JP6002717B2 - LED lamp - Google Patents
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Description
本発明は、LEDランプに関し、例えば、既存の蛍光灯照明装置に取り付け可能なLEDランプに関するものである。 The present invention relates to an LED lamp, for example, an LED lamp that can be attached to an existing fluorescent lamp illumination device.
近年、電力消費量の削減と電球の長寿命化を図るものとして、LED(Light Emitting Diode)ランプが提案され、徐々に普及してきている。その一方において、一般家庭では、既存の蛍光灯照明装置(器具)がまだ使われており、LEDランプを用いたLED照明装置に置き換わるには相当な期間が必要であると言われている。そのため、既存の蛍光灯照明装置の蛍光ランプの代りにLEDランプを装着して使えるようにすることが考えられている。この場合、蛍光灯照明装置の安定器を取り外し、LEDドライバを接続し、その後にLEDランプを配線する。そして、LEDドライバに交流電流を供給し、交流を直流に変換する。この直流電流がLEDランプに供給され、LEDランプが動作するようにしている。 In recent years, LED (Light Emitting Diode) lamps have been proposed and gradually spread as a means for reducing power consumption and extending the life of light bulbs. On the other hand, existing fluorescent lamp illumination devices (instruments) are still used in general households, and it is said that a considerable period is required to replace the LED illumination devices using LED lamps. Therefore, it is considered to use an LED lamp instead of the fluorescent lamp of the existing fluorescent lamp illumination device. In this case, the ballast of the fluorescent lamp illumination device is removed, the LED driver is connected, and then the LED lamp is wired. Then, an alternating current is supplied to the LED driver, and the alternating current is converted into a direct current. This direct current is supplied to the LED lamp so that the LED lamp operates.
しかし、蛍光灯照明装置の安定器を取り外すには業者による工事が必要となり、一家庭において、全ての蛍光灯照明装置でLEDランプを動作させようとすると工事費がかなり高額となってしまう。 However, removing the ballast of the fluorescent lamp illumination device requires a construction work by a contractor. If an attempt is made to operate the LED lamps in all the fluorescent lamp illumination devices in one household, the construction cost becomes considerably high.
このため、このような安定器取り外しのための工事をしなくてもLEDランプが既存の蛍光灯照明装置で動作可能にすることが望まれている。例えば、特許文献1には、安定器の交流出力を直流に変換することなく、蛍光灯照明装置にLEDランプを接続可能にすることが開示されている。
For this reason, it is desired that the LED lamp can be operated with the existing fluorescent lamp illumination device without performing the work for removing the ballast. For example,
しかしながら、特許文献1では、蛍光灯照明装置に設けられた共振用コンデンサに通電させているため、蛍光灯を動作させるための初動電圧が発生してしまう危険性がある。この初動電圧はLEDランプの動作電圧よりもかなり高電圧であるため、LED電源が故障する原因となる可能性が高い。高電圧に耐えられるLED電源を用いれば故障の可能性を低減することはできるが、LEDランプそのものの価格を高くする要因となってしまう。
However, in
従って、LEDランプを既存の蛍光灯照明装置に装着しても、上記初動電圧を発生させずにLEDランプを動作可能とすることが望ましい。 Therefore, it is desirable that the LED lamp can be operated without generating the initial voltage even when the LED lamp is mounted on an existing fluorescent lamp illumination device.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、既存の蛍光灯照明装置に装着しても安全、かつ安定的に動作するLEDランプを提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides an LED lamp that operates safely and stably even when attached to an existing fluorescent lamp illumination device.
