(57)【要約】    【課題】  ＬＥＤ素子に開放故障モードが発生した際の安全動作機能を備えているとともに、バランサを用いる必要のないＬＥＤ点灯装置およびこれを備えたＬＥＤ照明装置を提供する。    【解決手段】  ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤ点灯回路LOCと、複数のＬＥＤ素子le1〜le4が並列接続した並列回路の複数個P1〜Pnを直列接続してＬＥＤ点灯回路の出力端に接続してなり、各並列回路は１個のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときは残余のＬＥＤ素子が点灯を継続し、２個以上のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときには残余のＬＥＤ素子も過電流により開放故障モードを呈して全てのＬＥＤ素子が消灯するように構成したＬＥＤ負荷LSと、を具備している。【選択図】図１
2012104454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ点灯回路と；
複数のＬＥＤ素子が並列接続した並列回路の複数個を直列接続してＬＥＤ点灯回路の出力端に接続してなり、各並列回路は１個のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときは残余のＬＥＤ素子が点灯を継続し、２個以上のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときには残余のＬＥＤ素子も過電流により開放故障モードを呈して全てのＬＥＤ素子が消灯するように構成したＬＥＤ負荷と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
ＬＥＤ照明装置本体と；
ＬＥＤ照明装置本体に配設された請求項１記載のＬＥＤ点灯装置と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ点灯装置およびこれを備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の光量を得るために多数のＬＥＤ素子を用いる場合、複数のＬＥＤ素子の直列回路からなる複数の負荷回路をＬＥＤ点灯回路の出力端にそれぞれバランサを介して並列接続して点灯することができる。
【０００３】
また、複数のＬＥＤ素子で並列回路を形成し、この並列回路の複数を直列接続して単一の負荷回路とし、その単一の負荷回路の両端をＬＥＤ点灯回路の出力端に接続して点灯することもできる。
【０００４】
さらに、バランサを介してＬＥＤ点灯回路の両端から延在する複数の配線に対して複数のＬＥＤ素子を襷掛けに接続することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５１３４５３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、背景技術における前者の場合、負荷回路ごとにバランサを必要とするために、ＬＥＤ点灯装置のコストアップを招来するとともに、バランサにも電力損失が生じるので、回路効率が低下する。また、バランサの実装が加わるために回路部品を実装した実装基板の構造が複雑化するとともに、バランサの発熱による実装基板の温度上昇対策も必要になる。
【０００７】
中者の場合、ＬＥＤ素子に開放故障モードが発生すると、残余のＬＥＤ素子に電流が分流するので、残余のＬＥＤ素子は点灯を継続するが、ＬＥＤ素子のVf特性のばらつきに伴う各素子間のIf電流のばらつきによって光出力にばらつきを生じる。また、残余のＬＥＤ素子に分流する電流が過度の過負荷になると、素子の温度上昇が高くなりすぎてＬＥＤ素子が短寿命になる。
【０００８】
後者の場合、ＬＥＤ素子の開放故障モードおよび短絡故障モードに対して残余のＬＥＤ素子を点灯させることができるが、負荷回路が複数になることから、複数のバランサを用いる必要がある点で前者と同様の問題があるばかりでなく、配線の途中にブリッジを介在させるなど配線構造が複雑化してしまう。
【０００９】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ素子に開放故障モードが発生した際の安全動作機能を備えているとともに並列回路のＬＥＤ素子に光出力のばらつきが生じたとしても並列回路のＬＥＤ素子の光出力のばらつきが目立たなくなり、しかもバランサを用いる必要のないＬＥＤ点灯装置およびこれを備えたＬＥＤ照明装置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】
【００１０】
