JP3208438U - LED power supply and LED bulb having the LED power supply - Google Patents
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Abstract
【課題】回路を簡略に構成し、かつ、部品点数を減らして小型化すると共に、ノイズの発生を抑えたLED用電源を提供し、当該LED用電源を用いて、点灯時のチラつきや、明滅の変化が実用上問題ない範囲に収めたLED電球を提供する。【解決手段】LED電球の口金に内蔵されるLED電源部10は、商用電源50側からLED光源2に向かって、LED電源部及びLED光源を保護可能な保護回路11と、商用電源から入力された交流を直流へ整流変換可能な整流回路12と、整流された直流に残存する交流成分のノイズを除去可能な平滑回路13と、入力された電流を所定の電流値で保持した定電流を出力可能な定電流回路14からなる。LED電源部は、商用電源に由来するノイズ又は整流時に発生したノイズを抑えて、一定の電流値に保持された定電流を出力することから、LED電球はチラつかず一定の照度を保って点灯する。【選択図】図1The present invention provides a power supply for an LED having a simple circuit configuration, reducing the number of parts and reducing the size of the circuit, and suppressing the generation of noise. LED bulbs are provided in a range where there is no problem in practical use. An LED power supply unit incorporated in a base of an LED bulb is input from a commercial power supply and a protection circuit capable of protecting the LED power supply unit and the LED light source from the commercial power supply side toward the LED light source. A rectifying circuit 12 capable of rectifying and converting the alternating current into direct current, a smoothing circuit 13 capable of removing noise of the alternating current component remaining in the rectified direct current, and a constant current holding the input current at a predetermined current value. It consists of a possible constant current circuit 14. The LED power supply unit suppresses noise from the commercial power supply or noise generated during rectification, and outputs a constant current held at a constant current value. To do. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、発光ダイオード(LED)に電源を供給するLED用電源と、当該LED用電源を有するLED電球に関するものである。 The present invention relates to an LED power source for supplying power to a light emitting diode (LED) and an LED bulb having the LED power source.
従来、白熱灯は、色温度の低い暖色系の光源であって、落ち着いた暖かい雰囲気を演出することができる照明装置として知られている。そのため、その演出効果を狙って、たとえば、喫茶店又はレストラン等の飲食店、又はホテルのロビーといった滞在することに重きが置かれる空間において、広く用いられている。しかしながら、白熱灯は消費電力が大きく、また寿命も短いことから、LED電球への入れ替えが急速に進んでいる。
この入れ替えに用いられるLED電球は、光源となる発光ダイオード(LED)が白熱灯のフィラメント形状に似せられており、また発光色が白熱灯のいわゆる電球色と呼ばれる色に調整されているものである。
Conventionally, an incandescent lamp is a warm color light source having a low color temperature, and is known as an illumination device capable of producing a calm and warm atmosphere. For this reason, it is widely used in spaces where emphasis is placed on staying, such as restaurants and cafes such as coffee shops or restaurants, or hotel lobbies with the aim of producing effects. However, since incandescent lamps consume a large amount of power and have a short lifetime, replacement with LED bulbs is rapidly progressing.
In the LED bulb used for this replacement, a light emitting diode (LED) serving as a light source is made to resemble the filament shape of an incandescent lamp, and the emission color is adjusted to a so-called bulb color of the incandescent lamp. .
ところで、白熱灯を点灯させる商用交流電源は、ノイズが混入している。当該ノイズは、他の電気機器の使用に伴う電圧降下・上昇、又は発電所からの高調波、高周波が主な原因である。しかし、白熱灯の場合、交流電源が多少不安定になろうとも、当該ノイズは、問題とはなり難い。
一方、LEDのような電子デバイスの場合、当該電子デバイスを動作させる電流は数mAであったり、電圧は数Vで事足りる。この場合には、商用の交流電源に混入するノイズが大きな影響を及ぼすおそれがあり、これによって、電子デバイスの誤動作や破損が引き起こされるおそれがある。特に白熱灯を使用していたソケットへLED電球を接続させた場合、上記のノイズが主な原因となって、点灯時にLED光源がチラついたり、明るさが安定せず明滅したりするおそれがある。
By the way, noise is mixed in the commercial AC power source for lighting the incandescent lamp. The noise is mainly caused by voltage drop / rise due to the use of other electrical equipment, or harmonics and high frequencies from the power plant. However, in the case of an incandescent lamp, the noise is not likely to be a problem even if the AC power supply becomes somewhat unstable.
