JP5062762B2 - 電源回路一体型led基板ユニットを用いた照明ユニット - Google Patents

電源回路一体型led基板ユニットを用いた照明ユニット Download PDF

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本発明は、高輝度発光ダイオードを照明用に用いた電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットに関するものである。
最近、照明用に使用が可能な高輝度LED(発光ダイオード)が提供されてきている。照明用に高輝度LEDを使用する場合、照度の点から複数の高輝度LEDが用いられているのが一般的であり、複数の高輝度LEDを実装したLED基板が使用される。
このLED基板は高輝度LEDのみを実装したものであり、複数の高輝度LEDを駆動点灯させる電源回路とは分離されており、LED基板と電源回路基板との2つの基板により構成されている。
また、他の従来例としては、上述した複数の高輝度LEDを実装したLED基板に対して、市販のDC電源とを組み合わせる場合がある。
上記の各従来例においては、LED基板に対して電源回路基板若しくは市販のDC電源とが対となるために、LED基板の個数分だけLED基板若しくは市販のDC電源が必要となり、そのため、電源回路基板等の設置場所が個数分だけ増加して、設置スペースが増加するという問題がある。
また、LED基板と電源回路基板等の間をそれぞれコードで接続する必要があり、その上、電源回路基板等からAC100Vへ接続しなければならず、照明ユニットとしての設置作業が煩雑になり、作業効率が悪くなるという問題もある。
また、高輝度LEDは、一般に順電圧VF のバラツキが大きく、定電圧タイプのDC電源では高輝度LEDとのマッチングが必要であり、ミスマッチングが起こり易い。さらに、一般のDC24V定電圧回路では、LEDの高温においては、高電流が流れ、LEDの焼損、または短寿命になり、本来高輝度LEDが持っている長寿命の特徴を活かすことができないことになる。
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を持った電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットを提供するものである。
(1)LED基板に電源を一体化することにより、電源の設置場所を不要とすること。
(2)AC100Vの商用電源を接続するだけでLEDの駆動点灯ができ、設置の際の配線作業を容易にすること。
(3)複数の棚に設置する場合には、個々に独立した配線を可能にすること。
(4)LED基板の連結接続を可能として、用途に応じてLED基板の長さを長くできるようにすること。
(5)LEDへは定電流駆動として、LEDへの大電流が流れるのを防止して、LEDの長寿命化を図ること。
そこで、本発明の請求項1に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットでは、プリント基板2に高輝度の複数の発光ダイオード3と、これらの発光ダイオード3を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第1のLED基板ユニット1aを構成し、
前記プリント基板2は長尺物で構成され、該プリント基板2の長手方向と直交する一方側に該プリント基板2の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード3を所定のピッチ毎に列設し、
前記プリント基板2の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード3に対して並設し、
前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード3と同一の面のプリント基板2上に実装し、
前記第1のLED基板ユニット1aの電源回路の入力側はAC100Vの商用電源が直接入力されて、該AC100Vの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード3が駆動点灯され、
前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって該プリント基板2に形成されており、
前記第1のLED基板ユニット1aとは、前記プリント基板2の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード3の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード3が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード3に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット1aと同じ構成である第2のLED基板ユニット1bを形成し、
前記第1のLED基板ユニット1aと前記第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に隣接して配置し、
前記第1のLED基板ユニット1aの前記一対のパターン14の他端側と、前記第2のLED基板ユニット1bの前記一対のパターン14の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット1aと第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に連結するようにしていることを特徴としている。
請求項2に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットでは、前記発光ダイオード3を前記電源回路にて定電流駆動していることを特徴としている。
請求項3に記載の電源回路一体型LED基板ユニットでは、前記LED基板ユニット1のプリント基板2の一方の端部にオス型のコネクタ12が配設され、該プリント基板2の他方の端部にはメス型のコネクタ13が配設され、隣接する両コネクタ12、13にてLED基板ユニット1同士を連結可能としていることを特徴としている。
請求項4に記載の電源回路一体型LED基板ユニットの接続方法では、プリント基板2に高輝度の複数の発光ダイオード3と、これらの発光ダイオード3を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第1のLED基板ユニット1aを備えていて、
前記プリント基板2は長尺物で構成され、該プリント基板2の長手方向と直交する一方側に該プリント基板2の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード3が所定のピッチ毎に列設されており、
前記プリント基板2の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード3に対して並設されており、
