JP2014146634A - Led駆動装置及びled照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱部品の過加熱を防止する場合でも照明装置としての機能低下を極力防止することが可能なLED駆動装置及びLED照明装置を提供する。
【解決手段】LED駆動装置は、LED4を定電流駆動する定電流回路3と、発熱部品の過加熱を検出するサーミスタ6と、サーミスタ6により過加熱が検出されると、定電流回路3の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路5とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】LED駆動装置は、LED4を定電流駆動する定電流回路3と、発熱部品の過加熱を検出するサーミスタ6と、サーミスタ6により過加熱が検出されると、定電流回路3の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路5とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、LED駆動装置及びLED照明装置に関する。
近年、省電力で長寿命のLED(Light Emitting Diode)照明装置が急速に普及し始めている。この種の照明装置における電源投入時の突入電流対策として、サーミスタなどの電流制限素子を入力回路に設けることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
従来は、LED照明装置内の発熱部品が高温になった場合、LEDの点灯がOFFになるか、又はLEDが点滅することになる。このようにLEDの点灯を制御することは発熱部品の過加熱を防止するうえで必要であるが、照明装置としての機能を大幅に低下させる。
本発明の目的は、発熱部品の過加熱を防止する場合でも照明装置としての機能低下を極力防止することが可能なLED駆動装置及びLED照明装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、LEDを定電流駆動する定電流回路と、発熱部品の過加熱を検出する過加熱検出器と、前記過加熱検出器により過加熱が検出されると、前記定電流回路の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路とを備えるLED駆動装置が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、LEDを定電流駆動する定電流回路と、前記LEDの発光面の角度を検出する角度検出器と、前記角度検出器により検出された発光面の角度が所定の角度である場合のみ前記LEDが点灯するように前記定電流回路を制御する制御回路とを備えるLED駆動装置が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、上記いずれかの態様のLED駆動装置を備えるLED照明装置が提供される。
本発明によれば、発熱部品の過加熱を防止する場合でも照明装置としての機能低下を極力防止することが可能なLED駆動装置及びLED照明装置を提供することができる。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
[第1の実施の形態]
以下、図1〜図12を用いて第1の実施の形態を詳細に説明する。
以下、図1〜図12を用いて第1の実施の形態を詳細に説明する。
(LED駆動装置)
第1の実施の形態に係るLED駆動装置は、図1に示すように、LED4を定電流駆動する定電流回路3と、発熱部品の過加熱を検出する過加熱検出器と、過加熱検出器により過加熱が検出されると、定電流回路3の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路5とを備える。
第1の実施の形態に係るLED駆動装置は、図1に示すように、LED4を定電流駆動する定電流回路3と、発熱部品の過加熱を検出する過加熱検出器と、過加熱検出器により過加熱が検出されると、定電流回路3の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路5とを備える。
ここで、過加熱検出器は、温度の変化に対して抵抗値が変化するサーミスタ6であり、ラッチ回路5は、サーミスタ6の抵抗値に基づいて定電流回路3を低出力状態にしてもよい。
また、図4に示すように、サーミスタ6は、温度の上昇に対して抵抗値が上昇するPTCサーミスタ6aであり、ラッチ回路5は、PTCサーミスタ6aの抵抗値が所定値以上になると、定電流回路3を低出力状態にしてもよい。
