(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する端部を備える長形部材であって、対向する端部の各々において２つの電気的接点が設けられている長形部材上に配されている１つ以上のＬＥＤ照明要素を有するＬＥＤ置換えランプにおいて、
フィラメント・エミュレーション回路は両方の前記端部において前記電気的接点に接続されており、
前記１つ以上のＬＥＤ照明要素を有するＬＥＤ照明アセンブリは、前記ＬＥＤ照明要素の動作のための電力を供給されるべき前記フィラメント・エミュレーション回路に電気的に接続されており、
前記フィラメント・エミュレーション回路は、各々、前記電気的接点の第１のものに接続されている第１の抵抗回路及び前記電気的接点の第２のものに接続されている第２の抵抗回路を有し、前記フィラメント・エミュレーション回路は、前記抵抗回路と並列に接続されている電圧制限回路を有し、
前記第１の抵抗回路及び前記第２の抵抗回路が共通端子において前記ＬＥＤ照明アセンブリに接続されており、
前記第１の抵抗回路及び前記第２の抵抗回路の各々は、少なくとも２つの抵抗器の直列接続を、前記抵抗器の１つの故障の場合に前記フィラメント・エミュレーション回路の全抵抗が、決定されている抵抗値よりも高く留まるような仕方において有する、ＬＥＤ置換えランプ。
【請求項２】
前記第１の抵抗回路及び前記第２の抵抗回路は、各々少なくとも４つの抵抗器の直列接続を有する、請求項１に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【請求項３】
前記フィラメント・エミュレーション回路は、各々少なくとも１つの前記抵抗回路と直列に接続されている電流制限回路を有する、請求項１又は２に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【請求項４】
前記電流制限回路は再設定可能な電流制限要素を有する、請求項３に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【請求項５】
前記再設定可能な電流制限要素はＰＴＣ要素である、請求項４に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【請求項６】
前記電圧制限回路は、ＶＤＲ、ＤＩＡＣ、ＳＩＤＩＡＣ、スパークギャップ、ガス放電管、過電圧保護装置上の双方向性サイリスタを有するグループから選択される少なくとも１つの要素を有し、前記電圧制限回路は、前記電気的接点と、前記第１の抵抗回路と、前記第２の抵抗回路との間にある、請求項１に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【請求項７】
蛍光ランプ器具のバラストに接続されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤ置換えランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ置換えランプとＬＥＤ置換えランプを含む照明配置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは、特に蛍光管ランプの形態において、今日、多くの照明アプリケーションにおいて使用されている。蛍光ランプのための多数の照明器具が据え付けられている。
【０００３】
非常に効率的なＬＥＤ照明要素の利用可能性によって、「レトロフィット」又は置換えＬＥＤランプとして使用されることを目的として利用可能なＬＥＤ置換えランプが既にあり、据え付けられた照明器具内の蛍光ランプに置換わっている。
【０００４】
蛍光ランプの動作に関して、単純な電磁（ＥＭ）バラスト及びグロー・スタータを含む電気コンフィギュレーションが、電子バラストを含むより高度なコンフィギュレーションと同様に知られている。
【０００５】
国際出願公開第２００９／１３６３２２号は、発光ダイオード及び蛍光ランプに対するレトロフィットのためのソケット・アダプタを備える発光システムを記載している。電気回路は、蛍光ランプドライバに蛍光ランプの存在を模倣するように適応化されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
