JP3242560U - Ｌｅｄ切替システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１、第２及び第３相端子を含む三相給電装置に電気的に接続されるＬＥＤ切替システムを提供する。【解決手段】ＬＥＤ切替システム１は、制御ユニット１１及び発光モジュール１２を備える。制御ユニットは第１相端子Ｌ１に電気的に接続され、正の整数であるＮ個の制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮを含む。発光モジュールの発光ユニット１３は、互いに電気的に接続された電源回路１４、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）、及び切替回路１５を含む。電源回路は任意の２つの相端子に電気的に接続され、ＬＥＤ素子に電力を提供する。切替回路は、第２または第３相端子Ｌ２、Ｌ３及び制御ユニットに電気的に接続され、制御スイッチのスイッチング状態に応じて切り替えて、対応するＬＥＤ素子をオンにする。【選択図】図１

Description

本考案は、スイッチ切替システム、特に、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）切替システムに関するものである。

伝統的な集魚灯の適用において、様々な魚の習性に従って対応する光色を発してその種類の魚を捕獲するために、実際の需要に応じて光色を変換できるように異なる光色を有する様々な電球を設置する必要がある。照明の切り替え制御においては、電球ごとに対応する制御スイッチを設置する必要があるため、配線が複雑になり、制御も複雑になる。また、制御スイッチには、実際に電球を駆動する電流を流す必要があり、定格電流仕様の大きなスイッチを選択する必要があるため、占有スペースが大きくなる。

そこで、上記従来の技術的問題を改善することができるＬＥＤ切替システムをどのように開発するかは、現在の急務となっている。

本考案の目的は、少数のスイッチで複数のＬＥＤ素子の切替、導通を実現し、配線がより簡単で、制御しやすく、かつスイッチが信号の駆動のみに使用され、定格電流仕様の小さなスイッチを選択することができ、占有スペースが小さく、コストも低いＬＥＤ切替システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案は、３つの相電圧を提供する第１相端子、第２相端子、及び第３相端子を含む三相給電装置に電気的に接続されるＬＥＤ切替システムを提供する。ＬＥＤ切替システムは、制御ユニット及び発光モジュールを備える。制御ユニットは、三相給電装置の第１相端子に電気的に接続され、正の整数であるＮ個の制御スイッチを含む。発光モジュールは発光ユニットを含み、発光ユニットは、電源回路、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子、及び切替回路を含む。電源回路は、三相給電装置の３つの相端子のいずれか２つにも受信するために接続され、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子に電圧を提供する。切替回路は、三相給電装置の第２相端子または第３相端子に電気的に接続され、かつ制御ユニットに電気的に接続され、制御スイッチの切り替えに応じて、対応するＬＥＤ素子をオンにする。

本考案の第１実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図１のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 本考案の第２実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図３のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 本考案の第３実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図５のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 本考案の第４実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図７のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 本考案の第５実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図９のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 本考案の第６実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 Ｎ＝１の場合の図１１のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。 図１０における内部制御回路の様々な可能な実施形態を例示する図である。 図１０における内部制御回路の様々な可能な実施形態を例示する図である。 図１０における内部制御回路の様々な可能な実施形態を例示する図である。 図１０における内部制御回路の様々な可能な実施形態を例示する図である。

本考案の特徴と利点を示すいくつかの典型的な実施形態について、後述の説明において詳細に記述する。本考案は異なる態様において様々な変化を有することができ、いずれも本考案の範囲から逸脱することなく、かつその説明及び図面は本質的に例示するために用いられものであり、本考案を限定する意図はないことを理解されたい。

図１は、本考案の第１実施形態にかかるＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図１に示すように、ＬＥＤ切替システム１は、三相給電装置２に電気的に接続され、三相給電装置２は、３つの相端子Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を含み、３つの相端子Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、位相が１２０度ずつ異なる３つの相電圧をそれぞれ提供する。本実施形態では、相端子Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を、それぞれ第１相端子、第２相端子及び第３相端子とする（すなわち、第１相端子Ｌ１、第２相端子Ｌ２及び第３相端子Ｌ３）。しかし、これに限定されない。他の実施形態では、相端子Ｌ１、Ｌ３及びＬ２をそれぞれ第１、第２及び第３相端子としてもよく、相端子Ｌ２、Ｌ１及びＬ３をそれぞれ第１、第２及び第３相端子としてもよい。

