JP2010109168A - Ｌｅｄ駆動装置、ｌｅｄ駆動方法および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの順方向電圧のばらつきが存在しても効率よくＬＥＤを点灯／消灯させること。
【解決手段】駆動回路３は、直列に接続された複数のＬＥＤを備えるＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５を駆動する。駆動回路３は、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５を駆動するｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ５と、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ４のドレイン電流ＩＱ１〜ＩＱ４を定める電流調整回路ＯＰ１、ＯＰ３、ＯＰ５、ＯＰ７と、隣接する２つのｎＭＯＳＦＥＴの電流値の総和が一定値になるように、電流調整回路ＯＰ１、ＯＰ３、ＯＰ５、ＯＰ７を制御する減算器ＯＰ２、ＯＰ４、ＯＰ６、ＯＰ８とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤ駆動装置、ＬＥＤ駆動方法および照明装置に関し、特に、直列に接続された複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置、ＬＥＤ駆動方法および照明装置に関する。

近年、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた照明装置が知られている。
この照明装置の制御方式としては、スイッチング方式と線型制御方式が知られている。
前者は、ＡＣ電源からスイッチング電源回路を用いて定電流をＬＥＤに供給する方式である。また、後者は、ＡＣ電圧またはＬＥＤに流れる電流を検出して、電源損失が最小になるように点灯するＬＥＤの数を切り替えていく方式である。
特開２００６−２４４８４８号公報 特開２００８−５９８１１号公報 特開２００６−１４７９３３号公報

しかしながら、スイッチング方式では、スイッチングする際にノイズが発生するという問題や、回路構成が複雑であり、多くの部品を必要とするという問題があった。
また、従来の線型制御方式にも以下のような問題があった。

例えば、特許文献１では、交流電圧値が増加してもスイッチ（切替器）をＯＦＦせず、ＯＮするスイッチの数を増加させるため、効率が非常に悪いという問題があった。
また、特許文献２、３では、入力電圧を監視し、この入力電圧に応じて、スイッチング素子を切り替えている。しかし、この方法では、ＬＥＤの順方向電圧のばらつきには対応できないという問題があった。例えばＬＥＤの駆動電圧を設計上２０Ｖとしていても、製品に搭載されたＬＥＤの順方向電圧が１９Ｖや２１Ｖであった場合、駆動回路に流れる電流が遮断されてしまう可能性がある。

このため、出荷時等に電圧を調整する必要があり、出荷時の工程が増えるという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤの順方向電圧のばらつきが存在しても効率よくＬＥＤを点灯／消灯させることができるＬＥＤ駆動装置、ＬＥＤ駆動方法および照明装置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、直列に接続された複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置において、少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第１のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第２のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子に流れる電流値と、前記第２のスイッチ素子に流れる電流値との総和が一定値になるように、前記第１のスイッチ素子を制御する制御回路と、を有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置が提供される。

このようなＬＥＤ駆動装置によれば、制御回路により、第１のスイッチ素子に流れる電流値と、第２のスイッチ素子に流れる電流値との総和が一定値になるように、第１のスイッチ素子が制御される。

開示のＬＥＤ駆動装置によれば、各ＬＥＤの順方向電圧のばらつきが存在してもスムースに電流が切り替わるので、効率よくＬＥＤを点灯／消灯させることができる。

以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、実施の形態の照明装置を示す図である。
照明装置１は、全波整流器２と、それぞれ、複数個のＬＥＤを備えるＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５と、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５を駆動する駆動回路（ＬＥＤ駆動装置）３とを有している。

全波整流器２は、ダイオードブリッジ（図示せず）を有しており、５０Ｈｚ、１００Ｖまたは６０Ｈｚ、１００Ｖの交流電圧を全波整流する。
なお、以下において、１００Ｖの交流電圧を用いた場合を例に説明している。これに限らず、種々の交流電圧に対応可能であることは言うまでもない。種々の交流電圧に対応するためには、抵抗値や耐圧等の各値を、用いる交流電圧に対応させて設定すればよい。

ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５は、それぞれ２０Ｖが印加されることにより駆動（点灯）する。
駆動回路３は、全波整流した電圧の値に応じてＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５を点灯／消灯する。

