(57)【要約】【課題】不安定な電圧環境に対応して、発光ダイオードを含む照明灯が安定した発光状態を維持することができる発光ダイオード照明装置を提供する。【解決手段】本発明は、発光ダイオードで構成される照明灯が電圧環境の変化にも安定した発光状態を維持するように改善した発光ダイオード照明装置を開示し、不安定な電圧領域に対応する発光がブラインドできるようにして安定した照明を実現し、整流電圧が不安定な電圧領域に進入しても、過度の電流消耗および発熱を回避することができる。【選択図】図１
2015011998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の第１発光ダイオードを含み、整流電圧によって発光する照明灯と、
前記照明灯と直列に連結され、前記照明灯の発光に使用され、残った余剰電圧を受ける補助部と、
少なくとも前記照明灯の発光のための電流経路を提供する電流制御回路とを含むことを特徴とする、発光ダイオード照明装置。
【請求項２】
前記補助部は、前記余剰電圧を接地に伝達する経路を提供することを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項３】
前記電流制御回路は、前記電流経路形成のための接地された電流センシング抵抗を含み、前記補助部は、前記電流センシング抵抗に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項４】
前記補助部は、１つの発光ダイオード、または直列、並列または直並列に連結された２つ以上の第２発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項５】
前記第２発光ダイオードは、遮光部材を用いてブラインドされることを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項６】
前記照明灯と前記第２発光ダイオードは、バルブ型ケースに組み立てられる同じ照明基板に実装され、前記第２発光ダイオードは、前記照明灯が実装された面の反対側の面に実装されることを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項７】
前記照明灯は、バルブ型ケースに組み立てられる照明基板に実装され、前記第２発光ダイオードは、前記照明基板と前記バルブ型ケースとによって形成される内側空間に構成されることを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項８】
前記照明灯は、直列、並列または直並列に連結された複数の前記第１発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項９】
前記電流制御回路は、
複数の前記第１発光ダイオードの順次的な発光に対応する前記電流経路を提供する２つ以上のスイッチング回路と、前記２つ以上のスイッチング回路に互いに異なるレベルの基準電圧を提供する基準電圧供給部とを含む電流制御部と、
２つ以上の前記スイッチング回路に共通に連結され、前記電流経路を形成する電流センシング抵抗とを含み、
２つ以上のスイッチング回路は、前記電流センシング抵抗に形成される電流センシング電圧と、前記基準電圧とを比較し、前記電流経路を形成するためのスイッチングを行うことを特徴とする、請求項８に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項１０】
前記電流制御回路は、前記補助部のための前記電流経路を提供することを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項１１】
前記電流制御回路は、
前記整流電圧のレベルの変化に対応して前記照明灯と前記補助部に選択的に前記電流経路を提供する２つ以上のスイッチング回路と、前記２つ以上のスイッチング回路に互いに異なるレベルの基準電圧を提供する基準電圧供給部とを含む電流制御部と、
２つ以上の前記スイッチング回路に共通に連結され、前記電流経路を形成する電流センシング抵抗とを含み、
２つ以上のスイッチング回路は、前記電流センシング抵抗に形成される電流センシング電圧と、前記基準電圧とを比較し、前記電流経路を形成するためのスイッチングを行うことを特徴とする、請求項１０に記載の発光ダイオード照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード照明装置に関するものであって、より詳細には、発光ダイオードを含む照明灯が電圧環境の変化にも安定した発光状態を維持するように改善した発光ダイオード照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明技術は、エネルギー節減のために、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として採用する傾向に開発されている。高輝度発光ダイオードは、エネルギー消費量、寿命および光の品質など、多様な要素において他の光源と差別化される利点を有する。発光ダイオードは、定電流によって駆動される特性がある。そのため、発光ダイオードを光源とする照明装置は、前記発光ダイオードの特性によって多数の追加的な回路を必要とする問題がある。
【０００３】