本発明の実施形態のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤ点灯回路と、ＬＥＤ負荷とを具備している。ＬＥＤ点灯回路は、その出力端にＬＥＤ負荷を接続して点灯する。ＬＥＤ負荷は、複数のＬＥＤ素子が並列接続した並列回路の複数個を直列接続している。また、複数のＬＥＤ素子が並列接続した各並列回路は、１個のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときは残余のＬＥＤ素子が点灯を継続するが、２個以上のＬＥＤ素子が開放故障モードを呈したときには残余のＬＥＤ素子が過電流により開放故障モードを呈して全てのＬＥＤ素子が消灯するように構成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、ＬＥＤ素子の１つが開放故障モードを呈したときは残余のＬＥＤ素子に電流が分流しても軽度の過負荷なので点灯を継続するが、２つ以上が開放故障モードを呈したときには残余のＬＥＤ素子が極端な過電流になって開放故障モードを呈して消灯する。その結果、直列接続した全ての並列回路のＬＥＤ素子が消灯して回路の安全を図ることができる。さらに、ＬＥＤ素子負荷を単一回路で構成することができるので、バランサが不要になるＬＥＤ点灯装置およびこれを備えたＬＥＤ照明装置を提供することができる、と期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるブロック回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係わるＬＥＤ負荷の実装状態を示す回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係わるＬＥＤ負荷の実装状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１４】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態を図１に示す。図において、ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤ点灯回路LOCおよびＬＥＤ負荷LSを具備している。
【００１５】
ＬＥＤ点灯回路LOCは、その入力端t1、t2が交流電源ACに接続し、出力端T3、t4が後述するＬＥＤ負荷LSが接続する。また、ＬＥＤ点灯回路LOCは、好ましくはその内部に定電流制御機能を備えていて、負荷電流を一定に維持するように構成されている。なお、ＬＥＤ点灯回路LOCは、既知のDC-DCコンバータを主体とするとともに、DC-DCコンバータ例えば降圧チョッパに直流電力を供給する直流電源を備えている回路構成であることを許容する。
【００１６】
ＬＥＤ負荷LSは、複数のＬＥＤ素子le1〜le4が並列接続している複数の並列回路P1〜Pnを含み、複数の並列回路P1〜Pnを直列接続して構成した単一の直列回路SCを備えている。
【００１７】
複数の並列回路P1〜Pnは、それぞれ複数のＬＥＤ素子le1〜le4が空間的に隣り合う関係に配置されている。空間的に隣り合う関係とは、１つの並列回路を構成する複数のＬＥＤ素子le1〜le4の隣り合うもの同士、例えばle1とle2が平面的または立体的に互いに近接した位置関係になっていることをいい、照明される位置から見たときに隣接するＬＥＤ素子le1とle2の発光が混光する状態である。
【００１８】
したがって、並列回路P内のＬＥＤ素子le1〜le4間に光出力にばらつきがあったとしても、平均化して見えやすくなるので、実用上差し支えない。なお、この場合、並列回路Pと照明位置との間に光拡散板（図示しない。）が介在している態様の場合、ＬＥＤ素子leと照明位置との間の距離が相対的に小さくなっても発光が拡散されて良好な混光状態を呈するので、好ましい。
【００１９】
並列回路Pの複数のＬＥＤ素子le1〜le4を互いに近接した位置関係にするには、例えば共通の基板CBにＬＥＤ素子le1〜le4を実装するのがよい。この場合、基板CBは並列回路ごとに分離していてもよいし、複数の並列回路P1〜Pnの全部または一部が共通の基板に実装されているのであってもよい。図示の実施形態においては、前者の態様を採用していて、基板CB1〜CBnを備えている。
【００２０】
また、複数の並列回路P1〜Pnは、当該並列回路中の１つにおいて１個のＬＥＤ素子例えばle1が開放モード故障になったときは、残余のＬＥＤ素子le2〜le4に負荷電流が分流するので、点灯を継続する。これに対して、２個以上のＬＥＤ素子例えばle1、le2が開放故障モードになったときには、残余のＬＥＤ素子le3、le4に流れる過電流が定格値より極端に大きくなるために、開放故障モードになる。その結果、当該並列回路Pの全てのＬＥＤ素子le1〜le4が消灯する。そして、これにより負荷電流が遮断されるので、ＬＥＤ負荷LSの全てのＬＥＤ素子leが消灯するように構成されている。
【００２１】
上記条件を満たすためには、２個以上のＬＥＤ素子le1、le2が開放故障モードになったときに残余のＬＥＤ素子le3、le4に流れる電流がＬＥＤ素子leの定格の1.5倍以上になるようにＬＥＤ素子leの並列数を設定すればよい。また、１個のＬＥＤ素子leが開放故障モードになったときには、残余のＬＥＤ素子le3、le4に流れる電流がＬＥＤ素子leの定格の1.35倍以下であれば、残余のＬＥＤ素子leが点灯を継続する。以上を総合すると、並列回路Pに接続するＬＥＤ素子leの並列数は、好ましくは４〜６個である。
【００２２】
図示実施形態の実施例においては、平常時にＬＥＤ素子leに流れる電流が定格９０ｍＡより低い７１mＡ（定格に対して７９％）であり、並列回路Pの１つのＬＥＤ素子leが開放故障モードになったときに残余のＬＥＤ素子le単体に流れる電流は９５ｍＡ（定格に対して１０６％）である。また、２つのＬＥＤ素子leが開放故障モードになったときに残余のＬＥＤ素子le単体に流れる電流は１４２ｍＡ（定格に対して１５８％）である。
【００２３】
