JP5642423B2 - LED lighting device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、LEDを光源として例えばオフィスや工場、店舗、一般住宅の主照明に適用されるLED点灯装置および照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device and an illuminating device that are applied to main lighting of, for example, an office, a factory, a store, or a general house using LEDs as a light source.
近年、省電力および長寿命という観点からLED(発光ダイオード)が照明用の光源に適用され始めている。
LEDは直流電源により動作するため、商用交流電源によりLEDを動作させるのに、商用交流電源の電圧波形の半周期中において、所望の電圧以上の一部期間でのみ電力を取り込んで動作するようにしたLED点灯装置および照明装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、商用交流電源を整流器にて整流し、直列接続された複数のLEDに供給する点灯回路において、商用交流電源と整流器と間に蛍光灯安定器が接続されたLED点灯装置および照明装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
前述した特許文献2に記載されたLED点灯装置および照明装置は、電源が、LEDのVF(順電圧)の総和以上の電圧の場合に電流供給される。
In recent years, LEDs (light emitting diodes) have started to be applied to light sources for illumination from the viewpoint of power saving and long life.
Since the LED is operated by a DC power supply, in order to operate the LED by a commercial AC power supply, the power is taken in only during a partial period of a desired voltage or more during a half cycle of the voltage waveform of the commercial AC power supply. An LED lighting device and a lighting device have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
On the other hand, in a lighting circuit that rectifies commercial AC power with a rectifier and supplies it to a plurality of LEDs connected in series, an LED lighting device and a lighting device in which a fluorescent lamp stabilizer is connected between the commercial AC power source and the rectifier are known. (For example, refer to Patent Document 2).
The LED lighting device and the lighting device described in Patent Document 2 described above are supplied with a current when the power source has a voltage equal to or higher than the sum of the VFs (forward voltages) of the LEDs.
前述した特許文献1に記載されたLED点灯装置および照明装置および特許文献2に記載されたLED点灯装置および照明装置は、簡易な構成で交流電源に接続してLEDを点灯できる。
しかし、前述した特許文献1に記載されたLED点灯装置および照明装置および特許文献2に記載されたLED点灯装置および照明装置は、電源周期の一部の期間のみ、商用交流電源からLEDに電流が流れるために、商用交流電源から入力電流が流れない休止期間が長くなり、また入力電流波形もピーク値の高いものとなる。
従って、前述した特許文献1に記載されたLED点灯装置および照明装置および特許文献2に記載されたLED点灯装置および照明装置は、商用交流電源からの入力力率が低く、かつ、入力電流波形歪が非常に大きくなってしまう。
The LED lighting device and the lighting device described in
However, the LED lighting device and the lighting device described in
Therefore, the LED lighting device and lighting device described in
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で入力力率および入力電流波形歪を改善できるLED点灯装置および照明装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an LED lighting device and an illumination device that can improve an input power factor and an input current waveform distortion with a simple configuration.
本発明に係るLED点灯装置は、交流電源からの交流電圧が入力されると共に、コイルおよびコンデンサを備える共振回路を構成し、かつ前記交流電圧に重畳される高調波成分を減衰するフィルタ部と、前記フィルタ部の出力電圧を全波整流して脈流電圧を出力するAC−DC変換部と、前記AC−DC変換部から出力される前記脈流電圧を、常に所定電圧以上となるように部分的に平滑する、ダイオードとコンデンサで構成される部分平滑部と、を備え、前記部分平滑部による部分平滑によって得られた前記所定電圧以上の直流電圧でLEDを点灯させる。 The LED lighting device according to the present invention includes a filter unit that receives an AC voltage from an AC power supply, constitutes a resonance circuit including a coil and a capacitor, and attenuates a harmonic component superimposed on the AC voltage; An AC-DC converter that outputs a pulsating voltage by full-wave rectifying the output voltage of the filter unit, and a part that constantly increases the pulsating voltage output from the AC-DC converter to a predetermined voltage or higher. to be smooth, and a configured portion smoothing unit with a diode and a capacitor, Ru to light the LED at the predetermined voltage or more DC voltage obtained by partial smoothing by the partial smoothing unit.
