JP2013097899A

JP2013097899A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2013097899A
Application number: JP2011237252A
Authority: JP
Inventors: Jun Yoshito; 淳吉戸; Masato Honda; 正人本田; Mitsuo Nakajima; 光雄中島
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-20
Also published as: TW201330686A; CN103891414A; WO2013061638A1

Abstract

【課題】複雑な切替回路を必要としない簡便な構成でありながら、良好に停電時の点灯を行うことができ、小型化が可能で、停電時の明るさ調整を簡便に行う。
【解決手段】スイッチ２０をＯＮとして通常点灯を行うと、電源回路１０から駆動電流が発光回路３０のＬＥＤ３０Ａ〜３０Ｔに供給され、矢印Ｆ１Ａで示すように電流が流れて発光する。このとき、補助点灯回路４０では、充電回路５０の充電用ダイオード５４が導通し、充電電流制限抵抗５２によって制限された充電電流が矢印Ｆ１Ｂで示すように流れ、コンデンサ７０が充電される。停電が生ずると、放電回路６０の放電用ダイオード６４が導通してコンデンサ７０が放電回路６０を介して放電し、矢印Ｆ１Ｃのように電流が流れて発光回路３０のＬＥＤ３０Ｔが発光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が直列接続された照明装置に関し、特に、主電源が停止した後も一定時間は点灯を継続する機能を有するＬＥＤ照明装置に関する。

停電時の安全を確保するため、主電源が停止した際に、一定時間点灯動作を継続する照明装置が商品化されている。最も簡単な方法としては、停電用の電源として２次電池を使用する方法がある。また、下記特許文献１には、蛍光ランプを商用電源の電圧によって点灯する際に、充電素子（コンデンサ）を充電し、商用電源の電圧供給が停止したときに、充電素子を放電してＬＥＤを点灯する照明器具が開示されている。

ところで、最近は、蛍光ランプの代わりに、省エネルギー等の観点から、複数のＬＥＤを直列接続した照明装置が提供されている。このようなＬＥＤ照明装置における点灯継続の先行技術としては、下記特許文献２，３に記載されたものがある。これらのうち、特許文献２には、ＬＥＤ式蛍光管の点灯期間中にコンデンサに充電した電荷を放電して、前記ＬＥＤ式蛍光管の発光部に印加することで、ＬＥＤ式蛍光管の点灯状態を保持するようにしたＬＥＤランプが開示されている。特許文献３には、複数の発光素子が直列接続された光源と、いずれか一又は複数の発光素子に並列に接続されたキャパシタとを備えており、外部からの電力供給が停止したときに、前記キャパシタから電力を供給して前記光源の点灯を一定時間持続させるようにした照明装置が開示されている。

特開２００６−１３９９８８号公報特開２０１１−８２０４５号公報特開２００９−１７０３４１号公報

しかしながら、上述した先行技術では、次のような課題がある。
(1)上述した２次電池を使用する方法では、その充電回路や保護回路等が必要となり、照明装置として大型化が避けられない。また、充電・放電を繰り返すことで、２次電池が消耗し、いずれは寿命となるため、定期的に電池交換も必要である。
(2)前記特許文献１の先行技術では、充電回路と放電回路を商用電源の有無によって切り替えるため、回路切替用のスイッチや商用電源の検出回路等を設ける必要があり、照明装置が大型化してしまう。
(3)前記特許文献２の先行技術では、複数のＬＥＤが直列接続された発光部の全体を電源停止時も点灯させるため、コンデンサとして容量の大きなものが必要となり、照明装置の大型化が避けられない。
(4)前記特許文献３の先行技術では、コンデンサに充電する電流経路とコンデンサから放電する電流経路が共通しており、充電電流制限抵抗と放電電流制限抵抗が同じとなる。このため、充電時間を短くするために抵抗値を小さくすると、放電電流が大きくなって停電後の点灯時間が短くなり、逆に、停電後の点灯時間を長くするために抵抗値を大きくすると、充電時間が長くなってしまう。また、電流が小さくなってＬＥＤの光量が低下する。ＬＥＤは、その順方向の電圧と電流の関係から、電圧が低くなると電流が急激に減少する。このため、コンデンサ充放電回路の抵抗による電圧の低下によって、ＬＥＤの明るさが極端に低下してしまう。

