JP6802578B2 - 漏電防止機能付き照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、漏電防止機能付き照明器具に関する。

技術は日を追うごとに急速に変化しており、現在市場で販売されている照明はもはや旧来の照明で占められているわけではなく、ユーザーはさらなる省エネルギーのＬＥＤ照明を使用したいと熱望している。

従来技術では、ＬＥＤ照明は、Ａクラス（ＴｙｐｅＡ）、Ｂクラス（ＴｙｐｅＢ）、Ｃクラス（ＴｙｐｅＣ）、及びクラスＡ＋Ｂ（ＴｙｐｅＡ＋Ｂ）に分類されている。この中でもクラスＡ（ＴｙｐｅＡ）の照明は、交換するときに照明の構造や回路を変更する必要はなく、従来のＴ５、Ｔ８蛍光灯に直接交換することができる。Ｂクラス（ＴｙｐｅＢ）の照明は、取り付け時にランプ内の配線を変更する必要があるという点でクラスＡ（ＴｙｐｅＡ）と異なっている。クラスＣ（ＴｙｐｅＣ）ランプは、ＤＣ電源で駆動することができ、ランプ取り付け時に照明器具内の安定器を交換する必要がある。クラスＡ＋Ｂ（ＴｙｐｅＡ＋Ｂ）ランプは、整流器とＡＣ直流供給の両方と互換性があるため、照明の交換時に照明の構造や配線を変更する必要がない。

しかしながら、従来技術では、Ａクラス（ＴｙｐｅＡ）照明のクラスＡ＋Ｂ（ＴｙｐｅＡ＋Ｂ）照明の出力電流は一定ではない。特に高出力の安定器を用いる場合、異なる安定期内の電流が制御されないので、そのうちの一部の電流がＬＥＤ照明の限界を超えると、ＬＥＤ照明の安全性に影響を与えるだけでなく、ＬＥＤ照明の寿命にも影響を与えることになる。したがって、Ａ＋Ｂクラス（ＴｙｐｅＡ＋Ｂ）照明の安定性を向上させて、照明の寿命を延ばすためには、より多くの解決策を提供する必要がある。

従来のＬＥＤランプの回路構造を開示する文献として特許文献１がある。特許文献１に開示のＬＥＤランプは、蛍光灯照明器具からの交流入力を直流に変換して出力するＬＥＤ電源回路と、供給される直流入力によりＬＥＤ素子を点灯させるＬＥＤモジュールと、を有し、ＬＥＤ電源回路は、蛍光灯安定器の共振現象を抑える入力整合回路を含み、入力整合回路は、蛍光灯安定器が第１の方式であり高周波の交流がＬＥＤ電源回路に送られてくる場合と、蛍光灯安定器が第２の方式であり低周波の交流がＬＥＤ電源回路に送られてくる場合または蛍光灯安定器が第１の方式であり蛍光灯安定器の起動時に直流がＬＥＤ電源回路に送られてくる場合とで、異なる経路を介して蛍光灯安定器に交流を帰還させる。

特開２０１８−１４７７９８公報

上記特許文献１に開示のＬＥＤランプによれば、蛍光灯照明装置を取り外すことなく使用することができる。

しかしながら、上記特許文献１に開示のＬＥＤランプは、ＬＥＤモジュールに対して高電流が入力されたときにその電流を調整する機能がない。このため、電源から入力される電流が漏電することがあったり、また高電流が入力されることでＬＥＤモジュールの寿命が低下したりする傾向があった。

本発明は、上記の従来問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、入力上限を超えないように電流出力の上限を調整でき、かつ漏電を防止するとともに長寿命化できる漏電防止機能付き照明器具を提供することにある。

上記目的を達成するために採用された主な技術的手段は、本発明の漏電防止機能付き照明器具を以下のものにすることである。すなわち、本発明の漏電防止機能付き照明器具は、電源に接続される漏電検知モジュールと、前記漏電検知モジュールに電気的に接続される駆動モジュールとを含み、前記駆動モジュールは、漏電防止制御ユニットが設けられており、前記漏電防止制御ユニットは、コンパレータ及びスイッチングユニットを含み、前記コンパレータは複数のピンを備え、複数のピンを介して、前記スイッチングユニットに接続され、前記漏電防止制御ユニットは、前記漏電検知モジュールに電気的に接続され、電源の出力信号が基準信号を超えている場合、前記スイッチングユニットが入力電圧の波形を部分的にカットすることによりリアルタイムで電源の出力信号を規制することを特徴とする。

