WO2012070277A1 - Led照明 - Google Patents

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WO2012070277A1
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circuit
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state
switch
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PCT/JP2011/066411
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English (en)
French (fr)
Inventor
小野 恭裕
隆浩 宮島
Original Assignee
アイリスオーヤマ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V25/00Safety devices structurally associated with lighting devices
    • F21V25/02Safety devices structurally associated with lighting devices coming into action when lighting device is disturbed, dismounted, or broken
    • F21V25/04Safety devices structurally associated with lighting devices coming into action when lighting device is disturbed, dismounted, or broken breaking the electric circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/26Circuit arrangements for protecting against earth faults
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED illumination using an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
  • LED Light Emitting Diode
  • FIG. 5 is a view for explaining a straight tube type LED illumination 1000 according to the prior art.
  • the straight tube LED lighting 1000 includes an illumination LED 1001 and a power supply circuit 1002 that supplies power to the LED 1001, and short-circuits one of the connection terminals 1003 a and 1003 b to form a terminal 1003 on one side.
  • the other connection terminals 1004a and 1004b are also short-circuited and connected to the power supply circuit 1001 from the respective terminals 1003 and 1004 as the other terminal 1004.
  • the terminal 1003 is connected to the socket 105
  • the terminal 1004 is connected to the socket 106
  • the switch 1008 is turned on, whereby an AC voltage is supplied from the AC power supply 1007 to the power supply circuit 1001.
  • the LED lamp and the LED lamp mounting apparatus include a pair of connection terminals to which an alternating current is supplied, an AC / DC converter that converts an alternating voltage applied through the pair of connection terminals into a direct current voltage, and the direct current voltage.
  • the connecting terminal is connected to a corresponding connected terminal of the LED lamp mounting device, the AC / DC converter is energized with the AC voltage.
  • safety switch means for turning off the energization to the AC / DC converter is provided.
  • the switch means In the LED lamp and the LED lamp mounting apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-192229, the risk of electric shock is eliminated by the switch means when one of the cap pins is inserted into the socket. Since this switch means is provided with a switch pin protruding and retracted by a compression coil spring between the cap pins, it is effective for the insertion method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-192229.
  • the socket for mounting the LED lamp is not necessarily a plug-in system, and there are other systems. In particular, a problem that the system cannot be mounted successfully occurs in a system that is mounted half-turned.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, it is possible to provide LED lighting that prevents an electric shock that occurs during replacement.
  • the LED illumination according to the present invention is LED, Two bases each having a first terminal and a second terminal; A power supply circuit for supplying power to the LED; A switch for switching whether to supply external power to the power supply circuit via the base; A control circuit for controlling the switch; A current limiting circuit that limits a current value supplied to the control circuit via the base to a reference current value or less; Including The control circuit includes: A determination process for determining whether the first terminal and the second terminal are open or short in each of the caps; In the determination process, when it is determined that any of the caps is in a short state between the first terminal and the second terminal, a switching process for switching the switch from an off state to an on state; I do.
  • the switch when any of the caps is determined to be in a short state between the first terminal and the second terminal, the switch is switched from the off state to the on state.
  • the switch When only the external power source is connected and the other base contacts the human body, only a current equal to or lower than the reference current value limited by the current limiting circuit flows. Therefore, it is possible to provide LED lighting that prevents electric shock that occurs during replacement.
  • the switch when it is determined that one of the first terminal and the second terminal of the base is in the open state, the switch is switched from the on state to the off state.
  • the other base When only the other base is connected to the external power source and the other base comes into contact with the human body, only the current below the reference current value limited by the current limiting circuit flows. Therefore, it is possible to provide LED lighting that prevents electric shock that occurs during replacement.
  • This LED lighting The control circuit includes: A signal output circuit for outputting a voltage signal from the output terminal; A resistor having one end connected to the output terminal; The first terminal of the primary winding is connected to the other end of the resistor, the first terminal of the secondary winding is connected to the first terminal of one of the caps, and the second terminal of the secondary winding is one A transformer connected to the second terminal of the base; A voltage detection circuit for detecting a voltage at a connection point between the resistor and the transformer; A determination circuit that performs the determination process based on a voltage detected by the voltage detection circuit; May be included.
  • the determination process can be performed in a state where the determination circuit and the external power source are not connected in a direct current manner.
  • This LED lighting At least one of the first terminal and the second terminal of the secondary winding of the transformer may be connected to the first terminal or the second terminal of the base via a capacitor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an LED illumination 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a state in which the base 21 of the LED lighting 1 according to the present embodiment is connected to the socket 71 and the base 22 is in contact with the human body M.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the power supply circuit 30.
  • FIG. 4 is a graph illustrating an example of an output signal of the signal output circuit 501 and a voltage input to the A / D converter 503.
  • FIG. 5 is a view for explaining a straight tube LED illumination 1000 according to the prior art.
  • FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an LED illumination 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a state in which the base 21 of the LED lighting 1 according to the present embodiment is connected to the socket 71 and the base 22 is in contact with the human body M.
