(57)【要約】      （修正有）【課題】より多くの種類の蛍光灯照明装置において、安定器を取り外すことなく使用できるＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプは、蛍光灯照明装置が備える安定器にインピーダンスを与える擬似ヒータ回路１０１１と、擬似ヒータ回路からの出力を商用周波数かそれとは異なる高周波数かに識別する周波数識別回路１０１２と、周波数識別回路からの商用周波数と高周波数とを入力し、安定器の共振現象を抑える入力整合回路１０１３と、交流入力を直流に変換する整流回路１０１４と、電源供給を制御するコントロール回路１０１５と、ＬＥＤドライブ回路１０１６と、を含む。入力整合回路は、安定器が第１の方式であり高周波の交流が送られてくる場合と、安定器が第２の方式であり低周波の交流が送られてくる場合または安定器が第１の方式であり安定器の起動時に直流が送られてくる場合とで、異なる経路を介して安定器に前記交流を帰還させる。【選択図】図２
2020030938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプであって、
前記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、少なくとも１つのＬＥＤ素子を有し、前記ＬＥＤ電源回路から供給される直流入力により前記ＬＥＤ素子を点灯させるＬＥＤモジュールと、を有し、
前記ＬＥＤ電源回路は、前記蛍光灯照明器具が備える蛍光灯安定器にインピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、
前記擬似ヒータ回路からの出力を商用周波数とそれとは異なる高周波数とに識別してそれぞれを出力する周波数識別回路と、
前記周波数識別回路からの前記商用周波数と前記高周波数とを入力し、前記蛍光灯安定器の共振現象を抑える入力整合回路と、交流入力を直流に変換する整流回路と、電源供給を制御するコントロール回路と、前記ＬＥＤモジュールに電源を供給するＬＥＤドライブ回路と、を含み、
前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合と、前記蛍光灯安定器が第２の方式であり低周波の交流が前記周波数識別回路により識別され前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合または前記蛍光灯安定器が第１の方式であり前記蛍光灯安定器の起動時に直流が前記周波数識別回路により識別され前記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前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるＬＥＤランプ。
【請求項２】
さらに、前記異なる経路である電源ラインに加えて、前記周波数識別回路から前記コントロール回路へ連結する信号ラインを有する
請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が前記第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合には前記高周波の交流のパワー回路部分を伝送し、前記蛍光灯安定器が前記第２の方式であり低周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合には前記低周波の交流の微弱電流を通過させて、前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるコンデンサを備える、
請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記周波数識別回路は、前記コンデンサと直列に接続される抵抗と第２のコンデンサとフォトカプラとを備え、
前記コンデンサの値を微弱の低周波電流が通過できる定数として、前記フォトカプラを駆動させて前記コンデンサをショート状態として前記整流回路に送り込む構成としたことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記第１の方式はインバーター方式であり、前記第２の方式はグロー方式又はラピッド方式である、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
蛍光灯照明器具に取り付け可能であり、前記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電源回路であって、
前記蛍光灯照明器具が備える蛍光灯安定器にインピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、
前記擬似ヒータ回路からの出力を商用周波数とそれとは異なる高周波数とに識別してそれぞれを出力する周波数識別回路と、 
