JP6502375B2

JP6502375B2 - 蛍光灯互換タイプのｌｅｄ照明装置とそのための感電保護装置

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Publication number: JP6502375B2
Application number: JP2016557136A
Authority: JP
Inventors: ユンパク、グァン; ホンイ、サン; フンパク、ジェ; リュルキム、ジョン; ウパク、ソン
Original assignee: Softkernel Co ltd
Current assignee: Softkernel Co ltd
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: US20170142787A1; WO2015142042A1; JP2017513184A; US9686835B2

Description

本発明は従来の蛍光灯を代替して使用することができる蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置に関するもので、特に蛍光灯器具にＬＥＤ照明装置を着脱する過程で発生する恐れがある感電事故を防止することができるようになったＬＥＤ照明装置とそのための感電保護装置に関するものである。

最近、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を用いる照明装置への関心が急増している。ＬＥＤ照明装置は従来に使用していた蛍光灯、白熱灯、ハロゲンランプなどに比べて消費電力が少なく、寿命が半永久的という長所を有している。これにより、従来の白熱灯や蛍光灯を代替してそのまま使用することができる互換タイプのＬＥＤ照明装置が開発され広く普及している。

図１は現在使用される蛍光灯器具の構成を示す構成図である。蛍光灯器具は蛍光灯を結合するためのソケット２、３、安定器４、及びスターター５を備えて構成され、これらの構成部品は電源スイッチ６を介して交流電源１に結合される。
蛍光灯１０は、その一側に第１接続手段、即ち第１及び第２端子ピン１１、１２が設けられ、他側には第２接続手段、即ち第３及び第４端子ピン１３、１４が設けられる。これらの端子ピン１３〜１４はソケット２、３に挿入されて蛍光灯器具に電気的に結合される。そして、前記第１及び第２端子ピン１１、１２の間と、第３及び第４端子ピン１３、１４の間にはそれぞれ、蛍光灯の放電動作のためのフィラメント１５、１６が結合される。
前記蛍光灯器具において、ソケット２、３に蛍光灯が結合され電源スイッチ６がオンされると、交流電源１が安定器４とスターター５を介して流れるようになる。そして、スターター５の固定電極と可動電極が離間してスターター５がオフされると、安定器４の両端間に発生する瞬間的な高電圧がフィラメント１５、１６に与えられるようになり、このような高電圧によりフィラメント１５、１６の間に放電が発生することで、蛍光灯１０が点灯されるようになる。そして、蛍光灯１０が点灯された後には、フィラメント１５、１６の間に電流が安定して流れるようになる。

図２は蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置２０の構成を示すブロック構成図である。蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置２０は通常の蛍光灯と同様に、蛍光灯器具のソケット２に締結される第１接続手段、即ち第１及び第２端子ピン２１、２２と、ソケット３に締結される第２接続手段、即ち第３及び第４端子ピン２３、２４が備えられる。第１接続手段２１、２４と第２接続手段２３、２４との間の距離は、通常の蛍光灯と同一に設定する。前記第１接続手段２１、２２と第２接続手段２３、２４にはそれぞれ整流部２５、２６が電気的に結合される。これらの整流部２５、２６は例えばブリッジダイオードで構成される。整流部２５、２６は第１〜第４端子ピン２１〜２４を介して入力される交流電源を整流して駆動部２８に供給する。
ＬＥＤモジュール２７には複数のＬＥＤが設けられ、図面には具体的に示されなかったが、これらのＬＥＤはＬＥＤ照明装置の長さ方向に沿って配列される。駆動部２８は整流部２５、２６から印加される動作電源を用いてＬＥＤモジュール２７を駆動する。

ところが、前述した従来のＬＥＤ照明装置２０においては、次のような問題がある。
一般的に、蛍光灯は寿命が比較的短いため、一定期間ごとに、これを交換する作業が要求される。通常の蛍光灯の交換作業は電源スイッチ６をオン状態に設定した状態で進行する場合が多い。これは蛍光灯の交換と同時に、その点灯状況を目で確認することができるからである。
図１の蛍光灯器具において、作業者が蛍光灯器具に蛍光灯１０や蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置２０を新たに装着した場合は、まず一側のソケットに蛍光灯の一側端子ピンを締結した後、他側のソケットに他側端子ピンを締結する。

