JP2015002045A - Ｌｅｄ用定電圧定電流回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤランプの輝度を一層一定に保つとともに、回路寿命を長くし、さらにＬＥＤランプの寿命を知らせる回路を提供する。【解決手段】ダイオードブリッジにより整流される整流回路に、発光ダイオード回路が接続している回路において、三端子レギュレータと、ツェナーダイオードを導入したＬＥＤ用定電圧定電流回路であって、前記三端子レギュレータの入力端子に前記発光ダイオード回路が接続し、前記三端子レギュレータの出力端子に抵抗が接続し、前記抵抗の他端は前記ダイオードブリッジに接続し、前記三端子レギュレータのグランドは前記ダイオードブリッジと前記抵抗の間に接続し、前記ツェナーダイオードは前記発光ダイオード回路と前記三端子レギュレータの入力端子の間に接続するとともに前記抵抗と前記ダイオードブリッジの間に前記ダイオードブリッジと並列かつ逆バイアスに接続した定電圧定電流回路を備えるＬＥＤ用定電圧定電流回路とした。【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に流れる電流、電圧を一定にするための回路に関する。さらに、ＬＥＤの寿命を知らせる回路に関する。
従来のＬＥＤ用定電流回路２１は、図４に示すような整流回路２２に接続して、電解コンデンサ２３ａを備え、複雑な定電流回路２３構造をとっていた。整流回路２２は非特許文献１から、定電圧定電流回路２３は非特許文献２から引用した。
電解コンデンサ２３ａは小型で大容量にできるが、耐圧が低く寿命が短い。したがって、発光ダイオード３ｃ自体の耐用年数は長いものの、回路全体としては寿命が長くない。
発光ダイオードの寿命は、半永久的であるといわれるが、使用時間とともに経年劣化し、明るさが低下する。しかしながら、その光の低下度合いは、目視では認識することができない。特に、植物の抑制栽培においては、明るさが一定であることが重要である。
そのため、特に、一定輝度（照度）を必要とする場面、例えば、植物の抑制栽培、より具体的には電照菊の栽培には、ＬＥＤランプは適さなかった。
http://www.mizunaga.jp/rectify.html http://blogs.yahoo.co.jp/kentax01jp/28651533.html
そこで、本発明は、ＬＥＤランプの輝度を一層一定に保つとともに、回路寿命を長くし、さらにＬＥＤランプの寿命を知らせる回路を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
ダイオードブリッジにより整流される整流回路に、発光ダイオード回路が接続している回路において、三端子レギュレータと、ツェナーダイオードを導入したＬＥＤ用定電圧定電流回路であって、
前記三端子レギュレータの入力端子に前記発光ダイオード回路が接続し、前記三端子レギュレータの出力端子に抵抗が接続し、前記抵抗の他端は前記ダイオードブリッジに接続し、前記三端子レギュレータのグランドは前記ダイオードブリッジと前記抵抗の間に接続し、
前記ツェナーダイオードは前記発光ダイオード回路と前記三端子レギュレータの入力端子の間に接続するとともに前記抵抗と前記ダイオードブリッジの間に前記ダイオードブリッジと並列かつ逆バイアスに接続した定電圧定電流回路を備えることを特徴とするＬＥＤ用定電圧定電流回路の構成とした。
（２）
前記定電圧定電流回路に、
電界効果型トランジスタを直列に組み込み、前記発光ダイオード回路の通電時間を計測可能なカウンタＩＣを備え、
前記カウンタＩＣの通電時間のカウントが所定時間以上になったときに、前記カウンタＩＣが前記電界効果型トランジスタに断続的に電気信号を出力し、前記電界効果型トランジスタが前記発光ダイオード回路の通電のオンオフをスイッチングし、前記発光ダイオードを点滅させる点滅回路を備えることを特徴とする（１）に記載のＬＥＤ用定電圧定電流回路の構成とした。
（３）
（１）又は（２）に記載のＬＥＤ用定電圧定電流回路を備えることを特徴とするＬＥＤランプの構成とした。
（４）
（３）に記載のＬＥＤランプを、植物栽培ハウスまたは露地に設置し、照射時間を制御して作物を栽培することを特徴とするＬＥＤランプを用いた、作物の花芽抑制栽培方法、および光合成を促す植物の成長促進栽培方法、さらに花芽を多くする花の花芽分科方法の構成とした。
本発明は、上記構成であるので、以下の効果を発揮する。即ち、三端子レギュレータ及びツェナーダイオードを備えるため、一定電流及び一定電圧を簡易な回路構成で実現でき、ＬＥＤの明るさを一定にすることができる。また、部品点数が少なく、省スペースに対応でき、低廉で提供することができる。さらに、部品点数が少ないため、回路の信頼性が向上し、回路の長寿命化が実現できる。加えて、電解コンデンサを使用しないため、回路寿命の一層の長寿命化が可能になる。
また、本発明は、所定時間経過後、発光ダイオードを点滅させ、ＬＥＤランプの交換時期を知らせる点滅回路を備えるため、ＬＥＤランプの交換時期が容易に認識できる。
本発明の定電圧定電流回路及びＬＥＤ点滅回路を備えるＬＥＤ用定電圧定電流回路を採用したＬＥＤランプであれば、従来、ＬＥＤランプの使用ができないとされていた植物の抑制栽培、例えば、電照菊栽培にも用いることができる。その結果、従来の白熱電球を用いた、例えば電照菊栽培の電気代を大幅に安くすることができる。
本発明であるＬＥＤ用定電圧定電流回路図である。 本発明である定電圧定電流回路部の拡大図である。 本発明であるＬＥＤランプ寿命を知らせる点滅回路を備えたＬＥＤ用定電圧定電流回路図である。 従来のＬＥＤ用定電流回路図である。
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
図１に本発明であるＬＥＤ用定電圧定電流回路１の回路図を示した。ＬＥＤ用定電圧定電流回路１は、整流回路２と、発光ダイオード回路３ｄを備える定電圧定電流回路３とからなる。
整流回路２は、従来同様、ダイオードブリッジ２ａを備えて、交流を直流に整流する。
定電圧定電流回路３は、従来の定電流回路２３のように、電解コンデンサ２３ａを備えず、発光ダイオード回路３ｄ、三端子レギュレータ３ａ、ツェナーダイオード３ｂを備える。
発光ダイオード回路３ｄは、発光ダイオード３ｃが直列（図１）、或いは並列に接続される。発光ダイオード３ｃは、目的に応じて、色調、個数は適宜選択される。
定電圧定電流回路３は、三端子レギュレータ３ａの入力端子（Ｖｉｎ）に発光ダイオード回路３ｄが接続し、三端子レギュレータ３ａの出力端子（Ｖｏｕｔ）に抵抗３ｅが接続し、抵抗３ｅの他端はダイオードブリッジ２ａに接続し、三端子レギュレータ３ａのグランド（ＧＮＤ）はダイオードブリッジ２ａと抵抗３ｅの間にグランド配線３ｆで接続し、ツェナーダイオード３ｂは発光ダイオード３ｃと三端子レギュレータ３ａの入力端子（Ｖｉｎ）の間に接続するとともに抵抗３ｅとダイオードブリッジ２ａの間にダイオードブリッジ２ａと並列かつ逆バイアスに接続してなる。
ツェナーダイオード３ｂは、電気回路に供給される電圧を安定化するために用いられ、非安定の電圧源と並列に逆バイアスになるように接続し、その電圧が降伏電圧を超えた時にツェナー効果が起き、定電圧を維持する。
図１、図２に示すように、三端子レギュレータ３ａの入力端子（Ｖｉｎ）側にツェナーダイオード３ｂを上回る電圧がかかった場合、ツェナーダイオード３ｂが作用し、定電圧化する。また、三端子レギュレータ３ａの出力端子（Ｖｏｕｔ）側の電圧は一定値であるため、抵抗３ｅに流れる電流は定電流である。したがって、発光ダイオード３ｃにかかる電圧及び電流は、入力電圧に関係なく一定となる。よって、発光ダイオード３ｃの明るさも一定になる。
図３に、ＬＥＤランプの交換時期を知らせるため、所定時間の通電後、ＬＥＤランプを点滅する点滅回路を備えたＬＥＤ用定電圧定電流回路１ａを示した。
