(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-06
(45)【発行日】2022-07-14
(54)【発明の名称】LEDランプの定電流均圧の接続方法及び調光可能で低損失のLEDランプ
(51)【国際特許分類】
F21V 23/00 20150101AFI20220707BHJP
H05B 45/345 20200101ALI20220707BHJP
H05B 47/18 20200101ALI20220707BHJP
H05B 45/10 20200101ALI20220707BHJP
H05B 45/40 20200101ALI20220707BHJP
H05B 45/3725 20200101ALI20220707BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20220707BHJP
【FI】
F21V23/00 160
H05B45/345
H05B47/18
H05B45/10
H05B45/40
H05B45/3725
F21V23/00 140
F21V23/00 150
F21Y115:10
(21)【出願番号】P 2021529504
(86)(22)【出願日】2019-07-22
(86)【国際出願番号】 CN2019097147
(87)【国際公開番号】W WO2020024838
(87)【国際公開日】2020-02-06
【審査請求日】2021-02-02
(31)【優先権主張番号】201810871570.6
(32)【優先日】2018-08-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201821239337.8
(32)【優先日】2018-08-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521049931
【氏名又は名称】駱武寧
【氏名又は名称原語表記】LUO, Wuning
【住所又は居所原語表記】Room 312, 4 Block, Northern Quarter, West Campus, No.100 University West Road, Xixiangtang District Nanning, Guangxi 530007 (CN)
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】駱武寧
【審査官】安食 泰秀
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第106979467(CN,A)
【文献】特開2015-011984(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21V 23/00
H05B 45/345
H05B 47/18
H05B 45/10
H05B 45/40
H05B 45/3725
F21Y 115/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のLEDランプは、1つの外部定電流スイッチング電源の両端に互いに並列に接続され、各LEDランプは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源の正極からこのLEDランプの正極、負極、そして外部定電流スイッチング電源の負極までの接続線路の総長さが互いに同じであることを特徴とする、
定電流チップを使用しないLEDランプの定電流均圧の接続方法。
【請求項2】
各前記LEDランプの内部には、複数のLEDビーズユニットが互いに並列に接続され、各LEDビーズユニットは、複数のLEDビーズが直列に接続されてなり、複数の前記LEDビーズユニットが互いに並列に接続されることにより、各LEDビーズユニットは、それぞれ、LEDランプの正極からこのLEDビーズユニットの正端、このLEDビーズユニットの負端、そしてLEDランプの負極までの接続線路の総長さが互いに同じであることを特徴とする、請求項1に記載のLEDランプの定電流均圧の接続方法。
【請求項3】
前記外部定電流スイッチング電源は、RS485バス、RS232バス、又はCANバスによりコントローラに接続されることを特徴とする、請求項1に記載のLEDランプの定電流均圧の接続方法。
【請求項4】
定電流チップを使用しない、調光可能で低損失のLEDランプであって、