ところが、現在の蛍光灯器具に採用されているほとんどの安定器４は電源スイッチ６がオンの状態になっている時に、両側ソケット２、３に蛍光灯の端子ピンが全て締結されず、いずれか一方のソケット２または３のみに蛍光灯の端子ピンが締結される場合にも蛍光灯器具に蛍光灯が締結されていることと認識して蛍光灯の放電動作を行う。つまり、他の一つのソケット２または３に端子ピンが締結されていないことをスターター５のオフ状態として認識して、蛍光灯１０または２０に継続して高電圧を印加する。
従来の蛍光灯１０においては放電されて蛍光灯１０が点灯した後にならなければ、フィラメント１５、１６の間には電流の流れが形成されない。そのため、蛍光灯１０の一側端子ピンに高電圧が印加されても他側端子ピンには如何なる電圧の変動も発生しない。
しかし、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置２０は、その内部回路が大部分半導体素子や電子素子からなる。これらの部品は通常に寄生容量を有しているので、非動作状態でも外部からの電源が印加されると、リーク電流が流れるようになる。従って、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置２０は一側端子ピンに高電圧が印加されると、その高電圧が他側端子ピンに伝達されることで、作業者が感電する事故が発生する恐れがある。

従って、本発明は前述した事情を勘案してなされたものであり、作業者の感電事故を根本的に防止することができるようになった蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置を提供することにその技術的な目的がある。
また、本発明の他の技術的な目的は、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置の両側端子ピン、即ち第１及び第２接続手段の両方が蛍光灯器具のソケットに結合されていない状態では、端子ピンと内部回路を電気的に遮断することで、作業者の感電事故を防止することができる蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置用の感電保護装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明の第１観点に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置は、安定器を備えて構成され、前記安定器は蛍光灯器具に蛍光灯の第１及び第２接続端子の両方が締結される場合には第１放電電圧を印加し、蛍光灯器具に蛍光灯の第１または第２接続端子が締結される場合には第２放電電圧を印加するようになった蛍光灯器具に使用される蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置において、蛍光灯器具の両側ソケットに電気的に結合される第１及び第２接続手段と、前記第１または第２接続手段に選択的に結合される感電保護装置と、前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部交流電源を整流する整流手段と、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、前記整流手段から提供される駆動電力に基づいて、前記ＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を含んで構成され、前記感電保護装置は蛍光灯器具から第１放電電圧が印加される場合には第１または第２接続手段を内部回路と電気的に結合させ、蛍光灯器具から第２放電電圧が印加される場合には第１または第２接続手段を内部回路と開放状態に設定することを特徴とする。

また、前記感電保護装置は第１または第２接続端子と内部回路との間の電気的な結合を取り締まるための第１スイッチと、前記第１または第２接続端子から印加される第１及び第２放電電圧によって前記第１スイッチをオン／オフ駆動する第１検出手段と、前記第１スイッチの出力側に結合され、第１スイッチを介して内部回路に電流が供給される場合には前記第１スイッチのオン状態を維持する第１スイッチング駆動手段を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記第１スイッチはトライアックで構成されることを特徴とする。

また、前記第１検出手段は直列接続された２つ以上のネオンランプを含んで構成されることを特徴とする。

また、前記第１スイッチング駆動手段は前記検出手段に並列に結合される第１ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路の電流通路に設けられる第１フォトカプラと、前記第１スイッチと内部回路との間に電気的に結合されると共に、前記第１フォトカプラをオン／オフ駆動する第２ブリッジ回路を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記感電保護装置は第１または第２接続端子と内部回路との間の電流通路に直列に設けられる第２及び第３スイッチと、前記第１または第２接続端子に直列に結合されると共に、第１または第２接続端子から印加される第１及び第２放電電圧によって前記第２スイッチ及び第３スイッチをそれぞれオン／オフ駆動する第２及び第３検出手段と、前記第２スイッチの出力側に結合され、第２スイッチを介して内部回路に電流が供給される場合には前記第２及び第３スイッチのオン状態を維持するスイッチング駆動手段を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記第２及び第３スイッチはトライアックで構成されることを特徴とする。