整流回路２は、実施例１のＬＥＤ用定電圧定電流回路１と同じである。本実施例の点滅回路を備えたＬＥＤ用定電圧定電流回路１ａは、実施例１の定電圧定電流回路３に、電界効果型トランジスタ４ａ、例えばＦＥＴを直列に組み込み、発光ダイオード回路３ｄの通電時間を計測可能なカウンタＩＣ４ｂ、例えばピック（マイクロチップ・テクノロジー社製「ＰＩＣ」コントローラ）を、電界効果型トランジスタ４ａと並列に備える。なお、カウンタＩＣ４ｂの機能性を向上するために、カウンタＩＣ４ｂと並列にコンデンサ、例えば電解コンデンサを組み込むとよい。
そして、カウンタＩＣ４ｂの通電時間のカウントが所定時間以上になったとき、カウンタＩＣ４ｂが電界効果型トランジスタ４ａに断続的に電気信号を出力し、電界効果型トランジスタ４ａが発光ダイオード回路３ｄの通電のオンオフをスイッチングし、発光ダイオード３ｃを点滅させる点滅回路４を備える。
このように、所定通電時間の経過を発光ダイオードの点滅で知らせることでＬＥＤランプの交換時期（使用時間）が確実に把握でき、ＬＥＤランプを交換することで一層ＬＥＤランプの明るさを一定に保つことができる。所定時間は、採用する発光ダイオードの経年劣化特性に基づいて、適宜決定される。
このように、三端子レギュレータ３ａ、ツェナーダイオード３ｂ、点滅回路４で、ＬＥＤランプの明るさを一定に維持することで、従来ＬＥＤランプを利用できないとされていた、電照菊栽培に代用される抑制栽培においても、ＬＥＤランプを利用することができるようになった。
１ ＬＥＤ用定電圧定電流回路
１ａ 点滅回路を備えたＬＥＤ用定電圧定電流回路
２ 整流回路
２ａ ダイオードブリッジ
３ 定電圧定電流回路
３ａ 三端子レギュレータ
３ｂ ツェナーダイオード
３ｃ 発光ダイオード
３ｄ 発光ダイオード回路
３ｅ 抵抗
３ｆ グランド配線
４ 点滅回路
４ａ 電界効果型トランジスタ
４ｂ カウンタＩＣ
２１ 従来のＬＥＤ用定電圧定電流回路
２２ 整流回路
２３ 定電流回路
２３ａ 電解コンデンサ

Claims (4)

  1. ダイオードブリッジにより整流される整流回路に、発光ダイオード回路が接続している回路において、三端子レギュレータと、ツェナーダイオードを導入したＬＥＤ用定電圧定電流回路であって、
    前記三端子レギュレータの入力端子に前記発光ダイオード回路が接続し、前記三端子レギュレータの出力端子に抵抗が接続し、前記抵抗の他端は前記ダイオードブリッジに接続し、前記三端子レギュレータのグランドは前記ダイオードブリッジと前記抵抗の間に接続し、
    前記ツェナーダイオードは前記発光ダイオード回路と前記三端子レギュレータの入力端子の間に接続するとともに前記抵抗と前記ダイオードブリッジの間に前記ダイオードブリッジと並列かつ逆バイアスに接続した定電圧定電流回路を備えることを特徴とするＬＥＤ用定電圧定電流回路。
  2. 前記定電圧定電流回路に、
    電界効果型トランジスタを直列に組み込み、前記発光ダイオード回路の通電時間を計測可能なカウンタＩＣを備え、
    前記カウンタＩＣの通電時間のカウントが所定時間以上になったときに、前記カウンタＩＣが前記電界効果型トランジスタに断続的に電気信号を出力し、前記電界効果型トランジスタが前記発光ダイオード回路の通電のオンオフをスイッチングし、前記発光ダイオードを点滅させる点滅回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ用定電圧定電流回路。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ用定電圧定電流回路を備えることを特徴とするＬＥＤランプ。
  4. 請求項３に記載のＬＥＤランプを、植物栽培ハウスまたは露地に設置し、照射時間を制御して作物を栽培することを特徴とするＬＥＤランプを用いた、作物の花芽抑制栽培方法、および光合成を促す植物の成長促進栽培方法、さらに花芽を多くする花の花芽分科方法。
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