CN102469669A - Led点灯装置以及led照明装置 - Google Patents

Abstract

根据一实例，LED点灯装置具备：LED点灯电路、以及将多个并联电路串联连接而构成的LED负载，所述多个并联电路是多个LED元件并联连接而成。与LED点灯电路的输出端连接的各并联电路，在1个LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件继续点灯；在2个以上的LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件是利用过电流而成为开放故障模式，从而所有的LED元件熄灭。

Description

LED点灯装置以及LED照明装置

技术领域

本发明的实施例大体而言涉及一种LED点灯装置以及照明装置。

背景技术

当为了获得所需的光量而使用多个LED元件时，可将多个LED元件的串联电路所构成的多个负载电路、分别经由平衡器(balancer)而并联连接于LED点灯电路的输出端来进行点灯。

但是，此时，由于每个负载电路都需要平衡器，因此会导致LED点灯装置的成本上升(cost up)，并且平衡器也会产生电力损耗，因此电路效率下降。而且，由于增加了平衡器的安装，因此安装电路零件的安装基板的构造变得复杂化，并且还需要应对因平衡器的发热引起的安装基板的温度上升。

而且，也可由多个LED元件来形成并联电路，将多个该并联电路串联连接而作为单一的负载电路，并将该单一的负载电路的两端连接于LED点灯电路的输出端来进行点灯。

此时，一旦LED元件发生开放故障模式(mode)，则电流会分流至剩余的LED元件，因此剩余的LED元件会继续点灯，但会因各元件间的If电流的不均而导致光输出产生不均，所述各元件间的If电流的不均是伴随LED元件的Vf特性的不均而产生的。而且，当分流至剩余的LED元件的电流达到过度的过载状态时，元件的温度上升会变得过高而造成LED元件的寿命缩短。

进而，也可将多个LED元件经由平衡器而交叉耦合(cross coupling)地连接于从LED点灯电路的两端延伸的多条配线。

但是，此时，虽能在LED元件的开放故障模式及短路故障模式时、使剩余的LED元件点灯，但负载电路将变成多个。因此，在必须使用多个平衡器这一方面，存在与前述的连接方法同样的问题，不仅如此，还必须在配线的中途介隔电桥(bridge)，因而配线构造变得复杂化。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于：提供一种LED点灯装置、及具备该LED点灯装置的LED照明装置。该LED点灯装置具备：LED元件发生开放故障模式时的安全动作功能，并且，即使并联电路的LED元件产生光输出的不均，并联电路的LED元件的光输出的不均也不会变得显眼，并且无须使用平衡器。

本发明的实施方式的发光二极管(LED)点灯装置的特征在于包括：发光二极管(LED)点灯电路；以及发光二极管(LED)负载，将并联连接有多个发光二极管(LED)元件的多个并联电路串联连接、并且连接于LED点灯电路的输出端。所述各并联电路在1个LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件继续点灯；在2个以上的LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件也利用过电流而成为开放故障模式，从而所有的LED元件熄灭。

发明的效果

根据本发明的实施方式，当1个LED元件呈开放故障模式时，尽管电流分流至剩余的LED元件，但也只是轻度的过载，因此继续点灯；而当2个以上的LED元件呈开放故障模式时，剩余的LED元件将达到极端的过电流，从而呈开放故障模式而熄灭。其结果，串联连接的所有并联电路的LED元件熄灭，从而能够实现电路的安全。进而，由于可使LED元件负载由单一电路构成，因此可期待能够提供一种不需要平衡器的LED点灯装置、及具备此LED点灯装置的LED照明装置。

附图说明

以下的附图纳入并构成本说明书的一部分以说明本发明的实例，并且连同上述大体说明和下面给出的实施方式的详细说明，一起来解释本发明的原理。

图1是本发明的第1实施方式的电路方块图。

图2是表示本发明的第2实施方式的LED负载的安装状态的电路图。

图3是表示本发明的第3实施方式的LED负载的安装状态的电路图。

[符号的说明]

AC：交流电源      LS：LED负载

CB 1～CBn：基板   P1～Pn：并联电路

le1～le4：LED元件 SC：串联电路

let1、let2：端子  t1、t2：输入端

LOC：LED点灯电路  t3、t4：输出端

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的代表性实施方式的LED点灯装置及照明装置，在所有图中，对于相同或相应的部分标注相同或相似的参考符号。

本发明的实施方式的LED点灯装置的特征在于包括：LED点灯电路；以及LED负载，将并联连接有多个LED元件的多个并联电路串联连接、并且连接于LED点灯电路的输出端。所述各并联电路在1个LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件继续点灯；在2个以上的LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件也利用过电流而成为开放故障模式，从而所有的LED元件熄灭。

