JP2004319583A

JP2004319583A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2004319583A
Application number: JP2003107849A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Bessho; 正治別所; Masayoshi Ichimura; 昌義市村
Original assignee: TORITSU TSUSHIN KOGYO KK
Current assignee: TORITSU TSUSHIN KOGYO KK
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】従来のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ以外の回路による電力損失が多く、発光効率を向上することが困難であった。
【解決手段】ＬＥＤ照明ランプ１１はｍ個のＬＥＤユニット１２を並列接続して構成されている。ＬＥＤユニット１２は、ｎ個のＬＥＤとＬＥＤに定電流を流す定電流ドライバ１４が直列接続されている。ＬＥＤ照明ランプ１１は定電流電源１５に接続されている。定電流電源１５の応答速度は、定電流ドライバ１４の応答速度より速く設定されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）を用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、複数のＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置が開発されている。このＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ照明ランプと、このＬＥＤ照明ランプを点灯制御する定電圧電源部とから構成されている。ＬＥＤ照明ランプは、例えばｍ個のＬＥＤユニットを並列接続して構成されている。各ＬＥＤユニットは、例えばｎ個のＬＥＤと電流制限抵抗とを直列接続した構成、あるいはｎ個のＬＥＤと定電流ドライバを直列接続した構成とされている。定電流ドライバは、各ＬＥＤユニットの点灯電流を一定に保持する。すなわち、定電流ドライバは、ＬＥＤユニットに流れる電流を検出し、この検出された電流が設定値より増加したとき、定電流ドライバ内のトランジスタに流れる電流を減少させ、ＬＥＤユニットに流れる電流を設定値内に納める。前記定電圧電源部は、ＬＥＤ照明ランプを点灯するため、ＬＥＤ照明ランプに一定電圧の電力を供給する。
【０００３】
尚、この種の技術に関連する技術として、並列接続された複数のＬＥＤユニットに電流検出手段を設け、この電流検出手段の出力信号に応じて電圧レギュレータの動作を制御する発明、及び直列接続された複数のＬＥＤからなるＬＥＤユニットに回路要素としての定電流ドライバを接続し、この定電流ドライバの負担電圧がＬＥＤユニットのＬＥＤ列の順電圧よりも小さくなるよう定電圧レギュレータを制御する発明がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８４０９号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＬＥＤ照明ランプにおいて、個々のＬＥＤの順電圧（Ｖ_Ｆ）のばらつきがΔＶ_Ｆｉのとき、ｎ個のＬＥＤが直列接続された各ＬＥＤユニットの順電圧（ｎ・Ｖ_Ｆ）のばらつき幅は、ｎ個のΔＶ_Ｆｉの総和ΣΔＶ_Ｆｉ（ｉ＝１→ｎ）となる。このため、定電圧電源部から各ＬＥＤユニットに供給される点灯電圧は、各ＬＥＤユニットの最高の順電圧より高くなければならない。
【０００６】
一方、順電圧が最高のＬＥＤユニット以外のＬＥＤユニットは、順電圧がそれより低くなる。このため、このＬＥＤユニットに流れる電流が増加する。この電流はＬＥＤの最大許容電流以下でなければならない。よって、電流制限抵抗を用いたＬＥＤユニットは、抵抗値の大きな電流制限抵抗を必要とする。したがって、この抵抗により発光に貢献しない電力損失が増加することになる。
【０００７】
また、定電流ドライバを用いたＬＥＤユニットの場合、ＬＥＤの順電圧が低いユニットの定電流ドライバは、ＬＥＤの順電圧が最高のユニットとの差電圧と各ユニットの点灯電流との積に応じた電力分だけ発熱する。このため、この場合も発光に貢献しない電力損失が生じる。