  • a straight tube type LED illumination whose outer shape is the same as that of a straight tube type fluorescent lamp will be described as an example.
  • the present invention is, for example, U-shaped even if the outer shape is similar to a ring type fluorescent lamp. Even if it is the same as a fluorescent lamp, it is applicable.
  • the LED illumination 1 includes an LED 10, two bases 21 and 22 each having a first terminal and a second terminal, a power supply circuit 30 that supplies power to the LED 10, and the bases 21 and 22.
  • the control circuit 50 is open between the first terminal and the second terminal in the caps 21 and 22 (the human body is between the first terminal and the second terminal). In the determination process for determining whether the connection is made through M.) or in the short-circuit state, and between the first terminal and the second terminal in both the caps 21 and 22 in the determination process. If the control unit 100 determines that a short state, performs a switching process for switching the switch 40 from the OFF state to the ON state, the.
  • the LED 10 is turned on when power is supplied from the power supply circuit 30.
  • the LED illumination 1 may include a plurality of LEDs as the LED 10. In this case, a plurality of LEDs may be connected in series or in parallel, or both may be combined.
  • the base 21 has a first terminal 211 and a second terminal 212.
  • the first terminal 211 and the second terminal 212 function as terminals for supplying external power to the LED illumination 1.
  • the base 22 has a first terminal 221 and a second terminal 222.
  • the first terminal 221 and the second terminal 222 function as terminals for supplying external power to the LED illumination 1.
  • the power supply circuit 30 supplies power to the LED 10.
  • the first terminal of the power supply circuit 30 is connected to the first terminal 211 of the base 21 via the switch 40, and the second terminal 32 of the power supply circuit 30 is the first terminal 221 of the base 22. It is connected to the.
  • the third terminal 33 of the power supply circuit 30 is connected to the anode side (high potential side) of the LED 10, and the fourth terminal 34 of the power supply circuit 30 is connected to the cathode side (low potential side) of the LED 10.
  • an AC voltage is supplied from the AC power supply 80 to the power supply circuit 30 via the caps 21 and 22.
  • the power supply circuit 30 converts the AC voltage supplied from the AC power supply 80 into a DC voltage and supplies power to the LED 10.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the power supply circuit 30.
  • the power supply circuit 30 includes a bridge circuit for full-wave rectification for rectifying the alternating current supplied from the first terminal 31 and the second terminal 32 into direct current, and the like. 301, a noise filter 302 for removing harmonics from the output of the rectifier 301 and outputting, a known power factor improvement circuit 303 for improving the power factor, a known switching circuit and a PWM (PulsePWidth Modulation) circuit
  • the LED driving circuit 304 for causing the LED 10 to emit light by outputting PWM between the third terminal 33 and the fourth terminal 34, a protective fuse, a surge countermeasure varistor, and the like are configured.
  • a protection circuit 305 provided between the terminal 32 and the terminal 32 is included.
  • the switch 40 switches whether to supply external power to the power supply circuit 30 via the caps 21 and 22.
  • the switch 40 is provided between the first terminal 211 of the base 21 and the first terminal 31 of the power supply circuit 30.
  • various known configurations such as a transistor, a thyristor, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and a relay circuit can be employed.
  • the switch 40 is not controlled by the control circuit 50 (for example, when power necessary for the operation of the control circuit 50 is not supplied to the control circuit 50), the switch 40 is off.
  • the control circuit 50 controls the switch 40.
  • the control circuit 50 may be configured by using a dedicated circuit.
  • a microprocessor Micro-Processing Unit
  • a storage device such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory).
  • the computer may function as a computer by executing a stored control program, and may be configured to perform control described later.
  • the control circuit 50 performs a determination process for determining whether the space between the first terminal and the second terminal is open or short in each of the caps 21 and 22.
  • the first terminal 711 and the second terminal 712 are connected, and in the socket 72 to which the base 22 is connected, the first terminal 721 and the second terminal 712 are connected. Two terminals 722 are connected. Therefore, when the base 21 is connected to the socket 71, a voltage having the same potential is applied to the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 from the AC power supply 80. Similarly, when the base 22 is connected to the socket 72, a voltage having the same potential is supplied from the AC power supply 80 to the first terminal 221 and the second terminal 222 of the base 22. Further, for example, the state in which the first terminal 221 and the second terminal 222 of the base 22 are connected via the human body M is an open state because the resistance of the human body M is several tens to several hundreds k ⁇ . I reckon.
  • control circuit 50 determines whether the first terminal 211 and the second terminal 212 of each base 21 and the first terminal 221 and the second terminal 222 of the base 22 are in an open state or a short state. It is possible to determine whether the LED illumination 1 is correctly connected to the sockets 71 and 72 by performing the determination process.
  • the control circuit 50 switches the switch 40 from the off state to the on state when it is determined that the first terminal and the second terminal are in a short state in both the caps 21 and 22. Perform the switching process.
