照明裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種長壽命的照明裝置。一種實施方式所涉及的照明裝置具備：發(fā)光部、第一電流路徑、第二電流路徑、電源、電流控制部。發(fā)光部具有配置于發(fā)光部的多個發(fā)光元件。第一電流路徑具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件。第二電流路徑具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件以及與該發(fā)光元件串聯(lián)連接的開關(guān)元件。電源向所述第一電流路徑以及所述第二電流路徑施加電壓。電流控制部根據(jù)流過所述第一電流路徑的第一電流值和流過所述第二電流路徑的第二電流值之差來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止。
【專利說明】
照明裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型的實施方式涉及一種照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有一種作為投光燈的照明裝置，其用于運動競技用運動場等的照明，或者用于聚光燈等。并且，這種照明裝置中有將以平面狀排列的多個LED(發(fā)光二極管)用作發(fā)光元件的照明裝置。
[0003]專利文獻I:日本特開2014 — 086159號公報
[0004]在投光燈中，排列有LED的發(fā)光面相對于水平方向朝向斜下方的情況較多。通常，發(fā)光面中的配置在垂直方向上側(cè)的LED的溫度高于配置于下側(cè)的LED的溫度。LED的壽命依賴于基于溫度的劣化程度。因此，投光燈存在如下問題:若發(fā)光面的溫度分布不均勻，則會導(dǎo)致LED的壽命出現(xiàn)偏差，造成照明裝置的壽命變短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種長壽命的照明裝置。
[0006]—種實施方式所涉及的照明裝置具備:發(fā)光部、第一電流路徑、第二電流路徑、電源、電流控制部。發(fā)光部具有配置于發(fā)光部的多個發(fā)光元件。第一電流路徑具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件。第二電流路徑具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件以及與該發(fā)光元件串聯(lián)連接的開關(guān)元件。電源向所述第一電流路徑以及所述第二電流路徑施加電壓。電流控制部根據(jù)流過所述第一電流路徑的第一電流值和流過所述第二電流路徑的第二電流值之差來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止。
[0007]本實用新型能夠提供一種長壽命的照明裝置。
【附圖說明】
[0008]圖1是用于說明一種實施方式所涉及的照明裝置的外觀的例子的圖。
[0009]圖2是用于說明一種實施方式所涉及的照明裝置的LED模塊的配置例的圖。
[0010]圖3是用于說明一種實施方式所涉及的照明裝置的點燈電路的例子的圖。
[0011]圖4是用于說明一種實施方式所涉及的照明裝置的LED模塊的其他配置例的圖。
[0012]圖中:1-照明裝置;2-基體部；3-腿部;4-散熱部；5-發(fā)光部;6_安裝部;7_鉸鏈;9_點燈電路;11 -LED模塊；12-發(fā)光元件；13-第I系統(tǒng)；14-第2系統(tǒng)；15-第3系統(tǒng);21 -整流電路；22-功率因數(shù)改善電路;23-電源;24-電流控制部。
【具體實施方式】
[0013]以下說明的實施方式所涉及的照明裝置I具備:發(fā)光部5、第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14、電源23、電流控制部24。發(fā)光部5具有配置于發(fā)光部5的多個發(fā)光元件12。第I系統(tǒng)13具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光元件12。第2系統(tǒng)14具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光元件12以及與該發(fā)光元件12串聯(lián)連接的開關(guān)元件SI。電源向第I系統(tǒng)13以及第2系統(tǒng)14施加電壓。電流控制部24根據(jù)流過第I系統(tǒng)13的第一電流值和流過第2系統(tǒng)14的第二電流值之差來控制開關(guān)元件SI的導(dǎo)通和截止。
[0014]以下說明的實施方式所涉及的照明裝置I的電流控制部24根據(jù)第一電流值和第二電流值之差來確定開關(guān)元件SI的導(dǎo)通時間和開關(guān)元件SI的截止時間之比即占空比。
[0015]以下說明的實施方式所涉及的照明裝置I的電流控制部24在第二電流值大于第一電流值時，將占空比中的開關(guān)元件SI的截止時間設(shè)定為較長。
[0016]以下說明的實施方式所涉及的照明裝置I中，連接于第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12在垂直方向上配置在連接于第2系統(tǒng)14的發(fā)光元件12的下方。
