(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆並列接続された発光ダイオードの第１の対を少なくとも有する第１の回路、
逆並列接続された発光ダイオードの第２の対を少なくとも有する第２の回路、及び
キャパシタ
を有する第１の分岐部であって、前記第１の回路、前記第２の回路及び前記キャパシタは、第１の供給電圧及び第２の供給電圧の間に互いに直列に接続される第１の分岐部、及び
逆並列接続された発光ダイオードの第３の対を少なくとも有する第３の回路、
逆並列接続された発光ダイオードの第４の対を少なくとも有する第４の回路、及び
コイル
を有する第２の分岐部であって、前記第３の回路、前記第４の回路及び前記コイルは、前記第１の供給電圧及び前記第２の供給電圧の間に互いに直列に接続される第２の分岐部
を有する装置であって、
前記第１の分岐部は、前記第２の分岐部に並列に接続され、
前記第１の対及び前記第２の対は互いに異なる色の光を発し、前記第３の対及び前記第４の対は互いに異なる色の光を発し、前記第２の対及び前記第４の対は同じ色の光を発する、装置。
【請求項２】
前記第１の分岐部は、該第１の分岐部における電流と電圧との間に第１の位相差を持ち、前記第２の分岐部は、該第２の分岐部における電流と電圧との間に第２の位相差を持ち、前記第１の位相差及び前記第２の位相差の差が９０°であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の分岐部の２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードの一方の光の最高ポイントは、前記第２の分岐部の２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードの一方がスイッチオンになり、該第２の分岐部の該２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードの他方がスイッチオフになる時間のポイントにあることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記発光ダイオードが、赤色光を発することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記発光ダイオードが、青色光を発することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の対の発光ダイオードは赤色光を発し、前記第３の対の発光ダイオードは青色光を発し、前記第２の対の発光ダイオード及び前記第４の対の発光ダイオードは白色光を発することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の分岐部は、該第１の分岐部における電流と電圧との間に第１の位相差を持ち、前記第２の分岐部は、該第２の分岐部における電流と電圧との間に第２の位相差を持ち、前記第１の位相差及び前記第２の位相差の差が９０°であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の並列分岐部において少なくとも２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードを有し、第２の並列分岐部において少なくとも２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードを有し、キャパシタ及びコイルも有する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第０１／０１３８５号パンフレットから、発光ダイオードを対に配し、これらの発光ダイオードを交通信号用の照明手段として使用することが知られる。電流を制限するために、更に、エネルギー効率が改善されるように、コイル及びキャパシタが使用される。任意に、コイルが発光ダイオードと直列に接続されるとともに、キャパシタが発光ダイオードと並列に接続されるか、又はキャパシタが発光ダイオードと直列に接続されるとともに、コイルが発光ダイオードと並列に接続される。ダイオードは８０乃至１３４ボルトの交流（ＡＣ）電圧で動作され、複数のダイオード対が直列に接続される。ダイオードは、通行方向に動作される場合に光を発する。交流電圧のために、ダイオード対のダイオードは、光を交互に発する。何れの場合にも、ダイオードの半分だけが光を発し、他の半分は暗いままである。定常的な交番は、フリッカによって目立つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、発光ダイオードを有する簡単な回路及び簡単な照明装置を提供することにある。その目的は、エネルギー効率がより改善されることである。特に、フリッカができる限り防止される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１及び請求項１６に記載される特徴によって達成される。本発明によれば、第１の並列分岐部がキャパシタを備え、第２の並列分岐部がコイルを備える。容量性分岐部と、誘導性分岐部とに分割することによって、フェーズシフト（phase shift，移相）されるアイドル電流が生じる。