JP2015011986A - ハイブリット型定電流ｌｅｄライト - Google Patents

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Abstract

【課題】定電流の効果を達成するだけでなく、ライトの電源利用効率も向上させるハイブリット型定電流ＬＥＤライトを提供する。【解決手段】ハイブリット型定電流ＬＥＤライトは、少なくとも一整流ユニット、交換式パワーサプライ、少なくとも一主ＬＥＤ及び一副ＬＥＤを含む。少なくとも一主ＬＥＤは、該整流ユニットの出力端子及び交換式パワーサプライ一次側の入力端子に直列連接し、該副ＬＥＤは該交換式パワーサプライの二次側に連接する。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリット型定電流ＬＥＤライト（hybrid constant current LED lamp）に関するもので、特に定電流を達成し、パワー消耗を減らすハイブリット型定電流ＬＥＤライトに係わる。
従来のライトは、エネルギー消費が高いため工作寿命が短いという欠点があった。そのため、工作寿命が長く、エネルギー消費が低いＬＥＤは注目を浴び、現在も多くの用途で使用されている。
ＬＥＤは通常直流電源で駆動するが、駆動回路で交流電源を直流電源に転換する。そのため、駆動回路効率の改善は、照明設備の全体能力を向上させる助けとなる。
公知のＬＥＤ駆動回路は、図１に示すとおり、ＬＥＤ１２の直列回路間に電気抵抗Rを設置する。電気抵抗Rは余った電圧を消耗することに拠って、入力電圧をＬＥＤ１２の直列電圧に符合させる。しかしながら、この種の回路電気エネルギーの転換効率は良くない。
また、公知第二種のＬＥＤ駆動回路は、図２に示すとおり、該ＬＥＤ駆動回路１は少なくとも一ＬＥＤ１２と連接し、且つ交流電源VACを受け取る。該ＬＥＤ駆動回路１は、主にブリッジ整流器１０、抑制電磁干擾回路１１、フィルタ回路１６、高周波切換回路１３、変圧回路１４及びフィードバック回路１５を含む。そのうち、ブリッジ整流器１０は、交流電源VACを加速する直流電源に整流し、フィルタ回路１６は該直流電源電圧振幅の差を縮小し、直流電源は高周波切換回路１３を経て電源周波数を変える。変圧回路１４は高周波電源を低圧直流に転換してＬＥＤ１２に提供し、フィードバック回路１５はＬＥＤ１２総負荷電圧の大きさを検出して変圧回路１４から出力する電圧の大きさを調整する。
しかしながら、公知の第二種ＬＥＤ駆動回路１は確実にＬＥＤ１２を駆動して発光するが、駆動回路全体のアーキテクチャは複雑であるため、高ワット数で応用する時、回路体積が大きくなってしまい、回路コストも高くなってしまう。そのため、この駆動回路を使用したLEDライトの生産コストは相対して高くなる。更に該変圧回路１４は電源に近い入力端子を設置し、電源を転換する過程において消耗することになる。また消耗した電気エネルギーは、通常熱エネルギーに転換され、内部温度が高くなり、それはエネルギーの浪費となり、更には一定の程度で、製品の使用寿命に影響を与える。
他に公知の第三種構造は、図３に示すとおり、駆動回路は少なくとも二直列連接するＬＥＤ１２か、もしくはパッケージングが多結晶直列のＬＥＤ１２を駆動するのに用いる（例として特許文献１を参照）。該駆動回路は整流回路１７、フィルタ回路１６、調整回路１８及び定電流回路１９を含む。該整流回路１７は交流電源を受けるのに用い、且つ該交流電源を直流電源に転換し、該フィルタ回路１６は該整流回路１７と連接する。更に直流電源をそれぞれ該調整回路１８及び該ＬＥＤ１２へ伝送する。該調整回路１８は該整流回路１７と連接し、それは該直流電源を受け取る。該調整回路１８は相互直列の第一電気抵抗１８１及び電圧レギュレータ１８２(ツェナーダイオードでもよい)を設置し、該直流電源に基づいて定電圧を発するのに用い、該定電流回路１９は該調整回路１８と連接し、該定電流回路１９はトランジスタ１９１を備え、該トランジスタ１９１は該ＬＥＤ１２と直列し、驅動電流をＬＥＤ１２まで制限し該電流が一固定値を維持するのに用いる。
