JP5801048B2 - Ledモジュール及びled電灯 - Google Patents
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Description
複数の発光ダイオードが電気的に直列に接続された直列LED回路と、
該直列LED回路がなす直列の電気経路のうち、一部の発光ダイオードを含む特定経路範囲に対して電気的に並列をなす保護回路と、
前記発光ダイオードが発生する熱が作用するように配設された感温部と、を備え、
前記保護回路は、前記感温部の感知温度が所定の閾値温度を超えたときに電気的な抵抗値が小さくなり、これにより電気的に並列する特定経路範囲に属する前記一部の発光ダイオードを減光あるいは消灯させ、
前記直列LED回路は、保護回路の閾値温度が異なる2つの特定経路範囲の組み合わせであって、閾値温度が低い一方の特定経路範囲が、閾値温度が高い他方の特定経路範囲の一部として包含される特定経路範囲の組み合わせを含んでいるLEDモジュールである(請求項1)。
また、本発明のLED電灯は、上記の本発明のLEDモジュールを備えたLED電灯である(請求項8)。
一方、前記直列LED回路に属する他の発光ダイオードは、前記保護回路が作動した場合であっても定電流制御により通常通り点灯する。それ故、前記LEDモジュールでは、過熱に応じて前記保護回路が作動した場合であっても全消灯することがなく、一定の照度を確保できる。
本発明におけるLED電灯としては、電球型、蛍光灯型の電灯など様々な態様がある。さらに、外部電源によって点灯される電灯であっても良いし、電源回路を内蔵した電灯であっても良い。
また、複数の直列LED回路が電気的に並列して配置されていると共に、該複数の直列LED回路の間には、それぞれの特定経路範囲の直列方向の端部同士を電気的に短絡し、異なる直列LED回路の間で特定経路範囲を電気的に並列させる電気的経路が設けられており、電気的な並列関係にある特定経路範囲に対して、前記保護回路が電気的に並列していることが好ましい(請求項2)。
また、前記保護回路は、前記感温部の感知温度が前記閾値温度を超えたときに電気的に短絡することが好ましい(請求項3)。
この場合には、前記一部の発光ダイオードが消灯して前記LEDモジュールの照度が一層、低下し、過熱を報知する効果が高められる。さらに、前記一部の発光ダイオードの発熱量をゼロに近づけることができるので、過熱を抑制する効果を高めることができる。
この場合には、前記LEDモジュールを採用したLED電灯の発光面に明るさのムラが生じることになる。人間の視覚特性を考慮した場合、時間的な明るさの変化よりも、2次元平面内の明るさの変化、すなわち明るさのムラの方が認識され易い。それ故、上記のような構成により前記保護回路の作動に応じて明るさのムラを生じさせれば、過熱が発生した旨の報知効果を高めることができる。
上記のごとく前記一部の発光ダイオードと前記他の発光ダイオードとの発光色を異ならせ、両者の発光色の混合により所望の発光色が得られるように構成する場合には、前記保護回路の作動に応じて前記一部の発光ダイオードが減光あるいは消灯したとき、前記LEDモジュールの発光色が変化するようになる。例えば、前記一部の発光ダイオードの発光色を青色等に設定する一方、前記LEDモジュール全体として白色に近い発光色が実現されるように設定しても良い。この場合であれば、前記一部の発光ダイオードの消灯あるいは減光に応じて、前記LEDモジュールの発光色が次第に赤みを帯びるようになる。なお、この場合、前記一部の発光ダイオードの配置エリアと、前記他の発光ダイオードの配置エリアと、を分けることなく、いわゆる市松模様のごとく互い違いに配置すれば、全ての発光ダイオードが点灯したときの色ムラを抑えることができる。
この場合には、前記感温部による感知温度の上昇に応じて、何れかの保護回路を段階的に作動させ、これにより、消灯あるいは減光する発光ダイオードの個数を段階的に増やしていくことができる。発熱量を抑制するために消灯等させる発光ダイオードの個数を出来るだけ少なくでき、前記LEDモジュールの照度を出来るだけ高く確保できるようになる。
この場合には、前記保護回路の作動に応じた発熱量の抑制効果が高くなる。例えば、前記保護回路の作動に応じて50%の発光ダイオードを消灯する場合であれば、前記LEDモジュールから発生する熱量をおよそ半分に低減できる。一方、前記保護回路が作動したときにも最低限の照度を確保するためには、前記一部の発光ダイオードの個数を80%以下程度に設定しておくことが良い。このように設定すれば、例えば、前記保護回路の作動に応じて前記一部の発光ダイオードを消灯したときにも、およそ20%程度の光量を確保してある程度の明るさを確保できるようになる。また、前記保護回路の作動に応じて消灯する発光ダイオードの個数を80%以下に設定しておけば、前記保護回路が作動した瞬間の定電流制御の遅れ等に起因して発生し得る過電流のピーク値を比較的容易に抑制できる。一方、消灯する発光ダイオードの個数が100%に近づくと、前記保護回路の作動時において前記直列LED回路の抵抗値の変動幅が大きくなり前記過電流のピーク値が過大となるおそれがある。前記保護回路の作動に応じて起こり得る発光ダイオードの破壊を未然に回避するためには、高精度な制御が可能な電源を採用して前記過電流のピーク値を抑制する必要があるが、一般的に、このような電源は高コストである。