前記周波数識別回路からの前記商用周波数と前記高周波数とを入力し、前記蛍光灯安定器の共振現象を抑える入力整合回路と、交流入力を直流に変換する整流回路と、電源供給を制御するコントロール回路と、ＬＥＤモジュールに電源を供給するＬＥＤドライブ回路と、を含み、
前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合と、前記蛍光灯安定器が第２の方式であり低周波の交流が前記周波数識別回路により識別され前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合または前記蛍光灯安定器が第１の方式であり前記蛍光灯安定器の起動時に直流が前記周波数識別回路により識別され前記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前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるＬＥＤ電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤランプおよびＬＥＤ電源回路に関し、特に、既存の蛍光灯照明装置に取り付け可能なＬＥＤランプおよびＬＥＤ電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力消費量の削減と電球の長寿命化を図る光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプが提案され、徐々に普及してきている。今後は、蛍光灯からＬＥＤへの置換が急速に進むものと予想される。
【０００３】
その一方において、一般家庭では、既存の蛍光灯照明装置（器具）が、現在も使われており、ＬＥＤランプを用いたＬＥＤ照明装置に置き換えるには相当な期間が必要であると言われている。そのため、既存の蛍光灯照明装置の蛍光ランプの代りにＬＥＤランプを装着して使えるようにすることが考えられている。この場合、蛍光灯照明装置の安定器を取り外してＬＥＤドライバを接続し、その後にＬＥＤランプを配線する。そして、ＬＥＤドライバに交流電流を供給し、交流を直流に変換する。この直流電流がＬＥＤランプに供給され、ＬＥＤランプが動作するようにしている。
【０００４】
しかしながら、蛍光灯照明装置の安定器を取り外すには業者による工事が必要となり、一般家庭等において、全ての蛍光灯照明装置でＬＥＤランプを動作させようとすると工事費も高額となってしまう。
【０００５】
このため、このような安定器取り外しのための工事を行わなくてもＬＥＤランプを既存の蛍光灯照明装置で動作可能とすることが望まれている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、蛍光灯器具の配線を変更せずにＬＥＤ蛍光灯を従来のインバーター形蛍光灯器具に取り付けることが可能になる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１０４４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、蛍光灯照明装置の駆動方式には大別して、グロースタート方式、ラピッドスタート方式及びインバーター方式の三種類の方式がある。また、インバーター方式の蛍光灯安定器の場合、メーカー毎に異なる保護回路が組まれており、数百種類に及ぶ蛍光灯安定器が市場に供給されている。
【０００９】
蛍光灯安定器の取り外し工事が不要である従来のＬＥＤランプは、上記三種類の駆動方式の何れか一つの方式のみに対応するものが多い。そのうえ、ＬＥＤランプがインバーター方式の蛍光灯安定器に対応していても、上記数百種類の蛍光灯安定器のうちの一部でしか動作しなかった。それ故、例えば、蛍光灯安定器に関する知識が乏しい一般消費者が自宅の蛍光灯照明装置に従来のＬＥＤランプを設置した場合、安定器の駆動方式とＬＥＤランプが対応する駆動方式とが一致せずに故障や災害を招く可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、より多くの種類の蛍光灯照明装置において、当該蛍光灯照明装置を取り外すことなく使用できるＬＥＤランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一観点によれば、蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプであって、前記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、少なくとも１つのＬＥＤ素子を有し、前記ＬＥＤ電源回路から供給される直流入力により前記ＬＥＤ素子を点灯させるＬＥＤモジュールと、を有し、前記ＬＥＤ電源回路は、前記蛍光灯照明器具が備える蛍光灯安定器にインピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、前記擬似ヒータ回路からの出力を商用周波数とそれとは異なる高周波数とに識別してそれぞれを出力する周波数識別回路と、前記周波数識別回路からの前記商用周波数と前記高周波数とを入力し、前記蛍光灯安定器の共振現象を抑える入力整合回路と、交流入力を直流に変換する整流回路と、電源供給を制御するコントロール回路と、前記ＬＥＤモジュールに電源を供給するＬＥＤドライブ回路と、を含み、前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合と、前記蛍光灯安定器が第２の方式であり低周波の交流が前記周波数識別回路により識別され前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合または前記蛍光灯安定器が第１の方式であり前記蛍光灯安定器の起動時に直流が前記周波数識別回路により識別され前記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前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるＬＥＤランプが提供される。
【００１２】
蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプにおいて、当該ＬＥＤランプは蛍光灯安定器及び商用電源から直接入力された交流入力を直流に変換し、さらに蛍光灯安定器から出力される高電圧を抑制（降圧）させてＬＥＤ電源の可能な電圧範囲に変換することでＬＥＤ電源回路と、少なくとも１つのＬＥＤ素子を有し、ＬＥＤ電源回路から供給される直流入力によりＬＥＤ素子を点灯させるＬＥＤモジュールを有している。また、本ＬＥＤ電源回路は一般的なＬＥＤ電源回路に加えて、高電圧を降下させて連続的に点灯可能である。
【００１３】
さらに、前記異なる経路である電源ラインに加えて、前記周波数識別回路から前記コントロール回路へ連結する信号ラインを有することが好ましい。
【００１４】
この信号ライン回路の主なる役割はパワー回路とは別に高周波だけを通過させて直接コントロール回路におけるスイッチングＩＣをクランプさせるために使われる。
【００１５】
前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が前記第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合には前記高周波の交流のパワー回路部分を伝送し、前記蛍光灯安定器が前記第２の方式であり低周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合には前記低周波の交流の微弱電流を通過させて、前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるコンデンサ（Ｃ１）を備えることが好ましい。ここで、微弱の電流が通過可能な定数にＣ１の値を大きくすることでＰＣ１からＱ５をＯＮの状態とした（図２参照）。
【００１６】
前記周波数識別回路は、前記コンデンサ（第１のコンデンサ）と直列に接続される抵抗と第２のコンデンサとフォトカプラとを備え、前記コンデンサの値を微弱の低周波電流が通過できる定数として、前記フォトカプラを駆動させて前記コンデンサをショート状態として前記整流回路に送り込む構成としたことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、先の出願１（特願２０１７−０４３４１０）との違いは低周波と高周波を混同させる回路からIC1の用途を使い分けるために、高周波交流がＲ７〜Ｃ２のラインに入り込む構成としＱ１をクランプさせＩＣ１を常にＯＮの状態となる回路へ送りこんでいる。ここで通常のパワー回路はＣ１を通過し整流回路へと流れ込む構成とした。
【００１８】
その結果、低周波電源はＩＣ１を通常機能のスイッチング動作からドライブし、高周波電源はＱ１，ＩＣ１をクランプ状態（常にＯＮの状態）とすることで、蛍光灯安定器２０１とのスイッチングとの誤動作を抑制している。
【００１９】
前記第１の方式はインバーター方式であり、前記第２の方式はグロー方式又はラピッド方式であることが好ましい。
【００２０】