[第1实施方式]

图1表示本发明的第1实施方式。在图中，LED点灯装置具备：LED点灯电路LOC、及LED负载LS。

LED点灯电路LOC的输入端t1、t2连接于交流电源AC，输出端t3、t4连接于后述的LED负载LS。而且，优选的是，LED点灯电路LOC在其内部具备恒电流控制功能，以使负载电流维持固定。另外，LED点灯电路LOC也可以采用下述电路结构，即，将已知的直流-直流(DirectCurrent-Direct Current，DC-DC)转换器(converter)作为主体，并且具备直流电源，对DC-DC转换器例如降压斩波器(chopper)供给直流电力。

LED负载LS具备单一的串联电路SC，该串联电路SC包含并联连接有多个LED元件le1～le4的多个并联电路P1～Pn，且该串联电路SC是将多个并联电路P1～Pn串联连接而构成。

多个并联电路P1～Pn配置成：各自的多个LED元件le1～le4在空间上为相邻的关系。所谓在空间上为相邻的关系是指：在构成1个并联电路的多个LED元件le1～le4中的相邻的LED元件之间，例如le1与le2呈平面或立体地彼此靠近的位置关系，意味着在从被照明的位置观察时，相邻的LED元件le1与le2的发光为混光的状态。

因此，即使在并联电路P内的LED元件le1～le4之间，光输出存在不均，也能得以平均化而使得看上去较为舒适，因此在实用上不会有影响。另外，此时，在并联电路P与照明位置之间介隔着光扩散板(未图示)的形态的情况下，即使LED元件le与照明位置之间的距离相对变小，发光也能得以扩散而形成良好的混光状态，因此较为理想。

要使并联电路P的多个LED元件le1～le4处于彼此靠近的位置关系，优选的是，例如，如图2所示般，在共用的基板CB上安装LED元件le1～le4。但是，也可如图3所示般，基板CB对应于每个并联电路而分离。也可将多个并联电路P1～Pn中的全部或一部分安装到共用的基板上。

而且，对于多个并联电路P1～Pn而言，当在1个该并联电路中、有1个LED元件例如le1成为开放模式故障时，负载电流将分流至剩余的LED元件le2～le4，因此继续点灯。与此相对，当有2个以上的LED元件例如le1、le2成为开放故障模式时，流经剩余的LED元件le3、le4的过电流会变得极端大于额定值，因而成为开放故障模式。其结果，该并联电路P的所有LED元件le1～le4熄灭。并且，负载电流由此被阻断，因此LED负载LS的所有LED元件le熄灭。

为了满足上述条件，将LED元件le并联连接的数量设定成：在2个以上的LED元件le1、le2成为开放故障模式时，流经剩余的LED元件le3、le4的电流达到LED元件le的额定的1.5倍以上即可。而且，在1个LED元件le成为开放故障模式时，如果流经剩余的LED元件le3、le4的电流为LED元件le的额定的1.35倍以下，则剩余的LED元件le将继续点灯。综上所述，在并联电路P中连接的LED元件le的并联数优选为4个～6个。

在图示的实施方式的实例中，平常时，流经LED元件le的电流为：比额定的90mA还低的71mA(相对于额定为79％)，在并联电路P的1个LED元件le成为开放故障模式时，流经剩余的LED元件le单体的电流为95mA(相对于额定为106％)。而且，在2个LED元件le成为开放故障模式时，流经剩余的LED元件le单体的电流为142mA(相对于额定为158％)。

另外，在多个并联电路P1～Pn中的1个LED元件(例如le1)成为开放故障模式时，基于上述理由，剩余的LED元件le2～le4将继续点灯，但不变的是，剩余的LED元件le2～le4仍为过载，虽然其程度相对较小。因而，有可能会缩短剩余的LED元件le2～le4的寿命，因此较为理想的是尽早发现并加以修复。

另一方面，在LED元件le成为短路故障模式时，设有该LED元件le的并联电路P将会短路，但在LED点灯电路LOC进行恒电流控制时，剩余的并联电路P将正常地继续点灯。

[第2实施方式]

参照图2来说明第2实施方式。另外，对于与图1相同的部分标注相同的符号、并省略说明。在本实施方式中，多个并联电路P1～Pn安装在共用的基板CB上。图示的共用的基板CB为细长的、且在基板CB的两端部具有端子let1、let2。在两端子let1、let2之间，分别属于多个并联电路P1～Pn的所有多个LED元件le1～le4是：等间隔地呈直线状而排列在连结端子let1、let2之间的假想直线上。而且，各并联电路P1～Pn为串联连接。因此，LED负载LS全部安装在共用的基板CB上，将两端子let1、let2连接于LED点灯电路LOC的输出端t3、t4，便可对LED负载LS进行点灯。