また、前記第２及び第３検出手段は直列接続された２つ以上のネオンランプを含んで構成されることを特徴とする。

さらに、前記第２スイッチング駆動手段は前記第２及び第３検出手段にそれぞれ並列に結合される第３及び第４ブリッジ回路と、前記第３及び第４ブリッジ回路の電流通路にそれぞれ設けられる第２及び第３フォトカプラと、前記第２スイッチと内部回路との間に電気的に結合されると共に、前記第２及び第３フォトカプラをオン／オフ駆動する第５ブリッジ回路を含んで構成されることを特徴とする。

本発明の第２観点に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ電源装置のための感電保護装置は、蛍光灯器具に締結される第１及び第２接続手段と、前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部電源を用いて動作電源を生成する電源手段と、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、前記電源手段の動作電源を用いてＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を備える蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置に採用される感電保護装置において、前記感電保護装置は前記第１または第２接続手段と電源手段との間に設けられ、第１または第２接続端子と電源手段との間の電気的な結合を取り締まるためのスイッチと、前記第１または第２接続端子から印加される放電電圧の電圧値を検出して前記スイッチをオン／オフ駆動する検出手段と、前記スイッチの出力側に結合され、スイッチを介して電源手段に電流が供給される場合には前記スイッチのオン状態を維持するスイッチング駆動手段を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記スイッチはトライアックで構成されることを特徴とする。

また、前記検出手段は直列接続された２つ以上のネオンランプを含んで構成されることを特徴とする。

さらに、前記スイッチング駆動手段は前記検出手段に並列に結合される第１ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路の電流通路に設けられるフォトカプラと、前記スイッチと内部回路との間に電気的に結合されると共に、前記フォトカプラをオン／オフ駆動する第２ブリッジ回路を含んで構成されることを特徴とする。

本発明の第３観点に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置は、蛍光灯器具に締結される第１及び第２接続手段と、前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部電源を用いて動作電源を生成する電源手段と、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、前記電源手段の動作電源を用いてＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を備える蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置に採用される感電保護装置において、前記感電保護装置は前記第１または第２接続手段と電源手段との間に設けられ、前記第１または第２接続端子と電源手段との間の電流通路に直列に設けられる第１及び第２スイッチと、前記第１または第２接続端子に直列に結合されると共に、第１または第２接続端子から印加される第１及び第２放電電圧によって前記第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれオン／オフ駆動する第１及び第２検出手段と、前記第２スイッチの出力側に結合され、第２スイッチを介して電源手段に電流が供給される場合には前記第１及び第２スイッチのオン状態を維持するスイッチング駆動手段を含んで構成されることを特徴とする。

また、前記第１及び第２スイッチはトライアックで構成されることを特徴とする。

さらに、前記第１及び第２検出手段は直列接続された２つ以上のネオンランプを含んで構成されることを特徴とする。

前述した構成を有する本発明に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置とそのための感電保護装置よれば、蛍光灯器具の安定器から印加される放電電圧に基づいて、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置が蛍光灯器具に正常に装着された否かを判断する。そして、ＬＥＤ照明装置を蛍光灯器具に締結する作業状態では、安定器からの高電圧がＬＥＤ照明装置に印加されることを遮断することで、作業者の感電事故を防止する。

一般的な蛍光灯器具の構成を示す構成図一般的な蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置の構成を示す構成図本発明に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置の構成を示す構成図図３に示した感電保護装置１００の第１構成例を示すブロック構成図図４に示した感電保護装置１００の実際の回路構成を示す回路図図３に示した感電保護装置１００の第２構成例を示すブロック構成図図６に示した感電保護装置１００の実際の回路構成を示す回路図

以下、添付した図面に基づき本発明に係る実施形態を詳述する。但し、以下で説明する実施形態は本発明の一つの好ましい具現例を示すものであって、これらの本実施形態の例示は本発明の権利範囲を制限するためのものではない。本発明は以下で説明する実施形態に基づいて多様に変形させて実施することができる。

まず、本発明の基本的な概念を説明する。
現在商用化されている蛍光灯器具には非常に多くの種類の安定器が採用されている。これらの安定器は構造と動作特性が互いに異なっている。本発明者が非常に多くの種類の安定器の特性を研究した結果、安定器は蛍光灯器具に対する蛍光灯の結合状態によって相異なる放電電圧を生成して出力する事実を確認した。例えば、電源電圧２２０Ｖで使用するようになった安定器の場合は、図１で両側ソケト２、３に対して第１及び第２接続手段、即ち第１〜第４端子ピン１１〜１４が全て結合されている状態ではソケト２、３に第１電圧、即ち約６００Ｖ前後の電圧を印加するのに対して、一側ソケト２または３のみに端子ピンが結合されている状態ではソケト２、３に第２電圧、即ち約５００Ｖ前後の電圧を印加する。
本発明においては、前記第１電圧と第２電圧との間の電圧を基準電圧に設定し、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置の端子ピンを介して導入される外部電圧が基準電圧より低い場合には、図２で第１接続手段２１、２２と第２接続手段２３、２４との間の電流経路を遮断することで、作業者の感電事故を防止する。

