照明装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种长寿命的照明装置。一种实施方式所涉及的照明装置具备：发光部、第一电流路径、第二电流路径、电源、电流控制部。发光部具有配置于发光部的多个发光元件。第一电流路径具有预定数量的所述发光元件。第二电流路径具有预定数量的所述发光元件以及与该发光元件串联连接的开关元件。电源向所述第一电流路径以及所述第二电流路径施加电压。电流控制部根据流过所述第一电流路径的第一电流值和流过所述第二电流路径的第二电流值之差来控制所述开关元件的导通和截止。
【专利说明】
照明装置
技术领域
[0001]本实用新型的实施方式涉及一种照明装置。
【背景技术】
[0002]有一种作为投光灯的照明装置，其用于运动竞技用运动场等的照明，或者用于聚光灯等。并且，这种照明装置中有将以平面状排列的多个LED(发光二极管)用作发光元件的照明装置。
[0003]专利文献I:日本特开2014 — 086159号公报
[0004]在投光灯中，排列有LED的发光面相对于水平方向朝向斜下方的情况较多。通常，发光面中的配置在垂直方向上侧的LED的温度高于配置于下侧的LED的温度。LED的寿命依赖于基于温度的劣化程度。因此，投光灯存在如下问题:若发光面的温度分布不均匀，则会导致LED的寿命出现偏差，造成照明装置的寿命变短。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种长寿命的照明装置。
[0006]—种实施方式所涉及的照明装置具备:发光部、第一电流路径、第二电流路径、电源、电流控制部。发光部具有配置于发光部的多个发光元件。第一电流路径具有预定数量的所述发光元件。第二电流路径具有预定数量的所述发光元件以及与该发光元件串联连接的开关元件。电源向所述第一电流路径以及所述第二电流路径施加电压。电流控制部根据流过所述第一电流路径的第一电流值和流过所述第二电流路径的第二电流值之差来控制所述开关元件的导通和截止。
[0007]本实用新型能够提供一种长寿命的照明装置。
【附图说明】
[0008]图1是用于说明一种实施方式所涉及的照明装置的外观的例子的图。
[0009]图2是用于说明一种实施方式所涉及的照明装置的LED模块的配置例的图。
[0010]图3是用于说明一种实施方式所涉及的照明装置的点灯电路的例子的图。
[0011]图4是用于说明一种实施方式所涉及的照明装置的LED模块的其他配置例的图。
[0012]图中:1-照明装置;2-基体部；3-腿部;4-散热部；5-发光部;6_安装部;7_铰链;9_点灯电路;11 -LED模块；12-发光元件；13-第I系统；14-第2系统；15-第3系统;21 -整流电路；22-功率因数改善电路;23-电源;24-电流控制部。
【具体实施方式】
[0013]以下说明的实施方式所涉及的照明装置I具备:发光部5、第I系统13、第2系统14、电源23、电流控制部24。发光部5具有配置于发光部5的多个发光元件12。第I系统13具有预定数量的发光元件12。第2系统14具有预定数量的发光元件12以及与该发光元件12串联连接的开关元件SI。电源向第I系统13以及第2系统14施加电压。电流控制部24根据流过第I系统13的第一电流值和流过第2系统14的第二电流值之差来控制开关元件SI的导通和截止。
[0014]以下说明的实施方式所涉及的照明装置I的电流控制部24根据第一电流值和第二电流值之差来确定开关元件SI的导通时间和开关元件SI的截止时间之比即占空比。
[0015]以下说明的实施方式所涉及的照明装置I的电流控制部24在第二电流值大于第一电流值时，将占空比中的开关元件SI的截止时间设定为较长。
[0016]以下说明的实施方式所涉及的照明装置I中，连接于第I系统13的发光元件12在垂直方向上配置在连接于第2系统14的发光元件12的下方。
[0017]以下说明的实施方式所涉及的照明装置I的控制方法中，照明装置I具备:发光部5，具有配置于发光部5的多个发光元件12;第I系统13，具有预定数量的发光元件12;第2系统14，具有预定数量的发光元件12以及与该发光元件12串联连接的开关元件SI ；电源23，向第I系统13以及第2系统14施加电压，所述控制方法中，根据流过第I系统13的第一电流值和流过第2系统14的第二电流值之差来控制开关元件SI的导通和截止。
[0018]以下，参照附图，对一种实施方式所涉及的照明装置以及照明装置的控制方法进行详细说明。
[0019]图1是表示一种实施方式所涉及的照明装置I的例子的外观图。照明装置I使安装在其上的光源发光。照明装置I为例如用于运动竞技用运动场等的照明、或者聚光灯等的投光灯。照明装置I具备:基体部2、腿部3、散热部4、发光部5。