このアイドル電流は、補償され、互いを相殺することができる。回路におけるこの電流は、このように、抵抗消費の電流に相当する。このやり方で設計される照明手段は、抵抗消費のように振る舞い、エネルギー効率が一層改善される。ダイオードは、電流半波長時に電流に依存して光を発し、スイッチングする。第１の並列分岐部は、容量性のものとダイオードによってもたらされるオーミック抵抗とから構成されるので、電流は、０°乃至９０°の間の値で電圧より進む。第２の並列分岐部は、誘導性のものと第２のダイオードによってもたらされるオーミック抵抗とから構成されるので、電流は、０°乃至９０°の間の値で電圧より遅れる。容量性及び誘導性電流シフトのため、光の変化が、時間的に異なるポイントで起こる。光電流は、時間的に異なるポイントで実施される変化のために滑らかにされる。コイル及びキャパシタは、変化が９０°分フェーズシフトされるように、互いに適応化されることができる。特に、誘導性及び容量性分岐部は、それぞれ＋４５°及び−４５°のフェーズ角度に設定されることができる。その場合、第１の並列分岐部の２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードの１つの光の最高ポイントは、第２の並列分岐部の２つの互いに反対極に並列接続された発光ダイオードの１つがスイッチオンになり、他方のダイオードがスイッチオフになる、即ち、第２の並列分岐部におけるゼロ交差時の時間のポイントにある。２つの互いに反対極に並列接続されたダイオードは、以下において、逆並列（antiparallel，アンチパラレル）接続されたダイオード対と呼ばれる。分岐部ごとに１つのダイオード対が使用される場合、回路は、分岐部ごとに最大約１２ボルトの低い二次電圧で動作されることができる。
【０００５】
有利なことに、並列分岐部は、２つのダイオードチェーン又は複数の互いに反対極に並列接続されたダイオードの直列接続部をもつ。複数のダイオードは、このように、互いの後方に直列に接続され、そのため、最大５０ボルトまでの二次電圧が使用されることができる。
【０００６】
有利なことに、ダイオードは、冷たい白色、暖かい白色、赤色又は青色の光を発する。ダイオードが種々の異なる分岐部に配され、電流が分岐部内で変更されることができる場合、異なる色の光即ち異なる色温度の光が設定され得る。
【０００７】
有利なことに、ダイオードは互いに近接して配置される。発せられた光は、もはや、個々のダイオードに割り当てられることはできず、２つのダイオード対の４つのダイオードが、中央の光源としての機能を果たす。これらのダイオードは、好ましくは、ダイヤモンド型の態様で配置される。
【０００８】
逆並列接続されたダイオードのための簡単で有利なハウジングは、従属請求項９に具体的に述べられる。本発明によれば、第２のチップが第２の供給ロッドに配される。
【０００９】
このような回路のための簡単で有利な照明装置は、調整可能である二次周波数をもつ電子コンバータを持つ。青色、赤色及び白色の光を発する発光ダイオードが使用される場合、光の色は、上記の周波数を変更することによって調整されることができる。種々の異なる色温度をもつ発光ダイオードが使用される場合、色調は、上記の周波数を変更することによって調整されることができる。
【００１０】
本発明は、更に、図に示される実施形態の実施例を参照して説明されるが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００１１】
種々の図において、同様の又は類似の構成要素には同じ参照符号が付される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】誘導性及び容量性並列分岐部においてダイオードを有するダイオード回路及びトランスを有するある照明装置を示す図である。
【図２】４つの発光ダイオードからなるダイヤモンド形の配置を示す図である。
【図３】電子コンバータを有し、複数の誘導性及び容量性並列分岐部においてダイオードを有する第２の照明装置を示す図である。
【図４】電子コンバータを有し、誘導性及び容量性並列分岐部においてダイオードチェーンを有する第３の照明装置を示す図である。
【図５】電子コンバータを有し、誘導性及び容量性並列分岐部において直列に接続されるダイオード対を有する第４の照明装置を示す図である。
【図６】電子コンバータを有し、誘導性及び容量性並列分岐部において何れに場合にも１つのダイオード対を有し、このダイオード対が異なる温度の白色光を生成する第５の照明装置を示す図である。
【図７】異なる温度の白色光を発するダイオード対のあるカラー温度分布を含むカラーダイアグラムである。
【図８】電子コンバータを有し、誘導性及び容量性並列分岐部においてダイオード対を有し、個々のダイオード対が、白色光、赤色光及び青色光を生成する第６の照明装置を示す図である
【図９】白色光、赤色光及び青色光を発するダイオード対の第２のカラー温度分布を含む第２のカラーダイアグラムである。
