JP3199159U - 発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球 - Google Patents

Abstract

【課題】積層コンデンサの容量値を向上すると共に端子電圧を低減することで、寿命を延ばすことができる発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球を提供する。【解決手段】発光ダイオード電源回路１ａは、入力ユニット１２、電流保護ユニット１４、電源調整ユニット１５、整流モジュール１６及び出力ユニット２０を含む。入力ユニットは、第１の電気エネルギーＥ１を受ける。電流保護ユニットは、入力ユニットに電気的に接続されており、電流パルスを抑制すると共に第１の電気エネルギーを出力する。電源調整ユニットは、ブリーダー抵抗器と積層コンデンサの並列回路からなり、第１の電気エネルギーの電流及びパワーを制御して調整する。整流モジュールは、第１の電気エネルギーを第２の電気エネルギーＥ２に変換する。出力ユニットは、第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオード２に出力する。【選択図】図５

Description

本考案は、発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球に関し、特に照明制御分野における発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球に関する。

今まで、グリーンエネルギーによる照明において、よく発光ダイオードを光源とする。発光ダイオードは直流電力で駆動されることによって電気エネルギーを可視光に変換できる。

一般的に言えば、発光ダイオードは集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ、ＩＣ）を介して直流電圧が供給される。集積回路の機能と言えば、交流電力を直流電力に変換することによって発光ダイオードを駆動するのに必要な電圧を生成することにある。例を挙げて説明すると、集積回路は交流電力を５Ｖの直流電力に変換する。

しかしながら、集積回路の作動において、体積の小型化や放熱面積が少ないことを起因として、発光ダイオードの生じた熱が迅速に高まることで集積回路が高温状態で作動する。高温は集積回路を破壊し、ひいては発光ダイオードを破壊する恐れがある。

単一の発光ダイオードは、光射出角度が小さく、照度が低いため、照明の応用において、複数の発光ダイオードを組み合わせることによって十分な照度を生成する光源が得られる。しかしながら、複数の発光ダイオードを駆動するために、集積回路がより多くの直流電力を変換する必要があるため、電子素子が高電流の環境で作動し、ひいてはより多くの熱が生ずる。言い換えれば、生じて高まった熱は集積回路又は複数の発光ダイオードの破壊を加速する。

たとえ放熱構造を介して熱を放熱しようとしても、集積回路が駆動できる発光ダイオードの数には依然として限度がある。そのため、大量の発光ダイオードを使用する場合、別途で大型の電圧転換素子（例えば高巻数比の大型のトランスなど）を使用する必要がある。しかしながら、大型の電圧転換素子には体積が大きく、値段が高いなどの欠点がある。

上記の事情に鑑みて、本考案は従来の問題点を改善できる発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球を提供する。

本考案は、電源調整ユニットにより積層コンデンサ（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）の容量値を向上すると共に積層コンデンサの端子電圧を低減することで、発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球の寿命を延ばしたり体積を小型化したり重量を低減したりするなどの利点を有する発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球を提供することを課題とする。

本考案の第１の態様に係る発光ダイオード電源回路は、第１の電気エネルギーを第２の電気エネルギーに変換すると共に第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオードに出力することによって、少なくとも一つの発光ダイオードに第２の電気エネルギーを光エネルギーに変換させる。第１の電気エネルギーは交流電力であり、第２の電気エネルギーは直流電力である。発光ダイオード電源回路は、入力ユニット、電流保護ユニット、電源調整ユニット、整流モジュール及び出力ユニットを含む。入力ユニットは、第１の電気エネルギーを受ける。電流保護ユニットは、入力ユニットに電気的に接続されており、電流パルスを抑制すると共に第１の電気エネルギーを出力する。電源調整ユニットは、電流保護ユニットに電気的に接続されており、第１の電気エネルギーの電流及びパワーを制御して調整する。整流モジュールは、電源調整ユニットに電気的に接続されており、第１の電気エネルギーを第２の電気エネルギーに変換する。出力ユニットは、整流モジュール及び少なくとも一つの発光ダイオードに電気的に接続されており、第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオードに出力する。