[0020]基体部2是支承发光部5的支承体。基体部2具备:设置有发光部5的面、设置有散热部4的面。设置有发光部5的面和设置有散热部4的面设置在彼此对置的位置上。并且，基体部2通过例如铰链等连结部件连结于腿部3。另外，基体部2具备向发光部5的发光元件供给电力的点灯电路9。
[0021]腿部3是支承基体部2的支承体。腿部3具备安装部6和铰链7，安装部6用于将照明装置I安装于安装场所，铰链7与基体部2的连结部连结并且能够使基体部2改变角度。腿部3使基体部2以铰链7的轴为中心进行转动，从而能够改变由发光部5构成的发光面的朝向。具体而言，腿部3使与发光部5的发光面正交的方向在从水平方向到垂直方向(重力方向)之间进行转动。
[0022]散热部4具备多个散热片。散热部4释放基体部2的热量。散热部4设置在基体部2的与设置有发光部5的面相反的一侧的面上。散热部4的散热片由例如铝或者铸铝等散热性优越的轻型部件制成。
[0023]发光部5具备多个作为发光模块的LED模块Ila?llf(统称为LED模块11)。多个LED模块11为根据从点灯电路供给过来的电流而放射光的光源。各LED模块11具备基板和安装于基板上的发光元件12。各LED模块11可以具备多个发光元件12。各LED模块11的发光元件12例如为LED等半导体发光元件，多个LED通过串联连接、并联连接、串并联连接或者将串联连接、并联连接、串并联连结组合的连接方式连接成LED群。发光元件12通过因施加电压而流过的电流而发光，并且根据流过的电流值而改变发光强度。
[0024]另外，LED模块11也可以是具备两个输入端子和两个输出端子的结构。并且，LED模块11也可以具备两个LED群。两个LED群例如分别连接于两个输入端子中的一个输入端子和两个输出端子中的一个输出端子之间以及另一个输入端子和另一个输出端子之间。即，LED模块11可以连接于不同的系统并且具有两个电流路径且该两个电流路径分别具有LED群。并且，在具有两个电流路径且该两个电流路径分别具有LED群的LED模块11中，通过连接两个输入端子中的一个输入端子和两个输出端子中的一个输出端子，该LED模块11能够形成为具有一个电流路径且该一个电流路径具有串联连接的两个LED群的结构。并且，发光元件12具有电流电压特性随温度的变化而变化的特性。
[0025]图2是表示发光部5中的LED模块11的配置例的图。多个LED模块11以平面状排列在发光部，从而构成发光面。多个LED模块11按照预定的数量分别划分为不同的电气系统，并且每个电气系统构成具有发光元件12的电流路径。在图2所示的例子中，多个LED模块11划分为:作为第一电流路径的第I系统13、作为第二电流路径的第2系统14。
[0026]第I系统13包括LED模块11a的发光元件12以及LED模块11 b的发光元件12。并且，第2系统14包括LED模块Ilc的发光元件12以及LED模块Ild的发光元件12。并且，第3系统15包括LED模块lie的发光元件12以及LED模块Ilf的发光元件12。
[0027]第I系统13的发光元件12设置成，在发光面朝向斜下方或者朝向水平方向的情况下，即，在与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下，第I系统13的发光元件12在垂直方向上位于第2系统14的发光元件12以及第3系统15的发光元件12的下方。
[0028]并且，第2系统14的LED模块11的发光兀件12设置成，在与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下，第2系统14的LED模块11的发光元件12在垂直方向上位于第I系统13的发光元件12的上方且第3系统15的发光元件12的下方。
[0029]并且，第3系统15的发光元件12设置成，在与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下，第3系统15的发光元件12在垂直方向上位于第I系统13的发光元件12以及第2系统14的发光元件12的上方。
[0030]连接于第I系统13的发光元件12的数量、连接于第2系统14的发光元件12的数量、连接于第3系统15的发光元件12的数量相同。在本实施例中，连接于第I系统13的发光元件12的数量、连接于第2系统14的发光元件12的数量以及连接于第3系统15的发光元件12的数量均为七个。因此，在第I系统13、第2系统14以及第3系统15连接有等价的负载。因此，能够通过相同结构的点灯电路9控制第I系统13、第2系统14以及第3系统15。
