JP2009004156A

JP2009004156A - 照明用発光素子駆動回路及びそれを備えた照明機器

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Publication number: JP2009004156A
Application number: JP2007162453A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Inaba; 克己因幡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2009-01-08
Also published as: US20080315783A1; CN101330783A

Abstract

【課題】不要な消費電力を抑制することができる照明用発光素子駆動回路を提供する。
【解決手段】力率改善回路２を備え、力率改善回路２が、照明用発光素子駆動回路の負荷（照明用発光ダイオード１７）が軽負荷である場合は、照明用発光素子駆動回路の負荷（照明用発光ダイオード１７）が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くすることを特徴とする照明用発光素子駆動回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明用発光素子駆動回路及びそれを備えた照明機器に関する。

従来の照明用発光素子駆動回路として、ここでは照明用発光ダイオードを駆動する照明用発光ダイオード駆動回路を例に挙げて説明する。従来の照明用発光ダイオード駆動回路の一構成例を図９に示す。

図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路は、定電圧出力スイッチング電源回路と、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を駆動電圧として用いて照明用発光ダイオード１７に定電流を供給する定電流出力スイッチング電源回路とによって構成される。

前記定電圧出力スイッチング電源回路は、全波整流回路１と、力率改善回路２’と、平滑コンデンサ３と、トランス４と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５をオン／オフ制御する制御回路６と、ダイオード７と、コンデンサ８と、抵抗９及び１０と、シャントレギュレータ１１と、フォトカプラ１２とを備える。

前記定電流出力スイッチング電源回路は、ドライバ１３と、ダイオード１４と、コイル１５と、コンデンサ１６と、照明用発光ダイオード１７に直列接続される電流設定用抵抗１８とを備えている。

前記定電圧出力スイッチング電源回路に入力されるＡＣ電圧は、全波整流回路１で全波整流された後、力率改善回路２’を経由し、平滑コンデンサ３で平滑化される。平滑コンデンサ３の両端電圧は、トランス４の一次巻線及びＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５からなる直列接続体と、制御回路６とに印加される。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５がオンのときにトランス４の一次巻線にエネルギーが蓄えられ、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５がオフのときにトランス４の一次巻線に蓄えられたエネルギーがトランス４の二次巻線に放出される。制御回路６は、フォトカプラ１２の出力に応じてＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５をオン／オフ制御する。より具体的には、制御回路６は、フォトカプラ１２がオンのときにＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５をオフにし、フォトカプラ１２がオフのときにＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５をオンにする。

トランス４の二次巻線に発生する電圧は、ダイオード７で整流され、コンデンサ８で平滑化され、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧となる。抵抗９及び１０は、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を分圧して、その分圧をシャントレギュレータ１１のリファレンス端子に供給する。シャントレギュレータ１１のリファレンス端子に供給される電圧が閾値を越えるとシャントレギュレータ１１が導通状態になり、それにともなってフォトカプラ１２もオンになる。

ドライバ１３は、内部のスイッチング素子（不図示）をオン／オフし、前記スイッチング素子がＯＮのときは、ドライバ１３からコイル１５へと電流が流れ、コイル１５にエネルギーが蓄えられると共に照明用発光ダイオード１７へ電流が供給される。一方、前記スイッチング素子がＯＦＦのときは、コイル１５に蓄えられていたエネルギーがダイオード１４を介して放出され、照明用発光ダイオード１７へ電流が供給される。ドライバ１３は、電流設定用抵抗１８での電圧降下をフィードバックし、電流設定用抵抗１８での電圧降下に応じて前記スイッチング素子のデューティを制御する。これにより、照明用発光ダイオード１７に流れる電流が、電流設定用抵抗１８の抵抗値に応じた一定値に設定される。

特開２００１−３３３５７３号公報特開２００７−８０７７１号公報

照明機器は高調波規制のクラスＣに適合することが求められている。このクラスＣの規制値をクリアするために、通常、照明機器には力率改善回路が設けられる。しかしながら、照明機器に力率改善回路を設けると、力率改善回路分の消費電流が増えるという欠点があった。

なお、特許文献１では、単に商用ＡＣ電源の減電圧だけで電源を停止させるのでなく、出力負荷の状態との組み合わせで停止させる力率改善電源の減電圧保護回路であり、当該減電圧保護回路は出力が軽負荷では停止させることなく動作できるようになっているが、力率改善回路分の消費電流が増えるという欠点を解消するものではない。

また、特許文献２では、降圧型の力率制御回路に負荷に流れる電流をフィードバックさせ、この力率制御回路に負荷を流れる電流を制限する機能を持つ照明用電源回路であり、当該照明用電源回路は、別個に負荷を流れる電流を制限する回路を設ける必要が無いようになっているが、力率改善回路分の消費電流が増えるという欠点を解消するものではない。

