(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1では、補助電源部を用いており、商用電源が供給されている間に、負荷であるLEDとは別に補助電源部を充電するように照明装置が構成されている。
【0006】
このため、ある期間(補助電源部のコンデンサが充電されるまで)は、負荷であるLEDへの電力供給以外に補助電源部への電力供給が必要となるという課題があった。また、補助電源部には、外部電源(AC(交流)電源等)が途絶えた後にLEDを遅延消灯させるために、蓄えられた電力を可変抵抗やPWM(パルス幅変調)制御により、徐々に消費する工夫がされているが、そのための専用回路が大きくなり、照明装置が高価になるという課題があった。
【0007】
本発明は、例えば、外部電源が切られた後に既存のコンデンサを利用して複数のLEDの一部を一定時間点灯させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一の態様に係る照明装置は、
光を発する複数のLEDと、
交流電源である外部電源からの入力電圧を整流及び平滑する回路と、
前記複数のLEDと並列に接続されるコンデンサを有する電源部であり、
前記外部電源から
前記回路へ給電された場合、
前記回路により整流及び平滑された前記外部電源からの入力電圧によって前記コンデンサを充電するとともに前記コンデンサにより平滑される電流を前記複数のLEDに出力し、前記外部電源から
前記回路への給電が停止した場合、前記コンデンサに充電した電流を前記複数のLEDに出力した後に電流の出力を停止する電源部と、
前記外部電源と前記回路との接続部分に接続され、前記外部電源から
前記回路への給電の状態を監視する給電監視部と、
前記
給電監視部により前記外部電源から
前記回路への給電が停止したことが検出された場合、前記電源部から出力される電流を、前記複数のLEDのうち、一部のLEDに流れるように制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一の態様によれば、外部電源が切られた後に既存のコンデンサを利用して複数のLEDの一部を一定時間点灯させることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【0012】
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るLED照明装置10(照明装置の例)の構成を示す回路図である。
【0013】
図1において、LED照明装置10は、光を発する複数のLEDが実装されるLEDモジュール35と、このLEDモジュール35が接続されるLED点灯装置11とを備える。
【0014】
LED点灯装置11は、AC電源17(外部電源の例)のオン/オフの状態を検出するAC電源検出回路14(給電監視部の例)と、入力電流の力率を改善する力率改善回路12と、LEDを点灯させるために定電流もしくは定電圧をLEDモジュール35に出力する点灯回路13(電源部の例)と、力率改善回路12を制御する制御回路22と、点灯回路13を制御する制御回路29と、遅延制御装置36(制御部の例)とを備える。
【0015】
AC電源検出回路14は、AC電源17からの給電の状態を監視する。AC電源検出回路14は、AC電源17からの給電が停止したことを検出すると、AC電源17からの給電が停止したこと(AC電源17がオフであること)を示す信号を遅延制御装置36に出力する。
【0016】
力率改善回路12は、AC電源17からの入力電圧を全波整流して脈流電圧を生成するダイオードブリッジ18と、その脈流電圧を平滑するコンデンサ19と、コンデンサ19の電圧を昇圧するインダクタ20及びMOSFET21と、このインダクタ20及びMOSFET21に接続されるダイオード24と、このダイオード24に接続される電解コンデンサ27と、この電解コンデンサ27に並列に接続される、直列接続された抵抗25,26と、この抵抗25,26の中点に接続され、制御回路22にフィードバック信号を出力するフィードバック部23とを備える。
【0017】
MOSFET21は、制御回路22によって制御されて、オン/オフのスイッチング動作をする。MOSFET21がオンのときは、インダクタ20に電流が流れてエネルギーが蓄えられる。MOSFET21がオフになると、インダクタ20に蓄えられたエネルギーがダイオード24を介して電解コンデンサ27に放出され、電解コンデンサ27の電圧がコンデンサ19よりも高い電圧に昇圧される。電解コンデンサ27に発生した電圧は抵抗25と抵抗26によって分圧され、フィードバック部23を介して、制御回路22に入力される。この電圧を基に制御回路22は電解コンデンサ27の電圧が一定(約400V)となるようにMOSFET21のオン/オフを制御している。
