JP2017037729A - LED lamp - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a situation in which an LED lamp falls into a non-lighting state when exchange from a halogen lamp to the LED lamp is performed.SOLUTION: An LED lamp includes an AC/DC conversion unit which is connected to a secondary-side terminal of an electronic transformer and converts an input AC voltage to a DC voltage, an LED driver to which the DC voltage output from the AC/DC conversion unit is inputted, an LED element driven by the LED driver, and a non-lighting prevention circuit which is connected in parallel to a load on the LED element side at a position between the terminal on the secondary side of the electronic transformer and the LED driver. The non-lighting prevention circuit has an impedance which is lower than the impedance of the load on the LED element side before start of lighting of the LED element, and higher than the impedance of the load on the LED element side when the LED element is turned on.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明はＬＥＤランプに関する。   The present invention relates to an LED lamp.

近年、電力消費量が少なく、また長寿命である等の理由により、照明用の光源として、ＬＥＤを用いたランプ（以下、「ＬＥＤランプ」と呼ぶ。）が使用されるようになってきている。特に、例えば１２Ｖ用のスポットライト光源の分野では、ハロゲンランプからＬＥＤランプへの置き換え（レトロフィット）が進んでいる（例えば特許文献１参照）。   In recent years, lamps using LEDs (hereinafter referred to as “LED lamps”) have come to be used as light sources for illumination due to low power consumption and long life. . In particular, in the field of, for example, a 12V spotlight light source, replacement of halogen lamps with LED lamps (retrofit) is in progress (for example, see Patent Document 1).

特許第５６４７２５０号公報Japanese Patent No. 5647250

ハロゲンランプからＬＥＤランプへのレトロフィットを実現するに当たっては、省資源の観点からも、なるべくハロゲンランプで利用していた設備をそのまま活かしてＬＥＤランプを点灯できるのが望ましい。例えば上記１２Ｖ用の光源分野では、商用電圧が電子トランスによって低電圧に変換された後、この電圧がハロゲンランプに供給されている。よって、この電子トランスから供給される交流電圧を用いてＬＥＤランプに供給することができれば、電圧変換部を別途設けなくてもよいので効率的である。   In realizing retrofit from the halogen lamp to the LED lamp, it is desirable that the LED lamp can be lit using the facilities used in the halogen lamp as much as possible from the viewpoint of saving resources. For example, in the 12V light source field, after the commercial voltage is converted to a low voltage by an electronic transformer, this voltage is supplied to the halogen lamp. Therefore, if it can supply to an LED lamp using the alternating voltage supplied from this electronic transformer, it is efficient because it is not necessary to provide a voltage conversion part separately.

上記特許文献１には、上記のようなレトロフィットを実現した場合において、駆動時にフリッカが発生するという課題を解決する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique for solving the problem that flicker occurs during driving when the above-described retrofit is realized.

ところで、ハロゲンランプからＬＥＤランプに交換するにあたっては、電子トランスの一次側に対して交流電圧を供給したままで交換作業が行われることが想定される。例えば、メインスイッチをオンにした状態でハロゲンランプのソケットを取り外し、ＬＥＤランプのソケットを装着するという手順でランプの交換がされることが考えられる。これは、メインスイッチをオフにしてしまうと、全ての照明がいったん落ちてしまうので、暗くなって作業効率性が低下するという事情や、そもそもメインスイッチをいちいちオフにするのが煩わしいという事情によるものである。   By the way, when replacing the halogen lamp with the LED lamp, it is assumed that the replacement operation is performed while the alternating voltage is supplied to the primary side of the electronic transformer. For example, it is conceivable that the lamp is replaced in the procedure of removing the halogen lamp socket with the main switch turned on and attaching the LED lamp socket. This is due to the fact that if the main switch is turned off, all the lights will be turned off once, it will be dark and work efficiency will decrease, and it will be troublesome to turn off the main switch one by one. It is.

本発明者らの鋭意研究によれば、このようにメインスイッチをオンにしたままでハロゲンランプからＬＥＤランプへの置き換えの作業を行うと、ＬＥＤランプが点灯しない事態が発生する場合があることが分かった。本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものである。   According to the diligent research of the present inventors, when the replacement work from the halogen lamp to the LED lamp is performed with the main switch turned on as described above, a situation in which the LED lamp does not light may occur. I understood. The present invention has been made to solve such problems.

本発明に係るＬＥＤランプは、
電子トランスの二次側の端子に接続され、入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電圧が入力されるＬＥＤドライバと、
前記ＬＥＤドライバによって駆動されるＬＥＤ素子と、
前記電子トランスの二次側の端子と前記ＬＥＤドライバとの間の位置において、前記ＬＥＤ素子側の負荷と並列に接続された不点灯防止回路とを備え、
前記不点灯防止回路は、前記ＬＥＤ素子の点灯開始前における前記ＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより低く、前記ＬＥＤ素子の点灯時における前記ＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより高いインピーダンスを有する回路であることを特徴とする。 The LED lamp according to the present invention is
An AC / DC converter that is connected to a secondary terminal of the electronic transformer and converts an input AC voltage into a DC voltage;
An LED driver to which a DC voltage output from the AC / DC converter is input;
An LED element driven by the LED driver;
A non-lighting prevention circuit connected in parallel with the load on the LED element side at a position between the terminal on the secondary side of the electronic transformer and the LED driver;
The non-lighting prevention circuit is a circuit having an impedance lower than an impedance of the load on the LED element side before starting the lighting of the LED element and higher than an impedance of the load on the LED element side when the LED element is turned on. It is characterized by.