この駆動回路３は、ＬＥＤグループＧｒ１に対応して設けられた回路３１と、ＬＥＤグループＧｒ２に対応して設けられた回路３２と、ＬＥＤグループＧｒ３に対応して設けられた回路３３と、ＬＥＤグループＧｒ４に対応して設けられた回路３４と、ＬＥＤグループＧｒ５に対応して設けられた回路３５と、比較器（遮断回路）ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３と、ＯＲ回路ＯＲ１、ＯＲ２とを有している。

回路３１は、ＬＥＤグループＧｒ１の出力側に接続され、ＬＥＤグループＧｒ１の出力電流をドレイン電流ＩＱ１とするｎＭＯＳＦＥＴ（第１のスイッチ素子）Ｑ１と、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに接続された電流調整回路ＯＰ１と、電流調整回路ＯＰ１の定電流量を調整する減算器（電流設定回路）ＯＰ２と、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のソース−ＧＮＤ間に接続され、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１（ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ５）のドレイン電流の指令値となる電圧（本実施の形態では１Ｖ）を供給する電圧源Ｅ１との関係でドレイン電流ＩＱ１の電流量を検出する抵抗Ｒ１（本実施の形態では１００Ω）とを有している。

電流調整回路ＯＰ１は、電流調整回路ＯＰ１の入力端子に印加された電圧を電流に換算してｎＭＯＳＦＥＴＱ１を活性領域で動作させることにより、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン電流ＩＱ１の電流量を調整する。

また、電流調整回路ＯＰ１には、論理が「Ｈ」の信号が入力されることにより電流調整回路ＯＰ１が強制ＯＦＦする端子（強制ＯＦＦ端子）が設けられている。この端子は、ＯＲ回路ＯＲ１の出力端子に接続されている。

減算器ＯＰ２のプラス端子は、電圧源Ｅ１に接続されている。また、減算器ＯＰ２のマイナス端子は、ｎＭＯＳＦＥＴ（第２のスイッチ素子）Ｑ２のソース−ＧＮＤ間に接続され、電圧源Ｅ１との関係でドレイン電流ＩＱ２の最大電流量を規定する抵抗Ｒ２（本実施の形態では１００Ω）に接続されている。

この減算器ＯＰ２は、電圧源Ｅ１の電圧値からｎＭＯＳＦＥＴＱ２のソースの電圧値を減算した電圧値を電流調整回路ＯＰ１に供給する。前述したように電流調整回路ＯＰ１は、この電圧値に応じた電流がｎＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるようにｎＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン電流の電流量を調整する。

このような回路３１の構成により、抵抗Ｒ１はドレイン電流ＩＱ１の電流量を検出する。この検出結果を電流調整回路ＯＰ１に入力することで、電流調整回路ＯＰ１は、減算器ＯＰ２からの設定値にドレイン電流ＩＱ１を一致させるように、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートを調整する。

回路３２〜回路３４は、それぞれ回路３１と同じ構成をなしている。
回路３５は、電流調整回路ＯＰ９の前段に減算器が設けられておらず、電流調整回路ＯＰ９の入力端子は、電圧源Ｅ１に接続されている。これ以外は、回路３１〜３４と同じ構成をなしている。

なお、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ４のソース・ドレイン間の耐圧は、少なくとも２０Ｖであり、ｎＭＯＳＦＥＴＱ５のソース・ドレイン間の耐圧は、少なくとも４１Ｖ（１００×２^1/2−１００）である。

比較器ＣＭＰ１は、ｎＭＯＳＦＥＴ（第３のスイッチ素子）Ｑ３のソース電圧と、比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３の論理を切り替えるために所定の値に設定された切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧とを比較し、その比較結果をＯＲ回路ＯＲ１に出力する。

本実施の形態では、切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧は、０．１Ｖに設定されており、比較器ＣＭＰ１は、ｎＭＯＳＦＥＴＱ３のソース電圧が０．１Ｖを超えると論理が「Ｈ」の信号を出力する。

比較器ＣＭＰ２は、ｎＭＯＳＦＥＴ（第４のスイッチ素子）Ｑ４のソース電圧と切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧とを比較し、その比較結果をＯＲ回路ＯＲ２に出力する。
比較器ＣＭＰ３は、ｎＭＯＳＦＥＴＱ５のソース電圧と切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧とを比較し、その比較結果をＯＲ回路ＯＲ２および電流調整回路ＯＰ５の強制ＯＦＦ端子に出力する。