ＬＥＤ切替システム１は、制御ユニット１１及び発光モジュール１２を備える。制御ユニット１１は三相給電装置２の第１相端子Ｌ１に電気的に接続され、正の整数であるＮ個の制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮを含む。発光モジュール１２は発光ユニット１３を含み、発光ユニット１３は、互いに電気的に接続された電源回路１４、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、...、ＬＥＤ（Ｎ＋１）及び切替回路１５を含む。電源回路１４は、三相給電装置２の３つの相端子Ｌ１、Ｌ２及びＬ３のいずれか２つにも電気的に接続され、給電電圧をＬＥＤ素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、...、ＬＥＤ（Ｎ＋１）に提供する。各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、...、ＬＥＤ（Ｎ＋１）は、例えば、直列に接続された複数のＬＥＤを含むことができるが、これらに限定されない。同じＬＥＤ素子の複数のＬＥＤは、同じ光色を有することが好ましいが、これに限定されない。切替回路１５は、三相給電装置２の第２相端子Ｌ２または第３相端子Ｌ３（以降の図及び説明では、第３相端子Ｌ３を例にする）にも電気的に接続され、かつ制御ユニット１１に電気的に接続され、制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮのスイッチング状態に応じて切り替えて、対応するＬＥＤ素子をオンにする。具体的には、制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮがすべてオフになると、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１はオンになる。ｎ番目の制御スイッチＳＷｎがオンになると、切替回路１５は、ｎ番目の制御スイッチＳＷｎを介して第１相端子Ｌ１に電気的に接続され、（ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ（ｎ＋１）がオンなるように切り替え、ここで、ｎはＮ以下の正の整数である。

これにより、従来の集魚灯構造よりも少ない数の制御スイッチで、複数のＬＥＤ素子の切替、導通を実現でき、配線がより簡単で、制御しやすく、かつ制御スイッチは信号の駆動のみに使用され、定格電流仕様の小さなスイッチを選択することができ、占有スペースが小さく、コストも低い。

実際には、同時にオン状態にある制御スイッチの数は限定されていない。例えば、いくつかの実施形態では、多くとも１つの制御スイッチのみが常にオン状態にあり、他の実施形態では、複数の制御スイッチが同時にオン状態にあり得る。

なお、本考案のＬＥＤ切替システム１において、発光ユニット１３の数は限定されず、例えば、図１に示す実施形態では、各発光モジュール１２は３つの発光ユニット１３を含み、各発光ユニット１３は、それぞれ制御ユニット１１及び三相給電装置２に電気的に接続されている。各発光ユニット１３における（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、...、ＬＥＤ（Ｎ＋１）は、同じ光色で順次に配置されることが好ましいが、これに限定されない。なお、本考案のＬＥＤ切替システム１において、制御ユニット１１及び発光モジュール１２の数は同じであり、かつ限定されていない。例えば、ＬＥＤ切替システム１は、互いに１対１で対応する複数の制御ユニット１１及び複数の発光モジュール１２を含むことができ、各発光モジュール１２におけるＬＥＤ素子は、同じまたは異なる光色で順次に配置することができる。これにより、本考案のＬＥＤ切替システム１を集魚灯に適用する場合、すべての制御ユニット１１を同じ空間に集中的に設置することができ、発光モジュール１２を漁船の異なる領域に設置することができる。これによって、使用者は各領域のＬＥＤ光色を集中的に制御することができる。

さらに、各ＬＥＤ素子は、対向する第１端子及び第２端子を有し、ＬＥＤ素子が直列に接続された複数のＬＥＤを含む場合、ＬＥＤ素子の第１端子は１番目のＬＥＤのアノードに接続、その以降の各ＬＥＤのカソードは次のＬＥＤのアノードに順次接続され、最後のＬＥＤのカソードはＬＥＤ素子の第２端子に接続される。

いくつかの実施形態では、電源回路１４は２つの交流端子ＡＣ１及びＡＣ２、第１直流端子ＤＣ＋及び第２直流端子ＤＣ－を含む。２つの交流端子ＡＣ１及びＡＣ２は、三相給電装置２の任意の２つの相端子に電気的に接続される。図１に示す実施形態では、１番目の発光ユニット１３における電源回路１４の２つの交流端子ＡＣ１及びＡＣ２は、それぞれ第１及び第２相端子Ｌ１及びＬ２に電気的に接続され、２番目の発光ユニット１３における電源回路１４の２つの交流端子ＡＣ１及びＡＣ２は、それぞれ第２及び第３相端子Ｌ２及びＬ３に電気的に接続され、３番目の発光ユニット１３における電源回路１４の２つの交流端子ＡＣ１及びＡＣ２は、それぞれ第１及び第３相端子Ｌ１及びＬ３に電気的に接続されるが、これに限定されず、実際の応用では、必要に応じて各発光ユニット１３における電源回路１４が接続される相端子を調整することができる。第１直流端子ＤＣ＋は給電電圧を提供するために使用され、第２直流端子ＤＣ－は接地され、第１直流端子ＤＣ＋の電圧レベルは、第２直流端子ＤＣ－の電圧レベルよりも高い。