  • the current limiting circuit 60 limits the current value supplied to the control circuit 50 via the caps 21 and 22 to a reference current value or less.
  • the first terminal 61 is connected to the first terminal 211 of the base 21, and the second terminal 62 is connected to the first terminal 221 of the base 22.
  • the current limiting circuit 60 supplies power from the third terminal 63 to the control circuit 50 with a current value equal to or lower than the reference current value based on the power supplied from the first terminal 61 and the second terminal 62.
  • the reference current value is set to a current value that is not regarded as an electric shock. For example, in order to satisfy the standards of the Japanese Electrical Appliance and Material Safety Law, the reference current value is set to 1 mA or less.
  • the switch 40 when it is determined that the first terminal and the second terminal are in a short state in both the caps 21 and 22, the switch 40 is switched from the off state to the on state. Therefore, as shown in FIG. 2, if only one base (for example, base 21) is connected to an external power source (AC power supply 80) and the other base (for example, base 22) contacts human body M In this case, since the switch 40 is in the OFF state, only a current equal to or less than the reference current value limited by the current limiting circuit 60 flows. Therefore, it is possible to provide LED lighting that prevents electric shock that occurs during replacement.
  • AC power supply 80 AC power supply 80
  • the control circuit 50 determines which one of the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 and the first terminal 221 and the second terminal 222 of the base 22 is in the determination process. When it is determined that the switch is in the open state, the switch 40 may be switched from the on state to the off state.
  • the switch 40 when it is determined that the first terminal and the second terminal of any of the caps 21 and 22 are in the open state, the switch 40 is switched from the on state to the off state. Therefore, as shown in FIG. 2, if only one base (for example, base 21) is connected to an external power source (AC power supply 80) and the other base (for example, base 22) contacts human body M In this case, the switch 40 is switched to the OFF state, and only the current less than the reference current value limited by the current limiting circuit 60 flows. Therefore, it is possible to provide LED lighting that prevents electric shock that occurs during replacement.
  • AC power supply 80 AC power supply 80
  • the control circuit 50 includes a signal output circuit 501 that outputs a voltage signal from an output terminal 5001, a resistor 511 having one end connected to the output terminal 5001, and a first terminal 5211 of the primary winding connected to the other end of the resistor 511.
  • a voltage detection circuit 505 that detects a voltage at a connection point between the transformer and 521, and a determination circuit 507 that performs determination processing based on the voltage detected by the voltage detection circuit 505.
  • the control circuit 50 includes a signal output circuit 502 that outputs a voltage signal from the output terminal 5002, a resistor 512 that has one end connected to the output terminal 5002, and a first terminal 5221 of the primary winding that is the other end of the resistor 521.
  • a voltage detection circuit 506 that detects a voltage at a connection point between the resistor 521 and the transformer 522, and a determination circuit 507 that performs determination processing based on the voltage detected by the voltage detection circuit 506 may be included.
  • the circuit on the base 21 side and the circuit on the base 22 side of the control circuit 50 are configured in the same manner. Therefore, the circuit on the base 21 side will be mainly described.
  • the reference numeral of the circuit on the 22nd side is described in parentheses, and detailed description is omitted.
  • the control circuit 50 includes a microcomputer 500.
  • the microcomputer 500 is a microprocessor, and includes portions that function as signal output circuits 501 and 502, A / D converters 503 and 504, voltage detection circuits 505 and 506, a determination circuit 507, and a switching circuit 508.
  • the signal output circuit 501 (502) outputs a voltage signal from the output terminal 5001 (5002).
  • the voltage signal may be, for example, a rectangular pulse signal or a sine wave AC signal.
  • the resistor 511 (512) has one end connected to the output terminal 5001 (5002) and the other end connected to the first terminal 5211 (5221) of the primary winding of the transformer 521 (522). It is connected to the input terminal 5003 (5004).
  • the second terminal of the primary winding of the transformer 521 (522) is connected to the ground potential GND.
  • the first terminal 5213 (5223) of the secondary winding of the transformer 521 (522) is connected to the first terminal 211 (221) of the base 21 (22), and the second terminal 5214 (5224) of the secondary winding is a capacitor. It is connected to the second terminal 212 (222) of the base 21 (22) via 530 (540).
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the output signal of the signal output circuit 501 and the voltage input to the A / D converter 503.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.
  • 4A is an output signal of the signal output circuit 501
  • B of FIG. 4 is input to the A / D converter 503 when the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 are open.
  • 4C represents a voltage input to the A / D converter 503 when the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 are short-circuited.
  • the signal output circuit 501 outputs a rectangular pulse signal having a relatively high voltage in the period from time t0 to time t1.
  • the length of the period from time t0 to time t1 is preferably shorter as long as the accuracy of the determination process can be ensured. In the present embodiment, the length of the period from time t0 to time t1 is set to 20 milliseconds or less.