個々の構成要素の故障状態の場合にさえも安全な動作を可能にするＬＥＤ置換えランプ及び照明配置を提供することが目的であると考えることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、添付の請求項１に記載のＬＥＤ置換えランプによって及び添付の請求項８に記載の照明配置によって本発明により達成される。添付の従属請求項は、本発明の好ましい実施例を参照している。
【０００８】
本発明によるランプは、第1の端及び逆の第２端部を有する長形部材上に配される１つ以上のＬＥＤ照明要素を有する。本状況において、「ＬＥＤ」なる語は広く使用され、全ての種類の固体照明要素をカバーしており、複数の構成要素を有する電気回路又は構成要素のグループと同様に個々の構成要素を含み、前記構成要素は発光ダイオード（ＬＥＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む。
【０００９】
当該長形部材は、特に、規格化されている蛍光管ランプ（例えば、２０５ｍｍ、３２５ｍｍ、３５５ｍｍ等）に対応している大きさであっても良く、例えば、（特に管の形態において）少なくとも部分的に透明なハウジングを有することもできる。対向する端部の各々において、２つの電気的接点が、好ましくは突出している接点ピンの形態において設けられる。
【００１０】
前記ランプ内で、フィラメント・エミュレーション回路は、両方の端部において前記電気的接点に接続されている。これらのフィラメント・エミュレーション回路は、蛍光管ランプの前記フィラメントを模倣する両方の端部における前記２つの接点間の電気的振る舞いを提供するのに役立つ。従って、これらのフィラメント・エミュレーション回路を含む前記ＬＥＤ置換えランプが、バラスト（特に電子部品バラスト）を含む照明器具内で使用される場合、前記電気的振る舞いは加熱フィラメントの振る舞いと類似しており、特に、前記接点間に規定された電気抵抗が存在する。
【００１１】
ＬＥＤ照明アセンブリは、電力を供給されるべき前記フィラメント・エミュレーション回路に電気的に接続されている。前記ＬＥＤ照明アセンブリは、前記１つ以上のＬＥＤ照明要素及び好ましくは付加的な回路（例えば、前記供給された電力を前記ＬＥＤ照明要素によって必要とされる電流及び／又は電圧値まで変換する駆動回路）を有する。
【００１２】
本発明によれば、前記フィラメント・エミュレーション回路は、各々、各端部において第１の電気的接点に接続されている第１の抵抗回路と、第２の電気的接点に接続されている第２の抵抗回路とを有する。前記第１の抵抗回路及び前記第２の抵抗回路は、共通端子において前記ＬＥＤ照明アセンブリに接続されている。
【００１３】
本発明の1つの見地によれば、前記第１の抵抗回路及び前記第２の抵抗回路の各々は、少なくとも２つの抵抗器の直列接続を有し、好ましくは、さらに多くの、例えば、少なくとも３つの又は特に好ましくは少なくとも４つの抵抗器の直列接続を有する。
【００１４】
本発明により提案される抵抗器のストリングは、単一の部品故障の場合に増大された故障許容誤差の有利な点を有する。前記抵抗器のうちの１つが故障した場合、即ち短絡された場合、前記直列接続の残っている抵抗は、依然として前記接点間に十分な抵抗値を提供するのに十分なものである、又は言い換えれば、依然として決定された抵抗値よりも高い。従って、本発明により提案される前記フィラメント・エミュレーション回路は、部品故障に対して堅牢性がある。
【００１５】
より多くの抵抗器が直列に配されているほど、１つの抵抗器の故障の場合において当該全体の抵抗に対する影響は少ない。例えば、直列の８つの抵抗器の配置は、前記抵抗器のうちの１つが故障した場合、僅か１２．５％の２つの抵抗回路の全抵抗の減少をもたらす。
【００１６】
本発明の好ましい実施例によれば、前記抵抗回路のうちの少なくとも１つと直列に接続された電流制限回路は、前記フィラメント・エミュレーション回路のうちの少なくとも１つに設けられることができる。前記電流回路要素は、過電流が流れるのを防止するために配される。好ましくは、前記電流制限回路は、過電流の場合に電流の流れを遮断する。１つの考えられる実施例において、前記電流制限回路は、電気ヒューズを有する。
【００１７】