本発明は、以上のような点に着目したもので、その目的は、複雑な切替回路を必要としない簡便な構成でありながら、良好に停電時等の点灯を行うことができる小型化が可能なＬＥＤ照明装置を提供することである。他の目的は、停電時等の明るさ調整を簡便に行うことができるＬＥＤ照明装置を提供することである。

本発明のＬＥＤ照明装置は、駆動用の電源手段から電圧を印加して、直列に接続された複数のＬＥＤを有する発光手段を駆動し、ＬＥＤの発光による照明を行うＬＥＤ照明装置であって、前記電源手段の停止時に、前記発光手段における複数のＬＥＤのうちの少なくとも一つを駆動して補助的に点灯するためのコンデンサ，前記発光手段と前記コンデンサとの間に接続されており、前記電源手段による前記発光手段の駆動時に前記コンデンサを充電する充電回路，前記発光手段と前記コンデンサとの間に接続されており、前記電源手段の停止時に前記コンデンサを放電する放電回路，を備えており、前記発光手段に対する前記充電回路の接続位置の電位が、前記発光手段に対する前記放電回路の接続位置の電位よりも高くなるように、前記発光手段に対して、前記充電回路及び前記放電回路を接続したことを特徴とする。

主要な形態の一つによれば、前記コンデンサとして、電気２重層コンデンサ又はリチウムイオンコンデンサが使用される。他の形態によれば、前記充電回路は、充電時に導通するダイオードと充電電流制限抵抗とが直列に接続されており、前記放電回路は、放電時に導通するダイオードと放電電流制限抵抗とが直列に接続されていることを特徴とする。更に他の形態によれば、前記充電回路ないし放電回路のダイオードをＬＥＤで構成するとともに、そのＬＥＤを、前記発光手段のＬＥＤとともに、もしくは、前記発光手段のＬＥＤの代わりに、補助的に点灯することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、補助点灯用のコンデンサの充電回路と放電回路を個別に構成し、充電時の電位と放電時の電位が異なるように、接続位置を設定することとしたので、停電や消灯といった電源停止時に良好にＬＥＤ点灯を行うことができる。また、充電回路及び放電回路を電流制限抵抗とダイオードとによって構成することで、複雑な切替回路を必要としない。充電回路と放電回路の接続位置を変更することで、補助点灯時に点灯するＬＥＤの数を増減でき、明るさを簡単に調整することができる。

本発明の実施例１を示す回路図である。(A)は全体の構成を示し、(B)は通常点灯時の様子を示し、(C)は補助点灯時の様子を示す。本発明の実施例２を示す回路図である。

以下、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１を参照しながら本発明の実施例１について説明する。同図(A)には、基本的な回路構成が示されており、電源回路１０がスイッチ２０を介して発光回路３０及び補助点灯回路４０に接続された構成となっている。

これらのうち、電源回路１０は、例えば、商用電源に対して、降圧，整流，平滑などの処理を行って、発光回路３０に駆動電流を供給する回路で、公知のものをそのまま適用できる。スイッチ２０は、電源回路１０による発光回路３０への駆動電流の供給をＯＮ・ＯＦＦするためのものである。発光回路３０は、ＬＥＤ３０Ａ，３０Ｂ，・・・３０Ｒ，３０Ｓ，３０Ｔが直列に接続された構成となっている。ＬＥＤ３０Ａ〜３０Ｔとしては、白色ＬＥＤが一般的であるが、他の青などのＬＥＤを使用することを妨げるものではない。接続するＬＥＤの個数は、必要に応じて適宜増減してよい。

補助点灯回路４０は、停電時に一定時間点灯を行うための回路で、充電回路５０，放電回路６０，コンデンサ７０によって構成されている。充電回路５０は、ＬＥＤ３０Ｒのカソード側ないしＬＥＤ３０Ｓのアノード側に接続された充電電流制限抵抗５２と、これにアノード側が接続された充電用ダイオード５４によって構成されている。放電回路６０は、ＬＥＤ３０Ｓのカソード側ないしＬＥＤ３０Ｔのアノード側に接続された放電電流制限抵抗６２と、これにカソード側が接続された放電用ダイオード６４によって構成されている。すなわち、放電回路６０は、充電回路５０と比較して、発光回路３０の低い電位の位置に接続されている。充電用ダイオード５４のカソード側及び放電用ダイオード６４のアノード側は、いずれもコンデンサ７０のプラス側に接続されている。コンデンサ７０のマイナス側はアースを介して電源回路１０に接続されている。

