JP2012009271A - Ｌｅｄ駆動装置およびｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】損失が少ないＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ照明装置を提供すること。
【解決手段】交流電圧を整流回路３により整流して得られる脈流電圧によってＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動装置１において、直列接続された複数のＬＥＤ５−１〜５−ｎにより構成されるＬＥＤ群と、ＬＥＤ群に対して直列接続された定電流回路４と、を有するＬＥＤユニット８と、ＬＥＤユニット８に対してコンデンサ７を直列接続し、これらＬＥＤユニット８およびコンデンサ７に対して脈流電流を印加してコンデンサ７を充電する第１の接続状態と、充電されたコンデンサ７をＬＥＤユニット８に並列接続してコンデンサ７に蓄えられた電荷をＬＥＤユニット８を介して放電する第２の接続状態とを切り換える制御を行う制御回路６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来、交流電源によってＬＥＤを点灯するためのＬＥＤ駆動装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、整流回路から出力される脈流電圧を、直列接続されたＬＥＤと定電流回路に印加する回路が知られている。

特開２０１０−６２３４９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、脈流電圧がＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆを超えた場合に、定電流回路に電圧降下が発生するため、当該電圧降下に応じた電力損失が発生してしまうという問題点がある。

本発明の目的は、損失が少ないＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、交流電圧を整流回路により整流して得られる脈流電圧によってＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動装置において、直列接続された複数のＬＥＤにより構成されるＬＥＤ群と、前記ＬＥＤ群に対して直列接続された定電流回路と、を有するＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤユニットに対してコンデンサを直列接続し、これらＬＥＤユニットおよびコンデンサに対して前記脈流電流を印加して前記コンデンサを充電する第１の接続状態と、充電された前記コンデンサを前記ＬＥＤユニットに並列接続して前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記ＬＥＤユニットを介して放電する第２の接続状態とを切り換える制御を行う制御回路と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、損失が少ないＬＥＤ駆動装置を提供することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記制御回路は、前記脈流電圧が前記コンデンサの端子電圧よりも低くなった場合に前記コンデンサを前記ＬＥＤユニットに並列接続することを特徴とする。
このような構成によれば、脈流電圧に応じて第１および第２の接続状態を切り換えることができるので、制御を確実に行うとともに、回路構成を単純にすることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ＬＥＤユニットを複数有し、前記コンデンサの充電時は脈流電圧の値に応じた数の前記ＬＥＤユニットを直列接続し、放電時は一部または全部の前記ＬＥＤユニットに対して前記コンデンサを並列接続することを特徴とする。
このような構成によれば、脈流電圧が低い場合にもＬＥＤを点灯することができるので、点灯効率を改善することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ＬＥＤユニットを複数有し、前記コンデンサの充電時は前記ＬＥＤユニットを直列接続し、放電時は一部の前記ＬＥＤユニットに対して前記コンデンサを並列接続することを特徴とする。
このような構成によれば、放電時において並列接続するＬＥＤユニットのＬＥＤの個数に応じてコンデンサの端子電圧を所望の値に設定することができるので、装置の性能を所望の値に設定することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記コンデンサを複数有し、これらのコンデンサの充電時は前記複数のコンデンサを直列接続し、放電時は前記複数のコンデンサを並列接続することを特徴とする。
このような構成によれば、充電時と放電時の電圧を変更することができるので、脈流電圧とＬＥＤ群の順方向降下電圧の差が大きい場合であっても効率が良い装置を得ることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記コンデンサの充電時において、前記脈流電圧が所定の電圧以下になった場合には、前記脈流電圧を遮断し、前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に強制的に移行させる遮断回路を更に有することを特徴とする。
このような構成によれば、第１の接続状態から第２の接続状態への移行期間を短縮して、装置の効率を向上させることができる。

また、他の発明は、前述したＬＥＤ駆動装置を用いてＬＥＤを点灯することを特徴とするＬＥＤ照明装置である。
このような構成によれば、損失が少ないＬＥＤ照明装置を提供することができる。

本発明の動作原理を説明するための原理図である。 図１の原理図の充電時と放電時の等価回路である。 本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 図３に示すＬＥＤ駆動装置の充電時と放電時の等価回路である。 図３に示すＬＥＤ駆動装置の各部の電圧の時間的変化を示す図である。 図３に示すＬＥＤ駆動装置の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 図７に示すＬＥＤ駆動装置の動作を説明する図である。 本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 図９に示すＬＥＤ駆動装置の動作を説明する図である。 本発明の第４実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 本発明の第５実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 図１２に示すＬＥＤ駆動装置の動作を説明する図である。 本発明の第６実施形態に係るＬＥＤ駆動装置を示す構成図である。 図１４に示すＬＥＤ駆動装置の動作を説明する図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（Ａ）本発明の動作原理
まず、図１〜３を参照して本発明の動作原理を説明する。図１は、本発明に係るＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動装置の動作原理を説明するための原理図である。この図１に示すように、本発明に係るＬＥＤ駆動装置１は、商用電源が印加される端子２、整流回路３、定電流回路４、ＬＥＤ５−１〜５−ｎ（ＬＥＤ群）、制御回路６、および、コンデンサ７を主要な構成要素としている。なお、定電流回路４およびＬＥＤ５−１〜５−ｎは、ＬＥＤユニット８を構成する。