好ましくは、前記フィラメント・エミュレーション回路は、前記接点に関して少なくとも実質的に対称的な回路設計を有する。前記抵抗回路は、好ましくは、同じ組み合わせられた抵抗値を有する。上述した電流制限回路は、前記接点のうちの１つに設けられることができ、これは、依然として、（起動されていない）前記電流制限回路の抵抗値が十分に低い場合（例えば、前記抵抗回路の全抵抗の２０％以下、好ましくは１０％以下）、依然として「実質的に対称的な」回路設計であると考えられる。代替的には、完全な対称性を得るように、前記接点の各々において、１つの電流制限回路を配することが可能である。
【００１８】
更に好ましい見地によれば、前記抵抗回路のうちの少なくとも１つと直列に設けられている電流制限回路は、再設定可能な回路及び／又は再設定可能な要素を有する。再設定可能な回路及び／又は要素の場合、このことは、電気ヒューズの場合のように、永久の損傷を伴うことなく達成されることができる。リセットの後（例えば、電源をオフにした後）、前記再設定可能な回路又は要素の標準的な機能が回復される。特に好ましいのは、前記電流制限回路内のＰＴＣ（正温度係数）抵抗器要素の使用であり、ＰＴＣ要素の冷却を可能にするように電力を遮断することによってリセットされることができる。
【００１９】
本発明の更なる好ましい実施例によれば、前記エミュレーション回路の少なくとも１つは、更に、前記抵抗回路と並列に接続されている電圧制限回路を有する。電圧制限回路は、１つの端部において前記電気的接点間に印加される過剰な電圧によって生じる損傷を防止するのに役立つことができる。好ましくは、前記電圧制限回路は、ＶＤＲ、ＤＩＡＣ、ＳＩＤＩＡＣ、スパークギャップ、ガス放電管又は電圧保護装置の上の双方向性サイリスタのような、電圧制限要素を有することができる。このことは、本線電圧が同じ端部において２つの接点ピン間に直接的に印加される場合に前記ランプ回路を損傷から保護するのを可能にする。特に、前記フィラメント・エミュレーション回路の抵抗器は、前記電圧制限回路が故障し前記フィラメント抵抗器から前記電流を短絡するので、保護されている。特に、更に上述した電流制限回路が提供される場合、前記フィラメント・エミュレーション抵抗器は故障から保護されている。
【００２０】
上述の概念と以下で更に詳細に議論される付加的な概念との全ての組み合わせは、本願明細書において開示される本発明の内容の一部であるとして考察されることを理解されたい。
【００２１】
本発明のこれら及び他の見地は、以下に記載されている実施例を参照して明らかになり説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】フィラメント・エミュレーション回路を備えるＬＥＤ置換えランプを含む照明配置の実施例の記号回路図を示している。
【図２】フィラメント・エミュレーション回路の実施例の回路図を示している。
【図３】ＬＥＤ置換えランプの異なる配線を有する照明配置の実施例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、蛍光管ランプを目的とする照明配置（照明器具）内の動作のためのＬＥＤ置換えランプ２０を提供することを目的としている。
【００２４】
現在、蛍光管ランプのための多数の照明器具が据え付けられている。図３ａは、両方の端部における２つの電気的接点を有するランプ１０（この場合、蛍光管ランプ１０の配線を示している。電気本線電圧は端子１２において供給され、ランプ１０の第１の端部の１つの接点は直接的に接続され、バラスト１４の入力は本線にも接続されている。バラスト１４の出力は、ランプ１０の他の、第２の端部において１つの電気的接点に接続されている。更に、ランプ１０の各端部の残っている接点は、グロー・スタータ又は電子部品スタータ１６を通じて相互接続されている。当業者にとって公知であるように、前記フィラメントを通る初期の加熱電流が供給された後、示されているような電磁バラストにおいて動作される蛍光ランプはオンにされる。
【００２５】
図３ｂは、蛍光管ランプの代わりにランプ器具内に挿入されている、ＬＥＤ置換えランプ２０のための配線を示している。前記スタータは、ダミー・スタータ１８と置き換えられる。この置換えの他に、前記照明器具及びバラストの再配線又は修正は、必要とされない。