ＯＲ回路ＯＲ１は、比較器ＣＭＰ１の論理とＯＲ回路ＯＲ２の論理の論理和（ＯＲ）を取り、その結果を電流調整回路ＯＰ１に出力する。
ＯＲ回路ＯＲ２は、比較器ＣＭＰ２の論理と比較器ＣＭＰ３の論理の論理和（ＯＲ）を取り、その結果をＯＲ回路ＯＲ１および電流調整回路ＯＰ３の強制ＯＦＦ端子に出力する。

次に、照明装置１の動作について説明する。
図２は、照明装置の動作を示すタイムチャートである。以下、図１に示す回路と、図２に示すタイムチャートとを用いて照明装置１の動作を説明する。

ここで、図２に示す「ＩＱ１」は、ドレイン電流ＩＱ１の電流値の変化を示している。また、「ＯＲ１」は、ＯＲ回路ＯＲ１の出力端子の論理を示している。また、「減算器１」は、減算器ＯＰ２の出力電圧を示している。

また、「ＩＱ２」は、ドレイン電流ＩＱ２の電流値の変化を示している。また、「ＯＲ２」は、ＯＲ回路ＯＲ２の出力端子の論理を示している。また、「減算器２」は、減算器ＯＰ４の出力電圧を示している。

また、「ＩＱ３」は、ドレイン電流ＩＱ３の電流値の変化を示している。また、「比較器１」は、比較器ＣＭＰ１の出力端子の論理を示している。また、「減算器３」は、減算器ＯＰ６の出力電圧を示している。

また、「ＩＱ４」は、ドレイン電流ＩＱ４の電流値の変化を示している。また、「比較器２」は、比較器ＣＭＰ２の出力端子の論理を示している。また、「減算器４」は、減算器ＯＰ８の出力電圧を示している。

また、「ＩＱ５」は、ドレイン電流ＩＱ５の電流値の変化を示している。また、「比較器３」は、比較器ＣＭＰ３の出力端子の論理を示している。
また、「入力電流」は、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５に流れる電流を示している。

まず、電圧値が上昇するときの動作について説明する。
ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ５は、デフォルトで全てＯＮ状態である。また、減算器ＯＰ２は、電圧源Ｅ１―０＝１（Ｖ）を電流調整回路ＯＰ１に印加する。従って、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン電流ＩＱ１の最大電流量は、１０ｍＡである。

まず、全波整流器２により全波整流された電圧が、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５−ＧＮＤ間に印加される。
そして、印加電圧が２０Ｖを超えると（時刻Ｔ１）、ドレイン電流ＩＱ１が少しずつ増加していく。なお、図２では、説明を分かりやすくするために、電流が増加する様子（横幅）を誇張して示している。そして、電圧源Ｅ１／抵抗Ｒ１＝１／１００＝０．０１（Ａ）（１０ｍＡ）となったところで、ドレイン電流ＩＱ１が一定量（１０ｍＡ）となる（時刻Ｔ２）。

その後、印加電圧が４０Ｖを超えると（時刻Ｔ３）、ドレイン電流ＩＱ２が少しずつ増加していく。このとき、ドレイン電流ＩＱ１は少しずつ減少していく。以下、この理由を説明する。

例えば、ドレイン電流ＩＱ２＝１ｍＡとなったとき、抵抗Ｒ２×ドレイン電流ＩＱ２＝１００×０．００１＝０．１（Ｖ）が減算器ＯＰ２のマイナス（−）端子に印加される。
このとき、減算器ＯＰ２は、電圧源Ｅ１−０．１＝１−０．１＝０．９（Ｖ）を電流調整回路ＯＰ１に印加する。これにより、ドレイン電流ＩＱ１は９ｍＡになる。

このように、ドレイン電流ＩＱ１とドレイン電流ＩＱ２の合計値（隣接する２つのｎＭＯＳＦＥＴのドレイン電流の合計値）が１０ｍＡとなる関係を保ったまま、ドレイン電流ＩＱ２が増加するにつれてドレイン電流ＩＱ１が減少していく。そして、ドレイン電流ＩＱ２が１０ｍＡになると、ドレイン電流ＩＱ１は０ｍＡとなる（時刻Ｔ４）。但し、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートは、ＯＮのままである。