前記問題を解決すべく開発された一例が、交流ダイレクト方式（ＡＣ  ＤＩＲＥＣＴ  ＴＹＰＥ）の発光ダイオード照明装置である。一般的に、交流ダイレクト方式の発光ダイオード照明装置は、商用電源を整流した整流電圧を用いて発光ダイオードを発光するように設計される。整流電圧は、商用電源の約２倍の周波数のリップルを有することができる。
【０００４】
交流ダイレクト方式の発光ダイオード照明装置は、インダクタおよびキャパシタを用いることなく、整流電圧を入力電圧として直接使用するため、力率（ＰＯＷＥＲ  ＦＡＣＴＯＲ）が良好である特性がある。前記発光ダイオード照明装置は、バルブ（ＢＵＬＢ）型やＬ−チューブ（Ｌ−ＴＵＢＥ）型などに製作できる。発光ダイオード照明装置に光源として構成される多数の発光ダイオードは、基板上に直列または並列に構成されてよい。
【０００５】
発光ダイオード照明装置は、設計範囲内の商用電源環境で駆動される時、正常に動作可能である。発光ダイオード照明装置は、２段階以上で直列連結された発光ダイオードを含むことができ、発光ダイオードは、整流電圧の昇降または下降に連動して、段階に応じて順次に発光または消光する。そして、発光ダイオードの発光のための電流経路は、電流レギュレーションによって形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１０９７８４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１０２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光ダイオードが各段階ごとに正常に発光するためには、発光に必要なレベル以上に整流電圧が上昇しなければならず、また、電流レギュレーションに必要な十分な電圧が形成されなければならない。電流レギュレーションに必要な電圧は、電流経路を形成するためのスイッチング素子のドレイン−ソース電圧を意味する。電圧環境が不安定であるか、十分なピーク電圧が保障されない場合、最終段に直列連結された発光ダイオードがターンオンされないか、または最終段に直列連結された発光ダイオードの発光のための電流レギュレーションに必要な十分な電圧が形成されないことがある。その結果、発光ダイオード照明装置は、最終段に直列連結された発光ダイオードが発光しないか、不十分な電圧によって電流経路を流れる電流量が制限されて明るさが減少する問題を有し得る。前記問題によって、発光ダイオード照明装置は、所望の光量を確保しにくく、発光状態が不安定になることがある。
【０００８】
本発明は、不安定な電圧環境に対応して、発光ダイオードを含む照明灯が安定した発光状態を維持することができる発光ダイオード照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、不安定な電圧領域に対応する発光がブラインド可能な補助部を採用し、安定した照明を実現することができる発光ダイオード照明装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、整流電圧が不安定な電圧領域に進入しても、過度の電流消耗および発熱を回避しながら発光を維持することができ、安定した照明を実現することができる発光ダイオード照明装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる発光ダイオード照明装置は、１つ以上の第１発光ダイオードを含み、整流電圧によって発光する照明灯と、前記照明灯と直列に連結され、前記照明灯の発光に使用され、残った余剰電圧を受ける補助部と、少なくとも前記照明灯の発光のための電流経路を提供する電流制御回路とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本発明によれば、整流電圧のピーク値を含む不安定な電圧領域に対応して電流経路を提供する補助部が採用され、補助部の発光がブラインドされることにより、不安定な電圧領域に対応する安定した照明が保障できる効果がある。
【００１３】
また、本発明によれば、整流電圧が不安定な電圧領域に進入しても、補助部の作用によって過度の電流消耗および発熱を回避しながら安定した照明が保障できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる発光ダイオード照明装置の好ましい実施形態を示す回路図である。
【図２】図１の発光ダイオード照明装置がバルブ型に構成されたことを例示する分解斜視図である。
【図３】図２の基板の概略側面図である。
【図４】図１の実施形態の動作を説明する波形図である。
【図５】本発明にかかる発光ダイオード照明装置の他の実施形態を示す回路図である。
【図６】照明灯および補助部の他の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。本明細書および特許請求の範囲に使用された用語は、通常的であるか辞書的意味に限定されて解釈されず、本発明の技術的事項に符合する意味および概念で解釈されなければならない。
【００１６】
本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点でこれらを代替可能な多様な均等物と変形例があり得る。
【００１７】