[0017]以下說明的實施方式所涉及的照明裝置I的控制方法中，照明裝置I具備:發(fā)光部5，具有配置于發(fā)光部5的多個發(fā)光元件12;第I系統(tǒng)13，具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光元件12;第2系統(tǒng)14，具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光元件12以及與該發(fā)光元件12串聯(lián)連接的開關(guān)元件SI ；電源23，向第I系統(tǒng)13以及第2系統(tǒng)14施加電壓，所述控制方法中，根據(jù)流過第I系統(tǒng)13的第一電流值和流過第2系統(tǒng)14的第二電流值之差來控制開關(guān)元件SI的導(dǎo)通和截止。
[0018]以下，參照附圖，對一種實施方式所涉及的照明裝置以及照明裝置的控制方法進行詳細說明。
[0019]圖1是表示一種實施方式所涉及的照明裝置I的例子的外觀圖。照明裝置I使安裝在其上的光源發(fā)光。照明裝置I為例如用于運動競技用運動場等的照明、或者聚光燈等的投光燈。照明裝置I具備:基體部2、腿部3、散熱部4、發(fā)光部5。
[0020]基體部2是支承發(fā)光部5的支承體?；w部2具備:設(shè)置有發(fā)光部5的面、設(shè)置有散熱部4的面。設(shè)置有發(fā)光部5的面和設(shè)置有散熱部4的面設(shè)置在彼此對置的位置上。并且，基體部2通過例如鉸鏈等連結(jié)部件連結(jié)于腿部3。另外，基體部2具備向發(fā)光部5的發(fā)光元件供給電力的點燈電路9。
[0021]腿部3是支承基體部2的支承體。腿部3具備安裝部6和鉸鏈7，安裝部6用于將照明裝置I安裝于安裝場所，鉸鏈7與基體部2的連結(jié)部連結(jié)并且能夠使基體部2改變角度。腿部3使基體部2以鉸鏈7的軸為中心進行轉(zhuǎn)動，從而能夠改變由發(fā)光部5構(gòu)成的發(fā)光面的朝向。具體而言，腿部3使與發(fā)光部5的發(fā)光面正交的方向在從水平方向到垂直方向(重力方向)之間進行轉(zhuǎn)動。
[0022]散熱部4具備多個散熱片。散熱部4釋放基體部2的熱量。散熱部4設(shè)置在基體部2的與設(shè)置有發(fā)光部5的面相反的一側(cè)的面上。散熱部4的散熱片由例如鋁或者鑄鋁等散熱性優(yōu)越的輕型部件制成。
[0023]發(fā)光部5具備多個作為發(fā)光模塊的LED模塊Ila?llf(統(tǒng)稱為LED模塊11)。多個LED模塊11為根據(jù)從點燈電路供給過來的電流而放射光的光源。各LED模塊11具備基板和安裝于基板上的發(fā)光元件12。各LED模塊11可以具備多個發(fā)光元件12。各LED模塊11的發(fā)光元件12例如為LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件，多個LED通過串聯(lián)連接、并聯(lián)連接、串并聯(lián)連接或者將串聯(lián)連接、并聯(lián)連接、串并聯(lián)連結(jié)組合的連接方式連接成LED群。發(fā)光元件12通過因施加電壓而流過的電流而發(fā)光，并且根據(jù)流過的電流值而改變發(fā)光強度。
[0024]另外，LED模塊11也可以是具備兩個輸入端子和兩個輸出端子的結(jié)構(gòu)。并且，LED模塊11也可以具備兩個LED群。兩個LED群例如分別連接于兩個輸入端子中的一個輸入端子和兩個輸出端子中的一個輸出端子之間以及另一個輸入端子和另一個輸出端子之間。即，LED模塊11可以連接于不同的系統(tǒng)并且具有兩個電流路徑且該兩個電流路徑分別具有LED群。并且，在具有兩個電流路徑且該兩個電流路徑分別具有LED群的LED模塊11中，通過連接兩個輸入端子中的一個輸入端子和兩個輸出端子中的一個輸出端子，該LED模塊11能夠形成為具有一個電流路徑且該一個電流路徑具有串聯(lián)連接的兩個LED群的結(jié)構(gòu)。并且，發(fā)光元件12具有電流電壓特性隨溫度的變化而變化的特性。
[0025]圖2是表示發(fā)光部5中的LED模塊11的配置例的圖。多個LED模塊11以平面狀排列在發(fā)光部，從而構(gòu)成發(fā)光面。多個LED模塊11按照預(yù)定的數(shù)量分別劃分為不同的電氣系統(tǒng)，并且每個電氣系統(tǒng)構(gòu)成具有發(fā)光元件12的電流路徑。在圖2所示的例子中，多個LED模塊11劃分為:作為第一電流路徑的第I系統(tǒng)13、作為第二電流路徑的第2系統(tǒng)14。
[0026]第I系統(tǒng)13包括LED模塊11a的發(fā)光元件12以及LED模塊11 b的發(fā)光元件12。并且，第2系統(tǒng)14包括LED模塊Ilc的發(fā)光元件12以及LED模塊Ild的發(fā)光元件12。并且，第3系統(tǒng)15包括LED模塊lie的發(fā)光元件12以及LED模塊Ilf的發(fā)光元件12。