本考案のＬＥＤ切替システム１の切替回路１５は、様々な可能な実施形態を有し、以下で具体的に例示して説明する。

本考案の第１実施形態では、図１に示すように、切替回路１５は、それぞれＮ個の制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮに電気的に接続されたＮ個のリレーＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮを含む。各リレー（ＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮ）は、コイル１５１及び切替スイッチ１５２を含み、コイル１５１の両端は、それぞれ対応する制御スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮ）及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続される。切替スイッチ１５２は、第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２及び第３接点Ｐ３を含み、第３接点Ｐ３は、コイル１５１の通電及び非通電時に、それぞれ第２接点Ｐ２及び第１接点Ｐ１に電気的に接続される。

（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子はすべて、第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１の第２端子は、１番目のリレーＲＹ１の第１接点Ｐ１に電気的に接続され、２番目から（Ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ２～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子は、それぞれ１番目からＮ番目のリレーＲＹ１～ＲＹＮの第２接点Ｐ２に電気的に接続される。２番目からＮ番目のリレーＲＹ２～ＲＹＮの第１接点Ｐ１は、それぞれ１番目から（Ｎ－１）番目のリレーＲＹ１～ＲＹ（Ｎ－１）の第３接点Ｐ３に電気的に接続され、Ｎ番目のリレーＲＹＮの第３接点Ｐ３は接地されている。

すべての制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮがオフになると、リレーＲＹ１～ＲＹＮにおける第３接点Ｐ３はすべて、第１接点Ｐ１に電気的に接続されることで、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１はオンになる。ｎ番目の制御スイッチＳＷｎがオンになると、ｎ番目のリレーＲＹｎにおける第３接点Ｐ３は、第２接点Ｐ２に電気的に接続されることで、ｎ＋１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ（ｎ＋１）はオンになる。

図２は、Ｎ＝１の場合の図１のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図２に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチ及び各発光ユニット１３におけるリレーの数は、いずれも１である。リレーＲＹ１の第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２及び第３接点Ｐ３は、それぞれ１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１の第２端子、２番目ＬＥＤ素子ＬＥＤ２の第２端子及び接地端に電気的に接続される。２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第１端子は両方とも、第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続される。

本考案の第２実施形態では、図３に示すように、切替回路１５は、それぞれＮ個の制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮに電気的に接続されたＮ個のリレーＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮを含む。各リレー（ＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮ）は、コイル１５１及び切替スイッチ１５２を含み、各コイル１５１の両端は、それぞれ各リレー（ＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮ）に対応する制御スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、...、ＳＷＮ）及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続される。切替スイッチ１５２は、第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２及び第３接点Ｐ３を含み、第３接点Ｐ３は、コイル１５１の通電及び非通電時に、それぞれ第２接点Ｐ２及び第１接点Ｐ１に電気的に接続される。

１番目のリレーＲＹ１の第３接点Ｐ３は、第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、２番目からＮ番目のリレーＲＹ２～ＲＹＮの第３接点Ｐ３は、それぞれ１番目から（Ｎ－１）番目のリレーＲＹ１～ＲＹ（Ｎ－１）の第１接点Ｐ１に電気的に接続され、Ｎ番目のリレーＲＹＮの第１接点Ｐ１は、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１の第１端子に電気的に接続される。２番目から（Ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ２～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子は、それぞれ１番目からＮ番目のリレーＲＹ１～ＲＹＮの第２接点Ｐ２に電気的に接続され、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子はすべて接地されている。

すべての制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮがオフになると、リレーＲＹ１～ＲＹＮにおける第３接点Ｐ３はすべて、第１接点Ｐ１に電気的に接続されることで、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１はオンになる。ｎ番目の制御スイッチＳＷｎがオンになると、ｎ番目のリレーＲＹｎにおける第３接点Ｐ３は、第２接点Ｐ２に電気的に接続されることで、（ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ（ｎ＋１）はオンになる。

図４は、Ｎ＝１の場合の図３のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図４に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチ及び各発光ユニット１３におけるリレーの数は、いずれも１である。リレーＲＹ１の第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２及び第３接点Ｐ３は、それぞれ１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１の第２端子、２番目ＬＥＤ素子ＬＥＤ２の第２端子及び第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続される。２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第２端子はすべて接地されている。