本発明にかかる実施形態は、交流ダイレクト方式で駆動される発光ダイオード照明装置を開示する。本発明にかかる実施形態は、交流ダイレクト方式で発光ダイオード照明のために整流電圧を使用する。整流電圧は、交流電圧が電波整流され、交流電圧の半周期単位で電圧レベルが繰り返し昇下降する特性を有する電圧を意味する。本発明にかかる実施形態において、整流電圧の上昇または下降は、整流電圧のリップルの上昇または下降を意味するものと理解できる。
【００１８】
本発明にかかる実施形態は、図１のように、電源部と、照明灯１２と、補助部１６と、電流制御回路とを含んで構成される。
【００１９】
本発明にかかる実施形態により構成される電源部は、交流電圧が変換された整流電圧を提供する。電源部は、交流電圧を提供する交流電源ＶＡＣと、交流電圧を整流して整流電圧を出力する整流回路１０とを含むことができる。ここで、交流電源ＶＡＣは、商用電源であってよい。整流回路１０は、正弦波波形を有する交流電圧を電波整流し、整流電圧として出力する。
【００２０】
照明灯１２は、図１のように、多数の発光ダイオードを含むことができ、図１は、並列連結された４つの発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４で照明灯１２が構成されたことを例示する。図１の照明灯１２は、実施形態を例示したに過ぎず、製作者の意図によって、多様な数で直列、並列または直並列に連結された発光ダイオードを含むことができる。また、照明灯１２は、製作者の意図によって、後述する図５のように直列連結された多段の発光ダイオードを含むことができ、この場合、各段階ごとに多様な数の発光ダイオードが含まれるとよい。
【００２１】
補助部１６は、照明灯１２に直列に連結される。補助部１６は、整流電圧が不安定な電圧領域に進入しても、過度の電流消耗および発熱を回避しながら発光を維持するための電流経路を提供可能な素子で構成されてよく、図１のように、発光ダイオードＬＥＤＢで構成されてよい。
【００２２】
補助部１６として構成される発光ダイオードＬＥＤＢは、後述する図２および図３のように、発光がブラインドされるように構成されることが好ましい。図１の補助部１６は、実施形態を例示したに過ぎず、図６のように、２つの並列連結された発光ダイオードが２つのグループで直列に連結されたものとして構成されてよい。また、補助部１６は、具体的に示さないが、製作者の意図によって、多段の直列連結された発光ダイオードを含むことができ、この場合、各段階ごとに多様な数の発光ダイオードが含まれるとよい。すなわち、補助部１６は、製作者の意図によって、直列、並列または直並列された２つ以上の発光ダイオードを含むことができる。
【００２３】
また、補助部１６は、発光ダイオードのほか、電圧の昇下降に対応するスイッチングを行う能動素子、または低い抵抗値を有する受動素子などを用いて多様に実施可能である。
【００２４】
本発明にかかる実施形態は、電流制御回路を含み、電流制御回路は、電流制御部１４と、電流センシング抵抗Ｒｓとを含んで構成されてよい。
【００２５】
照明灯１２と補助部１６は、整流電圧の上昇または下降に対応して順次に発光または消光し、電流制御部１４は、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４および補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢの発光のための電流経路を提供するように電流レギュレーションを行う電流レギュレータで構成されてよい。
【００２６】
本発明にかかる実施形態の動作を説明するために、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４を発光させる整流電圧は発光電圧Ｖｆ１と定義し、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢを発光させる整流電圧は発光電圧Ｖｆ２と定義する。発光電圧Ｖｆ２は、発光電圧Ｖｆ１より高い。図１の実施形態において、補助部１６に伝達される整流電圧のうち、発光電圧Ｖｆ１より高い電圧成分は余剰電圧と定義できる。
【００２７】
電流制御部１４は、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４に対する電流経路を提供するスイッチング回路３０＿１と、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢに対する電流経路を提供するスイッチング回路３０＿２と、基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を提供する基準電圧供給部３２とを含む。
【００２８】
スイッチング回路３０＿１、３０＿２は、電流レギュレーションおよび電流経路の形成のために、電流センシング電圧を提供する電流センシング抵抗Ｒｓに共通に連結される。
【００２９】
スイッチング回路３０＿１、３０＿２は、電流センシング抵抗Ｒｓでセンシングされた電流センシング電圧と、基準電圧供給部３２のそれぞれの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２とを比較し、照明灯１２の発光のための電流経路を選択的に形成する。
【００３０】
各スイッチング回路３０＿１、３０＿２は、比較器５０と、スイッチング素子とを含み、スイッチング素子は、ＮＭＯＳトランジスタ５２で構成されることが好ましい。
【００３１】
各スイッチング回路３０＿１、３０＿２の比較器５０は、ポジティブ入力端（＋）に基準電圧が印加され、ネガティブ入力端（−）に電流センシング電圧が印加され、出力端に基準電圧と電流センシング電圧とを比較した結果を出力するように構成される。