コンデンサ７０としては、各種のものを用いてよいが、例えば、ｍＦ〜Ｆオーダの容量を持つ電気２重層コンデンサやリチウムイオンコンデンサが好適である。

次に、本実施例の動作を説明する。通常の点灯時は、スイッチ２０をＯＮとする。すると、図１(B)に示すように、電源回路１０から駆動電流が発光回路３０のＬＥＤ３０Ａ〜３０Ｔに供給され、矢印Ｆ１Ａで示すように電流が流れる。これにより、ＬＥＤ３０Ａ〜３０Ｔが発光する。このとき、補助点灯回路４０では、充電回路５０の充電用ダイオード５４が導通し、充電電流制限抵抗５２によって制限された充電電流が矢印Ｆ１Ｂで示すように流れ、コンデンサ７０が充電される。

この状態で停電が生じたとすると、電源回路１０からの発光回路３０に対する通電が停止する。すると、充電回路５０によるコンデンサ７０の充電が停止されるとともに、放電回路６０の放電用ダイオード６４が導通するようになり、コンデンサ７０が放電回路６０を介して放電され、矢印Ｆ１Ｃで示すように電流が流れる。これにより、発光回路３０のＬＥＤ３０Ｔが発光する。これにより、一定時間は、ＬＥＤ３０Ｔの発光が継続されることとなる。なお、停電時のみならず、通常の消灯時も、停電時と同様の動作が行われる。すなわち、スイッチ２０がＯＦＦになると、停電時と同様に補助点灯回路４０が作動して、一定時間補助点灯用のＬＥＤ３０Ｔが発光する。従って、意図的に消灯する際にも、急に真っ暗になってしまうことを防止することができる。このように、停電時のみならず消灯時も電源停止時に含まれる。

このように、本実施例によれば、次のような効果がある。
(1)電気２重層コンデンサ又はリチウムイオンコンデンサを補助点灯用のコンデンサとして用いることとしたので、容量を大きくすることができ、長時間にわたってＬＥＤを点灯させることができる。
(2)コンデンサの充電回路と放電回路は、コンデンサと抵抗とダイオードのみで簡便に構成されており、装置の小型化が可能となって、照明器具への内蔵も容易である。
(3)充放電の電流経路が異なっており、充電回路は放電回路よりも電位が高い位置に接続されているので、相対的に、コンデンサの充電時間を短くするとともに、放電時間を長くすることができる。
(4)充電回路と放電回路の接続位置を変更することで、補助点灯時に発光するＬＥＤの数を増減することができ、明るさの調整が容易である。
(5)電源供給系統に対して、補助点灯を行うためのスイッチの追加などの変更を必要としない。

次に、図２を参照しながら、本発明の実施例２について説明する。なお、上述した実施例１に対応する構成要素には同一の符号を用いる。まず、図２(A)の補助点灯回路１００は、前記図１に対して、充電回路５０をＬＥＤ３０Ｒのカソード側に接続した例である。これによれば、充電電圧が前記実施例１よりも高くなり、充電時間がより短縮されるようになる。

図２(B)の補助点灯回路２００は、前記図１に対して、充電回路５０をＬＥＤ３０Ａのアノード側ないしＬＥＤ３０Ｂのカソード側に接続した例である。これによれば、充電電圧が前記図２(A)よりも更に高くなり、充電時間が更に短縮される。

図２(C)の補助点灯回路３００は、図２(A)の例に対して、放電回路６０をＬＥＤ３０Ｒのアノード側ないしＬＥＤ３０Ｓのカソード側に接続した例である。これによれば、図２(A)と比較して、電源停止時にＬＥＤ３０Ｓ，３０Ｔが点灯するようになり、点灯時の明るさが向上する。

