JP2016162699A - Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same - Google Patents
Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016162699A JP2016162699A JP2015043063A JP2015043063A JP2016162699A JP 2016162699 A JP2016162699 A JP 2016162699A JP 2015043063 A JP2015043063 A JP 2015043063A JP 2015043063 A JP2015043063 A JP 2015043063A JP 2016162699 A JP2016162699 A JP 2016162699A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescent lamp
- current
- circuit
- led
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、従来の蛍光灯に代えて、高周波の定電流を供給する蛍光灯器具に直接取り付ける蛍光灯型LEDランプおよびそれを含む照明装置に関する。 The present invention relates to a fluorescent lamp type LED lamp that is directly attached to a fluorescent lamp fixture that supplies a high-frequency constant current instead of a conventional fluorescent lamp, and an illumination device including the same.
消費電力が低く、かつ長寿命といった長所を有する発光ダイオード(以下、「LED」という。)は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっている。これに伴い、蛍光灯の代替としてLEDを使用したいというニーズも急速に高まっている。 Light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”), which have low power consumption and have a long service life, are rapidly spreading in their use as one of energy saving measures as consumers become more ecologically aware. Along with this, the need to use LEDs as an alternative to fluorescent lamps is also rapidly increasing.
このように蛍光灯の代替として使用される蛍光灯型LEDランプは従前より開発されており、例えば、特許文献1には、インバータ式安定器を備えたインバータ形蛍光灯器具の接続端子に接続され、共振回路の共振周波数を変更するコンデンサと、当該コンデンサに接続され、交流電圧を直流電圧に整流する整流ユニットと、当該整流ユニットに接続され、直流電圧を基に直流電流を出力する定電流ユニットと、当該定電流ユニットおよび上述した整流ユニットに接続される発光素子とを備える蛍光灯回路が開示されている。この蛍光灯回路によれば、蛍光灯器具の配線を変更せずにLED蛍光灯を従来のインバータ形蛍光灯器具に取り付けることが可能になる。 Thus, a fluorescent lamp type LED lamp used as an alternative to a fluorescent lamp has been developed in the past. For example, in Patent Document 1, it is connected to a connection terminal of an inverter type fluorescent lamp fixture having an inverter type ballast. A capacitor that changes the resonance frequency of the resonance circuit, a rectifier unit that is connected to the capacitor and rectifies an AC voltage into a DC voltage, and a constant current unit that is connected to the rectifier unit and outputs a DC current based on the DC voltage And a fluorescent lamp circuit comprising the constant current unit and a light emitting element connected to the rectifying unit described above. According to this fluorescent lamp circuit, it becomes possible to attach the LED fluorescent lamp to the conventional inverter type fluorescent lamp fixture without changing the wiring of the fluorescent lamp fixture.
また、特許文献2には、LED照明装置の入力側において、インバータ回路の一方のランプ出力端子間を短絡した短絡部をA端子とし、他方のランプ出力端子間を短絡した短絡部をB端子としたLED照明装置が開示されている。A端子およびB端子はフューズを介して高周波整流回路の入力側に接続され、当該高周波整流回路の出力側には複数の発光ダイオードからなるLEDユニットと、当該LEDユニットの発光ダイオードに定電流を流して該発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路との直列回路が並列に接続されている。また、高周波整流回路の入力側には、入力電流抑制用のインダクタンス素子が並列に接続されている。
Moreover, in
インバータ式安定器2を備えるインバータ型蛍光灯器具1の一例を図2に示す。インバータ式安定器2は、入力回路3と、ハーフブリッジ回路4と、直列共振回路5と、発振回路6と、保護回路7とを備えている。また、インバータ型蛍光灯器具1は、インバータ式安定器2に加えて、蛍光灯10に接続される4つの端子A,B,C,Dを有している。インバータ型蛍光灯器具1に蛍光灯10を接続したとき、端子Aと端子Bとの間に蛍光灯10の第1フィラメントF1が接続され、端子Cと端子Dとの間に蛍光灯10の第2フィラメントF2が接続されるようになっている。また、端子Bと端子Cとの間には、直列共振回路5に含まれる共振用コンデンサ9が接続されている。
An example of the inverter type fluorescent lamp fixture 1 provided with the
AC電源8からの入力電圧は、インバータ式安定器2の入力回路3に供給され、当該入力回路3で直流に変換された後、2つのトランジスタで構成されるハーフブリッジ回路4に供給される。ハーフブリッジ回路4では高周波電流が生成され、この高周波電流は、インバータ型蛍光灯器具1に接続された蛍光灯10に供給される。
The input voltage from the AC power supply 8 is supplied to the
蛍光灯10への高周波電流の供給開始当初において、当該電流は、端子A、第1フィラメントF1、端子B、共振用コンデンサ9、端子C、第2フィラメントF2、端子Dの順に流れて、蛍光灯10の第1フィラメントF1および第2フィラメントF2を加熱する。その後、共振用コンデンサ9を含む直列共振回路5によって第1フィラメントF1と第2フィラメントF2との間に高圧が生成されることにより、第1フィラメントF1と第2フィラメントF2との間で放電が開始する。放電開始後は、端子A、第1フィラメントF1、第2フィラメントF2、端子Dの順で蛍光灯10の定格の定電流が流れ、蛍光灯10が発光する。
At the beginning of the supply of the high-frequency current to the
なお、蛍光灯10の寿命が末期に近づき、第1フィラメントF1や第2フィラメントF2のエミッション材が消耗すると、蛍光灯10自体のインピーダンスが高くなり、蛍光灯の電圧(第1フィラメントF1と第2フィラメントF2間の電圧値)が異常上昇する。インバータ式安定器2は定電流制御を行っているので、当該電圧値が大きくなると、過大な電力が蛍光灯10に加えられることになる。このような過大な電力供給を避けるため、保護回路7は、蛍光灯10への当該過電力を検出して、発振回路6による発振を停止させるようになっている。
When the life of the