  • the resistance between the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 is relatively low. 4, a relatively low voltage is input to the A / D converter 503. Therefore, by appropriately setting the threshold voltage Vth, it can be determined whether the first terminal 211 and the second terminal 212 of the base 21 are in an open state or a short state. Similarly, it can be determined whether the first terminal 221 and the second terminal 222 of the base 22 are in an open state or a short state.
  • the voltage detection circuit 505 includes a resistor 511 (512) and a transformer 521 (522) via an input terminal 5003 (5004) and an A / D converter 503 (504). Detect the voltage at the connection point.
  • the determination circuit 507 performs determination processing based on the voltages detected by the voltage detection circuits 505 and 506.
  • the switching circuit 508 outputs a switching signal, which is a signal for switching the switch 40, to the switch 40 via the output terminal 5005 based on the determination processing result of the determination circuit 507.
  • control circuit 50 Since the control circuit 50 is configured as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the determination circuit 507 (the microcomputer 500) and the external power source (the AC power source 80) are subjected to the determination process without being connected in a DC manner. Can do.
  • At least one of the first terminal 5213 (5223) and the second terminal 5214 (5224) of the secondary winding of the transformer 521 (522) is connected to the first terminal 211 (221) or the second terminal of the base 21 (22) via a capacitor. It may be connected to the two terminals 212 (222).
  • the second terminal 5214 (5224) of the secondary winding of the transformer 521 (522) is connected to the first terminal 211 (221) of the base 21 (22) via the capacitor 530 (540).
  • the second terminal 212 (222) the influence of the DC component included in the external power supply (AC power supply 80) on the control circuit 50 (in particular, the influence on the microcomputer 500 in the example shown in FIGS. 1 and 2) can be suppressed.
  • the power supply circuit 30, the switch 40, and the control circuit 50 may be integrally configured on a single substrate.
  • the assembling work is facilitated as compared with the case of constituting a plurality of substrates or using a mechanical switch.
  • the present invention includes substantially the same configuration (for example, a configuration having the same function, method and result, or a configuration having the same purpose and effect) as the configuration described in the embodiment.
  • the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced.
  • the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object.
  • the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

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Abstract