本発明は、蛍光灯照明器具に取り付け可能であり、前記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電源回路であって、前記蛍光灯照明器具が備える蛍光灯安定器にインピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、前記擬似ヒータ回路からの出力を商用周波数とそれとは異なる高周波数とに識別してそれぞれを出力する周波数識別回路と、前記周波数識別回路からの前記商用周波数と前記高周波数とを入力し、前記蛍光灯安定器の共振現象を抑える入力整合回路と、交流入力を直流に変換する整流回路と、電源供給を制御するコントロール回路と、ＬＥＤモジュールに電源を供給するＬＥＤドライブ回路と、を含み、前記入力整合回路は、前記蛍光灯安定器が第１の方式であり高周波の交流が前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合と、前記蛍光灯安定器が第２の方式であり低周波の交流が前記周波数識別回路により識別され前記ＬＥＤ電源回路に送られてくる場合または前記蛍光灯安定器が第１の方式であり前記蛍光灯安定器の起動時に直流が前記周波数識別回路により識別され前記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前記蛍光灯安定器に前記交流を帰還させるＬＥＤ電源回路である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、より多くの種類の蛍光灯照明装置において、当該蛍光灯照明装置を取り外すことなく使用できるＬＥＤランプおよびＬＥＤ電源回路を提供することができる。
【００２２】
尚、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態によるＬＥＤランプの一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるＬＥＤランプを構成するＬＥＤ電源回路の具体的回路の一構成例を示す図である。
【図３】先の出願１におけるＬＥＤランプを構成するＬＥＤ電源回路の具体的回路の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例等を示しているが、これらは本発明の理解のために添付したものであり、本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００２５】
本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。したがって、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００２６】
尚、本明細書において「蛍光灯安定器に対応できる」とは、例えば、ＬＥＤランプを蛍光灯安定器に接続した場合に蛍光灯安定器から安定的に電力が供給され続けることを意味する。したがって、ＬＥＤランプをインバーター方式の蛍光灯安定器に接続する場合、蛍光灯安定器が備える保護回路を機能させないことも意味する。
【００２７】
＜ＬＥＤランプの基本的構成＞
図１は、本発明の実施形態によるＬＥＤランプの一構成例を示すブロック図である。図２は、本発明の実施形態によるＬＥＤランプのより具体的な回路構成例を示す図である。
【００２８】
ＬＥＤランプ１００は、ＬＥＤ電源回路１０１と、ＬＥＤモジュール１０２と、を有している。
【００２９】
ＬＥＤ電源回路１０１は、擬似ヒータ回路１０１１と、周波数識別回路１０１２と、入力整合回路１０１３と、整流・平滑回路１０１４（整流回路１０１４ａ，平滑回路１０１４ｂ）と、コントロール回路１０１５と、ＬＥＤドライブ回路１０１６と、を含んでいる。ＬＥＤ電源回路１０１において、周波数識別回路１０１２が、先の出願１に対して新たに加えられた要素の１つであり、周波数識別回路１０１２、入力整合回路１０１３以外の回路は、従来のＬＥＤランプに含まれるＬＥＤ電源回路と同様の構成で良い。図２と図３との相違点を以下で詳細に説明する。
【００３０】
擬似ヒータ回路１０１１は、蛍光灯照明装置に含まれる蛍光灯安定器２０１から、交流入力（交流電圧・電流）を受け取り、周波数識別回路１０１２に提供する。パワー（電源）ラインとは別に信号ラインＬ１１を設け、低周波と高周波を識別する機能を追加した。この信号ラインＬ１１は、ＩＣ１のＶＤＤ電源を作りだし、さらに高周波を電流検出方式にすることで低周波の電圧検出方式との違いを持たせた。
【００３１】
以下に各回路の動作について詳細に説明する。
【００３２】
（１）周波数識別回路１０１２
周波数識別回路１０１２は、商用周波数（低周波）グロー安定器・ラピッド安定器、及び商用電源直接接続方式とインバーター回路を識別可能な回路となっている。さらに各々の明るさも調整できる回路となっている。
【００３３】
インバーター式（高周波）はＲ１４の効果により電圧検出と電流検出とが共存できるようになっているが、電流検出の力が強まることから強い方に引っ張られ電流検出を可能とした。
【００３４】
低周波のグロー、ラピッド、商用直結回路は従来の電圧検出方式で駆動する回路となっている。  
【００３５】
このようにして、周波数の違いに影響されることなくＬＥＤドライブ回路を駆動させることができる。
【００３６】
図３に示すように、先の出願１の入力整合回路（１０１３）においては、商用周波数と高周波数とをＣ１により区分することで周波数識別を行う。
【００３７】