本発明は、上記の状況に鑑み、不要な消費電力を抑制することができる照明用発光素子駆動回路及びそれを備えた照明機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る照明用発光素子駆動回路は、力率改善回路を備え、前記力率改善回路が、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって、消費電力を低くする構成（以下、第１の構成ともいう）とする。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、上記第１の構成の照明用発光素子駆動回路では、力率改善回路が、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

また、上記第１の構成の照明用発光素子駆動回路の“前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）こと”をより具体化した構成例として、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるときに前記力率改善回路をバイパスするバイパス手段を備え、前記力率改善回路が、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、動作を停止する構成（以下、第２の構成ともいう。）、前記力率改善回路が、スイッチングトランジスタと、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタをシリーズ制御し、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタをスイッチング制御する制御回路とを有する構成（以下、第３の構成ともいう。）、前記力率改善回路が、スイッチングトランジスタと、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御を間欠動作し、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合は前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御を常時動作する制御回路とを有する構成（以下、第４の構成ともいう。）、前記力率改善回路が、スイッチングトランジスタと、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合に比べて、前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御のスイッチング周波数を低くする制御回路とを有する構成（以下、第５の構成ともいう。）、又は、前記力率改善回路が、スイッチングトランジスタと、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合に比べて、前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御における前記スイッチングトランジスタのスイッチング速度を遅くする制御回路とを有する構成（以下、第６の構成ともいう。）などが挙げられる。

また、上記第１〜６のいずれかの構成の照明用発光素子駆動回路において、前記照明用発光素子駆動回路の負荷を流れる電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）ようにしてもよい。

また、上記第１〜６のいずれかの構成の照明用発光素子駆動回路において、ＡＣ入力であって前記力率改善回路とスイッチング素子を有し前記スイッチング素子のデューティ制御により所定のＤＣ電圧を出力する定電圧出力スイッチング電源回路と、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を駆動電圧として用いて照明用発光素子に定電流を供給する定電流出力スイッチング電源回路とによって構成される照明用発光素子駆動回路とし、前記定電圧出力スイッチング電源回路の入力ＡＣ電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）ようにしてもよい。

また、上記第１〜６のいずれかの構成の照明用発光素子駆動回路において、ＡＣ入力であって前記力率改善回路とスイッチング素子を有し前記スイッチング素子のデューティ制御により所定のＤＣ電圧を出力する定電圧出力スイッチング電源回路と、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を駆動電圧として用いて照明用発光素子に定電流を供給する定電流出力スイッチング電源回路とによって構成される照明用発光素子駆動回路であって、前記スイッチング素子を流れる電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）ようにしてもよく、前記照明用発光素子駆動回路の負荷の光量を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）ようにしてもよい。

また、上記第１〜６のいずれかの構成の照明用発光素子駆動回路において、外部信号を入力し、前記外部信号に基づいて前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）ようにしてもよい。

また、上記目的を達成するために本発明に係る照明機器は、上記いずれかの構成の照明用発光素子駆動回路を備える構成とする。

本発明に係る照明用発光素子駆動回路及びそれを備えた照明機器によると、軽負荷時に力率改善回路が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る照明用発光素子駆動回路として、ここでは照明用発光ダイオードを駆動する照明用発光ダイオード駆動回路を例に挙げて説明する。

まず、本発明の第一実施形態について説明する。本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図１に示す。なお、図１において図９と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路の力率改善回路２’を力率改善回路２に置換し、さらに軽負荷検出回路１９を新たに設けた構成である。

軽負荷検出回路１９は、軽負荷検出用信号を入力し、その軽負荷検出用信号に基づいて軽負荷で有るか否かを判定し、その判定結果を出力する。本実施形態では、軽負荷検出用信号は、電流設定用抵抗１８の電圧降下であり、照明用発光ダイオード１７を流れる電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

力率改善回路２は、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも力率改善回路２内での消費電力を低くすることができる力率改善回路である。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をすることによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図２に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第二実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路に、力率改善回路２に並列接続されるリレー２０を新たに設けた構成である。

本実施形態では、第一実施形態と同様、軽負荷検出用信号は、電流設定用抵抗１８の電圧降下であり、照明用発光ダイオード１７を流れる電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

また、本実施形態においては、力率改善回路２は、軽負荷で有るとの判定結果の場合、動作を停止することで、力率改善回路２内での消費電力を低くしている。また、リレー２０は、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、オン状態になり、停止状態の力率改善回路２をバイパスし、軽負荷で無いとの判定結果の場合、オフ状態になり、動作状態の力率改善回路２をバイパスしない。

本発明の第二実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、軽負荷で有るとの判定結果の場合、力率改善回路２が動作を停止するので、不要な消費電力を抑制することができる。また、力率改善回路２が動作を停止しているときは、リレー２０がオン状態になり停止状態の力率改善回路２をバイパスするので、本発明の第二実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路全体としては何ら問題なく動作する。