ここで、整流回路３は、入力端２に印加された、例えば、１００Ｖの交流電圧を全波整流または半波整流し、脈流電圧を出力する。定電流回路４は、一定の電流を生成してＬＥＤ５−１〜５−ｎに対して駆動電流として供給する。ＬＥＤ５−１〜５−ｎは、複数のＬＥＤが直列接続されて構成される。直列接続する個数としては、例えば、脈流電圧の最大値Ｖｍの１／２の値を、各ＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆで除算して求まる個数Ｎｍ（＝ＩＮＴ（Ｖｍ／２／Ｖｆ））以下となるように設定すればよい（ＩＮＴ（）は括弧内の値の小数点以下を切り捨てた値を示す）。このようにしてＬＥＤの個数を求めるのは、装置が定常状態になると、コンデンサ７にはＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆの総和の電圧ＶＦ（＝Ｖｆ×ｎ）と等しいかそれ以上の電圧が現れるので、そのような状態においてこれらを直列接続して充電するためには、ＬＥＤに印加される電圧はＶｍ／２よりも小さい必要があるためである。具体的には、例えば、各ＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆが３．２Ｖであり、Ｖｍが１４１Ｖである場合、Ｎｍ＝ＩＮＴ（１４１／２／３．２））＝２２となるので、ＬＥＤの個数としては、例えば、２０個（ｎ＝２０）を選択することができる。

制御回路６は、コンデンサ７とＬＥＤユニット８との接続関係を制御する回路である。具体的には、整流回路３から出力される脈流電圧Ｖｐがコンデンサ７の端子電圧Ｖｃよりも低くなった場合（Ｖｐ＜Ｖｃの場合）には、コンデンサ７をＬＥＤユニット８（直列接続された定電流回路４およびＬＥＤ５−１〜５−ｎ）に対して並列接続し、脈流電圧Ｖｐがコンデンサ７の端子電圧Ｖｃと、ＬＥＤ５−１〜５−ｎの順方向降下電圧Ｖｆの総和（＝ＶＦ）との和よりも高くなった場合（Ｖｐ＞Ｖｃ＋ＶＦの場合）には、コンデンサ７をＬＥＤユニット８に対して直列接続する。

コンデンサ７は、例えば、電解コンデンサまたはセラミックコンデンサ等によって構成され、直列接続された場合には脈流電圧によって充電され、並列接続された場合には充電された電荷をＬＥＤユニット８を介して放電する。

つぎに、以上の原理図の動作について図２を参照して説明する。コンデンサ７に電荷が蓄積されていない状態において、端子２に商用電源が印加されると、整流回路３は商用電源の交流電圧を整流して脈流電圧として出力する。動作開始時には、コンデンサ７には電荷が蓄積されていない状態でありコンデンサ７の端子電圧は０Ｖであるので、脈流電圧が上昇すると、制御回路６は、コンデンサ７をＬＥＤユニット８に対して直列接続する。この結果、図１に示す回路は、図２（ａ）に示すような等価回路として表される。このような状態において、脈流電圧が上昇すると、コンデンサ７が図２（ａ）にプラス・マイナスの記号で示すような方向で充電される。そして、ＬＥＤ５−１〜５−ｎに印加される電圧がＶＦを超えると、ＬＥＤ５−１〜５−ｎが点灯する。

脈流電圧が上昇から下降に転じると、ＬＥＤユニット８およびコンデンサ７に印加される電圧が減少する。ＬＥＤ５−１〜５−ｎの順方向降下電圧の総和ＶＦに、コンデンサ７の端子電圧Ｖｃを加えた電圧が、脈流電圧より低くなると（ＶＦ＋Ｖｃ＜Ｖｐとなると）、制御回路６はコンデンサ７をＬＥＤユニット８に対して並列接続する。この結果、図１に示す回路は、図２（ｂ）に示すような等価回路として表される。このような状態では、コンデンサ７に蓄積されている電荷は、定電流回路４およびＬＥＤ５−１〜５−ｎを介して放電され、これにより、ＬＥＤ５−１〜５−ｎが点灯する。

以上のような動作が繰り返されると、装置が定常状態となり、コンデンサ７に対して充・放電される電荷がバランスした状態となってコンデンサ７の端子電圧は、ＶＦに近い電圧で安定する。すなわち、放電のタイミングはＶｐ＜Ｖｃを満たすか否かで決定され、充電のタイミングはＶｐ＞Ｖｃ＋ＶＦを満たすか否かで決定されるので、コンデンサ７の端子電圧Ｖｃが高くなると、放電時間が長くなる一方で充電時間が短くなるので電圧が下降する方向に制御される。また、コンデンサ７の端子電圧Ｖｃが低くなると、放電時間が短くなる一方で充電時間が長くなるので電圧が上昇する方向に制御される。このようにして、コンデンサ７の端子電圧が一定となるように制御がなされる。

ところで、電源からＬＥＤ５−１〜５−ｎに電圧が印加されている場合、図２（ａ）に示すように、脈流電圧は定電流回路４、ＬＥＤ５−１〜５−ｎ、および、コンデンサ７によって分圧される。前述したように、コンデンサ７の端子電圧Ｖｃは、定常状態ではＶＦに近い値であるので、コンデンサ７を使用しない場合に比較すると、定電流回路４に印加される電圧は約ＶＦだけ少なくなる。これにより、定電流回路４における損失が減少する。すなわち、定電流回路４における損失は、定電流回路４に印加される電圧と流れる電流の積で表されるので、電圧が少なくなれば損失は減少する。また、このようにしてコンデンサ７に蓄積された電荷は、図２（ｂ）に示すようにＬＥＤ５−１〜５−ｎを介して放電されるので蓄積された電荷を有効利用することができるとともに、点灯時間を延長してちらつきの発生を低減することができる。

以上に説明したように、本発明に係るＬＥＤ駆動装置１によれば、定電流回路４に印加される電圧を、直列接続されたコンデンサ７によって分圧して低下させるようにしたので、定電流回路４における損失を減少させることができる。また、充電されたコンデンサ７を定電流回路４およびＬＥＤ５−１〜５−ｎに対して並列接続して放電することにより、蓄積された電荷を有効利用するとともに、点灯時間を延長してちらつきの発生を低減することができる。