本発明者らは、鋭意研究により、ハロゲンランプをＬＥＤランプに置き換えたときに不点灯になる原因は、電子トランスに最小負荷電流という条件が課されていることにあることを突き止めた。   The inventors of the present invention have determined that the cause of non-lighting when a halogen lamp is replaced with an LED lamp is that a condition of minimum load current is imposed on the electronic transformer.

図１は、電子トランスの構成の一例を示す図である。図１に示された電子トランス６０は、整流回路６１、平滑回路６２、及び発振回路６３を備える。電子トランス６０の一次側端子６０ａには、商用の交流電圧が入力される。整流回路６１は、この商用交流電圧を直流電圧に変換する。この直流電圧は、例えばコンデンサＣ６２を含む平滑回路６２で平滑化された後、発振回路６３に入力される。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an electronic transformer. The electronic transformer 60 shown in FIG. 1 includes a rectifier circuit 61, a smoothing circuit 62, and an oscillation circuit 63. A commercial AC voltage is input to the primary side terminal 60 a of the electronic transformer 60. The rectifier circuit 61 converts this commercial AC voltage into a DC voltage. The DC voltage is smoothed by a smoothing circuit 62 including a capacitor C62, for example, and then input to the oscillation circuit 63.

発振回路６３は、一次巻線ＬＬ１、二次巻線ＬＬ２、及び三次巻線ＬＬ３を有するトランスＴｒ６３、スイッチング素子Ｑ６３、抵抗Ｒ６３、及びダイオードＤ６３を備える。スイッチング素子Ｑ６３がスイッチングすることにより、トランスＴｒ６３の一次巻線ＬＬ１に電圧が印加され、二次巻線ＬＬ２及び三次巻線ＬＬ３に誘起電圧が発生する。三次巻線ＬＬ３に発生した電圧はスイッチング素子Ｑ６３に正帰還される。これにより、発振回路６３は自励式の発振動作を繰り返し、スイッチング素子Ｑ６３はスイッチング動作を繰り返す。一例として、電子トランス６０の一次側端子６０ａに、周波数５０／６０Ｈｚ、１００Ｖの交流電圧が印加されると、トランスＴｒ６３の二次巻線ＬＬ２には、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、１２Ｖの交流電圧が誘起され、この電圧が、電子トランス６０の二次側端子６０ｂから取り出される。   The oscillation circuit 63 includes a transformer Tr63 having a primary winding LL1, a secondary winding LL2, and a tertiary winding LL3, a switching element Q63, a resistor R63, and a diode D63. When the switching element Q63 is switched, a voltage is applied to the primary winding LL1 of the transformer Tr63, and an induced voltage is generated in the secondary winding LL2 and the tertiary winding LL3. The voltage generated in the tertiary winding LL3 is positively fed back to the switching element Q63. Thereby, the oscillation circuit 63 repeats the self-excited oscillation operation, and the switching element Q63 repeats the switching operation. As an example, when an AC voltage having a frequency of 50/60 Hz and 100 V is applied to the primary terminal 60a of the electronic transformer 60, an AC voltage having a frequency of 20 kHz to 100 kHz and 12 V is induced in the secondary winding LL2 of the transformer Tr63. Then, this voltage is taken out from the secondary side terminal 60 b of the electronic transformer 60.

電子トランス６０は、このように商用電圧よりも低い電圧でランプを点灯させる場合に、商用電圧を降圧させる目的で設けられる。しかし、電子トランス６０は、二次側端子６０ｂから負荷に対して、ある程度以上の電流（以下、「最小負荷電流」と呼ぶ。）が流れないと安定した発振を行うことができないという設計上の制約を有している。   The electronic transformer 60 is provided for the purpose of reducing the commercial voltage when the lamp is lit at a voltage lower than the commercial voltage. However, the electronic transformer 60 is designed so that stable oscillation cannot be performed unless a certain amount of current (hereinafter referred to as “minimum load current”) flows from the secondary terminal 60b to the load. Has constraints.

更に、ＬＥＤは、ドライバが動作し始めるまでの低電圧領域においては、電流が流れない非線形素子である。図２は、ＬＥＤ素子とハロゲンランプの電流電圧特性を模式的に示した図である。図２に示すように、ハロゲンランプは印加される電圧に応じた電流が流れるが、ＬＥＤ素子においては、所定の閾値電圧Ｖｔｈ以下の範囲内では電流が全く又はほとんど流れない。   Further, the LED is a non-linear element in which no current flows in a low voltage region until the driver starts operating. FIG. 2 is a diagram schematically showing current-voltage characteristics of the LED element and the halogen lamp. As shown in FIG. 2, a current corresponding to the applied voltage flows through the halogen lamp, but in the LED element, no or little current flows within a range equal to or lower than a predetermined threshold voltage Vth.

この事実は、電子トランス６０の作動中にハロゲンランプからＬＥＤランプへと置き換えの作業を行った際に、ＬＥＤランプが点灯しないという事態が生じることへの理由となる。ハロゲンランプは線形性を有した抵抗素子であるとみなすことができるため、低い電圧を印加しても印加された電圧に応じた低い電流が流れる。よって、二次巻線ＬＬ２に電圧を誘起し続けることができ、また、スイッチング素子Ｑ６３も安定的に発振させることができる。   This fact is the reason why the LED lamp does not light up when replacing the halogen lamp with the LED lamp while the electronic transformer 60 is in operation. Since the halogen lamp can be regarded as a resistance element having linearity, a low current corresponding to the applied voltage flows even when a low voltage is applied. Therefore, voltage can be continuously induced in the secondary winding LL2, and the switching element Q63 can be oscillated stably.

