JP6350821B2

JP6350821B2 - 発光モジュールおよび照明装置

Info

Publication number: JP6350821B2
Application number: JP2014213803A
Authority: JP
Inventors: 美昭原
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: JP2016081810A

Description

本発明の実施形態は、点灯装置により点灯される発光素子を端子間に有する発光モジュールおよびこれを備えた照明装置に関する。

従来、例えば異なる明るさの発光モジュールを選択的に接続可能な点灯装置がある。このような点灯装置は、所定の電流を供給することで、各発光モジュールを点灯させる。

このような点灯装置として、発光モジュールに短絡などの異常が生じた場合、発光モジュールに流れる電流値を低減することで発光モジュールなどを保護する保護回路を備えたものがある。しかしながら、点灯装置が出力電流を可変制御できない場合には、このような保護回路を適用できない。

また、発光モジュールが、この発光モジュールに適合しない点灯装置に対して接続されて定格電流を超える電流が流れたときにも、電流の流入を停止することが求められる。すなわち、過大な電流が流れたときに発光モジュールへの電流の流入を防止することが求められる。

特開２００６−１０８５１９号公報

本発明が解決しようとする課題は、過大な電流の入力を防止できる発光モジュールおよびこれを備えた照明装置を提供することである。

実施形態の発光モジュールは、対をなす端子と、発光素子と、電流検出部と、短絡回路とを有する。対をなす端子は、出力電流に基づき出力が短絡したと判断したときにこの出力電流を少なくとも低減させる短絡保護回路を備えた点灯装置の出力側に接続される。発光素子は、端子間に接続され、点灯装置により点灯される。電流検出部は、発光素子に流れる電流を検出する。短絡回路は、電流検出部により検出された電流が所定値を超えると導通するスイッチング素子を備える。また、この短絡回路は、スイッチング素子の導通時に短絡保護回路が端子間の短絡を判断する電流以上の出力電流を端子間に設定する抵抗を備える。

本発明によれば、電流検出部により発光素子に流れる電流が所定値を超えたことを検出すると、短絡回路のスイッチング素子が導通するとともに短絡保護回路が短絡を判断する電流以上の出力電流を抵抗により端子間に設定することで、点灯装置の短絡保護回路が出力電流を少なくとも低減するので、過大な電流の入力を防止することが期待できる。

第１の実施形態の発光モジュールを備えた照明装置を示す回路図である。第２の実施形態の発光モジュールを備えた照明装置を示す回路図である。

以下、第１の実施形態の構成を、図１を参照して説明する。

図１において、11は照明装置であり、この照明装置11は、点灯装置12と、この点灯装置12に接続されて点灯される発光モジュールであるＬＥＤモジュール13とを備えている。

点灯装置12は、外部電源(商用交流電源)ｅと接続され、例えばＬＥＤモジュール13に対して直流定電流を供給する他励形のインバータ回路などを備えた点灯装置である。この点灯装置12には、対をなす(一対の)出力端子15，15が設けられているとともに、これら出力端子15，15間が短絡したときに保護動作、すなわち点灯装置12からの出力電流を低減または停止する(出力電流を少なくとも低減する)短絡保護回路16が設けられている。

ＬＥＤモジュール13は、例えば直管形のモジュールなどであり、出力端子15，15に着脱可能に接続される対をなす端子21，21を備えるとともに、これら端子21，21間に、発光素子であるＬＥＤ22と電流検出部としての電流検出素子である検出抵抗R1との直列回路24と、短絡回路25とが並列に接続されている。

端子21，21は、一方が給電側、他方が接地側(非給電側)となっている。

ＬＥＤ22は、アノード側が給電側の端子21と接続され、カソード側が検出抵抗R1と接続されている。このＬＥＤ22は、単数でもよいし複数を直列に接続してもよい。

検出抵抗R1は、抵抗値が小さい抵抗であり、ＬＥＤ22に流れる電流、すなわち負荷電流に比例した電圧を生じさせることで、負荷電流を電圧として検出するようになっている。

また、短絡回路25は、例えば抵抗R2およびスイッチング素子Ｑとの直列回路を備えるとともに、スイッチング素子Ｑの制御端子であるゲート端子が、定電圧素子であるツェナダイオードZDを介して、直列回路24のＬＥＤ22と検出抵抗R1との接続点に接続されている。

抵抗R2は、短絡回路25に流れる電流の値を短絡保護回路16が短絡と判断する電流値以上に設定するとともにスイッチング素子Ｑを保護する限流抵抗である。

スイッチング素子Ｑは、例えばエンハンスメント形のｎ型ＭＯＳＦＥＴなどが用いられ、ドレイン端子が抵抗R2と接続され、ソース端子が接地側の端子21と接続されている。

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。

点灯装置12は、外部電源を電力変換して、出力端子15，15間に接続されたＬＥＤモジュール13に対して直流定電流を供給する。ＬＥＤモジュール13では、点灯装置12から供給された直流定電流がＬＥＤ22に流れて、ＬＥＤ22が点灯する。

このとき、例えばＬＥＤモジュール13に流れる電流(負荷電流)がＬＥＤモジュール13の定格電流などの所定の電流値以下である場合には、検出抵抗R1に生じる電圧が所定値よりも小さく、この検出抵抗R1に生じる電圧に対してツェナダイオードZDにより設定されるスイッチング素子Ｑのゲートソース間電圧が所定のオン電圧とならず、スイッチング素子Ｑはオフ状態を維持する。すなわち、短絡回路25は動作せず、検出抵抗R1での電力消費も抑制される。