なお、以上の例では、制御回路６は、前述したように、Ｖｃ，Ｖｐ，ＶＦの相互関係に基づいて、並列および直列接続状態を切り換えるようにしたが、これは一例であり、これらの一部の電圧に基づいて接続状態を切り換えたり、これら以外の電圧に基づいて接続状態を切り換えたりするようにしてもよい。具体的には、ＶｐとＶｃのみの関係に基づいて接続状態を切り換えたり、ＶｐとＶＦのみの関係に基づいて接続状態を切り換えたりするようにしてもよい。あるいは、ＶｃとＶＦに代わる所定の電圧Ｖａを求め、これとＶｐとの関係に基づいて接続状態を切り換えるようにしてもよい。

また、電圧ではなく、電流に基づいて接続状態を切り換えたり、あるいは、時間に基づいて接続状態を切り換えたりしてもよい。具体的には、例えば、電流によって接続を切り換える方法としては、例えば、整流回路３から流入する電流が所定の値以下になった場合には並列接続にし、所定の値を超えた場合には直列接続に変更するようにしてもよい。さらに、時間に基づいて接続を切り換える方法としては、例えば、脈流電圧が０Ｖになるタイミングでカウンタをリセットするとともにカウント動作を開始し、カウント値が所定の値になった場合に並列から直列に切り換え、その後、カウント値が他の所定の値になった場合に並列から直列に切り換え、脈流電圧が再度０になった場合にカウンタをリセットして再スタートするようにしてもよい。なお、以上は一例であって、これ以外の方法であってもよいことは言うまでもない。要は、コンデンサ７に対して充電・放電される電荷の収支がバランスするように、所定の条件（例えば、電圧、電流、時間）に基づいて並列および直列の切り換えを行えばよい。

（Ｂ）第１実施形態
図３は、本発明の第１実施形態の構成例を示す図である。この図に示すように、第１実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０は、電源端子１１，１２、ダイオード１３ａ〜１３ｄ、定電流回路１４、ＬＥＤブロック１５、ダイオード１６，１７、抵抗１８，１９、コンデンサ２０、トランジスタ２１、および、ダイオード２２を有している。ここで、電源端子１１，１２には、例えば、商用電源の交流電圧（例えば、１００Ｖ）が印加される。ダイオード１３ａ〜１３ｄは、ブリッジ回路を構成し、入力された交流電圧を全波整流し、脈流電圧を生成して出力する。定電流回路１４は、抵抗１４ａ，１４ｂおよびトランジスタ１４ｃ〜１４ｅによって構成され、抵抗１４ｂに一定の電流が流れるように制御する。具体的には、抵抗１４ｂに一定以上の電流が通じると、トランジスタ１４ｅがオンの状態となり、抵抗１４ａを介してトランジスタ１４ｅのコレクタ−エミッタ間に電流が通じるのでトランジスタ１４ｃ，１４ｄのベース電流がバイパスされる。この結果、トランジスタ１４ｃ，１４ｄがオフの状態となって電流が制限される。このような動作によって、抵抗１４ｂに流れる電流が一定になるように制御される。ＬＥＤブロック１５は、ｎ個のＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが直列接続されて構成されている。なお、この実施形態ではｎ＝２０とされており、個々のＬＥＤの順方向降下電圧Ｖｆは３．２Ｖとされている。

ダイオード１６，１７は、ダイオード１３ａ〜１３ｄから出力される脈流電圧に応じて逆バイアスおよび順バイアス状態となり、コンデンサ２０を定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５と並列接続するか、または、直列接続する制御を行う。抵抗１８，１９はトランジスタ２１のバイアス抵抗である。コンデンサ２０は、定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５と直列接続された場合には脈流電圧によって充電され、並列接続された場合には定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５に対して放電する。なお、この例では、コンデンサ２０は、例えば、耐圧が１００Ｖであり、容量が２２μＦの電解コンデンサによって構成されている。なお、これ以外の耐圧および容量であってもよいことは言うまでもない。また、電解コンデンサではなく、例えば、セラミックコンデンサを使用することも可能である。

トランジスタ２１は、図３の例では、ＮＰＮバイポーラトランジスタによって構成され、コンデンサ２０を定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５と並列接続状態とするか、または、直列接続状態とする制御を行う。ダイオード２２は、コンデンサ２０に対して電流が通じている場合（充電時）には順バイアス状態となって、トランジスタ２１のエミッタ−ベース間を逆バイアス状態とし、トランジスタ２１を遮断状態とする。

つぎに、図４，５を参照して、第１実施形態の動作について説明する。コンデンサ２０に電荷が蓄積されていない状態（コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ＝０の状態）において、電源端子１１，１２に対して商用電源の供給が開始されると、ダイオード１３ａ〜１３ｄによって全波整流されて生成された脈流電圧が出力される。

コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ＝０の場合において、脈流電圧が上昇すると、ダイオード１６は逆バイアス状態となり、一方、ダイオード１７は順バイアス状態となる。このような状態において脈流電圧Ｖｐが上昇してＬＥＤブロック１５を構成するＬＥＤ１５−１〜１５−ｎの順方向降下電圧の総和ＶＦ（＝Ｖｆ×ｎ）よりも電圧が高くなると、定電流回路１４を介してＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに対して電流が通じ、これらが点灯する。ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎから出力された電流は、ダイオード１７、コンデンサ２０、および、ダイオード２２を介してダイオード１３ｄ，１３ｃのアノードに流入する。これにより、コンデンサ２０が充電される。このとき、ダイオード２２は順バイアス状態となるので、トランジスタ２１のベース−エミッタ間は逆バイアス状態となり、トランジスタ２１は遮断状態となる。この結果、定電流回路１４、ＬＥＤブロック１５、および、コンデンサ２０は図４（ａ）に示すように直列接続された状態となるので、コンデンサ２０は定電流回路１４から出力される電流によって充電される。