このようなインバータ式安定器2に対し、蛍光灯10に代えて、蛍光灯型LEDランプを接続したとき、インバータ式安定器2から当該蛍光灯型LEDランプに対して、本来であれば蛍光灯の点灯用電流として消費されるはずの定電流I(FL)が供給される。一方、蛍光灯と同程度の明るさを達成しつつ、LED素子が過熱することなく長寿命を維持できる程度において、蛍光灯型LEDランプに流される電流I(LED)は、一般的に、定電流I(FL)よりも小さい(つまり、I(FL)>I(LED))ことが多い。そして電流I(LED)は、通常、LED素子に対して直列に定電流回路を設けて実現している。このため、余った電流はバイパス電流I(BYPASS)としてどこかに流す必要がある。
When a fluorescent lamp type LED lamp is connected to the
特許文献1では、このように余った電流は、バイパス電流I(BYPASS)として共振回路の共振周波数を変更する役割を有しているコンデンサに流れることになる。また、特許文献2では、余った電流は、バイパス電流I(BYPASS)として、入力電流制御用のインダクタンス素子に流れることになる。このようにすることで、蛍光灯型LEDランプには、定電流I(FL)よりも小さいI(LED)を流すことができる。
In Patent Document 1, such surplus current flows as a bypass current I (BYPASS) through a capacitor having a role of changing the resonance frequency of the resonance circuit. In
しかしながら、バイパス電流I(BYPASS)を流すコンデンサ(特許文献1)やインダクタンス素子(特許文献2)は、インバータ式安定器の共振用コンデンサと並列接続の状態になっている。このため、力率が低くなって、インバータ式安定器の動作に影響を及ぼすおそれがあり、最悪の場合、インバータ式安定器の共振条件が変化し動作が不安定となるおそれがあった。インバータ式安定器の動作が不安定になると、インバータ式安定器に過大な電流が流れる可能性があり、その結果、インバータ式安定器が壊れてしまう可能性がある。これは、インバータ式安定器の負荷条件が、本来は蛍光灯側負荷、すなわち、等価的にほぼ抵抗成分で力率が高く安定動作するように設定されているのに対し、蛍光灯型LEDランプを接続した場合、LED側負荷では、リアクタンス成分が無視できないことが原因であると推測される。 However, the capacitor (Patent Document 1) and the inductance element (Patent Document 2) for passing the bypass current I (BYPASS) are in parallel connection with the resonance capacitor of the inverter ballast. For this reason, there is a possibility that the power factor becomes low and affects the operation of the inverter type ballast, and in the worst case, the resonance condition of the inverter type ballast changes and the operation may become unstable. When the operation of the inverter ballast becomes unstable, an excessive current may flow through the inverter ballast, and as a result, the inverter ballast may be broken. This is because the load condition of the inverter-type ballast is originally set to be a fluorescent lamp side load, that is, an equivalent resistance component and a stable operation with a high power factor. Is connected, it is presumed that the cause is that the reactance component cannot be ignored in the LED side load.
また、バイパス電流I(BYPASS)を流すような回路を、リアクタンス回路ではなく、例えば抵抗回路とすると、不確定な電流I(BYPASS)に対して当該抵抗回路に過大な電力が印加される恐れがあり、その結果、抵抗回路が異常発熱となる恐れがある。 In addition, if a circuit that allows the bypass current I (BYPASS) to flow is not a reactance circuit but a resistance circuit, for example, excessive power may be applied to the resistance circuit with respect to an indeterminate current I (BYPASS). As a result, the resistance circuit may be abnormally heated.
したがって、本発明の目的は、従来の蛍光灯に代えて、高周波の定電流を供給する蛍光灯器具に直接取り付けたときに、当該蛍光灯器具に設けられたインバータ式安定器の動作に影響を与えないことにより、蛍光灯負荷の場合と同様、当該インバータ式安定器の安定な動作を維持できるとともに、LED素子に必要な電流I(LED)以上の過大な電流が流れることのない安定な蛍光灯型LEDランプを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to affect the operation of the inverter type ballast provided in the fluorescent lamp fixture when directly attached to the fluorescent lamp fixture that supplies a high frequency constant current instead of the conventional fluorescent lamp. By not providing the same, it is possible to maintain the stable operation of the inverter type ballast as in the case of a fluorescent lamp load, and stable fluorescent light that does not flow an excessive current exceeding the current I (LED) required for the LED element. The object is to provide a lamp-type LED lamp.
本発明の一局面に基づくと、高周波の定電流で点灯させる蛍光灯器具のインバータ式安定器に直接取り付ける蛍光灯型LEDランプであって、LED素子と、LED素子に対して並列に接続され、動作時に短絡状態になるトリガ素子と、LED素子に流れる過電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路で過電流を検出したときにトリガ素子を短絡状態にする過電流保護回路とを備える蛍光灯型LEDランプが提供される。 According to one aspect of the present invention, a fluorescent lamp type LED lamp that is directly attached to an inverter type ballast of a fluorescent lamp fixture that is lit with a high-frequency constant current, the LED element is connected in parallel to the LED element, Fluorescence provided with a trigger element that is short-circuited during operation, a current detection circuit that detects an overcurrent flowing through the LED element, and an overcurrent protection circuit that short-circuits the trigger element when an overcurrent is detected by the current detection circuit A lamp-type LED lamp is provided.
好適には、電流検出回路にシャントレギュレータが使用される。 Preferably, a shunt regulator is used for the current detection circuit.
