JP2016100116A - Ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ点灯装置およびｌｅｄ照明調光制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】０〜１００％の範囲で実質線形調光を行うことができるＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明調光制御方法の提供。【解決手段】相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力を制御して発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、を備えたＬＥＤ点灯装置において、前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、前記調光制御回路が、前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を含み、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とするＬＥＤ点灯装置および同点灯装置を備えるＬＥＤ照明装置並びにＬＥＤ照明調光制御方法。【選択図】図３

Description

本発明は、０〜１００％の調光を、簡易な回路構成で安定して行うことができるＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明調光制御方法に関する。

近年、発光部をＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）に代替した照明装置が多数提案されている。多数のＬＥＤ素子を集積して大光量化したＬＥＤ照明装置も提案されている。調光機能を有するＬＥＤ照明装置も提案されており、所定の周期に対してパワーデバイスをオンさせる時間を制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号のオンデューティを変化させる調光制御が広く行われている。
しかしながら、外部からのＰＷＭ信号のオンデューティ比が小さくなると、ＰＷＭ信号の１サイクルあたりのパワーデバイスのオン時間が少なくなり、出力電圧を一定に保つことができなくなることから、発光のちらつきなどの原因となるという課題がある。

そこで、特許文献１では、ＰＷＭ信号により発光素子の駆動を制御すると共に、前記発光素子に流れる電流に基づいてフィードバック制御を行い、前記発光素子を駆動する出力電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータを備えたＰＷＭ調光回路において、パワーデバイスのオン時間の最小値設定信号に基づいて、前記ＰＷＭ信号が前記最小値設定信号より短い場合に、前記フィードバック制御を停止し、前記出力電圧を上昇させる制御に遷移するＰＷＭ調光回路が提案されている。

特開２０１１−６０６９６号公報

調光制御機能を有する電源が市販されているが、一般には調光範囲は１０〜１００％であり、揺らぎやちらつきなく０％付近まで調光制御が可能な製品は販売されていなかった。また、ディジタル方式での調光の場合も分解能に限界があり、０％までの連続調光はできなかった。

ところで、発光部を水中に投下して使用する水中集魚灯においては、光で集めた魚の密度を高めるために数％以下の範囲で実質線形調光を行うことが必要とされており、限りなくゼロに近い範囲（すなわち１％以下）における実質線形調光が求められており（後述の図３参照）、揺らぎやちらつきの問題も解消しなくてはならない。

そこで、本発明は、０〜１００％の範囲で実質線形調光を行うことができるＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明調光制御方法を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ照明装置は、相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールを有する発光部と、前記ＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力をＰＷＭ信号によって制御して前記発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、前記発光部と前記可変定電圧電源部および前記調光制御回路を接続するケーブルと、を備えたＬＥＤ照明装置において、前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、前記調光制御回路が、前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を含み、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とする。

上記ＬＥＤ照明装置において、前記調光制御回路が、光量１％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴としてもよい。
上記ＬＥＤ照明装置において、前記調光制御回路が、周波数が２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し、前記波形整形回路が、ＯＮ動作を制御するゲート信号の立ち上がり時間がＰＷＭの周期の１％〜２０％となるように制御する時定数回路として機能することを特徴としてもよい。
上記ＬＥＤ照明装置において、水中集魚灯であることを特徴としてもよく、この場合、さらに、前記ＬＥＤモジュールの点灯状況を多段階表示する点灯モニタ装置を備えることが好ましく、前記ケーブルの長さが１５０ｍ以上かつ４００ｍ以内であることを特徴とすることがより好ましい。