次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図３に示す。なお、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第三実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路において、力率改善回路２がスイッチングトランジスタ（本実施形態ではＮＰＮトランジスタ）２Ａ、制御回路２Ｂ、コイル２Ｃ、及びダイオード２Ｄを有する構成である。

また、本実施形態においては、力率改善回路２は、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａをシリーズ制御することで、軽負荷で無いとの判定結果の場合に比べて力率改善回路２内での消費電力を低くしている。なお、軽負荷で無いとの判定結果の場合、力率改善回路２の制御回路２Ｂはスイッチングトランジスタ２Ａをスイッチング制御している。

本発明の第三実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａに対して、軽負荷時に低効率となる制御方式であるスイッチング制御ではなく、シリーズ制御を行うので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第四実施形態について説明する。本発明の第四実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図４に示す。なお、図４において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第四実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路において、力率改善回路２がスイッチングトランジスタ（本実施形態ではＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ）２Ａ、制御回路２Ｂ、コイル２Ｃ、及びダイオード２Ｄを有する構成である。

また、本実施形態においては、力率改善回路２は、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング制御を間欠動作することで、力率改善回路２内での消費電力を低くしている。なお、軽負荷で無いとの判定結果の場合、力率改善回路２の制御回路２Ｂはスイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング制御を常時行っている。

本発明の第四実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング制御を間欠動作するので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第五実施形態について説明する。本発明の第五実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第三実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路と同様に図３に示す構成であるが、本発明の第三実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路とは力率改善回路２内の制御回路２Ｂの動作が異なっている。

本実施形態では、第三実施形態と同様、軽負荷検出用信号は、電流設定用抵抗１８の電圧降下であり、照明用発光ダイオード１７を流れる電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

また、本実施形態においては、軽負荷で有るとの判定結果の場合でも軽負荷で無いとの判定結果の場合でも、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａをスイッチング制御する。そして、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無いとの判定結果の場合に比べて上記スイッチング制御におけるスイッチング周波数を低くすることで、力率改善回路２内での消費電力を低くしている。

本発明の第五実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａに対して行うスイッチング制御のスイッチング周波数を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第六実施形態について説明する。本発明の第六実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第四実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路と同様に図４に示す構成であるが、本発明の第四実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路とは力率改善回路２内の制御回路２Ｂの動作が異なっている。

本実施形態では、第四実施形態と同様、軽負荷検出用信号は、電流設定用抵抗１８の電圧降下であり、照明用発光ダイオード１７を流れる電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

また、本実施形態においては、軽負荷で有るとの判定結果の場合でも軽負荷で無いとの判定結果の場合でも、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａを常時スイッチング制御する。そして、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無いとの判定結果の場合に比べて上記スイッチング制御におけるスイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング速度を遅くすることで、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも力率改善回路２内での消費電力を低くしている。

本発明の第六実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング速度を遅くするので、不要な消費電力を抑制することができる。なお、スイッチングトランジスタ２Ａのスイッチング速度を遅くする方法としては、例えば、制御回路２Ｂがスイッチングトランジスタ２Ａのゲートに供給する駆動信号の電流レベルを小さくする方法が挙げられる。

次に、本発明の第七実施形態について説明する。本発明の第七実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図５に示す。なお、図５において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第七実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路に、一次側入力ＡＣ電流を検出する電流検出部２１を新たに設けた構成である。

本実施形態では、第一実施形態とは異なり、軽負荷検出用信号は電流検出部２１によって検出される電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、本発明の第七実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をすることによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第八実施形態について説明する。本発明の第八実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図６に示す。なお、図６において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第八実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路に、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ５を流れる電流を検出する電流検出部２２を新たに設けた構成である。

本実施形態では、第一実施形態とは異なり、軽負荷検出用信号は電流検出部２２によって検出される電流に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、本発明の第八実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をすることによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第九実施形態について説明する。本発明の第九実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図７に示す。なお、図７において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第九実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路に、照明用発光ダイオード１７の光量を検出する照度センサ２３を新たに設けた構成である。

本実施形態では、第一実施形態とは異なり、軽負荷検出用信号は照度センサ２３によって検出される照明用発光ダイオード１７の光量に応じた信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、本発明の第九実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をすることによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の第十実施形態について説明する。本発明の第十実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を図８に示す。なお、図８において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本発明の第十実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路に、外部信号を入力する外部信号入力端子２４を新たに設けた構成である。

本実施形態では、第一実施形態とは異なり、軽負荷検出用信号はマイコン等から出力され外部信号入力端子２４が入力する外部信号である。軽負荷検出回路１９は、上記軽負荷検出用信号と予め設定している閾値とを比較し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さければ軽負荷で有ると判定し、上記軽負荷検出用信号が予め設定している閾値より小さくなければ軽負荷で無いと判定する。