ハロゲンランプが点灯している状態で、ハロゲンランプを取り外し、電子トランス６０の二次側端子６０ｂにＬＥＤ素子を含むＬＥＤランプを接続させた場合を考える。ハロゲンランプを取り外した時点において、電子トランス６０の二次側端子６０ｂは開放状態となるため、極めて大きなインピーダンスが接続されているのと等価となる。この結果、電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２から負荷側にはほとんど電流が流れない状態となるため、電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２から負荷側に向かう電流が電子トランス６０の最小負荷電流を下回り、電子トランス６０が安定して発振しない環境になる。すなわち、電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２には電圧が全く又はほとんど誘起されていない状態となる。   Consider a case where the halogen lamp is removed and the LED lamp including the LED element is connected to the secondary terminal 60b of the electronic transformer 60 while the halogen lamp is lit. When the halogen lamp is removed, the secondary side terminal 60b of the electronic transformer 60 is in an open state, which is equivalent to an extremely large impedance being connected. As a result, since almost no current flows from the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60 to the load side, the current from the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60 toward the load side is the minimum load current of the electronic transformer 60. The electronic transformer 60 does not oscillate stably. That is, no or almost no voltage is induced in the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60.

この状態で、電子トランス６０の二次側端子６０ｂにＬＥＤ素子を含むＬＥＤランプを接続させる。電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２に電圧が全く又はほとんど誘起されていない状態であるため、ＬＥＤ素子に印加される電圧が閾値電圧Ｖｔｈを下回っている。この結果、ＬＥＤ素子には電流が流れない。よって、電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２から負荷側にはほとんど電流が流れない状態が継続される。すなわち、電子トランス６０の二次巻線ＬＬ２から負荷側に向かう電流が、依然として電子トランス６０の最小負荷電流を下回るため、引き続き電子トランス６０が安定して発振しない環境になる。   In this state, an LED lamp including an LED element is connected to the secondary side terminal 60 b of the electronic transformer 60. Since no or almost no voltage is induced in the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60, the voltage applied to the LED element is below the threshold voltage Vth. As a result, no current flows through the LED element. Therefore, a state in which almost no current flows from the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60 to the load side is continued. That is, since the current from the secondary winding LL2 of the electronic transformer 60 toward the load side is still lower than the minimum load current of the electronic transformer 60, an environment in which the electronic transformer 60 does not continue to oscillate stably.

この結果、点灯中のハロゲンランプを取り外し、ＬＥＤランプを装着した場合に、ＬＥＤランプが点灯しないという状態が発現する。   As a result, when the lit halogen lamp is removed and the LED lamp is attached, a state in which the LED lamp does not light up appears.

本発明に係るＬＥＤランプは、電子トランスの二次側の端子と、ＬＥＤドライバとの間に、ＬＥＤ素子側の負荷と並列に接続された不点灯防止回路を備えている。ここで、ＬＥＤ素子側の負荷とは、不点灯防止回路から見て、ＬＥＤ素子側に接続されている負荷（例えばＬＥＤドライバやＬＥＤ素子を含む直列回路）を指している。   The LED lamp according to the present invention includes a non-lighting prevention circuit connected in parallel with the load on the LED element side between the secondary terminal of the electronic transformer and the LED driver. Here, the load on the LED element side refers to a load (for example, a series circuit including an LED driver and an LED element) connected to the LED element side as viewed from the non-lighting prevention circuit.

そして、この不点灯防止回路は、ＬＥＤ素子の点灯開始前におけるＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより低く、ＬＥＤ素子の点灯時におけるＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより高いインピーダンスを有している。   The non-lighting prevention circuit has an impedance that is lower than the impedance of the load on the LED element side before the lighting of the LED element and higher than the impedance of the load on the LED element side when the LED element is turned on.

つまり、不点灯防止回路のインピーダンスは、ＬＥＤ素子に対して閾値電圧以下の電圧が印加されている場合における、ＬＥＤ素子及びＬＥＤドライバを含む、不点灯防止回路よりもＬＥＤ素子側のインピーダンスより高い。なお、図２に示すように、ＬＥＤ素子は非線形素子であり、閾値電圧以下の電圧がＬＥＤ素子に印加されている場合におけるＬＥＤ素子のインピーダンスは、極めて高いインピーダンスを示す。   That is, the impedance of the non-lighting prevention circuit is higher than the impedance on the LED element side of the non-lighting prevention circuit including the LED element and the LED driver when a voltage equal to or lower than the threshold voltage is applied to the LED element. As shown in FIG. 2, the LED element is a non-linear element, and the impedance of the LED element when a voltage equal to or lower than the threshold voltage is applied to the LED element is extremely high.

また、不点灯防止回路のインピーダンスは、ＬＥＤ素子が点灯している場合、すなわちＬＥＤ素子に対して閾値電圧より高い電圧が印加されている場合における、ＬＥＤ素子及びＬＥＤドライバを含む、不点灯防止回路よりもＬＥＤ素子側のインピーダンスより低い。   In addition, the non-lighting prevention circuit includes an LED element and an LED driver when the LED element is lit, that is, when a voltage higher than the threshold voltage is applied to the LED element. Lower than the impedance on the LED element side.