【００２６】
図１は、ＬＥＤ置換えランプ２０の記号回路図を示しており、この場合、電子部品バラスト１５に接続されている。ランプ２０は、第１の端部２２ａ及び対向する第２の端部２２ｂを備える細長い形状である。各端部２２ａ、２２ｂにおいて、２本の電気的接点ピン２４ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂが突出している。
【００２７】
ＬＥＤ置換えランプ２０は、ＬＥＤ照明アセンブリ４０であり、詳細には示されていない。ＬＥＤ照明アセンブリ４０は、ＬＥＤ置換えランプ２０の長さにわたって分配されている複数のＬＥＤ照明要素２８に接続されているＬＥＤ駆動回路（図示略）を有する。
【００２８】
ＬＥＤ照明アセンブリ４０は、両方の端部２２ａ、２２ｂにおいて電気的接点２４ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂに電気的に接続されたフィラメント・エミュレーション回路４２に、電気的に接続されている。電子部品バラスト１５におけるランプ２０の動作において接点２４ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂに供給される電力は、前記ＬＥＤ照明要素が動作されることができるようにＬＥＤ照明アセンブリ４０に供給される。電子部品バラスト１５は、ランプ２０を始動させるための加熱電流及び点火電圧を供給する。この加熱電流のために、フィラメント・エミュレーション回路４２は、両方の端部２２ａ、２２ｂにおける接点ピン２４ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂ間の規定された電気抵抗を提供する。
【００２９】
図２は、より詳細に、ＬＥＤ置換えランプ２０の両方の端部２２ａ、２２ｂに設けられるフィラメント・エミュレーション回路４２の前記構成要素を示している。接点ピン２６ａのうちの一方に直列に接続されているのは、過電流保護のための再設定可能なヒューズとして設けられるＰＴＣ要素４４である。
【００３０】
ＰＴＣ要素４４と直列に接続されているのは、４つの抵抗器の直列接続により構成されている第１の抵抗回路４６である。前記抵抗器は等しい抵抗等級（resistance rating）のものであり、好ましい実施例において前記抵抗器は１Ωの電気抵抗を有する各ＳＭＤ部品である。
【００３１】
他の接点ピン２４ａに接続されているのは、４つの同一の抵抗器（ＳＭＤ、１Ω）の直列接続から同等に成る第２の抵抗回路４８である。
【００３２】
抵抗回路４６、４８は、ＥＤ照明アセンブリ４０が接続されている共通端子５０において相互接続される（図１参照）。
【００３３】
更に、抵抗回路４６、４８と並列に接続されているのは、ＶＤＲ３８（電圧依存抵抗器）である。ＶＤＲ３８（バリスタとも称される）は、抵抗回路４６、４８を過電圧から保護している電圧制限回路として使用される。過電圧が印加された場合、ＶＤＲ３８が壊れ、ＶＤＲ３８を流れる電流は著しく増加し、この結果、前記抵抗器の両端の電流電圧が高電圧により制限され生成され、抵抗回路４６、４８から離れて短絡される。
【００３４】
記載されたフィラメント・エミュレーション回路４２を備えているＬＥＤ置換えランプ２０は、複数の重要な操作上及び安全上の機能を果たす。電子部品（ＨＦ）バラスト１５に接続されている動作において、抵抗回路４６、４８は８Ωのフィラメント抵抗をエミュレートし、接点ピン２４ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂにおける抵抗インピーダンスを提供する。ランプ２０の設計は、対称であり、両方の端部２２ａ、２２ｂにおいて同一のフィラメント・エミュレーション回路４２を使用している。同様に、通常の動作において、ＰＴＣ要素４４（再設定可能なヒューズ）は低い抵抗によって電流を伝導するので、従って貫通接続（through connection）としてモデル化されることができ、ＶＤＲ３８は、通常作動の間に印加される前記低電圧において開ループと実質的にみなされることができ、入力ピン２４ａ、２６ａに対するフィラメント・エミュレーション回路４２の設計も対称である。この対称性のため、器具内のＬＥＤランプ２０の配線の順序及び配置に関係なく、ランプ２０は常に同じ電気コンフィギュレーションにある。