本考案の第２の態様に係る発光ダイオード電源回路は、第１の電気エネルギーを第２の電気エネルギーに変換すると共に第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオードに出力することによって、少なくとも一つの発光ダイオードに第２の電気エネルギーを光エネルギーに変換させる。第１の電気エネルギーは交流電力であり、第２の電気エネルギーは直流電力である。発光ダイオード電源回路は、入力ユニット、電流保護ユニット、整流モジュール、定電流制御ユニット及び出力ユニットを含む。入力ユニットは、第１の電気エネルギーを受ける。電流保護ユニットは、入力ユニットに電気的に接続されており、電流パルスを抑制すると共に第１の電気エネルギーを出力する。整流モジュールは、電源保護ユニットに電気的に接続されており、第１の電気エネルギーを第２の電気エネルギーに変換する。定電流制御ユニットは、整流モジュールに電気的に接続されており、第２の電気エネルギーを調整すると共に一定の出力直流電流を出力する。出力ユニットは、整流モジュールに電気的に接続されており、出力直流電流を少なくとも一つの発光ダイオードに出力する。

本考案は、発光ダイオード電源回路を含む電球を提供する。

本考案に係る発光ダイオード電源回路において、電源調整ユニット、整流モジュール及び出力ユニットは積層コンデンサの容量値を向上すると共に積層コンデンサの端子電圧を低減するための回路を構成するため、発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球の寿命を延ばしたり体積を小型化したり重量を低減したりするなどの効果を奏することができる。

本考案の第１の実施例に係る発光ダイオード電源回路の機能ブロック図である。 本考案の第２の実施例において複数の発光ダイオード電源回路を直列接続した模式図である。 本考案の第３の実施例においてそれぞれ電球に電気的に接続される複数の発光ダイオード電源回路を並列接続した模式図である。 本考案の第４の実施例において電球を照明装置に応用する模式図である。 本考案の第５の実施例に係る発光ダイオード電源回路の機能ブロック図である。 本考案の第６の実施例に係る発光ダイオード電源回路の回路図である。 本考案の第７の実施例に係る発光ダイオード電源回路の回路図である。

本考案の目的、構造特徴及び効果をより理解できるように、添付図面及び具体的な実施例によって本考案を詳しく説明する。

図１は本考案の第１の実施例に係る発光ダイオード電源回路の機能ブロック図である。図１に示すように、発光ダイオード電源回路１は第１の電気エネルギーＥ１を第２の電気エネルギーＥ２に変換することができる。第２の電気エネルギーＥ２は、発光ダイオード２を駆動するのに用いられる。発光ダイオード２は第２の電気エネルギーＥ２を光エネルギーに変換する。第１の電気エネルギーＥ１は例えば交流電力であり、第２の電気エネルギーＥ２は例えば直流電力である。交流電力の電圧範囲は、５０Ｖ〜３８０Ｖであってもよいが、特に制限がない。

本実施例において、発光ダイオード２は単一の発光ダイオードを例として説明する。しかしながら、他の実施例において、単一の発光ダイオードに制限されておらず、複数の発光ダイオードであってもよい。

発光ダイオード電源回路１は、入力ユニット１２、電流保護ユニット１４、整流モジュール１６、定電流制御ユニット１８及び出力ユニット２０を含む。電流保護ユニット１４は入力ユニット１２と整流モジュール１６に電気的に接続される。定電流制御ユニット１８は入力ユニット１２と整流モジュール１６に電気的に接続される。出力ユニット２０は整流モジュール１６と発光ダイオード２に電気的に接続される。本実施例において、発光ダイオード電源回路１の構造について特に制限がない。

詳しく説明すると、入力ユニット１２は第１の電気エネルギーＥ１を受ける。本実施例において、入力ユニット１２は、標準のコネクタ規格に準拠した口金であってもよく、交流電源に電気的に接続するための接続ケーブル又はコネクタなどのものであってもよく、特に制限がない。電流保護ユニット１４は入力ユニット１２に電気的に接続される。電流保護ユニット１４は電流パルス（図示せず）を抑制することができる。一般的に言えば、電流パルスは、例えば電流リップル、瞬間電流リップル、瞬間充電電流又は突入電流（Ｉｎｒｕｓｈ Ｃｕｒｒｅｎｔ）などであってもよく、特に制限がない。電流パルスは、例えば送電初期の瞬間又は送電終了の瞬間で生じられたものである。電流パルスのピーク電流が高すぎると、回路における電子素子を破壊し、ひいては発光ダイオード２を破壊する恐れがある。そのため、本実施例において、電流保護ユニット１４により、電流パルスによる破壊を防ぐことができる。

詳しく説明すると、電流保護ユニット１４により、瞬間で生じたピーク電圧を有効に抑制することができる。例を挙げて説明すると、電流保護ユニット１４は、ツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）の降伏領域により、電流パルスを出力しないように抑制することができる。他の実施例において、電流保護ユニット１４は、例えば単一の抵抗器又は直列接続された複数の抵抗器で構成された保護回路であってもよく、特に制限がない。なお、電流保護ユニット１４は、電流パルスを抑制することができるだけではなく、電流パルス以外の電圧を第１の電気エネルギーＥ１として出力することができる。