この構成によれば、ハロゲンランプを取り外してＬＥＤランプを取り付けた直後において、ＬＥＤランプが備えるＬＥＤ素子は点灯前の状態であるため、上述したように、極めて高いインピーダンスを示す。点灯前のＬＥＤ素子を含む負荷インピーダンスよりは低いインピーダンスの不点灯防止回路が、電子トランスの二次側の端子とＬＥＤドライバとの間の位置において、ＬＥＤ素子側の負荷と並列に接続されている。このため、電子トランスの二次側端子にＬＥＤランプが接続されると、電子トランスの二次側端子から、不点灯防止回路を介して電子トランスの二次側端子へと戻る閉回路内を電流が流れる。この結果、電子トランスの最小負荷電流を超える電流が流れ、電子トランスの二次側端子に電圧が誘起する。   According to this configuration, immediately after the halogen lamp is removed and the LED lamp is attached, the LED element included in the LED lamp is in a state before being turned on, and thus exhibits an extremely high impedance as described above. A non-lighting prevention circuit having an impedance lower than the load impedance including the LED element before lighting is connected in parallel with the load on the LED element side at a position between the secondary terminal of the electronic transformer and the LED driver. . For this reason, when an LED lamp is connected to the secondary side terminal of the electronic transformer, a current flows through the closed circuit that returns from the secondary side terminal of the electronic transformer to the secondary side terminal of the electronic transformer via the non-lighting prevention circuit. Flows. As a result, a current exceeding the minimum load current of the electronic transformer flows, and a voltage is induced at the secondary side terminal of the electronic transformer.

そして、誘起した電圧が、ＬＥＤ素子の閾値電圧を超えると、不点灯防止回路のインピーダンスが、ＬＥＤ素子の点灯時におけるＬＥＤ素子側の負荷インピータンスよりも高いため、電子トランスの二次側端子から、不点灯防止回路と比べて、ＬＥＤ素子側の負荷に向かう電流が多く流れるようになる。これにより、ＬＥＤ素子が点灯する。ＬＥＤ素子に電流が流れることで、電子トランスの最小負荷電流を超える電流が継続的に流れるため、電子トランスの二次側端子には安定的に電圧が誘起される。   And when the induced voltage exceeds the threshold voltage of the LED element, since the impedance of the non-lighting prevention circuit is higher than the load impedance on the LED element side when the LED element is lit, from the secondary side terminal of the electronic transformer Compared with the non-lighting prevention circuit, a larger amount of current flows toward the load on the LED element side. Thereby, the LED element is lit. As a current flows through the LED element, a current exceeding the minimum load current of the electronic transformer continuously flows, and thus a voltage is stably induced at the secondary terminal of the electronic transformer.

不点灯防止回路は、抵抗を含んで構成されることができる。   The non-lighting prevention circuit can be configured to include a resistor.

また、不点灯防止回路は、抵抗に並列に接続されたコンデンサを含む構成とすることができる。この構成によれば、不点灯防止回路が抵抗のみで構成されている場合と比較して、ＬＥＤ点灯時に、不点灯防止回路に流れる電流量を低下させ、消費電力を削減することができる。   Further, the non-lighting prevention circuit can be configured to include a capacitor connected in parallel to the resistor. According to this configuration, it is possible to reduce the amount of current flowing through the non-lighting prevention circuit when the LED is lit and to reduce power consumption, compared to the case where the non-lighting prevention circuit is configured by only a resistor.

また、不点灯防止回路は、更に、抵抗に直列に接続されたダイオードを含む構成とすることができる。   The non-lighting prevention circuit may further include a diode connected in series with the resistor.

不点灯防止回路を整流回路よりも電子トランス側に配置した場合、不点灯防止回路に対しては交流電圧が印加される。このため、不点灯防止回路が並列ＲＣ回路で構成されている場合、Z = R / (1 + jωRC) のインピーダンスを有するため、点灯時において常時不点灯防止回路内に電流が流れる。これに対し、ダイオードを直列に接続することで、コンデンサに充電されるまでは電流が流れるが、コンデンサから放電されるときは、ダイオードによって導通されないため、不点灯防止回路内を電流が流れる期間を限定的にすることができる。この結果、ＬＥＤ点灯時に、不点灯防止回路に流れる電流量を更に低下させることができる。   When the non-lighting prevention circuit is arranged closer to the electronic transformer than the rectification circuit, an AC voltage is applied to the non-lighting prevention circuit. For this reason, when the non-lighting prevention circuit is composed of a parallel RC circuit, since it has an impedance of Z = R / (1 + jωRC), a current always flows in the non-lighting prevention circuit during lighting. On the other hand, by connecting diodes in series, current flows until the capacitor is charged, but when discharged from the capacitor, it is not conducted by the diode. Can be limited. As a result, it is possible to further reduce the amount of current flowing through the non-lighting prevention circuit when the LED is lit.

前記不点灯防止回路は、前記電子トランスの二次側の端子と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部との間に配置され、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と並列に接続されているものとしても構わない。   The non-lighting prevention circuit may be disposed between the secondary terminal of the electronic transformer and the AC / DC converter and connected in parallel with the AC / DC converter.

不点灯防止回路をＡＣ／ＤＣ変換部よりもＬＥＤ素子側に配置すると、電子トランスの二次側の端子に誘起された交流電圧がＡＣ／ＤＣ変換部で変換されることで得られた直流電圧が、不点灯防止回路に印加される。ＡＣ／ＤＣ変換部における電圧変換の際に、電圧が低下する。この結果、ＬＥＤ素子の閾値電圧以上の電圧を不点灯防止回路の両端間に発生させるためには、不点灯防止回路をＡＣ／ＤＣ変換部よりも電子トランス側に配置した場合と比較して、より大きな電圧が必要になってしまう。   When the non-lighting prevention circuit is arranged on the LED element side of the AC / DC converter, the DC voltage obtained by converting the AC voltage induced at the secondary terminal of the electronic transformer by the AC / DC converter. Is applied to the non-lighting prevention circuit. The voltage decreases during voltage conversion in the AC / DC converter. As a result, in order to generate a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the LED element between both ends of the non-lighting prevention circuit, compared to the case where the non-lighting prevention circuit is arranged on the electronic transformer side relative to the AC / DC conversion unit, A larger voltage is required.