【００３２】
そして、各スイッチング回路３０＿１、３０＿２のＮＭＯＳトランジスタ５２は、ゲートに印加される各比較器５０の出力によってスイッチング動作を行う。ＮＭＯＳトランジスタ５２のドレインと比較器５０のネガティブ入力端（−）は、電流センシング抵抗Ｒｓに共通に連結される。
【００３３】
前記構成によって電流センシング抵抗Ｒｓに形成される電流センシング電圧は、比較器５０の入力端（−）に印加され、電流センシング抵抗Ｒｓは、各スイッチング回路３０＿１、３０＿２のＮＭＯＳトランジスタ５２のうちのいずれか１つのターンオンに対応する電流経路を形成するのに利用できる。
【００３４】
基準電圧供給部３２は、２つの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を提供する。基準電圧供給部３２は、製作者の意図によって、互いに異なるレベルの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を提供するものとして実現可能である。
【００３５】
基準電圧供給部３２は、例示的に定電圧が印加される直列連結された複数の抵抗（図示せず）を含み、抵抗間のノードごとに互いに異なるレベルの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を出力するものとして構成されてよい。また、基準電圧供給部３２は、前記とは異なり、互いに異なるレベルの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を提供する独立した電圧供給源（図示せず）を含むものとして構成されてよい。
【００３６】
基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２のうち、基準電圧ＶＲＥＦ１が低い電圧レベルを有し、基準電圧ＶＲＥＦ２が高い電圧レベルを有することができる。
【００３７】
ここで、基準電圧ＶＲＥＦ１は、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢが発光する時点でスイッチング回路３０＿１をターンオフするためのレベルを有する。より具体的には、基準電圧ＶＲＥＦ１は、発光ダイオードＬＥＤＢの発光時点で電流センシング抵抗Ｒｓに形成される電流センシング電圧より低いレベルに設定されてよい。
【００３８】
そして、基準電圧ＶＲＥＦ２は、スイッチング回路３０＿２がノーマル状態でターンオンを維持し、発光ダイオードＬＥＤＢが発光する整流電圧の上限レベル領域で電流センシング抵抗Ｒｓに流れる電流が所定の定電流形態となるように設定されることが好ましい。また、基準電圧ＶＲＥＦ２は、過電圧を防止するためのレベルを有するように設定されてよく、この場合、スイッチング回路３０＿２は、基準電圧ＶＲＥＦ２より高いレベルで電流センシング電圧が印加される場合、ターンオフされ、過電圧による発光を遮断することができる。
【００３９】
図１の実施形態において、電流制御部１４は、１つのチップで実現可能であり、２つの電流経路を提供するチャネルを有するものとして例示される。しかし、製作者の意図によって、照明灯１２は、直列に連結された２つ以上のグループに区分される発光ダイオードを含むことができ、これに対応して、電流制御部１４は、照明灯１２に電流経路を提供するための２つ以上のチャネルを含むことができる。この場合、補助部１６は、発光ダイオードのグループのうちのいずれか１つが選択されるものとして構成されてよい。
【００４０】
また、照明灯１２、または照明灯１２および補助部１６が、電流制御部１４で提供するチャネルの数より少ない数のグループに区分される場合、照明灯１２、または照明灯１２および補助部１６のためのチャネルは、電流制御部１４から提供されるものの中から選択されてよい。
【００４１】
一方、図１のように構成される本発明にかかる実施形態は、図２のようにバルブ型に構成されてよい。
【００４２】
図２を参照すれば、本発明にかかる実施形態は、キャップ１００と、ベース１０２とを備え、キャップ１００は、ガラスまたは石英のように透光性を有する材質を有し、半球状に構成されてよく、ベース１０２は、一端に入口が形成され、他端には電源ソケットと結合可能な接続部１０４が形成された構造を有することができる。キャップ１００は、ベース１０２の入口に締まり嵌めまたはねじ結合などの方法で結合可能な構造を有することができる。以下、バルブ型ケースは、ベース１０２を含むものと定義できる。
【００４３】
照明灯１２を形成する発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４は、照明基板１１０の一面に配列され、照明基板１１０は、ベース１０２の入口に結合される。この時、照明基板１１０は、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４の配列された面が半球状キャップ１００を向くように配置される。
【００４４】
補助部１６を形成する発光ダイオードＬＥＤＢは、照明基板１１０に構成されてよく、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４と同じ面に配置されてよい。この場合、発光ダイオードＬＥＤＢは、遮光部材（図示せず）を用いてブラインドされてよい。このように補助部１６を形成する発光ダイオードＬＥＤＢがブラインドされることにより、発光ダイオードＬＥＤＢの発光は照明に影響を及ぼさない。