【０００８】
さらに、個々のＬＥＤの順電圧にばらつきがあり、これをｎ個ｍ列接続して構成されたＬＥＤ照明ランプについても、個々のＬＥＤの順電圧のばらつきの最大幅をΔＶ_Ｆｍａｘとすると、ＬＥＤ照明ランプの順電圧のばらつきΣΔＶ_Ｆｉ（ｉ＝１→ｎ）は個々のＬＥＤ照明ランプでは最大ｎ・ΔＶ_Ｆｍａｘのばらつきとなる。この最大の順電圧を見込んで、点灯電圧を設定しなければならない。個々のＬＥＤ照明ランプの順電圧との差と点灯電流との積である電力も定電流ドライバで発熱し、発光に貢献しない電力損失となる。
【０００９】
ＬＥＤの順電圧は周囲温度によっても変動する。ＬＥＤ照明ランプを点灯させる電圧は順電圧の初期ばらつきに周囲温度による変動分を加えたものでなければならない。周囲温度が高くなると、順電圧は低くなる。この低くなった電圧分と各ＬＥＤユニットの点灯電流の積である電力も定電流ドライバで発熱し、発光に貢献しない電力損失となる。
【００１０】
さらに、上記特許文献１に記載されるように、ＬＥＤユニットと定電流ドライバとを接続したＬＥＤ照明装置において、定電圧レギュレータの出力電圧が変動して高くなったとき、その高くなった電圧分が定電流ドライバで吸収されると、発光に貢献しない電力損失が増加する。この出力電圧の変動要因としては、入力電圧の変動、出力負荷電流の変動、電源投入時のオーバーシュートやリップルがある。
【００１１】
また、従来のＬＥＤ照明装置は、同一光度の発光をするための順電流（Ｉ_Ｆ）を少なくできたとき、定電圧電源部がもとのままの電圧を発生すると、その減少分を電流制限抵抗又は定電流ドライバで吸収することとなる。このため、発光に貢献しない電力損失が増加していた。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤ以外の回路による電力損失を低減し、発光効率を向上することが可能なＬＥＤ照明装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤ照明装置は、上記課題を解決するため、ｎ個（ｎは２以上の整数）のＬＥＤと前記ＬＥＤに定電流を流す定電流ドライバが直列接続されたＬＥＤユニットをｍ個（ｍは２以上の整数）並列接続して構成されたＬＥＤ照明ランプと、前記ＬＥＤ照明ランプに電流を供給する定電流電源とを具備し、前記定電流電源の応答速度を前記定電流ドライバの応答速度より速く設定したことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のＬＥＤ照明装置は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のＬＥＤと前記ＬＥＤに定電流を流す定電流ドライバが直列接続されたＬＥＤユニットをｍ個（ｍは２以上の整数）並列接続して構成されたＬＥＤ照明ランプと、前記ＬＥＤ照明ランプに電流を供給する定電流電源とを具備し、前記定電流電源は、交流電源の整流出力電圧をスイッチングして整流するスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力電流を検出する検出器と、前記検出器の出力電圧と基準電圧との差電圧を出力する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力電圧に応じて前記スイッチング回路を制御する制御部とを有し、前記ＬＥＤ照明ランプの設定された点灯電流に応じて、前記基準電圧の電圧値を切替える切替え手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の構成を示している。ＬＥＤ照明ランプ１１は、ｍ個のＬＥＤユニット１２が並列接続して構成されている。各ＬＥＤユニット１２は、ｎ個のＬＥＤ１３と定電流ドライバ１４を有し、これらが直列接続されている。
【００１７】
また、定電流電源１５は、スイッチング回路１６、例えば抵抗からなる出力電流検出器１７、差動増幅器１８、スイッチング制御回路としての例えばパルス幅変調器（ＰＷＭ）１９により構成されている。出力電流検出器１７、差動増幅器１８、ＰＷＭ１９、スイッチング回路１６はフィードバックループを構成している。
【００１８】