整流モジュール１６は電流保護ユニット１４に電気的に接続される。整流モジュール１６は、第１の電気エネルギーＥ１を第２の電気エネルギーＥ２に変換するためのものである。本実施例において、整流モジュール１６は、整流ユニット１６２、フィルタユニット１６４及び電気エネルギー調整ユニット１６６を含む。フィルタユニット１６４は整流ユニット１６２と電気エネルギー調整ユニット１６６に電気的に接続される。整流ユニット１６２により、第１の電気エネルギーＥ１を全波整流又は半波整流することができる。フィルタユニット１６４は、整流後の第１の電気エネルギーＥ１から直流出力ＤＣｏｕｔを生成する。電気エネルギー調整ユニット１６６は、直流出力ＤＣｏｕｔを含む第２の電気エネルギーＥ２を出力する。

全波整流の他の実施例において、整流モジュール１６はトランス（図示せず）を含んでもよい。トランスの一次コイルと二次コイルの巻数比により、第１の電気エネルギーＥ１の電圧を決めることができる。また、トランスは、例えばセンタータップ型トランス（ｃｅｎｔｅｒ ｔａｐｐｅｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）であってもよい。全波整流の他の実施例において、整流モジュール１６はブリッジ整流器（ｂｒｉｄｇｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）（図示せず）であってもよい。ブリッジ整流器により、第１の電気エネルギーＥ１を全波整流することができる。また、本実施例において、整流モジュール１６の実施方式について特に制限がない。

定電流制御ユニット１８は整流モジュール１６に電気的に接続される。定電流制御ユニット１８は、第２の電気エネルギーＥ２を調整するためのものである。定電流制御ユニット１８は整流モジュール１６に電気的に直列接続されるため、一定の直流出力ＤＣｏｕｔとなるように整流モジュール１６の直流出力ＤＣｏｕｔを制御する。例を挙げて説明すると、定電流制御ユニット１８は、整流モジュール１６に直流出力ＤＣｏｕｔを有する第２の電気エネルギーＥ２を出力させるためのトランジスタ（図示せず）及び複数のダイオード（図示せず）を含んでもよい。

出力ユニット２０は整流モジュール１６に電気的に接続される。調整後の第２の電気エネルギーＥ２は出力ユニット２０を介して発光ダイオード２に出力される。出力ユニット２０は、例えば補償回路、分圧回路、定電圧回路又はフィルタ回路などで構成してもよく、特に制限がない。

図２は本考案の第２の実施例において複数の発光ダイオード電源回路を直列接続した模式図である。図２に示すように、図１に示す発光ダイオード電源回路１を複数直列接続する。各発光ダイオード電源回路１はそれぞれ発光ダイオード２に電気的に接続される。各発光ダイオード電源回路１は、それぞれ入力ユニット１２、電流保護ユニット１４、整流モジュール１６、定電流制御ユニット１８及び出力ユニット２０を含む。

複数の発光ダイオード電源回路１の各入力ユニット１２は電気的に直列接続される。即ち、図２に示す隣接する二つの発光ダイオード電源回路１の接続状態のように、互いに隣接する入力ユニット１２同士は互いに電気的に接続される。

図３は本考案の第３の実施例においてそれぞれ電球に電気的に接続される複数の発光ダイオード電源回路を並列接続した模式図である。図３に示すように、各発光ダイオード電源回路１の入力ユニット１２は電気的に並列接続される。即ち、図３に示す複数の発光ダイオード電源回路１の接続状態において、各入力ユニット１２は第１の電気エネルギーＥ１を同時に受ける。

一つの実施例において、本考案に係る発光ダイオード電源回路１は、複数の発光ダイオード２が交流電圧（例えば第１の電気エネルギーＥ１）を共用すると共に複数の発光ダイオード２が広範囲の交流電圧の入力を受けることができる。

一つの実施例において、本考案に係る発光ダイオード電源回路１は、一定の駆動電流を各発光ダイオード２に個別に供給することによって、各発光ダイオード２のパワーを制御することができる。そのため、従来の発光ダイオードと比べると、本考案において、駆動された発光ダイオード２が生じた熱は少ない。

一つの実施例において、本考案に係る発光ダイオード電源回路１は、放熱のためにセラミックランプカバー又はガラスランプカバーなどのランプカバーを使用したりランプカバーの中にエアを充填したりするといった別途で放熱構造を増加する必要がないため、製造コスト及びメンテナンスの回数を有効に低減することができる。

