特開 2024-10282 ＬＥＤ照明器具用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024010282

(43)【公開日】2024-01-24

(54)【発明の名称】ＬＥＤ照明器具用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/14 20200101AFI20240117BHJP

   H05B 45/382 20200101ALI20240117BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20240117BHJP

【ＦＩ】

H05B45/14

H05B45/382

H05B45/345

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022111525

(22)【出願日】2022-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】000100562

【氏名又は名称】アール・ビー・コントロールズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106105

【弁理士】

【氏名又は名称】打揚 洋次

(72)【発明者】

【氏名】北川 厚

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA09

3K273BA24

3K273CA02

3K273CA12

3K273CA25

3K273DA08

3K273EA07

3K273EA25

3K273EA35

3K273FA07

3K273FA14

3K273FA27

3K273FA30

3K273GA03

3K273GA12

3K273GA15

3K273GA18

(57)【要約】

【課題】制限抵抗として１００Ωの抵抗が直列に接続されているＬＥＤ灯具と５０Ωの制限抵抗が接続された２種類のＬＥＤ灯具を択一的に接続した場合であって、電源からの出力電圧が同じであると、両灯具のＬＥＤのＶｆが１８ボルトであると、５０Ωの制限抵抗で浪費される電力が２倍になり、省エネ上望ましくない。
【解決手段】ＬＥＤ灯具に対して所定の第１電圧を出力すると共に、ＬＥＤ灯具に流れる電流値が予め設定された値を超えると上記出力電圧を上記第１電圧から所定の第２電圧に降圧する出力電圧切換手段を設けた。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の種類のＬＥＤ灯具が択一的に接続され、その接続されたＬＥＤ灯具に電力を供給してＬＥＤ灯具内のＬＥＤを発光させるＬＥＤ照明器具用電源装置であって、上記ＬＥＤ灯具内にはＬＥＤに対して直列に制限抵抗が接続されているものにおいて、上記ＬＥＤ灯具に対して所定の第１電圧を出力すると共に、ＬＥＤ灯具に流れる電流値が予め設定された値を超えると上記出力電圧を上記第１電圧から所定の第２電圧に降圧する出力電圧切換手段を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明器具用電源装置。

【請求項2】

外部の商用電源から供給される交流電力を整流した直流電力を電源ＩＣによって断続的に変圧トランスの１次側に供給し、この変圧トランスの２次側に誘導される電力を整流して上記第１電圧の直流電力を生成するとともに、２次側における電流値が上記予め設定された値を超えると、フォトカプラを介して上記電源ＩＣのコントロール端子の入力信号を切り替えて、２次側に誘導される電力による直流電圧を上記第２電圧に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の種類のＬＥＤ灯具が択一的に接続され、その接続されたＬＥＤ灯具に電力を供給してＬＥＤ灯具内のＬＥＤを発光させるＬＥＤ照明器具用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤの明るさはＬＥＤに流す電流に比例する。そのため、ＬＥＤを点灯させるための電源装置には定電流制御回路が組み込まれ、ＬＥＤに流れる電流が一定になるように制御されている。この定電流制御回路は、ＬＥＤに流れる電流を常時モニタし、電流値が変動しないように、ＬＥＤに印加する電圧を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

すなわち、定電流制御を行うためには定電圧回路を設け、さらに電流値をモニタし、さらに電流値が一定になるように定電圧回路の出力電圧を制御する必要がある。

【0004】

なお、ＬＥＤには順方向に電圧を印加すれば順方向に電流が流れるが、逆方向に電圧を印加してもＬＥＤには電流が流れない。ただし、順方向に電圧を印加しても、その電圧が所定の電圧を超えるまでは順方向にも電流は流れないが、順方向に印加する電圧が所定の電圧である順方向電圧（Ｖｆ）を超えると一気に電流が流れる。上述のように、ＬＥＤの明るさはこの順方向の電流に比例するので、電流が一気に流れるとＬＥＤの明るさが急速に明るくなり、ＬＥＤが破損するおそれがある。そこで、ＬＥＤに印加される順方向電圧がＶｆを超えてＬＥＤに電流が流れ得る状態になっても、その電流を所定の値に制限してＬＥＤの明るさを制限するとともに、ＬＥＤが破損することを防止するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１-１６３５６２号公報（図３、図４）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述のように、定電流制御を行うためには定電圧制御を行う電源よりも複雑な構成が必要になるため、定電圧回路のみを備えた電源よりも定電流制御を行う電源の方がコストが高くなる。