スイッチング回路１６は、例えばトランス１６ａ、このトランス１６ａの一次巻き線に直列接続されたスイッチングトランジスタからなるスイッチ素子（ＳＷ）１６ｂ、トランス１６ａの二次巻き線に接続された整流回路１６ｃにより構成されている。このスイッチング回路１６は、入力された交流電源の整流出力電圧をスイッチングして整流し、直流電圧Ｅを出力する。この直流電圧Ｅは、ＬＥＤ照明ランプ１１に供給される。
【００１９】
出力電流検出器１７は前記スイッチング回路１６の出力端に接続され、スイッチング回路１６の出力電流を検出する。この出力電流検出器１７の検出出力信号は差動増幅器１８を介してＰＷＭ１９に供給される。このＰＷＭ１９は、差動増幅器１８の出力信号と基準信号とを比較し、これらの誤差に応じたパルス幅を有するパルス信号を出力する。このパルス信号は、スイッチ素子１６ｂのゲートに供給される。したがって、スイッチ素子１６ｂは、ＰＷＭ１９から出力されるパルス信号により駆動され、定電流電源１５は一定の電圧Ｅ、電流Ｉを出力する。
【００２０】
図２は、各ＬＥＤユニット１２に設けられた定電流ドライバ１４の一例を示している。この定電流ドライバ１４は、トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及びコンデンサＣ１により構成されている。トランジスタＱ１のコレクタはＬＥＤのカソードに接続され、ベース・エミッタはトランジスタＱ２のコレクタ・ベースにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１のコレクタ・ベース間には抵抗Ｒ１が接続され、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ２が接続されている。前記コンデンサＣ１は抵抗Ｒ２に並列接続されている。
【００２１】
上記構成の定電流ドライバ１４は、抵抗Ｒ２により、ＬＥＤユニットに流れる電流が検出され、この抵抗の両端電圧に応じてトランジスタＱ２に流れる電流が制御される。すなわち、ＬＥＤユニットに流れる電流が増加した場合、抵抗Ｒ２の両端電圧が増加し、トランジスタＱ２の電流が増加する。トランジスタＱ２の電流はトランジスタＱ１のベースにフィードバックされる。このため、トランジスタＱ１に流れる電流が減少する。このような動作により、ＬＥＤユニットに流れる電流が一定に保持される。
【００２２】
また、この定電流ドライバ１４のフィードバック系の応答速度は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２の時定数により設定されている。この定電流ドライバ１４のフィードバック系の応答速度は、前記定電流電源１５のフィードバック系の応答速度より例えば１０倍程度遅く設定されている。すなわち、好ましくは定電流電源１５の応答速度は、例えば１００μｓ〜１ｍｓに設定され、定電流ドライバ１４の応答速度は、１ｍｓ〜１０ｍｓに設定されている。したがって、定電流電源１５の方が定電流ドライバ１４より速く応答する。
【００２３】
上記構成において、動作について説明する。
【００２４】
定電流電源１５に対してＬＥＤ照明ランプ１１は、例えば交換可能とされている。定電流電源１５は接続されたＬＥＤ照明ランプ１１に一定の電圧、電流を供給するように動作する。すなわち、上述したように、スイッチング回路１６の出力電流は、出力電流検出器１７により検出される。この検出出力電流は、ＰＷＭ１９に供給される。このＰＷＭ１９は、検出出力電流と基準値とを比較し、これらの差分に応じたデューティ比のパルス信号を出力する。ＰＷＭ１９は、このパルス信号によりスイッチング回路１６を制御し、前記差分がゼロになるまで、パルス信号の幅を制御する。このような動作により、定電流電源１５は、定電流電源１５に接続されるＬＥＤ照明ランプ１１の順電圧に最適な点灯電圧を発生する。この結果、発光に貢献しない電力損失の増加を抑制することができる。
【００２５】
一方、上記ＬＥＤ照明装置は、周囲温度の変化に対しても電力損失を低減している。図３は、定電流電源１５の出力電圧Ｅと、ＬＥＤ照明ランプ１１の順電圧Ｖ_Ｆと定電流ドライバの駆動電圧Ｖ_Ｄの関係を示している。
【００２６】