【0018】
点灯回路13は、電解コンデンサ27に並列に接続されるMOSFET28と、このMOSFET28に直列に接続されるダイオード31と、このダイオード31に並列に接続されるインダクタ32と、このインダクタ32に直列接続される電解コンデンサ33(コンデンサの例)と、この電解コンデンサ33に直列接続される抵抗34と、この抵抗34と電解コンデンサ33の中点に接続され、制御回路29にフィードバック信号を出力するフィードバック部30とを備える。
【0019】
MOSFET28は、制御回路29によってオン/オフ制御されている。MOSFET28がオンになると、インダクタ32、電解コンデンサ33、抵抗34の経路で電流が流れて電解コンデンサ33が充電される。このとき、インダクタ32にエネルギーが蓄えられる。MOSFET28がオフになると、インダクタ32に蓄えられたエネルギーが放出され、電解コンデンサ33、抵抗34、ダイオード31の順に電流が流れ、さらに電解コンデンサ33が充電される。充電された電解コンデンサ33の電圧がLEDモジュール35の順方向電圧を超えるとLEDモジュール35に電流が流れる。抵抗34に電流が流れると抵抗34に電圧が発生し、フィードバック部30を介して、制御回路29に入力される。この電圧を基に制御回路29はLEDに流れる電流が一定となるようにMOSFET28をオン/オフ制御している。
【0020】
上記のように、点灯回路13は、LEDモジュール35に実装された複数のLEDと並列に接続される電解コンデンサ33を有する。点灯回路13は、AC電源17から給電された場合(AC電源17がオンの場合)、電解コンデンサ33を充電するとともに、電解コンデンサ33により平滑される電流をLEDモジュール35に実装された複数のLEDに出力する。点灯回路13は、AC電源17からの給電が停止した場合(AC電源17がオフになった場合)、電解コンデンサ33に充電した電流をLEDモジュール35に実装された複数のLEDに出力した後に、LEDモジュール35への電流の出力を停止する。
【0021】
LEDモジュール35は、直列接続された5個のLEDからなり、電解コンデンサ33に並列に接続される。
【0022】
遅延制御装置36は、直列接続された5個のLEDのうち、低電位側の3個のLEDに対して並列に接続されるトランジスタ37と、AC電源検出回路14に接続され、トランジスタ37のオン/オフを制御する制御回路38とを備える。
【0023】
制御回路38は、AC電源検出回路14よりAC電源17が遮断されたことを通知されると、トランジスタ37をオンに制御して、LEDモジュール35の一部のLED(本実施の形態では、直列接続された5個のLEDのうち、低電位側の3個のLED)を短絡させる。
【0024】
上記のように、遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、点灯回路13から出力される電流を、LEDモジュール35に実装された複数のLED(5個のLED)のうち、一部のLED(2個のLED)に流れるように制御する。これにより、上記一部のLED(2個のLED)は、AC電源17の遮断後、暫く点灯してから消灯する。即ち、上記一部のLED(2個のLED)は遅延消灯する。一方、上記一部のLED以外のLED(3個のLED)(少なくとも2つのLEDの例)は、AC電源17の遮断後、すぐに消灯する。即ち、上記一部のLED以外のLED(3個のLED)は即時消灯する。
【0025】
具体的には、遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、直列に接続された2つ以上のLED(5個のLED)のうち、即時消灯させるLED(3個のLED)を短絡させる。そのために、本実施の形態では、遅延制御装置36が、即時消灯させるLED(3個のLED)と並列に接続されたトランジスタ37を有する。遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、トランジスタ37を能動領域で一定時間動作させた後にトランジスタ37をオンにする。これにより、即時消灯させるLED(3個のLED)を徐々に暗くしてから消灯させることができる。
【0026】
LEDモジュール35に実装された複数のLED(5個のLED)としては、全て色温度が同じ光を発するものを用いてもよいが、色温度が異なる光を発するものを用いてもよい。例えば、遅延消灯させるLED(2個のLED)に、即時消灯させるLED(3個のLED)より色温度が低い光を発するものを用いてもよい。この場合、電源遮断時においても一定時間は、LED照明装置10が設置された部屋等を、全てのLEDに色温度が同じ光を発するものを用いた場合より明るく保つことができる。よって、より確実に使用者の安全を確保できる。