本考案の第３実施形態では、図５に示すように、電源回路１４はさらに、第１電源端子ＶＣＣ１及び第２電源端子ＶＣＣ２を含み、第１電源端子ＶＣＣ１及び第２電源端子ＶＣＣ２は、それぞれ第１電圧及び第２電圧を提供するために使用される。切替回路１５は、Ｎ個のリレーＲＹ１、ＲＹ２、...、ＲＹＮ、Ｎ個のアイソレータＯＣ１、ＯＣ２、...、ＯＣＮ、内部制御器１５３及び（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１、Ｑ２、...、Ｑ（Ｎ＋１）を含む。Ｎ個のリレーＲＹ１～ＲＹＮは、それぞれＮ個の制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮに電気的に接続され、Ｎ個のアイソレータＯＣ１～ＯＣＮは、それぞれＮ個のリレーＲＹ１～ＲＹＮに電気的に接続される。各リレー（ＲＹ１～ＲＹＮ）は、コイル１５４及び切替スイッチ１５５を含み、各コイル１５４の両端は、それぞれ各リレー（ＲＹ１～ＲＹＮ）に対応する制御スイッチ（ＳＷ１～ＳＷＮ）及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続され、各切替スイッチ１５５の両端は、それぞれ第１電源端子ＶＣＣ１及び各リレー（ＲＹ１～ＲＹＮ）に対応するアイソレータ（ＯＣ１～ＯＣＮ）の送信機１５６に電気的に接続される。切替スイッチ１５５は、コイル１５４の通電時にオンになり、コイル１５４の非通電時にオフになる。各アイソレータ（ＯＣ１～ＯＣＮ）の受信機１５７の両端は、それぞれ第２電源端子ＶＣＣ２及び内部制御器１５３に電気的に接続され、切替スイッチ１５５のオンにより、受信機１５７に対応する送信機１５６が第１電圧を受信すると、受信機１５７は第２電圧を内部制御器１５３に送信する。内部制御器１５３は、すべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）に電気的に接続され、すべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）のスイッチング状態を制御するために使用される。（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子はすべて、第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子は、それぞれすべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）に電気的に接続される。本考案のアイソレータ（ＯＣ１～ＯＣＮ）は、例えば、光電結合素子またはデジタルアイソレータであってもよいが、これらに限定されない。例えば、アイソレータ（ＯＣ１～ＯＣＮ）が光電結合素子である場合、送信機１５６及び受信機１５７は、それぞれ光送信機及び光受信機であり、光送信機及び光受信機は、それぞれ光源及び光センサ、例えばそれぞれＬＥＤ及びフォトトランジスタであってもよいが、これに限定されず、光送信機が第１電圧を受信する時、光受信機をオンにトリガできればよい。

すべての制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮがオフになると、リレーＲＹ１～ＲＹＮの切替スイッチ１５５はすべてオフになり、内部制御器１５３は、いずれかのアイソレータ（ＯＣ１～ＯＣＮ）によって送信された第２電圧を受信しないため、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１がオンになるように、１番目の駆動スイッチＱ１をオンに制御する。ｎ番目の制御スイッチＳＷｎがオンになると、ｎ番目のリレーＲＹｎの切替スイッチ１５５がオンになり、第１電圧をｎ番目のアイソレータＯＣｎの送信機１５６に送信し、ｎ番目のアイソレータＯＣｎの受信機１５７はトリガされて第２電圧を内部制御器１５３に送信し、内部制御器１５３は、それに応じて、（ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ（ｎ＋１）がオンになるように、（ｎ＋１）番目の駆動スイッチＱ（ｎ＋１）をオンに制御する。

図６は、Ｎ＝１の場合の図５のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図６に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチ、各発光ユニット１３におけるリレー及びアイソレータの数は、いずれも１であり、駆動スイッチの数は２である。リレーＲＹ１の切替スイッチ１５５の両端は、それぞれ第１電源端子ＶＣＣ１及びアイソレータＯＣ１の送信機１５６に電気的に接続される。アイソレータＯＣ１の受信機１５７の両端は、それぞれ第２電源端子ＶＣＣ２及び内部制御器１５３に電気的に接続される。内部制御器１５３は、駆動スイッチＱ１及びＱ２に接続される。ＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第１端子は、いずれも第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、ＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第２端子は、それぞれ駆動スイッチＱ１及びＱ２に電気的に接続される。

本考案の第４実施形態では、図７に示すように、図５に示す第３実施形態と類似の構造及び機能を有する要素には同一符号を付し、ＬＥＤ素子の制御方式は図５に示す第３実施形態と同じである。しかし、図５に示す第３実施形態に比べて、図７に示す第４実施形態では、すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子は、すべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）を介して、それぞれ第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子は接地されている。

