JP2011067011A - 直流電源装置およびｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】回路効率が高く、高力率である直流電源装置およびこの直流電源装置により光源としての発光ダイオードが点灯制御されるＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】直流電源装置１は、交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流する全波整流装置１０を有する直流電源回路２と、スイッチング手段Ｑ１，Ｑ２により直流電源回路２の出力電圧をチョッピングして、一定の直流電圧を出力する昇降圧チョッパ回路３と、直流電源回路２の出力電圧の実効値よりも低く設定された所定電圧であって、入力電圧検出回路４が検出した入力電圧が所定電圧以下のときには昇圧チョッパ動作し、所定電圧を上回るときには降圧チョッパ動作するように昇降圧チョッパ回路３を制御する制御回路６と、降圧チョッパ動作時、直流電源回路２に交流電源Ｖｓから交流電流を通流させる電流通流手段１１とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電圧を昇降圧して直流電圧を出力する直流電源装置およびこの直流電源装置によって発光ダイオードが点灯制御されるＬＥＤ照明器具に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、光源として一般用照明器具に利用されている。この照明器具は、所定の照度（明るさ）を得るために、多数の発光ダイオードを搭載している。発光ダイオードは、通常、直列接続または直並列接続され、照明器具に搭載された直流電源装置である点灯装置により点灯制御されている。

そして、点灯装置は、発光ダイオードに所定の電流を流すために、例えば直列接続された発光ダイオードの両端間に印加する直流電圧を調整している。例えば、フライバック型電源回路を用いたＬＥＤ点灯装置が提案されている（特許文献１参照。）。この従来技術のＬＥＤ点灯装置は、トランスの一次巻線に直列接続されたスイッチング素子をオンオフ制御して、トランスの二次巻線の両端間に直列接続された発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆの合計以上の直流電圧を発生させて発光ダイオードを点灯させるものである。

また、直流電源に、その出力電圧を変換する降圧チョッパ型または昇圧チョッパ型の電圧変換回路を接続した発光ダイオード用電源が提案されている（特許文献２参照。）。この従来技術の発光ダイオード用電源は、電圧変換回路の出力電圧の調整によって、ＬＥＤ負荷の電力調整を行うものである。

近年、発光ダイオードは、その発光効率が向上しつつあり、順方向電圧Ｖｆも低下する傾向にある。また、小型の照明器具は、搭載する発光ダイオードの数量が少ないものである。これらにより、直列接続される発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆの合計電圧が低下してきており、入力電圧よりも低い直流電圧を出力する点灯装置が多くなりつつある。

特開２００９−１３４９４５号公報（第５頁、第２図） 特開２００７−１８９００４公報（第５、７頁、第１、７図）

特許文献１のＬＥＤ点灯装置は、スイッチング素子のオンオフ制御により、トランスの二次巻線の両端間に所定の直流電圧を発生させることができるが、トランスなどでの電力損失が発生し、電圧の変換効率すなわち回路効率が低下するという欠点を有する。

また、特許文献２の発光ダイオード用電源は、直流電源が交流電圧を整流または整流平滑して形成したものであると、降圧チョッパ回路の出力電圧が交流電圧よりも低くなる区間においては、図６に示すように、直流電源に入力電流が流れない電流休止期間が発生するので、力率が低下するという欠点を有する。

本発明は、回路効率が高く、高力率である直流電源装置およびこの直流電源装置により光源としての発光ダイオードが点灯制御されるＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の直流電源装置の発明は、交流電源の交流電圧を全波整流する全波整流装置を有する直流電源回路と；スイッチング手段により前記直流電源回路の出力電圧をチョッピングして、一定の直流電圧を出力する昇降圧チョッパ回路と；この昇降圧チョッパ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出回路と；前記昇降圧チョッパ回路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と；前記直流電源回路の出力電圧の実効値よりも低く設定された所定電圧であって、前記出力電圧検出回路が検出した前記出力電圧が前記所定電圧となるように、かつ前記入力電圧検出回路が検出した前記入力電圧が前記所定電圧以下のときには昇圧チョッパ動作し、前記所定電圧を上回るときには降圧チョッパ動作するように前記昇降圧チョッパ回路を制御する制御回路と；前記降圧チョッパ動作時、前記直流電源回路に交流電源から交流電流を通流させる電流通流手段と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