On the other hand, in the case of an electronic device such as an LED, a current for operating the electronic device is several mA, and a voltage of several volts is sufficient. In this case, there is a possibility that noise mixed in the commercial AC power source may have a great influence, which may cause malfunction or damage of the electronic device. Especially when an LED bulb is connected to a socket that used an incandescent lamp, the above-mentioned noise may cause the LED light source to flicker when it is turned on, or the brightness may be flickering without being stable. .
ここで、LED電球は、交流を直流に変換するAC/DC回路を有している。AC/DC回路は、電源トランスによって交流電圧を変換してから直流に整流するシリーズ方式と、交流を直流に変換してから、半導体素子のスイッチングと高周波トランスで電圧を変換するスイッチング方式と呼ばれる方式に大別することができる。シリーズ方式の場合、極めて安定した出力電圧が得られるが、スイッチング方式と比べて変換効率が悪く、発熱等の問題や構成部品の大型化といった問題がある。一方、スイッチング方式は、シリーズ方式と比べて変換効率を上げることができ、構成部品を容易に小型・軽量化できるが、回路が複雑になり、またノイズが発生しやすい。
しかしながら、ノイズが発生するおそれがあるとはいえ、装置を小型軽量化できるメリットが大きく従来のLED電球の口金部には、スイッチング方式のAC/DC回路が内蔵されている。
Here, the LED bulb has an AC / DC circuit that converts alternating current into direct current. AC / DC circuits are called a series system in which AC voltage is converted by a power transformer and then rectified to DC, and a system called switching that converts semiconductor elements and voltage by a high-frequency transformer after converting AC to DC. Can be broadly classified. In the case of the series method, an extremely stable output voltage can be obtained, but the conversion efficiency is lower than that of the switching method, and there are problems such as heat generation and enlargement of components. On the other hand, the switching method can increase the conversion efficiency compared to the series method, and the components can be easily reduced in size and weight, but the circuit is complicated and noise is likely to occur.
However, although there is a possibility of generating noise, there is a great merit that the device can be reduced in size and weight, and a switching type AC / DC circuit is built in a base portion of a conventional LED bulb.
そこで、本考案が解決しようとする課題は、回路を簡略に構成し、かつ、部品点数を減らして小型化すると共に、ノイズの発生を抑えたLED用電源を提供し、当該LED用電源を用いて、点灯時のチラつきや、明滅の変化が実用上問題ない範囲に収めたLED電球を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a power supply for LED that has a simple circuit configuration, is reduced in size by reducing the number of parts, and suppresses the generation of noise, and uses the power supply for LED. Thus, it is an object to provide an LED bulb in which flickering at the time of lighting and change in blinking are within a practical range.
請求項1に記載のLED用電源は、交流電源から入力された交流を整流変換した直流を、発光ダイオード(LED)へ供給するLED用電源であって、
当該LED用電源は、
前記交流を前記直流に整流変換可能な整流回路と、
当該整流回路の出力側に配され、整流された前記直流から前記交流に係るノイズを除去する平滑回路と、
当該平滑回路の出力側で前記直流の順方向に沿って前記光源と直列に接続され、前記直流を所定の値で保持可能な定電流回路とを有し、
前記交流電源から前記交流が入力されたとき、
当該交流を整流変換した直流が、一定の値で出力されるようにしたことを特徴とする。
The LED power supply according to claim 1 is an LED power supply that supplies a direct current obtained by rectifying and converting an alternating current input from an alternating current power supply to a light emitting diode (LED).