図３は本発明に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置３０の構成を示す構成図である。また、図３で前述した図２と実質的に同様である部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明は省略する。
図３においては蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置３０の一側端子ピンに感電保護装置１００が備えられる。図３には第１接続手段２１、２２に感電保護装置１００が結合されるものと示したが、感電保護装置１００は第２接続手段２３、２４に同一の方式で結合されることもできる。前記感電保護装置１００は第１接続手段２１、２２、または第２接続手段２３、２４を介して外部から印加される初期外部電源を検出して、外部電源が前記基準電圧より低い場合には第１接続手段２１、２２と内部回路との間の電源経路を遮断する。つまり、ＬＥＤ照明装置３０の交換作業等によりＬＥＤ照明装置３０の一側端子ピンのみが蛍光灯器具のソケト２または３に結合されている。これにより、ＬＥＤ照明装置３０の一側端子ピンを介して安定器から不適切な高電圧が印加される場合には、ＬＥＤ照明装置の一側端子ピンと他側端子ピンとの間の電流経路を遮断することで、前記不適切な高電圧により作業者が感電する事故を確実に防止する。

図４は前記感電保護装置１００の第１構成例を示すブロック構成図である。
図４において、ＬＥＤ照明装置３０の一側端子ピン、即ち本実施形態で第１接続手段２１、２２と整流部２５との間にはスイッチ１１０が設けられる。このスイッチ１１０は第１接続手段２１、２２と整流部２５との間の電流の流れを取り締まるためのものである。第１及び第２端子ピン２１、２２にはそれぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２が結合される。この抵抗Ｒ１、Ｒ２は図１に示したフィラメント１５に対応する抵抗値を有するように設定される。前記抵抗Ｒ１、Ｒ２はソケト２または３に蛍光灯１０が結合されたことを安定器４により認識できるようにしたものである。

前記スイッチ１１０は検出部１２０と、スイッチング駆動部１３０によりオン／オフ制御される。検出部１２０は初期外部電源に基づいて、スイッチ１１０をオン／オフ制御する。図１で説明したように、ユーザーが蛍光灯器具の電源スイッチ６をオンさせると、初期には安定器４から蛍光灯の放電のための高電圧が印加される。また、この時、印加される高電圧は前述したように、蛍光灯器具のＬＥＤ照明装置３０の結合状態によって第１または第２電圧値を有するようになる。検出部１２０は第１接続手段２１、２２を介して印加される初期外部電圧が基準電圧より高い場合に、前記スイッチ１１０をオンさせる。
前記スイッチ１１０と整流部２５との間には抵抗Ｒ３が設けられ、この抵抗Ｒ３の両端にはスイッチング駆動部１３０が備えられる。スイッチング駆動部１３０はスイッチ１１０がオンされて抵抗Ｒ３を介して外部電源が整流部２５に供給される場合に、スイッチング駆動信号を出力して前記スイッチ１１０がオンの状態を維持できるようにする。