[0027]第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12設(shè)置成，在發(fā)光面朝向斜下方或者朝向水平方向的情況下，即，在與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下，第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12在垂直方向上位于第2系統(tǒng)14的發(fā)光元件12以及第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12的下方。
[0028]并且，第2系統(tǒng)14的LED模塊11的發(fā)光兀件12設(shè)置成，在與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下，第2系統(tǒng)14的LED模塊11的發(fā)光元件12在垂直方向上位于第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12的上方且第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12的下方。
[0029]并且，第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12設(shè)置成，在與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下，第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12在垂直方向上位于第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12以及第2系統(tǒng)14的發(fā)光元件12的上方。
[0030]連接于第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12的數(shù)量、連接于第2系統(tǒng)14的發(fā)光元件12的數(shù)量、連接于第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12的數(shù)量相同。在本實施例中，連接于第I系統(tǒng)13的發(fā)光元件12的數(shù)量、連接于第2系統(tǒng)14的發(fā)光元件12的數(shù)量以及連接于第3系統(tǒng)15的發(fā)光元件12的數(shù)量均為七個。因此，在第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15連接有等價的負載。因此，能夠通過相同結(jié)構(gòu)的點燈電路9控制第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15。
[0031]圖3是用于說明照明裝置I的電氣結(jié)構(gòu)的例子的說明圖。點燈電路9向第I系統(tǒng)的LED模塊11、第2系統(tǒng)的LED模塊11以及第3系統(tǒng)的LED模塊11供給電流從而使各LED模塊11的發(fā)光元件12點亮。點燈電路9具備:整流電路21、功率因數(shù)改善電路22、電源23、電流控制部24。
[0032]整流電路21將從商用電源Vac供給過來的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并使其平滑化。整流電路21例如具備由多個二極管構(gòu)成的整流電橋。
[0033]功率因數(shù)改善電路22對整流電路21的輸出電壓進行升壓后將其輸出。功率因數(shù)改善電路22例如具備升壓斬波器。
[0034]電源23將功率因數(shù)改善電路22的輸出電壓降壓為與LED模塊11的額定電壓相對應(yīng)的電壓后將其輸出。電源23例如具備降壓斬波器，該降壓斬波器通過切換半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止來控制電壓的有效值。
[0035]在電源23的輸出端子并聯(lián)連接有第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15。即，電源23的輸出電壓分別施加于第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15，而電源23的輸出電流則被控制成使分別流過第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15的電流I1、12，13之和恒定。
[0036]作為第I系統(tǒng)13，在分支點和GND之間串聯(lián)連接有LED模塊IIa、LED模塊I Ib以及電流檢測電阻Rl。
[0037]并且，作為第2系統(tǒng)14，在分支點和GND之間串聯(lián)連接有LED模塊IIc、LED模塊I ld、半導(dǎo)體開關(guān)元件SI以及電流檢測電阻R2。
[0038]并且，作為第3系統(tǒng)15，在分支點和GND之間串聯(lián)連接有LED模塊IIe、LED模塊I If、半導(dǎo)體開關(guān)元件S2以及電流檢測電阻R3。