【００３５】
或るＰＴＣは、かなりのオームの抵抗（例えば、数オーム）を有する。この場合、第２のＰＴＣは、当該対称性を保つために第２の抵抗回路４８と直列に付加される（即ち接点ピン２４ａとＶＤＲ３８及び第２の抵抗回路４８の共通ノードとの間に接続される）ことができる。ＰＴＣ４４の抵抗のために、全抵抗（ＰＴＣ及び抵抗回路４６、４８の直列接続）が８Ωを超えている限り、第１及び第２の抵抗回路４６、４８のＳＭＤ抵抗器の幾つかは、省略されることができる。
【００３６】
如何なる個々の構成要素（開ループ故障又は短絡接続故障）の故障の場合においても、安全性が依然として保証されている。抵抗回路４６、４８の抵抗器の何れかにおいて発生している短絡回路でさえも、複数の抵抗器の直列接続のために十分に高い残りの電気抵抗につながる。
【００３７】
更に、当該設計は誤用の場合において、（例えば、再配線された器具において）さえも安全である。図３ｃ−３ｆは、このような配線コンフィギュレーションの例を示している。図３ｃにおいて、ランプ２０は、バラストを有さずに本線に直接的に接続されている。図３ｄにおいて、１つの端部における前記接点ピンは、本線に直接的に接続されており、ＶＤＲ３８により短絡されるであろう高電圧に至り、この結果、増大された電流が最終的にＰＴＣ４４を起動させ、抵抗回路４６、４８は保護される。ＰＴＣ要素４４をリセットする及び冷却する後、ランプ２０は、正しい配線コンフィギュレーションにおいて再利用されることさえできる。
【００３８】
また、図３ｅの配線コンフィギュレーション（ランプ２０の各端部において接続される１本の接点ピンのみを備える外部ＬＥＤドライバ１３）において又は図３ｆ（ランプ２０の１つの端部において両方の接点ピンに直接的に接続されている外部ＬＥＤドライバ１３）に従って、フィラメント回路４２は、やはり必要な安全性を提供する。
【００３９】
更に、当該設計は、電磁（ＥＭ）バラストを有する配線コンフィギュレーションにおいて誤用された場合、安全である。図３ａ及び３ｂは、このような例を示している。図３ａにおいて、前記ランプは、グロー・スタータ１６を介してＥＭバラスト１４に接続されている。図３ｂにおいて、ランプ２０は、ダミー・スタータ１８を介してＥＭバラスト１４に接続されている。これらの誤用場合の両方において上述した実施例によるランプ２０は、動作しない。ＥＭバラスト１４は、フィラメント回路４２及び前記スタータを介して短絡され、この結果、フィラメント・エミュレーション回路４２を介して増大された電流をもたらす。電流制限装置（ＰＴＣ４４）は、増大された電流が、この場合の前記電流を妨害する及び遮断することによって抵抗回路４６、４８を過熱するのを防止する。
【００４０】
本発明は、当該図面及び上述において詳細に説明され記載されたが、このような図例及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであり、限定的なものとみなされるべきではなく、本発明は、開示されている実施例に限定されるものではない。
【００４１】
添付図面、開示及び添付の請求の範囲の研究から、開示された実施例に対する変化は、特許請求の範囲の発明を実施する際の当業者により理解され達成されることができる。
添付請求項において、「有する」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、単数形の記載は複数のものを除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。添付請求項における如何なる符号も、この範囲を制限するものとしてみなしてはならない。
【図１】
0006391690.tif 000002
【図２】
0006391690.tif 000003
【図３ａ】
0006391690.tif 000004
【図３ｂ】
0006391690.tif 000005
【図３ｃ】
0006391690.tif 000006
【図３ｄ】
0006391690.tif 000007
【図３ｅ】
0006391690.tif 000008
【図３ｆ】
0006391690.tif 000009