軽負荷である場合、高調波電流が小さくなり、力率改善回路を通常動作させなくても高調波規制のクラスＣに適合することができるので、図９に示す従来の照明用発光ダイオード駆動回路のように軽負荷である場合に力率改善回路を通常動作させると力率改善回路において不要な電力が消費されることになる。これに対して、本発明の第十実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路では、力率改善回路２が、軽負荷検出回路１９による判定結果を入力し、軽負荷で有るとの判定結果の場合、軽負荷で無い場合と異なる動作をすることによって、軽負荷で無い場合と同じ動作をするよりも消費電力を低くするので、不要な消費電力を抑制することができる。

上述した本発明に係る照明用発光ダイオード駆動回路を発光ダイオード照明機器に搭載することにより、不要な消費電力を抑制する発光ダイオード照明機器を実現することができる。

なお、上記実施形態においては照明用発光素子として照明用発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明に係る照明用発光素子駆動回路は、他の照明用発光素子、例えば照明用有機ＥＬを駆動する回路であってもよい。

は、本発明の第一実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第二実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第三、五実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第四、六実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第七実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第八実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第九実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第十実施形態に係る照明用発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、従来の照明用発光ダイオード駆動回路の一構成例を示す図である。

符号の説明

１全波整流回路
２、２’ 力率改善回路
２Ａスイッチングトランジスタ
２Ｂ制御回路
２Ｃコイル
２Ｄダイオード
３平滑コンデンサ
４トランス
５Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ
６制御回路
７ダイオード
８コンデンサ
９、１０抵抗
１１シャントレギュレータ
１２フォトカプラ
１３ドライバ
１４ダイオード
１５コイル
１６コンデンサ
１７照明用発光ダイオード
１８電流設定用抵抗
１９軽負荷検出回路
２０リレー
２１、２２電流検出部
２３照度センサ
２４外部信号入力端子

Claims

力率改善回路を備える照明用発光素子駆動回路において、
前記力率改善回路が、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合と異なる動作をする（動作を停止することを含む）ことによって、消費電力を低くすることを特徴とする照明用発光素子駆動回路。
前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるときに前記力率改善回路をバイパスするバイパス手段を備え、
前記力率改善回路が、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、動作を停止する請求項１に記載の照明用発光素子駆動回路。
前記力率改善回路が、
スイッチングトランジスタと、
前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタをシリーズ制御し、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタをスイッチング制御する制御回路とを有する請求項１に記載の照明用発光素子駆動回路。
前記力率改善回路が、
スイッチングトランジスタと、
前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御を間欠動作し、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合は前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御を常時動作する制御回路とを有する請求項１に記載の照明用発光素子駆動回路。
前記力率改善回路が、
スイッチングトランジスタと、
前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合に比べて、前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御のスイッチング周波数を低くする制御回路とを有する請求項１に記載の照明用発光素子駆動回路。
前記力率改善回路が、
スイッチングトランジスタと、
前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷である場合は、前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷で無い場合に比べて、前記スイッチングトランジスタに対するスイッチング制御における前記スイッチングトランジスタのスイッチング速度を遅くする制御回路とを有する請求項１に記載の照明用発光素子駆動回路。
前記照明用発光素子駆動回路の負荷を流れる電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）請求項１〜６のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路。
ＡＣ入力であって前記力率改善回路とスイッチング素子を有し前記スイッチング素子のデューティ制御により所定のＤＣ電圧を出力する定電圧出力スイッチング電源回路と、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を駆動電圧として用いて照明用発光素子に定電流を供給する定電流出力スイッチング電源回路とによって構成される照明用発光素子駆動回路であって、
前記定電圧出力スイッチング電源回路の入力ＡＣ電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）請求項１〜６のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路。
ＡＣ入力であって前記力率改善回路とスイッチング素子を有し前記スイッチング素子のデューティ制御により所定のＤＣ電圧を出力する定電圧出力スイッチング電源回路と、前記定電圧出力スイッチング電源回路の出力電圧を駆動電圧として用いて照明用発光素子に定電流を供給する定電流出力スイッチング電源回路とによって構成される照明用発光素子駆動回路であって、
前記スイッチング素子を流れる電流を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）請求項１〜６のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路。
前記照明用発光素子駆動回路の負荷の光量を検出して前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）請求項１〜６のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路。
外部信号を入力し、前記外部信号に基づいて前記照明用発光素子駆動回路の負荷が軽負荷であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段の判定結果に応じて前記力率改善回路が動作する（動作を停止することを含む）請求項１〜６のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路。
請求項１〜１１のいずれかに記載の照明用発光素子駆動回路を備えることを特徴とする照明機器。