[0039]電流控制部24控制流過各系統(tǒng)的電流。例如，電流控制部24檢測在與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下位于最下部的系統(tǒng)中流過的電流，并且基于檢測出的電流值，控制流過其他系統(tǒng)的電流的有效值。即，電流控制部24以第I系統(tǒng)13為基準檢測流過其他系統(tǒng)的電流，并且基于檢測出的電流值，控制流過其他系統(tǒng)的電流的有效值。
[0040]具體而言，電流控制部24檢測施加于電阻值已知的電流檢測電阻R1、電流檢測電阻R2以及電流檢測電阻R3的電壓，從而檢測流過各系統(tǒng)的電流值的瞬時值。電流控制部24用電流檢測電阻Rl的電阻值除施加于電流檢測電阻Rl的電壓，從而檢測出流過第I系統(tǒng)13的系統(tǒng)電流的電流值II。并且，電流控制部24用電流檢測電阻R2的電阻值除施加于電流檢測電阻R2的電壓，從而檢測出流過第2系統(tǒng)14的系統(tǒng)電流的電流值12。并且，電流控制部24用電流檢測電阻R3的電阻值除施加于電流檢測電阻R3的電壓，從而檢測出流過第3系統(tǒng)15的系統(tǒng)電流的電流值13。
[0041]如上所述，發(fā)光元件12的特性隨溫度的變化而變化。即，即使流過的電流相同，施加于發(fā)光元件12的正向電壓也隨發(fā)光元件12的溫度的變化而變化。因此，在各系統(tǒng)中連接有相同特性的負載的情況下，通過比較各系統(tǒng)中流過的電流的瞬時值，能夠識別是連接于作為基準的系統(tǒng)的發(fā)光元件的溫度高，還是連接于比較對象系統(tǒng)的半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度高。半導(dǎo)體發(fā)光元件在溫度上升的情況下電流更容易流過。由此可知，在比較對象系統(tǒng)的電流值高于作為基準的系統(tǒng)的電流值時，比較對象系統(tǒng)的發(fā)光元件的溫度高于作為基準的系統(tǒng)的發(fā)光元件的溫度。即，通過比較并聯(lián)連接的各系統(tǒng)中流過的電流的瞬時值，能夠識別是連接于作為基準的系統(tǒng)的半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度高，還是連接于比較對象系統(tǒng)的半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度高。
[0042]因此，電流控制部24通過根據(jù)作為基準的第I系統(tǒng)13的電流值11和其他系統(tǒng)的電流值之差來控制半導(dǎo)體開關(guān)元件SI以及半導(dǎo)體開關(guān)元件S2的開關(guān)動作，從而降低構(gòu)成發(fā)光部5的多個LED模塊11之間的溫度差。
[0043]例如，電流控制部24根據(jù)第I系統(tǒng)13的電流值11和第2系統(tǒng)14的電流值12之差來驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)元件SI。并且，電流控制部24根據(jù)第I系統(tǒng)13的電流值Il和第3系統(tǒng)15的電流值13之差來驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)元件S2。
[0044]電流控制部24例如根據(jù)脈沖信號切換半導(dǎo)體開關(guān)元件SI以及半導(dǎo)體開關(guān)元件S2的導(dǎo)通和截止。電流控制部24根據(jù)第I系統(tǒng)13的電流值Il和各系統(tǒng)的電流值之差，確定開關(guān)元件的導(dǎo)通時間和開關(guān)元件的截止時間之比(即，占空比)。例如，電流控制部24根據(jù)第I系統(tǒng)13的電流值Il和比較對象系統(tǒng)的電流值之差，減小占空比。即，電流控制部24根據(jù)基準系統(tǒng)的電流值和比較對象系統(tǒng)的電流值之差，將占空比中的開關(guān)元件的截止時間設(shè)定為較長。由此，電流控制部24降低流過比較對象系統(tǒng)的電流的有效值。由此，連接于比較對象系統(tǒng)的發(fā)光元件12中流過的電流量減少，從而能夠減少比較對象系統(tǒng)中的熱產(chǎn)生量。
[0045]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，照明裝置I對基準系統(tǒng)的電流值和其他系統(tǒng)的電流值進行比較，并根據(jù)電流值之差，控制流過其他系統(tǒng)的電流的有效值。由此，照明裝置I能夠進行如下控制，即相對于連接有溫度較低的發(fā)光元件的系統(tǒng)的電流，減少連接有溫度較高的發(fā)光元件的系統(tǒng)的電流量。因此，能夠抑制在連接有溫度較高的發(fā)光元件的系統(tǒng)中產(chǎn)生的發(fā)熱。其結(jié)果，照明裝置I能夠抑制構(gòu)成發(fā)光部5的多個LED模塊11的溫度的偏差。其結(jié)果，能夠抑制多個LED模塊11的壽命的偏差。