また、図6に示すように、サーミスタ6は、温度の上昇に対して抵抗値が低下するNTCサーミスタ6bであり、ラッチ回路5は、NTCサーミスタ6bの抵抗値が所定値以下になると、定電流回路3を低出力状態にしてもよい。
また、図12(a)に示すように、LED4が実装されるLED基板30と、サーミスタ6が実装されるサーミスタ基板40とを備え、LED基板30に設けられたコネクタ32にサーミスタ基板40が配線43を介して接続されてもよい。
また、図12(b)に示すように、発熱部品であるトランジスタQ1とサーミスタ基板40とがLED基板30に共締めされてもよい。
また、ラッチ回路5は、電流をモニタするためのセンス抵抗の抵抗値を上昇させることにより定電流回路3を低出力状態にしてもよい。
また、図4又は図6に示すように、第1センス抵抗Rs1と、第1センス抵抗Rs1より抵抗値の大きい第2センス抵抗Rs2とを備え、ラッチ回路5は、第1センス抵抗Rs1から第2センス抵抗Rs2に切り替えることにより定電流回路3を低出力状態にしてもよい。
また、第2センス抵抗Rs2の抵抗値は、第1センス抵抗Rs1の抵抗値の1.3倍以上であってもよい。
また、第2センス抵抗Rs2は、抵抗値を変えることのできる可変抵抗であってもよい。
また、ラッチ回路5は、主電源からの給電がOFFになるまで定電流回路3の低出力状態を維持してもよい。
第1の実施の形態に係るLED駆動装置の模式的ブロック構成は、図1に示すように表される。図1に示すように、LED駆動装置は、AC電源1と、整流平滑回路2と、定電流回路3と、LED4と、ラッチ回路5と、サーミスタ6とを備える。AC電源1は、例えば100Vの交流電源である。整流平滑回路2は、AC電源1の交流を整流・平滑するAC/DCコンバータなどである。定電流回路3は、例えば120mAの定電流をLED4に出力するDC/DCコンバータなどである。LED4は、LED照明装置の光源である。ラッチ回路5は、サーミスタ6により過加熱が検出されると、定電流回路3の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持する。サーミスタ6は、温度の変化に対して抵抗値が変化する素子である。このような構成によれば、発熱部品の過加熱を検出すると、主電源からの給電がOFFになるまで定電流回路3の低出力状態を維持することができる。
(基本技術)
基本技術に係るLED駆動装置の模式的回路構成は、図2に示すように表される。図2に示される範囲は、図1において点線で囲われた範囲に相当する。図2に示すように、電源ラインからレギュレータ11を介してLEDドライバIC10のVin端子に電源が供給される。LEDドライバIC10のIs端子にフィードバックされる電圧がコンパレータ13の基準電圧に到達すると、LEDドライバIC10のGd端子の出力をOFFにすることで定電流化する。トランジスタQは、スイッチとしてON/OFFすることで発熱するため、トランジスタQの近傍にPTCサーミスタ6aを設置し、熱的にカップリングさせる。PTCサーミスタ6aとは、温度の上昇に対して抵抗値が上昇するサーミスタである。ダイオードDとコイルLで降圧回路を形成し、この降圧回路にLED4が接続される。また、LED4に流れる電流をモニタするためのセンス抵抗RsがPTCサーミスタ6aと並列に接続される。
基本技術に係るLED駆動装置の模式的回路構成は、図2に示すように表される。図2に示される範囲は、図1において点線で囲われた範囲に相当する。図2に示すように、電源ラインからレギュレータ11を介してLEDドライバIC10のVin端子に電源が供給される。LEDドライバIC10のIs端子にフィードバックされる電圧がコンパレータ13の基準電圧に到達すると、LEDドライバIC10のGd端子の出力をOFFにすることで定電流化する。トランジスタQは、スイッチとしてON/OFFすることで発熱するため、トランジスタQの近傍にPTCサーミスタ6aを設置し、熱的にカップリングさせる。PTCサーミスタ6aとは、温度の上昇に対して抵抗値が上昇するサーミスタである。ダイオードDとコイルLで降圧回路を形成し、この降圧回路にLED4が接続される。また、LED4に流れる電流をモニタするためのセンス抵抗RsがPTCサーミスタ6aと並列に接続される。