これに対して、本願では、図１、図２に示すように、別途、周波数識別回路１０１２を追加することで、先の出願の構成に比べて、より確実な周波数識別が可能となった。
【００３８】
図３に示した先の出願１の図２の回路ではラピッド多灯式により２本の照度バランスが蛍光灯安定器によっては崩れる可能性もあり、本願の場合には、周波数識別回路を設けることで定電流方式と定電圧方式とを共存させて、より安定した動作が可能となった。
【００３９】
以下の識別方法における特定の安定器との間に生じる不具合を修正するために、本実施の形態では、新たに周波数識別回路１０１２を追加して電源ラインと信号ラインを別途に動作させることで周波数識別機能を向上させることができる。
【００４０】
すなわち、図２の周波数識別回路１０１２において、擬似ヒータ回路１０１１からの出力を、商用周波数とそれとは異なる高周波数とに識別してそれぞれを出力する。
【００４１】
後述する入力整合回路１０１３は、周波数識別回路１０１２から出力される商用周波数と高周波数とを入力し、整流・平滑回路１０１４、コントロール回路１０１５へと、商用周波数と高周波数とを区別して出力する。
【００４２】
このようにして、上記において入力整合回路１０１３について説明した識別の特定の安定器との不具合を修正するために、新たに周波数識別回路１０１２を追加して電源ラインと信号ラインを別途に走らせることで周波数識別を完全に行うことができる。
【００４３】
先の出願１の図１，図２（本願の添付図面の図３に対応）に示す回路と本実施の形態による図１，図２に示す回路との相違点は、本願の回路では、Ｃ１の容量を若干上げて低周波でも微弱の電流を通過可能とし、ＰＣ１、Ｑ５を起動させてＣ１をショート状態にして整流回路１０１４ａに送り込んでいる点である。しかしながらこの微弱の電流では十分な明るさは確保できない。
【００４４】
すなわち、先の出願１では、入力整合回路１０１３（図３、先の出願１の図２の１０１２）は、ツェナーダイオードＺＤ１及びＺＤ２とトライアックＱ５とを備える。グロースタート方式及びラピッドスタート方式の蛍光灯安定器２０１の場合、交流周波数のインピーダンスを出力するインバーター方式の蛍光灯安定器２０１と比較して、入力整合回路１０１３に送られてくる電圧が高く、当該電圧はツェナーダイオードが導通する電圧であるツェナー電圧に達する。
【００４５】
そのため、ＬＥＤランプ１００がグロースタート方式及びラピッドスタート方式の蛍光灯安定器２０１に接続された場合、ツェナーダイオードＺＤ１及びＺＤ２が導通してトライアックＱ５のスイッチがオンになる。その結果、蛍光灯安定器２０１からの電圧又は電流がコンデンサＣ１を迂回して導通し、入力整合回路（１０１２）は蛍光灯安定器２０１に電圧又は電流を帰還させることができる。
【００４６】
また、ＬＥＤランプ１００が起動時に直流電圧又は電流を送達する一部のインバータ方式の蛍光灯安定器２０１に接続された場合も同様に、ツェナーダイオードＺＤ１及びＺＤ２が導通してトライアックＱ５のスイッチがオンになる。その結果、蛍光灯安定器２０１からの電圧又は電流がコンデンサＣ１を迂回して導通し、入力整合回路（１０１２）は蛍光灯安定器２０１に電圧又は電流を帰還させることができる。
【００４７】
一方、本願の回路では、先の出願１とは異なり、ツェナーダイオードＺＤ１及びＺＤ２を設けること無く、追加した回路におけるＲ７，Ｃ２、ＰＣ２回路（フォトカプラ）との直列接続を有する周波数識別回路により、低周波と高周波の動作を可能としている。すなわち、Ｒ７，Ｃ２の効果により高周波のみを通過させる信号回路となっている。通過した高周波信号はフォトカプラ（ＰＣ２）回路を駆動させ、直接ＩＣ１をＲ１４の効果で検出電圧を変化させている。これは回路図（図２）ＩＣ１のＶＤＤ電源を作り出すことの効果によるものである。このＶＤＤ効果によりＱ１をクランプ状態にすることを可能とした。
【００４８】
以上のように、蛍光灯安定器２０１から出力される商用周波数（低周波）はＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３による効果により電圧検出回路となり、インバーターから出力される高周波は、Ｒ１４による効果により電流検出型に識別させることができる。このようにして、異なる周波数でもＬＥＤの違いに起因する不具合を抑制することが可能となる。
【００４９】
先の出願１では、蛍光灯安定器が寿命により動作しなくなったとき、商用電源との直接接続ができなかった。一方、本願では、新規に周波数識別回路１０１２を追加することで、商用電流との直結点灯も可能となる。
【００５０】
さらに、別の実施の形態として、本実施の形態による回路から蛍光灯安定器２０１を経由させずに直接商用電源を入力しても駆動可能なことが確認できた。商用電源直結でもグロー・ラピッド方式と同じ環境化で駆動可能となる。尚、方式には以下のものがある。
【００５１】
電圧検知方式：電圧を検知して制御する。（グロー・ラピッド・商用電源直結）