【0027】
なお、本実施の形態では、LEDモジュール35が直列接続された5個のLEDで構成されているが、LEDモジュール35は、4個以下(ただし、2個以上)又は6個以上の直列接続されたLEDで構成されていてもよい。また、本実施の形態では、AC電源17が遮断された場合に、5個のLEDのうち、3個のLEDを短絡させるが、2個以下又は4個のLEDを短絡させてもよい。
【0028】
次に、本実施の形態におけるLED照明装置10の動作について説明する。
【0029】
AC電源17がオフになると、AC電源検出回路14はAC電源17のオフ状態を検出し、遅延制御装置36に信号を出力する。遅延制御装置36内の制御回路38はAC電源検出回路14からの信号を読み取り、トランジスタ37に信号を出力する。トランジスタ37はオフ(オープン)から能動的に、徐々にオンになる(即ち、可変抵抗として動作する)。つまり、制御回路38はトランジスタ37を能動領域で制御する。
【0030】
本実施の形態では、LEDモジュール35に実装された5個のLEDのうち、低電位側の3個のLEDが、AC電源17の遮断とほぼ同時にトランジスタ37によってショートされ、残りの2個のLEDのみが点灯する。
【0031】
電解コンデンサ33に対する負荷が2/5になったことによって、電解コンデンサ33の充電エネルギーの消費が抑えられ、AC電源17の遮断後も上記2個のLEDが一定時間点灯し続ける(即ち、遅延消灯する)。
【0032】
このように、本実施の形態では、AC電源17が切られたことを検出すると、点灯させるLEDの数を(例えば、1/2や1/3に)減らすことで、特別な電源や電源側の制御がなくともLEDを所定の時間点灯させることができる。つまり、本実施の形態によれば、AC電源17の遮断時に負荷であるLEDの消費電力を減らす工夫として、LEDの数を制限することで、既存の電源に含まれる電解コンデンサ33で所定の時間LEDを点灯させることができる。また、これにより、AC電源17の遮断時に電解コンデンサ33の電荷を使い切ることができるため、その後の感電等のおそれがなくなり、安全性が向上する。
【0033】
以上説明したように、本実施の形態では、LED照明装置10が、複数のLEDを点灯させるLED点灯装置11と、複数のLEDと並列に接続され、脈流を整流する電解コンデンサ33と、AC電源17を検出するAC電源検出回路14と、LED点灯装置11に供給されるAC電源17が遮断されたとき、電解コンデンサ33によって所定期間、LEDを発光させる遅延制御装置36とを備える。このため、本実施の形態によれば、AC電源17が切られた後に既存の電解コンデンサ33を利用して複数のLEDの一部を一定時間点灯させることが可能となる。
【0034】
実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
【0035】
図2は、本実施の形態に係るLED照明装置10の構成を示す回路図である。
【0036】
図2において、LEDモジュール35は、並列に接続された3個のLED群35a〜35cからなる。各LED群は、直列に接続された5個のLED(2つ以上のLEDの例)で構成されている。
【0037】
遅延制御装置36は、LEDモジュール35の3個のLED群35a〜35cのうち、2個のLED群35a,35bのカソードとGND(アース)との間にそれぞれ接続されたトランジスタ40,41を有する。なお、トランジスタ40,41が接続されていないLED群35cには補償用ダイオード39が接続されている。
【0038】
その他の基本的な回路構成は実施の形態1と同様である。
【0039】
遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、点灯回路13から出力される電流を、LEDモジュール35に実装された複数のLED群(3個のLED群35a〜35c)のうち、一部のLED群(2個のLED群35a,35b)以外のLED群(1個のLED群35c)に流れるように制御する。これにより、上記一部のLED群(2個のLED群35a,35b)(少なくとも2つのLED群の例)は、AC電源17の遮断後、すぐに消灯する。即ち、上記一部のLED群(2個のLED群35a,35b)は即時消灯する。一方、上記一部のLED群以外のLED群(1個のLED群35c)は、AC電源17の遮断後、暫く点灯してから消灯する。即ち、上記一部のLED群以外のLED群(1個のLED群35c)は遅延消灯する。
【0040】
