JP2023045993A - Light-emitting module and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、発光モジュールおよび照明装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to light emitting modules and lighting devices.
従来、モジュール基板に発光素子を実装した発光モジュールと、この発光モジュールに点灯電力を供給する点灯回路とを備えた照明装置がある。点灯回路では、入力電力を所定の点灯電力に変換する電力変換を行うため、雑音が発生する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a lighting device that includes a light-emitting module in which a light-emitting element is mounted on a module substrate, and a lighting circuit that supplies lighting power to the light-emitting module. Since the lighting circuit performs power conversion for converting input power into predetermined lighting power, noise is generated.
一般に、点灯回路には雑音フィルタなどで雑音を低減する雑音対策を施しているが、点灯回路の大きさの制約などから十分な雑音対策を施せない場合もあり、このような場合でも雑音対策ができることが望まれている。 In general, a noise filter is used to reduce noise in the lighting circuit. It is hoped that it can be done.
本発明が解決しようとする課題は、雑音対策ができる発光モジュールおよび照明装置を提供することにある。 A problem to be solved by the present invention is to provide a light-emitting module and a lighting device that can take countermeasures against noise.
実施形態の発光モジュールは、モジュール基板と、モジュール基板に実装された発光素子と、30MHz~1GHzの周波数にインピーダンスピークを有し、発光素子に直列に接続されたフェライトビーズと、を備える。 A light-emitting module of an embodiment includes a module substrate, a light-emitting element mounted on the module substrate, and a ferrite bead having an impedance peak at a frequency of 30 MHz to 1 GHz and connected in series to the light-emitting element.
実施形態によれば、雑音対策ができる発光モジュールを提供できる。 According to the embodiment, it is possible to provide a light-emitting module capable of noise countermeasures.
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。 An embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1に照明装置10を示す。この照明装置10は、発光モジュール11と、点灯回路12と、を備えている。
A
照明装置10は、例えば、電球形ランプなどのランプ装置が含まれる。ランプ装置の場合、円筒状の筐体内に点灯回路12が収容され、筐体の一端側に発光モジュール11が配置されるとともにこの発光モジュール11を覆ってグローブが配置され、筐体の他端側に口金が配置される。筐体は金属製の筐体が含まれ、口金は一般照明電球用のソケットに接続可能なE17形口金やE26形口金などが含まれる。
The
発光モジュール11は、モジュール基板20を備えているとともに、このモジュール基板20に実装された発光素子21、フェライトビーズL1,L2、コンデンサC1,C2および点灯回路12からの点灯電力の入力部であるコネクタ22を備えている。
The light-
モジュール基板20は、例えばアルミニウム等の金属材料にて形成されている。モジュール基板20の一方側の面である実装面に、絶縁層が形成され、この絶縁層上に配線パターン23が形成されている。配線パターン23上に、発光素子21、フェライトビーズL1,L2、コンデンサC1,C2およびコネクタ22が、それぞれ面実装されて電気的に接続されている。
The
配線パターン23は、発光素子21とコネクタ22との間の高電位側となる第1配線パターン23aおよび低電位側となる第2配線パターン23bと、この第2配線パターン23bと接地側(図1に符号Aにて示す筐体の側)とを接続するための第3配線パターン23cと、を有している。
The
なお、モジュール基板20は、図1に四角形状に示しているが、ランプ装置の場合、円形状に形成されており、金属製の筐体の一端側に配置され、金属製の筐体に対して複数のねじで熱的に接続された状態に取り付けられる。このねじを介して第3配線パターン23cの接地側が金属製の筐体(図1のA)に電気的に接続される。
Although the
また、発光素子21は、例えばLEDが含まれる。LEDは、例えば素子基板に実装され、この素子基板によってモジュール基板20の配線パターン23上つまり第1配線パターン23aと第2配線パターン23bとに跨るように実装されて電気的に接続されている。なお、発光素子21には、SMD(Surface Mount Device)パッケージやCOB(Chip On Board)モジュールが用いられ、あるいはLED以外の例えば有機ELなどの他の発光素子が用いられてもよい。
Moreover, the
発光素子21は、高電位側である+極側のアノードと低電位側である-極側のカソードとを有し、アノード側が第1配線パターン23aに接続され、カソード側が第2配線パターン23bに接続されている。
The