【図１０】１つのダイオード対を有するダイオードハウジングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ダイオード回路２及びトランス３を有する照明装置１を示す。ダイオード回路２は、ダイオード４、５、６及び７と、キャパシタ８と、コイル９とを有している。ダイオード４及び５は、第１のダイオード対１０を形成し、ダイオード６及び７は、第２のダイオード対１１を形成する。ダイオード対１０及び１１のそれぞれのダイオード４，５及び６，７は、互いに反対極からなって並列に接続され、これ以降、このタイプの接続は逆並列とも呼ばれる。第１のダイオード対１０は、キャパシタ８と直列に接続され、第１の並列分岐部１２を形成する。第２のダイオード対１１は、コイル９と直列に接続され、第２の並列分岐部１３を形成する。ダイオード４乃至７は、発光ダイオード即ちＬＥＤである。これ以降、照明システムとも呼ばれる照明装置１のトランス３は、通常の家庭用供給電圧の２２０ボルトＡＣからの電圧を１２ボルトＡＣに変圧する。この照明システムは、ハロゲンバルブで動作されるだけでなく、４つの発光ダイオード４乃至７が１つのハロゲンバルブの代わりに光を発するダイオード回路でも動作されることができる。
【００１４】
図２は、４つの発光ダイオード４，５，６及び７を有する配置２１を示す。これらのダイオード４乃至７は、ダイヤモンド形の態様で、互いに接近して配置される。
【００１５】
図３は、電子コンバータ３３及び３つのダイオード回路２を有する第２の照明装置３１を示し、これらのダイオード回路の４つのダイオード４乃至７は、何れの場合にも、光源を形成する。電子コンバータ３３の出力周波数は、調整可能である。
【００１６】
図４は、電子コンバータ３３及びダイオード回路４１を有する照明装置４０を示す。ダイオード回路４１は、２つの並列分岐部４２及び４３を備えている。第１の並列分岐部４２は、キャパシタ８と、２つのダイオードチェーン４４及び４５とを有し、これらのダイオードチェーンは、何れの場合にも、４つずつのダイオード４６乃至４９及び５０乃至５３を備えている。ダイオード４６乃至５３について、何れの場合にも、２つのダイオードが１つのダイオード対を形成する。第２の並列分岐部４３は、コイル９と、２つのダイオードチェーン５４及び５５を有し、これらのダイオードチェーンは、何れの場合にも、４つずつのダイオード５６乃至５９及び６０乃至６３を備えている。
【００１７】
図５は、電子コンバータ３３及びダイオード回路７１を有する照明装置７０を示す。ダイオード回路７１は、２つの並列分岐部７２及び７３を備えている。第１の並列分岐部７２は、キャパシタ８と、４つのダイオード７４乃至７７とを有している。第２の並列分岐部７３は、コイル９と、４つのダイオード７８乃至８１とを有している。何れの場合にも、ダイオード７４乃至８１のうち２つずつが、逆並列接続されたダイオード対８２，８３，８４及び８５を形成し、ダイオード対８２及び８３が、容量性分岐部７２において直列に接続され、ダイオード対８４及び８５が、誘導性並列分岐部７３において直列に接続されている。
【００１８】
図６は、電子コンバータ３３及びダイオード回路９１を有する照明装置９０を示す。ダイオード回路９１は、２つの並列分岐部９２及び９３を備えており、これらの並列分岐部が、キャパシタ８及びインダクタ９と、ダイオード９６乃至９９をもつ２つのダイオード対９４及び９５とを有している。第１のダイオード対９４は、２５００ケルビン（Ｋ）で白色光を伝達し、第２のダイオード対９５は、５０００ケルビンで白色光を伝達する。周波数が上昇される場合、より多くの電流が容量性分岐部９２に流れ、より少ない電流が誘導性分岐部９３に流れる。その場合、より多くの白色が２５００ケルビンで伝達され、そのため、より暖かい光の色が発せられる。より低い周波数の場合、より冷たい光の色が発せられる。
【００１９】
図７は、カーブ１０１、１０２及び１０３をもつカラーダイアグラムを示す。このカラーダイアグラムでは、スペクトラムの１００％ピュアカラーが、囲んだ境界カーブ１０１にある。三角カーブ１０２は、３つのカラー１０４、１０５及び１０６をもつカラーパレットを示し、これらの各カラーが、三角形１０２内に生成されることができる。これらのカラーパレットは、スクリーン管及びフラットスクリーンの表示可能なカラーのために使用される。カーブ１０３は、２つのエンドポイント１０７及び１０８と、中央領域１０９とを備え、本質的に、白色光の領域をカバーする。ダイオード対９４は、２５００ケルビンで白色光を発し、この光がポイント１０７によって規定される。ダイオード対９５は、５０００ケルビンで白色光を発し、この光がポイント１０８によって規定される。ダイオード対９４及び９５の２つの白色光は混合され、周波数に依存するやり方で中央領域１０９のポイントによって規定されるカラー温度をもつ光が、発せられることができる。この周波数が変更される場合、異なる温度の白色光が、発せられる。光の色は、シフトされることができる。
【００２０】
図８は、電子コンバータ３３及びダイオード回路１１１を有する照明装置１１０を示す。ダイオード回路１１１は、２つの並列分岐部１１２及び１１３を備え、これらの並列分岐部が、キャパシタ８と、インダクタ９と、ダイオード１１８乃至１２５をもつ４つのダイオード対１１４、１１５、１１６及び１１７を有している。各々の並列分岐部１１２及び１１３は、４０００ケルビンで白色光を発する１つのダイオード対１１５及び１１７とを有している。容量性分岐部１１２は、赤色光を発するダイオード対１１４を有し、誘導性分岐部１１３は、青色光を発するダイオード対１１６を有している。周波数が上昇される場合、より多くの電流が容量性分岐部１１２に流れ、より少ない電流が誘導性分岐部１１３に流れる。光の発せられた白色成分は同じままであるが、より高い赤色成分のために、より暖かい光の色が達成される。より低い周波数の場合、発せられた光の青色成分が増加され、それゆえ、より冷たい光の色が発せられる。