電流検知方式：電流を検知して制御する。（インバーター方式など高周波数）
【００５２】
（２）入力整合回路１０１３の動作
入力整合回路１０１３は、Ｃ１の効果で微弱電流を通過させて低周波駆動回路を作り出し、高周波はＬ１，Ｃ１で蛍光灯を点灯させる条件である高周波電圧を降下させて整流回路へ提供することが可能となる。
【００５３】
このことから、高電圧を発生することがなくなり、安全にＬＥＤコントロール回路の駆動が可能となっている。
【００５４】
蛍光灯安定器２０１との互換性を持たせるために、本実施の形態では、入力側整流前に図１，図２の回路図のように、擬似ヒータ回路１０１１と整流・平滑回路１０１４との間に入力整合回路１０１３を追加し、Ｌ１のコイルを入れることで蛍光灯安定器２０１の出力インピーダンスを下げてＬＥＤへの入力電圧を降下させるようにしている。このことは、蛍光灯点灯初期に発生する開放電圧を回避する役割を持つ。
【００５５】
（３）整流・平滑回路（１０１４ａ，１０１４ｂ）の動作
整流回路１０１４ａは、擬似ヒータ回路１０１１と、入力整合回路１０１３とを介して供給され続ける交流電圧・電流を、直流電圧・電流に変換する。ＬＥＤランプは直流により動作する。
【００５６】
平滑回路１０１４ｂは、整流回路１０１４ａから供給される直流電圧・電流に含まれる高周波ノイズや、放射ノイズを除去するための回路である。しかしながら、この平滑回路１０１４ｂは、ＬＥＤランプ設置環境によっては一様のものとは限らない。この回路では平滑コンデンサＣ４にその役割を持たせている。
【００５７】
（４）コントロール回路１０１５，ＬＥＤドライブ回路１０１６の動作
コントロール回路１０１５は、ＬＥＤドライブ回路１０１６に供給するときの電圧、及び電流を制御するための回路である。
【００５８】
ＬＥＤドライブ回路１０１６は、少なくとも１つのＬＥＤチップを搭載するＬＥＤモジュールに直流の電圧・電流を供給するための回路である。
【００５９】
＜インバーター式安定器について＞
１．インバーター出力は、Ｌ１，Ｃ１の動作で共振周波数を「ずらす」。その結果、高電圧が発生しにくくなる。高周波の信号を周波数識別路１０１２のＲ７，Ｃ２を通過させてＰＣ２をＯＮとし、Ｒ１４の効果で電圧検出をする。検出されたこの電圧変動から、コントロール回路１０１５のＮチャンルＭＯＳトランジスタＱ１がクランプ状態に入り、ＩＣ１の動作を常にＯＮの状態を継続させることでインバーター方式の安定器（高周波数）からの出力と連動可能とした。この場合の電圧検出は、商用電源の入力電圧ではなく、追加した回路が生成した第２電源（ＶＤＤ）の電源を検出している。
【００６０】
２．蛍光灯のドライブ電圧（パワー回路）を、ダイオードＤ１〜Ｄ４の整流回路１０１４ａに送り込み、ＬＥＤドライブ回路１０１６からＬＥＤモジュールに送り込み、ＬＥＤを点灯させる原理を用いる。
【００６１】
３．整流平滑された電圧によりＰＣ１を通してＱ５を動作させることで、Ｃ１がショートされた状態となる。ここでＣ１は、蛍光灯安定器２０１からの直流電圧をカットして、蛍光灯安定器２０１の保護回路を通過させる役割も持たせている。
【００６２】
＜磁気式（蛍光灯）安定器（グロー・ラピッド方式）及び商用電源直接接続について＞
１．先の出願１の回路では入力整合回路１０１３のコンデンサＣ１の効果により、低周波を完全にカットして通過させないようにしていた。一方、本実施の形態の回路では、さらに、高周波信号回路を追加したこと（周波数識別回路１０１２の追加）により、Ｃ１を微弱の低周波電流が通過できる定数に変更して、ＰＣ１を駆動させてＣ１をショート状態として整流回路に送り込む構成とした。先の出願１とは逆に高周波回路はＣ１を高周波のパワー回路はＣ１を通過し電源回路の機能を保持しながら、Ｒ７〜Ｃ２のラインに入り込む構成としＱ１をクランプさせる回路へ送りこんでいる。
【００６３】
２．整流回路１０１４ａに送り込まれた低周波電力はＬＥＤ駆動回路（コントロール回路）１０１５に送られてＬＥＤモジュール（１０２）側に入り、ＬＥＤを点灯させることを可能とした。
【００６４】
３．さらに、本実施の形態による回路ではＩＣ２がＯＮの状態になると、Ｑ３がＯＦＦになる構成になっており、Ｒ１２を通過、或いはショートかの選択を可能としている。このことは低周波電力の数値を上げ下げ可能な回路であり、照度（明るさ）を調整可能な回路となっている。
【００６５】
上記の回路構成により、ＬＥＤを蛍光灯照明装置に装着しても高電圧を回避することができる。さらに、異なる周波数を識別して、全ての蛍光灯安定器との連動に可能としＬＥＤモジュール回路の駆動を継続させることができる。
【００６６】
従って、既存の蛍光灯照明装置に装着しても、安全で、且つ、安定的にＬＥＤランプを駆動することができる。
【００６７】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプを提供することができる。
【００６８】