従来技術と比べると、本考案に係る発光ダイオード電源回路１は、広範囲の入力交流電力（例えば５０Ｖ〜３８０Ｖ）を受けることができる。本考案において、電流保護ユニット１４は、瞬間の電流パルスを抑制することができるため、電流パルスによる回路における電子素子又は発光ダイオード２への破壊を防ぐことができる。また、発光ダイオード電源回路１は、発光ダイオード２を駆動するための定電流を供給するため、発光ダイオード２は一定の消費電力を有することとなる。消費電力を調整することによって、発光ダイオード２の消費電力が低くなるため、熱の累積を低減し、ひいては電球の温度を低減することができる。

図４は本考案の第４の実施例において電球を照明装置に応用する模式図である。図４は照明装置４を示す。図４に示すように、照明装置４は複数のランプホルダ２２を有する。各ランプホルダ２２にそれぞれ電球２４が設置される。各電球２４は図１に示す発光ダイオード電源回路１をそれぞれ含む。各ランプホルダ２２の電気接続状態は、図２又は図３に示す複数の発光ダイオード電源回路１の電気接続状態と同じである。

本考案は、発光ダイオード電源回路１を使用する電球２４を提供する。また、本考案は、複数の電球２４を使用する照明装置４を提供する。照明装置４は各電球２４の必要な消費電力を計算する必要がない。各電球２４が独立で作動することができ、発光ダイオード電源回路１が独立で置換されることができる。各電球２４が独立で作動するため、各電球２４同士のインピーダンス整合（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍａｔｃｈ）を考慮する必要がなく、使用利便性があると共に照度を自由に調整することができる効果を有する。言い換えれば、照明装置デザイナーは照明装置を自由で容易にデザインすることができる。

発光ダイオード電源回路１及び発光ダイオード２を含む電球２４は、複数の電球を必要とするランプ（例えば図４に示す照明装置４）に適用できる。各電球２４は、直列方式又は並列方式で交流電力に電気的に接続されており、各発光ダイオード電源回路１がそれぞれ出力した一定の出力直流電力により、一定の消費電力となる。複数の電球２４のうちの一つが破壊された場合、残りの電球２４は依然として正常に作動することができる。

図５は本考案の第５の実施例に係る発光ダイオード電源回路の機能ブロック図である。図５に示すように、発光ダイオード電源回路１ａは単一又は複数の発光ダイオード２に電気的に接続される。発光ダイオード電源回路１ａは、入力ユニット１２、電流保護ユニット１４、電源調整ユニット１５、整流モジュール１６及び出力ユニット２０を含む。

電流保護ユニット１４は、入力ユニット１２と電源調整ユニット１５に電気的に接続される。電源調整ユニット１５は、電流保護ユニット１４と整流モジュール１６に電気的に接続される。出力ユニット２０は、複数の発光ダイオード２と整流モジュール１６に電気的に接続される。入力ユニット１２と電流保護ユニット１４は、図１に示す入力ユニット１２と電流保護ユニット１４と同じであるため、ここでその説明を省略する。

本考案において、電源調整ユニット１５は、従来技術のポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）コンデンサ（ＣＬ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）コンデンサ（ＣＢＢ）、電解コンデンサ（ＥＣ）を使用するものではなく、多層セラミックコンデンサ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（ＭＬＣＣ）を使用するものである。従来技術のポリエチレンテレフタレートコンデンサ（ＣＬ）、ポリプロピレンコンデンサ（ＣＢＢ）、電解コンデンサ（ＥＣ）と比べると、交流電力の技術分野に多層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）を使用する場合、多層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）は、容量値が低く、耐電圧が低く、交流電力が低いなどの問題点がある。しかしながら、本実施例において、非隔離式のＲＣ降圧（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｓｔｅｐ−ｄｏｗｎ）といった技術手段により従来技術の問題点を解決することができる。

詳しく説明すると、電源調整ユニット１５は、負荷の電流大きさ及び交流電力の動作周波数に基づいて好適な積層コンデンサを選択する。なお、ＲＣ降圧は、積層コンデンサの容量性リアクタンスで電流を制限するものである。言い換えれば、積層コンデンサは、電流を制限すると共に、積層コンデンサと負荷との間の電圧を動的に調整する役目を果たす。また、電源調整ユニット１５は、第１の電気エネルギーＥ１の電流及びパワーを制御及び調整するためのものである。電源調整ユニット１５は、例えばブリーダー抵抗器（ｂｌｅｅｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と積層コンデンサが並列接続してなる回路、ブリーダー抵抗器と複数の積層コンデンサが並列接続してなる回路、複数の積層コンデンサと直列接続した複数の抵抗器が並列接続してなる回路などであってもよく、特に制限がない。