図８は、Ｎ＝１の場合の図７のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図８に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチ、各発光ユニット１３におけるリレー及びアイソレータの数は、いずれも１であり、駆動スイッチの数は２である。リレーＲＹ１の切替スイッチ１５５の両端は、それぞれ第１電源端子ＶＣＣ１及びアイソレータＯＣ１の送信機１５６に電気的に接続される。アイソレータＯＣ１の受信機１５７の両端は、それぞれ第２電源端子ＶＣＣ２及び内部制御器１５３に電気的に接続される。内部制御器１５３は、駆動スイッチＱ１及びＱ２に接続される。ＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第１端子は、駆動スイッチＱ１及びＱ２を介して、それぞれ第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、ＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第２端子はすべて接地されている。

本考案の第５実施形態では、図９に示すように、電源回路１４はさらに、第１電源端子ＶＣＣ１及び第２電源端子ＶＣＣ２を含み、第１電源端子ＶＣＣ１及び第２電源端子ＶＣＣ２は、それぞれ第１電圧及び第２電圧を提供するために使用される。切替回路１５は、内部制御回路１５８及び（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１、Ｑ２、...、Ｑ（Ｎ＋１）を含む。内部制御回路１５８は、すべてのＮ個の制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮ、第３相端子Ｌ３及びすべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）に電気的に接続される。すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子は、第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子は、それぞれすべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）に電気的に接続される。

すべての制御スイッチＳＷ１～ＳＷＮがオフになると、内部制御回路１５８は、１番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ１がオンになるように、１番目の駆動スイッチＱ１をオンに制御する。ｎ番目の制御スイッチＳＷｎがオンになると、第１相端子Ｌ１及び第３相端子Ｌ３によって提供される交流電流は、内部制御回路１５８に入力され、内部制御回路１５８は、（ｎ＋１）番目のＬＥＤ素子ＬＥＤ（ｎ＋１）がオンになるように、（ｎ＋１）番目の駆動スイッチＱ（ｎ＋１）をオンに制御する。

図１０は、Ｎ＝１の場合の図９のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図１０に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチの数は１であり、各発光ユニット１３における駆動スイッチの数は２である。内部制御回路１５８は、制御スイッチＳＷ１、第３相端子Ｌ３及び２つの駆動スイッチＱ１及びＱ２に電気的に接続される。２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第１端子は、いずれも第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第２端子は、それぞれ２つの駆動スイッチＱ１及びＱ２に電気的に接続される。

本考案の第６実施形態では、図１１に示すように、図９に示す第５実施形態と類似の構造及び機能を有する要素には同一符号を付し、ＬＥＤ素子の制御方式は図９に示す第５実施形態と同じである。しかし、図９に示す第５実施形態に比べて、図１１に示す第６実施形態では、すべての（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第１端子は、すべての（Ｎ＋１）個の駆動スイッチＱ１～Ｑ（Ｎ＋１）を介して、それぞれ第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子ＬＥＤ１～ＬＥＤ（Ｎ＋１）の第２端子はすべて接地されている。

図１２は、Ｎ＝１の場合の図１１のＬＥＤ切替システムの回路構造を示す概略図である。図１０に示すように、Ｎ＝１の場合、制御スイッチの数は１であり、各発光ユニット１３における駆動スイッチの数は２である。内部制御回路１５８は、制御スイッチＳＷ１、第３相端子Ｌ３及び２つの駆動スイッチＱ１及びＱ２に電気的に接続される。２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第１端子は、駆動スイッチＱ１及びＱ２を介して、それぞれ第１直流端子ＤＣ＋に電気的に接続され、２つのＬＥＤ素子ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の第２端子はすべて接地されている。

図５～１２に示す実施形態では、駆動スイッチは、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ、ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であってもよいが、これに限定されない。

実際の応用では、必要に応じて適切な切替回路の実施形態を選択することができる。例えば、キロワット以上の超高出力ＬＥＤランプに適用する場合、第１または第２実施形態における切替回路を採用すると、高耐圧のリレーを選択する必要があり、大幅なコストアップにつながるため、この場合では、第３～第６実施形態における切替回路を採用することが好ましい。

なお、図９～１２に示す実施形態における内部制御回路１５８は、さまざまな可能な実施形態を含み、以下、図１０における内部制御回路１５８を例として説明し、図面を簡略化するために、内部制御回路１５８及び駆動スイッチＱ１及びＱ２のみを図示する。

