前記第２発光ダイオード素子群が直列に接続され、
   前記第１コイルおよび前記第２コイルが、前記第１発光ダイオード素子群および第２発光ダイオード素子群の負荷電流値を調整すると共に、前記蛍光灯照明器具に蛍光灯ランプが取り付けられた場合の該蛍光灯ランプのフィラメントを擬似的に再現することを特徴とするＬＥＤ照明装置。