基本技術に係るLED駆動装置の動作は、図3に示すように表される。まず、発熱部品であるトランジスタQが加熱されると(ステップS1)、その近傍に設置されたPTCサーミスタ6aの抵抗値が上昇し(ステップS2)、センス抵抗RsとPTCサーミスタ6aとの合成抵抗の抵抗値が上昇する(ステップS3)。これにより、低電流でもIs端子電圧が上昇し、コンパレータ13の基準電圧に到達するため(ステップS4)、出力電流を絞ることができる(ステップS5)。その結果、発熱部品であるトランジスタQが冷めると(ステップS6)、PTCサーミスタ6aの抵抗値が低下し(ステップS7)、出力電流が増える(ステップS8)。このような動作が繰り返され、LED4の点灯が波打つことになる。
(LED駆動装置の具体例)
第1の実施の形態に係るLED駆動装置の模式的回路構成は、図4に示すように表される。図4に示すように、電源ラインからレギュレータ11を介してLEDドライバIC10のVin端子に電源が供給される。LEDドライバIC10には、レギュレータ12と、コンパレータ13と、発振回路14と、フリップフロップ15と、LEDドライバ16とが含まれる。LEDドライバIC10のIs端子にフィードバックされる電圧がコンパレータ13の基準電圧に到達すると、LEDドライバIC10のGd端子の出力をOFFにすることで定電流化する。トランジスタQ1は、スイッチとしてON/OFFすることで発熱するため、トランジスタQ1の近傍にPTCサーミスタ6aを設置し、熱的にカップリングさせる。トランジスタQ1の近傍とは、例えば、トランジスタQ1を中心として径10mm以内の範囲である。ダイオードDとコイルLで降圧回路を形成し、この降圧回路にLED4が接続される。
第1の実施の形態に係るLED駆動装置の模式的回路構成は、図4に示すように表される。図4に示すように、電源ラインからレギュレータ11を介してLEDドライバIC10のVin端子に電源が供給される。LEDドライバIC10には、レギュレータ12と、コンパレータ13と、発振回路14と、フリップフロップ15と、LEDドライバ16とが含まれる。LEDドライバIC10のIs端子にフィードバックされる電圧がコンパレータ13の基準電圧に到達すると、LEDドライバIC10のGd端子の出力をOFFにすることで定電流化する。トランジスタQ1は、スイッチとしてON/OFFすることで発熱するため、トランジスタQ1の近傍にPTCサーミスタ6aを設置し、熱的にカップリングさせる。トランジスタQ1の近傍とは、例えば、トランジスタQ1を中心として径10mm以内の範囲である。ダイオードDとコイルLで降圧回路を形成し、この降圧回路にLED4が接続される。
ここで、第1の実施の形態では、図4に示すように、トランジスタQ4,Q5と抵抗R1〜R4でラッチ回路5を形成している。トランジスタQ4には起動遅延コンデンサCが接続される。また、トランジスタQ2に第1センス抵抗Rs1が接続され、トランジスタQ3に第2センス抵抗Rs2が接続される。第2センス抵抗Rs2の抵抗値は、第1センス抵抗Rs1の抵抗値より大きく、例えば、第1センス抵抗Rs1の抵抗値の1.3倍以上である。抵抗5とPTCサーミスタ6aは、その他の部品とは別の基板に実装されてもよい(後述する)。抵抗R5とPTCサーミスタ6aにより、LEDドライバIC10に供給される電源と同じレベルの電圧が分圧される。
図4に示されるLED駆動装置の動作は、図5に示すように表される。まず、主電源がONになると、トランジスタQ4がONし、トランジスタQ2がONする(ステップS11)。これにより、トランジスタQ2に接続された第1センス抵抗Rs1だけをセンス抵抗として用いることになる(ステップS12)。次いで、発熱部品であるトランジスタQ1が加熱されると(ステップS13)、その近傍に設置されたPTCサーミスタ6aの抵抗値が上昇する(ステップS14)。PTCサーミスタ6aの抵抗値が上昇すると、抵抗R5とPTCサーミスタ6aにより分圧されているため、トランジスタQ6がONする結果、トランジスタQ5がONするとともに、トランジスタQ4がOFFする。このようにトランジスタQ4,Q5のON・OFFが切り替わると、トランジスタQ2がOFFするとともに、トランジスタQ3がONする(ステップS15)。これにより、トランジスタQ3に接続された第2センス抵抗Rs2だけをセンス抵抗として用いることになる(ステップS16)。
既に説明した通り、第2センス抵抗Rs2の抵抗値は、第1センス抵抗Rs1の抵抗値より大きいため、出力電流を絞ることができる。例えば、第2センス抵抗Rs2の抵抗値が第1センス抵抗Rs1の抵抗値の1.3倍である場合は、出力電流が約30%絞られる。出力電流を徐々に絞った場合、出力電流を約30%絞った時点でその明るさの変化を人間が感知し始めることが知られている。すなわち、このように出力電流が約30%絞られても、照明装置としての機能は殆ど低下しない。もちろん、センス抵抗Rs2を可変抵抗にすれば、ユーザが出力電流の強さをコントロールすることも可能である。
