JP2008130377A - Ｌｅｄ点灯回路およびそれを用いる照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、多数のＬＥＤからの光出力を均一化するとともに、その均一化のための消費電力を抑える。
【解決手段】ＤＤコン３５からＬＥＤモジュール３２への電流を電流検知抵抗Ｒ２によって検知し、比較回路３７で基準電圧源３８からの基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、それに応じて制御回路３６がＤＤコン３５を制御することでＬＥＤモジュール３２へ流れる電流を一括して定電流制御し、さらに各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３にはカレントミラー回路を構成する制御素子Ｑ１〜Ｑ３を直列に設けて光出力を均一化するとともに、その基準電流をＬＥＤ負荷回路Ｕ１で作成して低消費電力とする。また、短絡検知回路４２がＬＥＤ負荷回路Ｕ１内での短絡を検知すると、バイパススイッチＱ１１を開成して電流制限回路４２を挿入し、基準電流の増大による他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３の輝度低下を防ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤの点灯回路およびそれを用いる照明器具に関し、特に複数並列に設けられるＬＥＤの電流を均等にするための手法に関する。

前記ＬＥＤ（発光ダイオード）を前記照明器具に用いる場合のように、必要な光出力を得るために多数のＬＥＤを用いる場合、また少電流のＬＥＤは効率が高く同じ光出力を得るにもチップを細分化する場合、それらを相互に直列に接続して点灯させるには、過大な電源電圧が必要になる。一方、前記多数のＬＥＤを相互に並列に接続して点灯させると、過大な電流が必要になる。したがって、現実的には用途に応じた適当な直並列構成が採用される。しかしながら、青色ＬＥＤの場合、そのＯＮ電圧Ｖｆは３〜３．５Ｖ程度で、ばらつきが大きく、前記直並列に組合わせると、相互に並列な各直列回路間の分流比に差が生じ易く、すなわち各直列回路間の明るさに差が生じ易いという問題がある。

詳しくは、ＬＥＤの光出力は通電電流値に依存するとされ、この観点からすれば、直列構成の場合は、個々のＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆにばらつきがあったとしても、通電電流値は同じであるので、個々のＬＥＤの光出力ばらつきも小さい。これに対して、並列構成の場合は、直列構成のＬＥＤのオン電圧Ｖｆの和が異なれば、点灯回路（電源回路）の一括出力から各直列回路に流れる電流値は前記ＯＮ電圧Ｖｆの低い回路に集中することになり、直列回路毎に光出力ばらつきは大きくなる。

図９は、典型的な従来技術のＬＥＤ点灯回路１の構成を示すブロック図である。この従来技術は、特許文献１に示されたものである。このＬＥＤ点灯回路１では、ＬＥＤ負荷を多数直列に接続したＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３を３回路並列に接続してＬＥＤモジュール２が構成されている。そのＬＥＤモジュール２には、商用電源３からの電圧Ｖａｃを、ノイズカット用のコンデンサｃ１から整流ブリッジ４にて直流化し、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を介して電圧変換した直流電圧ＶＤＣが与えられる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、前記整流ブリッジ４の直流出力電圧をスイッチングするスイッチング素子ｑ０と、前記のスイッチングによる励磁エネルギーを蓄積／放出するチョークコイルｌと、前記チョークコイルｌからの出力電流を整流・平滑化するダイオードｄおよび平滑コンデンサｃ２と、前記スイッチング素子ｑ０を流れる電流を電圧に変換して検知するための抵抗ｒ１と、前記スイッチング素子ｑ０のスイッチングを制御する制御回路６とを備えて構成される昇圧チョッパー回路から成る。

一方、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３には、それらを流れる通電電流値を相互に等しくするための定電流回路ｑ１〜ｑ３が各々直列に挿入されている。そして、前記定電流回路ｑ１〜ｑ３の印加電圧（負担電圧）は、比較回路７において、基準電圧源８からの基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、比較結果が前記制御回路６に与えられており、制御回路６は、前記各定電流回路ｑ１〜ｑ３の印加電圧が直列ＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆの総和よりも小さくなるように上記ＤＣ−ＤＣコンバータ５の定電圧出力を制御する。これによって、各定電流回路ｑ１〜ｑ３での損失抑制が図られている。しかしながら、この従来技術では、前記ＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆのばらつきが大きい程、全体の光出力レベルが変動し、定電流回路ｑ１〜ｑ３での損失も大きいなどの課題を有する。

図１０は、他の従来技術のＬＥＤ点灯回路１１の構成を示すブロック図である。この従来技術は、特許文献２に示されたものである。このＬＥＤ点灯回路１１では、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３への総通電電流値を抵抗ｒ２で電圧変換して検出し、比較器１７において、その電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較した結果が一定値になるように、ＰＷＭ制御回路１６を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１５を制御するように構成されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、直流電源１３からの電圧Ｖｄｃをスイッチング素子ｑ０によってスイッチングしてトランスｔの１次側に与え、２次側出力を整流平滑回路１４にて整流・平滑化した直流電圧ＶＤＣを前記各ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３へ与えることで、電源側と負荷側とを絶縁する１石フライバックコンバータで構成されている。そして、このＬＥＤ点灯回路１１でも、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３に定電流回路ｄ１〜ｄ３がそれぞれ直列に設けられている。