昇降圧チョッパ回路は、直流電源回路に接続される。したがって、直流電源回路の出力電圧は、実質的に昇降圧チョッパ回路の入力電圧となっている。

そして、入力電圧検出回路は、昇降圧チョッパ回路の入力電圧の他、直流電源回路の出力電圧を検出してもよい。また、当該入力電圧または当該出力電圧に相関する電圧を検出してもよく、例えば直流電源回路の入力電圧すなわち交流電源の交流電圧を検出してもよい。また、出力電圧検出回路は、昇降圧チョッパ回路の出力電圧の他、当該出力電圧に相関する電圧を検出してもよい。

所定電圧は、昇降圧チョッパ回路の出力電圧であり、一定の直流電圧値であり、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の負荷の両端間に印加される。

電流通流手段は、直流電源回路を構成している全波整流装置以外の回路要素であり、例えばノイズ防止用のフィルタ回路である。

昇降圧チョッパ回路は、直流電源回路から電力が供給されることにより、昇圧チョッパ動作をすることができる。したがって、昇圧チョッパ動作するときには、直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に電流が流れ、交流電源から直流電源回路に入力電流が流れる。また、降圧チョッパ動作しているときには、昇降圧チョッパ回路は、スイッチング手段のオンオフ動作に応じて直流電源回路から電力が供給または遮断される。当該電力の供給時には、直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に電流が流れ、当該電力の遮断時には、直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に電流が流れなくなる。ここで、スイッチング手段は高周波でオンオフ動作しているので、前記遮断があっても、電流通流手段により直流電源回路に流れている電流は瞬時に停止せず、前記遮断時にも交流電源から直流電源回路に入力電流が流れる。

本発明によれば、制御回路は、昇降圧チョッパ回路の入力電圧が所定電圧以下の期間では、昇降圧チョッパ回路が昇圧チョッパ動作するように制御するので、昇圧のための電力が直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に供給される。これにより、直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に電流が流れるとともに、交流電源から直流電源回路に入力電流が流れる。また、昇降圧チョッパ回路の入力電圧が所定電圧を上回る期間では、昇降圧チョッパ回路が降圧チョッパ動作するように制御され、スイッチング手段のオンオフ動作に応じて直流電源回路から昇降圧チョッパ回路に電流が断続して流れるが、電流通流手段により交流電源から直流電源回路に入力電流が継続して流れる。したがって、制御回路が昇降圧チョッパ回路を制御し、昇降圧チョッパ回路が昇降圧チョッパ動作しているときには、交流電源から直流電源回路に入力電流が流れるようになる。

請求項２に記載の直流電源装置の発明は、請求項１記載の直流電源装置の発明において、前記昇降圧チョッパ回路は、その出力間に複数の降圧チョッパ回路を並列的に接続し、前記降圧チョッパ回路は、低電位側に接続されたスイッチング素子を具備し、このスイッチング素子のオンオフ動作により前記昇降圧チョッパ回路の出力電圧をチョッピングすることを特徴とする。

本発明によれば、降圧チョッパ回路の出力を調整して、降圧チョッパ回路に接続される負荷の電力を深く可変可能であり、降圧チョッパ回路に異なる種類の負荷を接続可能であるとともに、スイッチング素子をオンオフ制御する駆動電圧が低電圧となるので、制御回路から当該駆動電圧を出力し、制御回路により直接的に降圧チョッパ回路が制御可能である。

請求項３に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１または２記載の直流電源装置と；この直流電源装置の出力間に接続されて点灯制御される発光ダイオードと；この発光ダイオードを配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。

器具本体と直流電源装置は、別体であってもよく、器具本体が直流電源装置を配設していてもよい。

本発明によれば、直流電源回路の出力電圧を昇降圧して所定電圧を出力し、交流電源から直流電源回路に常時入力電流が流れる直流電源装置を具備するで、高力率のＬＥＤ照明器具が提供される。