また、フェライトビーズL1,L2は、例えば、面実装可能なチップ形で、モジュール基板20の配線パターン23上に面実装されている。第1となる一方のフェライトビーズL1は、発光素子21のアノード側とコネクタ22の+極側との間の第1配線パターン23a上で、発光素子21のアノード側に直列に接続されている。第2となる他方のフェライトビーズL2は、発光素子21のカソード側とコネクタ22の-極側との間の第2配線パターン23b上で、発光素子21のカソード側に直列に接続されている。フェライトビーズL1,L2は、発光素子21よりもコネクタ22に近い位置に接続されている。すなわち、フェライトビーズL1,L2と発光素子21との間の各配線パターン23a,23bの長さよりも、フェライトビーズL1,L2とコネクタ22との間の各配線パターン23a,23bの長さが短い関係にある。
Also, the ferrite beads L1 and L2 are, for example, surface-mountable chip-type and are surface-mounted on the
フェライトビーズL1,L2のインピーダンス特性を図2のグラフに示す。フェライトビーズL1,L2は、30MHz~1GHzの周波数の範囲内にインピーダンスが最も高いインピーダンスピークを有している。このインピーダンス特性により、点灯回路12から発光モジュール11に供給される点灯電力に重畳されている30MHz~1GHzの高周波域の伝導雑音を低減し、この伝導雑音の低減によって配線パターン23などをアンテナとして放射される30MHz~1GHzの放射雑音を低減する。
The graph of FIG. 2 shows the impedance characteristics of the ferrite beads L1 and L2. Ferrite beads L1 and L2 have the highest impedance peaks in the frequency range of 30 MHz to 1 GHz. Due to this impedance characteristic, conduction noise in the high frequency range of 30 MHz to 1 GHz superimposed on the lighting power supplied from the lighting circuit 12 to the
点灯回路12から発光モジュール11に供給される点灯電力に重畳されている伝導雑音によって発生する放射雑音は30MHz~100MHzの周波数の範囲に多く含まれるため、放射雑音を効果的に低減するには、インピーダンスピークが30MHz~100MHzの周波数の範囲、もしくは100MHzの周波数付近にあり、30MHz~100MHzの周波数でのインピーダンスが200Ω以上にあるフェライトビーズL1,L2を用いることが好ましい。
Radiation noise generated by conduction noise superimposed on the lighting power supplied from the lighting circuit 12 to the
また、コンデンサC1,C2は、モジュール基板20の第3配線パターン23c上に直列に実装されている。コンデンサC1,C2の一端側は、発光素子21のカソード側に直列に接続されるように、発光素子21のカソード側とフェライトビーズL2との間の第2配線パターン23bに接続され、また、コンデンサC1,C2の他端側は、配線パターン部23cを通じて接地側である金属製の筐体(図1のA)に電気的に接続される。
Also, the capacitors C1 and C2 are mounted in series on the
コンデンサC1,C2は、それぞれ470pF~3300pFの範囲の容量を有し、特に1000pFであることが好ましい。実施形態ではコンデンサを2つ直列接続しているため、コンデンサC1,C2の合成容量が235pF~1650pFの範囲の容量を有し、特に500pFであることが好ましい。この容量に応じたインピーダンスにより、フェライトビーズL1,L2で低減する雑音の周波数よりも低周波の9kHz~30MHzの周波数の雑音(コモンモード雑音を含む)を低減する。これは、実験により、470pF~3300pFの範囲の容量のコンデンサC1,C2を使用すると、9kHz~30MHzの周波数の雑音を低減できる結果から得られている。 Capacitors C1 and C2 each have a capacitance in the range of 470 pF to 3300 pF, preferably 1000 pF. Since two capacitors are connected in series in the embodiment, the combined capacitance of the capacitors C1 and C2 should be in the range of 235 pF to 1650 pF, preferably 500 pF. The impedance corresponding to this capacitance reduces noise (including common mode noise) at a frequency of 9 kHz to 30 MHz, which is lower than the frequency of noise reduced by the ferrite beads L1 and L2. This is obtained from the results obtained by experiments that the use of capacitors C1 and C2 with capacitances in the range of 470 pF to 3300 pF can reduce noise at frequencies of 9 kHz to 30 MHz.
実施形態では、コンデンサを2つ使用した構成であるが、これに限らずコンデンサは1つでもよい。1つの場合コンデンサは235pF~1650pFの範囲の容量を有し、特に500pFであることが好ましい。 In the embodiment, two capacitors are used, but the configuration is not limited to this and one capacitor may be used. In one case the capacitor has a capacitance in the range 235 pF to 1650 pF, preferably 500 pF.