図１１は、前記定電流回路ｄ１〜ｄ３の具体例を示す電気回路図である。この定電流回路ｄ１〜ｄ３は、前記ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３に直列に接続されるトランジスタｑ１１および抵抗ｒ１１と、前記トランジスタｑ１１のコレクタ−ベース間を接続する抵抗ｒ１２と、前記トランジスタｑ１１のベース−エミッタ間に介在されるツェナダイオードｄｚとを備えて構成される。そして、抵抗ｒ１１の電圧降下とトランジスタｑ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和がツェナダイオードｄｚのツェナ電圧と略一致する条件で、トランジスタｑ１１のコレクタ電流が定電流化される。

これによって、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１〜ｕ３の電流は個々に定電流化され、しかもＤＣ−ＤＣコンバータ１５の一括出力電流も上述のように定電流制御されるので、ＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆのばらつきによる光出力のばらつきはかなり抑制できる。しかしながら、ＦＥＴのソースホロワ回路から成る簡単な前記定電流回路ｑ１〜ｑ３に比べて、この定電流回路ｄ１〜ｄ３は、損失が大きいという問題がある。

そこで、本件発明者は、図１２で示すようなＬＥＤ点灯回路２１を、特許文献３で提案した。その従来技術によれば、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１，ｕ２と直列にトランジスタｑ２１，ｑ２２および抵抗ｒ２１，ｒ２２をそれぞれ接続するとともに、前記トランジスタｑ２１，ｑ２２とカレントミラー回路を構成するトランジスタｑ２０を抵抗ｒ２３，ｒ２４，ｒ２０によって直流電源２３の端子間に接続している。そして、直流電源２３からの電圧ＶＤＣおよび抵抗ｒ２３，ｒ２４，ｒ２０などによって定まる基準電流がトランジスタｑ２０に流れ、その基準電流にトランジスタｑ２１，ｑ２２を流れる電流をバランスさせることで、光出力のばらつきを抑制するようになっている。なお、何れかの抵抗（この例ではｒ２４）と並列に設けたバイパススイッチｓｗによって該抵抗ｒ２４を短絡することで、前記基準電流を増加させ、光出力を増加させられるようにもなっている。
特開２００２−８４０９号公報 特開２００４−３１９５８３号公報 特開２００４−３９２９０号公報

上述のようなミラー回路による方法は、各ＬＥＤ負荷回路ｕ１，ｕ２間の電流のバランスを取るのに都合が良いものの、電源電圧ＶＤＣの変動によって基準電流が変動し、また前記基準電流を作成する抵抗ｒ２３，ｒ２４，ｒ２０およびトランジスタｑ２０での損失が発生するという問題もある。

本発明の目的は、多数のＬＥＤの光出力を、低損失で均一化することができるＬＥＤ点灯回路およびそれを用いる照明器具を提供することである。

本発明のＬＥＤ点灯回路は、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各ＬＥＤ負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧の総和を含めて、ＬＥＤ電流による電圧降下が最も高いＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応するものがダイオード構造とされるそのような制御素子と、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路と直列に設けられ、該ＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡時における通電電流値を基準電流となるように維持する電流制限回路と、前記電流制限回路と並列に設けられるバイパススイッチと、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されないときには前記バイパススイッチを閉成し、短絡が検知されると前記バイパススイッチを開成させる短絡検知手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆの総和を含めて、ＬＥＤ電流による電圧降下が最も高い回路を基準として、そのＬＥＤ負荷回路に対応した制御素子をダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るようにする。具体的には、前記制御素子がトランジスタである場合には、制御端子であるベースと、コレクタとを短絡するとともに、ベースを共通に接続する。また、前記制御素子がＭＯＳ型トランジスタである場合には、制御端子であるゲートと、ドレインとを短絡するとともに、ゲートを共通に接続する。さらに、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路と直列に電流制限回路を設けるとともに、該電流制限回路に並列のバイパススイッチおよびそれを制御する短絡検知手段を設け、短絡検知手段が、常時は前記バイパススイッチを閉成しておき、短絡が検知されると前記バイパススイッチを開成させる。

したがって、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れようとしても、その短絡したＬＥＤ分の電圧を挿入された電流制限回路が分担し、前記基準電流を一定に保持するので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路では、前記短絡検知手段は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の端子間電圧の低下から前記短絡を検知する電圧検出手段およびその断線検知結果を保持するラッチ手段であることを特徴とする。

上記の構成によれば、電圧検出手段は、前記直流電源の出力電圧または制御素子と前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路との接続点の電圧低下から前記短絡を検知し、その短絡検知結果によって前記短絡検知手段がバイパススイッチを開成させて基準電流が復帰しても、それによって短絡検知が解消されないように、ラッチ手段がその状態を保持する。こうして短絡を確実に検知し、バイパススイッチの開成状態を保持することができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路では、前記短絡検知手段は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の通電電流値の増大と、残余の１または複数のＬＥＤ負荷回路の通電電流値の減少との少なくとも一方から前記短絡を検知する電流検出手段およびその短絡検知結果を保持するラッチ手段であることを特徴とする。