図４に示した感電保護装置１００は第１接続手段２１、２２を介して安定器４から正常な放電電圧、即ち基準電圧より高い電圧が印加されると、検出部１２０によりスイッチ１１０がオンされる。そして、スイッチ１１０がオンされて抵抗Ｒ３を介して外部電源が整流部２５に供給されると、スイッチング駆動部１３０がスイッチ１１０をオン状態に維持することで、蛍光灯器具からの駆動電源が正常に整流部２５に供給されるようにする。
一方、蛍光灯器具に対するＬＥＤ照明装置３０の交換作業の過程などによりソケト２または３に第１接続手段２１、２２が結合され、第２接続手段２３、２４は結合されない状態では第１接続手段２１、２２を介して流入される初期外部電源が基準電圧より低く設定されるので、検出部１２０はスイッチ１１０をオフ状態に維持する。そして、スイッチ１１０のオフにより抵抗Ｒ３を介した電流の流れが遮断されるので、スイッチング駆動部１３０も非駆動状態に設定されるようになる。従って、この場合には、スイッチ１１０がオフの状態を継続的に維持して第１接続手段２１、２２と内部回路が開放状態に設定されるので、作業者が第２接続手段２１、２２を接触しても感電事故が発生することを防止するようになる。
また、作業者がＬＥＤ照明装置３０の交換作業を行うことにおいて、第２接続手段２３、２４を蛍光灯器具のソケト２または３に結合させた場合には、まず、第１接続手段２１、２２には如何なる外部電圧も印加されないので、検出部１２０が非駆動状態に設定されながら、スイッチ１１０はオフされるようになる。そして、スイッチ１１０がオフ状態に設定されると、抵抗Ｒ３を介した電流の流れが遮断されるので、スイッチング駆動部１３０も非駆動状態に設定されるようになる。従って、この場合にも、第１接続手段２１、２２と内部回路は開放状態に設定されるので、作業者が第１接続手段２１、２２を接触しても感電事故が発生することを防止するようになる。

図５は図４に示した感電保護装置１００の具体的な回路構成を示す回路図である。
本実施形態においては、図５で第１及び第２端子ピン２１、２２と整流部２５との間の電流の流れを取り締まるスイッチ１１０としてトライアックが採用される。トライアックは電流の流れを取り締まるための半導体スイッチのうち、相対的に寄生容量が非常に低いため、前記スイッチ１１０として好ましく採用される。
図４において検出部１２０は直列接続された複数のネオンランプ１２１−１、１２１−２、…、１２１−ｎを備えて構成される。前述したように、半導体素子などの電子部品は寄生容量を有しており、これにより、リーク電流が発生するという問題がある。そして、図１で従来の蛍光灯が感電事故などから自由になったことは蛍光灯が放電管であるためである。即ち、放電管は放電により点灯されなければ、電流の流れが生成されない。放電管は点灯していない状態では、ほぼ「０」に近い寄生容量を有するようになる。本実施形態おいては、検出部１２０を構成するネオンランプ１２１は蛍光灯と同様に放電管である。このため、検出部１２０はリーク電流による影響を排除することができるという長所を有する。

前述したように、安定器４から供給される放電電圧は蛍光灯の締結状態によって、約６００Ｖ前後の第１電圧と、約５００Ｖ前後の第２電圧に設定される。定格電圧２２０Ｖネオンランプは、その臨界電圧が約９０Ｖに設定される。図５で６個のネオンランプ１２１を直列に接続して検出部１２０を構成すると、検出部１２０の全体的な臨界電圧は約５４０Ｖに設定される。これは蛍光灯器具から供給される第１または第２電圧の基準電圧として適切に採用することができる値である。
前記検出部１２０の出力端はバイアス抵抗Ｒ４を介してトライアック１１０のゲート電極に結合される。図面において、第１及び第２端子ピン２１、２２を介して印加される外部電圧が第１電圧、例えば６００Ｖである場合には、検出部１２０を構成するネオンランプ１２１が点灯されながら、外部電源がトライアック１１０のゲート電極に印加される。従って、この場合にはトライアック１１０がオンされると共に、第１及び第２端子ピン２１、２２と整流部２５が電気的に結合される。

一方、第１及び第２端子ピン２１、２２を介して印加される外部電圧が第２電圧、例えば５００Ｖである場合には、検出部１２０を構成するネオンランプ１２１がオフ状態を維持するようになる。それにより、トライアック１１０はオフ状態に設定される。従って、この場合には第１及び第２端子ピン２１、２２と整流部２５は開放状態に設定される。
スイッチング駆動部１３０は抵抗Ｒ３の両端間に結合された第１ブリッジ回路１３１と、前記検出部１２０に並列に結合される第２ブリッジ回路１３２と、第２ブリッジ回路１３２の電流通路を取り締まるフォトカプラ１３３を備えて構成される。そして、前記フォトカプラ１３３のフォトダイオードＰＤの両端間には充放電用コンデンサキャパシターＣ１が結合される。