The LED power supply
A rectifier circuit capable of rectifying and converting the alternating current into the direct current;
A smoothing circuit disposed on the output side of the rectifier circuit and removing noise related to the alternating current from the rectified direct current;
A constant current circuit connected in series with the light source along the forward direction of the direct current on the output side of the smoothing circuit, and capable of holding the direct current at a predetermined value;
When the AC is input from the AC power source,
The direct current obtained by rectifying and converting the alternating current is output at a constant value.
請求項2に記載のLED用電源は、請求項1に記載の発明において、前記定電流回路は、前記整流回路に対して直列に接続されるnpn型トランジスタと、当該トランジスタのベースとエミッタ間を接続するツェナーダイオードを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the LED power source according to the first aspect, wherein the constant current circuit includes an npn transistor connected in series to the rectifier circuit, and a base and an emitter of the transistor. It has a Zener diode to be connected.
請求項3に記載のLED電球は、交流電源から入力された交流を整流変換した直流を、光源である発光ダイオード(LED)へ供給するLED電源部が、口金に内蔵されたLED電球であって、
前記LED電源部は、
前記交流を前記直流に整流変換可能な整流回路と、
当該整流回路の出力側に配され、整流された前記直流から前記交流に係るノイズを除去する平滑回路と、
当該平滑回路の出力側で前記直流の順方向に沿って前記光源と直列に接続され、前記直流を所定の値で保持可能な定電流回路とを有し、
前記交流電源から前記交流が入力されたとき、
当該交流を整流変換した直流が、一定の値で前記LED電源部から出力され、
前記光源の照度が一定に保持されると共に、
前記交流電源を出力するソケットへ、前記口金を直接接続可能にしたことを特徴とする。
The LED bulb according to
The LED power supply unit
A rectifier circuit capable of rectifying and converting the alternating current into the direct current;
A smoothing circuit disposed on the output side of the rectifier circuit and removing noise related to the alternating current from the rectified direct current;
A constant current circuit connected in series with the light source along the forward direction of the direct current on the output side of the smoothing circuit, and capable of holding the direct current at a predetermined value;
When the AC is input from the AC power source,
The direct current obtained by rectifying and converting the alternating current is output from the LED power supply unit at a constant value,
While the illuminance of the light source is kept constant,
The base can be directly connected to a socket that outputs the AC power supply.
請求項4に記載のLED電球は、請求項3に記載の発明において、前記定電流回路は、前記整流回路に対して直列に接続されるnpn型トランジスタと、当該トランジスタのベースとエミッタ間を接続するツェナーダイオードを有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the LED bulb according to the third aspect of the invention, wherein the constant current circuit includes an npn transistor connected in series to the rectifier circuit, and a connection between the base and emitter of the transistor. It is characterized by having a Zener diode.
請求項5に記載のLED電球は、請求項3に記載の発明において、前記交流電源と前記LED電源部の間に、当該LED電源部及び前記光源を保護するための保護回路を設けたことを特徴とする。
The LED bulb according to claim 5 is the invention according to
本考案のLED用電源によれば、当該LED電源は、整流回路、平滑回路、及び定電流回路からなり、さらに当該定電流回路が、トランジスタとツェナーダイオードを備えるようにした。これによって、LED用電源に係る回路を簡略に構成し、かつ、部品点数を減らして、容易に小型化することができる。
また、入力された直流の電流値を所定の値で保持して出力可能な定電流回路を、整流回路から出力される直流の流れの順方向に沿って直列に接続するようにした。
このとき、定電流回路の特性によって、入力される直流が多少乱れようとも一定の値に保持された直流を取り出すことができる。これによって、商用交流電源に由来するノイズ、及び交流を整流変換する際のノイズ発生を抑えることができる。
According to the LED power supply of the present invention, the LED power supply includes a rectifier circuit, a smoothing circuit, and a constant current circuit, and the constant current circuit includes a transistor and a Zener diode. As a result, the circuit relating to the LED power supply can be simply configured, and the number of components can be reduced, thereby easily reducing the size.