この種の公知の構造において、該トランジスタ１９１は固定電流値を制限してＬＥＤ１２へ提供する。
米国 特許申請番号 第１３/０８０,８５０号
解決しようとする問題点は、更に交流電圧が大きすぎる時、余った電圧は該トランジスタ１９１上で消費し、余った電圧が再利用できないだけでなく、トランジスタ１９１が電圧を消費することで、過熱の状況が発生する点である。
本発明は、少なくとも一整流ユニット、交換式パワーサプライ、少なくとも一主ＬＥＤ及び一副ＬＥＤを含む。少なくとも一主ＬＥＤは、該整流ユニットの出力端子及び交換式パワーサプライ一次側の入力端子に直列連接し、該副ＬＥＤは該交換式パワーサプライの二次側に連接することを最も主要な特徴とする。
本発明のハイブリット型定電流ＬＥＤライトは、定電流の効果を達成するだけでなく、ライトの電源利用効率も向上させるという利点がある。
公知第一種のＬＥＤ駆動回路の回路構造指示図である。 公知第二種のＬＥＤ駆動回路の回路構造指示図である。 公知第二種のＬＥＤ駆動回路の回路構造指示図である。 本発明のハイブリット型定電流ＬＥＤライトの回路構造指示図である。
特に定電流を達成し、パワー消耗を減らすハイブリット型定電流ＬＥＤライトを提供する事を本発明の主な目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明のハイブリット型定電流ＬＥＤライトは、少なくとも一整流ユニット、交換式パワーサプライ、少なくとも一主ＬＥＤ及び一副ＬＥＤを含む。該整流ユニットは、交流電源を連接し、交流電源を直流電源に転換し、出力端子から出力する。少なくとも一主ＬＥＤは該整流ユニットの出力端子及び交換式パワーサプライ一次側の入力端子に直列連接し、また該副ＬＥＤは、該交換式パワーサプライの二次側に連接する。主ＬＥＤが直線的駆動（linearly driven）を受けるため、唯一の直流電源の消耗は副ＬＥＤに切り替えた時に発生する消耗だけであるため、回路全体の機能が向上する。
本発明の特徴は、図面を参照しながら、実施例を挙げて詳細に説明する。
図４は、本発明のハイブリット型定電流ＬＥＤライトの回路構造指示図を示す。本発明のハイブリット型定電流ＬＥＤライトは、少なくとも一整流ユニット２０、交換式パワーサプライ３０、少なくとも一主ＬＥＤ４０及び一副ＬＥＤ５０を含む。
該整流ユニット２０は、入力端子２１及び出力端子２２を備え、その入力端子２１は交流電源を連接し、更に交流電源を直流電源に転換し、出力端子２２から出力する。該整流ユニット２０は、ブリッジ整流器でもよい。
該交換式パワーサプライ３０は、一次側３１及び二次側３２を備える。該一次側３１は入力端子３１１及び参考電位端子３１２を備え、該一次側の参考電位端子３１２は受信端子とし、また該二次側３２は第一出力端子３２１及び第二出力端子３２２を備える。本発明が使用する交換式パワーサプライ３０は低ワット数でもよい。そのうち、該交換式パワーサプライは降圧式(Buck)交換式パワーサプライ、昇圧式(Boost)交換式パワーサプライ、升降圧式(Buck -boost)交換式パワーサプライもしくはフライバック式(Flyback)交換電源サプライでもよい。
少なくとも一主ＬＥＤ４０は、該整流ユニットの出力端子２２及び一次側の入力端子３１１に直列連接する。副ＬＥＤ５０は正極端P及び負極端Nを備え、該正極端Pは該二次側の第一出力端子３２１まで連接し、該負極端Nは該二次側の第二出力端子３２２に連接する。
全体を使用する時、交流電源は該整流ユニットの入力端子２１によって入力し、該整流ユニット２０を経て直流電源に転換して該出力端子２２から出力する。その時一部の電圧が直接該主ＬＥＤ４０に明かりをつけ、余った電圧は再び交換式パワーサプライ３０を経て該副ＬＥＤ５０に明かりをつける。交換式パワーサプライ３０の出力電流が固定されることで、副ＬＥＤ５０が入力電流（主ＬＥＤ４０）に固定した電圧を備えられる。