上記の構成によれば、電流検出手段は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の通電電流値の増大と、残余の１または複数のＬＥＤ負荷回路の通電電流値の減少との何れか１つ、またはそれらの組合わせから前記短絡を検知し、その短絡検知結果によって前記短絡検知手段がバイパススイッチを開成させて基準電流が復帰しても、それによって短絡検知が解消されないように、ラッチ手段がその状態を保持する。こうして短絡を確実に検知し、バイパススイッチの開成状態を保持することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路は、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成する制御素子と、前記制御素子をダイオード接続に切換えることができる短絡手段と、前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子のみ前記ダイオード接続とする切換え制御手段と、前記切換え制御手段で選択されたＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、そのＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の短絡手段を開放させ、残余のＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の内の１つをダイオード接続に切換えさせる短絡検知回路とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、何れかをダイオード構造として、その通電電流値を、残余の制御素子を介して他のＬＥＤ負荷回路に連動させ、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るようにする。

そして、各ＬＥＤ負荷回路において、予め切換え制御手段が、ＬＥＤのＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を前記カレントミラーの基準電流回路とし、対応した制御素子を前記ダイオード接続としており、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が検知されると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させる。

したがって、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させるので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路は、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成する制御素子と、前記制御素子をダイオード接続に切換えることができる短絡手段と、前記短絡手段によって前記制御素子がダイオード接続に切換わった状態で、前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧または通電電流値の少なくとも一方を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応答し、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または前記通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子のみ前記ダイオード接続とする切換え制御手段と、前記切換え制御手段で選択されたＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、そのＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の短絡手段を開放させ、残余のＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の内の１つをダイオード接続に切換えさせる短絡検知手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、何れかをダイオード構造として、その通電電流値を、残余の制御素子を介して他のＬＥＤ負荷回路に連動させ、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るようにする。

そして、どのＬＥＤ負荷回路を基準電流源として、対応する制御素子をダイオード構造とするかは、たとえば電源投入時において、切換え制御手段が一斉に各制御素子を、該制御素子が、トランジスタである場合には制御端子であるベースとコレクタとを短絡し、ＭＯＳ型トランジスタである場合には制御端子であるゲートとドレインとを短絡することでダイオード構造としてみて、そのときの各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧または通電電流値の少なくとも一方を検出手段で検出し、その検出結果に応答して、前記切換え制御手段が、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または前記通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路に対応した制御素子のみをＯＮし、他の制御素子をＯＦＦすることで行う。

さらにまた、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が検知されると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させる。

したがって、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させるので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路では、前記短絡検知手段は、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、前記残余のＬＥＤ負荷回路の内で、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を再探索させ、その結果から前記ダイオード接続に切換える制御素子を選択させることを特徴とする。

上記の構成によれば、当初に基準電流回路に指定したＬＥＤ負荷回路に短絡が生じても、以降、残されたＬＥＤ負荷回路の中で基準電流回路を適切に選択してゆくことができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路では、前記直流電源は、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、前記各ＬＥＤ負荷回路を流れる総電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの検出結果を比較するための基準電圧源および比較器と、前記比較器からの出力に応じて、前記ＬＥＤモジュールへの通電電流値の総和が予め定める値となるように前記直流電源をフィードバック制御する制御手段とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、直流電源から前記各ＬＥＤ負荷回路への通電電流値を検出し、その検出結果に基づいて、前記通電電流値の総和が予め定める値となるように、フィードバックによって前記直流電源を定電流制御するので、定電圧制御に比べて、制御素子での損失が小さく、低損失化することができる。

また、本発明の照明器具は、前記のＬＥＤ点灯回路を用いることを特徴とする。

上記の構成によれば、多数のＬＥＤからの光出力を均一化することができるとともに、低損失で、ＬＥＤ短絡時における光出力の減少も小さい照明器具を実現することができる。

本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆの総和を含めて、ＬＥＤ電流による電圧降下が最も高い回路を基準として、そのＬＥＤ負荷回路に対応した制御素子をダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路の制御素子の通電電流値を連動させることで、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るようにするとともに、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路と直列に電流制限回路を設けるとともに、該電流制限回路に並列のバイパススイッチおよびそれを制御する短絡検知手段を設け、短絡検知手段が、常時は前記バイパススイッチを閉成しておき、短絡が検知されると前記バイパススイッチを開成させる。

それゆえ、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れようとしても、その短絡したＬＥＤ分の電圧を挿入された電流制限回路が分担し、前記基準電流を一定に保持するので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、前記短絡検知手段を、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の端子間電圧の低下から前記短絡を検知する電圧検出手段およびその断線検知結果を保持するラッチ手段で構成する。

それゆえ、短絡を検知し、その短絡検知結果によって前記短絡検知手段がバイパススイッチを開成させて基準電流が復帰しても、それによって短絡検知が解消されないように、ラッチ手段がその状態を保持するので、短絡を確実に検知し、バイパススイッチの開成状態を保持することができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、前記短絡検知手段を、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の通電電流値の増大と、残余の１または複数のＬＥＤ負荷回路の通電電流値の減少との少なくとも一方から前記短絡を検知する電流検出手段およびその短絡検知結果を保持するラッチ手段で構成する。