上記ＬＥＤ照明装置において、前記波形整形回路が、ＯＮ信号用抵抗およびコンデンサを備え、ＯＮ動作を制御するゲート信号を入力する入力回路と、ＯＦＦ信号用抵抗およびダイオードを備え、入力回路と並列に接続された放電回路とを備え、前記ＯＮ信号用抵抗の抵抗値が、前記ＯＦＦ信号用抵抗の抵抗値の５〜２０倍大きいことを特徴としてもよく、この場合、前記ＯＮ信号用抵抗の抵抗値が、１０Ω〜１ｋΩであることを特徴とすることが好ましい。
上記ＬＥＤ照明装置において、定格消費電力が１００Ｗ〜３０００Ｗであることを特徴としてもよい。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力を制御して発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、を備えたＬＥＤ点灯装置において、前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、前記調光制御回路が、前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を含み、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ照明調光制御方法は、相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールを有する発光部と、前記ＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、前記ＬＥＤモジュールと一対一に接続され、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧を制御対象電圧に変換する複数個のレベル変換回路と、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力をＰＷＭ信号によって制御して前記発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、前記発光部と前記可変定電圧電源部および前記調光制御回路を接続するケーブルと、を備えたＬＥＤ照明装置の調光制御方法において、前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、前記調光制御回路に前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を設け、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことを特徴とする。

本発明の集魚方法は、前記水中集魚灯であるＬＥＤ照明装置を用いて、水深４００ｍ以下で集魚する方法であって、前記発光部を１００％から数％の光量まで段階的に暗くする第１工程、前記発光部を数％から０％の光量まで実質線形調光により段階的に暗くする第２工程、を含むことを特徴とし、好ましくは水深１５０ｍ以上かつ４００ｍ以下で集魚することを特徴とし、より好ましくは水深１５０ｍ以上かつ３００ｍ以下で集魚することを特徴とする。

本発明によれば、０〜１００％の範囲で実質線形調光を行うことができるＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明調光制御方法を提供することが可能となる。

実施形態例１に係るＬＥＤ照明装置の概要回路構成図である。 過電流および断線を検出するための回路の構成図である。 実施形態例１におけるパワーデバイス（パワーＭＯＳＦＥＴ）のゲート波形例である。 実施形態例２に係るＬＥＤ照明装置の概要回路構成図である。

本発明の好ましい実施形態例に係るＬＥＤ照明装置を説明する。
《実施形態例１》
［構成］
図１は、実施形態例１に係るＬＥＤ照明装置の概要回路構成図である。本実施形態例のＬＥＤ照明装置は、直列に接続された多数個のＬＥＤ素子３１からなる単位直列モジュール２個を並列接続してなるＬＥＤモジュール３をＮ組備える回路構成である。本実施形態例では、単位直列モジュールを３６個のＬＥＤ素子により構成しているが、素子数は例示の個数に限定されず、例えば、１０〜５０個のＬＥＤ素子により単位直列モジュールを構成することが可能である。ＬＥＤ素子３１はパッケージタイプのものにより構成してもよいし、ＣＯＢ（chip on board）実装されたベアチップにより構成してもよい。また、ＬＥＤモジュール３を、単一の単位直列モジュールにより構成してもよい。

Ｎ組のＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎは並列に接続され、Ｎ組のレベル変換回路４_１〜４_Ｎがそれぞれ一対一で接続されている。ここで、Ｎは正の自然数であり、例えばＬＥＤモジュールの数は２〜３０個、好ましくは２〜１０個である。

ＬＥＤ素子３１は流れる電流に応じて光出力が変化するため、多数個のＬＥＤ素子３１は全て同一仕様のものを使用する。しかし、個体差のばらつきや雰囲気温度により順方向電圧が変動するため、同一仕様のものでも適正な順方向電流にばらつきが生じる。ＬＥＤ素子３１に流れる電流が最大定格を越えると破損したり、寿命が短くなったりするという問題が生じるため、本実施形態例ではＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎに流れる電流をモニタするためのレベル変換回路４_１〜４_Ｎを設けている。

レベル変換回路４は、抵抗４１と、電流センシングアンプ４２と、トランジスタ４３と、抵抗４４および４５とを備えて構成される。
抵抗４１は定電流制御用のハイサイド側（高電位側）検出抵抗である。
電流センシングアンプ４２は、抵抗４１の電圧に比例した定電流を発生させるため、トランジスタ４３のベースに電圧を供給する構成としている。

トランジスタ４３は、抵抗４１に流れる電流に比例した定電流を流すことを可能とするため、電流センシングアンプ４２と連動して動作する定電流回路を構成している。トランジスタ４３はＭＯＳＦＥＴに置き換えてもよい。
抵抗４４はＬＥＤ素子３１に流れる電流に比例した値を電圧に変換すると共に、ローサイド側（低電位側）の電位に変換するための抵抗である。
抵抗４５は電流をセンシングするための抵抗であり、電力損失を軽減させる観点から低い値（例えば０．２Ω）により構成している。