 LED照明1は、LED10と、それぞれ第1端子及び第2端子を有する2つの口金21及び22と、LED10に電力を供給する電力供給回路30と、口金21及び22を介して電力供給回路30に外部電力を供給するか否かを切換えるスイッチ40と、スイッチ40を制御する制御回路50と、口金21及び22を介して制御回路50に供給される電流値を基準電流値以下に制限する電流制限回路60と、を含み、制御回路50は、それぞれの口金21及び22において第1端子と第2端子との間がオープン状態かショート状態かを判定する判定処理と、判定処理において、口金21及び22のいずれにおいても第1端子と第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理と、を行う。

Description

LED照明
 本発明は、LED(Light Emitting Diode)を光源に使用したLED照明に関する。
 近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたLEDを光源に使用したLED照明が盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、蛍光灯を使用した照明装置においても、蛍光灯の取付けベースをそのままにして、管体のみをLED照明に置き換えた直管形LED照明が急速に普及してきている。しかしながら、この直管形LED照明においては、従来の蛍光灯の交換作業と同様に、電源のスイッチをオンした状態で本体を交換する場合がある。このような場合に、外部で商用の交流電圧を低電圧の直流に変換して本体に供給している場合はあまり問題にならないが、商用の交流電圧を直接本体に供給している直管形LED照明の場合は感電するおそれがあった。
 図5は、従来技術に係る直管形LED照明1000を説明するための図である。図5に示されるように、直管形LED照明1000は、照明用のLED1001とLED1001に電力を供給する電源回路1002を備え、一方の接続端子1003a及び1003bをショートして片側の端子1003とし、他方の接続端子1004a及び1004bもショートして他方の端子1004として、それぞれの端子1003及び1004から電源回路1001に接続するものであった。そして、端子1003がソケット105に、端子1004がソケット106にそれぞれ接続され、スイッチ1008がオン状態とされることによって、交流電圧が交流電源1007から電源回路1001に供給される。
 この直管形LED照明の交換作業において感電が発生する状態を説明する。図5に示されるように、スイッチ1008をオンしたままで一方の接続端子1003a及び1003bのみをソケット1005に差し込んだ状態で、誤って他方の接続端子1004a及び1004bに手を触れた場合には、接続端子1004a及び1004bが人体Mを通じてアースされた状態となって微小な電流が流れてしまい、感電するおそれが発生する。日本においては商用の交流電圧が100Vであり、それ程危険性は高くないが、国によっては240Vを使用している場合もあり、特に問題となる。この問題を解決する直管形LED照明として、特開2010-192229号公報に示されるようなLEDランプ及びLEDランプ取付け装置があった。
 このLEDランプ及びLEDランプ取付け装置は、交流電流が供給される一対の接続端子と、前記一対の接続端子を介して印加される交流電圧を直流電圧に変換するAC/DCコンバーターと、前記直流電圧が印加され発光する光源のLEDとを有するLEDランプであって、前記接続端子がLEDランプ取付け装置の対応する被接続端子に接続された場合、前記AC/DCコンバーターへの前記交流電圧の通電をオンする一方、前記接続端子が対応する前記接続端子に接続されない場合、前記AC/DCコンバーターへの前記通電をオフする安全スイッチ手段を備えることを特徴とするものである。
 特開2010-192229号公報に示されるLEDランプ及びLEDランプ取付け装置においては、このスイッチ手段により、一方の口金ピンをソケットに差し込んだ状態では感電の危険性は無くなるものである。このスイッチ手段は口金ピンの間に圧縮コイルバネで出没するスイッチピンを設けたものなので、特開2010-192229号公報で開示されている差し込み方式には効果的である。しかしながら、LEDランプを装着するソケットは必ずしも差し込み方式とは限らず、他の方式もあり、特に半回転して装着する方式に対しては、うまく装着できないという問題が発生していた。
 本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、交換時に発生する感電を防止するLED照明を提供することができる。
(1)本発明に係るLED照明は、
 LEDと、
 それぞれ第1端子及び第2端子を有する2つの口金と、
 前記LEDに電力を供給する電力供給回路と、
 前記口金を介して前記電力供給回路に外部電力を供給するか否かを切換えるスイッチと、
 前記スイッチを制御する制御回路と、
 前記口金を介して前記制御回路に供給される電流値を基準電流値以下に制限する電流制限回路と、
 を含み、
 前記制御回路は、
 それぞれの前記口金において前記第1端子と前記第2端子との間がオープン状態かショート状態かを判定する判定処理と、
 前記判定処理において、前記口金のいずれにおいても前記第1端子と前記第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、前記スイッチをオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理と、
 を行う。
 本発明によれば、口金のいずれにおいても第1端子と第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、スイッチをオフ状態からオン状態へと切換えるので、仮に、一方の口金のみが外部電源に接続され、他方の口金が人体に接触した場合には、電流制限回路で制限された基準電流値以下の電流しか流れない。したがって、交換時に発生する感電を防止するLED照明を提供することができる。
(2)このLED照明は、
 前記制御回路は、前記切換え処理においては、
 前記判定処理において、前記口金のいずれかの前記第1端子と前記第2端子との間がオープン状態であるものと判定した場合に、前記スイッチをオン状態からオフ状態へと切換えてもよい。
 本発明によれば、口金のいずれかの第1端子と第2端子との間がオープン状態であるものと判定した場合に、スイッチをオン状態からオフ状態へと切換えるので、仮に、一方の口金のみが外部電源に接続され、他方の口金が人体に接触した場合には、電流制限回路で制限された基準電流値以下の電流しか流れない。したがって、交換時に発生する感電を防止するLED照明を提供することができる。