このように出力電流が絞られると、発熱部品であるトランジスタQ1が冷め(ステップS17)、PTCサーミスタ6aの抵抗値が低下するが、トランジスタQ4,Q5のON・OFFは切り替わらない。そのため、基本技術のように、LED4の点灯が波打つことはない。その後、主電源がOFFになり、再び主電源がONになると、初期状態に戻ってトランジスタQ2がONする(ステップS11)。
(LED駆動装置の変形例)
第1の実施の形態に係るLED駆動装置の別の模式的回路構成は、図6に示すように表される。図6に示すように、PTCサーミスタ6aに代えてNTCサーミスタ6bを用いてもよい。NTCサーミスタ6bとは、温度の上昇に対して抵抗値が低下するサーミスタである。抵抗R6とNTCサーミスタ6bにより、LEDドライバIC10に供給される電源と同じレベルの電圧が分圧される。その他の構成は、図4と同様である。
第1の実施の形態に係るLED駆動装置の別の模式的回路構成は、図6に示すように表される。図6に示すように、PTCサーミスタ6aに代えてNTCサーミスタ6bを用いてもよい。NTCサーミスタ6bとは、温度の上昇に対して抵抗値が低下するサーミスタである。抵抗R6とNTCサーミスタ6bにより、LEDドライバIC10に供給される電源と同じレベルの電圧が分圧される。その他の構成は、図4と同様である。
図6に示されるLED駆動装置の動作は、図7に示すように表される。まず、主電源がONになると、トランジスタQ4がONし、トランジスタQ2がONする(ステップS21)。これにより、トランジスタQ2に接続された第1センス抵抗Rs1だけをセンス抵抗として用いることになる(ステップS22)。次いで、発熱部品であるトランジスタQ1が加熱されると(ステップS23)、その近傍に設置されたNTCサーミスタ6bの抵抗値が低下する(ステップS24)。NTCサーミスタ6bの抵抗値が低下すると、抵抗R6とNTCサーミスタ6bにより分圧されているため、トランジスタQ6がONする結果、トランジスタQ5がONするとともに、トランジスタQ4がOFFする。このようにトランジスタQ4,Q5のON・OFFが切り替わると、トランジスタQ2がOFFするとともに、トランジスタQ3がONする(ステップS25)。これにより、トランジスタQ3に接続された第2センス抵抗Rs2だけをセンス抵抗として用いることになる(ステップS26)。その結果、出力電流が例えば約30%絞られると、発熱部品であるトランジスタQ1が冷め(ステップS27)、NTCサーミスタ6bの抵抗値が上昇するが、トランジスタQ4,Q5のON・OFFは切り替わらない。そのため、基本技術のように、LED4の点灯が波打つことはない。その後、主電源がOFFになり、再び主電源がONになると、初期状態に戻ってトランジスタQ2がONする(ステップS21)。
(LED照明装置)
第1の実施の形態に係るLED照明装置20は、第1の実施の形態に係るLED駆動装置を備える照明装置であり、図8及び図9に示すように表される。図8(a)は、2本の給電ピン23が垂直方向に並んだ状態における模式的平面構成図であり、図8(b)は、その模式的側面構成図である。図9(a)は、2本の給電ピン23が水平方向に並んだ状態における模式的平面構成図であり、図9(b)は、その模式的側面構成図であり、図9(c)は、その模式的A−A断面構成図である。
第1の実施の形態に係るLED照明装置20は、第1の実施の形態に係るLED駆動装置を備える照明装置であり、図8及び図9に示すように表される。図8(a)は、2本の給電ピン23が垂直方向に並んだ状態における模式的平面構成図であり、図8(b)は、その模式的側面構成図である。図9(a)は、2本の給電ピン23が水平方向に並んだ状態における模式的平面構成図であり、図9(b)は、その模式的側面構成図であり、図9(c)は、その模式的A−A断面構成図である。
図8及び図9に示すように、LED照明装置20は、直管形のLEDランプであって、光拡散カバー21と、口金22と、給電ピン23と、放熱板24と、LED基板30とを備える。光拡散カバー21は、LED基板30に実装されたLED4を保護するとともに、LED4からの光を拡散させつつ透過させる。光拡散カバー21は、例えば乳白色のポリカーボネイト等の樹脂からなり、円筒形状に形成される。光拡散カバー21の長手方向の両端に口金22が取り付けられ、各口金22から金属製の棒状部材である給電ピン23が2本ずつ突出している。放熱板24の上面には、LED4が実装されたLED基板30が取り付けられる。放熱板24は、LED4からの熱を外部に伝えるための部材であり、例えばアルミからなる。放熱板24の断面は略コの字形状に形成されている。