脈流電圧が上昇から下降に転じ、脈流電圧ＶｐがＬＥＤ１５−１〜１５−ｎの順方向降下電圧の総和ＶＦとコンデンサ２０の端子電圧Ｖｃの合計よりも低くなった場合（Ｖｐ＜ＶＦ＋Ｖｃ）には、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに印加される電圧がＶＦよりも低くなるので、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが消灯する。そして、さらに脈流電圧が下降し、コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃよりも低くなると、ダイオード１６が順バイアス状態となり、ダイオード１７が逆バイアス状態となる。このとき、ダイオード２２には電流が通じていないので、コンデンサ２０から抵抗１８を介してトランジスタ２１のベース−エミッタ間に通じる電流によってトランジスタ２１がオンの状態となる。この結果、定電流回路１４、ＬＥＤブロック１５、および、コンデンサ２０は図４（ｂ）に示すように並列接続された状態となる。この結果、コンデンサ２０に蓄積されている電荷は、定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５を介して放電される。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯した状態となる。

図５は、コンデンサ２０に電荷が蓄積されていない状態において、電源電圧の供給が開始された場合におけるコンデンサ２０の端子電圧Ｖｃならびにコンデンサ２０の充電電流および放電流電流の時間的な変化を示す図である。この図に示すように、電源電圧の供給が開始されると、コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃは時間とともに上昇し、一定の電圧（ＶＦと略同じ電圧）で安定する。また、コンデンサ２０の充電電流は、定電流回路１４の電流値によって規定され一定の電流となる。また、充電電流が流れる時間は、電源供給開始当初は長いが、コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃの上昇に伴って減少し、所定の時間が経過すると一定の値に収束する。また、コンデンサ２０の放電電流は、電源供給開始当初は流れないが、コンデンサ２０の端子電圧ＶｃがＶＦに達した時点から流れはじめ、一定の時間が経過すると一定の値に収束する。なお、放電電流の電流値は充電電流の場合と同様に定電流回路１４の電流値によって規定される。また、放電電流が流れる時間は、一定の時間が経過すると一定の値に収束する。なお、いうまでもないが、コンデンサ２０の電圧が安定している場合には、コンデンサ２０に充電される電荷の量と放電される電荷の量は等しくなる。

図６は、コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが安定した状態におけるＬＥＤ１５−１〜１５−ｎの点灯角を説明するための図である。この図に示すように、第１実施形態では、脈流電圧ＶｐがＶｃ＋ＶＦよりも高くなった場合（Ｖｐ＞Ｖｃ＋ＶＦ）にコンデンサ２０に充電電流が流れるとともにＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯状態となる。また、脈流電圧ＶｐがＶｃよりも低くなった場合（Ｖｐ＜Ｖｃ）にコンデンサ２０から放電電流が流れるとともにＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯状態となる。なお、コンデンサ２０の電圧が安定している場合にはコンデンサ２０に対して流入出する電荷は等しいので、図６に示す充電時と放電時のτは等しい。なお、図３に示す第１実施形態の場合、入力電力導通角は３５度であり、点灯角度は７０度となる。

以上に説明したように、第１実施形態によれば、コンデンサ２０の充電時においては、定電流回路１４に印加される電圧をコンデンサ２０によって分担するようにしたので、定電流回路１４における電力の損失を減少させることができる。また、コンデンサ２０の放電時においては、コンデンサ２０に蓄積された電荷をＬＥＤ１５−１〜１５−ｎを介して放電するようにしたので、コンデンサ２０に蓄積された電荷を有効利用するとともに、点灯時間を延長してちらつきの発生を防止することができる。

（Ｃ）第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。なお、図７において図３と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、第２実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ａは、図３の場合と比較すると、定電流回路３４およびＬＥＤブロック３５が追加され、ＬＥＤ３５−ｍのカソードとトランジスタ１４ｅのエミッタとがダイオード３６によって接続され、また、定電流回路１４の入力側とダイオード１３ａ，１３ｂのカソードとの接続が解除されている。なお、その他の構成は、図３の場合と同様である。

ここで、定電流回路３４は定電流回路１４と同様の構成とされ、定電流回路１４と同じ値の電流が流れるように設定されている。ＬＥＤブロック３５は、ｍ個のＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが直列接続されて構成されている。なお、図７に示す第２実施形態では、ｍ＝４，ｎ＝１６とされている。ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍは、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎと同じ種類のＬＥＤによって構成されているので、それぞれの順方向降下電圧Ｖｆは同じである（例えば、３．２Ｖである）。

つぎに、第２実施形態の動作について説明する。図７に示す第２実施形態では、コンデンサ２０の充電時においては、トランジスタ２１がオフの状態となり、ＬＥＤブロック１５、ＬＥＤブロック３５、および、コンデンサ２０が直列接続され、定電流回路３４からの電流によりＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯されるとともに、コンデンサ２０が充電される。

一方、コンデンサ２０の放電時においては、トランジスタ２１がオンの状態になり、コンデンサ２０が定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５と並列接続され、コンデンサ２０に蓄積されている電荷がダイオード１６、定電流回路１４、ＬＥＤブロック１５、および、トランジスタ２１を経由して放電される。

ここで、前述したように、図７に示す第２実施形態では、ｍ＝４，ｎ＝１６とされているので、充電時は２０個のＬＥＤが直列接続された状態でコンデンサ２０が充電される。また、放電時は１６個のＬＥＤが直列接続された状態でコンデンサ２０が放電される。したがって、図７に示す第２実施形態では、図８に示すように、コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃと、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎのトータルの順方向降下電圧ＶＦ１と、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍのトータルの順方向降下電圧ＶＦ２とを加算した値（ＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃ）よりも脈流電圧Ｖｐが高くなった場合（ＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃ＜Ｖｐ）にコンデンサ２０が充電され、また、脈流電圧Ｖｐがコンデンサ２０の端子電圧よりも低くなった場合（Ｖｃ＞Ｖｐ）にコンデンサ２０が放電される。第２実施形態では、入力電力導通角度は７０度であり、１６灯点灯角度（ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯する角度）は１４０度であり、４灯点灯角度（ＬＥＤ３５−１〜３５−ｎが点灯する角度）は７０度である。