それゆえ、短絡を検知し、その短絡検知結果によって前記短絡検知手段がバイパススイッチを開成させて基準電流が復帰しても、それによって短絡検知が解消されないように、ラッチ手段がその状態を保持するので、短絡を確実に検知し、バイパススイッチの開成状態を保持することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、それらの制御素子において、何れかをダイオード構造として、その通電電流値を、残余の制御素子を介して他のＬＥＤ負荷回路に連動させ、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るようにするとともに、各ＬＥＤ負荷回路において、予め切換え制御手段が、ＬＥＤのＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を前記カレントミラーの基準電流回路とし、対応した制御素子を前記ダイオード接続としており、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が検知されると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させる。

それゆえ、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させるので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、照明器具などに用いられるＬＥＤ点灯回路において、１または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うにあたって、前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に、カレントミラー回路を構成する制御素子を設け、切換え制御手段が、一斉に各制御素子をダイオード構造としてみて、そのときの各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧または通電電流値の少なくとも一方を検出手段で検出し、その検出結果に応答して、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または前記通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路に対応した制御素子のみをＯＮし、他の制御素子をＯＦＦするとともに、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が検知されると、短絡検知手段が前記切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させる。

それゆえ、各ＬＥＤ負荷回路間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路には、ＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、その基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路のＬＥＤに短絡が生じ、過剰な電流が流れると、短絡検知手段は、切換え制御手段に、基準電流回路を短絡の生じていない他のＬＥＤ負荷回路の内の１つに変更させるので、他のＬＥＤ負荷回路が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤからの光出力を、均一化することができる。

また、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、前記短絡検知手段は、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、前記残余のＬＥＤ負荷回路の内で、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を再探索させ、その結果から前記ダイオード接続に切換える制御素子を選択させる。

それゆえ、当初に基準電流回路に指定したＬＥＤ負荷回路に短絡が生じても、以降、残されたＬＥＤ負荷回路の中で基準電流回路を適切に選択してゆくことができる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ点灯回路は、以上のように、前記直流電源を、ＤＣ−ＤＣコンバータとし、前記各ＬＥＤ負荷回路を流れる総電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの検出結果を比較するための基準電圧源および比較器と、前記比較器からの出力に応じて、前記ＬＥＤモジュールへの通電電流値の総和が予め定める値となるように前記直流電源をフィードバック制御する制御手段とを備えて構成する。

それゆえ、直流電源から前記各ＬＥＤ負荷回路への通電電流値を検出し、その検出結果に基づいて、前記通電電流値の総和が予め定める値となるように、フィードバックによって前記直流電源を定電流制御するので、定電圧制御に比べて、制御素子での損失が小さく、低損失化することができる。

また、本発明の照明器具は、以上のように、前記のＬＥＤ点灯回路を用いる。

それゆえ、多数のＬＥＤからの光出力を均一化することができるとともに、低損失で、ＬＥＤ短絡時における光出力の減少も小さい照明器具を実現することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係るＬＥＤ点灯回路３１の構成を示すブロック図である。このＬＥＤ点灯回路３１では、ＬＥＤＤ１を多数直列に接続したＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３を３回路並列に接続してＬＥＤモジュール３２が構成されている。各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３における直列ＬＥＤ負荷の段数は任意であり、単一のＬＥＤから構成されていてもよい。

各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３は、ＬＥＤＤ１が共通の放熱板に搭載されてボンディングされ、波長変換用の蛍光体や光拡散用のレンズ等も取付けられて構成されている。このＬＥＤモジュール３２およびＬＥＤ点灯回路３１は、照明器具として用いられ、前記ＬＥＤ負荷としては青または紫外光を放出し、そのＬＥＤ負荷からの光を前記蛍光体で波長変換して白色光として放射する。前記ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３の並列回路数も任意であり、たとえばＲＧＢの３原色で発光させた光を合成するなどの白色光を得るための手法も任意である。

前記ＬＥＤモジュール３２には、商用電源３３からの電圧Ｖａｃを、ノイズカット用のコンデンサＣ１から整流ブリッジ３４にて直流化し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を介して電圧変換した直流電圧ＶＤＣが与えられる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、前記整流ブリッジ３４の直流出力電圧をスイッチングするスイッチング素子Ｑ０と、前記のスイッチングによる励磁エネルギーを蓄積／放出するチョークコイルＬと、前記チョークコイルＬからの出力電流を整流・平滑化するダイオードＤおよび平滑コンデンサＣ２と、前記スイッチング素子Ｑ０を流れる電流を電圧に変換して検知するための抵抗Ｒ１と、前記スイッチング素子Ｑ０のスイッチングを制御する制御回路３６とを備えて構成される昇圧チョッパー回路から成る。

そして直流電源であるそのＤＣ−ＤＣコンバータ３５からＬＥＤモジュール３２へ流れる電流は、電流検知抵抗Ｒ２によって電圧値に変換されて、比較回路３７において、基準電圧源３８からの基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、その比較結果が前記制御回路３６にフィードバックされる。制御回路３６は、前記抵抗Ｒ１，Ｒ２の検知結果に応答して、前記スイッチング素子Ｑ０のスイッチング周波数やデューティを制御する。こうして、前記電圧ＶＤＣの定電圧制御およびＬＥＤモジュール３２へ流れる電流の定電流制御が行われるようになっている。

