JP5373380B2

JP5373380B2 - 固体照明ランプ

Info

Publication number: JP5373380B2
Application number: JP2008321362A
Authority: JP
Inventors: 文章江; 弘光徐
Original assignee: 晶鼎能源科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: JP2009158488A; EP2076094A1; US7784965B2; CN101469850A; US20090161362A1

Description

本発明は、ランプに関するものであり、特に固体照明ランプに関するものである。

目下、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ，ＬＥＤ）は、低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、冷陰極蛍光ランプ（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ，ＣＣＦＬ）に代わる照明装置の発光素子として、交通信号灯、室内照明ランプなどに広く応用されている。

従来のＬＥＤランプは、導線によって直接に電源に接続されている。いろいろな気候状況に直面する街灯、広告看板ランプなどの室外ランプ及び浴室照明ランプなどの室内ランプは、皆水気などの環境要素に対して要求が厳しい。また損壊されたＬＥＤランプを修理する時、先ずランプと回路の電気接続を破壊しなければならないため、ランプを取り換える時、長い時間を必要とする。特に、プールの水底ランプを取り付けるか取り外す場合には、先ずプールの水を排出しなければならないなど、室外ランプを修理するコストは、ランプ自身の価値を超える。

本発明の目的は、前記課題を解決し、電気接続の制限を受けなく、便利に取り付けるか取り外すことができる固体照明ランプを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係る固体照明ランプは、少なくとも一つの固体発光素子と、電源に電気接続されるプライマリー・コイルと、前記プライマリー・コイルに電磁カップリングされるセカンダリー・コイルとを備え、前記少なくとも一つの固体発光素子は、前記セカンダリー・コイルの出力端に電気接続され、前記プライマリー・コイルと前記セカンダリー・コイルが電磁カップリングしてから変圧装置を形成して前記少なくとも一つの固体発光素子に電力を供給する。

前記目的を達成するため、本発明に係る固体照明ランプは、少なくとも一つの固体発光素子と、交流-直流変換回路及びコイルを備え、前記コイル、前記交流-直流変換回路及び前記固体発光素子が回路を形成し、前記コイルは、変化する磁界内で電磁誘導を生じることに用いられるため、前記回路に電流が流れ、前記固体発光素子に電力を供給する。

本発明の固体照明ランプは、コイルの間の電磁カップリングによって、固体発光素子に電力を供給し、電源と固体発光素子との間に電気接続がないため、ランプを速く取り付けるか取り外すことができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。

図１に示すように、本実施形態に係わる固体照明ランプは、固定部１０及び装置部２０を備える。

前記固定部１０は、電源Ｖに接続することに用いられ、スイッチング回路１２、発振回路（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ）１４及びプライマリー・コイル１６を備える。前記電源Ｖは、交流電源であって、１１０Ｖ又は２２０Ｖであることができるが、これに限定されるものではない。前記スイッチング回路１２は、前記電源Ｖに接続されており、前記スイッチング回路１２によって、固体照明ランプが前記電源Ｖに連通するかどうかを制御する。前記発振回路１４は、前記スイッチング回路１２と前記プライマリー・コイル１６との間に接続されており、前記電源Ｖが電源電圧の変動、回路パラメーターの変化、環境温度の変化などの影響を受け、出力する振幅が安定でないため、前記発振回路１４によって、前記プライマリー・コイル１６に供給する電源の振幅特性及び周波数特性を強化する。マクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）の電磁場理論によって、変化する電界が磁界を発生させ、前記プライマリー・コイル１６の中に安定な交流電流が流れる時、前記プライマリー・コイル１６に安定な交流磁界が生じる。