上記目的を達成するための他の主要な技術的手段としては、漏電防止機能付き照明器具がある。すなわち、本発明の漏電防止機能付き照明器具は、商用電源に接続される照明本体と、当該照明本体内に設けられて電源に接続される漏電防止機能付き照明器具と、を含み、当該本体内に設けられて前記漏電防止機能付き照明器具に電気的に接続される発光モジュールとを含むことを特徴とする。

本実施形態において、発光モジュールは、ＬＥＤ発光モジュールである。

上記構成によれば、漏電検知モジュール、駆動モジュール及び発光モジュールが証明本体内に配置されており、漏電検出モジュールは、電源の出力信号を受信して電源が漏電しているかどうかを検出し、駆動モジュールを介して発光モジュールを発光させることができる。駆動モジュール内の漏電防止制御ユニットは、電源の出力信号を連続的に検出し、電源の出力信号が基準信号を超えると、発光モジュールの耐久限界を超えないように電源の出力信号をリアルタイムで制御する。このようにすることで、漏電を防止することができ、かつＬＥＤランプの長寿命化を図ることができる。

本実施形態において、好ましくは、駆動モジュールはＴｙｐｅＡ＋Ｂ回路を備える駆動モジュールであり、前記漏電防止制御ユニットは、当該駆動モジュールのＴｙｐｅＡ回路に設けられて最大電流を規制している。

本実施形態において、好ましくは、前記漏電検知モジュールは整流器を含み、当該整流器が電源に接続されている。

本実施形態において、好ましくは、当該漏電防止制御ユニットは、更に、電圧入力ユニット、濾波器、基準信号サンプリング回路、コンパレータ及びスイッチングユニットを含み、当該コンパレータは複数のピン位置を備え、複数のピンを介して、当該濾波器、当該基準信号サンプリング回路、当該スイッチングユニットに接続されている。

本実施形態において、好ましくは、電圧入力ユニットは当該濾波器に接続されて電圧降下信号を供給し、当該濾波器により濾波を実施して濾波信号を当該コンパレータに送出し、当該基準信号サンプリング回路は、当該漏電防止制御ユニットの基準信号として当該コンパレータに基準信号を供給する。

本実施形態において、好ましくは、コンパレータは、当該濾波器から送出された濾波信号及び当該基準信号サンプリング回路から供給された基準信号を受信して、当該濾波信号が当該基準信号を超えている場合には当該スイッチングユニットに制御信号を出力し、当該スイッチングユニットが導通して入力電圧の波形を一部電圧だけ低下又は遮断することで出力電流を規制する。

本実施形態において、好ましくは、スイッチングユニットはＭＯＳスイッチを含み、当該ＭＯＳスイッチが当該漏電検知モジュールの整流器に接続されている。

本実施形態において、好ましくは、電圧入力ユニットは、第１抵抗と第２抵抗が並列接続されてなり、当該濾波器は第３抵抗が第１コンデンサに直列接続されてなり、且つ、当該第３抵抗と当該第１コンデンサとの直列接点が当該コンパレータに接続され、当該基準信号サンプリング回路は、第４抵抗、第５抵抗、第６抵抗、ダイオード及び第２コンデンサからなり、当該コンパレータは、当該第４抵抗と当該第２コンデンサとの直列接点、及び、当該第５抵抗と当該ダイオードとの直列接点にそれぞれ接続され、当該コンパレータは、当該第５抵抗、当該第６抵抗の分圧点に接続されている。

本発明の漏電防止機能付き照明器具によれば、入力上限を超えないように電流出力の上限を調整でき、かつ漏電を防止するとともに長寿命化することができる。

本発明の好ましい実施形態の照明の接続関係を示すブロック図である。 本発明の好ましい実施形態の照明の回路図である。 本発明の好ましい実施形態の駆動モジュールの回路図である。 本発明の好ましい実施形態の入力電圧の波形を制限した状態の概略図である。

以下の詳細な説明により、本発明の実施形態の詳細な特徴及び利点が説明される。本分野における通常の知識を有する者であれば、この発明に関連する目的及び利点を容易に理解することができる。各図面は、本発明を例示的に説明するために用いられるものであって、本発明の範囲を制限するものではない。

以下に、特定の実施形態の詳細な説明及び添付図面を参照し、本発明の技術的内容、構造的特徴及び技術的解決策の目的及び効果が詳細に説明される。

本発明の好ましい実施形態について、図１及び図２を参照して、商用電源１０（Ｎ，Ｌ）に照明本体２０が接続されており、商用電源１０内には、入力された直流電流信号を交流電流信号に変換するために使用される漏電防止機能付き照明器具が配置されている。そして、漏電防止機能付き照明器具の制御下では、出力信号が制限されることもある。

