(57)【要約】【課題】アークを確実に検出できるとともに、光源部を確実に保護できるＬＥＤ点灯装置を提供する。【解決手段】直流電源装置22は、一対の出力線38，39を備える。光源部16は、直流電源装置22の一対の出力線38，39に実質的に短絡して接続される一対の電源線35，36を備える。光源部16は、電源線35，36間に電気的に接続され直流電源装置22から出力された直流電流により点灯する発光ダイオードＤを備える。検出回路23は、光源部16の電源線35に電気的に接続される検出線45を備え、出力線38と電源線35との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出する。保護回路24は、検出回路23によりアークを検出すると直流電源装置22の出力を低下または停止させる。【選択図】図１
2013196758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流を出力する一対の出力線を備えた直流電源装置と；
この直流電源装置の一対の出力線に実質的に短絡して接続される一対の電源線、および、これら電源線間に電気的に接続され直流電源装置から出力された直流電流により点灯する少なくとも１つの発光ダイオードを備えた、直流電源装置とは別体の光源部と；
この光源部のいずれか一方の電源線に電気的に接続される検出線を備え、出力線側と電源線側との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出する検出回路と；
この検出回路によりアークを検出すると直流電源装置の出力を低下または停止させる保護回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
検出回路の検出線と保護回路側とを電気的に接続する負荷を具備している
ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
検出回路は、直流電源装置の一対の出力線と光源部の一対の電源線とが正常に接続された状態での出力線と電源線との間で生じる電圧降下分、所定の基準電位をオフセットする
ことを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
検出回路の所定の基準電位は、２０Ｖ以下の所定電圧に設定されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置と；
このＬＥＤ点灯装置の少なくとも光源部が配置された器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、直流電源装置から出力された直流電流により点灯する発光ダイオードを有するＬＥＤ点灯装置およびこれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)を直列に接続した光源部を備えたＬＥＤ点灯装置では、発光ダイオードに対して直流電源装置から直流電流を供給することで、発光ダイオードを点灯させる。
【０００３】
このようなＬＥＤ点灯装置では、直流電源装置を用いているので、接続不良や断線によって生じたアークが消弧しにくい。このため、直流電源装置の電圧を監視し、アークの発生により生じた直流電源装置の電圧の上昇によってアークを検出するとともに、このアークの検出の際には直流電源装置からの出力を低下させるなどの保護動作を行う保護回路が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１８２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、気中でのアークの放電電圧は１３Ｖ〜２０Ｖ程度であるのに対して、近年、光源部に用いる発光ダイオードの数が増加し、直流電源装置から光源部への出力電圧が相対的に大きくなってきている。そのため、仮にアークが生じた場合でも、直流電源装置側での電圧の上昇率が相対的に小さくなるので、直流電源装置側の電圧に基づくアークの検出が容易でない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、アークを確実に検出できるとともに、光源部を確実に保護できるＬＥＤ点灯装置およびこれを備えた照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のＬＥＤ点灯装置は、直流電源装置、この直流電源装置とは別体の光源部、検出回路、および、保護回路を具備する。直流電源装置は、一対の出力線を備える。光源部は、直流電源装置の一対の出力線に実質的に短絡して接続される一対の電源線を備える。また、光源部は、電源線間に電気的に接続され直流電源装置から出力された直流電流により点灯する少なくとも１つの発光ダイオードを備える。また、検出回路は、光源部のいずれか一方の電源線に電気的に接続される検出線を備え、出力線と電源線との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出する。そして、保護回路は、検出回路によりアークを検出すると直流電源装置の出力を低下または停止させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アークを検出する検出回路が、光源部のいずれか一方の電源線に電気的に接続される検出線を備え、この電源線と実質的に短絡して接続される直流電源装置の出力線との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出することにより、接続不良が発生したときのアークの発生を確実に検出することが期待され、また、アークを検出すると保護回路によって直流電源装置の出力を低下または停止させることで、光源部などを確実に保護することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。