請求項１の発明によれば、交流電源の交流電圧を全波整流する全波整流装置を有する直流電源回路と、電流通流手段と、昇降圧チョッパ回路とを具備し、昇降圧チョッパ回路の入力電圧が所定電圧以下の期間に、昇降圧チョッパ回路を昇圧チョッパ動作させて交流電源から直流電源装置に入力電流が流れるようにし、交流電源から直流電源回路に入力電流が流れない電流休止期間が発生しないように制御するので、高力率である直流電源装置を提供することができるとともに、フライバックトランス等を具備して構成していないので、回路効率を向上することができる。

請求項２の発明によれば、昇降圧チョッパ回路の出力間に複数の降圧チョッパ回路が並列的に接続されるので、異なる種類の負荷を接続することができ、負荷の電力を可変可能であって容易に深く低減することができるとともに、降圧チョッパ回路のスイッチング素子を制御回路から低電圧の駆動信号を出力して制御回路により直接的に制御可能であるので、他の駆動回路等を設ける必要がなく、直流電源装置を小型化にすることができ、安価に形成することができる。

請求項３の発明によれば、回路効率が高く、高力率の直流電源装置を具備するので、電力損失が小さく、交流電源からの入力電流を少なくすることのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。

本発明の実施例１を示す直流電源装置の概略回路図。 同じく、直流電源回路に入力する交流電源の交流電圧および交流電流の概略波形図。 本発明の実施例２を示す直流電源装置の概略回路図。 本発明の実施例３を示す直流電源装置の概略回路図。 本発明の実施例４を示すＬＥＤ照明器具の概略斜視図。 従来技術における交流電源の交流電圧および交流電流の概略波形図。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明において、昇降圧チョッパ回路は、直流電源回路を介して交流電源から電力が供給され、一定の直流電圧値である所定電圧を出力するとともに、入力電圧が所定電圧以下のときには昇圧チョッパ動作するように制御される。これにより、昇降圧チョッパ回路が昇降圧チョッパ動作しているときには、交流電源から直流電源回路に入力電流が流れるようになり、力率が向上する。

図１は、本発明の実施例１を示す直流電源装置の概略回路図である。

直流電源装置１は、直流電源回路２、昇降圧チョッパ回路３、入力電圧検出回路４、出力電圧検出回路５および制御回路６を有して構成されている。そして、入力端子７ａ，７ｂが商用交流電源Ｖｓに接続され、出力端子８ａ，８ｂが負荷としての発光ダイオード９に接続されて、発光ダイオード９を点灯させるＬＥＤ点灯装置に形成されている。発光ダイオード９は、その複数個が直並列接続されている。

直流電源回路２は、全波整流装置１０、電流通流手段として機能するノイズフィルタ回路１１およびコンデンサＣ１を有して形成されている。ノイズフィルタ回路１１は、トランスＴ１を有して形成されている。そして、全波整流装置１０の入力端子は、ノイズフィルタ回路１１を介して入力端子７ａ，７ｂに接続されている。全波整流装置１０の出力端子間にコンデンサＣ１を接続している。コンデンサＣ１の低電位側は、コンデンサＣ２を介してアースＥに接続されている。

全波整流装置１０は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧例えばＡＣ１００Ｖを全波整流し、全波整流電圧をコンデンサＣ１の両端間に出力する。コンデンサＣ１は、ノイズフィルタ用とし
て機能するものであり、その容量が例えば０．４７μＦに設定されている。

昇降圧チョッパ回路３は、スイッチング手段としての電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２のオンオフ動作により、直流電源回路２の出力電圧をチョッピングして一定の直流電圧を出力するものであり、周知の構成で形成されている。すなわち、直流電源回路２のコンデンサＣ１の両端間に接続された電界効果トランジスタＱ１および電流回生用のダイオードＤ１の直列回路と、ダイオードＤ１の両端間に接続されたインダクタＬ１および電界効果トランジスタＱ２の直列回路と、電界効果トランジスタＱ２のドレイン、ソース間に接続され逆流防止用のダイオードＤ２および平滑用コンデンサＣ３の直列回路を有して形成されている。直流電源回路２の出力電圧は、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧となっている。

そして、昇降圧チョッパ回路３は、制御回路６により、電界効果トランジスタＱ１がオンされた状態で電界効果トランジスタＱ２がオンオフ制御されると、昇圧チョッパ動作をし、電界効果トランジスタＱ２がオフされた状態で電界効果トランジスタＱ１がオンオフ制御されると、降圧チョッパ動作をするものである。これにより、平滑用コンデンサＣ３の両端間に、一定の直流電圧値である所定電圧例えばＤＣ７０Ｖが発生する。