また、電源調整ユニット１５と電流保護ユニット１４は、パワー係数及び転換効率などのパラメーターを制御又は調整するように、交流電力のパワー係数及び転換効率を制御又は調整する回路を構成することができる。また、容量値が低く、耐電圧が低く、交流電力が低いなどの多層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）の問題点を解決するために、電源調整ユニット１５、整流モジュール１６及び出力ユニット２０を組み合わせ又は整合することによって、積層コンデンサの容量値を向上すると共に積層コンデンサの端子電圧を低減することができる回路を構成してもよい。本実施例において、電源調整ユニット１５と電流保護ユニット１４で構成できる回路、及び電源調整ユニット１５、整流モジュール１６及び出力ユニット２０で構成できる回路について特に制限がない。

また、積層コンデンサの外形は、例えばシート状、管状又は円形状などであってもよく、特に制限がない。積層コンデンサは、消費係数が小さく、共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が高いなどの特性を有するため、理想的なコンデンサに近い。なお、積層コンデンサは、セラミック膜積層技術及び／又は表面実装技術（ＳＭＴ）により容量値を向上することができる。積層コンデンサは、体積が小さく、チップ化しやすいなどの特性を有するため、軽薄短小化の各種の電子商品に適用できる。

整流モジュール１６は、例えば整流回路、全波整流回路又は半波整流回路などであってもよい。整流モジュール１６は、全波整流又は半波整流を行うためのものである。整流モジュール１６は、交流電力を直流電力に変換すると共に、直流出力ＤＣｏｕｔを出力ユニット２０に出力する。

出力ユニット２０は複数の発光ダイオード２の負荷に電気的に接続される。出力ユニット２０は、複数の抵抗器及び／又はコンデンサを含む回路であってもよく、特に制限がない。出力ユニット２０は、直流電力を負荷に出力すると共に、発光ダイオード２の負荷の電気特性に応じて、複数の抵抗器及び／又はコンデンサに調整、補償、分圧又はフィルタリングを行わせる。

発光ダイオード２は、電球、ランプストリップ又はランプに適用できる。発光ダイオード２の数は単一であってもよく複数であってもよい。発光ダイオード２は、接続方式（即ち、並列方式、直列方式、直並列方式）に応じて異なる照度、パワー、光エネルギーＬＥを出力する。また、発光ダイオード２は、交流電力の電圧に応じて異なる照度、パワー、光エネルギーＬＥを出力する。

図６は本考案の第６の実施例に係る発光ダイオード電源回路の回路図である。図５及び図６を参照しながら説明する。第６の実施例は図５の光ダイオード電源回路の機能ブロック図に基づく実際の回路図である。当業者は本考案の技術手段及び趣旨に基づいて発光ダイオード電源回路１ｂを自由に設計することができる。即ち、第６の実施例は図６に示す実際の回路図に限定されていない。

詳しく説明すると、入力ユニット１２は、第１の端子Ｎ１及び第２の端子Ｎ２を含む。第１の端子Ｎ１及び第２の端子Ｎ２は、例えば正極端子及び負極端子であってもよく、送電線（ｌｉｖｅ ｗｉｒｅ）端子及び接地端子であってもよい。本実施例において、説明のために、第１の端子Ｎ１及び第２の端子Ｎ２を送電線端子及び接地端子として説明する。また、本実施例において、入力ユニット１２の実施方式について特に制限がない。入力ユニット１２は、例えば交流電力である第１の電気エネルギーＥ１を受ける。本実施例において、交流電力の電圧範囲は１００Ｖ〜２８０Ｖであるが、特に制限がない。

電流保護ユニット１４は、直列接続された抵抗器Ｒ３、Ｒ４及び直列接続された抵抗器Ｒ８、Ｒ９を含む。直列接続された抵抗器Ｒ３、Ｒ４及び直列接続された抵抗器Ｒ８、Ｒ９は入力ユニット１２における送電線端子及び接地端子にそれぞれ対応して設置される。また、電流保護ユニット１４は、瞬間での突入電流を抑制することによって、後段の電源調整ユニット１５、整流モジュール１６、出力ユニット２０及び複数の発光ダイオード２を保護する。

電源調整ユニット１５は、並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ１と複数の積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５及び並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ２と複数の積層コンデンサＣ２１〜Ｃ２５を直列接続した回路を含む。積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５は、例えば交流電力が切断された後、電荷をブリーダー抵抗器Ｒ１、Ｒ２にそれぞれブリーダーするための降圧コンデンサとして機能する。