一方、ＬＥＤモジュール13に定格電流などの所定の電流値以上の電流が流れ、検出抵抗R1に生じる電圧が所定値を超えた場合には、この検出抵抗R1に生じる電圧に対してツェナダイオードZDにより設定されるスイッチング素子Ｑのゲートソース間電圧がオン電圧となり、スイッチング素子Ｑがオンする。このため、短絡回路25により端子21，21間が実質的に短絡される。この結果、点灯装置12では、端子21，21と接続された出力端子15，15間が短絡することとなり、この短絡により短絡保護回路16の閾値より抵抗R2を流れる電流が大きくなることにより、短絡保護回路16が動作し、ＬＥＤモジュール13への出力を低減または停止する。

このように、上記第１の実施形態によれば、検出抵抗R1によりＬＥＤ22に流れる電流が所定値を超えたことを検出すると、短絡回路25が端子21，21間を短絡させることで、この短絡により点灯装置12の短絡保護回路16が出力電流を少なくとも低減、すなわち低減または停止するので、ＬＥＤモジュール13への過大な電流の入力を防止できる。

特に、異なる明るさのＬＥＤモジュール13を選択的に点灯装置12に接続可能である場合、点灯装置12から出力される電流よりも定格電流が小さいＬＥＤモジュール13を誤って取り付けることが想定されるため、このような場合であっても、ＬＥＤモジュール13の短絡回路25によって短絡を生じさせて短絡保護回路16の保護動作により点灯装置12からの電流を低減または停止することで、過大な電流の入力に伴うＬＥＤモジュール13や点灯装置12へのダメージを確実に防止できる。

次に、第２の実施形態を、図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施形態は、上記第１の実施形態のＬＥＤモジュール13が、検出抵抗R1に代えて、(正)温度特性を有する電流検出部および温度検出部としての検出抵抗R3を備えるものである。

検出抵抗R3は、例えば温度の上昇に伴って抵抗値が増加するＰＴＣサーミスタである。

このため、例えば照明装置11の使用環境温度が相対的に高い場合、検出抵抗R3の抵抗値が相対的に増加するので、スイッチング素子Ｑのゲートソース間電圧がより小さい負荷電流に対してオン電圧となり、より小さい負荷電流に対して短絡保護回路16が動作する。反対に、照明装置11の使用環境温度が相対的に低い場合、検出抵抗R3の抵抗値が相対的に減少するので、スイッチング素子Ｑのゲートソース間電圧がより大きい負荷電流に対してオン電圧となり、より大きい負荷電流に対して短絡保護回路16が動作する。

換言すれば、検出抵抗R3により検出された電流が所定値を超えるとともに検出抵抗R3により検出した温度が所定値を超えると短絡回路25が端子21，21間を短絡させる。この結果、この短絡により点灯装置12の短絡保護回路16が出力電流を少なくとも低減、すなわち低減または停止するので、ＬＥＤモジュール13への過大な電流の流入を防止できる。

点灯装置12やＬＥＤモジュール13を構成する各部品(電子部品)は、一般に高温であるほど寿命が短い傾向があるため、使用環境温度が相対的に高い場合には、相対的に低い場合よりも検出抵抗R3の抵抗値が相対的に大きくなって、いわば短絡回路25が動作するためのＬＥＤ22に流れる電流の閾値を下げることとなるので、より早期に短絡回路25を動作させ、使用環境温度に応じてより適切にＬＥＤモジュール13への過大な電流の流入を防止できる。

なお、上記第２の実施形態において、温度検出部は、検出抵抗R3と別個に設定してもよい。

また、上記各実施形態において、発光素子としては、ＬＥＤに限らず、例えば有機ＥＬ素子などを用いることもできる。

そして、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、点灯装置12に一般的に備えられている短絡保護回路16を有効に利用して過大な電流の入力を防止するＬＥＤモジュール13を備えることで、複雑な検出回路などを設けることなく、ＬＥＤモジュール13側で誤装着などに起因する点灯装置12やＬＥＤモジュール13へのダメージを確実に防止した照明装置11を提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 照明装置
12 点灯装置
13 発光モジュールであるＬＥＤモジュール
16 短絡保護回路
21 端子
22 発光素子であるＬＥＤ
25 短絡回路
Ｑスイッチング素子
R1 電流検出部としての検出抵抗
R2 抵抗
R3 電流検出部および温度検出部としての検出抵抗

Claims

出力電流に基づき出力が短絡したと判断したときにこの出力電流を少なくとも低減させる短絡保護回路を備えた点灯装置の出力側に接続される対をなす端子と；
これら端子間に接続され、点灯装置により点灯される発光素子と；
この発光素子に流れる電流を検出する電流検出部と；
この電流検出部により検出された電流が所定値を超えると導通するスイッチング素子と、このスイッチング素子の導通時に前記短絡保護回路が前記端子間の短絡を判断する電流以上の出力電流を前記端子間に設定する抵抗とを備えた短絡回路と；
を具備していることを特徴とする発光モジュール。
温度を検出する温度検出部を具備し、
短絡回路は、電流検出部により検出された電流が所定値を超えるとともに温度検出部により検出した温度が所定値を超えると端子間を短絡させる
ことを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
出力電流に基づき出力が短絡したと判断したときに保護動作する短絡保護回路を備えた点灯装置と；
この点灯装置の出力側に対をなす端子が接続される請求項１または２記載の発光モジュールと；
を具備していることを特徴とする照明装置。