入力電圧検出回路４は、直流電源回路２のコンデンサＣ１の両端間に接続された抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の直列回路からなっている。直流電源回路２の出力電圧すなわち昇降圧チョッパ回路３の入力電圧は、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２により分圧されている。そして、抵抗Ｒ２の両端間電圧を制御回路６に入力することにより、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が検出されている。

また、出力電圧検出回路４は、昇降圧チョッパ回路３の平滑用コンデンサＣ３の両端間に接続された抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４の直列回路からなっている。昇降圧チョッパ回路３の出力電圧は、抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４により分圧されている。そして、抵抗Ｒ４の両端間電圧を制御回路６に入力することにより、昇降圧チョッパ回路３の出力電圧が検出されている。

制御回路６は、各種演算処理などを行うＣＰＵ、プログラム等が格納されたＲＯＭおよび各種データを記憶するＲＡＭなどを有して形成されている。そして、例えばＲＯＭに前記所定電圧を記憶させている。この所定電圧は、直流電源回路２の出力電圧の実効値よりも低い電圧であって、負荷である発光ダイオード９に所定の電流が流れる電圧値例えばＤＣ７０Ｖに設定されている。

制御回路６は、ＣＰＵにおいて、入力電圧検出回路４から入力した抵抗Ｒ２の両端間電圧に基づいて昇降圧チョッパ回路３の入力電圧（直流電源回路２の出力電圧）を検出し、出力電圧検出回路５から入力した抵抗Ｒ４の両端間電圧に基づいて昇降圧チョッパ回路３の出力電圧を検出する。

そして、昇降圧チョッパ回路３の出力電圧（平滑用コンデンサＣ３の両端間電圧）が所定電圧となるように、昇降圧チョッパ回路３の電界効果トランジスタＱ１および電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御する。このとき、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下のときには、昇圧チョッパ動作するように昇降圧チョッパ回路３を制御する。また、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧を上回るときには、降圧チョッパ動作するように昇降圧チョッパ回路３を制御するものである。なお、制御回路６は、汎用集積回路（ＩＣ）で形成されてもよい。

負荷としての直列接続している発光ダイオード９は、その両端間に昇降圧チョッパ回路３から出力された所定電圧が印加されると、所定の電流が流れて点灯する。発光ダイオード９は、照明光として利用される可視光（例えば白色光）を放射するように形成されている。

次に、本発明の実施例１の作用について述べる。

商用交流電源Ｖｓが投入されると、商用交流電源Ｖｓの交流電圧例えばＡＣ１００Ｖは、直流電源回路２の全波整流装置１０によって全波整流され、全波整流電圧に変換される。この全波整流電圧は、直流電源回路２の出力電圧となり、昇降圧チョッパ３に入力される。すなわち、直流電源回路２の出力電圧は、昇降圧チョッパ３の入力電圧となる。

そして、制御回路６が動作する。制御回路６は、昇降圧チョッパ回路３の電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２のそれぞれのオンデューティーまたは周波数を制御して、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧を昇降圧し、平滑用コンデンサＣ３の両端間に出力電圧を発生させる。

昇降圧チョッパ回路３の入力電圧および出力電圧は、それぞれ入力電圧検出回路４および出力電圧検出回路５により検出され、制御回路６に入力される。制御回路６は、昇降圧チョッパ回路３の出力電圧が予め設定された所定電圧例えばＤＣ７０Ｖとなるように、昇降圧チョッパ回路３の電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２をオンオフ制御する。これにより、昇降圧チョッパ回路３の平滑用コンデンサＣ３の両端間に所定電圧が発生し、この所定電圧が直並列接続されている発光ダイオード９の両端間に印加する。個々の発光ダイオード９は、所定の電流が流れて点灯（発光）し、可視光（照明光）を放射する。

所定電圧は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の実効値とほぼ同等である直流電源回路２の出力電圧の実効値よりも低く設定された電圧値例えばＤＣ７０Ｖである。これにより、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下である期間と、所定電圧を上回る期間が存在する。