電源が投入され、定電流電源１５の出力電圧Ｅが上昇し、所定の電圧を超えたとき、定電流電源１５の出力電流Ｉが流れ始め、各ＬＥＤユニットに順電流Ｉ_Ｆが流れ始めて順電圧Ｖ_Ｆが上昇する。順電流Ｉ_Ｆが設定値になるまで定電流電源１５の出力電圧Ｅは上昇する。このとき、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄは、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１の時定数により設定された値になると、駆動電圧Ｖ_Ｄを一定に制御する。
【００２７】
次に、ＬＥＤ照明ランプ１１が点灯された後、定電流電源１５の出力電流Ｉで、出力電圧がＥとして安定している状態において、ＬＥＤ照明ランプ１１の周囲温度が変動した場合、及び定電流電源１５の出力電圧Ｅが変動して高くなった場合について説明する。
【００２８】
ＬＥＤ照明ランプ１１の各ＬＥＤユニット１２の順電圧をＶ_Ｆ、定電流ドライバ１４の駆動電圧をＶ_Ｄとすると、定電流電源１５の出力電圧Ｅは（１）式となる。
【００２９】
Ｅ＝Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｄ …（１）
定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄに係る消費電力は発光に寄与しない。この状態において、ＬＥＤ照明ランプ１１の周囲温度が例えば上昇すると、ＬＥＤユニット１２の順電圧Ｖ_Ｆが低下する。順電圧Ｖ_Ｆが低下した場合、（１）式から明らかな通り、順電圧Ｖ_Ｆの変動に追従するため、定電流電源１５の出力電圧Ｅを下げるか、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄを変える必要がある。また、別のケースとして、ＬＥＤ照明装置の入力電圧の変動、定電流電源の負荷電流の変動、電源投入時の出力電圧のオーバーシュート、リップル変動など出力電圧Ｅが変動して、高くなったとき、出力電流が増加するので、これをフィードバックして出力電圧Ｅを下げるか、定電流ドライバの駆動電圧Ｖ_Ｄを高くする必要がある。第１の実施形態では、前述したように、定電流電源１５におけるフィードバック系の応答速度が、定電流ドライバ１４のフィードバック系の応答速度より速く設定されている。このため、定電流電源１５の出力電圧Ｅの方が、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄより先に追従して系が安定し、（１）式が成立する。したがって、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄが上昇しないため、発光に寄与しない電力損失の増加を防止できる。
【００３０】
上記第１の実施形態によれば、ＬＥＤ照明ランプ１１の点灯時、ＬＥＤユニット１２の順電流Ｉ_Ｆが設定値になるまで、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄは、最低電圧のままである。このため、定電流電源１５に順電圧Ｖ_Ｆが異なるＬＥＤ照明ランプ１１が接続された場合においても、個々のＬＥＤ照明ランプ１１の順電圧に合せた電圧に調整され、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄは増加しない。したがって、電力損失の増加を防止できる。
【００３１】
しかも、定電流電源１５におけるフィードバック系の応答速度は、定電流ドライバ１４のフィードバック系の応答速度より速く設定されている。このため、定電流電源１５の出力電圧Ｅの方が、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄより先に追従して系が安定する。したがって、ＬＥＤ照明ランプ１１の周囲温度が変化した場合、あるいは定電流電源１５の出力電圧Ｅが変動して高くなった場合においても、定電流ドライバ１４の駆動電圧Ｖ_Ｄの上昇を抑制でき、発光に寄与しない電力損失の増加を防止できる。
【００３２】
尚、上記第１の実施形態において、定電流ドライバ１４は抵抗Ｒ_２とコンデンサＣを用いて応答速度を設定した。しかし、定電流ドライバ１４の構成はこれに限定されるものではなく、種々変形可能である。すなわち、定電流ドライバ１４の応答速度が定電流電源１５の応答速度より遅くできる構成であればよい。
【００３３】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態を示すものであり、図１と同一部分には同一符号を付している。
【００３４】