また、コネクタ22は、モジュール基板20の第1配線パターン23aと第2配線パターン23bとに跨るように実装されて電気的に接続されている。
The
また、点灯回路12は、外部電源である交流電源Eから供給される外部電力である交流電力を入力し、発光素子21が点灯する所定の直流電圧の点灯電力に変換して発光モジュール11に供給する。点灯回路12は、MOS-FETなどのスイッチング素子を備え、このスイッチング素子のスイッチング動作により電力変換が行われる。
The lighting circuit 12 receives AC power, which is external power supplied from an AC power supply E, which is an external power supply, converts the AC power into lighting power of a predetermined DC voltage for lighting the
点灯回路12は、複数の回路素子が実装される回路基板30を有している。回路基板30の点灯電力の出力側に出力配線31の一端側が接続され、この出力配線31の他端側に設けられたコネクタ32が発光モジュール11のコネクタ22に電気的に接続される。
The lighting circuit 12 has a
ランプ装置の場合、点灯回路12は筐体内に収容され、点灯回路12の入力側が口金に電気的に接続され、点灯回路12の出力配線31が発光モジュール11のモジュール基板20の実装面側に引き出され、出力配線31のコネクタ32が発光モジュール11のコネクタ22に電気的に接続される。
In the case of a lamp device, the lighting circuit 12 is housed in a housing, the input side of the lighting circuit 12 is electrically connected to the base, and the
また、照明装置10は、ランプ装置の場合、照明器具のソケットに装着され、ソケットから口金を通じて点灯回路12に交流電源Eからの交流電力が供給される。
In the case of a lamp device, the
そして、照明装置10は、交流電源Eが投入されると、点灯回路12により交流電力を所定の直流電圧の点灯電力に変換し、発光モジュール11に供給する。発光モジュール11に供給される点灯電力は、コネクタ22からフェライトビーズL1,L2を通じて発光素子21に供給され、発光素子21が点灯する。
When the AC power source E is turned on, the
発光モジュール11のフェライトビーズL1,L2では、そのインダクタンス特性により、点灯回路12から発光モジュール11に供給される点灯電力に重畳されている30MHz~1GHzの高周波域の伝導雑音を低減し、この伝導雑音の低減によって配線パターン23などをアンテナとして放射される30MHz~1GHzの放射雑音を低減する。そのため、CISPR(国際無線障害特別委員会)の15に準拠した電気用品安全法の別表第十にて制定される30MHz~1GHzの放射雑音の規格を満たすことが可能となる。
The inductance characteristics of the ferrite beads L1 and L2 of the
さらに、発光モジュール11のコンデンサC1,C2では、そのインダクタンス特性により、フェライトビーズL1,L2で低減する雑音の周波数よりも低周波の9kHz~30MHzの周波数のコモンモード雑音を含む雑音を低減する。そのため、発光素子21のちらつきなどへの影響を抑制できる。
Furthermore, the capacitors C1 and C2 of the
以上のように、本実施形態の発光モジュール11は、発光素子21に直列に接続されたフェライトビーズL1,L2を備えるため、点灯回路12から発光モジュール11に供給される点灯電力に重畳されている伝導雑音を低減し、その伝導雑音の低減によって発光モジュール11から放射される放射雑音を低減することができる。
As described above, since the light-emitting
そのため、ランプ装置のように、筐体内に収容される点灯回路12の大きさが制限されるために、点灯回路12で十分な雑音対策を施せない場合にも、発光モジュール11で雑音対策ができる。
Therefore, even when sufficient noise countermeasures cannot be taken by the lighting circuit 12 because the size of the lighting circuit 12 accommodated in the housing is limited, as in the case of a lamp device, the noise countermeasures can be taken by the
フェライトビーズL1,L2は、30MHz~1GHzの周波数の範囲内にインピーダンスピークを有するため、発光モジュール11から放射される30MHz~1GHzの放射雑音を効果的に低減できる。
Since the ferrite beads L1 and L2 have an impedance peak within the frequency range of 30 MHz to 1 GHz, the radiation noise of 30 MHz to 1 GHz emitted from the
より好ましくは、フェライトビーズL1,L2は、30MHz~100MHzの周波数の範囲内にインピーダンスピークを有するか、100MHzの周波数付近にインピーダンスピークを有し、30MHz~100MHzの周波数でのインピーダンスが200Ω以上にあることにより、発光モジュール11から多く放射されやすい30MHz~100MHzの放射雑音を効果的に低減できる。
More preferably, the ferrite beads L1 and L2 have an impedance peak within a frequency range of 30 MHz to 100 MHz, or have an impedance peak near a frequency of 100 MHz, and have an impedance of 200Ω or more at a frequency of 30 MHz to 100 MHz. As a result, radiation noise of 30 MHz to 100 MHz, which is likely to be emitted from the