Further, a constant current circuit capable of holding and outputting an input DC current value at a predetermined value is connected in series along the forward direction of the DC flow output from the rectifier circuit.
At this time, the direct current held at a constant value can be taken out even if the input direct current is somewhat disturbed due to the characteristics of the constant current circuit. As a result, it is possible to suppress noise originating from the commercial AC power source and noise when rectifying and converting AC.
本考案のLED電球によれば、当該LED電球に設けたLED電源部は、整流回路、平滑回路、及び定電流回路からなり、さらに当該定電流回路が、トランジスタとツェナーダイオードを備えるようにした。これによって、LED用電源に係る回路を簡略に構成し、かつ、部品点数を減らして、容易に小型化することができる。
さらには、小型化したLED電源部は、LED電球の口金部内の限られたスペースへ容易に内蔵することができる。そして、LED電源部の部品点数を減らしたことに伴い、LED電球を構成する部品点数も減らすことができ、当該LED電球の故障発生率の減少と、耐久性の向上を期待することができる。
また、入力された直流の電流値を所定の値で保持して出力可能な定電流回路を、整流回路から出力される直流の流れの順方向に沿って直列に接続するようにした。
このとき、定電流回路の特性によって、入力される直流が多少乱れようとも一定の値に保持された直流を取り出すことができる。これによって、商用交流電源に由来するノイズ、及び交流を整流変換する際のノイズ発生を抑えることができる。そのため、LED電球の点灯時に、LED光源のチラつきや、明滅の変化が実用上問題ない範囲に収めることができる。
According to the LED bulb of the present invention, the LED power source provided in the LED bulb is composed of a rectifier circuit, a smoothing circuit, and a constant current circuit, and the constant current circuit includes a transistor and a Zener diode. As a result, the circuit relating to the LED power supply can be simply configured, and the number of components can be reduced, thereby easily reducing the size.
Furthermore, the miniaturized LED power supply unit can be easily built in a limited space in the base part of the LED bulb. As the number of components of the LED power supply unit is reduced, the number of components constituting the LED bulb can also be reduced, and a reduction in the failure rate of the LED bulb and an improvement in durability can be expected.
Further, a constant current circuit capable of holding and outputting an input DC current value at a predetermined value is connected in series along the forward direction of the DC flow output from the rectifier circuit.
At this time, the direct current held at a constant value can be taken out even if the input direct current is somewhat disturbed due to the characteristics of the constant current circuit. As a result, it is possible to suppress noise originating from the commercial AC power source and noise when rectifying and converting AC. For this reason, when the LED bulb is turned on, flickering of the LED light source and changes in blinking can be within a practically acceptable range.
LED電球1は、図2に示すように、フィラメント状に形成された複数本のLEDストリップからなるLED光源2を有し、金属製の口金3とガラス製のグローブ4によって略電球状に形成されている。口金3内部には、基板が内蔵されている。当該基板には、本考案に係るLED電源部10を構成する回路が形成されている。基板上に立設された支柱は、LED光源2を支持している。口金3の外側面には、商用電源50のソケット内側面に形成された雌ネジと螺合可能な雄ネジが形成されている。口金3をソケットへ螺合させたとき、LED電球1は商用電源50に接続され、本考案に係るLED電源部10へ商用電源50から電力が供給される。そして、LED電源部10は、商用電源50から入力された交流を整流変換した直流をLED光源2へ出力する。
As shown in FIG. 2, the LED bulb 1 has an
本実施例に係るLED用電源、及び当該LED用電源を有するLED電球について、添付した図面にしたがって説明する。図1は、本実施例に係るLED用電源の構成の概略を示す回路図であって、図2は、LED用電源を有するLED電球の構成の概略を示す斜視図である。 An LED power source and an LED bulb having the LED power source according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of the configuration of an LED power source according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing an outline of the configuration of an LED bulb having an LED power source.