レベル変換回路４は、定電流を抵抗４４に流すことで制御対象電圧に変換を行い、ＬＥＤ素子３１の調光制御（０〜１００％の調光制御）を行う。例えば、可変定電圧電源９によりＬＥＤ素子３１に流れる電流を０〜０．７Ａの範囲で可変して０〜１００％の調光制御を行う場合、レベル変換回路４側では、抵抗４１を２００Ωで構成して０〜０．７ｍＡの定電流とし、この定電流を抵抗４４に流すことで制御対象電圧に変換を行う。この場合、抵抗４４は可能な範囲で高い抵抗値（例えば、２００〜１０ｋΩ）とすることで、微小な電流領域までの制御動作が可能となる。
例えば、抵抗４４を１０ｋΩとした場合、抵抗４１には０〜０．７ｍＡが流れるため、抵抗４４の両端には０〜７Ｖの電圧が発生する。この電圧には多くのノイズが含まれているため、ローパスフィルタ回路を介して最大値検出回路１３および最小値検出回路１５に入力することが好ましい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、フライバック式コンバータであり、ＰＷＭ変調器８によりパルス信号をパワーデバイス（例えばパワーＭＯＳＦＥＴ）のゲートに入力し、各ＬＥＤモジュールに適正な直流電圧を供給する役割をする。例えば、各ＬＥＤモジュールの単位直列モジュールの素子数が３６個であり、ＬＥＤ素子３１の順方向電圧を３．５Ｖと仮定すると、１００％点灯に必要な供給電圧は１２６Ｖであり、また、消灯状態ではＬＥＤ素子の順方向電圧は２．５Ｖ以下であるため供給電圧は９０Ｖ程度となるところ、調光設定範囲に応じて出力電圧を可変する構成としている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６およびＡＣ／ＤＣコンバータ７が、可変定電圧電源９を構成する。なお、定電流電源は、ＬＥＤモジュールの故障時に他の各ＬＥＤモジュールの電流値が増えてしまうという課題があるため採用しえない。

ＰＷＭ変調器８は、パルス波のデューティ比を変化させて変調するパルス幅変調（pulse width modulation）を行うことで、全発光光量を０〜１００％の間で調整する。実施形態例１のＬＥＤ照明装置は水中集魚灯であり、ＰＷＭ信号の周波数は例えば１００ｋＨｚである。この水中集魚灯は、最初は１００％の光量で広範囲の魚を集め、徐々に光量減らすことで魚を集約し、最終的には０％まで調光する用途に用いられる。

ゲートドライバー１９は、ＰＷＭ変調器８からのＰＷＭ信号に基づきパワーデバイス３０のゲート信号を生成する。ゲートドライバー１９は、ＰＷＭ変調器８の電圧出力を受けてパワーデバイス３０を駆動するのに必要な電流増幅機能を有する。パワーデバイス３０は、入力側に静電容量分が存在するため、このコンデンサを充電するための十分な電流出力が可能な能力が必要である。

波形整形回路２０は、抵抗２１と、コンデンサ２２と、ダイオード２３と、抵抗２４とを備えて構成され、抵抗２１とコンデンサ２２およびパワーデバイス３０の入力容量分から構成される時定数回路となる。ここで、抵抗２１は、抵抗２４の抵抗値よりも５〜２０倍大きい値とすることが好ましい。例えば抵抗２１を１００Ω、コンデンサ２２を３３０ｐＦ、パワーデバイス３０の入力容量を３７８０ｐＦとした場合の時定数は、約０．４μｓとなる。一方、ゲートドライバー１９の出力が０Ｖの場合にはパワーデバイス３０のゲートに蓄積された電荷が放電されることとなり、抵抗２４を１０Ωとした場合の時定数は０．０４μｓとなる。このように、波形整形回路２０は、パワーデバイス３０のゲートへの入力波形が、オン時には緩やかな立ち上がりとなり、オフ時には急峻な立下り波形となるよう作用する。

