(57)【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、インピーダンスを与える擬似ヒータ回路と、交流入力を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、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ゲート回路と、を含み、
前記擬似ヒータ回路は、前記蛍光灯照明器具に含まれるコンデンサであって、初動電圧を発生させるための共振用コンデンサを機能させずに前記交流入力を出力として前記ＡＣ／ＤＣ変換回路に供給すると共に、前記交流入力を出力として前記蛍光灯照明器具に帰還させ、
前記擬似ヒータ回路は、前記蛍光灯照明器具の端子に合わせて４つの入出力端子を有し、当該４つの入出力端子のうち、２つは交流入力端子として用いられ、他の２つは前記蛍光灯照明器具に前記交流入力を帰還させるための出力端子として用いられることを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
請求項１において、
前記擬似ヒータ回路は、抵抗のみで構成されていることを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項３】
請求項１において、
前記擬似ヒータ回路は、抵抗とコンデンサで構成されていることを特徴とするＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤランプに関し、例えば、既存の蛍光灯照明装置に取り付け可能なＬＥＤランプに関するものである。
【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ものとして、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプが提案され、徐々に普及してきている。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）がまだ使われており、ＬＥＤランプを用いたＬＥＤ照明装置に置き換わ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、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。
【０００３】
しかし、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、一家庭において、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がかなり高額となってしまう。
【０００４】
このため、このような安定器取り外しのための工事をしなくてもＬＥＤランプが既存の蛍光灯照明装置で動作可能にすることが望まれている。例えば、特許文献１には、安定器の交流出力を直流に変換することなく、蛍光灯照明装置にＬＥＤランプを接続可能にすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、蛍光灯照明装置に設けられた共振用コンデンサに通電させているため、蛍光灯を動作させるための初動電圧が発生してしまう危険性がある。この初動電圧はＬＥＤランプの動作電圧よりもかなり高電圧であるため、ＬＥＤ電源が故障する原因となる可能性が高い。高電圧に耐えられるＬＥＤ電源を用いれば故障の可能性を低減することはできるが、ＬＥＤランプそのものの価格を高くする要因となってしまう。
【０００７】
従って、ＬＥＤランプを既存の蛍光灯照明装置に装着しても、上記初動電圧を発生させずにＬＥＤランプを動作可能とすることが望ましい。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、既存の蛍光灯照明装置に装着しても安全、かつ安定的に動作するＬＥＤランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、蛍光灯照明器具に取り付け可能なＬＥＤランプを提供する。当該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、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前記ＬＥＤ素子を点灯させるＬＥＤモジュールと、を有している。また、ＬＥＤ電源回路は、一般的なＬＥＤ電源回路に加えて、インピーダンスを与える擬似ヒータ回路を有している。この擬似ヒータ回路は、蛍光灯照明器具（インバータ）に含まれる共振用コンデンサであって、初動電圧を発生させるための共振用コンデンサを機能させずに、交流入力をＡＣ／ＤＣ変換回路に供給すると共に、当該交流入力を蛍光灯照明器具（インバータ）に帰還させる。
【００１０】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。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な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
【００１１】
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＬＥＤランプによれば、初動電圧の発生を抑制することができるので、既存の蛍光灯照明装置に装着しても安全、かつ安定的に動作するＬＥＤランプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤランプの機能ブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるＬＥＤランプを構成するＬＥＤ電源回路の具体的回路構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、例えば、既存の蛍光灯照明装置に、蛍光灯ランプの代りにＬＥＤランプを装着した場合であっても共振用コンデンサを機能させないことにより高圧の初動電圧の発生を抑制し、ＬＥＤランプに直流電流を供給し、安定的、かつ安全にＬＥＤランプを動作させるための技術に関するものである。
【００１５】
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を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して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。
【００１６】
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。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００１７】