図１３Ａに示すように、いくつかの実施形態では、内部制御回路１５８は、リレーＲＹ１、アイソレータＯＣ１及び内部制御器１５３を含む。リレーＲＹ１は、コイル１５４及び切替スイッチ１５５を含み、コイル１５４の両端１５４ａ及び１５４ｂは、それぞれ制御スイッチＳＷ１及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続され、切替スイッチ１５５の両端は、それぞれ第１電源端子ＶＣＣ１及びアイソレータＯＣ１の送信機１５６に電気的に接続される。切替スイッチ１５５は、コイル１５４の通電時にオンになり、コイル１５４の非通電時にオフになる。アイソレータＯＣ１の受信機１５７の両端は、それぞれ第２電源端子ＶＣＣ２及び内部制御器１５３に電気的に接続され、切替スイッチ１５５のオンにより、受信機１５７に対応する送信機１５６が第１電圧を受信すると、受信機１５７は第２電圧を内部制御器１５３に送信する。内部制御器１５３は、駆動スイッチＱ１及びＱ２に電気的に接続され、駆動スイッチＱ１及びＱ２のスイッチング状態を制御するために使用される。

図１３Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、図１３ＡにおけるリレーＲＹ１をドライバ１５９に置き換えることができる。ドライバ１５９の両端１５９ａ及び１５９ｂは、それぞれ制御スイッチＳＷ１及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続され、ドライバ１５９は、第１電源端子ＶＣＣ１及びアイソレータＯＣ１の送信機１５６にも電気的に接続される。ドライバ１５９は、アイソレータＯＣ１を制御するように構成されている。

図１３Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、内部制御回路１５８は、リレーＲＹ１及び内部制御器１５３を含む。リレーＲＹ１は、コイル１５４及び切替スイッチ１５５を含み、コイル１５４の両端１５４ａ及び１５４ｂは、それぞれ制御スイッチＳＷ１及び第３相端子Ｌ３に電気的に接続され、切替スイッチ１５５の一端は、第２電源端子ＶＣＣ２及び内部制御器１５３の一端に電気的に接続され、切替スイッチ１５５の他端は、内部制御器１５３の他端に電気的に接続される。切替スイッチ１５５は、コイル１５４の通電時にオンになり、コイル１５４の非通電時にオフになる。内部制御器１５３は、駆動スイッチＱ１及びＱ２にも電気的に接続され、駆動スイッチＱ１及びＱ２のスイッチング状態を制御するために使用される。

図１３Ｄに示すように、いくつかの実施形態では、内部制御回路１５８は、内部制御器１５３を含む。内部制御器１５３の第１端子１５３ａ、第２端子１５３ｂ、第３端１５３ｃ及び第４端子１５３ｄは、それぞれ制御スイッチＳＷ１、第３相端子Ｌ３、駆動スイッチＱ１及び駆動スイッチＱ２に電気的に接続され、内部制御器１５３の第５端子１５３ｅは接地されている。内部制御器１５３は、駆動スイッチＱ１及びＱ２のスイッチング状態を制御するように構成されている。

図１３Ａ～１３Ｄに例示した図１０の内部制御回路１５８の様々な可能な実施形態は、図９、１１及び１２における内部制御回路１５８にも適用可能であることが理解され得る。制御スイッチの数がＮの場合は、駆動スイッチ及びＬＥＤ素子の数はＮ＋１であり、図１３Ａに示す実施形態が採用されると、リレー及びアイソレータの数はＮ、内部制御器の数は１である。図１３Ｂに示す実施形態が採用されると、ドライバ及びアイソレータの数はＮ、内部制御器の数は１である。図１３Ｃに示す実施形態が採用されると、リレーの数はＮ、内部制御器の数は１である。図１３Ｄに示す実施形態が採用されると、内部制御器の数は１である。

上記のように、本考案は、少数のスイッチで複数のＬＥＤ素子の切替、導通を実現し、配線がより簡単で、制御しやすく、かつスイッチが信号の駆動のみに使用され、定格電流仕様の小さなスイッチを選択することができ、占有スペースが小さく、コストも低いＬＥＤ切替システムを提供する。なお、実際の需要に応じて適切な切替回路の実施形態を採用することで、ＬＥＤ切替システムの適用性を向上させることができる。

上記は、本考案を説明するための好ましい実施形態にすぎず、本考案は、上記実施形態に限定されず、本考案の範囲は、添付の実用新案登録請求の範囲によって決定されることに留意されたい。さらに、本考案は、当業者なら様々な修正を加えることができるが、実用新案登録請求の範囲によって定義される保護範囲から逸脱することはない。