波形整形回路２０により立ち上がり波形を鈍している理由は、光量数％以下から０％までの調光制御を安定的に行うためである。立ち上がり波形を制御しない急峻な立ち上がりのままでデューティ比を下げ、調光制御が０％に近づくと定周期のパルスが出なくなり、揺らぎやちらつきの原因になる。立ち上がり波形を鈍す制御をすることで、パルスの波高値が自然に下がってくるため、パワーデバイス（パワーＭＯＳＦＥＴ）３０の半オン状態を作り出すことができ、微小な電流まで調光制御を継続させられるという有利な効果が奏される。ここで、光量数％以下（特に１％以下）から０％までの調光制御を行うためには、人の目では消灯状態と見えるが実際には微小な電流が流れた状態まで継続して制御を行うことが重要であり、本実施形態例ではこのような微少な電流の制御を行うことにより光量数％以下（特に１％以下）から０％までのスムーズな調光を実現している。このような高精度の０％までの調光制御は、深海魚の漁業に用いられる水中集魚灯において特に有利であるといえる。

立ち上がり波形の時定数は、例えば、ＰＷＭの周期の１％〜２０％の範囲が適切であるが、波形の鈍りの部分の占める割合が大きいとパワーデバイス３０の発熱が多くなるため、適切な割合を選択する必要がある。具体例をあげると、周波数が１００ｋＨｚの場合では０．１μｓ〜２μｓの範囲となる。

図３は、本実施形態例におけるパワーデバイス（パワーＭＯＳＦＥＴ）３０のゲート波形例である。ここで、（ａ）１００％点灯時のゲート波形であり、（ｂ）１％点灯時のゲート波形であり、（ｃ）０．１％点灯時のゲート波形である。図３から、本実施形態例では、１％以下から０％までの調光制御において、ゲート波形の立ち上がりを緩やかにする制御が行われている。ここで、本実施形態例では、ＯＦＦ動作を制御するゲート信号の立下り時の波形についても波形が鈍る構成となっているが、立下り波形については急峻な形状としても問題はない。パワーデバイス３０を制御しているゲートドライバー１９が壊れないようにするために電流制限抵抗を入れたため、立ち下がり波形の鈍りを生じる結果となっている。

調光設定回路１１は、調光信号としての電圧信号（例えば０〜７Ｖ）を、調光制御アンプ１２に基準電圧として入力する。一方で調光制御アンプ１２には、各ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎの負荷電流の最大値に対応した電圧信号が入力され、基準電圧と実質同一となるように制御される。このような制御を調光制御アンプ１２で行うことで、ＬＥＤグループ１〜Ｎのいずれかに過電流が発生した場合には、ＬＥＤモジュール全体の出力を抑えて、ＬＥＤ素子３１が損傷することを防ぐよう作用する。図２に示す調光制御回路１０は、調光設定回路１１と、調光制御アンプ１２と、波形整形回路２０とから構成され、可変定電圧電源９と接続される。本実施形態例ではＬＥＤモジュール毎の電流値制御は行わず、電源電圧は一括での制御となる。ＬＥＤモジュール毎の電流値制御を行うためには、モジュール数と同数の電源が必要となり、高コストとなるからである。

最大値検出回路１３は、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎに流れる電流の最大値を検出するための回路であり、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎと一対一で接続されたＮ個の最大値検出アンプを備えている。最大値検出回路１３は、Ｎ個のＬＥＤモジュールに流れる電流の最大値のみを検出し、この最大値の電流に対して、調光設定回路１１からの調光信号に基づいて調光制御アンプ１２により制御が行われる。その結果、各ＬＥＤモジュールの電流は調光設定に基づく電流値以下となり、ＬＥＤ素子の短絡や断線に伴う負荷変動があった場合にも適正な条件で全てのＬＥＤ素子を駆動することが可能となる。