前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード3と同一の面のプリント基板2上に実装されており、
前記第1のLED基板ユニット1aの電源回路の入力側はAC100Vの商用電源が直接入力されて、該AC100Vの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード3が駆動点灯されるようになっており、
前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって該プリント基板2に形成されており、
前記第1のLED基板ユニット1aとは、前記プリント基板2の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード3の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード3が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード3に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット1aと同じ構成である第2のLED基板ユニット1bを備えており、
前記第1のLED基板ユニット1aと前記第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に隣接して配置し、
前記第1のLED基板ユニット1aの前記一対のパターン14の他端側と、前記第2のLED基板ユニット1bの前記一対のパターン14の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット1aと第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に連結するようにしていることを特徴としている。
本発明の請求項1に記載の電源回路一体型LED基板ユニットによれば、プリント基板2に高輝度の複数の発光ダイオード3と、これらの発光ダイオード3を駆動点灯する電源回路とを一体に実装してLED基板ユニット1を構成し、前記プリント基板2は長尺物で構成され、該プリント基板2の長手方向と直交する一方側に該プリント基板2の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード3を所定のピッチ毎に列設し、前記プリント基板2の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード3に対して並設し、前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード3と同一の面のプリント基板2上に実装しているので、発光ダイオード3を駆動点灯するための電源回路の設置場所を不要とすることができる。
また、前記LED基板ユニット1の電源回路の入力側はAC100Vの商用電源が直接入力されるようになっているので、AC100Vの商用電源を接続するだけで、発光ダイオード3の駆動点灯ができ、設置の際の配線作業を容易にすることができる。また、例えば、什器30の複数の棚31にLED基板ユニット1を照明ユニットとして設置する場合、LED基板ユニット1個々に独立した配線ができ、設置作業が容易となる。
さらに、前記第1のLED基板ユニット1aとは、前記プリント基板2の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード3の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード3が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード3に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット1aと同じ構成である第2のLED基板ユニット1bを備えており、前記第1のLED基板ユニット1aと前記第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に隣接して配置し、前記第1のLED基板ユニット1aの前記一対のパターン14の他端側と、前記第2のLED基板ユニット1bの前記一対のパターン14の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット1aと第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に連結するようにしているので、使用箇所に応じて照明ユニットとしての長さを適宜長くすることができる。
請求項2に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットによれば、前記発光ダイオード3を前記電源回路にて定電流駆動していることで、高輝度の発光ダイオード3は大電流が必要であるものの、必要以上の大電流が発光ダイオード3に流れるのを防止できて、発光ダイオード3が焼損するのを防止でき、発光ダイオード3の長寿命化を図ることができる。
請求項3に記載の電源回路一体型LED基板ユニットによれば、前記LED基板ユニット1のプリント基板2の一方の端部にオス型のコネクタ12が配設され、該プリント基板2の他方の端部にはメス型のコネクタ13が配設されているので、両コネクタ12、13により隣接するLED基板ユニット1の連結が可能となり、用途に応じてLED基板ユニット1の長さを長くすることができる。
請求項4に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニットによれば、前記第1のLED基板ユニット1aとは、前記プリント基板2の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード3の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード3が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード3に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン14が前記プリント基板2の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット1aと同じ構成である第2のLED基板ユニット1bを備えており、前記第1のLED基板ユニット1aと前記第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に隣接して配置し、前記第1のLED基板ユニット1aの前記一対のパターン14の他端側と、前記第2のLED基板ユニット1bの前記一対のパターン14の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット1aと第2のLED基板ユニット1bとを長手方向に連結するようにしているので、使用箇所に応じて照明ユニットとしての長さを適宜長くすることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1はLED基板ユニット1を示し、横方向に寸法が長いLED基板ユニットを1aとし、このLED基板ユニット1aより横方向に寸法が短い方のLED基板ユニットを1bとする。