好適には、電流検出回路にコンパレータが使用される。 Preferably, a comparator is used for the current detection circuit.
蛍光灯型LEDランプには、インバータ式安定器の第一の端子対および第二の端子対をそれぞれインピーダンス結合するインピーダンス回路と、インバータ式安定器からの高周波出力を整流する整流回路とをさらに設けるのが好適である。なお、LED素子は、整流回路の出力端に接続される。 The fluorescent lamp type LED lamp further includes an impedance circuit that impedance-couples the first terminal pair and the second terminal pair of the inverter ballast, and a rectifier circuit that rectifies the high-frequency output from the inverter ballast. Is preferred. The LED element is connected to the output terminal of the rectifier circuit.
また、トリガ素子として、サイリスタまたはトライアックを使用するのが好適である。 Moreover, it is preferable to use a thyristor or a triac as the trigger element.
本発明の他の局面に基づくと、上記蛍光灯型LEDランプと、高周波の定電流で点灯させるインバータ式安定器を有する蛍光灯器具とを備える照明装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an illuminating device including the above-described fluorescent lamp type LED lamp and a fluorescent lamp fixture having an inverter type ballast that is lit at a high frequency constant current.
本発明によれば、従来の蛍光灯に代えて、高周波の定電流を供給する蛍光灯器具に直接取り付けたときに、当該蛍光灯器具に設けられたインバータ式安定器の動作に影響を与えないことにより、蛍光灯負荷の場合と同様、当該インバータ式安定器の安定な動作を維持できるとともに、LED素子に必要な電流I(LED)以上の過大な電流が流れることのない安定な蛍光灯型LEDランプを提供できた。 According to the present invention, when directly attached to a fluorescent lamp fixture that supplies a high-frequency constant current instead of a conventional fluorescent lamp, the operation of the inverter ballast provided in the fluorescent lamp fixture is not affected. As in the case of fluorescent lamp loads, the stable operation of the inverter ballast can be maintained, and a stable fluorescent lamp type that does not allow excessive current to flow beyond the current I (LED) required for the LED element. An LED lamp could be provided.
図1は、本発明の一実施例としての照明装置100を示す。照明装置100は、大略、蛍光灯器具200と、蛍光灯型LEDランプ300とを備えている。
FIG. 1 shows a
蛍光灯器具200は、インバータ式安定器210と、AC電源400からの交流を受け入れる一対のAC入力端子250,252と、蛍光灯型LEDランプ300と接続される第一の端子対260,262(参照番号260は第一の端子対の一方を示し、参照番号262は第一の端子対の他方を示す)、および、第二の端子対270,272(参照番号270は第二の端子対の一方を示し、参照番号272は第二の端子対の他方を示す)とを備えている。
The
インバータ式安定器210は、入力回路212と、ハーフブリッジ回路214と、直列共振回路216と、発振回路218と、保護回路220とを備えている。
入力回路212は、AC入力端子250,252を介してAC電源400からの交流を受け入れ、当該交流を直流に変換してハーフブリッジ回路214に供給する回路である。本実施例の場合、入力回路212は、少なくとも、整流回路およびノイズフィルで構成されている。
The
ハーフブリッジ回路214は、2つのトランジスタ222,224を備えている。発振回路218によって両トランジスタ222,224が交互にオン/オフされることにより、高周波電圧を生じさせることができる。なお、本実施では、トランジスタ222,224の一例として、パワーMOSFETが使用されている。
The
直列共振回路216は、第一のコンデンサ226、コイル228、および、第二のコンデンサ230を備えている。この直列共振回路216により、第一の端子対260,262と、第二の端子対270,272との間に、高圧を生じさせることができる。
The
発振回路218は、ハーフブリッジ回路214を構成する2つのトランジスタ222,224を交互にオン/オフさせる回路である。
The
保護回路220は、第一の端子対260,262と、第二の端子対270,272との間に印加された過大な電圧を検出したときに発振回路218による発振を停止させる回路である。上述のように、蛍光灯器具200に接続されていた蛍光灯が寿命末期に近づき、当該蛍光灯内のフィラメントのエミッション材が消耗すると、蛍光灯のインピーダンスが高くなることから、蛍光灯の端子間電圧は異常上昇する。インバータ式安定器210は、一定電流を供給するので、電圧が高くなると過大な電力が蛍光灯に供給されることになる。このような場合において、保護回路220は、発振回路218による発振を停止させることにより、第一の端子対260,262と、第二の端子対270,272との間に過大な電圧および電力が印加されることを回避する。
The
次に、蛍光灯型LEDランプ300の構成について説明する。本実施例にかかる蛍光灯型LEDランプ300は、大略、一対の第三の端子対310,312(参照番号310は第三の端子対の一方を示し、参照番号312は第三の端子対の他方を示す)と、一対の第四の端子対320,322(参照番号320は第四の端子対の一方を示し、参照番号322は第四の端子対の他方を示す)と、インピーダンス回路330と、整流回路340と、LED素子390と、トリガ素子350と、電流検出回路360と、過電流保護回路370とを備えている。
Next, the configuration of the fluorescent lamp
インピーダンス回路330は、第三の端子対の一方310,および第三の端子対の他方312間をインピーダンス結合するとともに、第四の端子対の一方320,および、第四の端子対の他方322間をインピーダンス結合する回路である。本実施例のインピーダンス回路330は、4つの抵抗(第1抵抗331,第2抵抗332,第3抵抗333,第4抵抗334)を備えている。第1抵抗331および第2抵抗332は、第三の端子対310,312間において、互いに直列に接続されている。また、第3抵抗333および第4抵抗334は、第四の端子対320,322間において、互いに直列に接続されている。