図2に示すLED電球1は、カップ状に形成された口金3の内部にLED電源部10を有している。LED電源部10は、図1に示すように、商用電源50側からLED光源2側に向かって、保護回路11、整流回路12、平滑回路13、及び定電流回路14を有している。
ここで、商用電源50は、単相100Vの交流電源である。また、商用電源50は、出力端に交流電圧又は電流を制御してLED電球1の照度を調整可能な調光器を設けても良い。これによって、LED電球1は、照度を変化させることができる。
The LED light bulb 1 shown in FIG. 2 has an LED
Here, the
保護回路11は、第1抵抗器20と、バリスタ21からなる。第1抵抗器20は、商用電源50に対して直列に接続されている。これによって、商用電源50からLED電源部10への突入電流を防止することができる。バリスタ21は、商用電源50に対して並列に接続されている。これによって、商用電源50のスイッチを開閉したとき、または調光器のボリュームを上げたままLED電球1をソケットへ嵌め込んだといったような場合に、商用電源50側から過渡的に入力される高電圧のサージからLED電源部10又はLED光源2を保護することができる。このように、保護回路11を設けることによって、過剰な電流又は電圧からLED電源部10及びLED光源2を保護することができる。
The protection circuit 11 includes a
整流回路12は、第1ダイオード22、第2ダイオード23、第3ダイオード24、第4ダイオード25の4個のダイオードを所定の向きに接続してなるダイオードブリッジからなり、商用電源50の交流を直流へ整流するように形成されている。これによって、整流回路12は、交流を全波整流した直流を出力することができる。なお、整流された直流には、整流前の交流成分のノイズが残留している。当該ノイズは、商用電源50に由来する、たとえば発電所から送配電網を経て混入した高周波・高調波や、他の電気機器へ電力を供給することによる電圧降下・電圧上昇に伴うノイズであったり、整流した際に発生した脈流や、フリッカノイズ等である。
平滑回路13は、並列に接続されたコンデンサ26と第2抵抗器27からなる。これによって、整流回路12で生じたノイズを除去して直流を平滑化することができる。
整流回路12及び平滑回路13によって、図に示す矢印Aの方向にしたがって、LED電源部10からLED光源2に向かって順方向に流れる直流を形成することができる。
The
The smoothing
The
定電流回路14は、npn型のトランジスタ28と、当該トランジスタ28のベースとエミッタ間を接続するツェナーダイオード29と、トランジスタ28のエミッタ側に配される第3抵抗器30と、トランジスタのコレクタ、ベース間を接続する第4抵抗器31からなり、ツェナーダイオード29による所定の基準電圧と、第3抵抗器30の所定の抵抗値から定まる一定の電流値に保持された直流を出力するように形成されている。
これによって、定電流回路14は、平滑回路13で除去しきれなかったノイズを除去することができる。すなわち、定電流回路14は、整流された直流の値が多少変動した場合であっても、その変動を相殺した一定の直流を出力するように形成されているので、この安定した直流によってLED光源2を一定の照度で点灯させることができる。この点灯の際にLED光源2へ供給される直流にはノイズが含まれていないことから、ノイズを原因とするLED光源2のチラつき、又は不安定な直流出力の変化に伴うLED光源2の予期せぬ減光を防止することができる。
なお、定電流回路14は、上記のデバイスの組み合わせによる回路に限定されるものでは無く、定電流ダイオード、電界効果トランジスタ(FET)、或いはオペアンプ等の他のデバイスを用いて構成しても良い。
The constant
Thereby, the constant
The constant
上記の構成を有するLED電源部10は、図2に示すLED電球1の口金3に内蔵されている。ここで、商用電源50に接続されたLED電球1は、次に説明するように動作する。
The LED
商用電源50からLED電源部10へ入力された交流は、整流回路12で直流に全波整流される。整流回路12から出力された直流は、平滑回路13で当該直流に含まれる交流成分のノイズが除去されて平滑化され、定電流回路14で商用電源50の電源電圧の変動、温度変化による電流のばらつきが抑えられる。そして、定電流回路14は、一定値で保持した定電流を出力する。LED電源部10は、当該定電流をLED光源2へ供給する。当該定電流によって点灯するLED光源2は、チラついたり、光量が増減したりして不安定にならず、一定の照度を保持することができる。
The alternating current input from the
本実施例に係るLED電球1によれば、当該LED電球1のLED電源部10は、LED光源2に対して直列に接続された定電流回路14を有している。当該定電流回路14は、一定の電流値に保持された定電流を出力するので、当該定電流で動作するLED光源2が、点灯時に不安定になることを防止することができる。
According to the LED bulb 1 according to the present embodiment, the LED
1…LED電球、2…LED光源、3…口金、4…グローブ、
10…LED電源部、
11…保護回路、12…整流回路、13…平滑回路、14…定電流回路、
20…第1抵抗器、21…バリスタ、22…第1ダイオード、23…第2ダイオード、24…第3ダイオード、25…第4ダイオード、26…コンデンサ、27…第2抵抗器、28…トランジスタ、29…ツェナーダイオード、30…第3抵抗器、31…第4抵抗器、
50…商用電源。
1 ... LED bulb, 2 ... LED light source, 3 ... base, 4 ... globe,
10 ... LED power supply,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Protection circuit, 12 ... Rectification circuit, 13 ... Smoothing circuit, 14 ... Constant current circuit,