本発明に係るLED点灯装置は、前記コイルとして、グロー式安定器を用いる。 LED lighting device according to the present invention, as the coil, Ru using glow ballast.
本発明に係るLED点灯装置は、前記コンデンサとして、前記グロー式安定器におけるグロースタータの雑音防止用コンデンサを用いる。 LED lighting device according to the present invention, as the condenser, Ru using the noise preventing capacitor of the glow starter in the glow ballast.
本発明に係る照明装置は、LED点灯装置を用いた。 The lighting device according to the present invention uses an LED lighting device.
本発明のLED点灯装置および照明装置によれば、簡易な構成で入力力率および入力電流波形歪を改善できるという効果を奏する。 According to the LED lighting device and the lighting device of the present invention, there is an effect that the input power factor and the input current waveform distortion can be improved with a simple configuration.
以下、本発明の複数の実施形態に係るLED点灯装置および照明装置について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態であるLED点灯装置11を適用した照明装置10は、LED点灯装置11と、LED光源12とを備えて、例えばオフィスの天井面に設置される。
LED点灯装置11は、ネットワーク回路13と、AC−DC変換回路14と、部分平滑回路(平滑部)15と、から構成されている。
ネットワーク回路13は、コイルL1であるインダクタンスLと、コンデンサC1であるキャパシタンスCとの直列回路である。ネットワーク回路13は、商用交流電源16に接続されている。
AC−DC変換回路14は、ダイオードD1、ダイオードD2、ダイオードD3、ダイオードD4からなるダイオードブリッジであり、ネットワーク回路13のコンデンサC1(キャパシタンスC)に並列に接続されている。
Hereinafter, LED lighting devices and lighting devices according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
The
The network circuit 13 is a series circuit of an inductance L that is a coil L1 and a capacitance C that is a capacitor C1. The network circuit 13 is connected to a commercial
The AC-DC conversion circuit 14 is a diode bridge including a diode D1, a diode D2, a diode D3, and a diode D4, and is connected in parallel to the capacitor C1 (capacitance C) of the network circuit 13.
部分平滑回路15は、受動素子である、コンデンサC2、コンデンサC3と、能動素子である、ダイオードD5、ダイオードD6、ダイオードD7とからなり、AC−DC変換回路14の後段に接続されている。部分平滑回路15は、LED1〜LEDnからなるLED光源12に接続されている。
ここで、部分平滑回路15は、ある程度の容量(F)のコンデンサのみで構成してもLED光源12に一定の直流電流を供給することはできるが、コンデンサC2、コンデンサC3、ダイオードD5、ダイオードD6、ダイオードD7で構成することにより、入力電流休止期間を短くすることによりピーク値を抑えることができるために、入力力率および入力電流波形歪を改善することができる。
The partial smoothing circuit 15 is composed of capacitors C2 and C3, which are passive elements, and diodes D5, D6, and D7, which are active elements, and is connected to the subsequent stage of the AC-DC conversion circuit 14. The partial smoothing circuit 15 is connected to an
Here, the partial smoothing circuit 15 can supply a constant direct current to the
LED点灯装置11は、ネットワーク回路13を通じて商用交流電源16がAC−DC変換回路14に与えられ、AC−DC変換回路14により商用交流電源16が全波整流された直流電源に変換される。そして、部分平滑回路15を通じて直流電流がLED光源12に与えられる。そのため、LED光源12は、常に一定以上の直流電圧が印加されることにより点灯する。
In the
図2に示すように、コイルL1(インダクタンスL)とコンデンサC1(キャパシタンスC)とで構成されているネットワーク回路13のインピーダンスZ(Ω)は、共振周波数(kHz)f0をピークとした周波数特性を有している。このため、この周波数特性により入力電流高周波成分が減衰される。例えば、この共振周波数を電波周波数の3倍付近となるようにコイルL1(インダクタンスL)およびコンデンサC1(キャパシタンスC)の定数を設定しておくことにより、入力電流波形歪の第3次高調波成分(例えば150Hzの成分)を中心に高調波成分が減衰され、それにより、入力力率および入力電流波形歪を改善できる。 As shown in FIG. 2, the impedance Z (Ω) of the network circuit 13 composed of the coil L1 (inductance L) and the capacitor C1 (capacitance C) has a frequency characteristic having a resonance frequency (kHz) f0 as a peak. Have. For this reason, the input current high-frequency component is attenuated by this frequency characteristic. For example, by setting the constants of the coil L1 (inductance L) and the capacitor C1 (capacitance C) so that the resonance frequency is about three times the radio frequency, the third harmonic component of the input current waveform distortion is set. Harmonic components are attenuated around (for example, 150 Hz component), thereby improving the input power factor and the input current waveform distortion.