The
インピーダンス回路330は、従来の蛍光灯における抵抗体としてのフィラメントの代替部分であることから、本実施例では、インピーダンス回路330として抵抗が使用されている。したがって、インピーダンス回路330に用いられる抵抗の抵抗値は、蛍光灯のフィラメントの抵抗値と同等の数Ω程度が適切である。
Since the
整流回路340は、高周波電流を整流する。本実施例では、当該整流回路340には、4つのダイオードD1,D2,D3,D4を用いたダイオードブリッジが使用されている。また、高周波電流を整流するため、上記ダイオードD1,D2,D3,D4には、高速ダイオードが使用されている。さらに、万一の高圧に対して耐電圧の高い高圧ダイオードを使用するのが好適である。また、整流回路340からは、整流後の直流を出力するプラスライン342および0Vライン344が延出されている。
The
LED素子390は、整流回路340からの直流を受けて発光するものであり、LED素子390のアノードは整流回路340からのプラスライン342に接続されており、カソードは0Vライン344に接続されている。本実施例では互いに直列に接続された複数のLED素子390が使用されている。なお、使用されるLED素子390の数(本実施例の場合は2つ)は特に限定されるものではない。
The
トリガ素子350は、LED素子390と整流回路340との間で当該LED素子390に対して並列に接続され、動作時に短絡状態になるものであり、本実施例では、サイリスタが使用されている。ここで、「短絡状態」とは、トリガ素子350の抵抗値がほぼ0Ωとなり、当該トリガ素子350の両端電圧がほぼ0Vとなるような状態をいう。また、トリガ素子350の導通方向は、LED素子390の導通方向と同じ方向になっている。すなわち、トリガ素子450のアノードは、整流回路340からのプラスライン342に接続されており、カソードは、0Vライン344に接続されている。さらに、トリガ素子450のゲートは、過電流保護回路370に接続されている。なお、トリガ素子350には、サイリスタの他、トライアックを用いてもよい。
The
電流検出回路360は、LED素子390に流れる過電流を検出する。本実施例の電流検出回路360は、電流検出抵抗372と、当該電流検出抵抗372に対して並列に接続された平滑用コンデンサ374と、電流検出抵抗372に所定値以上の電流が流れたときに動作する電圧レギュレータ376と、電圧レギュレータ376が動作した際に、当該電圧レギュレータ376に流れる電流値を規定する電流規定用抵抗378とを備えている。本実施例では、電圧レギュレータ376として、シャントレギュレータが使用されている。
The
電流検出抵抗372は、LED素子390に対して直列に接続されている。すなわち、電流検出抵抗372の一方端は、LED素子390のカソードに接続されており、電流検出抵抗372の他方端は、0Vライン344に接続されている。
The
平滑用コンデンサ374は、上述のように、電流検出抵抗372に対して並列に接続されている。すなわち、平滑用コンデンサ374の一方端は、電流検出抵抗372の一方端に接続されており、平滑用コンデンサ374の他方端は、0Vライン344に接続されている。当該平滑用コンデンサ374は、電圧レギュレータ(本実施例ではシャントレギュレータ)376のリファレンスに入力される高周波電流の脈流成分を適切に平滑化する。
The smoothing
電圧レギュレータ376は、上述のように、電流検出抵抗372に所定値以上の電流が流れたときに動作するシャントレギュレータである。電圧レギュレータ376のアノードは0Vライン344に接続されており、カソードは電流規定用抵抗378に接続されている。また、電圧レギュレータ376のリファレンスは、電流検出抵抗372や平滑用コンデンサ374の一方端(つまり、LED素子390のカソード側)に接続されている。
The
電流規定用抵抗378は、上述のように、電圧レギュレータ376に流れる電流値を規定する。電流規定用抵抗378の一方端は、プラスライン342に接続されており、他方端は、電圧レギュレータ376のカソードに接続されている。
The
過電流保護回路370は、電流検出回路360でLED素子390に過電流が流れたことが検出されたときに、トリガ素子350を短絡状態にする。本実施例における過電流保護回路370は、トランジスタ380、過電流保護回路用抵抗382、第一の定電圧ダイオード384、および、第二の定電圧ダイオード386を備えている。
The
トランジスタ380は、そのベースが電流検出回路360における電圧レギュレータ376と電流規定用抵抗378との間に接続されており、コレクタが過電流保護回路用抵抗382の一方端に接続されており、エミッタが第一の定電圧ダイオード384のカソードに接続されている。
The base of the
過電流保護回路用抵抗382は、その一方端がトランジスタ380のコレクタに接続されており、他方端がプラスライン342に接続されている。
The overcurrent
第一の定電圧ダイオード384のカソードは、トランジスタ380のエミッタに接続されており、アノードは、0Vライン344に接続されている。
The cathode of the first
第二の定電圧ダイオード386のカソードは、トランジスタ380のコレクタに接続されており、アノードは、トリガ素子350のゲートに接続されている。
The cathode of the second
(照明装置100の動作説明)
次に、実施例に係る照明装置100に動作について説明する。インバータ式安定器210が動作を始めると、AC入力端子250,252を介してAC電源400からの商用電流を受けた蛍光灯器具200の入力回路212は、当該商用電流を直流に変換した後、ハーフブリッジ回路214に供給する。ハーフブリッジ回路214を構成する2つのトランジスタ222,224は、発振回路218によって交互にオンオフされている。これにより、入力回路212から供給された直流は、ハーフブリッジ回路214で高周波電圧を発生する。
(Description of operation of lighting device 100)
Next, operation | movement is demonstrated to the illuminating
ハーフブリッジ回路214からの高周波電圧は、直列共振回路216に供給された後、第一の端子対260、262および第二の端子対270,272を介して、蛍光灯型LEDランプ300に高周波の定電流として供給される。蛍光灯の場合、直列共振回路216における第二のコンデンサ230の両端に発生する高圧が当該蛍光灯に印加されて放電開始後に高周波の定電流が供給されるが、LED素子390の場合はLED電圧で制限されるので、即時高周波の定電流が供給される。
After the high frequency voltage from the
蛍光灯型LEDランプ300に供給された電流は、インバータ式安定器210の動作開始直後において、第一の端子対の一方260、第三の端子対の一方310、第1抵抗331、第2抵抗332、第三の端子対の他方312、第一の端子対の他方262、第二のコンデンサ230、第二の端子対の一方270、第四の端子対の一方320、第3抵抗333、第4抵抗334、第四の端子対の他方322、第二の端子対の他方272の順に流れる。これはインバータ式安定器210の出力から見ると蛍光灯のフィラメントF1,F2に流れる電流と同様の動作となる。その結果、第1抵抗331を経由して整流回路340に電流が流れ始める。整流回路340で整流された電流は、プラスライン342からLED素子390に流れ始める。そして0Vライン344から第4抵抗334を経由してインバータ式安定器210に戻ってくる。