その他、更にフィルタユニット６０(コンデンサでもよい)を含み、それは該整流ユニットの出力端子２２及び主ＬＥＤ４０の間に連接し、該直流電源電圧の振幅の差を縮め、フィルタの作用を達成する。
上述のとおり、本発明は実行可能なハイブリット型定電流ＬＥＤライトを提供し、特許を申請する。本発明の技術内容及び技術特徴は上述のとおりであるが、当領域に習熟した者が本発明に示す各種の本発明精神から乖離しない入替え及び修飾を提示するかもしれない。拠って、本発明の請求範囲は、実施例に制限されることなく、各種本発明に乖離しない入替え及び修飾も以下の請求範囲に含まれるものとする。
Ｃ コンデンサ
Ｒ 電気抵抗
ＶＡＣ 交流電源
１ 駆動回路
１０ ブリッジ整流器
１１ 抑制電磁干擾回路
１２ ＬＥＤ
１３ 高周波切換回路
１４ 変圧回路
１５ フィードバック回路
１６ フィルタ回路
１７ 整流回路
１８ 調整回路
１９ 定電流回路
１９１ トランジスタ
２０ 整流ユニット
２１ 入力端子
２２ 出力端子
３０ 交換式パワーサプライ
３１ 一次側
３１１ 入力端子
３１２ 参考電位端子
３２ 二次側
３２１ 第一出力端子
３２２ 第二出力端子
４０ 主ＬＥＤ
５０ 副ＬＥＤ
６０ フィルタユニット
Ｐ 正極端
Ｎ 負極端

Claims (9)

  1. ハイブリット型定電流ＬＥＤライトにおいて、少なくとも、
    入力端子は交流電源を連接し、交流電源を直流電源に転換し、出力端子から出力する整流ユニットと、
    一次側及び二次側を備え、該一次側は入力端子及び参考電位端子を備え、該二次側は第一出力端子及び第二出力端子を備える交換式パワーサプライと、
    該整流ユニットの出力端子及び一次側の入力端子に直列連接する少なくとも一主ＬＥＤと、
    正極端P及び負極端Nを備え、該正極端は該二次側の第一出力端子へ連接し、該負極端は該二次側の第二出力端子へ連接する副ＬＥＤを含むことを特徴とするハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  2. 前記整流ユニットは、ブリッジ整流器であることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  3. 前記一次側の参考電位端子は、受信端子であることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  4. 前記交換式パワーサプライは、降圧式交換式パワーサプライであることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  5. 前記交換式パワーサプライは、昇圧式交換式パワーサプライであることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  6. 前記交換式パワーサプライは、升降圧式交換式パワーサプライであることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  7. 前記交換式パワーサプライは、ライバック式交換電源供應器であることを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  8. 前記ハイブリット型定電流ＬＥＤライトは、更にフィルタユニットを含み、それは該整流ユニットの出力端子及び主ＬＥＤの間に連接することを特徴とする請求項１記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
  9. 前記フィルタユニットは、コンデンサであることを特徴とする請求項８記載のハイブリット型定電流ＬＥＤライト。
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