漏電防止機能付き照明器具は、電源に接続される漏電検知モジュール２１と、駆動モジュール２２とを含み、漏電検知モジュール２１は、電源の出力信号を検知して電源の漏電の有無を検知する。駆動モジュール２２は、漏電検知モジュール２１と電気的に接続されており、出力信号に応じて照明本体２０の発光モジュールを駆動して発光させる。発光モジュールは、照明本体２０内に設けられていて漏電防止機能付き照明器具に電気的に接続される。好ましい実施形態では、照明本体２０は、ＬＥＤ発光モジュールであり、駆動モジュール２２は、ＴｙｐｅＡ＋Ｂ回路を備える駆動モジュールである。

駆動モジュール２２には、漏電防止制御ユニット２２１が設けられており、当該漏電防止制御ユニットが当該漏電検知モジュール２１に電気的に接続されており、電源の出力信号が制限されると、漏電防止制御ユニット２２１は、電源の出力信号を検知して、電源の出力信号が基準信号を超えている場合、リアルタイムで電源の出力信号を規制する。

好ましい実施形態では、図２及び図３に示すように、漏電検知モジュール２１は整流器ＤＢを含み、当該整流器ＤＢが交流電源（Ｎ，Ｌ）に接続されており、ＤＣ電流信号をＡＣ電流信号に変換する。

好ましい実施形態では、図３に示すように、漏電防止制御ユニット２２１は、駆動モジュール２２のＴｙｐｅＡ回路に設けられ、最大電流を規制するように構成される。漏電防止制御ユニット２２１は、更に、電圧入力ユニット（Ｒ１７，Ｒ２５）、濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）、基準信号サンプリング回路（Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｄ６，Ｃ１０）、コンパレータ（ＩＣ２）及びスイッチングユニット（Ｑ４）を含む。コンパレータ（ＩＣ２）は、複数のピン（１〜８）を備え、複数のピンを介して、濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）、基準信号サンプリング回路（Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｄ６，Ｃ１０，Ｖ＋，１２Ｖ）、当該スイッチングユニット（Ｑ４）に接続される。

電圧入力ユニット（Ｒ１７，Ｒ２５）は、濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）に接続されて電圧降下信号を供給し、濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）により濾波を実施して濾波信号をコンパレータ（ＩＣ２）に送出し、基準信号サンプリング回路は、漏電防止制御ユニットの基準信号として当該コンパレータ（ＩＣ２）に基準信号を供給する。

好ましい実施形態では、コンパレータ（ＩＣ２）は、当該濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）から送出された濾波信号及び当該基準信号サンプリング回路（Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｄ６，Ｃ１０，Ｖ＋，１２Ｖ）から供給された基準信号を受信して、当該濾波信号が当該基準信号を超えている場合には、コンパレータ（ＩＣ２）の制御端子（ピン７）からスイッチングユニット（Ｑ４）に制御信号（すなわち高電位）を出力する。好ましい実施形態では、スイッチングユニット（Ｑ４）は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor：金属酸化膜半導体）スイッチ（Ｑ４）を含む。

好ましい実施形態では、電圧入力ユニット（Ｒ１７，Ｒ２５）は、第１抵抗（Ｒ１７）と第２抵抗（Ｒ２５）が並列接続されてなり、当該濾波器（Ｒ１８，Ｃ１１）は第３抵抗（Ｒ１８）が第１コンデンサ（Ｃ１１）に直列接続されてなり、且つ、第３抵抗（Ｒ１８）と第１コンデンサ（Ｃ１１）との直列接点がコンパレータ（ＩＣ２）に接続され、基準信号サンプリング回路（Ｒ２０，Ｒ２１、Ｒ２２，Ｄ６，Ｃ１０）は、第４抵抗Ｒ２０、第５抵抗Ｒ２１、第６抵抗Ｒ２２、ダイオードＤ６及び第２コンデンサＣ１１からなる。コンパレータ（ＩＣ２）は、第４抵抗Ｒ２０と第２コンデンサＣ１１との直列接点、及び、第５抵抗Ｒ２１とダイオードＤ６との直列接点にそれぞれ接続され、コンパレータ（ＩＣ２）は、第５抵抗Ｒ２１、第６抵抗Ｒ２２の分圧点に接続され、ＭＯＳスイッチ（Ｑ４）が漏電検知モジュール２１の整流器ＤＢに接続される。

図４に示すように、ＭＯＳスイッチ（Ｑ４）をオンにすると、入力電圧の波形Ｓが電圧Ｓ１から部分的にカットされて出力電圧が制限されて部分電圧Ｓ２に制限される。漏電防止制御ユニット２２１が原電の出力信号を継続的に検出し、電源の出力信号が基準信号を超えると、漏電防止制御ユニット２２１は、発光モジュールが許容できる範囲を超えないようにリアルタイムで電源の出力信号を制限することによって安全性を高めることができる。