若根据本实施方式，由于各并联电路P的多个LED元件le1～le4配置成在平面上相邻的关系，所以，关于即使并联电路P内的LED元件le1～le4之间存在光输出的不均、也能平均化而使得看上去较为舒适的方面而言，与第1实施方式大致上相同，在实用上不会有影响。

而且，本实例起到与前述的第1实施方式同样的作用、效果，并且，各并联电路P1～Pn各自的多个LED元件le1～le4为等间隔、且呈直线状地排列在共用的基板CB上，因此，可提供一种能够沿着线(line)状而以大致均等的光输出来发光，并且实现单一安装体化、而容易操作的LED负载LS。

[第3实施方式]

参照图3来说明第3实施方式。另外，对于与图2相同的部分标注相同的符号、并省略说明。在本实施方式中，多个并联电路P1、P2...是在各自独立的细长的基板CB 1、CB2...上，将各LED元件le1～le4为等间隔地排列成直线状而安装。另外，各基板CB 1、CB2...在各自的两端部具备端子let1、let2。

各并联电路P1、P2...将在Vf特性中、上升时的Vf为相对较低的LED元件le1、le4(图中施加有斜线)配置在与两端子let1、let2邻接的位置；将上升时的Vf为相对较高的LED元件le3、le4配置在中间位置。

在Vf特性中、上升时的Vf相对较低的LED元件le1、le4在各自所属的并联电路P中，由于电流的分流比成为大，所以点灯时的光输出相对地成为较大。与此相对，在Vf特性中、上升时的Vf相对较高的LED元件le3、le4在各自所属的并联电路P中，由于分流比成为小，所以点灯时的光输出相对地成为较小。

若是将多个并联电路P1、P2...串联连接，并且将多个基板CB 1、CB2...沿着其长度方向配置成直线状且串联连接，便可与第2实施方式同样地，将所有LED元件le排列成直线状。

若根据本实施方式，与设在邻接的一对基板CB 1和CB2上的端子let2、let1分别邻接的LED元件le4与le1之间的距离，其会比各基板CB1、CB2内的LED元件le2与le3之间的距离更大，但将多个基板CB1、CB2...排列成直线状并且串联连接，便可获得与第1实施方式同样的作用、效果。进而，可提供与第2实施方式大致同样的线状的LED负载LS。

而且，由于基板CB对应于每个并联电路P而分离，所以不仅可提供具有直线状，也可提供具有L字状、U字状等多种形状的线状的LED负载LS。

接下来，对本发明的照明装置的实施方式进行说明。照明装置具备：照明装置本体、以及配设在照明装置本体中的上述实施方式的LED点灯装置。本实例的照明装置可适用于包含光源的各种类型(type)的照明装置。照明装置本体是指：从照明装置中除去LED点灯装置以外的剩余部分。而且，LED点灯装置的LED点灯电路也可配设在离开照明装置本体的位置上。

若根据上述实施方式，在1个LED元件成为开放故障模式时，尽管电流分流至剩余的LED元件，但只是轻度的过载，因此继续点灯；但在2个以上的LED元件成为开放故障模式时，剩余的LED元件是：变成极端的过电流，从而成为开放故障模式而熄灭。其结果，串联连接的所有并联电路的LED元件熄灭，而能够实现电路的安全。进而，由于可使LED元件负载由单一电路构成，因此可提供一种不需要平衡器的LED点灯装置、及具备此LED点灯装置的LED照明装置。

尽管以上阐述某些实施方式，然而这些实施方式仅是用于举例说明本发明，并不意图限定本发明的范围。实际上，可在不背离本发明的范围的条件下修改各构成要素。通过将实施方式中所揭示的各构成要素适当地组合，可构成多种实施方式。可从实施方式中揭示的所有构成要素中省略某些构成要素。此外，可将不同实施方式中的构成要素适当组合。所附权利要求书和其等价部分意在将这些变形和变更涵盖在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种发光二极管点灯装置，其特征在于包括：

发光二极管点灯电路；以及

发光二极管负载，将并联连接有多个发光二极管元件的多个并联电路串联连接、并且连接于所述发光二极管点灯电路的输出端，

所述各并联电路在1个发光二极管元件成为开放故障模式时，剩余的发光二极管元件继续点灯，

在2个以上的发光二极管元件成为开放故障模式时，剩余的发光二极管元件是利用过电流而成为开放故障模式，从而所有的发光二极管元件熄灭。

2.一种发光二极管照明装置，其特征在于包括：

发光二极管照明装置本体；以及

根据权利要求1所述的发光二极管点灯装置，配置在所述发光二极管照明装置本体中。

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