注目すべきは、本実施の形態では、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３には、それらを流れる通電電流値を相互に等しくするために、カレントミラー回路を構成する制御素子Ｑ１〜Ｑ３が直列に設けられており、それらの制御素子Ｑ１〜Ｑ３の内で、対応するＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３におけるＬＥＤのＯＮ電圧Ｖｆの総和を含めて、ＬＥＤ電流による電圧降下が最も高い回路（図１の例ではＵ１）を基準として、その回路における前記制御素子（図１の例ではＱ１）をダイオード構造とし、制御端子を介して残余の回路（図１の例ではＵ２，Ｕ３）の制御素子（図１の例ではＱ２，Ｑ３）の通電電流値を連動させることで、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間のバランスを取ることである。

具体的には、前記制御素子Ｑ１〜Ｑ３がこの図１のようにトランジスタである場合には、制御端子であるベースと、コレクタとを短絡するとともに、ベースを共通に接続する。また、前記制御素子がＭＯＳ型トランジスタである場合には、制御端子であるゲートと、ドレインとを短絡するとともに、ゲートを共通に接続する。

また注目すべきは、その基準電流回路となったＬＥＤ負荷回路（図１の例ではＵ１）と直列に電流制限回路４１を設けるとともに、その電流制限回路４１と並列にバイパススイッチＱ１１を設け、またそのバイパススイッチＱ１１を制御する短絡検知回路４２を設け、前記短絡検知回路４２は、常時は前記バイパススイッチＱ１１を閉成しており、対応するＬＥＤ負荷回路Ｕ１内の何れかのＬＥＤ（図１では参照符号Ｄ１０で示す）が短絡した場合に、該バイパススイッチＱ１１を開成して前記ＬＥＤ負荷回路Ｕ１に直列に電流制限回路４１を挿入することである。

前記電流制限回路４１は、抵抗、定電流回路、ツェナダイオード、およびツェナダイオードと抵抗との直列回路等、定電流を発生することができる素子または回路から構成されている。また、前記短絡検知回路４２は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ３５からの直流電圧ＶＤＣを分圧する分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、その分圧結果を予め定める基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較する比較器４３、プルアップ抵抗Ｒ１３および基準電圧源４４とを備えて構成される電圧検出回路４５に、前記の比較結果を保持するラッチ回路４６を備えて構成される。したがって、分圧電圧が前記基準電圧Ｖｒｅｆ１以上であるときには比較器４３はハイレベルを出力し、ラッチ回路４６は前記バイパススイッチＱ１１を閉成しており、短絡が生じて前記分圧電圧が前記基準電圧Ｖｒｅｆ１未満となると比較器４３はローレベルを出力し、ラッチ回路４６は前記バイパススイッチＱ１１を開成する。

このように構成することで、前記抵抗Ｒ２の検知結果による一括定電流制御によってＤＣ−ＤＣコンバータ３５から各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３への通電電流値の総和が一定となるように制御されるとともに、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間の電流バランスはカレントミラー回路によって均等に制御されるので、多数のＬＥＤＤ１からの光出力を、均一化することができる。また、前記カレントミラー回路の基準電流を作成する回路（図１の例ではＱ１）には、ＬＥＤＤ１のＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路（図１の例ではＵ１）を用いているので、基準電流のみを作成する回路が不要で、その分の回路損失を無くすことができる。さらにまた、トランジスタなどの制御素子Ｑ１〜Ｑ３の１つをダイオード構造とするとともに、ミラー回路に構成するだけであるので、安価な構成で実現することができる。

たとえば、ＬＥＤ負荷回路の数を前記Ｕ１〜Ｕ３の３つとし、その各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３を５段のＬＥＤＤ１で構成し、前記ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきを±５％とするとき、前記抵抗Ｒ２の検知結果による一括定電流制御のみの場合、すなわち制御素子Ｑ１〜Ｑ３が設けられていない場合には、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間の電流ばらつきは、１７．５〜２２．７ｍＡ（前記一括定電流制御の電流値は６０ｍＡ）となるのに対して、前記制御素子Ｑ１〜Ｑ３を設け、前記のようにＯＮ電圧Ｖｆの総和が最も高いＬＥＤ負荷回路Ｕ１に対応した制御素子Ｑ１を基準として他の制御素子Ｑ２，Ｑ３にミラー動作を行わせることで、電流ばらつきは、２０．０〜２０．１ｍＡに抑えることができる。同様に、前記ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきを±１０％とした場合には、一括定電流制御のみで１５．２〜２５．８ｍＡ、ミラー動作を行わせることで、２０．０〜２０．１ｍＡとすることができる。

このＬＥＤ点灯回路３１の直流電源は、前述の図１０で示すＬＥＤ点灯回路と同様に、チョークコイルＬを有するＤＣ−ＤＣコンバータ３５であるけれども、図１１で示すトランスｔを有する絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータであってもよく、特にＬＥＤモジュール３２に対する直流電源は任意である。しかしながら、前記制御素子Ｑ１〜Ｑ３を用いるカレントミラー動作による定電流制御を行うにあたって、直流電源には、定電圧制御と、定電流制御とでは、定電流制御を用いる方が好ましい。

図２には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５が、上述のような抵抗Ｒ２の検知結果による定電流制御のみを行った場合と、前記図１１で示すような電圧ＶＤＣの定電圧制御のみを行った場合とにおける前記制御素子Ｑ１〜Ｑ３による損失について、詳しく示す。また、図２には、前述の図１１および図１２で示す定電流回路ｄ１〜ｄ３を用いた場合において、定電流制御を行った場合と、定電圧制御を行った場合とにおける損失についても詳しく示す。試算の条件は、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３を流れる電流、すなわちＬＥＤＤ１の定格電流を２０ｍＡ、ＬＥＤＤ１のＯＮ電圧Ｖｆを３．２Ｖ、そのばらつきを±１０％、制御素子（トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ３のｈｆｅを１００とする。