前記装置部２０は、固体発光素子２２、交流-直流変換回路２４及びセカンダリー・コイル２６を備える。本実施形態において、前記固体発光素子２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、これに限定されるものではない。前記ＬＥＤ２２の数量も本発明ランプの応用として変更することができる。複数のＬＥＤ２２によって異なるタイプのＬＥＤアレイを形成することができ、前記複数のＬＥＤ２２は、制御回路によっていろいろな煌き変化を実現することができる。前記セカンダリー・コイル２６は、前記プライマリー・コイル１６の外側に対応的に設置されており、前記プライマリー・コイル１６と電磁カップリングを形成する。ファラデーの電磁誘導の法則に従い、電磁誘導においては、一つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するため、前記プライマリー・コイル１６が交流電流の作用によって交流磁界を生じる時、前記セカンダリー・コイル２６、前記ＬＥＤ２２及び前記交流-直流変換回路２４から形成する回路の中の磁束は、前記プライマリー・コイル１６が発生させる磁界強度の変化に従って変化し、それにより起電力を生じ、前記セカンダリー・コイル２６に交流電流が発生する。前記プライマリー・コイル１６と前記セカンダリー・コイル２６が変圧器を形成し、電磁カップリング作用によって、前記セカンダリー・コイル２６内に交流電流を生じるため、前記セカンダリー・コイル２６内の交流電流と前記電源Ｖにより前記プライマリー・コイル１６内に発生した電流の周波数は同じとなる。前記交流-直流変換回路２４は、前記セカンダリー・コイル２６と前記ＬＥＤ２２との間に接続されており、前記セカンダリー・コイル２６が産生する交流電流を直流電流に変換して、前記ＬＥＤ２２を発光させることで照明を実現する。前記交流-直流変換回路２４のタイプも需要によって適当に選択することができ、前記セカンダリー・コイル２６の交流電流が直流電流に変換されるとともに、５Ｖ、１２Ｖなどのような特定の電圧値に調整されうる。勿論、電圧の調整は、変圧器によって完成することができる。二つのコイル１６、２６の巻数比率が二つのコイル１６、２６の電圧比率と同じであるため、二つのコイル１６、２６の巻数を調整することにより、前記セカンダリー・コイル２６に低交流電圧を形成してから、直流電流に変換して前記ＬＥＤ２２に入力する。

上述のように、本発明の固体照明ランプは、コイルの間の電磁カップリング作用によって変圧器を形成して、前記ＬＥＤ２２と前記電源Ｖが電気絶縁するため、非接触式電源として前記ＬＥＤ２２に電力を供給する。従来のランプのように導線接続を必要としないため、ランプを取り付けるか取り外す時、電気接続がもたらす不便を免れることができる。このような構造は、いろいろな場合に適用可能であり、図２は、前記固体照明ランプを広告看板に応用する情況を示す図であって、図３は、前記固体照明ランプをプールに応用して水底ランプとする情況を示す図である。

図２に示す光照明を有する広告看板１００において、ランプとして複数のＬＥＤ３２を採用し、前記ＬＥＤ３２は、導光板を透過してバックライトを形成することができ、従って前記広告看板１００が情報を表示する。外部電源Ｖは、６０Ｈｚ/１１０Ｖの交流電源を採用し、前記電源Ｖは、壁などのような固定物４００に設置することができる。プライマリー・コイル４６は、前記電源Ｖに接続されており、導通した時に交流磁界を生じる。本実施形態において、スイッチング回路１２と発振回路１４を省略するため、コストを減少させるとともに前記プライマリー・コイル４６に同様に電力を供給することができる。前記広告看板１００は、前記電源Ｖに近付くセカンダリー・コイル３６が前記プライマリー・コイル４６と電磁カップリングして変圧器を形成し、前記ＬＥＤ３２に電力を供給する。又、前記セカンダリー・コイル３６と前記プライマリー・コイル４６の結合係数を増加させるために、前記セカンダリー・コイル３６と前記プライマリー・コイル４６は、それぞれ鉄芯３８、４８に巻き付けられる。前記セカンダリー鉄芯３８と前記プライマリー鉄芯４８との間の隙間は、０．１〜０．３ｍｍ以下に制御する。前記セカンダリー・コイル３６と前記ＬＥＤ３２との間に交流-直流変換回路３４を設置して、前記セカンダリー・コイル３６に生じる交流電流を１２Ｖの直流電流に変換して前記ＬＥＤ３２に供給し、前記ＬＥＤ３２の光線は、導光板を透過して均一な分布を形成し、前記広告看板１００が情報を表示する。