前記第１ブリッジ回路１３１はダイオードＤ１〜Ｄ４を備えて構成され、第２ブリッジ回路１３２はダイオードＤ５〜Ｄ８を備えて構成される。そして、第２ブリッジ回路１３２の電流通路にはフォトカプラ１３３のフォトトランジスタＰＴが結合され、フォトカプラ１３３のフォトダイオードＰＤはアノードが第１ブリッジ回路１３１に結合されると共に、カソードが抵抗Ｒ５を介して第１ブリッジ回路１３１に結合される。
前記スイッチング駆動部１３０においては、トライアック１１０がオンされて抵抗Ｒ３を介して電流が流れると、抵抗Ｒ３の両端間の電圧差により第１ブリッジ回路１３１を介してフォトダイオード１３３に電流が供給されながら、フォトトランジスタＰＴがオンされる。そして、フォトトランジスタＰＴがオンされると、第１及び第２端子ピン２１、２２から第２ブリッジ回路１３２のダイオードＤ５、Ｄ８を介してトライアック１１０にゲート電圧が継続的に供給されることで、トライアック１１０が安定してオン状態を維持する。

即ち、図１で説明したように、蛍光灯器具は電源スイッチ６がオンされると、動作初期には安定器４により蛍光灯１０に高電圧の放電電圧が供給され、蛍光灯１０が点灯されると、以降安定した駆動電源がソケット２、３を介して蛍光灯１０に供給されるようになる。
図５の構成においては、蛍光灯器具の電源スイッチ６がオンされて蛍光灯器具から高電圧の放電電圧が印加されると、検出部１２０によりトライアック１１０がターンオンされながら、第１及び第２端子ピン２１、２２から整流部２５に外部電源が供給されるようになる。この時、スイッチング駆動部１３０のフォトカプラ１３３が駆動されながら、トライアック１１０が安定してオン状態を維持する。そして、このような電源の流れによって蛍光灯器具から安定した駆動電源、即ち交流電源が第１接続端子２１、２２と第２接続端子２３、２４を介して供給されると、この駆動電源はトライアック１１０を介して安定して整流部２５に供給されるようになる。

図５でコンデンサＣ１はフォトカプラ１３３を安定して駆動するためのものである。前記ＬＥＤ照明装置は交流電源により駆動される。正常な動作状態で蛍光灯器具から供給される電源電流は第１接続端子２１、２２と第２接続端子２３、２４との間を一定の周期を有して交互に流れるようになる。第１ブリッジ回路１３１からフォトダイオードＰＤに駆動電流が供給される場合には、その駆動電流によりコンデンサＣ１が充電されるようになる。そして、交流電源のゼロ交差点の区間によって第１ブリッジ回路１３１からフォトダイオードＰＤに駆動電流が供給されていない時間の区間にはコンデンサＣ１が放電され、その充電電流がフォトダイオードＰＤに駆動電流として供給されるようになる。これにより、フォトカプラ１３３は交流電源のゼロ交差点とは無関係に駆動されて第１ブリッジ回路１３２を常に安定して動作状態に設定する。

従って、図５で外部電源が第１接続端子２１、２２から第２接続端子２３、２４側に流れる場合には、第１接続端子２１、２２を介して入力される駆動電源が第２ブリッジ回路１３２のダイオードＤ５、フォトトランジスタＰＴ、及びダイオードＤ８を介してトライアック１１０のゲートに供給されることで、トライアック１１０がオン状態に設定される。これにより、駆動電源はトライアック１１０を主電極を介して整流部２５に供給されるようになる。また、外部電源が第２接続端子２３、２４から第１接続端子２１、２２側に流れる場合には、整流部２５と抵抗Ｒ３、トライアック１１０の主電極−ゲート電極、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ６、フォトトランジスタＰＴ及びダイオードＤ７を介して第１接続端子２１、２２側に繋がる電流パスが形成されることで、トライアック１１０がオン状態に設定される。これにより、駆動電源は整流部２５からトライアック１１０の主電極を介して第１接続端子２１、２２側に流れるようになる。
前述した動作は蛍光灯器具の電源スイッチ６がオフされて第１及び第２端子ピン２１、２２を介して流入される駆動電源が遮断されるまで持続するようになる。