従って、この第1実施形態のLED点灯装置11においては、商用交流電源16が入力されるコイルL1(インダクタンスL)とコンデンサC1(キャパシタンスC)の直列回路を備え、コンデンサC1(キャパシタンスC)と並列にダイオードブリッジからなるAC−DC変換回路14を有し、整流された直流電流を平滑する平滑部として、コンデンサC2、コンデンサC3と、ダイオードD5、ダイオードD6、ダイオードD7とから構成された部分平滑回路15を有し、平滑された直流電流でLED光源12を点灯する。
これにより、この第1実施形態のLED点灯装置11においては、簡易な構成で、人力力率および人力電流波形歪を改善できる。
Therefore, the
Thereby, in the
また、この第1実施形態の照明装置10においては、簡易な構成で、人力力率および人力電流波形歪を改善できる照明装置10を提供できる。
Moreover, in the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態の照明装置およびLED点灯装置について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第1実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
(Second Embodiment)
Next, the illuminating device and LED lighting device of 2nd Embodiment of this invention are demonstrated. In the following embodiments, components that are the same as those in the first embodiment described above or functionally similar components are simplified or omitted by giving the same reference numerals or equivalent symbols in the drawings. To do.
図3、図4に示すように、本発明の第2実施形態の照明装置30に適用されたLED点灯装置31は、ネットワーク回路13におけるインダクタンスLとしてグロー式安定器(銅鉄式安定器)32が適用された蛍光灯点灯装置33を備える。グロー式安定器32は商用交流電源16と蛍光灯LAとに接続されており、蛍光灯LAの二次側にグロースタータGが接続されている。
LED点灯装置31は、コンデンサC1(キャパシタンスC)に並列に、AC−DC変換回路14と部分平滑回路15とLED光源12とが接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
In the
図5に示すように、LED点灯装置31は、グロー式安定器32を適用しているために、グロー式安定器32を内蔵した蛍光灯照明器具34において蛍光灯35をLED光源12に変更する際に好適である。蛍光灯照明器具34は、器具本体36にグロー式安定器32が内蔵されており、グロー式安定器32に電気的に接続されたソケット37に蛍光灯35が装着されている。
LED点灯装置31は、蛍光灯照明器具34において、蛍光灯35をLED光源12に切換えた場合に、入力力率および人力電流波形歪を改善できる。
As shown in FIG. 5, since the
The
ここで、LED点灯装置31は、ネットワーク回路13の共振周波数f0を150Hz≦f0≦240Hzの範囲に設定することにより、電源周波数が60Hzの商用交流電源16に対しては、共振周波数f0が2.5倍以上でかつ4.0倍以下の範囲となる。一方、電源周波数が50Hzの商用交流電源に対しては、共振周波数f0が3.0倍以上でかつ4.8倍以下の範囲となる。そのため、どちらの電源周波数に対しても良好な入力電流波形を得ることができる。
Here, the
従って、この第2実施形態の照明装置30およびLED点灯装置31においては、インダクタンスLとしてグロー式安定器32を活用することにより、商用交流電源16にて動作させるLED点灯装置31において既設の蛍光灯照明器具34に取り付け可能としながら、簡易な構成で、入力力率および入力電流波形歪を改善できる。
Therefore, in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態の照明装置およびLED点灯装置について説明する。
図6に示すように、本発明の第2実施形態の照明装置40に適用されたLED点灯装置41は、ネットワーク回路13におけるインダクタンスLとしてグロー式安定器32が適用されているとともに、グロースタータGを装着するソケット部にキャパシタンスCとしての雑音防止用コンデンサC4が適用されている。
LED点灯装置41は、雑音防止用コンデンサC4(キャパシタンスC)に並列に、AC−DC変換回路14と部分平滑回路15とLED光源12とが接続されている。
(Third embodiment)
Next, the illuminating device and LED lighting device of 3rd Embodiment of this invention are demonstrated.