ＬＥＤの発光効率が改善されると、同一光度の発光をするための順電流Ｉ_Ｆを少なくできる。このとき、図１に示す構成の定電流電源１５を用いた場合、定電流電源１５は必要以上の電流ＩをＬＥＤ照明ランプ１１に供給することになる。このため、ＬＥＤ照明ランプ１１の各ＬＥＤユニットに設けられた定電流ドライバは、余剰の順電流Ｉ_Ｆを消費することとなり、発光に寄与しない電力損失が生じる。また、ＬＥＤ照明ランプ１１の順電流が小さい場合、あるいはＬＥＤ照明ランプ１１を明るさ（Ｌｕｘ）の異なるＬＥＤ照明ランプに交換したとき、ＬＥＤ照明ランプに応じて順電流が相違する。このように、順電流が異なるＬＥＤ照明ランプを定電流電源１５に接続した場合、発光に貢献しない電力損失が増加する。
【００３５】
そこで、第２の実施形態は、ＬＥＤ照明ランプ１１の順電流Ｉ_Ｆに応じて、定電流電源１５の出力電流を調整可能とする。
【００３６】
図４において、差動増幅器１８の出力電圧は、可変電源２０の出力電圧とともに差動増幅器２１に供給される。この差動増幅器２１は差動増幅器１８の出力電圧と可変電源２０との差電圧をＰＷＭ１９に供給する。可変電源２０の電圧は、例えば識別信号発生器（ＩＤＧ）２２、デコーダ２３、スイッチ回路（ＳＷ）２４を介して切替えられる。ＩＤＧ２２はＬＥＤ照明ランプ１１に設けられる。このＩＤＧ２２は、例えば２ビットのディップスイッチにより構成され、このＬＥＤ照明ランプ１１の順方向電流に応じて例えば２ビットの識別信号を発生する。すなわち、ＬＥＤ照明ランプ１１の順方向電流に応じてディップスイッチを予め設定しておく。この２ビットの識別信号により、４種類のＬＥＤ照明ランプ１１が有する順方向電流を設定できる。ＩＤＧ２２から出力される識別信号は、デコーダ２３に供給される。このデコーダ２３は識別信号をデコードし、スイッチ回路２４を制御する。このスイッチ回路２４により、可変電源２０の出力電圧が切替えられる。
【００３７】
差動増幅器２１は、差動増幅器１８の出力電圧と、ＬＥＤ照明ランプ１１の順方向電流に応じて切替えられた可変電源２０の出力電圧の差電圧を出力する。ＰＷＭ１９は、この差電圧に応じたパルス幅を有するパルス信号を出力する。このため、スイッチ回路１５は、ＬＥＤ照明ランプ１１を点灯するに必要且つ十分な電圧及び電流を発生する。
【００３８】
上記第２の実施形態によれば、ＬＥＤ照明ランプ１１の順方向電流に応じて可変電源２０の出力電圧を切替え、この可変電源２０の出力電圧と出力電流検出器１７の出力電圧との差電圧に応じたパルス幅のパルス信号により、スイッチング回路１５を制御している。このため、スイッチ回路１５は、ＬＥＤ照明ランプ１１を点灯するに必要且つ十分な電圧及び電流を発生することができ、余剰電流を抑えることができる。したがって、ＬＥＤ照明ランプ１１の発光に寄与しない電流の消費を抑えることができるため、電力損失を低減することができる。
【００３９】
しかも、ＬＥＤの順電流が小さい場合や、ＬＥＤ照明ランプを明るさの異なるＬＥＤ照明ランプに交換したときにも、ＬＥＤ照明ランプを正常に点灯でき、且つ、電力損失を低減することができる。
【００４０】
尚、第２の実施形態において、可変電源２０はＩＤＧ２２、デコーダ２３、スイッチ回路２４を用いて切替えた。しかし、これに限定されるものではない。
【００４１】
例えばスイッチ回路２４をメカニカルスイッチとし、ＬＥＤ照明ランプ１１に、ＬＥＤ照明ランプ１１の順電流の種類を示す例えば２ビットの突起を設ける。この突起によりスイッチ回路２４の接触状態を切替えることにより、可変電源２０の出力電圧を切替えるように構成することも可能である。このようにしても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、この場合、特別な回路を必要としないため、回路構成を簡略化できる利点を有している。
【００４２】
さらに、スイッチ回路２４をメカニカルスイッチとし、このスイッチ回路２４を例えば手動で切替えてもよい。すなわち、定電流電源１５に接続されるＬＥＤ照明ランプ１１の順方向電流と可変電源２０の電圧との関係を予め定めておき、ＬＥＤ照明ランプ１１を定電流電源１５に接続した際、可変電源２０を接続したＬＥＤ照明ランプ１１に対応してスイッチ回路２４を手動で切替え、可変電源２０の出力電圧を設定する。このようにしても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、この場合、特別な構成を必要としないため、回路構成を一層簡略化できる利点を有している。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、ＬＥＤ照明ランプにおいて、各ＬＥＤユニットの順電圧のばらつきを低減することが可能なＬＥＤユニットの構成方法について説明する。