(3)このLED照明は、
 前記制御回路は、
 出力端子から電圧信号を出力する信号出力回路と、
 一端が前記出力端子と接続される抵抗と、
 1次巻線の第1端子が前記抵抗の他端と接続され、2次巻線の第1端子が一方の前記口金の前記第1端子と接続され、2次巻線の第2端子が一方の前記口金の前記第2端子と接続されるトランスと、
 前記抵抗と前記トランスとの接続点の電圧を検出する電圧検出回路と、
 前記電圧検出回路で検出される電圧に基づいて前記判定処理を行う判定回路と、
 を含んでもよい。
 これによって、判定回路と外部電源とが直流的に接続しない状態で判定処理を行うことができる。
(4)このLED照明は、
 前記トランスの2次巻線の前記第1端子及び前記第2端子の少なくとも一方は、コンデンサーを介して前記口金の前記第1端子又は前記第2端子と接続されていてもよい。
 これによって、外部電源に含まれる直流成分の影響を抑制できる。
図1は、本実施形態に係るLED照明1を説明するための回路図である。 図2は、本実施形態に係るLED照明1の口金21をソケット71に接続し、口金22を人体Mに接触させた状態を表す回路図である。 図3は、電力供給回路30の構成例を表す回路図である。 図4は、信号出力回路501の出力信号と、A/Dコンバーター503に入力される電圧の一例を示すグラフである。 図5は、従来技術に係る直管形LED照明1000を説明するための図である。
 以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
 図1は、本実施形態に係るLED照明1を説明するための回路図である。図2は、本実施形態に係るLED照明1の口金21をソケット71に接続し、口金22を人体Mに接触させた状態を表す回路図である。本実施形態においては、外形が直管形蛍光灯と同様である、直管形LED照明を例にとり説明するが、本発明は、例えば、外形が環形蛍光灯と同様であっても、U字形蛍光灯と同様であっても適用可能である。
 本実施形態に係るLED照明1は、LED10と、それぞれ第1端子及び第2端子を有する2つの口金21及び22と、LED10に電力を供給する電力供給回路30と、口金21及び22を介して電力供給回路30に外部電力を供給するか否かを切換えるスイッチ40と、スイッチ40を制御する制御回路50と、口金21及び22を介して制御回路50に供給される電流値を基準電流値以下に制限する電流制限回路60と、を含み、制御回路50は、それぞれの口金21及び22において第1端子と第2端子との間がオープン状態(第1端子と第2端子との間が人体Mを介して接続されている状態を含む。)かショート状態かを判定する判定処理と、判定処理において、口金21及び22のいずれにおいても第1端子と第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理と、を行う。
 LED10は、電力供給回路30から電力を供給されることによって点灯する。LED照明1は、LED10として複数のLEDを含んでいてもよい。この場合、複数のLEDが直列接続されていても並列接続されていても、両者が組み合わされていてもよい。
 口金21は、第1端子211及び第2端子212を有する。第1端子211及び第2端子212は、LED照明1に外部電力が供給されるための端子として機能する。口金22は、第1端子221及び第2端子222を有する。第1端子221及び第2端子222は、LED照明1に外部電力が供給されるための端子として機能する。
 電力供給回路30は、LED10に電力を供給する。図1に示される例では、電力供給回路30の第1端子がスイッチ40を介して口金21の第1端子211に接続され、電力供給回路30の第2端子32が口金22の第1端子221に接続されている。また、電力供給回路30の第3端子33がLED10のアノード側(高電位側)に接続され、電力供給回路30の第4端子34がLED10のカソード側(低電位側)に接続されている。
 図2に示される例では、電力供給回路30には、口金21及び22を介して交流電源80から交流電圧が供給される。本実施形態においては、電力供給回路30は、交流電源80から供給される交流電圧を直流電圧に変換してLED10に電力を供給する。
 図3は、電力供給回路30の構成例を表す回路図である。図3に示される例では、電力供給回路30は、第1端子31及び第2端子32から供給される交流を直流に整流するための全波整流用のブリッジ回路などを含んで構成された整流器301、整流器301の出力から高調波を除去して出力するノイズフィルター302、力率を改善するための公知の力率改善回路303、公知のスイッチング回路とPWM(Pulse Width Modulation)回路を含んで構成され第3端子33と第4端子34との間にPWM出力することによってLED10を発光させるLED駆動回路304、保護用のヒューズとサージ対策のバリスタなどを含んで構成され第1端子31と第2端子32との間に設けられた保護回路305を含んで構成されている。
 スイッチ40は、口金21及び22を介して電力供給回路30に外部電力を供給するか否かを切換える。図1に示される例では、スイッチ40は、口金21の第1端子211と電力供給回路30の第1端子31との間に設けられている。スイッチ40としては、トランジスターやサイリスター、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、リレー回路など、種々の公知の構成を採用できる。スイッチ40は、制御回路50によって制御されていない場合(例えば、制御回路50が動作するために必要な電力が制御回路50に供給されていない場合)には、オフ状態となっている。
 制御回路50は、スイッチ40を制御する。制御回路50は、専用回路を用いて構成されていてもよいし、例えばマイクロプロセッサー(Micro-Processing Unit)がROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置(不図示)に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、後述される制御を行うように構成されていてもよい。
 制御回路50は、それぞれの口金21及び22において第1端子と第2端子との間がオープン状態かショート状態かを判定する判定処理を行う。