As shown in FIG. 6, the
In the
LED点灯装置41は、インダクタンスLとして既存のグロー式安定器32が適用されているとともに、グロースタータGの雑音防止用コンデンサC4をキャパシタンスCとして利用している。そのため、従来のグロー式安定器32を内蔵した蛍光灯点灯装置33を搭載した蛍光灯照明器具34において、蛍光灯35をLED光源12に切換えた場合に、入力力率および人力電流波形歪を改善できる。
The
従って、この第3実施形態の照明装置40およびLED点灯装置41においては、キャパシタンスCとして、グロースタータGの雑音防止用コンデンサC4を活用することにより、簡易な構成で既設の蛍光灯照明器具34に取り付け可能としながら、簡易な構成で、入力力率および入力電流波形歪を改善できる。
Therefore, in the
なお、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態で使用したLED光源、AC−DC変換回路等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。 Note that the LED light source, the AC-DC conversion circuit, and the like used in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
10、30、40 照明装置
11、31、41 LED点灯装置
12 LED光源(LED)
14 AC−DC変換回路(AC−DC変換部)
15 部分平滑回路(平滑部)
16 商用交流電源(交流電源)
C キャパシタンス
C2、C3 コンデンサ(受動素子)
D5、D6、D7 ダイオード(能動素子)
L インダクタンス
10, 30, 40
14 AC-DC converter (AC-DC converter)
15 Partial smoothing circuit (smoothing part)
16 Commercial AC power supply (AC power supply)
C Capacitance C2, C3 Capacitors (passive elements)
D5, D6, D7 Diode (active element)
L Inductance
Claims (4)
前記フィルタ部の出力電圧を全波整流して脈流電圧を出力するAC−DC変換部と、
前記AC−DC変換部から出力される前記脈流電圧を、常に所定電圧以上となるように部分的に平滑する、ダイオードとコンデンサで構成される部分平滑部と、を備え、
前記部分平滑部による部分平滑によって得られた前記所定電圧以上の直流電圧でLEDを点灯させるLED点灯装置。 A filter unit that receives an AC voltage from an AC power source, constitutes a resonance circuit including a coil and a capacitor, and attenuates a harmonic component superimposed on the AC voltage;
An AC-DC converter that outputs a pulsating voltage by full-wave rectifying the output voltage of the filter unit;
A partial smoothing unit composed of a diode and a capacitor, which partially smoothes the pulsating voltage output from the AC-DC conversion unit so as to be always equal to or higher than a predetermined voltage;
It said partial smoothing unit LED lighting device of the LED Ru is lit at the predetermined voltage or more DC voltage obtained by partial smoothing by.
前記コイルとして、グロー式安定器を用いるLED点灯装置。 The LED lighting device according to claim 1,
An LED lighting device using a glow ballast as the coil.
前記コンデンサとして、前記グロー式安定器におけるグロースタータの雑音防止用コンデンサを用いるLED点灯装置。 The LED lighting device according to claim 2,
An LED lighting device using a glow starter noise prevention capacitor in the glow ballast as the capacitor.
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