＜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ランプの構成を示すブロック図である。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。
【００１８】
ＬＥＤ電源回路１０１は、擬似ヒータ回路１０１１と、整流回路１０１２と、平滑回路１０１３と、コントロール回路１０１４と、ゲート回路１０１５と、を含んでいる。電源回路１０１において、擬似ヒータ回路１０１１以外の回路は、従来のＬＥＤランプに含まれる一般的なＬＥＤ電源回路と同じ構成である。
【００１９】
擬似ヒータ回路１０１１は、蛍光灯照明装置に含まれるインバータ２０１から、交流入力（交流電圧・電流）を受け取り、交流出力を整流回路１０１２に提供すると共に、インバータ２０１に交流出力を返還する。この交流出力の返還により、インバータ２０１は、蛍光管に相当するものが接続されていると認識し、交流出力を供給し続けることになる。一般の蛍光管をインバータ２０１に接続する場合、インバータ２０１側の共振用コンデンサ（図示せず）に交流電流が流入して初動電圧が発生するため、以後安定的に蛍光管に電流が供給される。しかし、上述したように、この初動電圧は高い電圧となるため、ＬＥＤ電源回路にとって好ましくない。高圧の初動電圧は蛍光管を点灯させるには必要な電圧であるが、ＬＥＤランプを点灯させるには高圧の初動電圧は必要ではなく、単に給電されていれば良い。そこで、インバータ２０１側の共振用コンデンサを機能させないようにして初動電圧の発生を抑制する必要がある。この初動電圧の発生を抑制する機能を有するのが擬似ヒータ回路１０１１である、擬似ヒータ回路１０１１は、インバータ２０１に擬似インピーダンスを与えることにより、初動電圧を発生させずに繰り返しの給電を実現するものである。なお、ここではインバータ２０１から交流入力が供給される形態について説明しているが、グローやラピッドを用いても良い。グローやラピッドを用いる場合、初動電圧はインバータを用いる場合よりも小さいため、インバータに対応できていれば、グローやラピッドを用いる場合にも安全・安定的にＬＥＤランプ１００に給電することは可能である。
【００２０】
整流回路１０１２は、擬似ヒータ回路１０１１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ランプは直流によって動作するからである。
【００２１】
平滑回路１０１３は、整流回路１０１２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。なお、この平滑回路１０１３は必須の構成ではない。
【００２２】
コントロール回路１０１４は、ゲート回路１０１５に入力されるゲート電圧を制御する。
ゲート回路１０１５は、少なくとも１つのＬＥＤチップを搭載するＬＥＤモジュールに電圧・電流（直流）を供給する。
【００２３】
＜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とも言える。
【００２４】
擬似ヒータ回路１０１１は、４つのインバータ２０１との接続端子を有し、２つはインバータ２０１からの入力、別の２つはインバータ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３と端子２がインバータ２０１からの交流入力であるとすると、端子１及び４がインバータ２０１への帰還出力となる。この場合、抵抗ＲＨ１は、蛍光管の中のコイルに代わる役割を有していることになる。このような擬似ヒータ回路１０１１によってＲ回路、或いはＣＲ回路（Ｃは共振用コンデンサではない）をインバータ２０１に接続することにより、インバータ２０１側の共振用コンデンサを機能させずに、即ち、初動電圧を発生させずに、ＬＥＤランプ１００の整流回路１０１２以降の回路に継続的に給電することができるようになる。なお、図２において、擬似ヒータ回路には４つの入出力端子１乃至４のうち、例えば、端子１及び３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インバータへの帰還出力端子となる）、端子２及び４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インバータへの帰還出力端子となる）。また、４つの入出力端子の全てが使われなくても良い。交流入力とインバータへの帰還出力が１つずつでも問題ない。インバータは、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、インバータ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、インバータ２０１からの交流入力を出力としてインバータ２０１に帰還させる。これにより、インバータ２０１に対して擬似的に蛍光管の存在（実際にはＬＥＤランプが接続されている）を知らせることができ、インバータ２０１は交流電圧・電流を供給し続けることになる。
【００２５】
整流回路１０１２は、例えば、４つのダイオードによって構成され、交流を直流に変換して平滑回路１０１３に供給する。
平滑回路１０１３は、例えば、並列接続された３つのコンデンサによって構成される。平滑回路１０１３は、整流回路１０１２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。
【００２６】
コントロール回路１０１４は、ゲート回路１０１５に含まれるＮチャンネル型ＦＥＴ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。
【００２７】
ゲート回路１０１５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１０１４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、ＦＥＴ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、ＦＥＴ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。ＬＥＤをどの程度の明るさにするかは、出力側の抵抗値（Ｒ１２）をどの程度の値にするかによって決まるものである。
【符号の説明】
【００２８】
１００・・・ＬＥＤランプ
１０１・・・ＬＥＤ電源回路
１０２・・・ＬＥＤモジュール
２０１・・・インバータ
１０１１・・・擬似ヒータ回路
１０１２・・・整流回路
１０１３・・・平滑回路
１０１４・・・コントロール回路
１０１５・・・ゲート回路
【図１】
0006002717.tif 000002
【図２】
0006002717.tif 000003