Immediately after the start of the operation of the
このとき、プラスライン342と0Vライン344との間の電位差は、LED素子390の順方向電圧で制限され、定格の定電流がLED素子390に流れることによってLED素子390が点灯する。
At this time, the potential difference between the
以下では、具体的な数値例を加えつつ説明する。従来のFHT型蛍光灯(32型)と同等の明るさのLED素子390の順方向電圧V(LED)は約54Vである。インバータ式安定器210の出力電流は、FHT型(U字形の蛍光管を3つ束ねて6本とした蛍光灯)の場合、JIS規格で実効値I(FL)約300mAの定電流と規定されている。一方、このような蛍光灯器具200に対してFHT型蛍光灯に代えて蛍光灯型LEDランプ300を取り付けたとき、実験により、整流回路340で整流された脈流の直流電流である平均値I(LED)=約250mAの電流がLED素子390に流れることが判っている。したがって、LED素子390の定格電力W(LED)は、W(LED)=V(LED)×I(LED)=54V×250mA=13.5Wとなる。
Below, it demonstrates, adding a specific numerical example. The forward voltage V (LED) of the
これに対し、従来のFHT型蛍光灯(32型)であれば、当該蛍光灯に印加される電圧V(FL)は約100Vである。したがって、従来のFHT型蛍光灯(32型)の定格電力W(FL)は、W(FL)=V(FL)×I(FL)=100V×300mA=30Wとなる。つまり、FHT型蛍光灯(32型)から本実施例の蛍光灯型LEDランプ300に代えることにより、消費電力を30Wから13.5Wに低減させることができる。
On the other hand, in the case of a conventional FHT type fluorescent lamp (32 type), the voltage V (FL) applied to the fluorescent lamp is about 100V. Therefore, the rated power W (FL) of the conventional FHT type fluorescent lamp (32 type) is W (FL) = V (FL) × I (FL) = 100 V × 300 mA = 30 W. That is, the power consumption can be reduced from 30 W to 13.5 W by replacing the FHT type fluorescent lamp (32 type) with the fluorescent lamp
電流検出回路360における電流検出抵抗372は、上述したようにLED素子390に対して直列接続されており、当該電流検出抵抗372の抵抗値を10Ωとしたとき、電流検出抵抗372の両端電圧V(電流検出抵抗)は、V(電流検出抵抗)=I(LED)×抵抗値=約250mA×10Ω=約2.5Vとなる。
The
LED素子390に定格電流I(LED)を流したときにおける電流検出抵抗372の両端電圧を上述の通り約2.5Vに設定すると、電圧レギュレータ376には、いわゆる「レギュレータTL431」が使用できる。この「レギュレータTL431」は、内部に2.5Vの電圧源を有しており、リファレンスへの入力電圧が2.5V以下であればアノード−カソード間が非導通となり、リファレンスへの入力電圧が2.5Vを超えればアノード−カソード間が導通して短絡状態になる素子である。つまり、LED素子390に流れる電流I(LED)が250mA以下である「正常点灯状態」であれば、電圧レギュレータ376のアノード−カソード間は非導通となり、電流I(LED)が250mAを超えた「過電流状態」になれば、電圧レギュレータ376のアノード−カソード間は短絡状態となる。
When the voltage across the
電圧レギュレータ376として「レギュレータTL431」を使用する場合、電流規定用抵抗378の抵抗値R(IRR)は以下のように設定される。すなわち、「レギュレータTL431」に流す電流としては、1mAから100mAが推奨されている(推奨電流)。そこで、電流規定用抵抗378の抵抗値R(IRR)として4.7kΩを選択すると、電圧レギュレータ376が短絡状態になったとき、当該電圧レギュレータ376に約11mAの電流I(REG)が流れる。つまり、I(REG)=V(LED)/R(IRR)=54V/4.7kΩ=11.4mAである。11.4mAは上記の推奨電流の範囲に入っていることから、電流規定用抵抗378の抵抗値R(IRR)として、4.7kΩは適切である。
When the “regulator TL431” is used as the
次に、過電流保護回路370について説明する。第一の定電圧ダイオード384は、電圧レギュレータ376の動作電圧を規定する役割を有している。「レギュレータTL431」の場合、アノード−カソード間の推奨電圧は、2.5V〜36Vである。そこで、本実施例では、第一の定電圧ダイオード384のブレークダウン電圧を20Vに設定している。仮に、第一の定電圧ダイオード384を使用しないとすると、電圧レギュレータ376のアノード−カソード間の電圧は、過電流保護回路370におけるトランジスタ380のベース−エミッタ間の電圧V(B-E)である約0.6Vとなり、上述した推奨電圧から逸脱することになるため、不適切である。
Next, the
また、第二の定電圧ダイオード386のブレークダウン電圧についても、第一の定電圧ダイオード384のブレークダウン電圧と同等あるいは同等以上の電圧を設定し、トリガ素子350のゲート電圧が適切になるように補正する。すなわち、トリガ素子350(図はサイリスタの例)は、ゲート電流に敏感に動作することから、雑音により誤動作することがある。この誤動作を防止するためには、トリガ素子350のゲート電位をカソード電位よりやや低めの負バイアスとするのが好適である。したがって、第二の定電圧ダイオード386のブレークダウン電圧は、第一の定電圧ダイオード384のブレークダウン電圧よりやや高めの電圧とするのが好適である。
Also, the breakdown voltage of the second
LED素子390に流れる電流I(LED)が250mA以下で電圧レギュレータ376のアノード−カソードが非導通状態の場合、プラスライン342から、電流規定用抵抗378、トランジスタ380、第一の定電圧ダイオード384を経て0Vライン344に至る経路でトランジスタ380のベースにトランジスタ駆動電流が流れて、当該トランジスタ380がオンになる。このとき、トランジスタ380のコレクタと、0Vライン344との間の電圧は低く、第一の定電圧ダイオード384のブレークダウン電圧(定電圧で約20V)とほぼ等しくなる。また、トリガ素子350のゲートには電流が流れず、トリガ素子350は非導通の状態を維持する。これにより、LED素子390には、250mA以下の電流I(LED)が流れるので、LED素子390は通常の点灯状態を維持する。
When the current I (LED) flowing through the
LED素子390に流れる電流I(LED)が250mAを超えて過電流となった場合、電圧レギュレータ376のアノード−カソードが導通して短絡状態となる。すると、トランジスタ380のベースに駆動電流が流れなくなり、当該トランジスタ380はオフになる。これにより、プラスライン342から、過電流保護回路用抵抗382、第二の定電圧ダイオード386、トリガ素子350のゲートを経て0Vライン344に至る経路でトリガ素子350のゲートにゲート電流が流れ、トリガ素子350のアノード−カソード間が導通して短絡状態となる。