説明の便宜上、本実施例において、並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ１と複数の積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５及び並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ２と複数の積層コンデンサＣ２１〜Ｃ２５を直列接続した回路を例として説明する。並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ１と複数の積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５及び並列接続されたブリーダー抵抗器Ｒ２と複数の積層コンデンサＣ２１〜Ｃ２５を直列接続した回路により、第１の電気エネルギーＥ１の電流大きさを調整することができる。他の実施例において、電源調整ユニット１５は、並列接続されたブリーダー抵抗器と複数の積層コンデンサを含んでもよく、並列接続されたブリーダー抵抗器と複数の積層コンデンサを複数直列接続した回路を含んでもよく、特に制限がない。

整流モジュール１６は例えばブリッジ整流器であってもよい。ブリッジ整流器は、複数の発光ダイオードＤ１〜Ｄ４で構成された回路を含み、交流電力を全波整流後の直流出力ＤＣｏｕｔに変換すると共に、直流出力ＤＣｏｕｔを出力ユニット２０に出力する。出力ユニット２０は、三つの抵抗器Ｒ５〜Ｒ７及び一つのコンデンサＣ３で構成された回路を含む。三つの抵抗器Ｒ５〜Ｒ７及び一つのコンデンサＣ３で構成された回路は、補償、分圧及びフィルタリングを行う。

電源調整ユニット１５における積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５、整流モジュール１６における複数のダイオードＤ１〜Ｄ４及び出力ユニット２０における複数の抵抗器Ｒ５〜Ｒ７とコンデンサＣ３の組み合わせ及び整合によれば、積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５と負荷の端子電圧を動的に調整することによって、積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５の容量値を向上すると共に積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５の端子電圧を低減する効果を奏することができる。また、負荷の発光ダイオード２は全部直列接続の接続方式を採用する場合、より好ましくパワー係数数値及び省エネルギーの効果を奏することができる。また、本実施例において、図６の実際の回路について特に制限がない。

上述の説明から分かるように、一般的に言えば、積層コンデンサは、容量値が低く、耐電圧が低く、交流電力が低いなどの問題点があるため、交流電力分野に採用されていない。また、発光ダイオード電源回路において、積層コンデンサを直流電力又は低パワー回路に応用する。言い換えれば、一般的に言えば、積層コンデンサは、整流モジュール１６と出力ユニット２０との間、若しくは整流モジュール１６の後段に設置される。

本実施例において、電源調整ユニット１５における積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５は、整流モジュール１６と入力ユニット１２との間に設置されてもよく、整流モジュール１６の前段に設置されてもよい。言い換えれば、積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５は、交流電力に応用される。即ち、本実施例に係る発光ダイオード電源回路１ｂは、従来技術の構造の制限及び問題点を既に克服するだけではなく、１０Ｗ以上の発光ダイオード２を駆動することができる。

発光ダイオード電源回路１ｂは、電磁妨害（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＩ）を有効に抑制する特性を更に有する。例を挙げて説明すると、発光ダイオード電源回路１ｂは正常に作動する場合、電源調整ユニット１５における積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５により３０ＭＨＺ以上の周波数を抑制することによって、電磁妨害による干渉を低減することができる。

また、一般的に言えば、ポリエチレンテレフタレートコンデンサ（ＣＬ）、ポリプロピレンコンデンサ（ＣＢＢ）、電解コンデンサ（ＥＣ）は、体積が大きくてスペースを占めたり、アルミニウム基板又は金属ケースを介して放熱を行ったりなどの欠点がある。それに対して、本実施例において、複数の積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５の体積が小さい。更に、複数の積層コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５は、アルミニウム基板又は金属ケースを介して放熱を行うことなく、ＰＣＢ基板に直列設置されることによって、良好な放熱効果を奏することができる。

纏めて言えば、従来技術と比べると、本実施例に係る発光ダイオード電源回路１ｂは、（１）体積が小さい、（２）重量が軽い、（３）製造プロセスが簡単であるため、容易に生産することができる、（４）高温に耐える、（５）動作特性が安定である、（６）寿命が長い、（７）安全性がする、（８）低コストなどのメリットを有する。本実施例に係る発光ダイオード電源回路１ｂは、図２〜図４の回路構造及び照明装置に適用できる。