本発明の権利保護の範囲は、上記の本明細書に記載された実施形態のみに限定されるものではないことに留意すべきである。したがって、本発明の革新的な概念によれば、上述の技術は、本明細書に記載された実施形態のみに限られず、本明細書の内容及び図面から理解される内容に対して直接的又は間接的に修正又は変更を加えた均等の構造物にも適用されるべきものであり、本発明の解決策は、特許請求の範囲に含まれる限りにおいて他の関連技術の分野にも応用することができる。

１０ 商用電源
２０ 照明本体
２１ 漏電検知モジュール
２２ 駆動モジュール
２２１ 漏電防止制御ユニット
２３ 発光モジュール

Claims (10)

1. 電源に接続される漏電検知モジュールと、
   前記漏電検知モジュールに電気的に接続される駆動モジュールとを含み、
   前記駆動モジュールには、漏電防止制御ユニットが設けられており、
   前記漏電防止制御ユニットは、コンパレータ及びスイッチングユニットを含み、前記コンパレータは複数のピンを備え、複数のピンを介して、前記スイッチングユニットに接続され、
   前記漏電防止制御ユニットは、前記漏電検知モジュールに電気的に接続され、電源の出力信号が基準信号を超えている場合、前記スイッチングユニットが入力電圧の波形を部分的にカットすることによりリアルタイムで電源の出力信号が規制されることを特徴とする漏電防止機能付き照明器具。
2. 前記駆動モジュールはＴｙｐｅＡ＋Ｂ回路を備える駆動モジュールであり、前記漏電防止制御ユニットは、前記駆動モジュールのＴｙｐｅＡ回路に設けられて最大電流を規制することを特徴とする請求項１に記載の漏電防止機能付き照明器具。
3. 前記漏電検知モジュールは整流器を含み、前記整流器が電源に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏電防止機能付き照明器具。
4. 前記漏電防止制御ユニットは、更に、電圧入力ユニット、濾波器、及び基準信号サンプリング回路を含み、前記コンパレータは複数のピンを備え、複数のピンを介して、前記濾波器、及び前記基準信号サンプリング回路に接続されることを特徴とする請求項３に記載の漏電防止機能付き照明器具。
5. 前記電圧入力ユニットは前記濾波器に接続されて電圧降下信号を供給し、前記濾波器により濾波を実施して濾波信号を前記コンパレータに送出し、
   前記基準信号サンプリング回路は、前記漏電防止制御ユニットの基準信号として前記コンパレータに基準信号を供給することを特徴とする請求項４に記載の漏電防止機能付き照明器具。
6. 前記コンパレータは、前記濾波器から送出された濾波信号及び前記基準信号サンプリング回路から供給された基準信号を受信して、前記濾波信号が前記基準信号を超えている場合には前記スイッチングユニットに制御信号を出力し、前記スイッチングユニットが導通して入力電圧の波形を一部電圧だけ低下又は遮断することで出力電流を規制することを特徴とする請求項５に記載の漏電防止機能付き照明器具。
7. 当該スイッチングユニットはＭＯＳスイッチを含み、前記ＭＯＳスイッチが前記漏電検知モジュールの整流器に接続されることを特徴とする請求項６に記載の漏電防止機能付き照明器具。
8. 前記電圧入力ユニットは、第１抵抗と第２抵抗が並列接続されてなり、
   前記濾波器は第３抵抗が第１コンデンサに直列接続されてなり、且つ、前記第３抵抗と前記第１コンデンサとの直列接点が前記コンパレータに接続され、
   前記基準信号サンプリング回路は、第４抵抗、第５抵抗、第６抵抗、ダイオード及び第２コンデンサからなり、前記コンパレータは、前記第４抵抗と前記第２コンデンサとの直列接点、及び、前記第５抵抗と前記ダイオードとの直列接点にそれぞれ接続され、前記コンパレータは、前記第５抵抗、前記第６抵抗の分圧点に接続されることを特徴とする請求項７に記載の漏電防止機能付き照明器具。
9. 商用電源に接続される照明本体と、
   前記照明本体内に設けられて電源に接続される請求項１に記載の漏電防止機能付き照明器具と、を含み、
   前記照明本体内に設けられて前記漏電防止機能付き照明器具に電気的に接続される発光モジュールをさらに含むことを特徴とする照明器具。
10. 前記発光モジュールは、ＬＥＤ発光モジュールであることを特徴とする請求項９に記載の照明器具。