上記課題を解決するために、本発明は、蛍光灯照明器具に取り付け可能なLEDランプを提供する。当該LEDランプは、蛍光灯照明器具からの交流入力を直流に変換して出力するLED電源回路と、少なくとも1つのLED素子を有し、LED電源回路から供給される直流入力により前記LED素子を点灯させるLEDモジュールと、を有している。また、LED電源回路は、一般的なLED電源回路に加えて、インピーダンスを与える擬似ヒータ回路を有している。この擬似ヒータ回路は、蛍光灯照明器具(インバータ)に含まれる共振用コンデンサであって、初動電圧を発生させるための共振用コンデンサを機能させずに、交流入力をAC/DC変換回路に供給すると共に、当該交流入力を蛍光灯照明器具(インバータ)に帰還させる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an LED lamp that can be attached to a fluorescent lamp luminaire. The LED lamp has an LED power supply circuit that converts an alternating current input from a fluorescent lamp lighting device into a direct current and outputs the direct current, and at least one LED element. And an LED module. Further, the LED power supply circuit has a pseudo heater circuit for providing impedance in addition to a general LED power supply circuit. This pseudo heater circuit is a resonance capacitor included in a fluorescent lamp lighting apparatus (inverter), and supplies an AC input to the AC / DC conversion circuit without functioning the resonance capacitor for generating the initial voltage. At the same time, the AC input is fed back to the fluorescent lamp lighting device (inverter).
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。 Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. The aspects of the present invention can be achieved and realized by elements and combinations of various elements and the following detailed description and appended claims.
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。 It should be understood that the description herein is merely exemplary and is not intended to limit the scope of the claims or the application of the invention in any way.
本発明のLEDランプによれば、初動電圧の発生を抑制することができるので、既存の蛍光灯照明装置に装着しても安全、かつ安定的に動作するLEDランプを提供することが可能となる。 According to the LED lamp of the present invention, since the generation of the initial voltage can be suppressed, it is possible to provide an LED lamp that operates safely and stably even when mounted on an existing fluorescent lamp illumination device. .
本発明は、例えば、既存の蛍光灯照明装置に、蛍光灯ランプの代りにLEDランプを装着した場合であっても共振用コンデンサを機能させないことにより高圧の初動電圧の発生を抑制し、LEDランプに直流電流を供給し、安定的、かつ安全にLEDランプを動作させるための技術に関するものである。 The present invention, for example, suppresses generation of a high-voltage initial voltage by not causing a resonance capacitor to function even when an LED lamp is attached to an existing fluorescent lamp illumination device instead of a fluorescent lamp, The present invention relates to a technique for supplying a direct current to the LED lamp and operating the LED lamp stably and safely.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, functionally identical elements may be denoted by the same numbers. The attached drawings show specific embodiments and implementation examples based on the principle of the present invention, but these are for understanding the present invention and are not intended to limit the present invention. Not used.
本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。 This embodiment has been described in sufficient detail for those skilled in the art to practice the present invention, but other implementations and configurations are possible without departing from the scope and spirit of the technical idea of the present invention. It is necessary to understand that the configuration and structure can be changed and various elements can be replaced. Therefore, the following description should not be interpreted as being limited to this.