 図2に示されるように、口金21が接続されるソケット71においては、第1端子711と第2端子712とが接続され、口金22が接続されるソケット72においては、第1端子721と第2端子722とが接続されている。したがって、口金21がソケット71に接続された場合には、口金21の第1端子211と第2端子212には、交流電源80から同電位の電圧が印加される。同様に、口金22がソケット72に接続された場合には、口金22の第1端子221と第2端子222には、交流電源80から同電位の電圧が供給される。また例えば、口金22の第1端子221と第2端子222との間が人体Mを介して接続されている状態は、人体Mの抵抗が数10~数100kΩあるので、オープン状態であるものとみなす。
 したがって、制御回路50がそれぞれの口金21の第1端子211と第2端子212との間、及び、口金22の第1端子221と第2端子222との間がオープン状態かショート状態かを判定する判定処理を行うことによって、LED照明1がソケット71及び72に正しく接続されたか否かを判定できる。
 制御回路50は、判定処理において、口金21及び22のいずれにおいても第1端子と第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理を行う。
 判定処理において、口金21の第1端子211と第2端子212との間、及び、口金22の第1端子221と第2端子222との間のいずれにおいてもショート状態であるものと判定した場合は、LED照明1がソケット71及び72に正しく接続された場合である。したがって、この場合にはスイッチ40をオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理を行う。
 電流制限回路60は、口金21及び22を介して制御回路50に供給される電流値を基準電流値以下に制限する。図1に示される例では、電流制限回路60は、第1端子61が口金21の第1端子211に接続され、第2端子62が口金22の第1端子221に接続されている。また、電流制限回路60は、第1端子61及び第2端子62から供給される電力に基づいて、基準電流値以下の電流値で第3端子63から制御回路50に電力を供給する。基準電流値は、感電とはみなされない程度の電流値に設定される。例えば、日本の電気用品安全法の基準を満たすためには、基準電流値は1mA以下に設定される。
 本実施形態によれば、口金21及び22のいずれにおいても第1端子と第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオフ状態からオン状態へと切換える。したがって、図2に示されるように、仮に、一方の口金(例えば、口金21)のみが外部電源(交流電源80)に接続され、他方の口金(例えば、口金22)が人体Mに接触した場合には、スイッチ40はオフ状態であるので、電流制限回路60で制限された基準電流値以下の電流しか流れない。したがって、交換時に発生する感電を防止するLED照明を提供することができる。
 制御回路50は、切換え処理においては、判定処理において口金21の第1端子211と第2端子212との間、及び、口金22の第1端子221と第2端子222との間のいずれかがオープン状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオン状態からオフ状態へと切換えてもよい。
 本実施形態によれば、口金21及び22のいずれかの第1端子と第2端子との間がオープン状態であるものと判定した場合に、スイッチ40をオン状態からオフ状態へと切換える。したがって、図2に示されるように、仮に、一方の口金(例えば、口金21)のみが外部電源(交流電源80)に接続され、他方の口金(例えば、口金22)が人体Mに接触した場合には、スイッチ40はオフ状態に切換えられている、電流制限回路60で制限された基準電流値以下の電流しか流れない。したがって、交換時に発生する感電を防止するLED照明を提供することができる。
 制御回路50は、出力端子5001から電圧信号を出力する信号出力回路501と、一端が出力端子5001と接続される抵抗511と、1次巻線の第1端子5211が抵抗511の他端と接続され、2次巻線の第1端子5213が口金21の第1端子211と接続され、2次巻線の第2端子5214が口金21の第2端子212と接続されるトランス521と、抵抗511とトランスと521の接続点の電圧を検出する電圧検出回路505と、電圧検出回路505で検出される電圧に基づいて判定処理を行う判定回路507と、を含んでもよい。また、制御回路50は、出力端子5002から電圧信号を出力する信号出力回路502と、一端が出力端子5002と接続される抵抗512と、1次巻線の第1端子5221が抵抗521の他端と接続され、2次巻線の第1端子5223が口金22の第1端子221と接続され、2次巻線の第2端子5224が口金22の第2端子222と接続されるトランス522と、抵抗521とトランスと522の接続点の電圧を検出する電圧検出回路506と、電圧検出回路506で検出される電圧に基づいて判定処理を行う判定回路507と、を含んでもよい。
 図1及び図2に示される例では、制御回路50のうち口金21側の回路と、口金22側の回路とは同様に構成されているので、口金21側の回路を中心に説明し、口金22側の回路の符号を括弧内に記載して詳細な説明を省略する。
 制御回路50は、マイコン500を含んで構成されている。マイコン500は、マイクロプロセッサーであり、信号出力回路501及び502、A/Dコンバーター503及び504、電圧検出回路505及び506、判定回路507、切換え回路508として機能する部分を有している。
 信号出力回路501(502)は、出力端子5001(5002)から電圧信号を出力する。電圧信号としては、例えば、矩形パルス信号であってもよいし、正弦波交流信号であってもよい。
 抵抗511(512)は、一端が出力端子5001(5002)に接続され、他端がトランス521(522)の1次巻線の第1端子5211(5221)に接続されているとともに、マイコン500の入力端子5003(5004)に接続されている。
 トランス521(522)の1次巻線の第2端子は接地電位GNDに接続されている。トランス521(522)の2次巻線の第1端子5213(5223)は口金21(22)の第1端子211(221)に接続され、2次巻線の第2端子5214(5224)はコンデンサー530(540)を介して口金21(22)の第2端子212(222)に接続されている。
 図4は、信号出力回路501の出力信号と、A/Dコンバーター503に入力される電圧の一例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は電圧を表す。図4のAは、信号出力回路501の出力信号、図4のBは、口金21の第1端子211と第2端子212との間がオープン状態である場合にA/Dコンバーター503に入力される電圧、図4のCは、口金21の第1端子211と第2端子212との間がショート状態である場合にA/Dコンバーター503に入力される電圧を表す。