図２から明らかなように、本実施の形態のカレントミラー回路による電流バランス制御では、ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきが無い方が損失が小さいものの、ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきの有無に拘わらず、定電流制御の方が、定電圧制御に比べて、損失が小さいことが理解される。これに対して、前述の図１１および図１２で示す定電流回路ｄ１〜ｄ３を用いた電流バランス制御でも、ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきの有無に拘わらず、定電流制御の方が、定電圧制御に比べて、損失が小さいけれど、定電流制御では、総電流量が制限されているので、ＯＮ電圧Ｖｆのばらつきが有っても無くても、損失が同じであることが理解される。したがって、本実施の形態のカレントミラー回路による電流バランス制御に対しては、定電流制御が好ましく、何れの条件でも、定電流回路ｄ１〜ｄ３を用いる場合に比べて、電流バランスを確保するにあたっての損失を大幅に削減できることが理解される。

上述の説明では、制御素子（トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ３のエミッタ面積比、すなわち各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３におけるＬＥＤＤ１の定格電流は、各相互に等しかったけれども、相互に異なるように構成されてもよく、その場合、制御素子Ｑ１〜Ｑ３は、その異なる設定電流比を維持するように制御を行う。また、本発明におけるＬＥＤＤ１には、有機ＥＬ（オーガニックＬＥＤ）も適用可能である。

また、本実施の形態では、カレントミラー回路の基準電流を作成するＬＥＤ負荷回路Ｕ１における何れかのＬＥＤＤ１０に短絡が生じ、過剰な電流が流れると、短絡検知回路４２では、その短絡によるＬＥＤ負荷回路Ｕ１の端子間電圧の低下（たとえば前記Ｖｆ分の３．５Ｖ程度の低下）を、前記直流電圧ＶＤＣの分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２による分圧値から比較器４３で検知し、バイパススイッチＱ１１を開成することで、前記短絡したＬＥＤＤ１０分の電圧を挿入された電流制限回路４１が分担し、前記基準電流を一定に保持する。さらにまた、バイパススイッチＱ１１の開成によって前記直流電圧ＶＤＣが回復しても、該バイパススイッチＱ１１はラッチ回路４６によって開成状態に保持される。こうして、基準電流を作成するＬＥＤ負荷回路Ｕ１における何れかのＬＥＤＤ１０に短絡が生じても、短絡を確実に検知し、他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３が暗くなったりすることなく、残された多数のＬＥＤＤ１からの光出力を、均一化することができる。

前記短絡検知回路４２による短絡検知の他の手法としては、図３で示すＬＥＤ点灯回路３１ａにおける短絡検知回路４２ａのように、前記基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１と制御素子Ｑ１との接続点、すなわち制御素子Ｑ１のコレクタ電圧から検知が行われてもよく、この場合、前記分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２に印加される電圧が、前記制御素子Ｑ１分小さくなり、該分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２での損失を低減することができる。

［実施の形態２］
図４および図５は、本発明の実施の他の形態に係るＬＥＤ点灯回路５１，５１ａの構成を示すブロック図である。これらのＬＥＤ点灯回路５１，５１ａにおいて、前述のＬＥＤ点灯回路３１，３１ａに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。前述のＬＥＤ点灯回路３１，３１ａでは、短絡検知を、カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１の端子間電圧の低下から行っていたけれども、注目すべきは、これらのＬＥＤ点灯回路５１，５１ａでは、短絡検知手段５２は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１の通電電流値の増大（図４）と、残余の１または複数のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３の通電電流値の減少（図５）との少なくとも一方から短絡を検知することである。

具体的には、図４で示す短絡検知手段５２では前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１に電流センサＣＳ１が介在されており、図５で示す短絡検知手段５２ａでは、他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３に電流センサＣＳ２，ＣＴ３が介在されており、前記電流センサＣＳ１〜ＣＴ３の検知結果に応答して、判別回路５３，５３ａが短絡の有無を判別し、その判別した結果に応じて、前記ラッチ回路４６を通して前記バイパススイッチ４６が開閉制御される。

このように各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３の通電電流値の変化から短絡の有無を判定するにあたって、何れか１つの回路から判定されてもよく、複数の回路の組合わせ、或いは総ての回路の組合わせから判定されてもよい。好ましくは、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１の電流センサＣＳ１と、他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３の電流センサＣＳ２，ＣＴ３の内の少なくとも１つを組合わせることで、判定精度を高めることができる。このようにして、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３の通電電流値の変化からも短絡の有無を判定することができる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施のさらに他の形態に係るＬＥＤ点灯回路６１の構成を示すブロック図である。このＬＥＤ点灯回路６１において、前述のＬＥＤ点灯回路３１ａに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このＬＥＤ点灯回路６１では、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３に対応する制御素子Ｑ１〜Ｑ３には、該制御素子Ｑ１〜Ｑ３をダイオード接続に切換えることができる短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が設けられ、またそれらの短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切換え制御する切換え制御回路６２が設けられることである。

