JP3177245U

JP3177245U - 直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するｌｅｄランプ駆動システム

Info

Publication number: JP3177245U
Application number: JP2012002826U
Authority: JP
Inventors: 謝明晃; 陳青澤; 謝育澤; 郭致輝
Original assignee: 佳赫科技有限公司; 陳青澤; 謝育澤; 郭致輝
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2022-05-14

Abstract

【課題】従来のランプ配線を変更したり交換したりする必要を無くすとともに等価抵抗の原理を応用し、入力電流を入力電圧に対して正比例で制御し、各ランプの発光輝度を等しく維持する直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムを提供する。
【解決手段】直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムは、ＬＥＤランプに応用し、ＬＥＤランプは、クイック起動安定器を有するランプホルダに取り付けられ、クイック起動安定器は、交流電源と電気的に接続されるとともに、少なくとも２組の入力端子、整流器／フィルタモジュール１１、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２、ＬＥＤランプ列１３、起動モジュール１４、電流参考モジュール１５、電流帰還モジュール１６及び制御モジュール１７を備える。
【選択図】図２

Description

本考案は、直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システム（ＬＥＤｌａｍｐｔｕｂｅｄｒｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｅｒｉｅｓ−ｔｙｐｅｄｕａｌｔｕｂｅｒａｐｉｄｓｔａｒｔｂａｌｌａｓｔ）に関し、特に、ＬＥＤランプ内に応用し、直接に従来の蛍光灯をＬＥＤランプへ交換することができるため、従来の蛍光灯の配線を変更したり交換したりする必要を無くすとともに等価抵抗の原理を応用し、入力電圧に対して入力電流を正比例で制御し、各ランプの発光輝度を等しく維持することができる直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムに関する。

図４を参照する。図４に示すように、従来のラピッド起動安定器（ｒａｐｉｄｓｔａｒｔｂａｌｌａｓｔ）を組み合わせた直列接続式二重管形の起動回路において、各ランプ４の両側端には、第１のピン４１及び第２のピン４２がそれぞれ設けられている。第１のピン４１及び第２のピン４２は、ソケットの挿入孔（図示せず）へそれぞれ挿入され、ランプを固定する。２つのランプ４は、第１のピン４１及び第２のピン４２により、互いに接続されて直列接続される。第１のピン４１及び第２のピン４２は、クイック起動安定器５と電気的に接続されてから、交流電源６と電気的に接続され、これにより、完全な蛍光灯起動回路が形成される。ランプ４内には、互いに対応した第１のピン４１と第２のピン４２との間にフィラメント（図示せず）が接続され、ランプ４内のフィラメントは、クイック起動安定器５が電気を供給し、熱を受けて電子を放出すると蛍光灯のランプ４が発光する。

図５を参照する。図５に示すように、従来のＬＥＤランプの内部詳細回路図を示し、２つの入力端子ＡＣ₁，ＡＣ₂の交流電源は、整流器／フィルタモジュール（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ／ｆｉｌｔｅｒｍｏｄｕｌｅ）７からＤＣ／ＤＣコンバータモジュール（ＤＣ−ｔｏ−ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｍｏｄｕｌｅ）８へ直流電源を供給し、電流サンプリング抵抗Ｒ_SからＰＷＭ制御チップ９へ電流を帰還させ、その内部のレファレンスレベル２５０ｍＶと比較し、パルス幅（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ）を決定してダイオード電流を流して制御する。

しかし、従来のＬＥＤランプを実際に使用する際、以下の欠点を有する。ＬＥＤランプの電源入力は、実際には図５に示す２つの端点（ＡＣ₁及びＡＣ₂）に等価するものだけを有する。ＬＥＤランプにより従来の蛍光灯を代替する場合、従来のランプを変更する必要がある。この変更とは、主に、安定器（ｂａｌｌａｓｔ）と、ランプに並列接続した起動回路の接線とを取り外すことであるため、ユーザがＬＥＤランプを使用する意欲が下がり利用率が低くなる虞がある。また、従来のランプは安定器のコストを節減するために、２つのランプを直列接続して使用し、いわゆるクイック起動安定器５の設計方式（図４参照）を共用するが、従来のＬＥＤランプ定電流駆動設計方式は、ランプを直列接続して使用する際に２つのランプの電圧分配が不均等となって定電流の制限を受けるため、２つのランプの発光輝度が異なることがある。