When the current I (LED) flowing through the
トリガ素子350が導通して短絡状態になることにより、整流回路340から出力された電流は、LED素子390ではなくトリガ素子350を流れるので、LED素子390は消灯する。より正確には、AC電源400をオンにした直後の一瞬だけLED素子390が点灯した後、トリガ素子350が短絡状態になってLED素子390は消灯する。トリガ素子350は、一旦導通すると「ラッチ状態」となり、インバータ式安定器210をオフにして電源を再投入することで、非導通状態に復帰する。
When the
本実施例にかかる蛍光灯型LEDランプ300によれば、従来の蛍光灯に代えて、高周波の定電流を供給する蛍光灯器具200に直接取り付けたとき、LED素子390を点灯させるのに必要な電流値を超える電流がインバータ式安定器210から供給された場合、上述のようにトリガ素子350が短絡状態となってLED素子390は消灯し、インバータ式安定器210から見た出力側の消費電力は低く維持される。
According to the fluorescent lamp
本実施例にかかる蛍光灯型LEDランプ300では、特許文献1や2に開示されているようなリアクタンス成分によるバイパス回路は採用せず、LED素子390を点灯させるのに必要な電流値を超える電流が供給されたときにはLED素子390を消灯させるようになっている。例えば、FHT型蛍光灯に用いられるインバータ式安定器の出力電流は、上述の通りJIS規格で約300mAとなっているが、これは蛍光灯の電圧負荷に対するものである。蛍光灯を蛍光灯型LEDランプ300に置き換えた場合、LED素子390の順方向電圧を蛍光灯の点灯電圧よりも低めに設定することにより消費電力を低減して省エネ効果が期待できる。
In the fluorescent lamp
蛍光灯器具200におけるインバータ式安定器210には、出力電圧が低下しても出力電流が変化しない「高性能の定電流タイプ」のものと、出力電圧が低下すると出力電流が増加してしまう「古いタイプ」のものとが存在する。本実施例にかかる蛍光灯型LEDランプ300は、出力電流が増加してしまう「古いタイプ」のインバータ式安定器210に対して使用されたときには、トリガ素子350を短絡状態にさせてLED素子390を発光させず、出力電流が変化しない「高性能の定電流タイプ」のインバータ式安定器210に対して使用されたときには、LED素子390を発光させるようになっている。
The
また、トリガ素子350が短絡状態になると、インバータ式安定器210から見た出力側の消費電力は低く維持されることから、インバータ式安定器210および蛍光灯型LEDランプ300の発熱は抑制される。一般に,ランプが消灯しているとき、ユーザは、当該ランプは冷めている(熱くない)と判断し、迷わずランプに触れてしまうことが多い。この点、本実施例に係る蛍光灯型LEDランプ300であれば、LED素子390が消灯しているときは蛍光灯型LEDランプ300の発熱が抑制されているので、蛍光灯型LEDランプ300に触れたユーザが火傷を負うおそれを回避することができる。
In addition, when the
なお、インバータ式安定器210には、出力が短絡状態になると自動的に動作を停止する短絡保護機能を備えるものを使用してもよい。このような短絡保護機能を備えるインバータ式安定器210を上記実施例の照明装置100に適用したとき、トリガ素子350が短絡状態になると、インバータ式安定器210が自動的に動作を停止することにより、消費電力はほぼゼロとなるので、より好適である。
The
(他の実施例)
上述の実施例では、電流検出回路360における電圧レギュレータ376としてシャントレギュレータを使用する場合について説明したが、図3に示すように、電圧レギュレータ376としてコンパレータ(例えば、LM393)を使用してもよい。
(Other examples)
In the above embodiment, the case where a shunt regulator is used as the
電圧レギュレータ376としてコンパレータを使用する場合、電流検出回路360は、電流検出抵抗372と、平滑用コンデンサ374と、電圧レギュレータ376と、電流規定用抵抗378と、第三の定電圧ダイオード392と、第四の定電圧ダイオード394とを備えている。
When a comparator is used as the
また、図3に示す実施例における過電流保護回路370は、過電流保護回路用抵抗382と、過電流保護回路用ダイオード396とを備えている。
The
各端子310〜316、インピーダンス回路330、整流回路340、トリガ素子350、電流検出抵抗372、および平滑用コンデンサ374については、上述した実施例と同様であるから説明を省略する。
Since the
電圧レギュレータ376のプラス端子は、電流検出抵抗372の一方端および平滑用コンデンサ374の一方端に接続されている。また、電圧レギュレータ376のマイナス端子は、電流規定用抵抗378の一方端および第三の定電圧ダイオード392のカソードに接続されている。さらに、電圧レギュレータ376の出力ラインは、過電流保護回路370における過電流保護回路用ダイオード396のアノードおよび過電流保護回路用抵抗382の一方端に接続されている。
A positive terminal of the
電流規定用抵抗378の一方端は、上述のように電圧レギュレータ376のマイナス端および第三の定電圧ダイオード392のカソードに接続されており、他方端は、プラスライン342に接続されている。
As described above, one end of the
第三の定電圧ダイオード392のカソードは、上述のように電圧レギュレータ376のマイナス端子および電流規定用抵抗378の一方端に接続されており、アノードは、0Vライン344に接続されている。
The cathode of the third
第四の定電圧ダイオード394のカソードは、プラスライン342に接続されており、アノードは、電圧レギュレータ376の一方の電源端子に接続されている。なお、電圧レギュレータ376の他方の電源端子は0Vライン344に接続されている。
The cathode of the fourth
過電流保護回路用抵抗382の一方端は、上述のように電圧レギュレータ376の出力端および過電流保護回路用ダイオード396のアノードに接続されており、他方端は、プラスライン342に接続されている。
As described above, one end of the overcurrent
過電流保護回路用ダイオード396のアノードは、上述のように電圧レギュレータ376の出力端および過電流保護回路用抵抗382の一方端に接続されており、カソードは、トリガ素子350のゲートに接続されている。
The anode of the overcurrent
第三の定電圧ダイオード392のブレークダウン電圧を例えば2.5Vに設定する。すると、プラスライン342から、電流規定用抵抗378を経由して、第三の定電圧ダイオード392に電流が流れ、定電圧2.5Vが電圧レギュレータ376のマイナス端子に入力される。また、電圧レギュレータ376のプラス端子には、電流検出抵抗372の両端電圧が入力される。
The breakdown voltage of the third
LED素子390に流れる電流値が250mA以下の場合、電圧レギュレータ376のプラス端子の電位に比べてマイナス端子の電位の方が高いので、当該電圧レギュレータ376の出力端における電位はLOW状態(すなわち、ほぼ0V)となることから、トリガ素子350は動作せず短絡状態にならない。