【００４４】
前述したように、例えばｎ個のＬＥＤと電流制限抵抗が直列接続されたＬＥＤユニットをｍ個並列接続してＬＥＤ照明ランプを構成する場合において、ＬＥＤ個々の順電圧Ｖ_ＦのばらつきがΔＶ_Ｆｉのとき、各ＬＥＤユニットの順電圧（ｎ・Ｖ_Ｆ）のばらつき幅は、図５に示すように、ｎ個のΔＶ_Ｆｉの総和ΣΔＶ_Ｆｉ（ｉ＝１→ｎ）となる。
【００４５】
ＬＥＤに電流を流すための点灯電圧は、順電圧が最高のＬＥＤユニットの順電圧より高くなければならない。そのため、順電圧が最高のＬＥＤユニット以外の順電圧はそれより低くなる。このため、そのＬＥＤユニットは電流が増加する。この電流はＬＥＤの最大許容電流以下でなければならない。
【００４６】
また、このように、順電圧にばらつきを有するＬＥＤユニットをｍ個並列接続して構成したＬＥＤ照明ランプも同様にばらつきを有する。すなわち、全ＬＥＤの順電圧のばらつきの最大幅をΔＶ_Ｆｍａｘとすると、ＬＥＤ照明ランプの順電圧のばらつきΣΔＶ_Ｆｉ（ｉ＝１→ｎ）は、図６に示すように、各ＬＥＤ照明ランプでは最大ｎ・ΔＶ_Ｆｍａｘのばらつきとなる。この最大の順電圧を見込んで、点灯電圧を設定しなければならない。各ＬＥＤ照明ランプの順電圧との差と点灯電流との積である電力も定電流ドライバで発熱し、発光に貢献しない電力損失となる。
【００４７】
そこで、先ず、各ＬＥＤユニットの順電圧のばらつきを軽減するＬＥＤの選択方法について説明する。
【００４８】
（ＬＥＤユニットの構成方法）
図７に示すように、製造検査に合格した例えば１万個のＬＥＤに対して、順電圧のばらつきΔＶ_Ｆｍａｘをｐ等分割し、各分割に入るＬＥＤの個数を測定して順電圧のばらつきの分布曲線を作成する。
【００４９】
次に、分割ごとの発生率Ｐｉを求める。発生率Ｐｉの合計はΣＰｉ＝１である。
【００５０】
次いで、各分割に属するＬＥＤから各々ｎ・Ｐｉ個を取出し、全体でｎ個（Σｎ・Ｐｉ＝ｎ）のＬＥＤを選択し、これを直列接続する。
【００５１】
このようにして、ｎ個のＬＥＤを直列接続したものの順電圧のばらつきは、ランダムにｎ個のＬＥＤを選択した場合の順電圧のばらつきに対して１／ｐとなる。
【００５２】
図８を参照して具体的な選択方法について説明する。
【００５３】
図８は、製造ロット１万個のＬＥＤから２５個ずつＬＥＤを選択する場合の方法を示している。これらＬＥＤは順電圧（Ｖ_Ｆ）が３．２〜４．０Ｖの範囲にあり、順電圧のばらつきの最大幅ΔＶ_Ｆｍａｘは０．８Ｖである。ΔＶ_Ｆｍａｘを０．０８Ｖずつ１０等分（ｐ＝１０）し、各順電圧の範囲内に分布するＬＥＤの個数を求める。次いで、各個数より発生率Ｐｉを求める。この後、１０個のばらつき範囲内から２５個のＬＥＤを選択する際、各ばらつき範囲内からのＬＥＤの選択数ｎ・Ｐｉを求める。ｎ・Ｐｉの総和は２５である。
【００５４】
従来のように、ランダムにＬＥＤを選択した場合におけるＬＥＤユニットの順電圧のばらつきは
ｎ・ΔＶ_Ｆｍａｘ＝２５×０．８Ｖ＝２０Ｖ
となる。これに対して、本実施形態の場合、
ｎ・ΔＶ_Ｆｍａｘ／ｐ＝２５×０．８／１０Ｖ＝２Ｖ
となる。
【００５５】
具体的には、
従来の方法：８０Ｖ〜１００Ｖ（ばらつき２０Ｖ）
実施形態の方法：８６．９６〜８８．９６Ｖ（ばらつき（２Ｖ））
となる。
【００５６】
上記順電圧の最大値（８８．９６Ｖ）は、次のようにして求められる。
【００５７】

第３の実施形態によれば、上記のようにＬＥＤを選択することにより、従来の場合に比べて、ＬＥＤユニットの順電圧のばらつきを１／１０に低減することができる。したがって、各ＬＥＤユニットにおける電力損失を低減することが可能となる。
【００５８】
（ＬＥＤ照明ランプの構成方法）
この場合、ＬＥＤの集合において、順電圧のばらつきの最大幅ΔＶ_Ｆｍａｘをｑ等分割し、各分割に属するＬＥＤを選別する。
【００５９】
次いで、任意の分割に属するＬＥＤからｎ×ｍ個のＬＥＤを選択してｎ個ｍ列のＬＥＤ照明ランプを構成する。
【００６０】