【００４５】
また、本発明にかかる実施形態は、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢを、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４のように照明基板１１０に構成しながら、図３のように互いに反対側の面に配置されるものとして構成されてよい。この場合、発光ダイオードＬＥＤＢは、ベース１０２の内側を向くように実装され、発光ダイオードＬＥＤＢの発光は照明に影響を及ぼさない。
【００４６】
さらに、本発明にかかる実施形態は、照明基板１１０とベース１０２とによって形成される内側空間に補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢを配置するものとして構成されてよい。
【００４７】
この時、発光ダイオードＬＥＤＢの実装のために別の基板１１２が使用可能であり、基板１１２は、照明基板１１０および配線１１４を介して電気的に連結され、整流電圧を提供したり、電流レギュレーションを行う部品などを実装するものとして構成されてよい。
【００４８】
上述のように構成される本発明にかかる実施形態の動作は、図４を参照して説明する。
図４において、「ＣＨ１」は、発光電圧Ｖｆ１以上のレベルを有する整流電圧によって照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４が発光する区間を意味し、「ＣＨ２」は、発光電圧Ｖｆ２以上のレベルを有する整流電圧によって補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢが発光する区間を意味する。
【００４９】
整流電圧は、発光電圧Ｖｆ１より低い初期レベルから、発光電圧Ｖｆ２より高いレベルの上限レベルに次第に上昇し、その後、上限レベルから初期レベルに復帰するリップルが繰り返し形成される波形を有する。
【００５０】
整流電圧が発光電圧Ｖｆ１より低いレベルを有する状態には、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４および補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢは発光せず、電流センシング抵抗Ｒｓには、ローレベルの電流センシング電圧が形成される。
【００５１】
この時、電流制御部１４の各スイッチング回路３０＿１、３０＿２は、ポジティブ入力端（＋）に印加される基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２が、ネガティブ入力端（−）に印加される電流センシング電圧より高いので、いずれもターンオンされた状態を維持する。
【００５２】
整流電圧が上昇して発光電圧Ｖｆ１に到達すると、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４が発光し、発光のための電流経路は、電流制御部１４のターンオンされた状態のスイッチング回路３０＿１によって提供される。すなわち、電流経路は、スイッチング回路３０＿１と電流センシング抵抗Ｒｓとを介して形成され、スイッチング回路３０＿１の電流レギュレーションによって、電流がスイッチング回路３０＿１と電流センシング抵抗Ｒｓとを介して流れる。
【００５３】
電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１を介した電流の流れによって、電流センシング抵抗Ｒｓの電流センシング電圧のレベルが上昇する。しかし、この時、電流センシング電圧は、基準電圧ＶＲＥＦ１より低いレベルであるので、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１、３０＿２のターンオン状態は変更されない。
【００５４】
その後、整流電圧が上昇して照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４の出力端の電流が増加し、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１がターンオンを維持可能な電流の限界値を超えると、電流センシング抵抗Ｒｓの上昇した電流センシング電圧によって、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１はターンオフされる。
【００５５】
この時、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢの入力端の電圧が発光電圧Ｖｆ２に到達し、発光ダイオードＬＥＤＢは、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿２を電流経路として用いて発光する。この時、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４も発光状態を維持する。
【００５６】