前記LEDランプ内には、複数のLEDビーズユニットが互いに並列に接続され、各LEDビーズユニットは、複数の直列に接続されるLEDビーズから構成され、前記LEDランプは、外部定電流スイッチング電源に接続され、外部定電流スイッチング電源は、コントローラに接続され、各LEDビーズユニットは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源の正極からLEDランプの正極、このLEDビーズユニットの正端、このLEDビーズユニットの負端、LEDランプの負極、そして外部定電流スイッチング電源負極までの接続線路の総長さが互いに同じであることを特徴とする、LEDランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LEDランプ技術分野に属し、特にLEDランプの定電流均圧の接続方法及び調光可能で低損失のLEDランプに関する。
【背景技術】
【0002】
LEDランプは完璧な照明効果を有し、応答が速く、エネルギー消費が低く、光減衰が低く、不含紫外線及び赤外線などの放射線を含まないなどの利点を有するため、現在、景観園林、学校、病院、旅館、会議室、展覧ホール、ショーケース、工場、オフィス、スーパーマーケットなどの場所で幅広く使用されている。従来の蛍光ランプを置き換える場合でも、LEDランプを追加して照明する場合でも、非常に大きな利点を有する。
【0003】
従来のLEDランプは、LEDの寿命を延長し、光減衰を減少させるために、一般的には定電流で駆動される。例えば、現在一般的に使用されている園林景観照明ランプ、外壁照明ランプ、ブリッジledガードレールチューブ、LEDウォールウォッシャーなどがある。より一般的な解決策では、
図1に示すLEDウォールウォッシャーは、24WのLEDチューブを使用し、チューブの内部に4個のLEDビーズユニットが並列に接続される。各LEDビーズユニットは、内蔵定電流電源チップMが6個のLEDビーズに直列に接続されてなる。外部電源は、24Vの定電圧スイッチング電源である。各LEDビーズの動作電圧は3Vである。定電流電源チップM、例えば、常用のLM317は、電圧降下が6V、電流が250mAであることで、定電流電源チップMの消費電力は1.5Wとなる。4個のLEDビーズユニットの定電流電源チップMの消費電力は合計6Wで、この24Wチューブの総消費電力の25%となる。
【0004】
現在、多くのLEDランプの使用では、1つの定電圧スイッチング電源により複数のLEDランプに電力を提供し、複数のLEDランプを必要に応じて配列する。例えば、
図2に示される取付方法により12個の24WのLEDチューブを用いて1つの照明帯を形成する。24V定電圧スイッチング電源の正極及び負極からそれぞれ正極電線及び負極電線を引き出す。12個の24WのLEDチューブの正端及び負端は、それぞれ正極電線及び負極電線に対応して接続される。実際に使用すると、各LEDチューブの24V定電圧スイッチング電源の正極からこのLEDチューブの正端、負端、そして24V定電圧スイッチング電源の負極までの線路の総長さが互いに同じではない。線路損失が異なるため、最遠端の12目のLEDチューブは、電圧が22Vだけである。内蔵定電流電源チップMが存在しなければ、各LEDチューブの電圧が異なり、輝度が異なる。そのため、一致する輝度を保証するために、定電流電源チップMを内蔵しなければならない。定電流電源チップMの存在により、各LEDビーズユニット上の電圧は基本的に同じようになる。LEDビーズユニットの電流を同じにする代償は、ランプ損失の増加である。
【発明の概要】
【0005】
上記技術的問題を解決するために、本発明によれば、定電流電源チップを内蔵する必要がなく、損失を減少させ、LEDランプの調光を実現し、LEDランプの内部における各LEDビーズの電圧が一致し、輝度が一致することを実現し、複数のLEDランプが並列に接続されるとともに1つの外部定電流スイッチング電源で電力を提供することを実現し、各LEDランプの電圧が一致し、輝度が一致することを実現するLEDランプの定電流均圧の接続方法及び調光可能で低損失のLEDランプが提供される。
【0006】
本発明は、以下の技術的解決策により上記技術的問題を解決する。
複数のLEDランプは、1つの外部定電流スイッチング電源の両端に互いに並列に接続され、各LEDランプは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源の正極からこのLEDランプの正極、負極、そして外部定電流スイッチング電源の負極までの接続線路の総長さが互いに同じであるLEDランプの定電流均圧の接続方法。
【0007】
各前記LEDランプの内部には、複数のLEDビーズユニットが互いに並列に接続され、各LEDビーズユニットは、複数のLEDビーズが直列に接続されてなり、複数の前記LEDビーズユニットが互いに並列に接続されることにより、各LEDビーズユニットは、それぞれ、LEDランプの正極からこのLEDビーズユニットの正端、このLEDビーズユニットの負端、そしてLEDランプの負極までの接続線路の総長さが互いに同じである。
【0008】
前記外部定電流スイッチング電源は、RS485バス、RS232バス、又はCANバスによりコントローラに接続される。