なお、以上は、充電される電荷と放電される電荷の収支がバランスしている前提であるが、実際には、放電期間が短いために電荷を十分に放電することができない。より詳細には、コンデンサ２０の電圧がＶＦ１（＝５１．２Ｖ）と等しい場合、放電期間は脈流電圧がＶＦ１以下になる期間であるが、このような期間は短いので、コンデンサ２０に蓄積された電荷が十分に放電されず、コンデンサ２０の端子電圧がＶＦ１よりも上昇する。このため、充電開始電圧（＝ＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃ）が上昇するので、充電期間が短縮され、結果として電荷の収支がバランスする。

第２実施形態では、ＬＥＤの分割数を調整することにより、効率を調整することができる。具体的には、ｎの値を増加させてその分だけｍの個数を減少するようにすれば、導通角を減少させる一方で、充電開始電圧を高くし定電流回路３４における損失を減少させ効率を向上させることができる。

以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、ＬＥＤを２つのモジュールに分割し、それぞれに対して定電流回路を設けるとともに、一方のモジュールを対象として放電を行うようにしたので、ＬＥＤの分割数を調整することにより、導通角および効率を調整することができる。

（Ｃ）第３実施形態
図９は、本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。なお、図９において図７と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図９に示すように、第３実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｂは、図７の場合と比較すると、ダイオード１６，１７、抵抗１８，１９、コンデンサ２０、トランジスタ２１、および、ダイオード２２が除外され、ＬＥＤ１５−ｎがダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに直接接続されている。また、定電流回路１４の入力側が定電流回路３４の入力側に接続されるとともに、ＬＥＤ３５−ｍのカソードがトランジスタ１４ｅのベースに接続されている。また、定電流回路４４およびチャージ回路４５が追加され、チャージ回路４５のダイオード４７のカソードがトランジスタ３４ｅのベースに接続されている。定電流回路４４の出力側がダイオード４６を介してコンデンサ２０に接続されている。さらに、コンデンサ２０の一端がダイオード４８を介してダイオード１３ａ，１３ｂのカソードに接続され、他端がダイオード４９を介してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに接続されている。

ここで、定電流回路１４，３４，４４は同じ構成とされ、同じ値の定電流をそれぞれ出力する。チャージ回路４５は、コンデンサ２０およびダイオード４６，４７によって構成され、コンデンサ２０の一端はダイオード４６を介して定電流回路４４の出力側に接続され、他端はダイオード４７を介してトランジスタ３４ｅのベースに接続されている。なお、図９に示す実施形態では、ｎ＝１６とされ、ｍ＝４とされている。すなわち、ＬＥＤブロック１５は１６個のＬＥＤによって構成され、ＬＥＤブロック３５は４個のＬＥＤによって構成されている。

つぎに、第３実施形態の動作について説明する。ＬＥＤ駆動装置１０Ｂに電源電圧が印加されて脈流電圧が上昇し、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎのトータルの順方向降下電圧ＶＦ１（＝５１．２Ｖ）よりも高くなると、定電流回路１４がオンの状態となり、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯した状態となる。このとき、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍは消灯した状態であり、また、コンデンサ２０には電流が流れない状態となっている。このような状態において、脈流電圧がさらに上昇し、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍのトータルの方向降下電圧ＶＦ２（＝１２．８Ｖ）とＶＦ１の合計値（＝ＶＦ１＋ＶＦ２（＝６４Ｖ））よりも電圧が高くなると、定電流回路３４から出力される電流がＬＥＤ３５−１〜３５−ｍ、抵抗１４ｂ、および、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎを介してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに流れる。この結果、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となる。このとき、ＬＥＤ３５−ｍからの電流が抵抗１４ｂに流れるので、トランジスタ１４ｅがオンの状態になる。この結果、抵抗１４ａから出力される電流は、トランジスタ１４ｅに殆ど流れるため、トランジスタ１４ｃ，１４ｄには十分なベース電流が流れなくなり、これらのトランジスタ１４ｃ，１４ｄがオフの状態となる。これにより、定電流回路１４が遮断した状態となる。これにより、定電流回路１４からＬＥＤブロック１５への電流は遮断される。

このような状態において、さらに脈流電圧が上昇し、コンデンサ２０の電圧をＶｃとした場合に、脈流電圧がＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃよりも高くなった場合には、前述の場合と同じ動作によって定電流回路３４がさらに遮断状態となり、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎ、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍ、および、コンデンサ２０が直列接続され、定電流回路４４からの電流が供給される。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となるとともに、コンデンサ２０が充電される。

つぎに、脈流電圧が下降し、ＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃよりも低くなった場合には、ダイオード４６，４７が遮断状態となるので定電流回路４４が遮断状態となる。この結果、ダイオード４７から抵抗３４ｂへの電流が絶たれるので、定電流回路３４はオンの状態となる。これにより、定電流回路３４から出力された電流は、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍおよび抵抗１４ｂを介してＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに流れる。この結果、定電流回路１４は遮断状態を継続するとともに、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となる。

さらに脈流電圧が下降し、ＶＦ１＋ＶＦ２よりも低くなった場合には、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍに電流が通じなくなるため、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが消灯するとともに、定電流回路３４が遮断した状態となる。この結果、ＬＥＤ３５−ｍから抵抗１４ｂへの電流が絶たれるため、定電流回路１４がオンの状態となり、定電流回路１４から出力された電流によってＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯した状態となる。

さらに脈流電圧が下降し、ＶＦ１よりも低くなった場合には、電源から定電流回路１４への電流は絶たれるが、コンデンサ２０に蓄積されている電荷がダイオード４８，４９を介して定電流回路１４およびＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに供給される。この結果、コンデンサ２０に蓄積されている電荷は、ダイオード４８、定電流回路１４、ＬＥＤブロック１５、および、ダイオード４９を介して放電される。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎがコンデンサ２０に蓄積されている電荷によって点灯した状態となる。このような動作は、脈流電圧の変化に応じて繰り返される。