【図２】同上ＬＥＤ点灯装置を備えた照明器具の斜視図である。
【図３】第２の実施形態のＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。
【図４】第３の実施形態のＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１１】
図２において11は照明器具であり、この照明器具11は、例えば天井面などに埋設されるダウンライトである。そして、この照明器具11は、略円筒状の器具本体12の下端側に円形の化粧枠13が設けられ、この化粧枠13に透光性カバー14が配設されている。そして、器具本体12は、この器具本体12を天井などの取付面に固定するための取付けばね15を備えている。
【００１２】
また、器具本体12は、下端側内部に、灯体である光源部16および図示しない反射板を配設している。また、器具本体12の上部には、光源部16と電気的に接続された端子台である一方のコネクタとしての第１の接続部17が設けられており、この第１の接続部17は、他方のコネクタとしての第２の接続部18を介して、配線部である電源ケーブル19および光源部16と別体の電源装置である電源ユニット20と電気的および機械的に接続されている。
【００１３】
図１に示すように、電源ユニット20は、電源ケーブル19と電気的および機械的に接続される直流電源装置22、アークを検出するための検出回路23、および、保護回路24を備えている。そして、この電源ユニット20は、光源部16とともに、ＬＥＤ点灯装置25を構成している。
【００１４】
ここで、第１の接続部17には、３つの端子17a，17b，17cが設けられ、第２の接続部18には、３つの端子18a，18b，18cが設けられている。そして、これら端子17a，17b，17cと端子18a，18b，18cとは、第１の接続部17と第２の接続部18とを接続した状態でそれぞれ互いに電気的および機械的に接続される。
【００１５】
また、光源部16は、高圧側および低圧側の一対の電源線35，36、および、これら電源線35，36間に少なくとも一つ、本実施形態では例えば複数直列に接続された発光ダイオード(ＬＥＤ)Ｄを有している。そして、電源線35，36は、第１の接続部17の端子17a，17bに対して電気的および機械的に接続されている。
【００１６】
また、直流電源装置22は、例えば(商用)交流電源を整流した電源などである。この直流電源装置22は、光源部16の発光ダイオードＤを発光させるための直流電源を出力する高圧側および低圧側の一対の出力線38，39を有している。これら出力線38，39は、電源ケーブル19を構成するものであり、第２の接続部18の端子18a，18bに対して電気的および機械的に接続されている。すなわち、第１および第２の接続部17，18を介して、直流電源装置22の一対の出力線38，39と光源部16の一対の電源線35，36とが電気的および機械的に接続されている。このため、直流電源装置22の一対の出力線38，39と光源部16の一対の電源線35，36とは、実質的に短絡する状態に接続されており、これら一対の出力線38，39と一対の電源線35，36とにより、主電線41，42が構成されている。なお、実質的に短絡する状態とは、主電線41，42のインピーダンス(主電線41，42での電圧降下)が０、または０に極めて近い小さな値(実質的に０)であることをいう。
【００１７】
また、検出回路23は、例えば２０Ｖ以下の所定の電圧値となる基準電位(ツェナ電圧と等しい)を設定する基準電位設定手段としてのツェナダイオードZD、限流素子としての抵抗R1、制御素子としてのフォトカプラPC、保護素子としてのコンデンサＣ、および、検出線45により構成されている。そして、出力線38に対して抵抗R1が電気的に接続され、この抵抗R1に対して、ツェナダイオードZDとフォトカプラPCの発光素子PCD(例えば赤外発光ダイオードなど)との直列回路と、コンデンサＣとが電気的に並列に接続され、フォトカプラPCの発光素子PCDが第２の接続部18の端子18cと電気的および機械的に接続されている。
【００１８】
さらに、フォトカプラPCの受光素子PCQは、出力線39に対して電気的に接続されている。そして、このフォトカプラPCの受光素子PCQ(例えばフォトトランジスタなど)には、保護回路24が電気的に接続されている。この保護回路24は、直流電源装置22に対して電気的に接続されており、この直流電源装置22の出力を可変制御可能となっている。