本考案の目的は、ランプ両側に２組の入力端子を設けることにより、ユーザは従来の蛍光灯をＬＥＤランプへ変更し、従来のランプ配線を変更したり交換したりする必要を無くすとともに等価抵抗の原理を応用し、入力電流を入力電圧に対して正比例で制御し、各ランプの発光輝度を等しく維持する直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、ＬＥＤランプに応用し、前記ＬＥＤランプは、クイック起動安定器を有するランプホルダに取り付けられ、前記クイック起動安定器は、交流電源と電気的に接続されるとともに、少なくとも２組の入力端子、整流器／フィルタモジュール、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール、ＬＥＤランプ列、起動モジュール、電流参考モジュール、電流帰還モジュール及び制御モジュールを備える、直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムであって、前記入力端子は、２つで１組であり、前記ＬＥＤランプの両側端へそれぞれ設けられ、前記クイック起動安定器と電気的に接続され、前記整流器／フィルタモジュールは、前記入力端子とそれぞれ電気的に接続され、前記交流電源の電流整流フィルタを直流電源として用い、前記入力端子とそれぞれ電気的に接続された２つの整流子を含み、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、前記整流器／フィルタモジュールと電気的に接続され、受け取った直流電源を所定の電圧値である直流電源に変換し、前記ＬＥＤランプ列は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールと電気的に接続され、互いに直列接続された複数のダイオード発光素子を有し、前記起動モジュールは、変動した入力直流電源の圧力を安定させて安全動作電圧を出力する前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールにそれぞれ接続され、前記電流参考モジュールは、前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールとそれぞれ接続され、前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、入力電圧に対して正比例の参考電流信号を出力し、前記電流帰還モジュールは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールと電気的に接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、前記ＬＥＤランプ列を流れる出力電流を取り込み、前記制御モジュールは、前記起動モジュール、前記電流参考モジュール、前記電流帰還モジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールとそれぞれ電気的に接続され、前記電流帰還モジュールから出力された前記ＬＥＤランプ列の出力電流と、前記電流参考モジュールから出力された前記参考電流信号とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールのオン状態の時間を制御することを特徴とする直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムが提供される。

本考案の直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムは、ランプ両側に２組の入力端子を設けることにより、ユーザが従来の蛍光灯をＬＥＤランプへ変更し、従来のランプ配線を変更したり交換したりする必要を無くすとともに等価抵抗の原理を応用し、入力電流を入力電圧に対して正比例で制御し、各ランプの発光輝度を等しく維持する。

従来のラピッド起動安定器を組み合わせた直列接続式ダイオード二重管形の起動回路を示す模式図である。本考案の一実施形態の直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムを示す回路ブロック図である。本考案の一実施形態の直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムを示す回路図である。従来のクイック起動安定器を組み合わせた直列接続式二重管形の起動回路を示すアーキテクチャ図である。従来のＬＥＤランプ内部を詳細に示す回路図である。

図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本考案の一実施形態に係る直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムは、ＬＥＤランプ１内に応用する。このＬＥＤランプ１は、クイック起動安定器２を有するランプホルダ上に取り付けられる。クイック起動安定器２は、交流電源３と電気的に接続される。ＬＥＤランプ１の駆動システムは、２組の入力端子ＡＣ₁，ＡＣ₂及び入力端子ＢＣ₁，ＢＣ₂、整流器／フィルタモジュール１１、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２、ＬＥＤランプ列（ＬＥＤｌａｍｐｓｔｒｉｎｇ）１３、起動モジュール１４、電流参考モジュール（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｕｌｅ）１５、電流帰還モジュール（ｃｕｒｒｅｎｔｆｅｅｄｂａｃｋｍｏｄｕｌｅ）１６及び制御モジュール１７を含み、その詳細な回路及び接続方式を図３に示す。