(サーミスタの実装方法)
第1の実施の形態に係るLED照明装置20が備えるLED基板30の模式的平面構成は、図10に示すように表される。図10に示すように、LED基板30は、長手方向xに延びた長矩形状であり、例えばアルミナなどのセラミックスやガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基材と、この基材上に形成された配線パターンとを備える。LED基板30は、複数のLED4を支持し、これらに電力を供給するための経路を提供する。
第1の実施の形態に係るLED照明装置20が備えるLED基板30の模式的平面構成は、図10に示すように表される。図10に示すように、LED基板30は、長手方向xに延びた長矩形状であり、例えばアルミナなどのセラミックスやガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基材と、この基材上に形成された配線パターンとを備える。LED基板30は、複数のLED4を支持し、これらに電力を供給するための経路を提供する。
図10に示されるLED基板30の一部を拡大した模式的平面構成は、図11に示すように表される。ここでは、サーミスタ6を実装する前の状態を表している。図11に示すように、ラッチ回路5、トランジスタQ1,Q2,Q3,Q6、LEDドライバIC10、第1センス抵抗Rs1、第2センス抵抗Rs2、ダイオードD、コイルL、LED4への出力端子31a,31bなどがLED基板30に実装される。トランジスタQ4,Q5と抵抗とが1パッケージになったICでラッチ回路5を形成している。また、2つの並列合成抵抗により第1センス抵抗Rs1と第2センス抵抗Rs2のそれぞれを形成している。
図10に示されるLED基板30の一部を拡大した模式的平面構成は、図12(a)に示すように表され、その一部の模式的断面構成は、図12(b)に示すように表される。ここでは、サーミスタ6を実装した後の状態を表している。図12に示すように、LED基板30とは別のサーミスタ基板40にサーミスタ6を実装する。電源Vccと信号SIGとグランドGNDを渡すためのコネクタ32をLED基板30に設け、このコネクタ32に配線43を介してサーミスタ基板40を接続する。また、サーミスタ基板40に形成された貫通孔41を用いて、発熱部品であるトランジスタQ1とサーミスタ基板40とをネジ42で共締めする。これにより、発熱部品の位置に応じてサーミスタ6の位置を容易に調整することが可能である。
以上のように、第1の実施の形態によれば、発熱部品の過加熱を検出すると、定電流回路3の低出力状態が維持されるため、LED4の点灯がOFFになったりLED4が点滅したりすることがない。すなわち、発熱部品の過加熱を防止する場合でも照明装置としての機能低下を極力防止することが可能である。
なお、ここでは、サーミスタ6としてPTCサーミスタ6aとNTCサーミスタ6bを例示したが、NTCサーミスタ6bは、温度の上昇に対して抵抗値が大幅(4桁程度)に低下するため、抵抗値の変化が比較的小さいPTCサーミスタ6aを用いるのが望ましい。もちろん、発熱部品の過加熱を検出する過加熱検出器はサーミスタ6に限定されるものではなく、同様の機能を備えるその他の過加熱検出器を用いることも可能である。
[第2の実施の形態]
ところで、LED照明装置20を天井面などに設置する場合は、半掛りによる落下を防止することが重要である。すなわち、図13(a)に示すように、LED照明装置20の口金22を照明器具のソケットSに装着し、図13(b)に示すように、LED照明装置20を回転させて、口金22から突出している給電ピン23をソケットSの差込口に嵌合させる必要がある。しかしながら、図13(c)に示すように、給電ピン23がソケットSの差込口に嵌合されていない半掛りの状態でもLED照明装置20が点灯し、半掛りの状態のままLED照明装置20を使用してしまう場合がある。このような場合、図13(d)に示すように、天井面に伝わる振動などが原因でLED照明装置20が回転して、LED照明装置20が落下するおそれがある。