図１０は、このときの動作を説明するための図である。この図１０に示すように、脈流電圧がＶＦ１未満の場合には、コンデンサ２０に蓄積されている電荷によってＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯された状態となり、脈流電圧がＶＦ１＋ＶＦ２を超えるとＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となり、脈流電圧がＶＦ１＋ＶＦ２＋Ｖｃを超えるとＬＥＤ１５−１〜１５−ｎ、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍ、および、コンデンサ２０が直列接続され、コンデンサ２０が脈流電圧によって充電されるとともにＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となる。

以上に説明したように、第３実施形態によれば、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎを常に点灯した状態とすることができるので、ＬＥＤの点灯効率を高めることができる。また、ＬＥＤが点灯している角度を広くすることができるので、力率を高くすることができる。図９に示す回路では、９６％程度の力率を実現することができる。また、導通角が広いので、調光器による調光可能な範囲を広くすることができる。

（Ｄ）第４実施形態
図１１は、本発明の第４実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。なお、図１１において図７と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図１１に示すように、第４実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｃは、図７の場合と比較すると、ダイオード１６，１７、抵抗１８，１９、コンデンサ２０、トランジスタ２１、および、ダイオード２２が除外され、定電流回路１４，３４の入力側が相互に接続されている。また、ダイオード３６のカソードがトランジスタ１４ｅのエミッタではなくベースに接続されている。また、チャージ回路５０、ダイオード６１，６２、トランジスタ６３，６５、ツェナーダイオード６４，６７、および、抵抗６６，６８〜７０が新たに追加されている。チャージ回路５０は、ダイオード３７によってＬＥＤ１５−ｎと接続されている。

ここで、チャージ回路５０は、コンデンサ２０およびダイオード５１によって構成され、脈流電圧によって充電されるとともに、充電された電荷をＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍを介して放電する。なお、第４実施形態では、ｎ＝ｍ＝１０とされている。すなわち、ＬＥＤブロック１５，３５はそれぞれ１０個のＬＥＤによって構成されている。

トランジスタ６３は、例えば、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴによって構成され、ツェナーダイオード６４に電圧が印加されている場合にはオンの状態となってダイオード６１，６２を介してＬＥＤ１５−ｎおよびＬＥＤ３５−ｍのカソードを接続する。トランジスタ６５は、例えば、ＮＰＮバイポーラトランジスタによって構成され、抵抗６６に電圧が印加されている場合にはオンの状態となってトランジスタ６３のゲートとソース間を短絡状態とし、トランジスタ６３をオフの状態にする。ここで、コンデンサ２０の端子電圧をＶｃとした場合に、トランジスタ６５は脈流電圧が、例えば、Ｖｃよりも高くなった場合にオンの状態となってトランジスタ６３をオフの状態にするように、抵抗６６，６８，６９およびツェナーダイオード６７等の素子値が設定されている。また、トランジスタ６３は、脈流電圧が、例えば、Ｖｃよりも低い所定の電圧以下になった場合にオンの状態になるようにツェナーダイオード６４および抵抗７０の素子値が設定されている。

つぎに、第４実施形態の動作について説明する。脈流電圧が上昇し、Ｖｃ以上になると、トランジスタ６５がオンの状態になるので、トランジスタ６３はオフの状態になる。トランジスタ６３がオフの状態になると、ダイオード６１，６２は開放状態となるので、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎ、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍ、および、コンデンサ２０は直列接続された状態となる。このような状態において脈流電圧が上昇すると、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに印加される電圧がＶＦ１を超えた時点で、定電流回路１４から出力される電流がＬＥＤ１５−１〜１５−ｎ、ダイオード３７、および、コンデンサ２０を経由してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに流れる。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯した状態となるとともに、コンデンサ２０が充電される。

脈流電圧がさらに上昇し、Ｖｃ＋ＶＦ１＋ＶＦ２以上になると、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍに印加される電圧がＶＦ２を超えるので、定電流回路３４から出力される電流がＬＥＤブロック３５、ダイオード３６、抵抗１４ｂ、ＬＥＤブロック１５、および、コンデンサ２０を経由してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに流れる。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯した状態となるとともに、コンデンサ２０が充電される。なお、このとき、定電流回路１４は遮断した状態となっているので、定電流回路１４からＬＥＤブロック１５への電流は絶たれる。

脈流電圧が下降に転じ、Ｖｃ＋ＶＦ１＋ＶＦ２以下になると、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが消灯し、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯した状態となる。さらに電圧が下降し、Ｖｃ＋ＶＦ１以下になると、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎがさらに消灯した状態となる。さらに電圧が下降し、Ｖｃ以下になると、トランジスタ６５がオフの状態になるので、トランジスタ６３がオンの状態になる。その結果、ダイオード６１，６２がトランジスタ６３を介してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに接続されるので、定電流回路３４とＬＥＤブロック３５、定電流回路１４とＬＥＤブロック１５、および、コンデンサ２０が並列接続された状態となる。この結果、コンデンサ２０に蓄積されている電荷は、定電流回路１４を経由してＬＥＤブロック１５に流れるとともに、定電流回路３４を介してＬＥＤブロック３５に流れるのでＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが並列接続されて点灯した状態となる。

すなわち第４実施形態では、コンデンサ２０の充電時には、定電流回路３４とＬＥＤブロック３５、定電流回路１４とＬＥＤブロック、および、コンデンサ２０が直列接続され、コンデンサ２０が充電されるとともに、脈流電圧に応じてＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯する。また、コンデンサ２０の放電時には、定電流回路３４とＬＥＤブロック３５、定電流回路１４とＬＥＤブロック１５、および、コンデンサ２０が並列接続され、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯する。このような第４実施形態では、放電時においてＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍの双方を点灯することができるので、点灯効率を高めることができる。