そして、印加電圧が６０Ｖを超えると（時刻Ｔ５）、ドレイン電流ＩＱ３が少しずつ増加していく。このとき、ドレイン電流ＩＱ２は少しずつ減少していく。
ここで、ドレイン電流ＩＱ３＝１ｍＡのとき、抵抗Ｒ３×ドレイン電流ＩＱ３＝１００×０．００１＝０．１（Ｖ）となる。

切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧は、０．１Ｖに設定されているため、比較器ＣＭＰ１の両入力端子に印加される電圧値が等しくなる。従って、比較器ＣＭＰ１は、論理が「Ｈ」の信号を出力する（時刻Ｔ６）。これにより、ＯＲ回路ＯＲ１は論理が「Ｈ」の信号を出力する。従って、電流調整回路ＯＰ１がＯＦＦする。これにより、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１への電流の供給が遮断される。

このように、比較器ＣＭＰ１を設けることにより、ドレイン電流ＩＱ２が０ｍＡになることによって減算器ＯＰ２が電流調整回路ＯＰ１に１Ｖを出力しても、ドレイン電流ＩＱ１が再び増加してしまうことを容易かつ確実に防止することができる。

そして、印加電圧が８０Ｖを超えると（時刻Ｔ７）、ドレイン電流ＩＱ４が少しずつ増加していく。このとき、ドレイン電流ＩＱ３は少しずつ減少していく。
ここで、ドレイン電流ＩＱ４＝１ｍＡのとき、抵抗Ｒ４×ドレイン電流ＩＱ４＝１００×０．００１＝０．１（Ｖ）となる。

切替電流基準電圧源Ｅ２の出力電圧は、０．１Ｖに設定されているため、比較器ＣＭＰ２の両入力端子に印加される電圧値が等しくなる。従って、比較器ＣＭＰ２は、論理が「Ｈ」の信号を出力する（時刻Ｔ８）。これにより、ＯＲ回路ＯＲ２は論理が「Ｈ」の信号を出力する。従って、電流調整回路ＯＰ３がＯＦＦする。これにより、ｎＭＯＳＦＥＴＱ２への電流の供給が遮断される。

このように、比較器ＣＭＰ２を設けることにより、ドレイン電流ＩＱ３が０ｍＡになることによって減算器ＯＰ４が電流調整回路ＯＰ３に１Ｖを出力しても、ドレイン電流ＩＱ２が再び増加してしまうことを容易かつ確実に防止することができる。

ここで、ドレイン電流ＩＱ４が９ｍＡ以上になる、すなわち、ドレイン電流ＩＱ３が１ｍＡ未満になると、比較器ＣＭＰ１は、論理が「Ｌ」の信号を出力する（時刻Ｔ９）。しかし、ＯＲ回路ＯＲ２は論理が「Ｈ」の信号を出力しているため、ＯＲ回路ＯＲ１は、論理が「Ｈ」の信号を出力し続ける。このため、電流調整回路ＯＰ１は、強制ＯＦＦしたままである。

このように、ＯＲ回路ＯＲ１を設けることにより、一度電流の供給を遮断した電流調整回路ＯＰ１の強制ＯＦＦが解除され、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１に電流が流れることを容易かつ確実に防止することができる。

そして、印加電圧が１００Ｖを超えると（時刻Ｔ１０）、比較器ＣＭＰ３は、論理が「Ｈ」の信号を出力する。これにより電流調整回路ＯＰ５がＯＦＦする。そして、ドレイン電流ＩＱ５が９ｍＡ以上になる、すなわち、ドレイン電流ＩＱ４が１ｍＡ以下になると、比較器ＣＭＰ２は、論理が「Ｌ」の信号を出力する（時刻Ｔ１１）。しかし、比較器ＣＭＰ３は、論理が「Ｈ」の信号を出力しているため、ＯＲ回路ＯＲ２は、論理が「Ｈ」の信号を出力し続ける。このため、電流調整回路ＯＰ１、ＯＰ３は、強制ＯＦＦしたままである。

このように、ＯＲ回路ＯＲ２を設けることにより、一度電流の供給を遮断した電流調整回路ＯＰ３の強制ＯＦＦが解除され、ｎＭＯＳＦＥＴＱ２に電流が流れることを容易かつ確実に防止することができる。