[0046]并且，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在照明裝置I中，將在與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下配置在最下方的LED模塊11所屬的系統(tǒng)作為基準系統(tǒng)，并且根據(jù)基準系統(tǒng)的電流值和其他系統(tǒng)的電流值之差，通過開關(guān)動作來控制其他系統(tǒng)的電流量。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)⒏飨到y(tǒng)中無需控制電流量的溫度最低的系統(tǒng)作為基準系統(tǒng)，因而能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)抑制構(gòu)成發(fā)光部5的多個LED模塊11的溫度的偏差。
[0047]另外，在上述實施方式中，對構(gòu)成發(fā)光部5的多個LED模塊11劃分為第I系統(tǒng)13、第2系統(tǒng)14以及第3系統(tǒng)15的例子進行了說明，但是并不只限定于該結(jié)構(gòu)。只要構(gòu)成發(fā)光部5的多個LED模塊11以相同的數(shù)量劃分為至少兩個以上的系統(tǒng)，不管怎樣劃分都是可以的。
[0048]圖4是表示構(gòu)成發(fā)光部5A的多個LED模塊11劃分為第I系統(tǒng)13A和第2系統(tǒng)14A這兩個系統(tǒng)時的LED模塊11的配置例的圖。
[0049]如圖4所示，發(fā)光部5A具備多個LED模塊I Ih?I lm(統(tǒng)稱為LED模塊11)。各LED模塊11分別具備發(fā)光元件12。
[0050]第I系統(tǒng)13A包括LED模塊I Ih的發(fā)光元件12、LED模塊11 i的發(fā)光元件12以及LED模塊11 j的發(fā)光元件12。并且第2系統(tǒng)14A包括LED模塊11k的發(fā)光元件12、LED模塊111的發(fā)光元件12以及LED模塊Ilm的發(fā)光元件12。
[0051 ]第I系統(tǒng)13A的發(fā)光元件12設(shè)置成，在發(fā)光面朝向斜下方或者朝向水平方向的情況下，即，與發(fā)光面正交的方向和垂直方向之間形成有角度的情況下，第I系統(tǒng)13A的發(fā)光元件12在垂直方向上位于第2系統(tǒng)14A的發(fā)光元件12的下方。
[0052]另外，在將構(gòu)成發(fā)光部5A的多個LED模塊11劃分為第I系統(tǒng)13A和第2系統(tǒng)14A這兩個系統(tǒng)時，通過省略圖3的第3系統(tǒng)15而形成照明裝置I的電氣系統(tǒng)。
[0053]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，照明裝置I將設(shè)置于下方的第I系統(tǒng)13A為基準與第2系統(tǒng)14A進行電流值的比較，并根據(jù)電流值之差控制流過第2系統(tǒng)14A的電流的有效值。通過這種結(jié)構(gòu)，照明裝置I也能夠抑制構(gòu)成發(fā)光部5A的多個LED模塊11的溫度的偏差。其結(jié)果，能夠抑制多個LED模塊11的壽命的偏差。
[0054]以上，對本實用新型的若干實施方式進行了說明，但這些實施方式只是舉例說明，并沒有限定實用新型范圍的意圖。這些實施方式能夠以其它各種方式實施，在不脫離本實用新型宗旨的范圍內(nèi)，可進行各種省略、置換、變更。這些實施方式或其變形均屬于本實用新型的范圍或宗旨內(nèi)，并且也包含在技術(shù)方案中記載的實用新型及其等同的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種照明裝置，其特征在于，具備: 具有配置于發(fā)光部的多個發(fā)光元件的發(fā)光部； 具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件的第一電流路徑； 具有預(yù)定數(shù)量的所述發(fā)光元件以及與該發(fā)光元件串聯(lián)連接的開關(guān)元件的第二電流路徑； 向所述第一電流路徑以及所述第二電流路徑施加電壓的電源； 根據(jù)流過所述第一電流路徑的第一電流值和流過所述第二電流路徑的第二電流值之差來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止的電流控制部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于， 所述電流控制部根據(jù)所述第一電流值和所述第二電流值之差來確定所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時間和所述開關(guān)元件的截止時間之比即占空比。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于， 在所述第二電流值大于所述第一電流值時，所述電流控制部減小所述占空比。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于， 連接于所述第一電流路徑的所述發(fā)光元件在垂直方向上配置在連接于所述第二電流路徑的所述發(fā)光元件的下方。
【文檔編號】H05B33/08GK205648078SQ201620223008
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】北村紀之, 宇佐美朋和, 高橋雄治, 吉岡勇多
【申請人】東芝照明技術(shù)株式會社