前記電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１のターンオフは、電流センシング抵抗Ｒｓの電流センシング電圧のレベルの上昇によるものである。すなわち、前記のように整流電圧が発光電圧Ｖｆ２に到達して補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢが発光すると、電流経路を提供する電流制御部１４のスイッチング回路３０＿２を介した電流の流れによって、電流センシング抵抗Ｒｓの電流センシング電圧のレベルが上昇する。
【００５７】
この時の電流センシング電圧のレベルは、基準電圧ＶＲＥＦ１より高い。そのため、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１のＮＭＯＳトランジスタ５２は、比較器５０の出力によってターンオフされる。すなわち、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１はターンオフされ、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿２が補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢの発光に対応する選択的な電流経路を提供する。
【００５８】
その後、整流電圧が上昇し続けても、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿２に提供される基準電圧ＶＲＥＦ２が、整流電圧の上限レベルによって電流センシング抵抗Ｒｓに形成される電流センシング電圧より高いレベルであるので、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿２はターンオン状態を維持する。
【００５９】
上述のように、整流電圧の上昇に対応して照明灯１２と補助部１６が順次に発光すると、発光状態に対応するターンオン電流も、図４のように段階的に増加する。
【００６０】
整流電圧は、上述のように上限レベルまで上昇した後、下降しはじめる。
【００６１】
整流電圧が発光電圧Ｖｆ２以下に低下すると、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢは発光を維持しにくい。この時、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１は、電流センシング抵抗Ｒｓの電流センシング電圧の下降でターンオンされる。そのため、電流経路は、電流制御部１４のスイッチング回路３０＿１によって形成され、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢは消光し、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４による発光が維持される。
【００６２】
その後、整流電圧が下降し続けて発光電圧Ｖｆ１以下に低下すると、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４は消光する。
【００６３】
上述のように、本発明にかかる実施形態は、整流電圧の上昇および下降に対応して順次に照明灯１２と補助部１６に含まれた発光ダイオードの発光および消光を行い、発光ダイオードの発光および消光に対応する電流レギュレーションと電流経路の形成を制御することができる。
【００６４】
上述した本発明にかかる実施形態において、整流電圧のピーク値が１１０Ｖであり、照明灯１２の発光に必要な電圧が９０Ｖに設定され、補助部１６の発光に必要な電圧が１０Ｖに設定された場合を想定する。この時、スイッチング回路３０＿２のターンオンのためのＮＭＯＳトランジスタ５２のソース−ドレイン電圧は５Ｖが必要になり得る。
【００６５】
そのため、電圧環境が変更されて整流電圧のピーク値が１００Ｖ水準に低下すると、補助部１６の発光に必要な電圧は確保できるが、電流経路形成のためのスイッチング回路３０＿２のＮＭＯＳトランジスタ５２のソース−ドレイン電圧が保障されにくい。
【００６６】
したがって、本発明にかかる実施形態は、照明灯１２は安定的に発光できるが、補助部１６は、ターンオフされるか、電流の減少によって低い照度を有することがある。
【００６７】
しかし、本発明にかかる実施形態の補助部１６は、上述した説明のように、照明に影響を及ぼさないように発光がブラインドされるか、またはバルブ型ケースのように内部で発光が行われるように構成される。
【００６８】
すなわち、本発明にかかる実施形態は、照明灯１２を発光する発光電圧Ｖｆ１以上の電圧を余剰電圧と定義し、余剰電圧による発光状態の変化を排除する構成を有する。
【００６９】
そのため、本発明にかかる実施形態は、整流電圧のピーク値を含む不安定な電圧領域、すなわち、余剰電圧に対応する発光がブラインドされることにより、不安定な電圧領域に対応する安定した照明が保障可能になる。
【００７０】
また、本発明にかかる実施形態は、整流電圧が不安定な電圧領域に進入しても、補助部の作用によって電流経路が形成され得、補助部は、発光ダイオードのように抵抗成分の低い能動素子または受動素子によって実現されることにより、過度の電流消耗および発熱が回避され得、安定した照明が保障可能になる。
【００７１】
本発明は、余剰電圧に対応して動作する補助部１６のための電流経路を多様に実現することができ、図５のように電流経路が提供されるように実施可能である。
【００７２】