過電流検出回路１４は、最大値（ＯＵＴ−ＭＡＸ）が基準値以上（例えば、目標電流値の＋３０％）となった場合に過電流有りと判定する。調光設定に基づく基準値により各ＬＥＤモジュールに流れる電流の最大値を比較制御する方式であるため、基準値よりも多くの電流値が検出された場合は、過電流が発生していると判定し、照明装置に異常があるとして異常表示ランプを点滅させる。例えば、１００％点灯時の各ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎの電流値が０．７Ａであり、過電流検出回路１４への入力電圧が７Ｖである場合、過電流判定基準値を１０Ｖに設定しておけば、１００％点灯は過電流としては検出されない。一方、各ＬＥＤモジュールの電流の最大値が１．０Ａを超えた場合には、過電流として検知される。過電流があると、最大値検出回路１３および調光制御アンプ１２により、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎの出力が全体的に下げられる。

最小値検出回路１５は、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎのうち、断線により電流が流れなくなったＬＥＤモジュールを検出するためのものであり、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎと一対一で接続されたＮ個の最小値検出アンプを備えている。最小値検出回路１５は、Ｎ個のＬＥＤモジュールに流れる電流の最小値のみを検出し、断線検出回路１６に出力する。本実施形態例では、断線判定基準値に対して５０〜７０％を下回った場合に断線故障が発生したと判定しているが、調光範囲の１％以下の場合は、断線故障の判定の対象外としている。また、本実施形態例では、ＬＥＤ素子３１の損傷による断線の場合と、電源を供給しているケーブル側の断線も含めた形で照明装置の断線故障を検出している。

断線検出回路１６は、最小値（ＯＵＴ−ＭＩＮ）が基準値以下（例えば、下限の電流値の−５０％）となった場合に断線有りと判定する。断線検出回路１６は、断線があると判定した場合には、リモコン部８０の異常表示ランプを点滅させる。断線時には負荷が減り電流が増えるが、最大値検出回路１３および調光制御アンプ１２により、ＬＥＤモジュール３_１〜３_Ｎの出力が全体的に下げられる。

《実施形態例２》
実施形態例２に係るＬＥＤ照明装置は、図４に示すように、回路部６０と、発光部７０と、リモコン部８０とを主要な構成要素とする。発光部７０とリモコン部８０とがＬＥＤ点灯装置を構成する。

回路部６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１および電源制御部６２が実装された基板６３と、点滅周期設定スイッチ６４と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６５と、電流検知回路６６とを主要な構成要素とし、これらは防水仕様のボックスに収納されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、複数の電源装置（例えば、２４０Ｗ・３６Ｖの電源装置４台）から供給される１４４Ｖの直流電圧を調光設定が１００％時には、１２６Ｖまで降圧して発光部７０に供給する。

電源制御部６２は、ＰＷＭ変調装置と、調光制御装置と、断線判定装置と、異常検知装置と、点灯モニタ装置と、パルス点灯装置とを備えている。
ＰＷＭ変調装置は、実施形態例１と同様のＰＷＭ変調回路により実現される。実施形態例２のＬＥＤ照明装置も水中集魚灯であり、水中灯の全発光光量を０〜１００％の間で調整する。なお、実施形態例２のＬＥＤ照明装置は、発光部７０を取り付け可能な支持部材を気中に設ければ、同様の回路構成のまま気中集魚灯として使用することも可能である。

調光制御装置は、調光設定回路１１、調光制御アンプ１２、波形整形回路２０、最大値検出回路１３および過電流検出回路１４により実現され、いずれの要素も実施形態例１と同様の構成である。６個の最大値検出回路１３により６個のＬＥＤモジュール７１を流れる電流値の最大値のみを検出し、過電流検出回路１４は最大値が基準値以上（例えば、目標電流値の＋１０〜３０％）となった場合に過電流有りと判定する。過電流有りと判定された場合には、電流量を制御することで過電流発生時のＬＥＤ素子３１の損傷を回避すると共に、リモコン部８０で過電流発生を知らせる警告が出力される。

断線判定装置は、実施形態例１と同様であり（図２参照）、断線検出回路１６および最小値検出回路１５により実現される。６個の最小値検出回路１５により６個のＬＥＤモジュール７１を流れる電流値の最小値のみを検出し、断線検出回路１６は最小値が基準値以下（例えば、目標電流値の−３０〜５０％）となった場合に断線と判定する。断線有りと判定された場合には、リモコン部８０で断線を知らせる警告が出力される。