上記のように、不点灯防止回路をＡＣ／ＤＣ変換部よりも電子トランス側に配置することで、ハロゲンランプからＬＥＤランプへの置き換え時に、より早期、且つより確実にＬＥＤランプを点灯させることができる。   As described above, the non-lighting prevention circuit is arranged closer to the electronic transformer than the AC / DC converter, so that the LED lamp can be lighted earlier and more reliably when the halogen lamp is replaced with the LED lamp. it can.

前記不点灯防止回路が、
第一抵抗、前記第一抵抗に並列に接続された第一コンデンサ、及び、前記第一抵抗に直列に接続された第一ダイオードを含む第一回路と、
第二抵抗、前記第二抵抗に並列に接続された第二コンデンサ、及び、前記第二抵抗に直列に接続され、前記第一ダイオードと道通方向が反転した第二ダイオードを含み、前記第一回路に並列に接続された第二回路とを含むものとしても構わない。 The non-lighting prevention circuit is
A first circuit including a first resistor, a first capacitor connected in parallel to the first resistor, and a first diode connected in series to the first resistor;
A second resistor, a second capacitor connected in parallel to the second resistor, and a second diode connected in series to the second resistor and having a reverse direction with respect to the first diode. A second circuit connected in parallel to the circuit may be included.

不点灯防止回路に対して交流電圧が供給される場合において、上記の構成とすることで、電圧の極性が反転しても、ＬＥＤ点灯時に不点灯防止回路内に流れる電流量が抑制でき、消費電力が低減できる。   When AC voltage is supplied to the non-lighting prevention circuit, the amount of current that flows in the non-lighting prevention circuit when the LED is lit can be suppressed and consumed even if the polarity of the voltage is reversed. Electric power can be reduced.

本発明のＬＥＤランプによれば、ハロゲンランプからの置き換えで設置された場合においても、従来よりも確実に点灯させることができる。   According to the LED lamp of the present invention, even when it is installed by replacing a halogen lamp, it can be lit more reliably than before.

電子トランスの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an electronic transformer. ＬＥＤ素子とハロゲンランプの電流電圧特性を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the current-voltage characteristic of an LED element and a halogen lamp. 一実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the LED lamp of one Embodiment. 別実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the LED lamp of another embodiment. 別実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the LED lamp of another embodiment. 別実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the LED lamp of another embodiment. 別実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the LED lamp of another embodiment.

本発明のＬＥＤランプの一実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、図１と共通の要素については、同一の符号を付している。   An embodiment of an LED lamp of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is common in FIG.

図３は、一実施形態のＬＥＤランプの構成を模式的に示すブロック図である。図３に示されるＬＥＤランプ１は、電子トランス６０の二次側端子６０ｂに接続された、ＡＣ／ＤＣ変換部２０と、ＡＣ／ＤＣ変換部２０よりも後段に配置されたＬＥＤドライバ３０と、ＬＥＤドライバ３０から直流電流が供給されて駆動制御が行われるＬＥＤ素子４０とを備える。また、ＬＥＤランプ１は、電子トランス６０とＡＣ／ＤＣ変換部２０との間の位置において、ＡＣ／ＤＣ変換部２０と並列に接続された不点灯防止回路１０を備える。   FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the LED lamp of one embodiment. The LED lamp 1 shown in FIG. 3 includes an AC / DC conversion unit 20 connected to the secondary side terminal 60b of the electronic transformer 60, an LED driver 30 disposed downstream of the AC / DC conversion unit 20, And an LED element 40 that is supplied with a direct current from the LED driver 30 and is driven and controlled. Further, the LED lamp 1 includes a non-lighting prevention circuit 10 connected in parallel with the AC / DC conversion unit 20 at a position between the electronic transformer 60 and the AC / DC conversion unit 20.

本実施形態において、不点灯防止回路１０は、第一回路１１と第二回路１２とを備える。第一回路１１は、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１１に並列に接続されたコンデンサＣ１１、及び抵抗Ｒ１１に直列に接続されたダイオードＤ１１を備える。第二回路１２は、第一回路１１と並列に接続されており、抵抗Ｒ１２、抵抗Ｒ１２に並列に接続されたコンデンサＣ１２、及び抵抗Ｒ１２に直列に接続され、ダイオードＤ１１と導通方向が反転したダイオードＤ１２とを備えている。   In the present embodiment, the non-lighting prevention circuit 10 includes a first circuit 11 and a second circuit 12. The first circuit 11 includes a resistor R11, a capacitor C11 connected in parallel to the resistor R11, and a diode D11 connected in series to the resistor R11. The second circuit 12 is connected in parallel with the first circuit 11, and is connected in series to the resistor R12, the capacitor C12 connected in parallel to the resistor R12, and the resistor R12, and the diode D11 has a conduction direction inverted. D12.