ところで、LED照明装置20を天井面などに設置する場合は、半掛りによる落下を防止することが重要である。すなわち、図13(a)に示すように、LED照明装置20の口金22を照明器具のソケットSに装着し、図13(b)に示すように、LED照明装置20を回転させて、口金22から突出している給電ピン23をソケットSの差込口に嵌合させる必要がある。しかしながら、図13(c)に示すように、給電ピン23がソケットSの差込口に嵌合されていない半掛りの状態でもLED照明装置20が点灯し、半掛りの状態のままLED照明装置20を使用してしまう場合がある。このような場合、図13(d)に示すように、天井面に伝わる振動などが原因でLED照明装置20が回転して、LED照明装置20が落下するおそれがある。
(LED駆動装置)
第2の実施の形態に係るLED駆動装置は、図14に示すように、LED4の発光面の角度を検出する角度検出器と、角度検出器により検出された発光面の角度が所定の角度である場合のみLED4が点灯するように定電流回路3を制御する制御回路7とを備える。
第2の実施の形態に係るLED駆動装置は、図14に示すように、LED4の発光面の角度を検出する角度検出器と、角度検出器により検出された発光面の角度が所定の角度である場合のみLED4が点灯するように定電流回路3を制御する制御回路7とを備える。
ここで、角度検出器は、上下左右の4方向を90°間隔で検出する4方向センサ8であり、制御回路7は、4方向センサ8の出力に基づいて定電流回路3を制御してもよい。
また、図19に示すように、LED4が実装されるLED基板30と、4方向センサ8が実装されるライザー基板50とを備え、ライザー基板50の端子ピン51がLED基板30に接続されてもよい。
また、図20に示すように、LED4が実装されるLED基板30と、4方向センサ8が実装されるライザー基板50とを備え、LED基板30に設けられたコネクタ32にライザー基板50が配線52を介して接続されてもよい。
また、4方向センサ8は、LED4の発光面をXY平面とした場合のZ方向に設置されてもよい。
第2の実施の形態に係るLED駆動装置の模式的ブロック構成は、図14に示すように表される。図14に示すように、LED駆動装置は、AC電源1と、整流平滑回路2と、定電流回路3と、LED4と、制御回路7と、4方向センサ8とを備える。4方向センサ8は、LED4の発光面の角度を検出する角度検出器であり、上下左右の4方向を90°間隔で検出する。制御回路7は、4方向センサ8の出力に基づいて、LED4の発光面の角度が所定の角度である場合のみLED4が点灯するように定電流回路3を制御する。その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。このような構成によれば、LED照明装置20が半掛りの状態で点灯してしまうことを防止することが可能である。
(4方向センサ)
第2の実施の形態に係るLED駆動装置が備える4方向センサ8の模式的ブロック構成は、図15に示すように表される。図15に示すように、赤外線LED81と2個のフォトトランジスタ82,83を4方向センサ8の内部に設ける。そして、遮光物となる球体84の転がりによるフォトトランジスタ82,83の出力を検知し、上下左右の4方向を90°間隔で検出する。
第2の実施の形態に係るLED駆動装置が備える4方向センサ8の模式的ブロック構成は、図15に示すように表される。図15に示すように、赤外線LED81と2個のフォトトランジスタ82,83を4方向センサ8の内部に設ける。そして、遮光物となる球体84の転がりによるフォトトランジスタ82,83の出力を検知し、上下左右の4方向を90°間隔で検出する。
第2の実施の形態に係るLED駆動装置が備える4方向センサ8の模式的回路構成は、図16に示すように表され、その4方向センサ8のロジック表は、図17に示すように表される。図16に示すように、フォトトランジスタ82の出力を「出力1」、フォトトランジスタ83の出力を「出力2」と呼ぶことにする。この場合、4方向センサ8は、図17に示すように、出力1がLowで出力2がLowであれば0°、出力1がLowで出力2がHighであれば90°、出力1がHighで出力2がHighであれば180°、出力1がHighで出力2がLowであれば270°を検出する。ここで、LED照明装置20を正常に設置した場合のLED4の発光面が例えば180°になるようにしておく。この場合は、図18に示すように、出力1及び出力2が入力されるAND回路85の出力3がHighであればLED4を点灯させ、LowであればLED4を点灯しないように制御する。
(4方向センサの実装方法)
第2の実施の形態に係るLED照明装置20が備える4方向センサ8の実装方法は、図19に示すように表される。図19(a)は、LED照明装置20が備えるLED基板30の模式的平面構成図であり、図19(b)は、そのLED基板30に接続されるライザー基板50の模式的平面構成図である。図19に示すように、ライザー基板50に4方向センサ8を実装し、そのライザー基板50の端子ピン51をLED基板30に接続する。これにより、LED4の発光面(LED基板30の実装面)をXY平面とした場合のZ方向に4方向センサ8を設置することができる。