２組の入力端子ＡＣ₁，ＡＣ₂及び入力端子ＢＣ₁，ＢＣ₂は、２つで１組であり、ＬＥＤランプ１の両側端へそれぞれ設けられ、クイック起動安定器２と電気的に接続されている。

整流器／フィルタモジュール１１は、２組の入力端子ＡＣ₁，ＡＣ₂及び入力端子ＢＣ₁，ＢＣ₂と電気的に接続され、交流電源３の電流整流フィルタを直流電源として用い、整流器／フィルタモジュール１１は、２組の入力端子ＡＣ₁，ＡＣ₂及び入力端子ＢＣ₁，ＢＣ₂とそれぞれ電気的に接続された２つの整流子ＤＢ₁，ＤＢ₂を含む。２つの整流子ＤＢ₁，ＤＢ₂は、それぞれブリッジ整流器である。これら２つの整流子ＤＢ₁，ＤＢ₂は、π型フィルタ回路とそれぞれ電気的に接続される。このπ型フィルタ回路は、インダクタＬ_X1と、インダクタＬ_X1に接続されて並列接続された２つのキャパシタＣ_x1，Ｃ₁と、から構成される。

ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２は、整流器／フィルタモジュール１１と電気的に接続される。受け取った直流電源を所定の電圧値である直流電源に変換する。本実施形態において、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２を例に説明すると、本実施形態の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２のスイッチング素子Ｓ₁の一端を入力端に接続し、スイッチング素子Ｓ₁はトランジスタスイッチでもよく。本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子Ｓ₁として用い、スイッチング素子Ｓ₁のドレイン端をダイオードＤ₀と電気的に接続させる。ダイオードＤ₀の他端は、インダクタＬ₀と電気的に接続され、インダクタＬ₀の他端を、ダイオードＤ₀と並列接続されたキャパシタＣ₀と電気的に接続させる。スイッチング素子Ｓ₁のソース端は、電流帰還モジュール１６と電気的に接続させる。

ＬＥＤランプ列１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２と電気的に接続される。ＬＥＤランプ列１３は、直列接続された複数のダイオード発光素子１３１を有する。本実施形態のＬＥＤランプ列１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２のキャパシタと並列接続される。

起動モジュール１４は、変動した入力直流電源の圧力を安定させて安全動作電圧を出力する整流器／フィルタモジュール１１及びＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２にそれぞれ接続される。本実施形態の起動モジュール１４は抵抗器Ｒ₃である。

電流参考モジュール１５は、整流器／フィルタモジュール１１及びＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２とそれぞれ接続される。整流器／フィルタモジュール１１及びＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２は、入力電圧に対して正比例の参考電流信号を制御モジュール１７へ出力するために用いる。電流参考モジュール１５は、整流器／フィルタモジュール１１の接地端と電気的に接続されたショットキーバリアダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙｂａｒｒｉｅｒｄｉｏｄｅ）Ｄ_Sと、ショットキーバリアダイオードＤ_Sの負極端と整流器／フィルタモジュール１１との間に電気的に接続された第１の抵抗器Ｒ₁と、ショットキーバリアダイオードＤ_Sと並列接続された第２の抵抗器Ｒ₂と、を含む。

電流帰還モジュール１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２は、ＬＥＤランプ列１３を流れる出力電流を取り込んで制御モジュール１７へ出力する。本実施形態の電流帰還モジュール１６は電流サンプリング抵抗Ｒ_Sである。

制御モジュール１７は、起動モジュール１４、電流参考モジュール１５、電流帰還モジュール１６及びＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２と電気的に接続される。制御モジュール１７は、電流帰還モジュール１６から出力されたＬＥＤランプ列１３の出力電流と、電流参考モジュール１５から出力された参考電流信号とを比較した後、ＰＷＭ信号を生成し、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール１２のオン状態の時間を制御する。制御モジュール１７は、スイッチング素子Ｓ₁のソース端と電気的に接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ₁のオン・オフを制御するパルス幅変調装置（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を含む。このパルス幅変調装置は、スイッチング素子Ｓ₁のオン（Ｏｎ）／オフ（Ｏｆｆ）を制御する。