ＬＥＤ素子４０は、上述したように閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧が印加されている間はほとんど電流を流さず、閾値電圧Ｖｔｈを超える電圧が印加されると導通して発光する。すなわち、ＬＥＤ素子４０は、点灯開始前の状態においては極めて高いインピーダンスを有し、点灯時においてインピーダンスが低下する性質を有する。第一回路１１及び第二回路１２は、いずれも、ＬＥＤ素子４０の点灯開始前における、不点灯防止回路１０よりもＬＥＤ素子４０側の負荷インピータンスよりは低く、ＬＥＤ素子４０の点灯時における、不点灯防止回路１０よりもＬＥＤ素子４０側の負荷インピータンスよりは高いインピーダンスとなるように、各回路素子の値が調整されている。なお、ＬＥＤ素子４０の点灯開始前においては、ＬＥＤ素子４０のインピーダンスが極めて高いため、不点灯防止回路１０よりもＬＥＤ素子４０側の負荷インピータンスは、ほぼＬＥＤ素子４０のインピーダンスに依存する。   As described above, the LED element 40 hardly conducts current while a voltage equal to or lower than the threshold voltage Vth is applied, and conducts and emits light when a voltage exceeding the threshold voltage Vth is applied. That is, the LED element 40 has a very high impedance in a state before starting lighting, and has a property that the impedance is lowered during lighting. Both the first circuit 11 and the second circuit 12 are lower than the load impedance on the LED element 40 side than the non-lighting prevention circuit 10 before the LED element 40 starts lighting, and when the LED element 40 is turned on, The value of each circuit element is adjusted such that the impedance is higher than the load impedance on the LED element 40 side of the non-lighting prevention circuit 10. Since the impedance of the LED element 40 is extremely high before the lighting of the LED element 40, the load impedance closer to the LED element 40 than the non-lighting prevention circuit 10 substantially depends on the impedance of the LED element 40.

ＡＣ／ＤＣ変換部２０は、例えば全波整流回路を構成する整流ダイオードによって構成される。ＬＥＤドライバ３０はＬＥＤ４０を駆動するドライバであり、公知の技術で実現される。   The AC / DC converter 20 is configured by, for example, a rectifier diode that forms a full-wave rectifier circuit. The LED driver 30 is a driver that drives the LED 40 and is realized by a known technique.

電子トランス６０は、ハロゲンランプの電圧源を構成するトランスであるものとしてよい。すなわち、電子トランス６０の二次側端子６０ｂ以後において、ハロゲンランプ及びその駆動回路が構成されており、それが取り外されて、不点灯防止回路１０、ＡＣ／ＤＣ変換部２０、ＬＥＤドライバ３０、及びＬＥＤ素子４０を含むモジュールが取り付けられるものとすることができる。例えばこのモジュールが一体化され、天井面等に設けられたねじ込み（スクリュー）又はピン等によって、電子トランス６０の二次側端子６０ｂと接続される。   The electronic transformer 60 may be a transformer that constitutes a voltage source of a halogen lamp. That is, after the secondary side terminal 60b of the electronic transformer 60, a halogen lamp and its driving circuit are configured, and it is removed, and the non-lighting prevention circuit 10, the AC / DC converter 20, the LED driver 30, and A module including the LED element 40 can be attached. For example, this module is integrated and connected to the secondary terminal 60b of the electronic transformer 60 by screwing (screws) or pins provided on the ceiling surface or the like.

電子トランス６０の一次側端子６０ａに対して電圧が供給されたままの状態で、上記モジュールが取り付けられた場合について検討する。このとき、ＬＥＤ素子４０は点灯前の状態であるため、極めて高いインピーダンスを示す。よって、電子トランス６０の二次側端子６０ｂから、ＡＣ／ＤＣ変換部２０、ＬＥＤドライバ３０、及びＬＥＤ素子４０を含む直列回路が構成する負荷インピーダンスが大きいため、かかる直列回路にはほとんど電流が流れない。他方、この直列回路と並列に接続されている不点灯防止回路１０は、当該直列回路よりもインピーダンスが低いため、電子トランス６０の二次側端子６０ｂから不点灯防止回路１０に対してある程度の電流が流れる。この結果、電子トランス６０の最小負荷電流を超える電流が流れ、二次側端子６０ｂに安定的に電圧が誘起する。   Consider the case where the module is mounted while the voltage is still supplied to the primary terminal 60a of the electronic transformer 60. At this time, since the LED element 40 is in a state before lighting, it exhibits an extremely high impedance. Accordingly, since the load impedance formed by the series circuit including the AC / DC conversion unit 20, the LED driver 30, and the LED element 40 is large from the secondary side terminal 60b of the electronic transformer 60, almost current flows through the series circuit. Absent. On the other hand, since the non-lighting prevention circuit 10 connected in parallel with this series circuit has a lower impedance than the series circuit, a certain amount of current is supplied from the secondary terminal 60b of the electronic transformer 60 to the non-lighting prevention circuit 10. Flows. As a result, a current exceeding the minimum load current of the electronic transformer 60 flows, and a voltage is stably induced in the secondary side terminal 60b.

二次側端子６０ｂの誘起電圧がある一定値を超えると、ＬＥＤ素子４０への印加電圧が、ＬＥＤ素子４０の閾値電圧Ｖｔｈを超える。このとき、ＬＥＤ素子４０に対して電流が流れ始め、ＬＥＤ素子４０は点灯する。この後、ＬＥＤ素子４０のインピーダンスは低下するため、ＡＣ／ＤＣ変換部２０、ＬＥＤドライバ３０、及びＬＥＤ素子４０を含む直列回路の負荷インピーダンスが、不点灯防止回路１０のインピーダンスよりも低下する。この結果、電子トランス６０の二次側端子６０ｂから不点灯防止回路１０に向かって流れる電流量は低下し、ＬＥＤ素子４０側へと電流が継続的に流れる。これにより、ＬＥＤ素子４０は安定的に発光する。   When the induced voltage of the secondary terminal 60b exceeds a certain value, the voltage applied to the LED element 40 exceeds the threshold voltage Vth of the LED element 40. At this time, current starts to flow to the LED element 40, and the LED element 40 is lit. Thereafter, since the impedance of the LED element 40 is lowered, the load impedance of the series circuit including the AC / DC converter 20, the LED driver 30, and the LED element 40 is lower than the impedance of the non-lighting prevention circuit 10. As a result, the amount of current flowing from the secondary side terminal 60b of the electronic transformer 60 toward the non-lighting prevention circuit 10 decreases, and current continuously flows to the LED element 40 side. Thereby, the LED element 40 emits light stably.