図６は図３に示した感電保護装置１００の第２構成例を示す構成図である。
本実施形態においては、第１及び第２端子ピン２１、２２と整流部２５との間に、第１及び第２スイッチ２１０、２２０が直列に設けられ、これらの第１及び第２スイッチ２１０、２２０はそれぞれ第１検出部２３０と第２検出部２４０によりオン／オフ駆動される。また、スイッチング駆動部２５０はスイッチ２１０、２２０がオンされて抵抗Ｒ３を介して外部電源が整流部２５に供給される場合には、スイッチング駆動信号を出力して前記スイッチ１１０がオンの状態を維持できるようにする。
前述したように、半導体素子などの電子部品は寄生容量を有している。周知のように、コンデンサなどの容量値は複数のコンデンサを直列に結合している場合に大きく低下する。図４及び図５でスイッチ１１０を構成するトライアックは、たとえ寄生容量値が相対的に非常に低いが、一定の値を有している。本構成例では、例えばトライアックで構成されるスイッチを多段に直列結合することで、スイッチ２１０、２２０による全体的な寄生容量値をさらに下げることができようにしたものである。

図７は図６に示した感電保護装置１００の具体的な回路構成を示す回路図である。また、図７には前述した図５と実質的に同様である部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明は省略する。図７においては、第１及び第２端子ピン２１、２２と整流部２５との間に、第１及び第２トライアック２１０、２２０が設けられる。この第１及び第２トライアック２１０、２２０はそれぞれ第１及び第２検出部２３０、２４０でオン／オフ駆動される。第１検出部２３０は第１〜第３ネオンランプ２３１〜２３３が直列に結合されて構成され、第２検出部２４０は第４〜第６ネオンランプ２４１〜２４３が直列に結合されて構成される。そして、前記第１検出部２３０と第２検出部２４０は第１トライアック２１０のゲート−主電極間の電流経路を介して直列に結合される。従って、本構成においても、前記第１及び第２検出部２３０、２４０により設定される全体的な基準電圧は図４及び図５の構成と実質的に同様である。

つまり、本構成例は蛍光灯器具から印加される放電電圧に対する基準電圧はそのまま維持しながら、トライアック２１０、２２０を多段に直列に結合することで、トライアック２１０、２２０により設定される寄生容量値を下げたものである。
そして、前記第１検出部２３０に並列に第３ブリッジ回路２５２が結合され、第２検出部２４０に並列に第４ブリッジ回路２５３が結合される。また、第３ブリッジ回路２５２の電流通路には第２フォトカプラ２５４が設けられ、第４ブリッジ回路２５３の電流通路には第３フォトカプラ２５５が設けられる。これらの第２及び第３フォトカプラ２５４、２５５は第１ブリッジ回路１３１により駆動される。このスイッチング駆動部２５０の構成と動作は図５と実質的に同様であるので、その具体的な動作説明は省略する。

以上で、本発明に係る実施形態を説明した。しかし、本発明は前述の実施形態に限定されるものではない。本発明はその技術的思想を逸脱しない範囲内で多様に変形させて実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、図４及び図６のスイッチ１１０、２１０、２２０としてトライアックを採用することを例に挙げて説明したが、前記スイッチとしては特定のものが要求されず、寄生容量が低い他の任意のスイッチも同一の方式で適用して実施することができる。

以上のように、本発明に係る蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置とそのための感電保護装置よれば、蛍光灯器具の安定器から印加される放電電圧に基づいて、蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置が蛍光灯器具に正常に装着された否かを判断し、ＬＥＤ照明装置を蛍光灯器具に締結する作業状態では、安定器からの高電圧がＬＥＤ照明装置に印加されることを遮断することで、作業者の感電事故を防止できる。従って、本発明の産業利用性はきわめて高いものといえる。

２１〜２４端子ピン
２５、２６整流部
２７ＬＥＤモジュール
２８駆動部
３０蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置
１００感電保護装置