本考案の直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムは、ＬＥＤランプ両側に２組の入力端子を設けることにより、ユーザが従来の蛍光灯をＬＥＤランプへ変更する際、従来のランプ配線を変更したり交換したりする必要性がなくなり、これに伴い、ＬＥＤランプを使用するユーザの意欲を高めて利用率を高めるとともに、電流参考モジュールの入力電圧と入力電流との比率が等価抵抗である原理を応用して、ＬＥＤランプの電流を制御し、ＬＥＤランプを直列接続して使用するときに、入力電圧を均等に分配して各ランプの発光輝度を等しく維持することが可能となる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらの記載は本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ＬＥＤランプ
２クイック起動安定器
３交流電源
４ランプ
５クイック起動安定器
６交流電源
７整流器／フィルタモジュール
８ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール
９ＰＷＭ制御チップ
１１整流器／フィルタモジュール
１２ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール
１３ＬＥＤランプ列
１４起動モジュール
１５電流参考モジュール
１６電流帰還モジュール
１７制御モジュール
４１第１のピン
４２第２のピン
１３１発光素子
ＡＣ₁ 入力端子
ＡＣ₂ 入力端子
ＢＣ₁ 入力端子
ＢＣ₂ 入力端子
Ｃ₀ キャパシタ
Ｃ₁ キャパシタ
Ｃ_X1 キャパシタ
Ｄ₀ ダイオード
Ｄ_S ショットキーバリアダイオード
ＤＢ₁ 整流子
ＤＢ₂ 整流子
Ｌ_X1 インダクタ
Ｌ₀ インダクタ
Ｒ₁ 第１の抵抗器
Ｒ₂ 第２の抵抗器
Ｒ₃ 抵抗器
Ｒ_OSC 抵抗器
Ｒ_S 電流サンプリング抵抗
Ｒ_S 電流サンプリング抵抗
Ｓ₁ スイッチング素子

Claims

ＬＥＤランプに応用し、前記ＬＥＤランプは、クイック起動安定器を有するランプホルダに取り付けられ、前記クイック起動安定器は、交流電源と電気的に接続されるとともに、少なくとも２組の入力端子、整流器／フィルタモジュール、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール、ＬＥＤランプ列、起動モジュール、電流参考モジュール、電流帰還モジュール及び制御モジュールを備える、直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システムであって、
前記入力端子は、２つで１組であり、前記ＬＥＤランプの両側端へそれぞれ設けられ、前記クイック起動安定器と電気的に接続され、
前記整流器／フィルタモジュールは、前記入力端子とそれぞれ電気的に接続され、前記交流電源の電流整流フィルタを直流電源として用い、前記入力端子とそれぞれ電気的に接続された２つの整流子を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、前記整流器／フィルタモジュールと電気的に接続され、受け取った直流電源を所定の電圧値である直流電源に変換し、
前記ＬＥＤランプ列は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールと電気的に接続され、互いに直列接続された複数のダイオード発光素子を有し、
前記起動モジュールは、変動した入力直流電源の圧力を安定させて安全動作電圧を出力する前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールにそれぞれ接続され、
前記電流参考モジュールは、前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールとそれぞれ接続され、前記整流器／フィルタモジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、入力電圧に対して正比例の参考電流信号を出力し、
前記電流帰還モジュールは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールと電気的に接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールは、前記ＬＥＤランプ列を流れる出力電流を取り込み、
前記制御モジュールは、前記起動モジュール、前記電流参考モジュール、前記電流帰還モジュール及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールとそれぞれ電気的に接続され、前記電流帰還モジュールから出力された前記ＬＥＤランプ列の出力電流と、前記電流参考モジュールから出力された前記参考電流信号とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールのオン状態の時間を制御することを特徴とする直列接続式二重管形のラピッド起動安定器に使用するＬＥＤランプ駆動システム。