一例として、ＬＥＤ素子４０の点灯開始前におけるインピーダンスは１４ｋΩであり、ＬＥＤ素子４０の点灯時におけるインピーダンスは１７Ωであり、不点灯防止回路１０が備える抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は１ｋΩである。   As an example, the impedance before starting the lighting of the LED element 40 is 14 kΩ, the impedance when the LED element 40 is turned on is 17Ω, and the resistors R11 and R12 included in the non-lighting prevention circuit 10 are 1 kΩ.

以下、説明が重複するため、不点灯防止回路１０のうち、第一回路１１についてのみ説明する。不点灯防止回路１０が、抵抗Ｒ１１と並列に接続されたコンデンサＣ１１を備えることで、コンデンサＣ１１を備えない場合と比較して、ＬＥＤ素子４０の点灯後、コンデンサＣ１１が充電された後は抵抗Ｒ１１に流れる電流量が低下する。これにより、ＬＥＤ素子４０の点灯時における不点灯防止回路１０内での消費電力の発生が抑制される。   Hereinafter, since the description overlaps, only the first circuit 11 of the non-lighting prevention circuit 10 will be described. Since the non-lighting prevention circuit 10 includes the capacitor C11 connected in parallel with the resistor R11, the resistor R11 is turned on after the LED element 40 is turned on and the capacitor C11 is charged, as compared with the case where the capacitor C11 is not provided. The amount of current flowing through the is reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the power consumption in the non-lighting prevention circuit 10 at the time of lighting of the LED element 40 is suppressed.

また、不点灯回路回路１０が、抵抗Ｒ１１と直列に接続されたダイオードＤ１１を備えることで、ダイオードＤ１１を備えない場合と比較して、コンデンサＣ１１に蓄積された電荷が流れだして電力が消費されるのが抑制される。特に、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣ変換部２０よりも電子トランス６０側に不点灯防止回路１０が配置されているため、不点灯防止回路１０には交流電圧が供給される。図３に示すように、不点灯防止回路１０が、導通方向の異なる２つのダイオードＤ１１，Ｄ１２を備えることで、電圧の極性によらず、消費電力の発生を抑制することができる。   In addition, since the non-lighting circuit 10 includes the diode D11 connected in series with the resistor R11, compared with the case where the diode D11 is not included, the electric charge accumulated in the capacitor C11 flows and power is consumed. Is suppressed. In particular, in the present embodiment, the non-lighting prevention circuit 10 is disposed on the electronic transformer 60 side of the AC / DC conversion unit 20, and thus the non-lighting prevention circuit 10 is supplied with an AC voltage. As shown in FIG. 3, the non-lighting prevention circuit 10 includes two diodes D11 and D12 having different conduction directions, whereby generation of power consumption can be suppressed regardless of the polarity of the voltage.

［別実施形態］
以下、別実施形態について説明する。 [Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.

図４に示すように、不点灯防止回路１０は、第一回路１１のみを備える構成であっても構わない。この場合においても、従来構成と比較して、ハロゲンランプからＬＥＤランプ１に置き換えた際に、ＬＥＤランプ１が不点灯となる確率を下げることができる。   As shown in FIG. 4, the non-lighting prevention circuit 10 may have a configuration including only the first circuit 11. Even in this case, the probability that the LED lamp 1 is not turned on when the halogen lamp is replaced with the LED lamp 1 can be reduced as compared with the conventional configuration.

また、図５に示すように、不点灯防止回路１０は、図４の構成において、ダイオードＤ１１を備えない構成としても構わない。なお、図３の構成において、不点灯防止回路１０は、ダイオードＤ１１及びＤ１２を備えない構成としても構わない。   Further, as shown in FIG. 5, the non-lighting prevention circuit 10 may be configured not to include the diode D11 in the configuration of FIG. In the configuration of FIG. 3, the non-lighting prevention circuit 10 may be configured without the diodes D11 and D12.

更に、図６に示すように、不点灯防止回路１０は、図４の構成において、ダイオードＤ１１及びコンデンサＣ１１を備えない構成としても構わない。なお、図３の構成において、不点灯防止回路１０は、ダイオードＤ１１及びＤ１２、並びにコンデンサＣ１１及びＣ１２を備えない構成としても構わない。   Further, as shown in FIG. 6, the non-lighting prevention circuit 10 may be configured not to include the diode D11 and the capacitor C11 in the configuration of FIG. In the configuration of FIG. 3, the non-lighting prevention circuit 10 may be configured not to include the diodes D11 and D12 and the capacitors C11 and C12.

図５及び図６の構成の場合、図３の構成と比較して、ＬＥＤ素子４０の点灯時における不点灯防止回路１０内の消費電力は上昇するものの、従来の構成と比べると、ＬＥＤランプが不点灯となる確率を下げることができる。   5 and 6, the power consumption in the non-lighting prevention circuit 10 when the LED element 40 is turned on is higher than that in the configuration in FIG. 3, but the LED lamp is less in comparison with the conventional configuration. The probability of non-lighting can be lowered.