そして、前記切換え制御回路６２は、当初は予め測定される前記各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３におけるＬＥＤＤ１のＯＮ電圧Ｖｆが最も高いＬＥＤ負荷回路（図６の例ではＵ１）または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子（図６の例ではＱ１）の短絡スイッチ（図６の例ではＳＷ１）のみＯＮさせて前記ダイオード接続とし、残余のＬＥＤ負荷回路（図６の例ではＵ２，Ｕ３）に対応した制御素子（図６の例ではＱ２，Ｑ３）の短絡スイッチ（図６の例ではＳＷ２，ＳＷ３）はＯＦＦさせており、前記短絡検知回路４２ａによって基準電流作成回路であるＬＥＤ負荷回路Ｕ１内のＬＥＤＤ１０の短絡が検知されると、切換え制御回路６２は、短絡スイッチＳＷ１をＯＦＦさせ、他の短絡スイッチＳＷ２，ＳＷ３の内の１つをＯＮさせて、制御素子Ｑ２，Ｑ３の内の１つをダイオード接続に切換える。

このように構成してもまた、省電力で各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間の電流バランスを確保し、多数のＬＥＤＤ１からの光出力を均一化することができるとともに、基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１のＬＥＤＤ１０に短絡が生じても、他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤＤ１からの光出力を、均一化することができる。

一方、図７で示すＬＥＤ点灯回路６１ａでは、各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３に直列に電流検知抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３が設けられており、その端子電圧の内、最も高い電圧をダイオードＤ２１〜Ｄ２３のＯＲ回路によって取出し、比較器６３において、基準電圧源６４からの基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較し、短絡を検知するようになっている。そして、切換え制御回路６２ａは、過剰な電流から現在の基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路で短絡を検知すると、短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切換え、その切換えた基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路で再び短絡が検知されると、前記短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切換える。その再切換えの際に、以前に選択して短絡が発生した基準電流回路を選択しないように、前記短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は循環して切換えるようにしてもよく、また切換え制御回路６２ａが切換え履歴を記憶するようにしてもよい。

このように構成してもまた、省電力で各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間の電流バランスを確保し、多数のＬＥＤＤ１からの光出力を均一化することができるとともに、基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路Ｕ１のＬＥＤＤ１０に短絡が生じても、他のＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３が暗くなったりすることなく、短絡によっても残された多数のＬＥＤＤ１からの光出力を、均一化することができる。

［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の他の形態に係るＬＥＤ点灯回路７１の構成を示すブロック図である。このＬＥＤ点灯回路７１において、前述のＬＥＤ点灯回路６１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このＬＥＤ点灯回路７１では、制御マイコン７３がアナログ／デジタル変換器７４によって順次読取られた各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３のＯＮ電圧Ｖｆに応じて、切換え制御回路７２を介して、各短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御することである。

具体的には、制御マイコン７３は、たとえば通電開始時などで各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３に対応した制御素子Ｑ１〜Ｑ３の短絡スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を適宜ＯＮさせて、該制御素子Ｑ１〜Ｑ３をダイオード構造として前記ＯＮ電圧Ｖｆを順次読込み、その時点で前記ＯＮ電圧Ｖｆが最も高いＬＥＤ負荷回路（図８の例ではＵ１）が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子（図８の例ではＱ１）の短絡スイッチ（図８の例ではＳＷ１）のみをＯＮさせて前記ダイオード接続とし、残余のＬＥＤ負荷回路（図８の例ではＵ２，Ｕ３）に対応した制御素子（図８の例ではＱ２，Ｑ３）の短絡スイッチ（図８の例ではＳＷ２，ＳＷ３）はＯＦＦさせて、電流均等化動作を行わせる。

この状態で、制御マイコン７３は、前記カレントミラーの基準電流回路としたＬＥＤ負荷回路Ｕ１のＯＮ電圧Ｖｆを、予め定めるサンプリング周期、たとえば数分毎に、アナログ／デジタル変換器７４によって読込み、短絡検知動作を行う。そして、前記ＯＮ電圧Ｖｆの低下から短絡が検知されると、制御マイコン７３は、対応する短絡スイッチＳＷ１をＯＦＦするとともに、残余の短絡スイッチＳＷ２，ＳＷ３を適宜ＯＮさせて、対応する制御素子Ｑ２，Ｑ３をダイオード構造として前記ＯＮ電圧Ｖｆを再び測定する。その測定の結果、ＯＮ電圧Ｖｆが高いＬＥＤ負荷回路、たとえばＵ２を前記カレントミラーの基準電流回路として、対応する短絡スイッチ、すなわちＳＷ２をＯＮさせるとともに、残余の短絡スイッチ、すなわちＳＷ１，ＳＷ３をＯＦＦさせる。

このように構成してもまた、省電力で各ＬＥＤ負荷回路Ｕ１〜Ｕ３間の電流バランスを確保し、多数のＬＥＤＤ１からの光出力を均一化することができるとともに、当初に基準電流回路に指定したＬＥＤ負荷回路Ｕ１のＬＥＤＤ１０に短絡が生じても、以降、残されたＬＥＤ負荷回路Ｕ２，Ｕ３の中で、基準電流回路を適切に選択してゆくことができる。