この2つのLED基板ユニット1a、1bは後述するように横方向に連結可能としており、使用箇所に応じて照明ユニットとしての長さを適宜長くできるようにしている。なお、両LED基板ユニット1a、1bの違いは、長さに応じて使用している高輝度LEDの個数が異なるだけで、該LEDを点灯駆動する電源回路等は同じ構成としている。
LED基板ユニット1a、1bについて説明するが、上述したように両者は同じ構成なので、LED基板ユニット1aの方について説明し、他方のLED基板ユニット1bについて同一の番号を付して説明は省略する。
なお、図1(a)はLEDや電源回路を実装していない状態を示し、(b)は高輝度LED3を実装した状態を示している。LED3を実装するためのプリント基板2は、細長状のガラスエポキシ基板にて構成されており、該プリント基板2の一方側にLED3を実装するための取付穴10が所定のピッチ毎に略全長にわたって穿孔されている。
なお、上記プリント基板2の材質として、ガラスエポキシを例として説明したが、ガラスエポキシに限らず、アルミ基板や、ベークライト基板にてプリント基板2を構成するようにしても良く、どのような材質でプリント基板2を構成しても良い。
また、プリント基板2の長手方向の3箇所には、LED基板ユニット1aを設置箇所にボルト等にて取り付けるためのボルト挿通用の固定用穴11が穿設されている。プリント基板2の一方の端部にはオス型のコネクタ12が配設されており、このオス型のコネクタ12と接続されるメス型のコネクタ13がプリント基板2の他方の端部に配設されている。
両LED基板ユニット1a、1bを横方向に並設すると、LED基板ユニット1aのメス型のコネクタ13に、他方のLED基板ユニット1bのオス型のコネクタ12が対向した状態となり、このコネクタ12をコネクタ13に挿入接続することで、両LED基板ユニット1a、1bが連結されることになる。
LED基板ユニット1aのプリント基板2には略全長にわたってAC100Vを通電するための一対のパターン14が銅箔にて形成されていて、このパターン14は前記コネクタ12、13間に接続されている。
また、プリント基板2にはAC100Vのコードの導体部分が挿入される電源接続用穴15が一対穿孔されており、この電源接続用穴15の銅箔のランドとパターン14とが導通していて、この電源接続用穴15にAC100Vのコードの導体をハンダ付けすることで、一対の銅箔のパターン14にAC100Vが供給される。なお、この一対のパターン14はプリント基板2の上下面に1条ずつ形成しているが、プリント基板2の表面、あるいは裏面のいずれかに並設してパターン14を形成するようにしても良い。
したがって、LED基板ユニット1a、1bを図2に示すように、コネクタ12、13にて接続した場合には、一方のLED基板ユニット1aから、他方のLED基板ユニット1bへは、パターン14及びコネクタ12、13を介してAC100Vが供給されるようになっている。
このコネクタ12、13には、構造的に連結する機構以外に、隣り合うプリント基板2、2のパターン14を接続すべく、コネクタ12、13の内部には、パターン14と接続されたピン(図示せず)が設けてあり、両コネクタ12、13のピン同士が接触して、AC100Vを他方のプリント基板2に供給可能となっている。
なお、本実施形態では、LED3は砲弾型と呼ばれる発光ダイオードを用いているが、表面実装型の発光ダイオードを用いるようにしても良い。
図3は、プリント基板2に実装されるLED3を駆動点灯するための駆動回路(電源回路)の具体回路図を示しており、端子T1、T2間にAC100Vの商用電源が印加されて、コンデンサC1、サージアブソーバーZ1、チョークコイルL1、ダイオードブリッジDB及び電解コンデンサC2を介して直流電圧に変換される。
本発明では、LED3を定電流駆動しており、このLED駆動回路は、主にIC20、コイルL2、LED3に流す定電流値調整用のボリュームVR、抵抗等で構成されている。
ダイオードブリッジDBの出力端とコイルL2との間に端子T3、T4が設けられており、この端子T3、T4に直列に接続した複数のLED3・・・が接続されるようになっており、これらの複数のLED3がIC20、コイルL2等で構成される駆動回路により定電流にて駆動点灯される。
このように、LED3を定電流にて駆動点灯しているので、高輝度LED3は大電流が必要であるものの、必要以上の大電流が流れるのを防止でき、そのため、LED3が焼損するのを防止できて、LED3の長寿命化を図ることができる。
図2に図3に示す回路を実装した状態を示し、LED3をプリント基板2の片側に実装し、そのLED3列の側方のあいたスペースに各部品を実装しているものである。この駆動回路(点灯回路)にノイズ対策回路等種々の保護回路を内蔵することで、自己完結型のLED基板ユニット1aを構成することができる。
図4は、例えば化粧品等を陳列するための什器30の正面図を示し、複数段の棚31の下面前方に照明ユニットとして上記LED基板ユニット1を配設したものである。このLED基板ユニット1は、例えば、棚31の横方向の寸法に合わせて図2に示すように、2つのLED基板ユニット1a、1bをコネクタ12、13にて連結して使用している。
また、什器30の一方の端部には縦方向にAC100Vを供給するための縦長のラインコンセント32が配設されていて、このラインコンセント32にLED基板ユニット1から導出されているプラグ33を差し込むだけで、LED基板ユニット1にAC100Vが容易に供給でき、棚31ごとに独立した配線が可能となる。
特に、LED基板ユニット1にはLED3を駆動点灯するための駆動回路(電源回路)をLED3と一体に搭載しているので、駆動回路の設置場所が不要となり、省スペース化を図ることができ、また、LED基板ユニット1の設置の際の配線を容易にすることができる。
なお、上記の説明では、定電流調整用のボリュームVRをLED基板ユニット1に実装して、このボリュームVRを調整することで、LED3に調光機能を持たせているが、別途外部からの調整によりLED3の調光を行なうようにしても良い。例えば、ボリュームVRをLED基板ユニット1に実装せずに、該ボリュームVRを外部へ引き出しておいて、適宜な場所、例えば、図4に示す什器30の側面等に配置しておき、LED基板ユニット1を棚31の下面に設置後に、該ボリュームVRにて調光して、適宜な明るさに可変設定が可能となる。
(a)(b)は本発明の実施の形態におけるLED基板ユニットの平面図及び側面図である。 本発明の実施の形態におけるLED基板ユニットを連結した状態の平面図である。 本発明の実施の形態における電源回路の具体回路図である。 本発明のLED基板ユニットを照明ユニットとして什器の棚に設置した例を示す図である。