<LEDランプの基本的構成>
図1は、本発明の実施形態によるLEDランプの構成を示すブロック図である。LEDランプ100は、LED電源回路101と、LEDモジュール102と、を有している。
<Basic configuration of LED lamp>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an LED lamp according to an embodiment of the present invention. The
LED電源回路101は、擬似ヒータ回路1011と、整流回路1012と、平滑回路1013と、コントロール回路1014と、ゲート回路1015と、を含んでいる。電源回路101において、擬似ヒータ回路1011以外の回路は、従来のLEDランプに含まれる一般的なLED電源回路と同じ構成である。
The LED
擬似ヒータ回路1011は、蛍光灯照明装置に含まれるインバータ201から、交流入力(交流電圧・電流)を受け取り、交流出力を整流回路1012に提供すると共に、インバータ201に交流出力を返還する。この交流出力の返還により、インバータ201は、蛍光管に相当するものが接続されていると認識し、交流出力を供給し続けることになる。一般の蛍光管をインバータ201に接続する場合、インバータ201側の共振用コンデンサ(図示せず)に交流電流が流入して初動電圧が発生するため、以後安定的に蛍光管に電流が供給される。しかし、上述したように、この初動電圧は高い電圧となるため、LED電源回路にとって好ましくない。高圧の初動電圧は蛍光管を点灯させるには必要な電圧であるが、LEDランプを点灯させるには高圧の初動電圧は必要ではなく、単に給電されていれば良い。そこで、インバータ201側の共振用コンデンサを機能させないようにして初動電圧の発生を抑制する必要がある。この初動電圧の発生を抑制する機能を有するのが擬似ヒータ回路1011である、擬似ヒータ回路1011は、インバータ201に擬似インピーダンスを与えることにより、初動電圧を発生させずに繰り返しの給電を実現するものである。なお、ここではインバータ201から交流入力が供給される形態について説明しているが、グローやラピッドを用いても良い。グローやラピッドを用いる場合、初動電圧はインバータを用いる場合よりも小さいため、インバータに対応できていれば、グローやラピッドを用いる場合にも安全・安定的にLEDランプ100に給電することは可能である。
The simulated
整流回路1012は、擬似ヒータ回路1011を介して供給され続ける交流電圧・電流を直流電圧・電流に変換する。LEDランプは直流によって動作するからである。
The
平滑回路1013は、整流回路1012から供給される直流電圧・電流に含まれる高周波ノイズや放射ノイズを除去する。なお、この平滑回路1013は必須の構成ではない。
The
コントロール回路1014は、ゲート回路1015に入力されるゲート電圧を制御する。
ゲート回路1015は、少なくとも1つのLEDチップを搭載するLEDモジュールに電圧・電流(直流)を供給する。
The
The
<LED電源回路の具体的構成>
図2は、LED電源回路101の具体的回路構成を示す図である。図2の回路において、点線で囲まれる回路部には図1の各ブロックに相当する参照番号が付与されている。つまり、図2は、図1の各ブロックの詳細構成を示す図であるとも言える。
<Specific configuration of LED power supply circuit>
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the LED
擬似ヒータ回路1011は、4つのインバータ201との接続端子を有し、2つはインバータ201からの入力、別の2つはインバータ201への帰還出力となっている。擬似ヒータ回路1011は、例えば、抵抗のみで構成される。ここで、例えば、端子3と端子2がインバータ201からの交流入力であるとすると、端子1及び4がインバータ201への帰還出力となる。この場合、抵抗RH1は、蛍光管の中のコイルに代わる役割を有していることになる。このような擬似ヒータ回路1011によってR回路、或いはCR回路(Cは共振用コンデンサではない)をインバータ201に接続することにより、インバータ201側の共振用コンデンサを機能させずに、即ち、初動電圧を発生させずに、LEDランプ100の整流回路1012以降の回路に継続的に給電することができるようになる。なお、図2において、擬似ヒータ回路には4つの入出力端子1乃至4のうち、例えば、端子1及び3のどちらかが交流入力端子として用いられ(交流入力端子として用いられていないどちらかの端子がインバータへの帰還出力端子となる)、端子2及び4のどちらかが交流入力端子として用いられる(交流入力端子として用いられていないどちらかの端子がインバータへの帰還出力端子となる)。また、4つの入出力端子の全てが使われなくても良い。交流入力とインバータへの帰還出力が1つずつでも問題ない。インバータは、接続されたLEDランプ100から何らかの帰還情報があると、LEDランプ100に対して繰り返し給電を行うように動作する。本実施形態による擬似ヒータ回路1011は、インバータ201の共振用コンデンサを機能させずに初動電圧の発生を抑制し、インバータ201からの交流入力を出力としてインバータ201に帰還させる。これにより、インバータ201に対して擬似的に蛍光管の存在(実際にはLEDランプが接続されている)を知らせることができ、インバータ201は交流電圧・電流を供給し続けることになる。
The
整流回路1012は、例えば、4つのダイオードによって構成され、交流を直流に変換して平滑回路1013に供給する。
平滑回路1013は、例えば、並列接続された3つのコンデンサによって構成される。平滑回路1013は、整流回路1012によって供給される直流出力に含まれる高周波ノイズや放射ノイズ等の各種ノイズを除去する機能を有している。
The
The
コントロール回路1014は、ゲート回路1015に含まれるNチャンネル型FETのゲート・ソース間に電圧を与えることによりドレイン電流を制御している。