【0009】
調光可能で低損失のLEDランプであって、
前記LEDランプ内には、複数のLEDビーズユニットが互いに並列に接続され、各LEDビーズユニットは、複数の直列に接続されるLEDビーズから構成され、前記LEDランプは、外部定電流スイッチング電源に接続され、外部定電流スイッチング電源は、コントローラに接続され、各LEDビーズユニットは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源の正極からLEDランプの正極、このLEDビーズユニットの正端、このLEDビーズユニットの負端、LEDランプの負極、そして外部定電流スイッチング電源負極までの接続線路の総長さが互いに同じであるLEDランプ。
【0010】
本発明は以下の利点を有する。
従来技術に比べ、本発明のLEDランプは内蔵される定電流チップを使用しないので、不必要な損失が減少され、省エネと環境保護の要求を満たす。本発明のLEDランプでは、それぞれのLEDビーズユニット及びそれぞれのLEDビーズは一致する電圧を達成し、一致する輝度を保証する。外部定電流スイッチング電源により元の定電圧スイッチング電源の代わりに使用し、コントローラにより外部定電流スイッチング電源の出力電流を調整することによって、LEDランプの調光制御が実現される。本発明の定電流均圧接続の方法により、複数のLEDランプが並列に接続され、1つの外部定電流スイッチング電源のみで電力を提供することが実現されるとともに、各LEDランプの電圧が一致し、輝度が一致することが保証される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】従来技術の24WのLEDチューブ内における1つのLEDビーズユニットの構造模式図である。
【
図2】従来技術の複数のLEDランプを用いて照明帯を製造する取付方法である。
【
図3】本発明の実施例1におけるLEDチューブの構造模式図である。同図において、1:チューブ、2:LEDビーズユニットである。
【
図4】本発明の実施例1におけるLEDチューブ内の複数のLEDビーズユニットが他の接続方式で接続された構造の模式図である。
【
図5】本発明の実施例2におけるLEDチューブの構造模式図である。同図において、1:チューブ、2:LEDビーズユニットである。
【
図6】本発明の実施例2におけるLEDチューブ内の複数のLEDビーズユニットが他の接続方式で接続された構造の模式図である。
【
図7】本発明の実施例3において複数のLEDチューブを用いて園林景観LEDランプ照明帯を作製する定電流均圧の接続模式図である。
【
図8】本発明の実施例4において複数のLEDランプを用いて室内ランプを配置する定電流均圧の接続の模式図である。
【
図9】本発明の実施例5の調光調色制御回路の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を詳しく説明する。以下の説明は本発明の保護範囲を限制するものではない。
【0013】
実施例1
図3に示される調光可能で低損失のLEDランプはチューブ状である。前記LEDランプは、パワーが24Wであり、24V外部定電流スイッチング電源Isにより電力を提供される。チューブ1内に互いに並列に接続される4個のLEDビーズユニット2があり、各LEDビーズユニット2のパワーが6Wである。各LEDビーズユニット2は直列に接続される8個の3VのLEDビーズから構成される。定電流チップを内蔵する必要ない。調光コントローラは外部定電流スイッチング電源Isに接続され、外部定電流スイッチング電源Isが出力する電流の大きさを調整し、前記LEDランプの調光制御を実現する。本実施例の調光コントローラは市販されているLEDICDインテリジェント調光装置を使用し、外部定電流スイッチング電源は市販されているFND200W1Cを使用する。
【0014】
前記LEDチューブ1内の4個のLEDビーズユニットは順に配置される。LEDチューブ1の正極接続端及び負極接続端はそれぞれLEDチューブの両端に設けられ、外部定電流スイッチング電源Isの正極及び負極はそれぞれLEDチューブ1の正極接続端及び負極接続端に対応して接続される。各LEDビーズユニット2の正端はそれぞれ独立した電線によりLEDチューブ1の正極接続端に接続され、各LEDビーズユニット2の負端はそれぞれ独立した電線によりLEDチューブ1の負極接続端に接続される。
【0015】
前記LEDチューブの内部接続は、
図4に示すように、LEDチューブの正極接続端から共通正極電源ケーブルが接続され、前記4個のLEDビーズユニットを順に経て、LEDチューブの負極接続端から共通負極電源ケーブルが接続され、前記4個のLEDビーズユニットを逆順に経て、各LEDビーズユニットの正端がそれぞれ共通正極電源ケーブルに接続され、各LEDビーズユニットの負端がそれぞれ共通負極電源ケーブルに接続されてもよい。