【0007】

一方、ＬＥＤを点灯させるだけでよく、定電流制御までは必要ない場合がある。そのため、定電圧回路のみを備えた電源装置にＬＥＤを接続させてＬＥＤを点灯させるニーズも存在する。

【0008】

ところで、ＬＥＤのＶｆが１８ボルトのＬＥＤに対して制限抵抗として１００Ωの抵抗が直列に接続されているＬＥＤ灯具を、出力電圧が２４ボルトの電源に接続した場合、Ｖｆが１８ボルトであるから制限抵抗には６ボルト（２４ボルト－１８ボルト）が印加されるので、制限抵抗によって制限される電流値は６０ｍＡになる。そのため、１００Ωの制限抵抗で消費される電力は３６０ｍＷである。

【0009】

次に、同じくＶｆが１８ボルトのＬＥＤに５０Ωの制限抵抗を直列接続した別のＬＥＤ灯具を、同じ出力電圧の電源に接続すると、制限抵抗に印加される電圧が６ボルトになるため、この５０Ωの制限抵抗で浪費される電力は７２０ｍＷになる。ちなみに、制限抵抗によって制限される電流値は１２０ｍＡになる。

【0010】

上述のように、制限抵抗が異なるＬＥＤ灯具を同じ出力電圧の電源に接続すると、制限抵抗で浪費される電力が必要以上に過大となり省エネ上望ましくない状態が生じる。

【0011】

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、定電圧回路のみを備えた電源装置に複数種類のＬＥＤ照明器具を択一的に接続した場合に、制限抵抗で消費される電力が可及的に低減されるＬＥＤ照明器具用電源装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために本発明によるＬＥＤ照明器具用電源装置は、複数の種類のＬＥＤ灯具が択一的に接続され、その接続されたＬＥＤ灯具に電力を供給してＬＥＤ灯具内のＬＥＤを発光させるＬＥＤ照明器具用電源装置であって、上記ＬＥＤ灯具内にはＬＥＤに対して直列に制限抵抗が接続されているものにおいて、上記ＬＥＤ灯具に対して所定の第１電圧を出力すると共に、ＬＥＤ灯具に流れる電流値が予め設定された値を超えると上記出力電圧を上記第１電圧から所定の第２電圧に降圧する出力電圧切換手段を備えたことを特徴とする。

【0013】

上記の電源装置は出力電圧を第１電圧と第２電圧との２種類の電圧に切り替えることのできるマルチ電源であって、ＬＥＤ灯具を接続した際に流れる電流が予め設定された値を超えると出力電圧を第２電圧に下げることによって制限抵抗で消費される電力を抑制するようにした。

【0014】

具体的には、外部の商用電源から供給される交流電力を整流した直流電力を電源ＩＣによって断続的に変圧トランスの１次側に供給し、この変圧トランスの２次側に誘導される電力を整流して上記第１電圧の直流電力を生成するとともに、２次側における電流値が上記予め設定された値を超えると、フォトカプラを介して上記電源ＩＣのコントロール端子の入力信号を切り替えて、２次側に誘導される電力による直流電圧を上記第２電圧に切り替えるように構成することが考えられる。

【発明の効果】

【0015】

以上の説明から明らかなように、本発明は、ＬＥＤ灯具内のＬＥＤを点灯させる際に、ＬＥＤ灯具に流れる電流値が所定の値を超えると出力電圧を下げることによって、ＬＥＤ灯具内での制限抵抗での消費電力を可及的に抑制することによって、省エネ効果を奏するようにした。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の電源装置の１次側の構成を示す図