【００２１】
図９は、カーブ１０１及び１０２並びにカーブ１３１をもつカラーダイアグラムを示す。カーブ１３１は、２つのエンドポイント１３２及び１３３をもち、本質的には、白色光の領域をカバーし、ダイオード回路１１１によって達成され得る混合光のカラー範囲を規定する。ダイオード対１１５及び１１７は、好ましくは、緑色がかった白色光を発し、この光は白色ポイント１３４によって規定される。ダイオード対１１４は赤色光を発し、この光は、赤色ポイント１３５によって規定される。ダイオード対１１６は青色光を発し、この光は、青色ポイント１３６によって規定される。周波数を変更することによって、カーブ１３１のあるポイントによって規定される光が発せられることができる。
【００２２】
図１０は、発光ダイオード１４１を示し、この発光ダイオードは、発光ダイオードハウジング１４２と、２つの電流供給ロッド１４３及び１４４と、２つのリフレクタカップ１４５及び１４６と、２つの導電性接続ワイヤ１４７及び１４８と、２つのＬＥＤチップ１４９及び１５０とを具備している。ハウジング１４２において電気的に絶縁されたやり方で別個に設けられる２つのロッド１４３及び１４４は、上端部１５１及び１５２をもつ。カップ１４５は端部１５１に置かれ、カップ１４６は端部１５２に置かれる。チップ１４９はカップ１４５に配され、チップ１５０はカップ１４６に置かれる。ボンドワイヤとも呼ばれる導電性ワイヤ１４７が、チップ１４９の上面から対向ロッド１４４に通され、導電性ワイヤ１４８が、チップ１５０の上面から対向ロッド１４３に通されている。逆並列接続は、この設計により達成される。
【符号の説明】
【００２３】
１      照明装置                                
２      ダイオード回路  
３      トランス
４      ダイオード
５      ダイオード
６      ダイオード
７      ダイオード
８      キャパシタ
９      コイル
１０    第１のダイオード対
１１    第２のダイオード対
１２    第１の並列分岐部
１３    第２の並列分岐部
２１    ダイオード配置
３１    照明装置  
３３    電子コンバータ
４０    照明装置
４１    回路
４２    並列分岐部
４３    並列分岐部
４４    ダイオードチェーン
４５    ダイオードチェーン
４６    ダイオード
４７    ダイオード
４８    ダイオード
４９    ダイオード
５０    ダイオード
５１    ダイオード
５２    ダイオード
５３    ダイオード  
５４    ダイオードチェーン
５５    ダイオードチェーン
５６    ダイオード
５７    ダイオード
５８    ダイオード  
５９    ダイオード  
６０    ダイオード
６１    ダイオード
６２    ダイオード
６３    ダイオード
７０    照明装置
７１    回路
７２    並列分岐部
７３    並列分岐部
７４    ダイオード
７５    ダイオード
７６    ダイオード
７７    ダイオード
７８    ダイオード
７９    ダイオード
８０    ダイオード
８１    ダイオード
８２    ダイオード対
８３    ダイオード対
８４    ダイオード対
８５    ダイオード対  
９０    照明装置
９１    回路
９２    並列分岐部
９３    並列分岐部
９４    ダイオード対  
９５    ダイオード対
９６    ダイオード
９７    ダイオード    
９８    ダイオード
９９    ダイオード
１０１  境界カーブ
１０２  三角カーブ
１０３  カーブ
１０４  カラー
１０５  カラー
１０６  カラー
１０７  エンドポイント
１０８  エンドポイント
１０９  中央領域
１１０  照明装置
１１１  ダイオード回路
１１２  並列分岐部
１１３  並列分岐部
１１４  ダイオード対
１１５  ダイオード対
１１６  ダイオード対
１１７  ダイオード対
１１８  ダイオード
１１９  ダイオード
１２０  ダイオード
１２１  ダイオード
１２２  ダイオード
１２３  ダイオード
１２４  ダイオード
１２５  ダイオード
１３１  カーブ
１３２  エンドポイント
１３３  エンドポイント
１３４  白色ポイント
１３５  赤色ポイント
１３６  青色ポイント
１４１  発光ダイオード
１４２  発光ダイオードハウジング
１４３  電流供給ロッド
１４４  電流供給ロッド
１４５  リフレクタカップ
１４６  リフレクタカップ
１４７  接続ワイヤ
１４８  接続ワイヤ
１４９  ＬＥＤチップ
１５０  ＬＥＤチップ
１５１  ロッドエンド
１５２  ロッドエンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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