当該ＬＥＤランプは、蛍光灯安定器及び商用電源から直接入力された交流入力を直流に変換し、さらに蛍光灯安定器から出力される高電圧を抑制（降圧）させてＬＥＤ電源の可能な電圧範囲に変換することでＬＥＤ電源回路（１０１）と、少なくとも１つのＬＥＤ素子とを有し、ＬＥＤ電源回路から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１０２を有している。
【００６９】
また、本実施の形態によるＬＥＤ電源回路は、一般的なＬＥＤ電源回路に加えて、高電圧を降下させて連続的に点灯可能としているものである。
【００７０】
本実施の形態の更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかなものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細記述と添付される特許請求の範囲の様態により構成されて実現されるものである。
【００７１】
本明細書の記述は典型的な例示であり、本発明の特許請求の範囲、または適用例を如何なる意味においても限定されることではないことを理解する必要がある。
【００７２】
本発明のＬＥＤランプはＬＥＤモジュールを駆動させるための安全な電圧を供給可能となることから、既存の蛍光灯安定器に装着しても蛍光灯安定器とＬＥＤ電源が快適に連動するＬＥＤ照明管が提供可能となっている。
【００７３】
＜ＬＥＤ電源回路の具体的構成＞
図２は、ＬＥＤ電源回路１０１の具体的回路構成を示す図である。図２の回路において、点線で囲まれる回路部には図１の各ブロックに相当する参照番号が付与されている。つまり、図２は、図１の各ブロックの詳細構成を示す図である。
【００７４】
擬似ヒータ回路１０１１は、例えば、蛍光灯安定器２０１との接続端子ＡＣ１，２，３，４の四端子を有し、二つの端子ＡＣ２，３は蛍光灯安定器２０１からの入力、別の二つの端子ＡＣ１，４は蛍光灯安定器２０１への帰還出力となっている。擬似ヒータ回路１０１１は、例えば、抵抗のみで構成される。ここで、例えば、端子ＡＣ３と端子ＡＣ２が蛍光灯安定器２０１からの交流入力であるとすると、端子ＡＣ１及び端子ＡＣ４が蛍光灯安定器２０１への帰還出力となる。この場合、抵抗Ｒ１は、蛍光管の中のヒータに代わる役割を有していることになる。
【００７５】
このような擬似ヒータ回路１０１１を蛍光灯安定器２０１に接続することにより、蛍光灯安定器２０１側の共振周波数をずらすことができる。また、擬似ヒータ回路１０１１は、ラピッドスタート方式の蛍光灯安定器２０１に対して、短絡用保護回路としても機能する。
【００７６】
尚、図２において、擬似ヒータ回路１０１１には４つの入出力端子ＡＣ１乃至ＡＣ４のうち、例えば、端子ＡＣ１及びＡＣ３のどちらかが交流入力端子として用いられ（交流入力端子として用いられていないどちらかの端子が蛍光灯安定器２０１への帰還出力端子となる）、端子ＡＣ２及びＡＣ４のどちらかが交流入力端子として用いられる（交流入力端子として用いられていないどちらかの端子が蛍光灯安定器２０１への帰還出力端子となる）。
【００７７】
また、必ずしも４つの入出力端子の全てが使われなくても良い。交流入力と蛍光灯安定器２０１への帰還出力が１つずつでも良い。蛍光灯安定器２０１は、接続されたＬＥＤランプ１００から何らかの帰還情報があると、ＬＥＤランプ１００に対して繰り返し給電を行うように動作する。本実施形態による擬似ヒータ回路１０１１は、一部の種類の蛍光灯安定器２０１の共振用コンデンサを機能させずに初動電圧の発生を抑制し、蛍光灯安定器２０１からの交流入力を出力として蛍光灯安定器２０１に帰還させる。これにより、蛍光灯安定器２０１に対して擬似的に蛍光管の存在（実際にはＬＥＤランプ１００が接続されている）を知らせることができ、蛍光灯安定器２０１は交流電圧・電流を供給し続けることになる。
【００７８】
前述したように、本実施の形態では、上記において入力整合回路１０１３について説明した識別の特定の安定器との不具合を修正するために、新たに周波数識別回路１０１２を追加して電源ラインと信号ラインを別途に走らせることで周波数識別を完全に行うことができる。
【００７９】
入力整合回路１０１３は、コイルＬ１とコンデンサＣ１を、周波数識別回路はＣ２を備える。コイルＬ１とコンデンサＣ１及びＣ２とは、擬似ヒータ回路１０１１が備える抵抗と同様に、蛍光灯安定器２０１が備える回路において共振現象によって初動電圧が発生するのを防ぐ。即ち、コイルＬ１とコンデンサＣ１及びＣ２とは、蛍光灯安定器２０１の共振周波数をずらす。
【００８０】
先の出願１では、コンデンサＣ１は、高周波は通過させ、低周波は通過できないような定数としている。
【００８１】
一方、本願では、コンデンサＣ１は、低周波は微弱の電流通過を可能とし、高周波のパワー回路は前回と同様に通過し整流回路１０１４ａへ送り込んでいる。
【００８２】