１：ＬＥＤ切替システム
２：三相給電装置
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：相端子
１１：制御ユニット
１２：発光モジュール
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷＮ：制御スイッチ
１３：発光ユニット
１４：電源回路
ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ（Ｎ＋１）：ＬＥＤ素子
１５：切替回路
ＡＣ１、ＡＣ２：交流端子
ＤＣ＋：第１直流端子
ＤＣ－：第２直流端子
ＲＹ１、ＲＹ２、ＲＹＮ：リレー
１５１：コイル
１５２：切替スイッチ
Ｐ１：第１接点
Ｐ２：第２接点
Ｐ３：第３接点
ＶＣＣ１：第１電源端子
ＶＣＣ２：第２電源端子
ＯＣ１、ＯＣ２、ＯＣＮ：アイソレータ
１５３：内部制御器
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ（Ｎ＋１）：駆動スイッチ
１５４：コイル
１５５：切替スイッチ
１５６：送信機
１５７：受信機
１５８：内部制御回路
１５９：ドライバ

Claims (10)

1. ３つの相電圧を提供する第１相端子、第２相端子、及び第３相端子を含む三相給電装置に電気的に接続されるＬＥＤ切替システムであって、
   前記三相給電装置の前記第１相端子に電気的に接続され、正の整数であるＮ個の制御スイッチを含む制御ユニットと、
   発光ユニットを含む発光モジュールと、
   を備え、
   前記発光ユニットは、電源回路、（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子、及び切替回路を含み、
   前記電源回路は、前記三相給電装置の３つの前記相端子のいずれか２つにも受信するために接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子に電圧を提供し、
   前記切替回路は、前記三相給電装置の前記第２相端子または第３相端子に電気的に接続され、かつ前記制御ユニットに電気的に接続され、前記Ｎ個の制御スイッチの切り替えに応じて、前記制御スイッチに対応する前記ＬＥＤ素子をオンにする
   ことを特徴とする、ＬＥＤ切替システム。
2. 前記電源回路は、前記三相給電装置の任意の２つの前記相端子に電気的に接続された２つの交流端子と、電圧を提供するための第１直流端子と、接地されている第２直流端子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ切替システム。
3. 前記切替回路が、それぞれ前記Ｎ個の制御スイッチに電気的に接続されたＮ個のリレーを含み、各前記リレーが、コイルと切替スイッチとを含み、前記コイルの両端が、それぞれ前記リレーに対応する前記制御スイッチ及び前記第２または第３相端子に電気的に接続され、前記切替スイッチが第１接点、第２接点、及び第３接点を含み、前記第３接点が、前記コイルの通電及び非通電時に、それぞれ前記第２接点及び前記第１接点に電気的に接続され、
   前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第１端子がすべて前記第１直流端子に電気的に接続され、１番目の前記ＬＥＤ素子の第２端子が、１番目の前記リレーの前記第１接点に電気的に接続され、２番目から（Ｎ＋１）番目の前記ＬＥＤ素子の第２端子が、それぞれ１番目からＮ番目の前記リレーの前記第２接点に電気的に接続され、２番目からＮ番目の前記リレーの前記第１接点が、それぞれ１番目から（Ｎ－１）番目の前記リレーの前記第３接点に電気的に接続され、Ｎ番目の前記リレーの前記第３接点が接地されていることを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ切替システム。
4. 前記切替回路が、それぞれ前記Ｎ個の制御スイッチに電気的に接続されたＮ個のリレーを含み、各前記リレーが、コイルと切替スイッチとを含み、前記コイルの両端が、それぞれ前記リレーに対応する前記制御スイッチ及び前記第２または第３相端子に電気的に接続され、前記切替スイッチが第１接点、第２接点、及び第３接点を含み、前記第３接点が、前記コイルの通電及び非通電時に、それぞれ前記第２接点及び前記第１接点に電気的に接続され、
   １番目の前記リレーの前記第３接点が前記第１直流端子に電気的に接続され、２番目からＮ番目の前記リレーの前記第３接点が、それぞれ１番目から（Ｎ－１）番目の前記リレーの前記第１接点に電気的に接続され、Ｎ番目の前記リレーの前記第１接点が、前記１番目のＬＥＤ素子の第１端子に電気的に接続され、２番目から（Ｎ＋１）番目の前記ＬＥＤ素子の第１端子が、それぞれ１番目からＮ番目の前記リレーの前記第２接点に電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第２端子がすべて接地されていることを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ切替システム。
5. 前記電源回路が、第１電圧及び第２電圧をそれぞれ提供するための第１電源端子及び第２電源端子をさらに含み、
   前記切替回路が、内部制御回路及び（Ｎ＋１）個の駆動スイッチを含み、前記内部制御回路が、前記Ｎ個の制御スイッチ、前記第２または第３相端子、及び前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第１端子がすべて前記第１直流端子に電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第２端子が、それぞれ前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、