When the value of the current flowing through the
一方、LED素子390に流れる電流値が250mAを超える場合、電圧レギュレータ376におけるプラス端子の電位がマイナス端子の電位よりも高くなるので、当該電圧レギュレータ376の出力端における電位はHIGH状態となり、プラスライン342、過電流保護回路用抵抗382、過電流保護回路用ダイオード396の順に電流が流れ、当該電流がトリガ素子350のゲートに流れることによって当該トリガ素子350が短絡状態になる。
On the other hand, when the value of the current flowing through the
過電流保護回路用ダイオード396は、トリガ素子350の誤動作防止用のダイオードである。電圧レギュレータ376がLOW状態のときに、トリガ素子350のゲート電位をカソード電位よりもやや低くして負バイアスとするために過電流保護回路用ダイオード396の順方向電圧が利用されている。
The overcurrent
また、第四の定電圧ダイオード394は、電圧レギュレータ376の電源電圧を適切な値にするために使用されている。すなわち、電圧レギュレータ(LM393)の電源電圧の最大定格が36Vであるのに対し、プラスライン342の電圧が例えば54Vある場合、第四の定電圧ダイオード394としてブレークダウン電圧が24Vのものを採用すると、第四の定電圧ダイオード394の電源電圧は約30Vとなり、最大定格36V以内に納めることができ適切である。
The fourth
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100…照明装置、
200…蛍光灯器具、210…インバータ式安定器、212…入力回路、214…ハーフブリッジ回路、216…直列共振回路、218…発振回路、220…保護回路、222…トランジスタ、224…トランジスタ、226…第一のコンデンサ、228…コイル、230…第二のコンデンサ、250…AC入力端子、252…AC入力端子、260…第一の端子対の一方、262…第一の端子対の他方、270…第二の端子対の一方、272…第二の端子対の他方、
300…蛍光灯型LEDランプ、310…第三の端子対の一方、312…第三の端子対の他方、320…第四の端子対の一方、322…第四の端子対の他方、330…インピーダンス回路、331…第1抵抗、332…第2抵抗、333…第3抵抗、334…第4抵抗、340…整流回路、342…プラスライン、344…0Vライン、350…トリガ素子、360…電流検出回路、370…過電流保護回路、372…電流検出抵抗、374…平滑用コンデンサ、376…電圧レギュレータ、378…電流規定用抵抗、380…トランジスタ、382…過電流保護回路用抵抗、384…第一の定電圧ダイオード、386…第二の定電圧ダイオード、
390…LED素子、392…第三の定電圧ダイオード、394…第四の定電圧ダイオード、396…過電流保護回路用ダイオード、
400…AC電源
100 ... lighting device,
DESCRIPTION OF
300 ... Fluorescent LED lamp, 310 ... One of the third terminal pair, 312 ... The other of the third terminal pair, 320 ... One of the fourth terminal pair, 322 ... The other of the fourth terminal pair, 330 ... Impedance circuit, 331 ... first resistor, 332 ... second resistor, 333 ... third resistor, 334 ... fourth resistor, 340 ... rectifier circuit, 342 ... plus line, 344 ... 0V line, 350 ... trigger element, 360 ... current Detection circuit, 370: Overcurrent protection circuit, 372: Current detection resistor, 374 ... Smoothing capacitor, 376 ... Voltage regulator, 378 ... Current regulation resistor, 380 ... Transistor, 382 ... Overcurrent protection circuit resistor, 384 ... First One constant voltage diode, 386, a second constant voltage diode,
390 ... LED element, 392 ... third constant voltage diode, 394 ... fourth constant voltage diode, 396 ... diode for overcurrent protection circuit,
400 ... AC power supply
Claims (6)
LED素子と、
前記LED素子に対して並列に接続され、動作時に短絡状態になるトリガ素子と、
前記LED素子に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路で検出した電流値に基づいて前記トリガ素子を短絡状態にする過電流保護回路とを備える
蛍光灯型LEDランプ。 A fluorescent lamp type LED lamp that is directly attached to an inverter type ballast of a fluorescent lamp fixture that is lit at a high frequency constant current,
An LED element;
A trigger element connected in parallel to the LED element and in a short-circuit state during operation;
A current detection circuit for detecting a current value of a current flowing through the LED element;
A fluorescent lamp type LED lamp comprising: an overcurrent protection circuit that short-circuits the trigger element based on a current value detected by the current detection circuit.
請求項1に記載の蛍光灯型LEDランプ。 The fluorescent lamp type LED lamp according to claim 1, wherein the current detection circuit is a shunt regulator.
請求項1に記載の蛍光灯型LEDランプ。 The fluorescent lamp type LED lamp according to claim 1, wherein the current detection circuit is a comparator.
前記インバータ式安定器からの高周波出力を整流する整流回路とをさらに備えており、
前記LED素子は、前記整流回路の出力端に接続されている