次に、電圧値が下降するときの動作について説明する。
印加電圧が１００Ｖ以下になると、ドレイン電流ＩＱ５が少しずつ減少していくとともに、ドレイン電流ＩＱ４が少しずつ増加していく。そして、ドレイン電流ＩＱ５＝９ｍＡになると、ドレイン電流ＩＱ４＝１ｍＡとなる。このように、電圧値が下降するときも、隣接する２つのｎＭＯＳＦＥＴのドレイン電流の合計値が１０ｍＡとなる関係を保ったまま、ドレイン電流ＩＱ５が減少するにつれてドレイン電流ＩＱ４が増加していく。

また、ドレイン電流ＩＱ５が１ｍＡ未満になると（時刻Ｔ１２）、比較器ＣＭＰ３が、論理が「Ｌ」の信号を出力することにより、ｎＭＯＳＦＥＴＱ３の強制ＯＦＦが解除される。

そして、印加電圧が８０Ｖ以下になると、ドレイン電流ＩＱ４が少しずつ減少していくとともに、ドレイン電流ＩＱ３が少しずつ増加していく。そして、ドレイン電流ＩＱ４が１ｍＡ未満になると、比較器ＣＭＰ２が、論理が「Ｌ」の信号を出力する。これにより、ＯＲ回路ＯＲ２は、論理が「Ｌ」の信号を出力する。これにより、ｎＭＯＳＦＥＴＱ２の強制ＯＦＦが解除される。

そして、印加電圧が６０Ｖ以下になると、ドレイン電流ＩＱ３が少しずつ減少していくとともに、ドレイン電流ＩＱ２が少しずつ増加していく。そして、ドレイン電流ＩＱ３が１ｍＡ未満になると、比較器ＣＭＰ１が、論理が「Ｌ」の信号を出力する。これにより、ＯＲ回路ＯＲ１は、論理が「Ｌ」の信号を出力する。従って、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１の強制ＯＦＦが解除される。

そして、印加電圧が４０Ｖ以下になると、ドレイン電流ＩＱ２が少しずつ減少していくとともに、ドレイン電流ＩＱ１が少しずつ増加していく。
そして、印加電圧が２０Ｖ以下になると、ドレイン電流ＩＱ１が少しずつ減少していく。

このように、印加電圧が変動しても、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ５の少なくとも１つに常に電流が流れているので、駆動回路３に流れる電流値が「０」になることはない。
図３は、駆動回路の動作による光量の変化を示す図である。

図３に示す「電流指示電圧」は、電圧源Ｅ１の電圧値の変化を示している。「ＩＱ１」は、ドレイン電流ＩＱ１の電流値の変化を示している。「ＩＱ２」は、ドレイン電流ＩＱ２の電流値の変化を示している。「ＩＱ３」は、ドレイン電流ＩＱ３の電流値の変化を示している。「ＩＱ４」は、ドレイン電流ＩＱ４の電流値の変化を示している。「ＩＱ５」は、ドレイン電流ＩＱ５の電流値の変化を示している。また、「ＩＬＥＤ１」は、ＬＥＤグループＧｒ１の電流値の変化を示している。「ＩＬＥＤ２」は、ＬＥＤグループＧｒ２の電流値の変化を示している。「ＩＬＥＤ３」は、ＬＥＤグループＧｒ３の電流値の変化を示している。「ＩＬＥＤ４」は、ＬＥＤグループＧｒ４の電流値の変化を示している。「ＩＬＥＤ５」は、ＬＥＤグループＧｒ５の電流値の変化を示している。また、「光量」は、照明装置１の光量の増減を示している。「入力電流」は、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５に流れる電流を示している。

図３に示すように、光量は、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５の総和となる。
なお、図３に示すような光量の波形では、段差部分において若干のちらつきが生じる可能性があるが、全波整流波形は、５０Ｈｚ（６０Ｈｚ）を全波整流した１００Ｈｚ（１２０Ｈｚ）程度であるから、この程度のちらつきは人間の目では追随できないため影響は生じない。

以上述べたように、照明装置１によれば、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５それぞれから電流が流れ始めるのを検出するための回路３１〜３５を設けて、ｎＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ５のうち、隣接するｎＭＯＳＦＥＴに流れるドレイン電流の総和が一定値（１０ｍＡ）になるように制御するようにした。

これにより、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５の順方向電圧ＶＦのばらつきにかかわらず、損失の低い装置を実現することができる。
また、各ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５の順方向電圧ＶＦのばらつきが存在してもスムースに電流が切り替わるので、電流の遮断がない。