なお、複数の並列回路P1〜Pnのうちの１つのＬＥＤ素子例えばle1が開放故障モードを呈した場合、上記の理由から残余のＬＥＤ素子le2〜le4が点灯を継続するものの、残余のＬＥＤ素子le2〜le4はその程度が相対的に小さいながらも過負荷であることに相違ないので、残余のＬＥＤ素子le2〜le4に対して短寿命方向に影響を与えるから、なるべく早くこれを見出して修復するのが好ましい。
【００２４】
一方、ＬＥＤ素子leが短絡故障モードを呈した場合、当該ＬＥＤ素子leが属する並列回路Pは短絡するが、ＬＥＤ点灯回路LOCが定電流制御を行う場合には、残余の並列回路Pが正常に点灯を継続する。
〔第２の実施形態〕
図２を参照して第２の実施形態を説明する。なお、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態においては、複数の並列回路P1〜Pnが共通の基板CBに実装されている。図示の共通の基板CBは、細長くてその両端部に端子let1、let2があり、両端子let1、let2間において複数の並列回路P1〜Pnのそれぞれに属する全ての複数のＬＥＤ素子le1〜le4が端子let1、let2間を結ぶ仮想直線上に等間隔で直線状に配列している。また、各並列回路P1〜Pnは直列接続している。したがって、ＬＥＤ負荷LSが共通の基板CBに全て実装されており、両端子let1、let2をＬＥＤ点灯回路LOCの出力端出力端T3、t4に接続すればＬＥＤ負荷ＬＳを点灯することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、各並列回路Pの複数のＬＥＤ素子le1〜le4は、平面的に隣り合う関係に配置されているので、並列回路P内のＬＥＤ素子le1〜le4間に光出力のばらつきがあったとしても、平均化して見えやすくなる点については、第１の実施形態におけるのとほぼ同様であり、したがって実用上差し支えない。
【００２６】
また、前述の第１の実施形態におけるのと同様な作用、効果を奏するとともに、各並列回路P1〜Pnのそれぞれ複数のＬＥＤ素子le1〜le4が共通の基板BCに等間隔かつ直線状に配列するので、ライン状に沿ってほぼ均等な光出力で発光するとともに、単一実装体化されて取り扱いが容易になったＬＥＤ負荷LSを提供することができる。
〔第３の実施形態〕
図３を参照して第３の実施形態を説明する。なお、図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態においては、複数の並列回路P1、P2…がそれぞれ独立した細長い基板CB1、CB2…に各ＬＥＤ素子le1〜le4が直線状に等間隔で配列して実装されている。なお、各基板CB1、CB2…は、それぞれ両端部に端子let1、let2を備えている。
【００２７】
各並列回路P1、P2…は、Vf特性において相対的に立ち上がり時のVfが低いＬＥＤ素子le1、le4（図中斜線を施している。）を両端子let1、let2に隣接する位置に配置し、立ち上がり時のVfが高いＬＥＤ素子le3、le4を中間位置に配置している。
【００２８】
Vf特性において相対的に立ち上がり時のVfが低いＬＥＤ素子le1、le4は、それぞれが属する並列回路Pにおいて電流の分流比が大きくなるので、点灯時の光出力が相対的に大きくなる。これに対して、Vf特性において相対的に立ち上がり時のVfが高いＬＥＤ素子le3、le4は、それぞれが属する並列回路Pにおいて分流比が小さくなるので、点灯時の光出力が相対的に小さくなる。
【００２９】
複数の並列回路P1、P2…を直列接続するとともに、複数の基板CB1、CB2…をその長手方向に沿って直線状に配置するとともに直列接続すれば、第２の実施形態におけるのと同様にその全てのＬＥＤ素子leが直線状に配列される。
【００３０】
本実施形態によれば、隣接する一対の基板CB1とCB2との端子let2、let1にそれぞれ隣接するＬＥＤ素子le4とle1との間の距離すなわち間隔がそれぞれの基板CB1、CB2内のＬＥＤ素子le2とle3との間の距離すなわち間隔より大きくなるが、複数の基板CB1、CB2…を直線状に配列するとともに直列接続すれば、第１の実施形態におけるのと同様な作用、効果を奏するとともに、第２の実施形態とほぼ同様なライン状のＬＥＤ負荷LSを提供することができる。
【００３１】
また、並列回路Pごとに基板CBが分離しているので、直線状だけでなく、Ｌ字状、Ｕ字状など多様な形状を有するライン状のＬＥＤ負荷LSを提供することもできる。
【００３２】
次に、本発明の照明装置の実施形態について説明する。照明装置は、照明装置本体と、照明装置本体に配設された上述の実施形態のＬＥＤ点灯装置とを具備している。上記において、照明装置は、光源を含む各種装置であることを許容する。照明装置本体は、照明装置からＬＥＤ点灯装置を除外した残余の部分をいう。また、ＬＥＤ点灯装置のＬＥＤ点灯回路は、照明装置本体から離間した位置に配設されていてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
AC…交流電源、CB1、CB2、CBn…基板、le1、le2、le3、le4…ＬＥＤ素子、LOC…ＬＥＤ点灯回路、LS…ＬＥＤ負荷、P1、P2、Pn…並列回路、t1、t2…入力端、t3、t4…出力端
【図１】
2012104454.tif 000003
【図２】
2012104454.tif 000004
【図３】
2012104454.tif 000005