1a 第1のLED基板ユニット
1b 第2のLED基板ユニット
2 プリント基板
3 発光ダイオード(LED)
12、13 コネクタ
14 パターン

Claims (4)

  1. プリント基板(2)に高輝度の複数の発光ダイオード(3)と、これらの発光ダイオード(3)を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第1のLED基板ユニット(1a)を構成し、
    前記プリント基板(2)は長尺物で構成され、該プリント基板(2)の長手方向と直交する一方側に該プリント基板(2)の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード(3)を所定のピッチ毎に列設し、
    前記プリント基板(2)の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード(3)に対して並設し、
    前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード(3)と同一の面のプリント基板(2)上に実装し、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)の電源回路の入力側はAC100Vの商用電源が直接入力されて、該AC100Vの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード(3)が駆動点灯され、
    前記AC100Vを通電するための一対のパターン(14)が前記プリント基板(2)の略全長にわたって該プリント基板(2)に形成されており、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)とは、前記プリント基板(2)の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード(3)の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード(3)が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード(3)に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン(14)が前記プリント基板(2)の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット(1a)と同じ構成である第2のLED基板ユニット(1b)を形成し、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)と前記第2のLED基板ユニット(1b)とを長手方向に隣接して配置し、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)の前記一対のパターン(14)の他端側と、前記第2のLED基板ユニット(1b)の前記一対のパターン(14)の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット(1a)と第2のLED基板ユニット(1b)とを長手方向に連結するようにしていることを特徴とする
    電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニット
  2. 前記発光ダイオード(3)を前記電源回路にて定電流駆動していることを特徴とする請求項1に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニット。
  3. 前記LED基板ユニット(1)のプリント基板(2)の一方の端部にオス型のコネクタ(12)が配設され、該プリント基板(2)の他方の端部にはメス型のコネクタ(13)が配設され、隣接する両コネクタ(12)(13)にてLED基板ユニット(1)同士を連結可能としていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源回路一体型LED基板ユニットを用いた照明ユニット
  4. プリント基板(2)に高輝度の複数の発光ダイオード(3)と、これらの発光ダイオード(3)を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第1のLED基板ユニット(1a)を備えていて、
    前記プリント基板(2)は長尺物で構成され、該プリント基板(2)の長手方向と直交する一方側に該プリント基板(2)の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード(3)が所定のピッチ毎に列設されており、
    前記プリント基板(2)の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード(3)に対して並設されており、
    前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード(3)と同一の面のプリント基板(2)上に実装されており、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)の電源回路の入力側はAC100Vの商用電源が直接入力されて、該AC100Vの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード(3)が駆動点灯されるようになっており、
    前記AC100Vを通電するための一対のパターン(14)が前記プリント基板(2)の略全長にわたって該プリント基板(2)に形成されており、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)とは、前記プリント基板(2)の長手方向の長さ及び前記発光ダイオード(3)の数が異なるだけで、他の構成である、前記発光ダイオード(3)が所定のピッチ毎に列設されていること、前記電源回路が前記発光ダイオード(3)に対して並設されていること、及び前記AC100Vを通電するための一対のパターン(14)が前記プリント基板(2)の略全長にわたって形成されていることに関しては前記第1のLED基板ユニット(1a)と同じ構成である第2のLED基板ユニット(1b)を備えており、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)と前記第2のLED基板ユニット(1b)とを長手方向に隣接して配置し、
    前記第1のLED基板ユニット(1a)の前記一対のパターン(14)の他端側と、前記第2のLED基板ユニット(1b)の前記一対のパターン(14)の一端側とを電気的に接続して第1のLED基板ユニット(1a)と第2のLED基板ユニット(1b)とを長手方向に連結するようにしていることを特徴とする
    電源回路一体型LED基板ユニットの接続方法。
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