[0031]图3是用于说明照明装置I的电气结构的例子的说明图。点灯电路9向第I系统的LED模块11、第2系统的LED模块11以及第3系统的LED模块11供给电流从而使各LED模块11的发光元件12点亮。点灯电路9具备:整流电路21、功率因数改善电路22、电源23、电流控制部24。
[0032]整流电路21将从商用电源Vac供给过来的交流电力转换成直流电力并使其平滑化。整流电路21例如具备由多个二极管构成的整流电桥。
[0033]功率因数改善电路22对整流电路21的输出电压进行升压后将其输出。功率因数改善电路22例如具备升压斩波器。
[0034]电源23将功率因数改善电路22的输出电压降压为与LED模块11的额定电压相对应的电压后将其输出。电源23例如具备降压斩波器，该降压斩波器通过切换半导体开关元件的导通和截止来控制电压的有效值。
[0035]在电源23的输出端子并联连接有第I系统13、第2系统14以及第3系统15。即，电源23的输出电压分别施加于第I系统13、第2系统14以及第3系统15，而电源23的输出电流则被控制成使分别流过第I系统13、第2系统14以及第3系统15的电流I1、12，13之和恒定。
[0036]作为第I系统13，在分支点和GND之间串联连接有LED模块IIa、LED模块I Ib以及电流检测电阻Rl。
[0037]并且，作为第2系统14，在分支点和GND之间串联连接有LED模块IIc、LED模块I ld、半导体开关元件SI以及电流检测电阻R2。
[0038]并且，作为第3系统15，在分支点和GND之间串联连接有LED模块IIe、LED模块I If、半导体开关元件S2以及电流检测电阻R3。
[0039]电流控制部24控制流过各系统的电流。例如，电流控制部24检测在与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下位于最下部的系统中流过的电流，并且基于检测出的电流值，控制流过其他系统的电流的有效值。即，电流控制部24以第I系统13为基准检测流过其他系统的电流，并且基于检测出的电流值，控制流过其他系统的电流的有效值。
[0040]具体而言，电流控制部24检测施加于电阻值已知的电流检测电阻R1、电流检测电阻R2以及电流检测电阻R3的电压，从而检测流过各系统的电流值的瞬时值。电流控制部24用电流检测电阻Rl的电阻值除施加于电流检测电阻Rl的电压，从而检测出流过第I系统13的系统电流的电流值II。并且，电流控制部24用电流检测电阻R2的电阻值除施加于电流检测电阻R2的电压，从而检测出流过第2系统14的系统电流的电流值12。并且，电流控制部24用电流检测电阻R3的电阻值除施加于电流检测电阻R3的电压，从而检测出流过第3系统15的系统电流的电流值13。
[0041]如上所述，发光元件12的特性随温度的变化而变化。即，即使流过的电流相同，施加于发光元件12的正向电压也随发光元件12的温度的变化而变化。因此，在各系统中连接有相同特性的负载的情况下，通过比较各系统中流过的电流的瞬时值，能够识别是连接于作为基准的系统的发光元件的温度高，还是连接于比较对象系统的半导体发光元件的温度高。半导体发光元件在温度上升的情况下电流更容易流过。由此可知，在比较对象系统的电流值高于作为基准的系统的电流值时，比较对象系统的发光元件的温度高于作为基准的系统的发光元件的温度。即，通过比较并联连接的各系统中流过的电流的瞬时值，能够识别是连接于作为基准的系统的半导体发光元件的温度高，还是连接于比较对象系统的半导体发光元件的温度高。
[0042]因此，电流控制部24通过根据作为基准的第I系统13的电流值11和其他系统的电流值之差来控制半导体开关元件SI以及半导体开关元件S2的开关动作，从而降低构成发光部5的多个LED模块11之间的温度差。
[0043]例如，电流控制部24根据第I系统13的电流值11和第2系统14的电流值12之差来驱动半导体开关元件SI。并且，电流控制部24根据第I系统13的电流值Il和第3系统15的电流值13之差来驱动半导体开关元件S2。
[0044]电流控制部24例如根据脉冲信号切换半导体开关元件SI以及半导体开关元件S2的导通和截止。电流控制部24根据第I系统13的电流值Il和各系统的电流值之差，确定开关元件的导通时间和开关元件的截止时间之比(即，占空比)。例如，电流控制部24根据第I系统13的电流值Il和比较对象系统的电流值之差，减小占空比。即，电流控制部24根据基准系统的电流值和比较对象系统的电流值之差，将占空比中的开关元件的截止时间设定为较长。由此，电流控制部24降低流过比较对象系统的电流的有效值。由此，连接于比较对象系统的发光元件12中流过的电流量减少，从而能够减少比较对象系统中的热产生量。