図２(D)の補助点灯回路４００は、図２(B)の例に対して、放電回路６０をＬＥＤ３０Ｒのカソード側に接続した例である。これによれば、図２(B)と比較して、電源停止時にＬＥＤ３０Ｒ，ＬＥＤ３０Ｓ，３０Ｔが点灯するようになり、点灯時の明るさが更に向上する。

図２(E)の補助点灯回路５００は、図２(A)の例に対して、充電回路５０の充電用ダイオード５４と放電回路６０の放電用ダイオード６４の両方をＬＥＤとした例である。放電用ダイオード６４のみをＬＥＤとしてもよい。充電回路５０Ｌは、充電電流制限抵抗５２と、これにアノード側が接続された充電用ＬＥＤ５４Ｌによって構成されている。放電回路６０Ｌは、放電電流制限抵抗６２と、これにカソード側が接続された放電用ＬＥＤ６４Ｌによって構成されている。また、放電回路６０Ｌは、発光回路３０のＬＥＤ３０Ｔのアノード側に接続されている。本例によれば、コンデンサ７０の充電時は、発光回路３０のＬＥＤ３０Ａ〜３０Ｔのみならず、充電用ＬＥＤ５４Ｌが一定時間点灯する。電源停止時におけるコンデンサ７０の放電時は、放電用ＬＥＤ６４Ｌが一定時間点灯する。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)発光回路３０を構成するＬＥＤの個数や種類は、必要に応じて適宜選択してよい。また、補助点灯回路の充電回路及び放電回路の接続位置は、コンデンサ充電時の電位が放電時よりも高ければ、いずれの位置としてもよく、前記実施例に限定されるものではない。
(2)補助点灯時に点灯するＬＥＤの発光色を、通常点灯時に点灯する他のＬＥＤと異なるようにすることで、補助点灯時に通常時と異なる発光色とすることができる。例えば、図２(E)の例において、放電用ＬＥＤ６４Ｌを他のＬＥＤと異なる発色のものとすれば、補助点灯時の発光色を通常点灯時と異なるようにすることができる。

本発明によれば、補助点灯用のコンデンサの充電回路と放電回路とを個別に構成し、充電時の電位が放電時よりも高くなるようにしたので、コンデンサを短時間で充電するとともに、停電や消灯といった電源停止時は長時間放電して補助点灯を行うことができ、照明器具一般に適用可能である。

１０：電源回路
２０：スイッチ
３０：発光回路
３０Ａ〜３０Ｔ：ＬＥＤ
４０：補助点灯回路
５０，５０Ｌ：充電回路
５２：充電電流制限抵抗
５４：充電用ダイオード
５４Ｌ：充電用ＬＥＤ
６０，６０Ｌ：放電回路
６２：放電電流制限抵抗
６４：放電用ダイオード
６４Ｌ：放電用ＬＥＤ
７０：コンデンサ
１００，２００，３００，４００，５００：補助点灯回路

Claims

駆動用の電源手段から電圧を印加して、直列に接続された複数のＬＥＤを有する発光手段を駆動し、ＬＥＤの発光による照明を行うＬＥＤ照明装置であって、
前記電源手段の停止時に、前記発光手段における複数のＬＥＤのうちの少なくとも一つを駆動して補助的に点灯するためのコンデンサ，
前記発光手段と前記コンデンサとの間に接続されており、前記電源手段による前記発光手段の駆動時に前記コンデンサを充電する充電回路，
前記発光手段と前記コンデンサとの間に接続されており、前記電源手段の停止時に前記コンデンサを放電する放電回路，
を備えており、
前記発光手段に対する前記充電回路の接続位置の電位が、前記発光手段に対する前記放電回路の接続位置の電位よりも高くなるように、前記発光手段に対して、前記充電回路及び前記放電回路を接続したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記コンデンサとして、電気２重層コンデンサ又はリチウムイオンコンデンサを使用したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
前記充電回路は、充電時に導通するダイオードと充電電流制限抵抗とが直列に接続されており、前記放電回路は、放電時に導通するダイオードと放電電流制限抵抗とが直列に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
請求項３記載の充電回路ないし放電回路のダイオードをＬＥＤで構成するとともに、そのＬＥＤを、前記発光手段のＬＥＤとともに、もしくは、前記発光手段のＬＥＤの代わりに、補助的に点灯することを特徴とするＬＥＤ照明装置。