具体的には、遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、LEDモジュール35に実装された複数のLED群(3個のLED群35a〜35c)のうち、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)を開放させる。そのために、本実施の形態では、遅延制御装置36が、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)と直列に接続されたトランジスタ40,41を有する。遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、トランジスタ40,41を能動領域で一定時間動作させた後にトランジスタ40,41をオフにする。これにより、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)を徐々に暗くしてから消灯させることができる。
【0041】
遅延制御装置36は、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された場合、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)を全て同時に開放させてもよいが、異なるタイミングで開放させてもよい。例えば、遅延制御装置36は、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)を一定順序で開放させていってもよい。この場合、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)を1つずつ順番に消灯させることができる。このとき、電解コンデンサ33の放電速度に合わせてLED群を1つずつ順番に消灯させてもよい。即ち、遅延制御装置36は、電解コンデンサ33から1つのLED群の順方向電圧が放電される度に、1つのLED群(LED群35a,35bのいずれか)に接続されたトランジスタ(トランジスタ40,41のいずれか)をオフに制御して、当該1つのLED群を開放させてもよい。このとき、例えば、遅延制御装置36に内蔵されたマイコン等(制御回路38)が、AC電源検出回路14によりAC電源17からの給電が停止したことを示す信号が入力された時点からの経過時間を計測する。そして、予めメモリ等に記憶された電解コンデンサ33の放電時間(1つのLED群の順方向電圧が放電される時間)が経過したときにトランジスタをオフにする。電解コンデンサ33の放電時間は、LED群ごとに異なっていてもよく、その場合はLED群ごとの放電時間がメモリ等に記憶される。
【0042】
LEDモジュール35に実装された複数のLED群(3個のLED群35a〜35c)としては、全て色温度が同じ光を発するものを用いてもよいが、色温度が異なる光を発するものを用いてもよい。例えば、遅延消灯させるLED群(1個のLED群35c)に、即時消灯させるLED群(2個のLED群35a,35b)より色温度が低い光を発するものを用いてもよい。この場合、電源遮断時においても一定時間は、LED照明装置10が設置された部屋等を、全てのLED群に色温度が同じ光を発するものを用いた場合より明るく保つことができる。よって、より確実に使用者の安全を確保できる。
【0043】
なお、本実施の形態では、LEDモジュール35が並列接続された3個のLED群35a〜35cで構成されているが、LEDモジュール35は、2個又は4個以上の並列接続されたLED群で構成されていてもよい。また、本実施の形態では、AC電源17が遮断された場合に、3個のLED群35a〜35cのうち、2個のLED群35a,35bを開放させるが、1個のLED群のみを開放させてもよい。
【0044】
次に、本実施の形態におけるLED照明装置10の動作について説明する。
【0045】
AC電源17がオフになると、AC電源検出回路14はAC電源17のオフ状態を検出し、遅延制御装置36に信号を出力する。遅延制御装置36内の制御回路38はAC電源検出回路14からの信号を読み取り、トランジスタ40,41に信号を出力する。トランジスタ40,41はオン(ショート)から能動的に、徐々にオフになる(即ち、可変抵抗として動作する)。つまり、制御回路38はトランジスタ40,41を能動領域で制御する。
【0046】
本実施の形態では、LEDモジュール35に実装された3個のLED群35a〜35cのうち、2個のLED群35a,35bが、AC電源17の遮断とほぼ同時にトランジスタ40,41によって切り離されて消灯し、補償用ダイオード39が接続されるLED群35cが遅延消灯する。
【0047】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、2つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、2つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。