制御回路６は、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下のときには、昇圧チョッパ動作するように電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２をオンオフ制御する。すなわち、電界効果トランジスタＱ１をオンにし、電界効果トランジスタＱ２をオンオフ制御する。電界効果トランジスタＱ１がオンされた状態で電界効果トランジスタＱ２がオンすると、直流電源回路２、電界効果トランジスタＱ１、インダクタＬ１および電界効果トランジスＱ２の閉回路内に直流電源回路２からの出力電流が流れる。この出力電流によりインダクタＬ１には、電磁エネルギーが蓄積される。

そして、電界効果トランジスタＱ１がオンされた状態で電界効果トランジスタＱ２がオフすると、直流電源回路２、電界効果トランジスタＱ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ２および平滑用コンデンサＣ３の閉回路内に、直流電源回路２からの出力電流とともにインダクタＬ１に蓄積された電磁エネルギーによる電流が流れて、平滑用コンデンサＣ３が充電される。平滑用コンデンサＣ３は、直流電源回路２からの出力電流に加え、インダクタＬ１に蓄積された電磁エネルギーによる電流により充電されることにより、その両端間電圧が昇圧する。

こうして、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下のときに、昇圧チョッパ動作するように制御していると、直流電源回路２から昇降圧チョッパ回路３に出力電流が流れる。直流電源回路２から出力電流が流れるので、商用交流電源Ｖｓから直流電源回路２に入力電流が流れる。

また、制御回路６は、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧を上回るときには、降圧チョッパ動作させる。すなわち、電界効果トランジスタＱ２をオフにし、電界効果トランジスタＱ１をオンオフ制御する。電界効果トランジスタＱ２がオフされた状態で電界効果トランジスタＱ１がオンすると、直流電源回路２、電界効果トランジスタＱ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ２および平滑用コンデンサＣ３の閉回路内に直流電源回路２からの出力電流が流れる。

そして、電界効果トランジスタＱ２がオフされた状態で電界効果トランジスタＱ１がオフすると、直流電源回路２からの出力電流が昇降圧チョッパ回路３に流れなくなる。平滑用コンデンサＣ３は、充電されなくなり、負荷である発光ダイオード９への電力供給により、その両端間電圧が降圧する。しかし、電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２は、高周波でオンオフ動作するので、ノイズフィルタ回路１１などの電流通流手段により直流電源回路２内に流れている電流は、電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２のオンオフ動作に同期（追従）せずに流れる。すなわち、直流電源回路２から昇降圧チョッパ回路３への出力電流が遮断されても、直流電源回路２内に電流が流れ、交流電源Ｖｓから直流電源回路２に入力電流が流れるものである。

このように、昇降圧チョッパ回路３を降圧チョッパ動作させているときにも、交流電源Ｖｓから直流電源回路２に入力電流が流れる。すなわち、制御回路６により昇降圧チョッパ回路３が制御されていると、図２に示すように、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下の期間Ａまたは所定電圧を上回る期間Ｂの何れであっても、交流電源Ｖｓから直流電源回路２に入力電流が流れるものであり、入力電流が流れない電流休止期間が発生しないものである。そして、昇降圧チョッパ回路３は、一定の直流電圧（所定電圧）を出力するものであるので、直流電源回路２の入力電圧と入力電流は、ほぼ同位相となる。これにより、直流電源装置１は、高力率となる。

また、昇降圧チョッパ回路３は、昇降圧チョッパ動作により、入力電圧例えばＤＣ１００Ｖを所定電圧例えばＤＣ７０Ｖに変換するので、入出力間の電圧変換比率が低くなる。また、絶縁トランスなどを有しないので、電力損失が小さいものである。この結果、回路効率が高いものとなる。

上述したように、直流電源装置１は、交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流する全波整流装置１０を有する直流電源回路２と、ノイズフィルタ回路１１などの電流通流手段と、スイッチング手段としての電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２のオンオフ動作により直流電源装置２の出力電圧をチョッピングして所定電圧を出力する昇降圧チョッパ回路とを具備して、昇降圧チョッパ回路３の入力電圧が所定電圧以下の期間には昇降圧チョッパ回路３を昇圧チョッパ動作させるようにし、昇降圧チョッパ回路３が昇降圧チョッパ動作しているときには交流電源Ｖｓから直流電源装置２に入力電流が流れるように制御する構成にしたので、高力率を有することができる。