 図4のAに示されるように、信号出力回路501は時刻t0から時刻t1までの期間で相対的に高電圧となる矩形パルス信号を出力する。時刻t0から時刻t1までの期間の長さは、判定処理の精度が確保できる範囲で短い方が好ましい。本実施形態においては、時刻t0から時刻t1までの期間の長さを20ミリ秒以下の時間としている。口金21の第1端子211と第2端子212との間がオープン状態である場合には、口金21の第1端子211と第2端子212との間が相対的に高抵抗となるので、図4のBに示されるように、相対的に高い電圧がA/Dコンバーター503に入力される。口金21の第1端子211と第2端子212との間がショート状態である場合には、口金21の第1端子211と第2端子212との間が相対的に低抵抗となるので、図4のCに示されるように、相対的に低い電圧がA/Dコンバーター503に入力される。したがって、しきい値電圧Vthを適宜設定することによって、口金21の第1端子211と第2端子212との間がオープン状態であるかショート状態であるかを判定できる。同様に、口金22の第1端子221と第2端子222との間がオープン状態であるかショート状態であるかを判定できる。
 図1及び図2に示される例では、電圧検出回路505(506)は、入力端子5003(5004)及びA/Dコンバーター503(504)を介して、抵抗511(512)とトランス521(522)との接続点の電圧を検出する。判定回路507は、電圧検出回路505及び506によって検出された電圧に基づいて、判定処理を行う。切換え回路508は、判定回路507の判定処理の結果に基づいて、スイッチ40を切換えるための信号である切換え信号を、出力端子5005を介してスイッチ40に出力する。
 制御回路50が図1及び図2に示されるように構成されていることによって、判定回路507(マイコン500)と外部電源(交流電源80)とが直流的に接続しない状態で判定処理を行うことができる。
 トランス521(522)の2次巻線の第1端子5213(5223)及び第2端子5214(5224)の少なくとも一方は、コンデンサーを介して口金21(22)の第1端子211(221)又は第2端子212(222)と接続されていてもよい。図1及び図2に示される例では、トランス521(522)の2次巻線の第2端子5214(5224)がコンデンサー530(540)を介して口金21(22)の第1端子211(221)又は第2端子212(222)と接続されている。これによって、外部電源(交流電源80)に含まれる直流成分が制御回路50に与える影響(図1及び図2に示される例では、特にマイコン500に与える影響)を抑制できる。
 本実施形態において、電力供給回路30、スイッチ40及び制御回路50を一枚の基板に一体構成してもよい。これによって、複数の基板に構成する場合や機械的スイッチを用いて構成する場合に比べて組立作業が容易となる。
 なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1 LED照明、10 LED、21,22 口金、30 電力供給回路、31 第1端子、32 第2端子、33 第3端子、34 第4端子、40 スイッチ、50 制御回路、60 電流制限回路、61 第1端子、62 第2端子、63 第3端子、71,72 ソケット、80 交流電源、211 第1端子、212 第2端子、221 第1端子、222 第2端子、301 整流器、302 ノイズフィルター、303 力率改善回路、304 LED駆動回路、305 保護回路、500 マイコン、501,502 信号出力回路、503,504 A/Dコンバーター、505,506 電圧検出回路、507 判定回路、508 切換え回路、511,512 抵抗、521,522 トランス、530,540 コンデンサー、711 第1端子、712 第2端子、721 第1端子、722 第2端子、1000 LED照明、1001 LED、1002 電源回路、1003 端子、1003a,1003b 接続端子、1004 端子、1004a,1004b 接続端子、1005,1006 ソケット、1007 交流電源、1008 スイッチ、5001,5002 出力端子、5003,5004 入力端子、5005 出力端子、5211 第1端子、5212 第2端子、5213 第1端子、5214 第2端子、5221 第1端子、5222 第2端子、5223 第1端子、5224 第2端子

Claims (4)

  1.  LEDと、
     それぞれ第1端子及び第2端子を有する2つの口金と、
     前記LEDに電力を供給する電力供給回路と、
     前記口金を介して前記電力供給回路に外部電力を供給するか否かを切換えるスイッチと、
     前記スイッチを制御する制御回路と、
     前記口金を介して前記制御回路に供給される電流値を基準電流値以下に制限する電流制限回路と、
     を含み、
     前記制御回路は、
     それぞれの前記口金において前記第1端子と前記第2端子との間がオープン状態かショート状態かを判定する判定処理と、
     前記判定処理において、前記口金のいずれにおいても前記第1端子と前記第2端子との間がショート状態であるものと判定した場合に、前記スイッチをオフ状態からオン状態へと切換える切換え処理と、
     を行う、LED照明。
  2.  請求項1に記載のLED照明において、
     前記制御回路は、前記切換え処理においては、
     前記判定処理において、前記口金のいずれかの前記第1端子と前記第2端子との間がオープン状態であるものと判定した場合に、前記スイッチをオン状態からオフ状態へと切換える、LED照明。
  3.  請求項1又は2に記載のLED照明において、
     前記制御回路は、
     出力端子から電圧信号を出力する信号出力回路と、
     一端が前記出力端子と接続される抵抗と、
     1次巻線の第1端子が前記抵抗の他端と接続され、2次巻線の第1端子が一方の前記口金の前記第1端子と接続され、2次巻線の第2端子が一方の前記口金の前記第2端子と接続されるトランスと、
     前記抵抗と前記トランスとの接続点の電圧を検出する電圧検出回路と、
     前記電圧検出回路で検出される電圧に基づいて前記判定処理を行う判定回路と、
     を含む、LED照明。
  4.  請求項3に記載のLED照明において、
     前記トランスの2次巻線の前記第1端子及び前記第2端子の少なくとも一方は、コンデンサーを介して前記口金の前記第1端子又は前記第2端子と接続される、LED照明。
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