【0016】
上記
図3又は
図4のように配線した後、各LEDビーズユニットは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源Isの正極からLEDチューブの正極接続端、このLEDビーズユニットの正端、負端、そしてLEDチューブの負極接続端、さらに外部定電流スイッチング電源Isの負極までの線路の総長さが互いに同じである。これによって、各LEDビーズユニットの両端の電圧が同じ24Vであることが実現され、各LEDビーズユニットの輝度が一致することが保証される。
【0017】
実施例2
図5に示される調光可能で低損失のLEDランプはチューブ状である。前記LEDランプは、パワーが24Wであり、24V外部定電流スイッチング電源Isにより電力を提供される。チューブ1内に互いに並列に接続される4個のLEDビーズユニット2がある。各LEDビーズユニット2は、パワーが6Wであり、直列に接続される8個の3VのLEDビーズから構成される。定電流チップを内蔵する必要がない。調光コントローラは外部定電流スイッチング電源Isに接続され、外部定電流スイッチング電源Isが出力電流の大きさを調整し、前記LEDランプの調光制御を実現する。
【0018】
前記LEDチューブ1内の4個のLEDビーズユニット2は順に配置される。LEDチューブ1の正極接続端及び負極接続端はいずれもLEDチューブ1の同一端に設けられ、外部定電流スイッチング電源Isの正極及び負極はそれぞれLEDチューブ1の正極接続端及び負極接続端に対応して接続される。各LEDビーズユニット2の正端はそれぞれ独立した電線によりLEDチューブ1の正極接続端に接続され、各LEDビーズユニット2の負端はそれぞれ独立した電線により最後のLEDビーズユニット2の負端に接続される。最後のLEDビーズユニット2の負端はさらに独立した電線によりLEDチューブ1の負極接続端に接続される。
【0019】
前記LEDチューブの内部接続は、
図6に示すように、LEDチューブの正極接続端から共通正極電源ケーブルが接続され、前記4個のLEDビーズユニットを順に経て、最後のLEDビーズユニットの負端から共通負極電源ケーブルが接続され、前記4個のLEDビーズユニットを逆順に経て、各LEDビーズユニットの正端がそれぞれ共通正極電源ケーブルに接続され、各LEDビーズユニットの負端がそれぞれ共通負極電源ケーブルに接続され、最後のLEDビーズユニットの負端が独立した電線によりLEDチューブの負極接続端に接続されてもよい。
【0020】
図5又は
図6のように配線した後、各LEDビーズユニットは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源の正極からLEDチューブの正極接続端、このLEDビーズユニットの正端、負端、そしてLEDチューブの負極接続端、さらに外部定電流スイッチング電源の負極までの線路の総長さが互いに同じである。これによって、各LEDビーズユニットの両端の電圧が同じ24Vであることが実現され、各LEDビーズユニットの輝度が一致することが保証される。
【0021】
実施例3
園林景観LEDランプ照明帯の定電流均圧の接続方法
12個の実施例1又は2に記載の調光可能で低損失のLEDランプを互いに並列に接続して前記照明帯を形成する。定電流均圧の接続方法は具体的に以下のとおりである。
図7に示すように、前記24Vの外部定電流スイッチング電源Isが照明帯の開始端に設けられ、前記複数のLEDランプが順に配置されて照明帯を構成する。外部定電流スイッチング電源Isの正極から正極電源ケーブルが接続され、前記複数のLEDランプを順に経て、各LEDチューブの正極接続端がそれぞれ前記正極電源ケーブルに接続され、外部定電流スイッチング電源Isの負極から負極電源ケーブルを経て最後のLEDランプの負極接続端に接続され、さらに最後のLEDチューブの負極接続端から1本の共通負極線が接続され、前記複数のLEDランプを逆順に経て、各LEDチューブの負極接続端がそれぞれこの共通負極線に接続される。美観のために、前記正極電源ケーブル、負極電源ケーブル及び共通負極線はいずれもLEDチューブの内部から通過して配置することができる。
【0022】
上記接続方法を使用した後、各LEDランプの正極接続端及び負極接続端からそれぞれ外部定電流スイッチング電源Isの正極及び負極への線路の総長さは互いに同じである。例えば、