（Ｅ）第５実施形態
図１２は、本発明の第５実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。なお、図１２において図１と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図１２に示すように、第５実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｄは、図１の場合と比較すると、コンデンサ２０がコンデンサ８０〜８２に置換されるとともに、ダイオード８３〜８８が追加されている。また、トランジスタ９０、抵抗９１，９２、および、ツェナーダイオード９３が追加されている。なお、コンデンサ８０〜８２は、同じ耐圧および容量のコンデンサとされ、例えば、耐圧が１００Ｖであり、容量が２２μＦとされている。

ここで、コンデンサ８０〜８２およびダイオード８３〜８８は、充電時には３つのコンデンサ８０〜８２を直列接続状態にして充電するとともに、放電時にはコンデンサ８０〜８２を並列接続状態にして放電するように動作する。

トランジスタ９０は、脈流電圧がコンデンサ８０〜８２の充電可能電圧以下になった場合にはオフの状態となり、それ以外の場合にはオンの状態となるように抵抗９１，９２およびツェナーダイオード９３の素子値が設定されている。なお、第５実施形態では、ｎ＝２０とされるとともに、電源電圧として２００Ｖが印加される。

つぎに、第５実施形態の動作について説明する。以下では、コンデンサ８０〜８２のそれぞれの電圧をＶｃ１〜Ｖｃ３とし、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎの順方向降下電圧の総和をＶＦとして説明する。また、トランジスタ９０は、例えば、脈流電圧がＶＦ×４−１０（Ｖ）以上になった場合にオンの状態となり、それ未満ではオフの状態となるように設定されているとする。このような状態において、脈流電圧が上昇し、Ｖｃ１＋Ｖｃ２＋Ｖｃ３＋ＶＦ以上になると、ＬＥＤブロック１５に電圧ＶＦが印加されるので、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎに電流が通じ、点灯する。このとき、トランジスタ９０はオンの状態であるので（脈流電圧がＶＦ×４−１０（Ｖ）以上であるので）、定電流回路１４から出力された電流は、ＬＥＤブロック１５、ダイオード１７、コンデンサ８０、ダイオード８４、コンデンサ８１、ダイオード８７、コンデンサ８２、ダイオード２２、および、トランジスタ９０を経由してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに通じる。この結果、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯するとともに、コンデンサ８０〜８２が充電される。

脈流電圧が下降に転じ、ＶＦ×４−１０（Ｖ）未満になると、トランジスタ９０がオフの状態になる。トランジスタ９０がオフの状態になると、ダイオード２２に対して電流が流れなくなるので、トランジスタ２１がオンの状態になる。トランジスタ２１がオンの状態になると、コンデンサ８０〜８２が定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５に対して並列接続される。より詳細には、コンデンサ８０は、上側の端子（プラス側端子）がダイオード１６を介して定電流回路１４の入力側に接続され、下側の端子（マイナス側端子）がトランジスタ２１およびダイオード８３を介してＬＥＤ１５−ｎのカソード端子に接続される。コンデンサ８１は、上側の端子（プラス側端子）がダイオード８５を介して定電流回路１４の入力側に接続され、下側の端子（マイナス側端子）がトランジスタ２１およびダイオード８６を介してＬＥＤ１５−ｎのカソード端子に接続される。コンデンサ８２は、上側の端子（プラス側端子）がダイオード８８を介して定電流回路１４の入力側に接続され、下側の端子（マイナス側端子）がトランジスタ２１を介してＬＥＤ１５−ｎのカソード端子に接続される。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが並列接続された３つのコンデンサ８０〜８２に蓄積されている電荷によって点灯される。なお、コンデンサ８０〜８２の電圧が均一でない場合であっても、並列接続された状態において電圧が均一化され、また、ＬＥＤブロック１５に並列接続されることから、Ｖｃ１＝Ｖｃ２＝Ｖｃ３≒ＶＦとなる。

図１３は、第５実施形態の動作を説明するための図である。この図に示すように、第５実施形態では、充電時には４×ＶＦ（Ｖ）の電圧により直列接続されたコンデンサ８０〜８２が充電され、放電時にはＶＦ（Ｖ）の電圧により並列接続されたコンデンサ８０〜８２が放電される。また、第５実施形態では、入力電力導通角は約４０度であり、２０個のＬＥＤが点灯する角度はトランジスタ９０のオン期間から、充電期間を引いた残りの角度となる。つまり、図１３に示すように、第５実施形態ではτの期間以外はＬＥＤが点灯しているので、全区間から２×τの期間を引いた角度が２０個のＬＥＤが点灯する角度となる。

以上に説明したように、第５実施形態によれば、３つのコンデンサ８０〜８２を直列接続して電圧を分担するようにしたので、ＬＥＤの順方向降下電圧の総和ＶＦよりも電源電圧がかなり低い場合（第５実施形態ではＶＦ＝６４Ｖに対して脈流電圧のピーク電圧は約２８２Ｖ）であっても、定電流回路１４における電力の損失を低減することができるとともに、コンデンサ８０〜８２を並列接続して放電するようにしたので、蓄積された電荷を有効利用することができる。また、トランジスタ９０を設けて電圧が低下した場合には、電源の供給を遮断することで、迅速に放電期間に移行し、蓄積された電荷を有効に利用することができる。なお、以上では、電源電圧が２００Ｖである場合を例に挙げて説明したが、もちろん、２２０Ｖもしくは２４０Ｖまたはそれ以外の電圧であってもよいことは言うまでもない。