また、補助部１６は、図５に示されたのとは異なり、製作者の意図によって、図６のように並列に連結された発光ダイオードで構成されてよい。
【００７３】
一方、図５の実施形態は、照明灯１２が直列連結された発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２を含み、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢが電流センシング抵抗Ｒｓに連結される点で、図１の実施形態と構成上の違いを有する。
【００７４】
図５の実施形態も、照明灯１２を発光するレベル以上の整流電圧が補助部１６に印加され、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢをターンオンするレベル以上の電圧に対応して、補助部１６と電流センシング抵抗Ｒｓとを含む電流経路が形成できる。図５の実施形態において、補助部１６に伝達される整流電圧、すなわち、発光電圧Ｖｆ１より高い電圧成分は余剰電圧と定義できる。
【００７５】
図５の実施形態の動作をより詳細に説明する。
【００７６】
整流電圧の上昇に応じて照明灯１２が発光し、照明灯１２が発光するレベル以上の整流電圧は、余剰電圧として補助部１６に伝達される。
【００７７】
照明灯１２は、直列連結された発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２を含む。そのため、発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２は、整流電圧の上昇に対応して順次に発光する。スイッチング回路３０＿１、３０＿２は、初期にターンオン状態を維持するため、発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２の発光に対応する選択的な電流経路を提供することができる。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ２１が発光すると、電流経路は、ターンオンされたスイッチング回路３０＿１によって提供され得、発光ダイオードＬＥＤ２２が発光すると、電流経路は、ターンオンされたスイッチング回路３０＿２によって提供され得る。発光ダイオードＬＥＤ２２がターンオンされる時点の整流電圧に対応して、電流センシング抵抗Ｒｓに形成される電流センシング電圧が基準電圧ＶＲＥＦ１より高くなる。そのため、スイッチング回路３０＿１はターンオフされる。
【００７８】
その後、整流電圧が上昇すると、照明灯１２と直列に連結された補助部１６は、照明灯１２の発光に使用され、残った余剰電圧を受ける。
【００７９】
余剰電圧が補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢが発光可能なレベル以上上昇すると、発光ダイオードＬＥＤＢは発光し、電流経路は、発光ダイオードＬＥＤＢと電流センシング抵抗Ｒｓとを含んで形成される。
【００８０】
この時、照明灯１２に含まれた発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２は発光状態を維持し、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢがターンオンされる時点の整流電圧に対応して、電流センシング抵抗Ｒｓに形成される電流センシング電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２より高くなる。そのため、スイッチング回路３０＿２はターンオフされる。
【００８１】
その後、整流電圧が下降すると、補助部１６の発光ダイオードＬＥＤＢのターンオフ、照明灯１２の発光ダイオードＬＥＤ２１、ＬＥＤ２２のターンオフが順次に行われ、それに対応して、電流経路もシフトされる。
【００８２】
図５の実施形態も、電圧環境が変更されて整流電圧のピーク値が変化しても、照明灯１２の発光に影響を及ぼさない。
【００８３】
このために、電圧環境の変更に応じて発光状態が変化する補助部１６は、図１〜図４で説明された実施形態のように、照明に影響を及ぼさないように発光がブラインドされるか、またはバルブ型ケースのように内部で発光が行われるように構成される。
【００８４】
したがって、図５の実施形態も、余剰電圧による発光状態の変化を排除する構成を有する。
【００８５】
そのため、図５の実施形態も、図１〜図４で説明された実施形態のように、整流電圧のピーク値を含む不安定な電圧領域、すなわち、余剰電圧に対応する発光がブラインドされることにより、不安定な電圧領域に対応する安定した照明が保障可能になる。
また、図５の実施形態も、補助部が、発光ダイオードのように抵抗成分の低い能動素子または受動素子によって実現されることにより、過度の電流消耗および発熱が回避され得、安定した照明が保障可能になる。
【符号の説明】
【００８６】
１０：整流回路
１２：照明灯
１４：電流制御部
１６：補助部
３０＿１、３０＿２：スイッチング回路
３２：基準電圧供給部
５０：比較器
５２：ＮＭＯＳトランジスタ
１００：キャップ
１０２：ベース
１０４：接続部
１１０：照明基板
１１２：基板
１１４：配線
【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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