Claims

安定器を備えて構成され、前記安定器は蛍光灯器具に蛍光灯の第１及び第２接続端子の両方が締結される場合には基準電圧以上の第１放電電圧を印加し、蛍光灯器具に蛍光灯の第１または第２接続端子が締結されない場合には基準電圧より低い第２放電電圧を印加するようになった蛍光灯器具に使用される蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置において、
蛍光灯器具の両側ソケットに電気的に結合される第１及び第２接続手段と、
前記第１または第２接続手段と整流手段との間に設けられる感電保護装置と、
前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部交流電源を整流する整流手段と、
複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、
前記整流手段から提供される駆動電力に基づいて、前記ＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を含んで構成され、
前記感電保護装置は、第１または第２接続端子と内部回路との間の電気的な結合を取り締まるための第１スイッチと、前記第１または第２接続端子側に結合されて出力端を介してスイッチ駆動電圧を出力し、前記第１または第２接続端子側と出力端との間に直列に接続されると共に、前記第１または第２接続端子から印加される放電電圧が前記基準電圧以上である場合には点灯することで、放電電圧をスイッチ駆動電圧として前記第１スイッチに供給するネオンランプを備える第１検出手段と、前記第１スイッチの出力側に結合され、第１スイッチを介して内部回路に電流が供給される場合には、前記第１スイッチのオン状態を維持する第１スイッチング駆動手段を含んで構成される
ことを特徴とする蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置。
前記第１スイッチはトライアックで構成される
請求項１に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置。
前記第１スイッチング駆動手段は前記検出手段に並列に結合される第１ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路の電流通路に設けられる第１フォトカプラと、前記第１スイッチと内部回路との間に電気的に結合されると共に、前記第１フォトカプラをオン／オフ駆動する第２ブリッジ回路を含んで構成される
請求項１に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置。
前記感電保護装置は、前記第１スイッチと内部回路との間の電流通路に直列に設けられる第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び第１検出手段を介して第１または第２接続端子に結合されると共に、第１または第２接続端子から印加される放電電圧によって前記第２スイッチをオン／オフ駆動する第２検出手段と、
前記第２スイッチを介して内部回路に電流が供給される場合には、前記第２スイッチのオン状態を維持する第２スイッチング駆動手段を含んで構成される
請求項１に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置。
蛍光灯器具に締結される第１及び第２接続手段と、前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部電源を用いて動作電源を生成する電源手段と、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、前記電源手段の動作電源を用いてＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を備える蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置に採用される感電保護装置において、
前記感電保護装置は前記第１または第２接続手段と電源手段との間に設けられ、
第１または第２接続端子と電源手段との間の電気的な結合を取り締まるためのスイッチと、
前記第１または第２接続端子側に結合されて出力端を介してスイッチ駆動電圧を出力し、前記第１または第２接続端子側と出力端との間に直列に接続されると共に、前記第１または第２接続端子から印加される放電電圧が基準電圧以上である場合には点灯することで、放電電圧をスイッチ駆動電圧として前記スイッチに供給するネオンランプを備える検出手段と、
前記スイッチの出力側に結合され、スイッチを介して電源手段に電流が供給される場合には前記スイッチのオン状態を維持するスイッチング駆動手段を含んで構成される
ことを特徴とする蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置。
前記スイッチはトライアックで構成される
請求項５に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置。
前記スイッチング駆動手段は前記検出手段に並列に結合される第１ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路の電流通路に設けられるフォトカプラと、前記スイッチと内部回路との間に電気的に結合されると共に、前記フォトカプラをオン／オフ駆動する第２ブリッジ回路を含んで構成される
請求項５に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置。
蛍光灯器具に締結される第１及び第２接続手段と、前記第１及び第２接続手段を介して入力される外部電源を用いて動作電源を生成する電源手段と、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールと、前記電源手段の動作電源を用いてＬＥＤモジュールを駆動する駆動手段を備える蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置に採用される感電保護装置において、
前記感電保護装置は前記第１または第２接続手段と電源手段との間に設けられ、
前記第１または第２接続端子と電源手段との間の電流通路に直列に設けられる第１及び第２スイッチと、
前記第１または第２接続端子に直列に結合されると共に、第１または第２接続端子から印加される放電電圧によって前記第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれオン／オフ駆動する第１及び第２検出手段と、
前記第２スイッチの出力側に結合され、第２スイッチを介して電源手段に電流が供給される場合には前記第１及び第２スイッチのオン状態を維持するスイッチング駆動手段を含んで構成され、
前記第１及び第２検出手段は前記第１または第２接続端子から印加される放電電圧が基準電圧以上である場合には点灯することで、放電電圧をスイッチ駆動電圧として前記第１及び第２スイッチにそれぞれ供給するネオンランプを備える
ことを特徴とする蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置。
前記第１及び第２スイッチはトライアックで構成される
請求項８に記載の蛍光灯互換タイプのＬＥＤ照明装置のための感電保護装置。