図７は本考案の第７の実施例に係る発光ダイオード電源回路の回路図である。図６及び図７を参照しながら説明する。図７に示す発光ダイオード電源回路１ｃは、図６に示す発光ダイオード電源回路１ｂと類似しており、その相違点として、発光ダイオード電源回路１ｃにおける電流保護ユニット１４ａは、複数の抵抗器Ｒ３、Ｒ４、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０と、安全規格認定コンデンサ（ｓａｆｅｔｙ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃ４と、ヒューズＦ１と、を含む。抵抗器Ｒ１０と安全規格認定コンデンサＣ４は、第１の端子側と第２の端子側との間に電気的に並列接続される。複数の抵抗器Ｒ３、Ｒ４は第１の端子側に直列接続され、複数の抵抗器Ｒ８、Ｒ９は第２の端子側に直列接続される。ヒューズＦ１は複数の抵抗器Ｒ８、Ｒ９と第２の端子Ｎ２との間に直列接続される。

安全規格認定コンデンサＣ４は、例えば定常電圧、突入電圧及び瞬間電圧を耐えるコンデンサである。安全規格認定コンデンサＣ４は、例えば雷撃、静電気（火花放電）及び電気製品の起動による突入電圧などの瞬間の高電圧を耐ええることができる。ヒューズＦ１は、過電圧又は過電流を受けると、溶断により後段の回路及び素子を保護する。本実施例において、電流保護ユニット１４ａは、複数の抵抗器Ｒ３、Ｒ４、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０と、安全規格認定コンデンサＣ４と、ヒューズＦ１と、を含むため、三つの保護手段で後段の回路及び素子を保護することができる。また、本実施例において、電流保護ユニット１４ａが保護できる後段の回路及び素子について、特に制限がない。

出力ユニット２０ａは、複数の抵抗器Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７と、コンデンサＣ３と、ツェナーダイオードＺ１と、を含む。ツェナーダイオードＺ１は、負荷の電圧調整手段として機能する。図７に示すように、複数の抵抗器Ｒ６、Ｒ７、コンデンサＣ３及びツェナーダイオードＺ１は後段の負荷の発光ダイオード２と並列接続されており、抵抗器Ｒ５は後段の負荷の複数の発光ダイオード２と直列接続される。本考案に係る発光ダイオード電源回路１ｃは、電球、照明装置又はバックライト光源に適用できるだけではなく、液晶テレビ、液晶表示装置、各種の表示装置におけるバックライト光源に適用できる。

上述したように、本考案に係る発光ダイオード電源回路は広範囲の入力電圧を受けることができる。電流保護ユニットは、突入の電流パルスを抑制することによって、電流パルスによる回路における電子素子又は発光ダイオードへの破壊を防ぐことができる。整流モジュールは、発光ダイオードを駆動するための定電流を供給するために、発光ダイオードは一定の消費電力を有する。電源調整ユニットと電流保護ユニットは交流電力のパワー係数及び転換効率を制御又は調整する回路を構成するため、パワー係数及び転換効率などのパラメーターを制御又は調整することができる。電源調整ユニットにより消費電力を調整することによって、発光ダイオードの消費電力が低くなるため、熱の累積を低減することができる。また、電源調整ユニット、整流モジュール及び出力ユニットは、積層コンデンサの容量値を向上すると共に積層コンデンサの端子電圧を低減するための回路を構成することができるため、発光ダイオード電源回路及びそれを用いた電球の寿命を延ばしたり体積を小型化したり重量を低減したりするなどの効果を奏することができる。

上述したものは本考案の好ましい一例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。本考案の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更および付加は、いずれも本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれるものとする。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 発光ダイオード電源回路
２ 発光ダイオード
４ 照明装置
１２ 入力ユニット
１４、１４ａ 電流保護ユニット
１５ 電源調整ユニット
１６ 整流モジュール
１８ 定電流制御ユニット
２０、２０ａ 出力ユニット
２２ ランプホルダ
２４ 電球
１６２ 整流ユニット
１６４ フィルタユニット
１６６ 電気エネルギー調整ユニット
Ｅ１ 第１の電気エネルギー
Ｅ２ 第２の電気エネルギー
ＬＥ 光エネルギー
ＤＣｏｕｔ 直流出力
Ｒ１、Ｒ２ ブリーダー抵抗器
Ｃ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５ 積層コンデンサ
Ｒ３〜Ｒ１０ 抵抗器
Ｆ１ ヒューズ
Ｚ１ ツェナーダイオード
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｃ３ コンデンサ
Ｃ４ 安全規格認定コンデンサ
Ｎ１ 第１の端子
Ｎ２ 第２の端子

Claims (11)