図３に示すプールの水底ランプにおいて、ランプ部分は、ＬＥＤ５２を採用し、前記ＬＥＤ５２からの光線は、レンズ２００を通じて水に照射することができる。装置部８０は、防水設計を採用した殻体３００内に設置されており、前記殻体３００に電源導通設計がないため、水中に長時間放置してもショートが発生しない。固定部９０も防水設計を採用した殻体５００内に設置されており、地下に埋めて且つ前記装置部８０のセカンダリー・コイル５６と電磁カップリングを形成するプライマリー・コイル６６を備え、前記プライマリー・コイル６６は、６０Ｈｚ/１２０Ｖの交流電源Ｖに接続される。前記セカンダリー・コイル５６と前記プライマリー・コイル６６の結合係数を増加させるために、前記セカンダリー・コイル５６と前記プライマリー・コイル６６は、それぞれ鉄芯５８、６８に巻き付けられる。前記セカンダリー鉄芯５８と前記プライマリー鉄芯６８との間の隙間は、０．５ｍｍ以下に制御する。前記セカンダリー・コイル５６と前記プライマリー・コイル６６が電磁カップリングして変圧器を形成し、前記セカンダリー・コイル５６は、交流-直流変換回路５４に接続し、交流電源Ｖを１２Ｖ直流電流に変換して前記ＬＥＤ５２に供給し、前記ＬＥＤ５２からの光線は、レンズ２００を透過して水に向かって照射する。

以上本発明の固体照明ランプの二つの具体の実施例を説明したが、このようなランプは、電磁誘導によってランプの電源を形成するため、電源接続を達成するが電気接続がなく、放置又は機械結合だけでランプ及び電源を取り付けることができ、ランプを速く取り付けるか取り外すことができ、いろいろな場面に応用することができ、特に室外ランプや水底ランプとして使用することができる。

以上本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。

本発明の固体照明ランプの構造を示すブロック図である。本発明の固体照明ランプを広告看板に応用することを示す図である。本発明の固体照明ランプを水底ランプとすることを示す図である。

符号の説明

１０、９０固定部
１２スイッチング回路
１４発振回路
１６、４６、６６プライマリー・コイル
２０、８０装置部
２２、３２、５２ＬＥＤ
２４、３４、５４交流-直流変換回路
２６、３６、５６セカンダリー・コイル
３８、４８、５８、６８鉄芯
１００広告看板
２００レンズ
３００、５００殻体
４００固定物

Claims

少なくとも一つの固体発光素子を備える固体照明ランプであって、
交流電源に電気接続されるプライマリー・コイルと、
前記プライマリー・コイルに電磁カップリングされるセカンダリー・コイルと、
前記プライマリー・コイルと前記交流電源との間に接続された発振回路と、
を備え、
前記少なくとも一つの固体発光素子は、前記セカンダリー・コイルの出力端に電気接続され、前記プライマリー・コイルと前記セカンダリー・コイルが電磁カップリングしてから変圧装置を形成して前記少なくとも一つの固体発光素子に電力を供給し、
前記発振回路は、前記プライマリー・コイルに供給する前記交流電源の振幅特性及び周波数特性を強化することを特徴とする固体照明ランプ。
前記少なくとも一つの固体発光素子と前記セカンダリー・コイルとの間に交流-直流変換回路を接続して、前記セカンダリー・コイルに生じる交流電流を直流電流に変換して前記少なくとも一つの固体発光素子に供給することを特徴とする請求項１に記載の固体照明ランプ。
前記発振回路と前記交流電源との間にスイッチング回路を接続して、前記プライマリー・コイルが前記交流電源に連通するかどうかを制御することに用いられることを特徴とする請求項１に記載の固体照明ランプ。
前記プライマリー・コイルと前記セカンダリー・コイルは、別々の鉄芯に巻き付けられ、前記プライマリー・コイルの鉄芯と前記セカンダリー・コイルの鉄芯との間の距離は、０．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の固体照明ランプ。
前記プライマリー・コイルの鉄芯と前記セカンダリー・コイルの鉄芯との間の距離は、０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の固体照明ランプ。
二つの防水殻体を更に備え、前記プライマリー・コイルと前記セカンダリー・コイルは、別々にその中の一つの防水殻体内部に密封されることを特徴とする請求項１に記載の固体照明ランプ。
前記固体照明ランプは、水底ランプであって、前記セカンダリー・コイルを密封する防水殻体の水面に直面する片側にレンズを設置し、前記少なくとも一つの固体発光素子が水面に向かって、前記少なくとも一つの固体発光素子からの光線は、前記レンズを通じて水を照射することを特徴とする請求項６記載の固体照明ランプ。
前記固体発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の固体照明ランプ。