異常検知装置は、過電流、断線、ＬＥＤ基板温度異常を検出する。過電流および断線が検出された場合は、故障ランプを点滅動作させる。また、ＬＥＤ基板温度が異常に上昇した場合には、サーマルガード７２が動作し、故障ランプが点灯表示する。

点灯モニタ装置は、水没させて使用する水中集魚灯では船上から点灯状況が把握できないところ、点灯状況を確認するためのものである。本実施形態例では、５％以下、２０％、４０％、６０％、８０〜１００％の５段階により点灯表示する仕様としている。特に、５％以下の場合には表示灯の明るさが調光制御と連動しており、消灯までの間の明るさをモニタ可能な構成としている。
パルス点灯装置は、点滅周期設定スイッチ６４を備えており、予め設定されたパルス点灯周期を選択することを可能としている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ６５は、電源制御部６２を駆動するための制御用電源装置と、水中集魚灯を点灯するための点灯用電源装置とから構成される。点灯用電源装置と制御用電源装置とは兼用してもよいし、別体としてもよい。本実施形態例では三個の同一仕様の電源装置（定格電力３００Ｗ、直流電圧４８Ｖ）を直列接続することにより出力１４４Ｖの点灯用電源装置を構成したが電源装置の個数はこれに限定されず、例えば四個の３６Ｖの電源装置を直列接続することにより１４４Ｖの出力を得てもよい。

発光部７０は、７２個のＬＥＤ素子を具備するＬＥＤモジュール７１を６個備えており、各ＬＥＤモジュール７１は並列に接続されている。各ＬＥＤモジュール７１は、３６個のＬＥＤ素子を直列に接続した単位直列モジュール２個を並列接続して構成されている。ＬＥＤ素子は、電流値の最大定格が０．７Ａ、順電圧が３．５Ｖ（Ｉ_ｆ＝０．３５Ａ）であり、全て同一仕様のものを使用している。発光部７０の全光束は３９，０００ｌｍ、定格消費電力は約６００Ｗ、耐水深は３００ｍである。定格消費電力は例示のものに限定されず、例えば１００Ｗ〜３０００Ｗの範囲のものを構成することが技術的には可能である。

サーマルガード７２は、基板温度が高温になると電力供給をシャットダウンし、所定時間経過後に電力供給を再開する間欠制御を行う。サーマルガード７２が作動すると、リモコン部８０でサーマルガード７２の作動を知らせる警告が出力される。ケーブル７３は、例えば２５〜３００ｍの長さであり、船内に配置される回路部６０と発光部７０とを電気的に接続する。

リモコン部８０は、回路部６０と電気的に接続され、回路部６０および発光部７０を制御することが可能である。上述したように、リモコン部８０は調光モニタ８２に、過電流、断線およびサーマルガード作動の警告を出力するので、漁業従事者は船内で回路部６０および発光部７０の異常を知ることが可能である。より詳細には、エラー表示ＬＥＤ８１に、警告が表示される。これに加え、スピーカにより音で警告を出力するようにしてもよい。発光部７０は視認不能な海中に位置することが想定されるところ、発光部７０の異常を船内で知ることができることの意義は大きい。なお、発光部７０を気中に配置した場合においても、発光部７０の異常を直ちには視認できない場所にいるリモコン部８０の操作者が、発光部７０の異常を知ることができるという効果が奏される（かかる効果は集魚灯に限定されず、例えば投光器においても認められるものである。）。
調光設定ボリューム８３は、つまみ式の可変抵抗器であり、全発光光量を０〜１００％の間で調整することが可能である。

以上に説明した実施形態例２のＬＥＤ照明装置によれば、電源制御部と調光制御部が切り離されているので、安価なスイッチング電源を採用することが可能である。また、光量１％以下の範囲で実質線形調光ができるので、水深１５０〜４００ｍ（特に２００〜３００ｍ）に生息する深海魚の漁業に特に好適である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。