1. 交流電力である第１の電気エネルギーを直流電力である第２の電気エネルギーに変換すると共に、前記第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオードに出力することによって、前記少なくとも一つの発光ダイオードに前記第２の電気エネルギーを光エネルギーに変換させるための発光ダイオード電源回路において、
   前記第１の電気エネルギーを受けるための入力ユニットと、
   前記入力ユニットに電気的に接続されており、電流パルスを抑制すると共に前記第１の電気エネルギーを出力するための電流保護ユニットと、
   前記電流保護ユニットに電気的に接続されており、前記第１の電気エネルギーの電流及びパワーを制御して調整するための電源調整ユニットと、
   前記電源調整ユニットに電気的に接続されており、前記第１の電気エネルギーを前記第２の電気エネルギーに変換するための整流モジュールと、
   前記整流モジュール及び前記少なくとも一つの発光ダイオードに電気的に接続されており、前記第２の電気エネルギーを前記少なくとも一つの発光ダイオードに出力するための出力ユニットと、
   を含むことを特徴とする発光ダイオード電源回路。
2. 前記電源調整ユニットは、ブリーダー抵抗器と積層コンデンサが並列接続してなる回路、ブリーダー抵抗器と複数の積層コンデンサが並列接続してなる回路、又は直列接続された複数のブリーダー抵抗器と複数の積層コンデンサと並列接続してなる回路であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード電源回路。
3. 前記電源調整ユニット、前記整流モジュール及び前記出力ユニットは、前記積層コンデンサの容量値を向上すると共に前記積層コンデンサの端子電圧を低減するための回路を構成することを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード電源回路。
4. 前記電源調整ユニットは、前記少なくとも一つの発光ダイオードの負荷電流及び前記第１の電気エネルギーの動作周波数に基づいて前記積層コンデンサ又は前記複数の積層コンデンサの容量値を決めることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード電源回路。
5. 前記電源調整ユニット及び前記電流保護ユニットは、交流電力のパワー係数及び転換効率のパラメーターを制御又は調整するための回路を構成することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード電源回路。
6. 前記電流保護ユニットは前記入力ユニットの第１の端子側と第２の端子側にそれぞれ配置される直列接続した複数の抵抗器であり、
   前記整流モジュールは、前記第１の電気エネルギーを前記第２の電気エネルギーに整流すると共に前記第２の電気エネルギーを前記出力ユニットに出力するための全波整流回路又は半波整流回路であり、
   前記出力ユニットは、複数の抵抗器とコンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード電源回路。
7. 交流電力である第１の電気エネルギーを直流電力である第２の電気エネルギーに変換すると共に前記第２の電気エネルギーを少なくとも一つの発光ダイオードに出力することによって、前記少なくとも一つの発光ダイオードに第２の電気エネルギーを光エネルギーに変換させる発光ダイオード電源回路において、
   前記第１の電気エネルギーを受けるための入力ユニットと、
   前記入力ユニットに電気的に接続されており、電流パルスを抑制すると共に前記第１の電気エネルギーを出力するための電流保護ユニットと、
   前記電流保護ユニットに電気的に接続されており、前記第１の電気エネルギーを前記第２の電気エネルギーに変換するための整流モジュールと、
   前記整流モジュールに電気的に接続されており、前記第２の電気エネルギーを調整すると共に一定の出力直流電流を出力するための定電流制御ユニットと、
   前記整流モジュールに電気的に接続されており、前記出力直流電流を前記少なくとも一つの発光ダイオードに出力するための出力ユニットと、
   を含むことを特徴とする発光ダイオード電源回路。
8. 前記整流モジュールは、整流ユニット、フィルタユニット及び電気エネルギー調整ユニットを含み、
   前記フィルタユニットは、前記整流ユニットと前記電気エネルギー調整ユニットに電気的に接続され、
   前記整流ユニットにより、前記第１の電気エネルギーを全波整流又は半波整流し、
   前記フィルタユニットは、整流後の前記第１の電気エネルギーから直流出力を生成し、
   前記電気エネルギー調整ユニットは、前記直流出力を前記第２の電気エネルギーとして出力することを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード電源回路。
9. 前記整流モジュールは前記第１の電気エネルギーの電圧を決めるためのトランスを含み、
   前記トランスは、前記第１の電気エネルギーを全波整流するためのセンタータップ型トランスであることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード電源回路。
10. 前記電流保護ユニットは、ツェナーダイオードであり、
    前記定電流制御ユニットは、前記整流モジュールに前記直流出力を有する前記第２の電気エネルギーを出力させるためのトランジスタ及び複数のダイオードを含むことを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード電源回路。
11. 請求項１乃至１０の何れの１項に記載の発光ダイオード電源回路を含むことを特徴とする電球。

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