図7に示すように、各ランプの長さを1mとし、外部定電流スイッチング電源Isの正極から1番目のランプLED1の正極接続端までの線路の長さを0mとし、隣り合う2つのLEDランプの間の距離を0mとする。2番目のランプの場合では、外部定電流スイッチング電源Isの正極から2番目のランプLED2の正極接続端までの線路の長さが1m、2番目のランプLED2の正極接続端からLED12の負極接続端までの線路の長さが1m、LED12の負極接続端から12番目のLEDランプLED12の負極接続端までの線路の長さが10m、LED12の負極接続端から外部定電流スイッチング電源Isの負極までの線路の長さが12mである場合、線路の総長さは合計24mとなる。11番目のランプLED11の場合では、外部定電流スイッチング電源Isの正極からLED11の正極接続端までの線路の長さが10m、LED11の正極接続端から負極接続端までの線路の長さが1m、LED11の負極接続端からLED12の負極接続端までの線路の長さが1m、LED12の負極接続端から外部定電流スイッチング電源Isの負極の線路までの長さが12mである場合、線路の総長さは合計24mとなる。同様に、他の各LEDランプの正極接続端及び負極接続端から外部定電流スイッチング電源Isの正極及び負極までの線路の総長さはいずれも24mである。これによって、各LEDチューブ内の各LEDビーズの電圧が一致し、各LEDビーズユニットの電圧が一致するだけでなく、照明帯の各LEDチューブの両端の電圧も一致する。これによって、各LEDランプの輝度は一致する。外部定電流スイッチング電源Isを使用し、調光コントローラにより外部定電流スイッチング電源Isの出力電流を制御することにより、LEDランプの調光が容易に実現され、照明帯がより美しくなる効果が得られる。
【0023】
実施例4
室内ランプの定電流均圧の接続方法
図8に示すように、室内において円状となるように8個の筒状LEDランプを互いに並列に接続し、1つの外部定電流スイッチング電源Isにより電力を提供し、LEDランプ内に定電流チップを内蔵する必要がない。外部定電流スイッチング電源Isの正端から1番目のランプLED1の正端までの線路の長さをL、外部定電流スイッチング電源Isの負端から8番目のランプLED8の負端までの線路の長さもLとする。外部定電流スイッチング電源Isの正極から正極電源ケーブルが接続され、前記8個のLEDランプを順に経て、各LEDランプの正端がそれぞれ前記正極電源ケーブルに接続され、外部定電流スイッチング電源Isの負極から負極電源ケーブルが接続され、前記8個のLEDランプを逆順に経て、各LEDランプの負端がそれぞれ前記負極電源ケーブルに接続される。各LEDランプの正端から正極電源ケーブルまでの線路の長さをいずれもd、各LEDランプの負端から負極電源ケーブルまでの線路の長さもいずれもdとする。隣り合う2ランプの間の線路距離をLとする。筒状ランプの直径が長くないので、ランプ内の各LEDビーズの接続線路による損失が電圧に対する影響が無視できるほど小さい。そのため、各ランプは、それぞれ、外部定電流スイッチング電源Isの正極及び負極からこのランプの正端及び負端までの線路の総長さが互いに同じ9L+2dとなる。例えば、2番目のLED2の場合、外部定電流スイッチング電源Isの正極からこのランプの正端までの線路の長さが2L、正極電源ケーブルからLED2の正端までの線路の長さがd、LED2の負端から負極電源ケーブルまでの線路の長さがd、LED2の負端と負極電源ケーブルとの接続箇所から外部定電流スイッチング電源Isの負極までの線路の長さが7Lであるため、線路の総長さは合計2L+d+d+7L=9L+2dとなる。6番目のランプの場合、外部定電流スイッチング電源Isの正極からこのランプの正端までの線路の長さが6L、正極電源ケーブルからLED6の正端までの線路の長さがd、LED6の負端から負極電源ケーブルまでの線路の長さがd、LED6の負端と負極電源ケーブルとの接続箇所から外部定電流スイッチング電源Isの負極までの線路の長さが3Lであるため、線路の総長さは合計6L+d+d+3L=9L+2dとなる。同様に、他のLEDランプの線路の総長さはいずれも合計9L+2dである。
【0024】
コントローラにより外部定電流スイッチング電源の出力電流を制御することにより、LEDランプの調光が非常に容易に実現される。本実施例の方法により、1つの外部定電流スイッチング電源により複数のLEDランプを駆動し、各LEDランプの輝度が一致し、調光可能であることが実現される。
【0025】
本発明のLEDランプを使用することにより、室内ランプ、室外ランプなどの他のランプは、本発明の定電流均圧の接続方法を採用することができる。各ランプの正端、負端のそれぞれから対応する定電流電源の正極、負極までの線路の総長さが同じであれば、各ランプの電圧を一致にすることができ、これによって、電流が同じであるため、輝度も同じである。
【0026】
実施例5
図9に示すように、実施例1-4の変形例として、調光コントローラの代わりに、コントローラをRS485バス、RS232バス又はCANバスにより対応する通信インターフェースを有する外部定電流スイッチング電源Isに接続させ、コントローラによりバスを介して制御信号を送信し、外部定電流スイッチング電源Isが出力した電流を変化させることで調光調色の制御を実現する。他の接続方法は実施例1-4と同様である。