DESCRIPTION OF
50: Commercial power supply.
Claims (5)
当該LED用電源は、
前記交流を前記直流に整流変換可能な整流回路と、
当該整流回路の出力側に配され、整流された前記直流から前記交流に係るノイズを除去する平滑回路と、
当該平滑回路の出力側で前記直流の順方向に沿って前記光源と直列に接続され、前記直流を所定の値で保持可能な定電流回路とを有し、
前記交流電源から前記交流が入力されたとき、
当該交流を整流変換した直流が、一定の値で出力されるようにしたことを特徴とするLED用電源。 An LED power source that supplies a direct current obtained by rectifying and converting an alternating current input from an alternating current power source to a light emitting diode (LED),
The LED power supply
A rectifier circuit capable of rectifying and converting the alternating current into the direct current;
A smoothing circuit disposed on the output side of the rectifier circuit and removing noise related to the alternating current from the rectified direct current;
A constant current circuit connected in series with the light source along the forward direction of the direct current on the output side of the smoothing circuit, and capable of holding the direct current at a predetermined value;
When the AC is input from the AC power source,
A power supply for LED, wherein a direct current obtained by rectifying and converting the alternating current is output at a constant value.
前記LED電源部は、
前記交流を前記直流に整流変換可能な整流回路と、
当該整流回路の出力側に配され、整流された前記直流から前記交流に係るノイズを除去する平滑回路と、
当該平滑回路の出力側で前記直流の順方向に沿って前記光源と直列に接続され、前記直流を所定の値で保持可能な定電流回路とを有し、
前記交流電源から前記交流が入力されたとき、
当該交流を整流変換した直流が、一定の値で前記LED電源部から出力され、
前記光源の照度が一定に保持されると共に、
前記交流電源を出力するソケットへ、前記口金を直接接続可能にしたことを特徴とするLED電球。 An LED power supply unit that supplies a direct current obtained by rectifying and converting alternating current input from an alternating current power source to a light emitting diode (LED) that is a light source is an LED bulb built in a base,
The LED power supply unit
A rectifier circuit capable of rectifying and converting the alternating current into the direct current;
A smoothing circuit disposed on the output side of the rectifier circuit and removing noise related to the alternating current from the rectified direct current;
A constant current circuit connected in series with the light source along the forward direction of the direct current on the output side of the smoothing circuit, and capable of holding the direct current at a predetermined value;
When the AC is input from the AC power source,
The direct current obtained by rectifying and converting the alternating current is output from the LED power supply unit at a constant value,
While the illuminance of the light source is kept constant,
An LED bulb characterized in that the base can be directly connected to a socket that outputs the AC power supply.
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