第2の実施の形態に係るLED照明装置20が備える4方向センサ8の実装方法は、図19に示すように表される。図19(a)は、LED照明装置20が備えるLED基板30の模式的平面構成図であり、図19(b)は、そのLED基板30に接続されるライザー基板50の模式的平面構成図である。図19に示すように、ライザー基板50に4方向センサ8を実装し、そのライザー基板50の端子ピン51をLED基板30に接続する。これにより、LED4の発光面(LED基板30の実装面)をXY平面とした場合のZ方向に4方向センサ8を設置することができる。
第2の実施の形態に係るLED照明装置20が備える4方向センサ8の別の実装方法は、図20に示すように表される。図20に示すように、口金22の内側に存在する空間にライザー基板50を設置することも可能である。この場合は、ライザー基板50に配線52を接続し、この配線52をLED基板30に設けられたコネクタ32に接続すればよい。もちろん、この場合も、LED4の発光面をXY平面とした場合のZ方向に4方向センサ8を設置する。
第2の実施の形態に係るLED照明装置20が備える4方向センサ8の更に別の実装方法は、図21に示すように表される。図21は、図12に示される実装方法と、図19に示される実装方法とを組み合わせたものである。すなわち、図21に示すように、4方向センサ8を実装したライザー基板50の端子ピン51をLED基板30に接続するとともに、サーミスタ6を実装したサーミスタ基板40をLED基板30に接続してもよい。この場合は、4方向センサ8によりLED4の発光面の角度が検出されるとともに、サーミスタ6により発熱部品の過加熱が検出される。
以上のように、第2の実施の形態によれば、LED4の発光面の角度が所定の角度である場合のみLED4を点灯させることができる。そのため、LED照明装置20が半掛りの状態で点灯してしまうことを防止することが可能である。
以上説明したように、本発明によれば、発熱部品の過加熱を防止する場合でも照明装置としての機能低下を極力防止することが可能なLED駆動装置及びLED照明装置を提供することができる。
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
上記のように、本発明は第1〜第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
本発明に係るLED駆動装置及びLED照明装置は、直管形のLEDランプなど、各種のLED照明装置に適用することができる。
3…定電流回路
4…LED
5…ラッチ回路
6…過加熱検出器(サーミスタ)
6a…PTCサーミスタ
6b…NTCサーミスタ
7…制御回路
8…角度検出器(4方向センサ)
30…LED基板
32…コネクタ
40…サーミスタ基板
43…配線
50…ライザー基板
51…端子ピン
52…配線
Rs1…第1センス抵抗
Rs2…第2センス抵抗
4…LED
5…ラッチ回路
6…過加熱検出器(サーミスタ)
6a…PTCサーミスタ
6b…NTCサーミスタ
7…制御回路
8…角度検出器(4方向センサ)
30…LED基板
32…コネクタ
40…サーミスタ基板
43…配線
50…ライザー基板
51…端子ピン
52…配線
Rs1…第1センス抵抗
Rs2…第2センス抵抗
Claims (22)
- LEDを定電流駆動する定電流回路と、
発熱部品の過加熱を検出する過加熱検出器と、
前記過加熱検出器により過加熱が検出されると、前記定電流回路の出力電流を低下させて低出力状態にし、その低出力状態を維持するラッチ回路と
を備えることを特徴とするLED駆動装置。 - 前記過加熱検出器は、温度の変化に対して抵抗値が変化するサーミスタであり、
前記ラッチ回路は、前記サーミスタの抵抗値に基づいて前記定電流回路を低出力状態にすることを特徴とする請求項1に記載のLED駆動装置。 - 前記サーミスタは、温度の上昇に対して抵抗値が上昇するPTCサーミスタであり、
前記ラッチ回路は、前記PTCサーミスタの抵抗値が所定値以上になると、前記定電流回路を低出力状態にすることを特徴とする請求項2に記載のLED駆動装置。 - 前記サーミスタは、温度の上昇に対して抵抗値が低下するNTCサーミスタであり、
前記ラッチ回路は、前記NTCサーミスタの抵抗値が所定値以下になると、前記定電流回路を低出力状態にすることを特徴とする請求項2に記載のLED駆動装置。 - 前記LEDが実装されるLED基板と、