なお、直流電源装置１は、負荷として発光ダイオード９を点灯制御するように形成したが、これに限らず、制御機器、モータやヒータなどの電気機器を制御するものであってもよい。

図３は、本発明の実施例２を示す直流電源装置の概略回路図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図３に示す直流電源装置１２は、図１に示す直流電源装置１において、昇降圧チョッパ回路３の出力間に複数の降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂが並列的に接続されたものである。なお、図中、２個の降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂが接続しているが、３個以上であってもよい。また、降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂの同一部分には、同一符号を付している。

降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂは、昇降圧チョッパ回路３の平滑用コンデンサＣ３に並列的に接続されたスイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ３およびダイオードＤ３の直列回路と、ダイオードＤ３に並列的に接続されたインダクタＬ２および平滑用コンデンサＣ４の直列回路とを有してなり、制御回路６Ａにより電界効果トランジスタＱ３がオンオフ制御されることにより、平滑用コンデンサＣ４の両端間に出力電圧を発生させる。

降圧チョッパ回路１３ａの平滑用コンデンサＣ４の両端間には、出力端子８ｃ，８ｄが設けられ、この出力端子８ｃ，８ｄに負荷である直列接続された発光ダイオード９が接続されている。また、降圧チョッパ回路１３ｂの平滑用コンデンサＣ４の両端間には、出力端子８ｅ，８ｆが設けられ、この出力端子８ｃ，８ｄに負荷である直列接続された発光ダイオード９が接続されている。

そして、降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂのそれぞれの電界効果トランジスタＱ３は、高電位側の電源ラインＡ２に設けら
れている。電界効果トランジスタＱ３は、そのゲート、ソース間が駆動回路１４に接続され、駆動回路１４から出力された例えばＤＣ３〜４Ｖの電圧（電圧差）が印加されることによりオンする。駆動回路１４は、制御回路６Ａから出力された制御電圧例えばＤＣ３〜４Ｖに対して、低電位側の電源ラインＡ１に対する高電位側の電源ラインＡ２の電位差例えばＤＣ７０Ｖを加算して、電界効果トランジスタＱ３のゲート、ソース間に印加するように形成されている。

制御回路６Ａにより、電界効果トランジスタＱ３のオンオフ周波数やオンデューティーが可変されると、発光ダイオード９に流れる電流が変化し、発光ダイオード９は、調光点灯される。すなわち、電界効果トランジスタＱ３のオンオフ動作により、発光ダイオード９に流れる電流を大きく低減可能であり、発光ダイオード９を深く調光点灯させることができる。

また、出力端子８ｃ，８ｄおよび出力端子８Ｅ，８ｆには、発光色の異なる発光ダイオード９を接続することができる。これにより、異なる発光色の放射光を混光することができ、調光点灯などにより混光割合を調整することができて、照明演出を図ることができる。

図４は、本発明の実施例３を示す直流電源装置の概略回路図である。なお、図３と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図４に示す直流電源装置１５は、図３に示す直流電源装置１２において、降圧チョッパ回路１３ａ，１３ｂに代えて降圧チョッパ回路１６ａ，１６ｂが接続されたものである。

降圧チョッパ回路１６ａ，１６ｂは、昇降圧チョッパ回路３の平滑用コンデンサＣ３に並列的に接続されたダイオードＤ３および電界効果トランジスタＱ３の直列回路と、ダイオードＤ３に並列的に接続されたインダクタＬ２および平滑用コンデンサＣ４の直列回路とを有してなり、電界効果トランジスタＱ３が低電位側の電圧ラインＡ１に設けられている。

そして、電界効果トランジスタＱ３は、そのゲート、ソース間が制御回路６Ａに接続され、制御回路６Ａから出力された例えばＤＣ３〜４Ｖの制御信号（駆動電圧）が印加されることによりオンする。すなわち、電界効果トランジスタＱ３は、制御回路６Ａから出力された制御信号によりオンオフ動作する。これにより、昇降圧チョッパ回路３の出力電圧（所定電圧）は、チョッピングされ、平滑用コンデンサＣ４の両端間に電界効果トランジスタＱ３のオンオフ動作に応じた出力が発生する。