また、スイッチング電源を使わないので、スイッチング電源のようなノイズが発生しない。また、力率もスイッチング電源方式に比べてよい。さらに、電解コンデンサを使用しないので照明装置１の長寿命化を図ることができる。

なお、ＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５それぞれのＬＥＤの個数は、特に限定されないが、例えば最大入力電圧の値をＬＥＤ１個の順方向電圧ＶＦで割った数以下とし、さらに、ＬＥＤグループの数と各ＬＥＤグループにおけるＬＥＤを直列に接続した数とを交流電源の最小損失になるように決定するのが好ましい。

また、本実施の形態では、説明を簡単にするために５つのＬＥＤグループＧｒ１〜Ｇｒ５および回路３１〜３５を用いて説明したが、本発明は、これに限定されず、４つのＬＥＤグループおよび回路または、６つ以上のＬＥＤグループおよび回路においても適用することができる。この場合においても最も高い電圧値に対応したＬＥＤグループを駆動する回路を回路３５と同様の回路構成にて構成し、それ以外の回路を回路３１〜３４と同様の回路構成にて構成すればよい。また、ｎ（ｎは、４以上の自然数）個のＬＥＤグループを備える照明装置の場合、３番目からｎ番目のＬＥＤグループに対応する回路に対応して設けられ、それぞれ１番目から（ｎ−２）番目の回路の電流調整回路のｎＭＯＳＦＥＴへの電流の供給を遮断させる（ｎ―２）個の比較器と、（ｎ―２）個の比較器の論理和を取る（ｎ−３）個のＯＲ回路を備えるようにすればよい。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態の照明装置について説明する。
以下、第２の実施の形態の照明装置について、前述した実施の形態の照明装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図４は、第２の実施の形態の照明装置を示す回路図である。
図４に示す第２の実施の形態の照明装置１ａは、駆動回路３ａの電圧源Ｅ１ａの構成が第１の実施の形態の電圧源Ｅ１と異なっている。

電圧源Ｅ１ａは、ボルテージフォロワを構成するオペアンプＯＰ１０と、オペアンプＯＰ１０の出力電圧をオフセットするオフセット電圧源Ｅ３とを有している。
オペアンプＯＰ１０の入力端子には、全波整流され、抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７で分圧された電圧が入力される。

図５は、第２の実施の形態の駆動回路の動作による光量の変化を示す図である。
電圧源Ｅ１ａの構成により、電流指示電圧の電圧値の変化が、第１の実施の形態とは異なっている。具体的には、分圧電圧からオフセット電圧を減算した値になっている。

ここで、オフセット電圧は、ＬＥＤグループＧｒ１の駆動電圧（一番小さいＬＥＤグループの駆動電圧）に応じて予め設定されている。具体的には、全波整流された電圧と同位相の電圧にオフセット電圧を重畳した電圧が零から増加するタイミングとｎＭＯＳＦＥＴＱ１で駆動されるＬＥＤグループＧｒ１に電流が流れ始めるタイミングとが略一致するように、オフセット電圧を調節する。なお、一致の範囲（精度）は、高調波を抑制する観点から設計者が任意に定めるのが好ましい。

このように分圧電圧を減算器ＯＰ２、ＯＰ４、ＯＰ６、ＯＰ８に入力することにより、入力電流波形を入力電圧波形と同位相に近づけることができる。さらに、オフセット電圧を適当に設定することにより、ＬＥＤグループＧｒ１の電流値の変化（ＩＬＥＤ１）がスムースになる。すなわち、図５に示すように、ＩＬＥＤ１は、ＩＬＥＤ２〜ＩＬＥＤ５に比べスムースに立ち上がり、また、スムースに立ち下がっている（図５中、矢印で示すポイントＡ１、Ａ２参照）。この結果、光量は、より正弦波に近づく。

この第２の実施の形態の照明装置１ａによれば、第１の実施の形態の照明装置１と同様の効果が得られる。
そして、第２の実施の形態の照明装置１ａによれば、入力電流波形を入力電圧波形と同位相に近づけることができるため、さらに、力率が改善され、高調波を抑制することができる。

以上、本発明のＬＥＤ駆動装置、ＬＥＤ駆動方法および照明装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。