【図2】本発明の電源装置の２次側の構成を示す図

【図3】服種類のＬＥＤ灯具の構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１を参照して、本図はＬＥＤ照明器具用電源装置（以下、単に電源装置という）の１次側の構成を示している。この電源装置は外部の商用電源である交流電源１から供給される交流電力をダイオードブリッジ２で整流して直流電力に変換して変圧トランス３の１次側コイル３１に供給している。ただし、直流電力を単に１次側コイル３１に供給しただけでは２次側回路６に電力が誘導されないので、ＦＥＴ４１によって断続して１次側コイル３１に電流が流れるように構成されている。このＦＥＴ４１のオンオフ状態のデューティ比によって２次側回路６に誘導される電圧が変化する。

【0018】

このＦＥＴ４１のオンオフ制御はスイッチング電源用のＩＣ４によって行われる。このＩＣ４の端子４ａから出力されるパルス信号によってＦＥＴ４１はオンオフするが、コントロール端子４ｂに入力される信号がハイからローに切り替わると２次側回路６に誘導される電圧が下がるようにＦＥＴ４１のオンオフ状態が切り替えられる。

【0019】

上記コントロール端子４ｂにはフォトカプラを構成するフォトダイオード５１が接続されており、同じくフォトカプラを構成するＦＥＴ（後述する）が発光すると、コントロール端子４ｂの入力信号をハイからローに切り替える。

【0020】

図２を参照して、２次側回路６には出力端子６１，６２が設けられており、これら出力端子６１，６２には後述するＬＥＤ灯具が接続される。ＬＥＤ灯具が接続されると、ＬＥＤ灯具には電流が流れるが、その電流に比例した電圧が抵抗６３の両端に発生する。その両端電圧をコンパレータ７で常時監視しており、電流値が予め設定された値を超えると、コンパレータ７はトランジスタ７１をオンにしてＬＥＤ５２を発光させる。このＬＥＤ５２は上述のフォロカプラを構成するものであり、このＬＥＤ５２が発光する、すなわちＬＥＤ灯具に流れる電流値が所定の値を超えると出力端子６１，６２の出力電圧が第１の電圧から第２の電圧に低下することになる。

【0021】

図３を参照して、本図では２種類のＬＥＤ灯具Ａ，Ｂを示した。両ＬＥＤ灯具Ａ，Ｂ内には共に複数の直列接続されたＬＥＤ８ａ、８ｂと、同じく直列接続された制限抵抗８１ａ，８１ｂが内蔵されている。そして、上記出力端子６１，６２に対して端子６１ａ、６２ａおよび端子６１ｂ，６２ｂが択一的に接続される。

【0022】

上記構成で、例えば電源装置の出力電圧として、第１電圧が２４ボルトで、第２電圧が２１ボルトに設定されており、ＬＥＤ８ａのＶｆとＬＥＤ８ｂのＶｆとが１８ボルトで同じであり、制限抵抗８１ａが１００Ωで制限抵抗８１ｂが５０Ωとする。

【0023】

この構成で、ＬＥＤ灯具Ａを出力端子６１，６２に接続すると、制限抵抗８１ａには６ボルト印加されるので６０ｍＡ流れる。ＬＥＤ灯具Ｂに取り替えると、制限抵抗８１ｂにも６ボルト印加されて１２０ｍＡ流れてしまうので、電流値が１００ｍＡを超えると主力電圧を２４ボルトから２１ボルトに切り替えるようにした。その結果、ＬＥＤ灯具Ｂを接続すると、出力電圧が２４ボルトから２１ボルトに切り替わるので、制限抵抗８１ｂには３ボルトしか印加されず、ＬＥＤ灯具Ｂには６０ｍＡしか流れない状態になる。そのため、制限抵抗８１ｂで浪費される電力が抑制される。

【0024】

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

【符号の説明】

【0025】

１ 交流電源
２ ダイオードブリッジ
３ 変圧トランス
４ ＩＣ
７ コンパレータ
８１ａ 制限抵抗
８１ｂ 制限抵抗
Ａ ＬＥＤ灯具
Ｂ ＬＥＤ灯具

【図1】

【図2】

【図3】