さらに、フェライトビーズL1,L2は、発光素子21のアノード側とカソード側との両方にそれぞれ直列に接続されているため、発光モジュール11からの放射雑音の低減効果を高めることができる。
Furthermore, since the ferrite beads L1 and L2 are connected in series to both the anode side and the cathode side of the
また、発光モジュール11は、発光素子21と接地側との間に直列に接続されるコンデンサC1,C2を備えるため、そのコンデンサC1,C2のインピーダンス特性により、雑音を低減することができる。
Moreover, since the light-emitting
さらに、コンデンサC1,C2は、それぞれ470pF~3300pFの範囲の容量を有し、235pF~1650pFの合成容量となるため、この容量に応じたインピーダンスにより、フェライトビーズL1,L2で低減する雑音の周波数よりも低周波の9kHz~30MHzの周波数の雑音を効果的に低減することができる。 Furthermore, the capacitors C1 and C2 each have a capacitance in the range of 470 pF to 3300 pF, and the combined capacitance is 235 pF to 1650 pF. can effectively reduce noise in the low frequency range of 9 kHz to 30 MHz.
したがって、発光モジュール11は、フェライトビーズL1,L2とコンデンサC1,C2とを備えることにより、広範囲の周波数の雑音を低減でき、雑音対策を確実にできる。
Therefore, the light-emitting
また、フェライトビーズL1,L2は、発光素子21よりもコネクタ22に近い位置に接続されており、すなわち、フェライトビーズL1,L2と発光素子21との間の各配線パターン23a,23bの長さよりも、フェライトビーズL1,L2とコネクタ22との間の各配線パターン23a,23bの長さが短い関係にあるため、配線パターン23をアンテナとして放射される放射雑音を低減できる。
In addition, the ferrite beads L1 and L2 are connected at positions closer to the
なお、発光モジュール11は、フェライトビーズL1,L2のうちのいずれか一方のみを備えていてもよく、この一方のみの場合でも発光モジュール11から放射される放射雑音を低減できる。
Note that the
また、発光モジュール11は、第1配線パターン23aなどに、容量の小さいフェライトビーズを複数接続してもよい。
Further, the
また、コンデンサC1,C2の一端側は、コネクタ22とフェライトビーズL2との間に接続し、フェライトビーズL2を介して発光素子21のカソード側に直列に接続されていてもよい。また、コンデンサC1,C2の一端側は、発光素子21のアノード側に直列に接続されていてもよい。いずれの場合にも、雑音を低減することができる。
Also, one end sides of the capacitors C1 and C2 may be connected between the
また、発光モジュール11は、ランプ装置に限らず、例えば、天井や壁面などに設置される照明器具、あるいは街路灯や防犯灯などの各種の照明装置に適用できる。
In addition, the light-emitting
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
10 照明装置
11 発光モジュール
12 点灯回路
20 モジュール基板
21 発光素子
C1,C2 コンデンサ
L1,L2 フェライトビーズ
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
前記モジュール基板に実装された発光素子と;
30MHz~1GHzの周波数にインピーダンスピークを有し、前記発光素子に直列に接続されるフェライトビーズと;
を備えることを特徴とする発光モジュール。 a module substrate;
a light emitting element mounted on the module substrate;
a ferrite bead having an impedance peak at a frequency of 30 MHz to 1 GHz and connected in series with the light emitting element;
A light-emitting module comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の発光モジュール。 2. The light emitting module according to claim 1, further comprising a capacitor connected in series with said light emitting element.
ことを特徴とする請求項1または2記載の発光モジュール。 3. The light-emitting module according to claim 1, wherein the capacitance of said capacitor is between 235pF and 1650pF.
前記発光モジュールに点灯電力を供給する点灯回路と;
を備えることを特徴とする照明装置。 a light emitting module according to any one of claims 1 to 3;
a lighting circuit that supplies lighting power to the light emitting module;
A lighting device comprising:
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