(実施例1)
本例は、保護回路18を備えたLEDモジュール1及びLED電灯5に関する例である。この内容について、図1〜図3を参照して説明する。
本例のLED電灯5は、図1及び図2に示すごとく、有底カップ状の照明蓋56と、LEDモジュール1と、放熱フィン584を設けた放熱板58と、を組み合わせた電灯である。このLED電灯5は、外部の定電流電源100による定電流制御(本例では、0.5A)により駆動される。
一方、上記のようなLEDチップ13B、Cの消灯状態を設定したにも関わらず、さらに過熱が進行して温度が上がり続けた場合には、温度ヒューズ16の作用により通電が遮断されて全てのLEDチップ13A〜Cが消灯し、安全が確保される。
なお、図3に示すごとく、所定の温度以上のときにクローズ状態に切り換わるバイメタルスイッチ等の温度スイッチ187を利用した保護回路18を採用することも良い。
本例は、実施例1のLEDモジュールを基にして、動作温度の異なる保護回路を2系統設けた例である。この内容について、図4を用いて説明する。
本例のLEDモジュール1の3系統の直列LED回路10では、それぞれ、LEDチップ13Cを含む第1の特定経路範囲11Aに対して第1の保護回路18Aが並列し、LEDチップ13B及びCを含む第2の特定経路範囲11Bに対して第2の保護回路18Bが並列している。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1と同様である。
本例は、実施例2のLEDモジュールを基にして、保護回路の構成を変更した例である。この内容について、図5を用いて説明する。
本例のLEDモジュール1では、各直列LED回路10のLEDチップ13Cのみを含む第1の特定経路範囲11Aに対して第1の保護回路18Aが並列しており、LEDチップD13Bのみを含む第2の特定経路範囲11Bに対して第2の保護回路11Bが並列している。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例2と同様である。
Claims (8)
- 定電流制御により動作するLEDモジュールであって、
複数の発光ダイオードが電気的に直列に接続された直列LED回路と、
該直列LED回路がなす直列の電気経路のうち、一部の発光ダイオードを含む特定経路範囲に対して電気的に並列をなす保護回路と、
前記発光ダイオードが発生する熱が作用するように配設された感温部と、を備え、
前記保護回路は、前記感温部の感知温度が所定の閾値温度を超えたときに電気的な抵抗値が小さくなり、これにより電気的に並列する特定経路範囲に属する前記一部の発光ダイオードを減光あるいは消灯させ、
前記直列LED回路は、保護回路の閾値温度が異なる2つの特定経路範囲の組み合わせであって、閾値温度が低い一方の特定経路範囲が、閾値温度が高い他方の特定経路範囲の一部として包含される特定経路範囲の組み合わせを含んでいるLEDモジュール。 - 複数の直列LED回路が電気的に並列して配置されていると共に、該複数の直列LED回路の間には、それぞれの特定経路範囲の直列方向の端部同士を電気的に短絡し、異なる直列LED回路の間で特定経路範囲を電気的に並列させる電気的経路が設けられており、
電気的な並列関係にある特定経路範囲に対して、前記保護回路が電気的に並列している請求項1に記載のLEDモジュール。 - 前記保護回路は、前記感温部の感知温度が前記閾値温度を超えたときに電気的に短絡する請求項1又は2に記載のLEDモジュール。
- 前記一部の発光ダイオードの配置エリアと、前記直列LED回路に属する他の発光ダイオードの配置エリアと、が分かれている請求項1〜3の何れか1項に記載のLEDモジュール。
- 前記一部の発光ダイオードと、前記直列LED回路に属する他の発光ダイオードと、は発光色が異なっている請求項1〜3の何れか1項に記載のLEDモジュール。
- 前記保護回路としては、電気的に並列をなす前記特定経路範囲が異なる複数の保護回路があり、
前記保護回路毎に前記閾値温度が異なっている請求項1〜5の何れか1項に記載のLEDモジュール。 - 前記一部の発光ダイオードの個数は、前記直列LED回路に属する発光ダイオードの個数の50%以上である請求項1〜6の何れか1項に記載のLEDモジュール。
- 発光ダイオードを光源としたLED電灯であって、
請求項1〜7の何れか1項のLEDモジュールを備えたLED電灯。
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