前記サーミスタが実装されるサーミスタ基板とを備え、前記LED基板に設けられたコネクタに前記サーミスタ基板が配線を介して接続されることを特徴とする請求項2に記載のLED駆動装置。 - 前記発熱部品と前記サーミスタ基板とが前記LED基板に共締めされることを特徴とする請求項5に記載のLED駆動装置。
- 前記ラッチ回路は、電流をモニタするためのセンス抵抗の抵抗値を上昇させることにより前記定電流回路を低出力状態にすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のLED駆動装置。
- 第1センス抵抗と、
前記第1センス抵抗より抵抗値の大きい第2センス抵抗とを備え、
前記ラッチ回路は、前記第1センス抵抗から前記第2センス抵抗に切り替えることにより前記定電流回路を低出力状態にすることを特徴とする請求項7に記載のLED駆動装置。 - 前記第2センス抵抗の抵抗値は、前記第1センス抵抗の抵抗値の1.3倍以上であることを特徴とする請求項8に記載のLED駆動装置。
- 前記第2センス抵抗は、抵抗値を変えることのできる可変抵抗であることを特徴とする請求項8に記載のLED駆動装置。
- 前記ラッチ回路は、主電源からの給電がOFFになるまで前記定電流回路の低出力状態を維持することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のLED駆動装置。
- 前記LEDの発光面の角度を検出する角度検出器と、
前記角度検出器により検出された発光面の角度が所定の角度である場合のみ前記LEDが点灯するように前記定電流回路を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のLED駆動装置。 - 前記角度検出器は、上下左右の4方向を90°間隔で検出する4方向センサであり、
前記制御回路は、前記4方向センサの出力に基づいて前記定電流回路を制御することを特徴とする請求項12に記載のLED駆動装置。 - 前記LEDが実装されるLED基板と、
前記4方向センサが実装されるライザー基板とを備え、前記ライザー基板の端子ピンが前記LED基板に接続されることを特徴とする請求項13に記載のLED駆動装置。 - 前記LEDが実装されるLED基板と、
前記4方向センサが実装されるライザー基板とを備え、前記LED基板に設けられたコネクタに前記ライザー基板が配線を介して接続されることを特徴とする請求項13に記載のLED駆動装置。 - 前記4方向センサは、前記LEDの発光面をXY平面とした場合のZ方向に設置されることを特徴とする請求項14又は15に記載のLED駆動装置。
- LEDを定電流駆動する定電流回路と、
前記LEDの発光面の角度を検出する角度検出器と、
前記角度検出器により検出された発光面の角度が所定の角度である場合のみ前記LEDが点灯するように前記定電流回路を制御する制御回路と
を備えることを特徴とするLED駆動装置。 - 前記角度検出器は、上下左右の4方向を90°間隔で検出する4方向センサであり、
前記制御回路は、前記4方向センサの出力に基づいて前記定電流回路を制御することを特徴とする請求項17に記載のLED駆動装置。 - 前記LEDが実装されるLED基板と、
前記4方向センサが実装されるライザー基板とを備え、前記ライザー基板の端子ピンが前記LED基板に接続されることを特徴とする請求項18に記載のLED駆動装置。 - 前記LEDが実装されるLED基板と、
前記4方向センサが実装されるライザー基板とを備え、前記LED基板に設けられたコネクタに前記ライザー基板が配線を介して接続されることを特徴とする請求項18に記載のLED駆動装置。 - 前記4方向センサは、前記LEDの発光面をXY平面とした場合のZ方向に設置されることを特徴とする請求項19又は20に記載のLED駆動装置。
- 請求項1〜21のいずれか1項に記載のLED駆動装置を備えることを特徴とするLED照明装置。
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JP2013012851A JP2014146634A (ja) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Led駆動装置及びled照明装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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