このようにして、ｎ個のＬＥＤを直列接続したＬＥＤユニットをｍ個並列接続して構成したＬＥＤ照明ランプの順電圧のばらつきは、従来のようにランダムにＬＥＤを選択して構成したＬＥＤ照明ランプの順電圧のばらつきに対して１／ｑになる。
【００６１】
具体的には、図８に示すように、順電圧のばらつきの最大幅ΔＶ_Ｆｍａｘを１０等分（ｑ＝１０）とし、この内の例えば項１又は、項１０からｎ×ｍ個のＬＥＤを選択してＬＥＤ照明ランプを構成した。このようにして構成したＬＥＤ照明ランプの順電圧のばらつきは、次に示すようである。
【００６２】

上記のように、項１、項１０のいずれから選択した場合も、従来に比べてばらつきが１／１０に低減した。したがって、この方法により構成したＬＥＤ照明ランプによっても電力損失を低減することができる。
【００６３】
尚、本発明は上記第１乃至第３の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、ＬＥＤ以外の回路による電力損失を低減し、発光効率を向上することが可能なＬＥＤ照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回路図。
【図２】図１の一部の構成を示す回路図。
【図３】図１、図２の動作を説明するために示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す回路図。
【図５】本発明の第３の実施形態を説明するために示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態を説明するために示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤの選択方法を説明するために示す図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤの選択方法を説明するために示す図。
【符号の説明】
１１…ＬＥＤ照明ランプ、１２…ＬＥＤユニット、１３…ＬＥＤ、１４…定電流ドライバ、１５…定電流電源、１６…スイッチング回路、１７…出力電流検出器、Ｑ１、Ｑ２…トランジスタ、Ｒ１、Ｒ２…抵抗、Ｃ１…コンデンサ、２０…可変電源、２１…差動増幅器、２２…識別信号発生器（ＩＤＧ）、２３…デコーダ、２４…スイッチ回路（ＳＷ）。

Claims

ｎ個（ｎは２以上の整数）のＬＥＤと前記ＬＥＤに定電流を流す定電流ドライバが直列接続されたＬＥＤユニットをｍ個（ｍは２以上の整数）並列接続して構成されたＬＥＤ照明ランプと、
前記ＬＥＤ照明ランプに電流を供給する定電流電源とを具備し、
前記定電流電源の応答速度を前記定電流ドライバの応答速度より速く設定したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
ｎ個（ｎは２以上の整数）のＬＥＤと前記ＬＥＤに定電流を流す定電流ドライバが直列接続されたＬＥＤユニットをｍ個（ｍは２以上の整数）並列接続して構成されたＬＥＤ照明ランプと、
前記ＬＥＤ照明ランプに電流を供給する定電流電源とを具備し、
前記定電流電源は、
交流電源の整流出力電圧をスイッチングして整流するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力電流を検出する検出器と、
前記検出器の出力電圧と基準電圧との差電圧を出力する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力電圧に応じて前記スイッチング回路を制御する制御部とを有し、
前記ＬＥＤ照明ランプの設定された点灯電流に応じて、前記基準電圧の電圧値を切替える切替え手段と
を具備することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記ＬＥＤユニットは、複数のＬＥＤの順電圧のばらつきの最大幅をｐ個に分割し、分割ごとの発生率Ｐｉを求め、各分割に属するＬＥＤからｎ・Ｐｉ個のＬＥＤを選択して構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
前記ＬＥＤ照明ランプは、複数のＬＥＤの順電圧のばらつきの最大幅をｑ個に分割し、任意の１つの分割に属するＬＥＤからｎ×ｍ個のＬＥＤを選択して構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。