また、図７に示すように、不点灯防止回路１０を、ＡＣ／ＤＣ変換部２０とＬＥＤドライバ３０との間に配置しても構わない。ただし、この場合、不点灯防止回路１０に印加される電圧は、電子トランス６０の二次側端子６０ｂに誘起された電圧から、ＡＣ／ＤＣ変換部２０での電圧降下分が差し引かれた電圧となる。このため、ＬＥＤ素子４０が導通するのに必要な二次側端子６０ｂの誘起電圧は、図３の構成よりも高くなる。この結果、図３の構成と比較して、ＬＥＤ素子４０が発光を開始するまでに要する時間が増える可能性がある。しかし、この構成であっても、従来の構成と比べると、ＬＥＤ素子４０が不点灯となる確率を低下させることができる。   Further, as illustrated in FIG. 7, the non-lighting prevention circuit 10 may be disposed between the AC / DC conversion unit 20 and the LED driver 30. However, in this case, the voltage applied to the non-lighting prevention circuit 10 is a voltage obtained by subtracting the voltage drop in the AC / DC conversion unit 20 from the voltage induced in the secondary terminal 60b of the electronic transformer 60. Become. For this reason, the induced voltage of the secondary side terminal 60b required for the LED element 40 to conduct becomes higher than the configuration of FIG. As a result, there is a possibility that the time required for the LED element 40 to start emitting light may be increased as compared with the configuration of FIG. However, even with this configuration, it is possible to reduce the probability that the LED element 40 will not light up compared to the conventional configuration.

なお、不点灯防止回路１０が図４〜図６に示される構成である場合において、不点灯防止回路１０を、ＡＣ／ＤＣ変換部２０とＬＥＤドライバ３０との間に配置しても構わない。   In the case where the non-lighting prevention circuit 10 has the configuration shown in FIGS. 4 to 6, the non-lighting prevention circuit 10 may be disposed between the AC / DC conversion unit 20 and the LED driver 30.

１ ： ＬＥＤランプ
１０ ： 不点灯防止回路
１１ ： 第一回路
１２ ： 第二回路
２０ ： ＡＣ／ＤＣ変換部
３０ ： ＬＥＤドライバ
４０ ： ＬＥＤ素子
６０ ： 電子トランス
６０ａ ： 電子トランスの一次側端子
６０ｂ ： 電子トランスの二次側端子
６１ ： 整流回路
６２ ： 平滑回路
６３ ： 発振回路
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ６２ ： コンデンサ
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ６３ ： ダイオード
ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３ ： 巻線
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ６３ ： 抵抗
Ｔｒ６３ ： トランス
Ｑ６３ ： スイッチング素子
1: LED lamp
10: Non-lighting prevention circuit
11: First circuit
12: Second circuit
20: AC / DC converter
30: LED driver
40: LED element
60: Electronic transformer
60a: primary terminal of electronic transformer
60b: secondary terminal of the electronic transformer
61: Rectifier circuit
62: Smoothing circuit
63: Oscillator circuit
C11, C12, C62: Capacitor
D11, D12, D63: Diode
LL1, LL2, LL3: Winding
R11, R12, R63: Resistance
Tr63: Transformer
Q63: Switching element

Claims (6)

電子トランスの二次側端子に接続され、入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電圧が入力されるＬＥＤドライバと、
前記ＬＥＤドライバによって駆動されるＬＥＤ素子と、
前記電子トランスの二次側の端子と前記ＬＥＤドライバとの間の位置において、前記ＬＥＤ素子側の負荷と並列に接続された不点灯防止回路とを備え、
前記不点灯防止回路は、前記ＬＥＤ素子の点灯開始前における前記ＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより低く、前記ＬＥＤ素子の点灯時における前記ＬＥＤ素子側の負荷のインピーダンスより高いインピーダンスを有する回路であることを特徴とするＬＥＤランプ。 An AC / DC converter that is connected to the secondary terminal of the electronic transformer and converts an input AC voltage into a DC voltage;
An LED driver to which a DC voltage output from the AC / DC converter is input;
An LED element driven by the LED driver;
A non-lighting prevention circuit connected in parallel with the load on the LED element side at a position between the terminal on the secondary side of the electronic transformer and the LED driver;
The non-lighting prevention circuit is a circuit having an impedance lower than an impedance of the load on the LED element side before starting the lighting of the LED element and higher than an impedance of the load on the LED element side when the LED element is turned on. LED lamp characterized by 前記不点灯防止回路は、抵抗を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。   The LED lamp according to claim 1, wherein the non-lighting prevention circuit includes a resistor. 前記不点灯防止回路が、前記抵抗に並列に接続されたコンデンサを含むことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤランプ。   The LED lamp according to claim 2, wherein the non-lighting prevention circuit includes a capacitor connected in parallel to the resistor. 前記不点灯防止回路が、前記抵抗に直列に接続されたダイオードを含むことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤランプ。   The LED lamp according to claim 3, wherein the non-lighting prevention circuit includes a diode connected in series to the resistor. 前記不点灯防止回路は、前記電子トランスの二次側の端子と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部との間に配置され、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。   The non-lighting prevention circuit is disposed between a secondary terminal of the electronic transformer and the AC / DC converter, and is connected in parallel with the AC / DC converter. Item 5. The LED lamp according to any one of Items 1 to 4. 前記不点灯防止回路が、
第一抵抗、前記第一抵抗に並列に接続された第一コンデンサ、及び、前記第一抵抗に直列に接続された第一ダイオードを含む第一回路と、
第二抵抗、前記第二抵抗に並列に接続された第二コンデンサ、及び、前記第二抵抗に直列に接続され、前記第一ダイオードと道通方向が反転した第二ダイオードを含み、前記第一回路に並列に接続された第二回路とを含むことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤランプ。 The non-lighting prevention circuit is
A first circuit including a first resistor, a first capacitor connected in parallel to the first resistor, and a first diode connected in series to the first resistor;
A second resistor, a second capacitor connected in parallel to the second resistor, and a second diode connected in series to the second resistor and having a reverse direction with respect to the first diode. The LED lamp according to claim 5, further comprising a second circuit connected in parallel to the circuit.
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