[0045]根据上述结构，照明装置I对基准系统的电流值和其他系统的电流值进行比较，并根据电流值之差，控制流过其他系统的电流的有效值。由此，照明装置I能够进行如下控制，即相对于连接有温度较低的发光元件的系统的电流，减少连接有温度较高的发光元件的系统的电流量。因此，能够抑制在连接有温度较高的发光元件的系统中产生的发热。其结果，照明装置I能够抑制构成发光部5的多个LED模块11的温度的偏差。其结果，能够抑制多个LED模块11的寿命的偏差。
[0046]并且，根据上述结构，在照明装置I中，将在与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下配置在最下方的LED模块11所属的系统作为基准系统，并且根据基准系统的电流值和其他系统的电流值之差，通过开关动作来控制其他系统的电流量。根据该结构，由于能够将各系统中无需控制电流量的温度最低的系统作为基准系统，因而能够通过简单的结构抑制构成发光部5的多个LED模块11的温度的偏差。
[0047]另外，在上述实施方式中，对构成发光部5的多个LED模块11划分为第I系统13、第2系统14以及第3系统15的例子进行了说明，但是并不只限定于该结构。只要构成发光部5的多个LED模块11以相同的数量划分为至少两个以上的系统，不管怎样划分都是可以的。
[0048]图4是表示构成发光部5A的多个LED模块11划分为第I系统13A和第2系统14A这两个系统时的LED模块11的配置例的图。
[0049]如图4所示，发光部5A具备多个LED模块I Ih?I lm(统称为LED模块11)。各LED模块11分别具备发光元件12。
[0050]第I系统13A包括LED模块I Ih的发光元件12、LED模块11 i的发光元件12以及LED模块11 j的发光元件12。并且第2系统14A包括LED模块11k的发光元件12、LED模块111的发光元件12以及LED模块Ilm的发光元件12。
[0051 ]第I系统13A的发光元件12设置成，在发光面朝向斜下方或者朝向水平方向的情况下，即，与发光面正交的方向和垂直方向之间形成有角度的情况下，第I系统13A的发光元件12在垂直方向上位于第2系统14A的发光元件12的下方。
[0052]另外，在将构成发光部5A的多个LED模块11划分为第I系统13A和第2系统14A这两个系统时，通过省略图3的第3系统15而形成照明装置I的电气系统。
[0053]根据上述结构，照明装置I将设置于下方的第I系统13A为基准与第2系统14A进行电流值的比较，并根据电流值之差控制流过第2系统14A的电流的有效值。通过这种结构，照明装置I也能够抑制构成发光部5A的多个LED模块11的温度的偏差。其结果，能够抑制多个LED模块11的寿命的偏差。
[0054]以上，对本实用新型的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。
【主权项】
1.一种照明装置，其特征在于，具备: 具有配置于发光部的多个发光元件的发光部； 具有预定数量的所述发光元件的第一电流路径； 具有预定数量的所述发光元件以及与该发光元件串联连接的开关元件的第二电流路径； 向所述第一电流路径以及所述第二电流路径施加电压的电源； 根据流过所述第一电流路径的第一电流值和流过所述第二电流路径的第二电流值之差来控制所述开关元件的导通和截止的电流控制部。2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于， 所述电流控制部根据所述第一电流值和所述第二电流值之差来确定所述开关元件的导通时间和所述开关元件的截止时间之比即占空比。3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于， 在所述第二电流值大于所述第一电流值时，所述电流控制部减小所述占空比。4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于， 连接于所述第一电流路径的所述发光元件在垂直方向上配置在连接于所述第二电流路径的所述发光元件的下方。
【文档编号】H05B33/08GK205648078SQ201620223008
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】北村纪之, 宇佐美朋和, 高桥雄治, 吉冈勇多
【申请人】东芝照明技术株式会社