   前記Ｎ個の制御スイッチがすべてオフになると、前記内部制御回路は、１番目の前記ＬＥＤ素子がオンになるように、１番目の前記駆動スイッチをオンに制御し、
   Ｎ以下の正の整数であるｎ番目の前記制御スイッチがオンになると、前記内部制御回路は、（ｎ＋１）番目の前記ＬＥＤ素子がオンになるように、（ｎ＋１）番目の前記駆動スイッチをオンに制御することを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ切替システム。
6. 前記電源回路が、第１電圧及び第２電圧をそれぞれ提供するための第１電源端子及び第２電源端子をさらに含み、
   前記切替回路が、内部制御回路及び（Ｎ＋１）個の駆動スイッチを含み、前記内部制御回路が、前記Ｎ個の制御スイッチ、前記第２または第３相端子、及び前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第１端子が、それぞれ前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチを介して前記第１直流端子に電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個のＬＥＤ素子の第２端子がすべて接地されており、
   前記Ｎ個の制御スイッチがすべてオフになると、前記内部制御回路は、１番目の前記ＬＥＤ素子がオンになるように、１番目の前記駆動スイッチをオンに制御し、
   Ｎ以下の正の整数であるｎ番目の前記制御スイッチがオンになると、前記内部制御回路は、（ｎ＋１）番目の前記ＬＥＤ素子がオンになるように、（ｎ＋１）番目の前記駆動スイッチをオンに制御することを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ切替システム。
7. 前記内部制御回路が、Ｎ個のリレー、Ｎ個のアイソレータ、及び１つの内部制御器を含み、
   前記Ｎ個のリレーが、それぞれ前記Ｎ個の制御スイッチに電気的に接続され、前記Ｎ個のアイソレータが、それぞれ前記Ｎ個のリレーに電気的に接続され、
   各前記リレーが、コイルと切替スイッチとを含み、前記コイルの両端が、それぞれ前記リレーに対応する前記制御スイッチ及び前記第２または第３相端子に電気的に接続され、前記切替スイッチの両端が、それぞれ前記第１電源端子及び対応する前記アイソレータの送信機に電気的に接続され、前記切替スイッチが、前記コイルの通電時にオンになり、かつ前記コイルの非通電時にオフになり、
   各前記アイソレータの受信機の両端が、それぞれ前記第２電源端子及び前記内部制御器に電気的に接続され、前記内部制御器が、前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、かつ前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチのスイッチング状態を制御するために使用されることを特徴とする、請求項５または６に記載のＬＥＤ切替システム。
8. 前記内部制御回路が、Ｎ個のドライバ、Ｎ個のアイソレータ及び１つの内部制御器を含み、
   各前記ドライバが、それぞれ前記第２または第３相端子及び対応する前記制御スイッチに電気的に接続され、前記Ｎ個のアイソレータが、それぞれ前記Ｎ個のドライバに電気的に接続され、
   各前記ドライバが、前記第１電源端子及び対応する前記アイソレータの送信機にも電気的に接続され、各前記アイソレータの受信機の両端が、それぞれ前記第２電源端子及び前記内部制御器に電気的に接続され、前記内部制御器が、前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、かつ前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチのスイッチング状態を制御するために使用されることを特徴とする、請求項５または６に記載のＬＥＤ切替システム。
9. 前記内部制御回路が、Ｎ個のリレー及び１つの内部制御器を含み、前記Ｎ個のリレーが、それぞれ前記Ｎ個の制御スイッチに電気的に接続され、
   各前記リレーが、コイルと切替スイッチとを含み、前記コイルの両端が、それぞれ前記リレーに対応する前記制御スイッチ及び前記第２または第３相端子に電気的に接続され、前記切替スイッチの一端が、前記第２電源端子及び前記内部制御器の一端に電気的に接続され、前記切替スイッチの他端が、前記内部制御器の他端に電気的に接続され、前記切替スイッチが、前記コイルの通電時にオンになり、かつ前記コイルの非通電時にオフになり、
   前記内部制御器が、前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、かつ前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチのスイッチング状態を制御するために使用されることを特徴とする、請求項５または６に記載のＬＥＤ切替システム。
10. 前記内部制御回路が内部制御器を含み、前記内部制御器が、前記Ｎ個の制御スイッチ、前記第２または第３相端子、及び前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチに電気的に接続され、前記（Ｎ＋１）個の駆動スイッチのスイッチング状態を制御することを特徴とする、請求項５または６に記載のＬＥＤ切替システム。

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