このように、先の出願１とは全く異なり、Ｃ１の役割（値）を、低周波は微弱の電流を通過させる定数に設定変更している。
【００８３】
上記コンデンサＣ１の存在により、より多くの種類の保護回路を動作させないようにすることができる。つまり、コンデンサＣ１を備える入力整合回路１０１３を有するＬＥＤランプ１００は、より多くの種類の蛍光灯安定器２０１で動作することができる。
【００８４】
一方、蛍光灯安定器２０１から安定的に電力を供給されるためには、擬似ヒータ回路１０１１を介して電圧又は電流を蛍光灯安定器２０１に帰還させなくてはならない。したがって、ＬＥＤランプ１００が蛍光灯安定器２０１に接続された場合に、電圧又は電流を蛍光灯安定器２０１に帰還させることを可能とする工夫が必要となる。
【００８５】
本願では、入力整合回路１０１３とは別途、新規に追加した周波数識別回路１０１２により確実な識別を可能とした。すなわち、Ｃ１に微弱の低周波電流を流すことで、先の出願１（本願の図３参照）のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を介することなく（設けることなく）、入力整合回路１０１３のＱ５をＯＮ動作させてＣ１をショート状態にすることが可能となった。
【００８６】
そのため、ＬＥＤランプ１００がグロースタート方式及びラピッドスタート方式の蛍光灯安定器２０１に接続された場合、上記トライアックＱ５のスイッチがオンになる。その結果、蛍光灯安定器２０１からの電圧又は電流がコンデンサＣ１を迂回して導通し、入力整合回路１０１３は蛍光灯安定器２０１に電圧又は電流を帰還させることができる。
【００８７】
また、ＬＥＤランプ１００が起動時に直流電圧又は電流を送達する一部のインバーター方式の蛍光灯安定器２０１に接続された場合はＲ７，Ｃ２を介してＰＣ２をＯＮとしている。その結果、蛍光灯安定器２０１からの電圧又は電流はＰＣ２がＯＮとなり低周波回路とは別回路である周波数識別回路からＱ１の動作へ進んでいくこととした。これにより、入力整合回路１０１３は蛍光灯安定器２０１に電圧又は電流を帰還させることができる。
【００８８】
整流回路１０１４ａは、例えば、４つのダイオードＤ１からＤ４までによって構成され、入力整合回路１０１３を介して送られてくる交流を直流に変換して平滑回路１０１４ｂに供給する。
【００８９】
平滑回路１０１４ｂは、例えば、平滑コンデンサＣ４を含んで構成される。平滑回路１０１４ｂは、整流回路１０１４ａによって供給される直流出力に含まれる高周波ノイズや放射ノイズ等の各種ノイズを除去する機能を有している。
【００９０】
コントロール回路１０１５は、ＬＥＤドライブ回路１０１６に含まれるＮチャンネル型ＦＥＴＱ１のゲート・ソース間に電圧を与えることによりドレイン電流を制御している。
【００９１】
ＬＥＤドライブ回路１０１６は、ＬＥＤモジュール１０２にＬＥＤ駆動用電流を供給する。具体的には、コントロール回路１０１５によって与えられるゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも小さい場合には、ドレイン電流は小さくなるため、ＦＥＴＱ１はスイッチとしてＯＦＦ状態となる。一方、ゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも大きい場合には、ドレイン電流が大きくなるため、ＦＥＴＱ１はスイッチとしてＯＮ状態となり、ＬＥＤモジュール１０２に対してＬＥＤ駆動電流を供給することができる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態のＬＥＤランプによれば、ＬＥＤを蛍光灯照明装置に装着しても高電圧を回避し、さらには異なる周波数を識別して、全ての蛍光灯安定器との連動に成功しＬＥＤモジュール回路の駆動を継続させることが可能である。
【００９３】
このような状況に応じたことが可能となることから、既存の蛍光灯照明装置に装着しても安全で、且つ安定的にＬＥＤランプを駆動可能である。
【００９４】
尚、上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００９５】
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、ＬＥＤランプに利用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１００・・・ＬＥＤランプ
１０１・・・ＬＥＤ電源回路
１０２・・・ＬＥＤモジュール
２０１・・・蛍光灯安定器
１０１１・・・擬似ヒータ回路
１０１２・・・周波数識別回路
１０１３・・・入力整合回路
１０１４ａ・・・整流回路
１０１４ｂ・・・平滑回路
１０１５・・・コントロール回路
１０１６・・・ＬＥＤドライブ回路
【図１】
2020030938.tif 000003
【図２】
2020030938.tif 000004
【図３】
2020030938.tif 000005