The
ゲート回路1015は、LEDモジュール102にLED駆動用電流を供給する。具体的には、コントロール回路1014によって与えられるゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも小さい場合には、ドレイン電流は小さくなるため、FETはスイッチとしてOFF状態となる。一方、ゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも大きい場合には、ドレイン電流が大きくなるため、FETはスイッチとしてON状態となり、LEDモジュール102に対してLED駆動電流を供給することができる。LEDをどの程度の明るさにするかは、出力側の抵抗値(R12)をどの程度の値にするかによって決まるものである。
The
100・・・LEDランプ
101・・・LED電源回路
102・・・LEDモジュール
201・・・インバータ
1011・・・擬似ヒータ回路
1012・・・整流回路
1013・・・平滑回路
1014・・・コントロール回路
1015・・・ゲート回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記蛍光灯照明器具からの交流入力を直流に変換して出力するLED電源回路と、
少なくとも1つのLED素子を有し、前記LED電源回路から供給される直流入力により前記LED素子を点灯させるLEDモジュールと、を有し、
前記LED電源回路は、インピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、交流入力を直流に変換するAC/DC変換回路と、電源供給を制御するコントロール回路と、前記LEDモジュールに電源を供給するゲート回路と、を含み、
前記擬似ヒータ回路は、前記蛍光灯照明器具に含まれるコンデンサであって、初動電圧を発生させるための共振用コンデンサを機能させずに前記交流入力を出力として前記AC/DC変換回路に供給すると共に、前記交流入力を出力として前記蛍光灯照明器具に帰還させ、
前記擬似ヒータ回路は、前記蛍光灯照明器具の端子に合わせて4つの入出力端子を有し、当該4つの入出力端子のうち、2つは交流入力端子として用いられ、他の2つは前記蛍光灯照明器具に前記交流入力を帰還させるための出力端子として用いられることを特徴とするLEDランプ。 An LED lamp that can be attached to a fluorescent lighting device,
An LED power supply circuit that converts an alternating current input from the fluorescent lamp lighting device into a direct current,
An LED module having at least one LED element, and lighting the LED element by a DC input supplied from the LED power supply circuit;
The LED power circuit includes a pseudo heater circuit that provides impedance, an AC / DC conversion circuit that converts AC input into DC, a control circuit that controls power supply, and a gate circuit that supplies power to the LED module. Including
The pseudo heater circuit is a capacitor included in the fluorescent lamp lighting apparatus, and supplies the AC input as an output to the AC / DC conversion circuit without functioning a resonance capacitor for generating an initial voltage. , And return the AC input as an output to the fluorescent lamp luminaire ,
The pseudo-heater circuit has four input / output terminals in accordance with the terminals of the fluorescent lamp luminaire, two of the four input / output terminals are used as AC input terminals, and the other two are the LED lamp according to claim Rukoto used as an output terminal for feeding back the ac input to the fluorescent lighting fixture.
前記擬似ヒータ回路は、抵抗のみで構成されていることを特徴とするLEDランプ。 In claim 1,
2. The LED lamp according to claim 1, wherein the pseudo heater circuit is composed only of a resistor.
前記擬似ヒータ回路は、抵抗とコンデンサで構成されていることを特徴とするLEDランプ。 In claim 1,
2. The LED lamp according to claim 1, wherein the pseudo heater circuit is composed of a resistor and a capacitor.
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