直流電源装置１５は、図３に示す駆動回路１４を設けないので、その分、小型化することができ、安価に形成することができる。

図５は、本発明の実施例４を示すＬＥＤ照明器具の概略斜視図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図５に示すＬＥＤ照明器具１７は、例えば天井面に直付け又は吊り下げられる一般照明用器具であり、長方形の略箱状に形成された器具本体１８およびこの器具本体１８に配設された光源ユニット１９を具備している。発光ダイオード９は、光源ユニット１９側に設けられている。

光源ユニット１９は、ユニット本体２０およびカバー体２１からなっている。ユニット本体２０は、その長手方向の寸法が器具本体１８と同等であり、その幅方向の寸法が器具本体１８よりも大きく形成されているとともに、比較的浅い深さを有する有底の枠体に形成されている。

そして、発光ダイオード９は、その複数個が直並列されて、基板２２に実装されている。基板２２は、ユニット本体２０の開口２０ａ側に発光ダイオード９が位置するようにして、図示しないねじなどにより取り付けられている。

カバー体２１は、例えばアクリル樹脂からなる透光性部材としての長方形の透光板２３を具備している。そして、ユニット本体２０の開口２０ａを閉塞するようにして、ねじ２４，２４により、ユニット本体２０を介して器具本体１８に取り付けられている。発光ダイオード９および基板２２は、透光板２３により覆われている。

そして、器具本体１８は、その内部に図示しない直流電源装置１を配設している。直流電源装置１は、その出力端子８ａ，８ｂが図示しないリード線により基板２２に接続されて、発光ダイオード９に接続されている。

直流電源装置１に商用交流電源Ｖｓの交流電圧が投入されると、発光ダイオード９が点灯し、発光ダイオード９から可視光例えば白色光が放射される。この放射光は、ユニット本体２０の透光板２３を透過して、器具本体１８の下方側に位置する床面側を照明する。

ＬＥＤ照明器具１７は、回路効率が高く、高力率の直流電源装置１を具備するので、電力損失を小さくすることができ、商用交流電源Ｖｓからの入力電流を少なくすることができる。したがって、交流電源ラインに多数のＬＥＤ照明器具１７を接続することができる。

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などの面光源を点灯する点灯装置の他、制御機器またはモータやヒータなどの電気機器などに電力を供給する電源装置に利用することができる。

１，１２，１５…直流電源装置、 ２…直流電源回路、 ３…昇降圧チョッパ回路、 ４…入力電圧検出回路、 ５…出力電圧検出回路、 ６，６Ａ…制御回路、 ９…発光ダイオード、 １１…電流通流手段としてのノイズフィルタ回路、 １３ａ，１３ｂ，１６ａ，１６ｂ…降圧チョッパ回路、 １７…ＬＥＤ照明器具、 １８…器具本体、 Ｑ３…スイッチング素子としての電界効果トランジスタ

Claims (3)

1. 交流電源の交流電圧を全波整流する全波整流装置を有する直流電源回路と； スイッチング手段により前記直流電源回路の出力電圧をチョッピングして、一定の直流電圧を出力する昇降圧チョッパ回路と； この昇降圧チョッパ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出回路と； 前記昇降圧チョッパ回路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と； 前記直流電源回路の出力電圧の実効値よりも低く設定された所定電圧であって、前記出力電圧検出回路が検出した前記出力電圧が前記所定電圧となるように、かつ前記入力電圧検出回路が検出した前記入力電圧が前記所定電圧以下のときには昇圧チョッパ動作し、前記所定電圧を上回るときには降圧チョッパ動作するように前記昇降圧チョッパ回路を制御する制御回路と； 前記降圧チョッパ動作時、前記直流電源回路に交流電源から交流電流を通流させる電流通流手段と；を具備していることを特徴とする直流電源装置。
2. 前記昇降圧チョッパ回路は、その出力間に複数の降圧チョッパ回路を並列的に接続し、前記降圧チョッパ回路は、低電位側に接続されたスイッチング素子を具備し、このスイッチング素子のオンオフ動作により前記昇降圧チョッパ回路の出力電圧をチョッピングすることを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。
3. 請求項１または２記載の直流電源装置と； この直流電源装置の出力間に接続されて点灯制御される発光ダイオードと； この発光ダイオードを配設している器具本体と；を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明器具。

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