【００１９】
また、検出線45の両端は、第１の接続部17の端子17cと電源線35とに電気的および機械的に接続されている。したがって、この検出線45は、第１の接続部17の端子17c、および第２の接続部18の端子18cを介して、フォトカプラPCの発光素子PCDおよびコンデンサＣと電気的に接続されている。
【００２０】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
【００２１】
各接続部17，18が正常に接続された状態では、主電線41，42は実質的に短絡されているため、ツェナダイオードZDにより設定された基準電位以上の電位差が出力線38側と電源線35側との間に生じることがない(実質的に電位差がない)ので、検出回路23および保護回路24は動作しない。したがって、直流電源装置22の出力線38，39から出力された直流電源(定電流)が電源線35，36を介して光源部16の発光ダイオードＤに供給され、これら発光ダイオードＤが発光する。
【００２２】
一方、例えば第２の接続部18などの位置で接続不良(接触不良)が生じてアークが発生した場合には、主電線41の出力線38側と電源線35側との間に電位差が生じる。この電位差は、一般的な気中でのアークの放電電圧である１３Ｖ〜２０Ｖ程度となり、ツェナダイオードZDで設定された基準電位よりも大きくなる。したがって、ツェナダイオードZDおよびフォトカプラPCの発光素子PCDが導通することにより、検出回路23においてアークが検出されたこととなり、抵抗R1により限流された電流がフォトカプラPCの発光素子PCDに供給され、このフォトカプラPCの発光素子PCDが赤外発光する。したがって、フォトカプラPCの受光素子PCQがこの発光素子PCDからの赤外発光を受光することで導通し、保護回路24に電源が供給され、この保護回路24が、直流電源装置22からの出力を低下(停止も含む)させることにより、発生したアークを消弧する。
【００２３】
このように、第１の実施形態によれば、アークを検出する検出回路23が、光源部16の電源線35に電気的に接続される検出線45を備え、この電源線35と実質的に短絡して接続される直流電源装置22の出力線38との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出することにより、主電線41での接続不良が発生したときのアークの発生を確実に検出でき、また、アークを検出すると保護回路24によって直流電源装置22の出力を低下させることで、光源部16などを確実に保護できる。
【００２４】
また、検出回路23において電源線35と実質的に短絡して接続される直流電源装置22の出力線38との電位差と比較する基準電位を２０Ｖ以下の所定電位に設定することにより、一般的な気中でのアークの放電電圧である１３Ｖ〜２０Ｖ程度となるアークにより生じる電位差を確実に検出できる。
【００２５】
そして、上記のＬＥＤ点灯装置25を照明器具11に備えることにより、アークの発生を確実に防止でき、信頼性を向上できるとともに、特殊な接続などを必要としないため、安価な保護システムを提供できる。
【００２６】
次に、第２の実施形態を図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態の検出回路23と保護回路24側とを電気的に接続する負荷である抵抗R2を備えるものである。具体的に、この抵抗R2は、ツェナダイオードZDおよびフォトカプラPCの直列回路とコンデンサＣとの並列回路と、出力線39とを電気的に接続している。したがって、この抵抗R2は、検出線45と保護回路24側とを電気的に接続している。
【００２８】
そして、この構成では、各接続部17，18が正常に接続された場合、および、第２の接続部18などの位置での接続不良(接触不良)が生じてアークが発生した場合には、上記第１の実施形態と同様に作用する。
【００２９】
また、仮に検出線45の接続(例えば電源線35との接続、あるいは端子17c，18cの接続)が外れている場合であっても、ツェナダイオードZDおよびフォトカプラPCの直列回路とコンデンサＣとの並列回路が開放されることがなく、抵抗R2を介して出力線39と接続されて回路が完成する。したがって、上記アークが発生した場合には、ツェナダイオードZDおよびフォトカプラPCの発光素子PCDが導通し、抵抗R1により限流された電流がフォトカプラPCの発光素子PCDに供給され、このフォトカプラPCの発光素子PCDが赤外発光し、フォトカプラPCの受光素子PCQがこの発光素子PCDからの赤外発光を受光することで保護回路24に電源が供給され、この保護回路24が、直流電源装置22からの出力を低下(停止も含む)させることにより、発生したアークを消弧する。
【００３０】
このように、第２の実施形態によれば、検出回路23の検出線45と保護回路24側とを抵抗R2によって電気的に接続することにより、検出線45が仮に外れてしまった場合でも、検出回路23のフォトカプラPCを動作させ、保護回路24を動作させて保護動作を行うことができる。
【００３１】
なお、上記各実施形態において、検出回路23は、例えばコンパレータなどを用いて、主電線41の出力線38側と電源線35側との間に電位差と基準電位とを比較してもよい。