３ ＬＥＤモジュール
４ レベル変換回路
５ ローパスフィルタ回路
６，６１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
７，６５ ＡＣ−ＤＣコンバータ
８ ＰＷＭ変調器
９ 可変定電圧電源
１０ 調光制御回路
１１ 調光設定回路
１２ 調光制御アンプ
１３ 最大値検出回路
１４ 過電流検出回路
１５ 最小値検出回路
１６ 断線検出回路
１９ ゲートドライバー
２０ 波形整形回路
２１，２４ 抵抗
２２ コンデンサ
２３ ダイオード
３０ パワーデバイス
３１ ＬＥＤ素子
４１，４４，４５ 抵抗
４２ 電流センシングアンプ
４３ トランジスタ
６０ 回路部
６１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６２ 電源制御部
６３ 基板
６４ 点滅周期設定スイッチ
６５ ＡＣ／ＤＣコンバータ
６６ 電流検知回路
７０ 発光部
７１ ＬＥＤモジュール
７２ サーマルガード
７３ ケーブル
８０ リモコン部
８１ エラー表示ＬＥＤ
８２ 調光モニタ
８３ 調光設定ボリューム

Claims (13)

1. 相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールを有する発光部と、
   前記ＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、
   前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力をＰＷＭ信号によって制御して前記発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、
   前記発光部と前記可変定電圧電源部および前記調光制御回路を接続するケーブルと、備えたＬＥＤ照明装置において、
   前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、
   前記調光制御回路が、前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を含み、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記調光制御回路が、光量１％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記調光制御回路が、周波数が２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し、
   前記波形整形回路が、ＯＮ動作を制御するゲート信号の立ち上がり時間がＰＷＭの周期の１％〜２０％となるように制御する時定数回路として機能することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 水中集魚灯であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
5. さらに、前記ＬＥＤモジュールの点灯状況を多段階表示する点灯モニタ装置を備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ照明装置。
6. 前記ケーブルの長さが１５０ｍ以上かつ４００ｍ以内であることを特徴とする請求項４または５に記載のＬＥＤ照明装置。
7. 前記波形整形回路が、ＯＮ信号用抵抗およびコンデンサを備え、ＯＮ動作を制御するゲート信号を入力する入力回路と、ＯＦＦ信号用抵抗およびダイオードを備え、入力回路と並列に接続された放電回路とを備え、
   前記ＯＮ信号用抵抗の抵抗値が、前記ＯＦＦ信号用抵抗の抵抗値の５〜２０倍大きいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
8. 前記ＯＮ信号用抵抗の抵抗値が、１０Ω〜１ｋΩであることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
9. 定格消費電力が１００Ｗ〜３０００Ｗであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
10. 相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、
    前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力を制御して発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、を備えたＬＥＤ点灯装置において、
    前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、
    前記調光制御回路が、前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を含み、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことができることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
11. 相互に並列に接続される複数個のＬＥＤモジュールを有する発光部と、
    前記ＬＥＤモジュールに直流電圧を供給する可変定電圧電源部と、
    前記ＬＥＤモジュールと一対一に接続され、前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧を制御対象電圧に変換する複数個のレベル変換回路と、
    前記可変定電圧電源部から供給される直流電圧出力をＰＷＭ信号によって制御して前記発光部を所望の光量で点灯させる調光制御回路と、
    前記発光部と前記可変定電圧電源部および前記調光制御回路を接続するケーブルと、を備えたＬＥＤ照明装置の調光制御方法において、
    前記可変定電圧電源部が、前記ＰＷＭ信号に基づき生成したゲート信号によりＯＮ／ＯＦＦ動作するパワーＭＯＳＦＥＴを含み、
    前記調光制御回路に前記ゲート信号の立ち上がりを鈍らせる波形整形回路を設け、光量数％以下の範囲で実質線形調光を行うことを特徴とするＬＥＤ照明調光制御方法。
12. 請求項４または５に記載のＬＥＤ照明装置を用いて、水深４００ｍ以下で集魚する方法であって、
    前記発光部を１００％から数％の光量まで段階的に暗くする第１工程、
    前記発光部を数％から０％の光量まで実質線形調光により段階的に暗くする第２工程、を含む集魚方法。
13. 請求項６に記載のＬＥＤ照明装置を用いて、水深１５０ｍ以上かつ４００ｍ以下で集魚する方法であって、
    前記発光部を１００％から数％の光量まで段階的に暗くする第１工程、
    前記発光部を数％から０％の光量まで実質線形調光により段階的に暗くする第２工程、を含む集魚方法。