実施の形態の照明装置を示す図である。 照明装置の動作を示すタイムチャートである。 駆動回路の動作による光量の変化を示す図である。 第２の実施の形態の照明装置を示す回路図である。 第２の実施の形態の駆動回路の動作による光量の変化を示す図である。

符号の説明

１、１ａ 照明装置
２ 全波整流器
３、３ａ 駆動回路
３１〜３５ 回路
ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３ 比較器
Ｅ１、Ｅ１ａ、Ｅ２、Ｅ３ 電圧源
Ｇｒ１〜Ｇｒ５ ＬＥＤグループ
ＯＰ１、ＯＰ３、ＯＰ５、ＯＰ７、ＯＰ９ 電流調整回路
ＯＰ２、ＯＰ４、ＯＰ６、ＯＰ８ 減算器
ＯＰ１０ オペアンプ
ＯＲ１、ＯＲ２ ＯＲ回路
Ｑ１〜Ｑ５ ｎＭＯＳＦＥＴ
Ｒ１〜Ｒ７ 抵抗

Claims (9)

1. 直列に接続された複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置において、
   少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第１のスイッチ素子と、
   前記第１のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第２のスイッチ素子と、
   前記第１のスイッチ素子に流れる電流値と、前記第２のスイッチ素子に流れる電流値との総和が一定値になるように、前記第１のスイッチ素子を制御する制御回路と、
   を有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
2. 前記制御回路は、前記第１のスイッチ素子に流れる電流を設定する電流設定値を出力する電流設定回路と、前記第１のスイッチ素子に流れる電流を前記電流設定値に一致するように、前記第１のスイッチ素子を調整する電流調整信号を出力する電流調整回路を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
3. 前記制御回路は、前記第２のスイッチ素子に流れる電流値の増減を検出して前記電流設定値を増減させることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ駆動装置。
4. 前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第３のスイッチ素子と、
   前記第３のスイッチ素子に流れる電流値と予め設定された電圧値とに応じて前記電流調整信号の前記第１のスイッチ素子への出力を遮断させる信号を出力する遮断回路とをさらに有することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ駆動装置。
5. 前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子および前記第３のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第４のスイッチ素子と、
   前記第２のスイッチ素子に流れる電流を設定する第２の電流設定値を出力する第２の電流設定回路と、
   前記第４のスイッチ素子に流れる電流値と前記電圧値とに応じて前記第２のスイッチ素子を調整する電流調整信号の出力を遮断させる信号を出力させる第２のスイッチ素子用遮断回路と、
   前記遮断回路と前記第２のスイッチ素子用遮断回路との少なくとも一方から出力される前記信号を前記第１のスイッチ素子に供給する論理回路とをさらに有することを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ駆動装置。
6. 前記ＬＥＤを駆動する全波整流された電圧と同位相の電圧を前記電流設定回路に供給する電圧供給回路をさらに有することを特徴とする請求項２または３に記載のＬＥＤ駆動装置。
7. 前記電圧供給回路は、前記全波整流された電圧と同位相の電圧にオフセット電圧を重畳するオフセット電圧供給回路を有し、前記全波整流された電圧と同位相の電圧にオフセット電圧を重畳した電圧が零から増加するタイミングと前記第１のスイッチ素子で駆動されるＬＥＤに電流が流れ始めるタイミングとが略一致するように、前記オフセット電圧を調節することを特徴とする請求項６記載のＬＥＤ駆動回路。
8. 直列に接続された複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動方法において、
   少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第１のスイッチ素子に流れる電流値と、前記第１のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第２のスイッチ素子に流れる電流値との総和が一定値になるように、前記第１のスイッチ素子に流れる電流値を定める定電流回路を制御する、
   ことを特徴とするＬＥＤ駆動方法。
9. 直列に接続された複数のＬＥＤを駆動する照明装置において、
   複数の前記ＬＥＤと、
   交流電圧から前記ＬＥＤを駆動する全波整流電圧を生成する整流回路と、
   少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第１のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子によって駆動される前記ＬＥＤ以外の少なくとも１つの前記ＬＥＤを駆動する第２のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子に流れる電流値と、前記第２のスイッチ素子に流れる電流値との総和が一定値になるように、前記第１のスイッチ素子を制御する制御回路と、を備えるＬＥＤ駆動回路と、
   を有することを特徴とする照明装置。

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