【００３２】
次に、第３の実施形態を図４を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
この第３の実施形態は、上記各実施形態の検出回路23および保護回路24に代えて、検出回路および保護回路として機能する制御回路48を備えるものである。
【００３４】
この制御回路48は、例えばマイコンなどであり、第２の接続部18の端子18c、および、直流電源装置22の出力線39と電気的に接続されている。また、検出線45の両端は、第１の接続部17の端子17cと電源線36とに電気的および機械的に接続されている。
【００３５】
さらに、制御回路48は、直流電源装置22の出力を可変設定可能となっており、主電線42の出力線39側と電源線36側との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出し、アークを検出した場合には直流電源装置22の出力を低下(停止も含む)させるようになっている。ここで、この制御回路48は、例えば２０Ｖ以下の所定の電圧値となる基準電位を記憶しているとともに、例えば主電線41，42の長さなどが長くなった場合など、直流電源装置22の一対の出力線38，39と光源部16の一対の電源線35，36とが正常に接続された状態での主電線42の出力線39と電源線36との間で電圧降下が生じている場合には、この電圧降下分、上記の記憶した所定の基準電位をオフセット(加算)するように構成されている。なお、このオフセットは、例えば電圧降下が予め把握されている場合には、予め基準電位に加算しておけばよいし、一対の出力線38，39と一対の電源線35，36とが正常に接続された状態での主電線42の線路電圧を記憶(実測)しておき、これに応じて基準電位を可変させてもよい。
【００３６】
そして、各接続部17，18が正常に接続された状態では、主電線41，42は実質的に短絡して接続されているため、基準電位以上の電位差が出力線39側と電源線36側との間に生じることがない(実質的に電位差がない)ので、制御回路48は直流電源装置22の出力を低下させることがなく、直流電源装置22の出力線38，39から出力された直流電源(定電流)が電源線35，36を介して光源部16の発光ダイオードＤに供給され、これら発光ダイオードＤが発光する。
【００３７】
一方、例えば第２の接続部18などの位置で接続不良(接触不良)が生じてアークが発生した場合には、主電線42の出力線39側と電源線36側との間に１３Ｖ〜２０Ｖ程度の電位差が生じる。なお、この電位差は、主電線42において、出力線39と電源線36との間で電圧降下が生じている場合には、この電圧降下分、増加することとなるので、制御回路48は、この低下分オフセットされた基準電位とこの電位差とを比較し、この電位差が基準電位よりも大きくなったことによってアークを検出する。そして、アークを検出した場合には、制御回路48が直流電源装置22からの出力を低下(停止も含む)させることにより、発生したアークを消弧する。
【００３８】
このように、第３の実施形態によれば、アークを検出する制御回路48が、光源部16の電源線36に電気的に接続される検出線45を備え、この電源線36と実質的に短絡して接続される直流電源装置22の出力線39との電位差と所定の基準電位とに基づいてアークを検出することにより、主電線42での接続不良が発生したときのアークの発生を確実に検出でき、また、アークを検出すると制御回路48によって直流電源装置22の出力を低下させることで、光源部16などを確実に保護できる。
【００３９】
また、制御回路48において電源線36と実質的に短絡して接続される直流電源装置22の出力線39との電位差と比較する基準電位を２０Ｖ以下の所定電位に設定することにより、一般的な気中でのアークの放電電圧である１３Ｖ〜２０Ｖ程度となるアークにより生じる電位差を確実に検出できる。
【００４０】
しかも、制御回路48は、例えば主電線41，42が長く電圧降下が生じている場合などでも、直流電源装置22の一対の出力線38，39と光源部16の一対の電源線35，36とが正常に接続された状態での主電線42の出力線39と電源線36との間で生じる電圧降下分、上記の基準電位をオフセットすることにより、この主電線42で生じる電圧降下によってアークの検出精度が低下することを確実に防止できる。
【００４１】
そして、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
11    照明器具
12    器具本体
16    光源部
22    直流電源装置
23    検出回路
24    保護回路
25    ＬＥＤ点灯装置
35，36    電源線
38，39    出力線
45    検出線
48    検出回路および保護回路として機能する制御回路
Ｄ    発光ダイオード
R2    負荷である抵抗
【図１】
2013196758.tif 000003
【図２】
2013196758.tif 000004
【図３】
2013196758.tif 000005
【図４】
2013196758.tif 000006