本発明の実施の一形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 図１で示す本発明の一実施形態と図１０および図１１で示す従来技術とで、並列のＬＥＤ負荷回路へ供給する電流のバランス制御に要する損失計算の結果を示す図である。 本発明の実施の一形態に係るＬＥＤ点灯回路の他の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の他の形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の他の形態に係るＬＥＤ点灯回路の他の構成を示すブロック図である。 本発明の実施のさらに他の形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施のさらに他の形態に係るＬＥＤ点灯回路の他の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の他の形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 典型的な従来技術のＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 他の従来技術のＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。 図１１で示すＬＥＤ点灯回路における定電流回路の具体例を示す電気回路図である。 さらに他の従来技術のＬＥＤ点灯回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

３１，３１ａ，５１，５１ａ，６１，６１ａ，７１ ＬＥＤ点灯回路
３２ ＬＥＤモジュール
３３ 商用電源
３４ 整流ブリッジ
３５ ＤＣ−ＤＣコンバータ
３６ 制御回路
３７ 比較回路
３８ 基準電圧源
４１ 電流制限回路
４２，４２ａ，５２，５２ａ 短絡検知回路
４３，６３ 比較器
４４ 基準電圧源
４５ 電圧検出回路
４６ ラッチ回路
５３，５３ａ 判別回路
６２，６２ａ，７２ 切換え制御回路
７３ 制御マイコン
７４ アナログ／デジタル変換器
Ｃ２ 平滑コンデンサ
ＣＳ１〜ＣＳ３ 電流センサ
Ｄ，Ｄ２１〜２３ ダイオード
Ｄ１，Ｄ１０ ＬＥＤ
Ｌ チョークコイル
Ｑ０ スイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ３ 制御素子
Ｑ１１ バイパススイッチ
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗
Ｒ１１，Ｒ１２ 分圧抵抗
Ｒ１３ プルアップ抵抗
Ｒ２１〜Ｒ２３ 電流電圧変換抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ３ 短絡スイッチ
Ｕ１〜Ｕ３ ＬＥＤ負荷回路

Claims (8)

1. １または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、
   前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成して前記各ＬＥＤ負荷回路における通電電流値を連動させる制御素子であって、各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧の総和を含めて、ＬＥＤ電流による電圧降下が最も高いＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応するものがダイオード構造とされるそのような制御素子と、
   前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路と直列に設けられ、該ＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡時における通電電流値を基準電流となるように維持する電流制限回路と、
   前記電流制限回路と並列に設けられるバイパススイッチと、
   前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されないときには前記バイパススイッチを閉成し、短絡が検知されると前記バイパススイッチを開成させる短絡検知手段とを含むことを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
2. 前記短絡検知手段は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の端子間電圧の低下から前記短絡を検知する電圧検出手段およびその短絡検知結果を保持するラッチ手段であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯回路。
3. 前記短絡検知手段は、前記カレントミラーの基準電流回路となるＬＥＤ負荷回路の通電電流値の増大と、残余の１または複数のＬＥＤ負荷回路の通電電流値の減少との少なくとも一方から前記短絡を検知する電流検出手段およびその短絡検知結果を保持するラッチ手段であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯回路。
4. １または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、
   前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成する制御素子と、
   前記制御素子をダイオード接続に切換えることができる短絡手段と、
   前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子のみ前記ダイオード接続とする切換え制御手段と、
   前記切換え制御手段で選択されたＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、そのＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の短絡手段を開放させ、残余のＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の内の１つをダイオード接続に切換えさせる短絡検知手段とを含むことを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
5. １または直列複数段のＬＥＤから成るＬＥＤ負荷回路が相互に並列に複数配置されて成るＬＥＤモジュールに対して、直流電源から通電を行うようにしたＬＥＤ点灯回路において、
   前記各ＬＥＤ負荷回路に直列に設けられ、カレントミラー回路を構成する制御素子と、
   前記制御素子をダイオード接続に切換えることができる短絡手段と、
   前記短絡手段によって前記制御素子がダイオード接続に切換わった状態で、前記各ＬＥＤ負荷回路におけるＬＥＤのＯＮ電圧または通電電流値の少なくとも一方を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に応答し、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または前記通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路が前記カレントミラーの基準電流回路となるように、対応した制御素子のみ前記ダイオード接続とする切換え制御手段と、
   前記切換え制御手段で選択されたＬＥＤ負荷回路内のＬＥＤの短絡の有無を検知し、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、そのＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の短絡手段を開放させ、残余のＬＥＤ負荷回路に対応する制御素子の内の１つをダイオード接続に切換えさせる短絡検知手段とを含むことを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
6. 前記短絡検知手段は、短絡が検知されると、前記切換え制御手段に、前記残余のＬＥＤ負荷回路の内で、前記ＯＮ電圧が最も高いＬＥＤ負荷回路または通電電流値が最も小さいＬＥＤ負荷回路を再探索させ、その結果から前記ダイオード接続に切換える制御素子を選択させることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ点灯回路。
7. 前記直流電源は、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、
   前記各ＬＥＤ負荷回路を流れる総電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段からの検出結果を比較するための基準電圧源および比較器と、
   前記比較器からの出力に応じて、前記ＬＥＤモジュールへの通電電流値の総和が予め定める値となるように前記直流電源をフィードバック制御する制御手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯回路。
8. 前記請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯回路を用いることを特徴とする照明器具。

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