請求項1から3のいずれか1項に記載の蛍光灯型LEDランプ。 An impedance circuit that impedance-couples the first terminal pair and the second terminal pair of the inverter type ballast;
A rectifier circuit that rectifies the high-frequency output from the inverter-type ballast,
The fluorescent LED lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the LED element is connected to an output end of the rectifier circuit.
請求項1から4のいずれか1項に記載の蛍光灯型LEDランプ。 The fluorescent lamp type LED lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the trigger element is a thyristor or a triac.
An illuminating device comprising the fluorescent lamp type LED lamp according to any one of claims 1 to 5 and a fluorescent lamp fixture having an inverter-type ballast that is lit with a high-frequency constant current.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015043063A JP2016162699A (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015043063A JP2016162699A (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016162699A true JP2016162699A (en) | 2016-09-05 |
Family
ID=56845396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015043063A Pending JP2016162699A (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016162699A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107094332A (en) * | 2017-05-19 | 2017-08-25 | 深圳市豪恩光电照明股份有限公司 | A kind of LED lamp, LED lamp tube and its constant-current drive circuit |
-
2015
- 2015-03-05 JP JP2015043063A patent/JP2016162699A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107094332A (en) * | 2017-05-19 | 2017-08-25 | 深圳市豪恩光电照明股份有限公司 | A kind of LED lamp, LED lamp tube and its constant-current drive circuit |
CN107094332B (en) * | 2017-05-19 | 2019-01-15 | 深圳市豪恩智能物联股份有限公司 | A kind of LED lamp, LED lamp tube and its constant-current drive circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4461576B2 (en) | LED light source device | |
JP4944562B2 (en) | Switching power supply | |
JP5435912B2 (en) | Power supply device and lighting device | |
JP4199567B2 (en) | LED lighting device | |
JP2006319172A (en) | Adapter device for light control of led lamp | |
JP5297119B2 (en) | Lighting lighting device, lighting device, and lighting fixture | |
KR20110022038A (en) | Led lamp driver and method | |
JP2011003467A (en) | Lighting system | |
JP2011243331A (en) | Led power supply circuit | |
JP4748025B2 (en) | Phase control power supply | |
JP5210419B2 (en) | Switching power supply device and lighting apparatus using the same | |
JP2011100668A (en) | Power supply circuit for light-emitting diode | |
KR100916850B1 (en) | Constant current driving circuit for luminescent diode | |
KR101844460B1 (en) | LED lamp control circuit compatible type fluorescent and lighting the use | |
KR101039645B1 (en) | Constant power and high power factor typed converter for led lamp | |
US11317496B2 (en) | LED lamp circuit | |
JP6186918B2 (en) | LED lighting circuit and LED lighting device | |
KR101568855B1 (en) | Led convertor lc feedback stabilization circuit | |
JP2016162699A (en) | Fluorescent lamp type led lamp, and lighting system including the same | |
Pinto et al. | Compact lamp using high-brightness LEDs | |
JP2012160284A (en) | Led lighting device, luminaire, and lighting control system | |
JP5745494B2 (en) | Fluorescent LED lamp | |
JP4899486B2 (en) | Discharge lamp lighting device and lighting fixture | |
JP6341034B2 (en) | Power supply circuit and lighting device | |
KR100986801B1 (en) | Led traffic light |