（Ｆ）第６実施形態
図１４は、本発明の第６実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。なお、図１４において図１２と対応する部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図１４に示すように、第６実施形態に係るＬＥＤ駆動装置１０Ｅは、図１２の場合と比較すると、定電流回路１４の入力とダイオード１３ａ，１３ｂのカソードとの接続が遮断されるとともに、定電流回路３４およびＬＥＤブロック３５が挿入されている。また、ＬＥＤ３５−ｍのカソードがダイオード３６を介してトランジスタ１４ｅのエミッタに接続されている。それ以外の構成は、図１２の場合と同様である。なお、第６実施形態では、ｎ＝１６とされ、ｍ＝８とされている。具体的には、ＬＥＤブロック１５は１６個のＬＥＤによって構成され、ＬＥＤブロック３５は８個のＬＥＤによって構成される。なお、第６実施形態では、電源電圧として２００Ｖが印加される。

つぎに、第６実施形態の動作について説明する。なお、以下では、コンデンサ８０〜８２のそれぞれの端子電圧をＶｃ１〜Ｖｃ３とし、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎの順方向降下電圧の総和をＶＦ１とし、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍの順方向降下電圧の総和をＶＦ２とする。また、第６実施形態では、トランジスタ９０は、例えば、脈流電圧が４×ＶＦ１＋ＶＦ２−１０（Ｖ）以下になるとオフの状態になり、それ以外の場合にはオンの状態になるものとして説明する。

脈流電圧が上昇し、Ｖｃ１＋Ｖｃ２＋Ｖｃ３＋ＶＦ１＋ＶＦ２以上になると、ＬＥＤブロック１５およびＬＥＤブロック３５に対してそれぞれＶＦ１およびＶＦ２の電圧が印加される。この結果、定電流回路３４から出力された電流がＬＥＤブロック３５、ダイオード３６、ＬＥＤブロック１５、ダイオード１７、コンデンサ８０、ダイオード８４、コンデンサ８１、ダイオード８７、コンデンサ８２、ダイオード２２、および、トランジスタ９０を経由してダイオード１３ｃ，１３ｄのアノードに流れる。これにより、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯状態になるとともに、コンデンサ８０〜８２が充電状態となる。

脈流電圧が下降に転じ、電圧が４×ＶＦ１＋ＶＦ２−１０（Ｖ）以下になるとトランジスタ９０がオフの状態になり脈流電圧の供給が遮断される。脈流電圧の供給が遮断されると、ダイオード２２に電流が流れない状態となるのでトランジスタ２１がオンの状態になる。トランジスタ２１がオンの状態になると、第５実施形態の場合と同様の動作原理により、コンデンサ８０〜８２が、直列接続された定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５に対してそれぞれ並列接続される。この結果、ＬＥＤブロック１５には、並列接続された３つのコンデンサ８０〜８２から電荷が供給されるので、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎは点灯状態となる。

脈流電圧が再度上昇に転じ、電圧が４×ＶＦ１＋ＶＦ２−１０（Ｖ）以上になるとトランジスタ９０がオンの状態になり脈流電圧の供給が開始される。そして、脈流電圧がＶｃ１＋Ｖｃ２＋Ｖｃ３＋ＶＦ１＋ＶＦ２以上になると、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎおよびＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯状態となるとともに、コンデンサ８０〜８２が直列接続されて充電される。

この結果、コンデンサ８０〜８２の充電期間においては、コンデンサ８０〜８２、ＬＥＤブロック１５、および、ＬＥＤブロック３５が直列接続されてコンデンサ８０〜８２が充電されるとともに、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎ、および、ＬＥＤ３５−１〜３５−ｍが点灯される。また、放電期間においては、コンデンサ８０〜８２が並列接続され、直列接続された定電流回路１４およびＬＥＤブロック１５に接続され、ＬＥＤ１５−１〜１５−ｎが点灯される。

以上の動作が繰り返されることにより、放電期間においては、コンデンサ８０〜８２が並列接続されるのでコンデンサ間の端子電圧のバラツキが均一化され、また、ＬＥＤブロック１５に接続されることから、コンデンサ８０〜８２の端子電圧であるＶｃ１〜Ｖｃ３がＶＦ１に近い電圧となる。

以上に説明したように、本発明の第６実施形態によれば、ＬＥＤの分割数を調整することにより、効率を調整可能にすることが可能になるとともに、コンデンサ８０〜８２の直列接続により、定電流回路３４における電力の損失を低減することができる。また、トランジスタ９０により、充電期間終了後に直ちに脈流電圧の供給を遮断するようにしたので、放電期間を延長して効率を高めることが可能になる。なお、以上では、電源電圧が２００Ｖである場合を例に挙げて説明したが、もちろん、２２０Ｖもしくは２４０Ｖまたはそれ以外の電圧であってもよいことは言うまでもない。

（Ｇ）変形実施形態
以上に示す実施形態は一例であって、これ以外にも種々の変形実施形態が存在することはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態におけるＬＥＤの個数は一例であって、これ以外の個数であってもよいことは言うまでもない。また、以上の各実施形態では、アナログ回路を用いて回路を構成するようにしたが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、例えば、デジタル回路を用いて構成することも可能である。その場合には、図１に示す回路において、制御回路６を、例えば、ＣＰＵ等の中央演算装置によって実現することができる。

また、以上の各実施形態において、能動素子としてはＮＰＮバイポーラトランジスタを用いたが、例えば、ＰＮＰバイポーラトランジスタを用いてもよい。あるいは、ＦＥＴ素子や、３端子レギュレータ等の他の素子を用いることも可能である。また、スイッチング素子としてＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いたが、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いるようにしてもよい。また、以上の各実施形態では、コンデンサは１００Ｖ耐圧の２２μＦのコンデンサを例に挙げて説明したが、これ以外の耐圧および容量のコンデンサを用いてもよいことは言うまでもない。

また、第３および第６実施形態では、放電時においては一部のＬＥＤユニットを並列接続するようにしたが、一部ではなく全てのＬＥＤユニットをコンデンサに対して並列接続するようにしてもよい。

また、複数のコンデンサ８０〜８２を充電時は直列状態とし、放電時は並列状態とする実施形態を第５および第６実施形態として示したが、このような構成を、例えば、第１〜第４実施形態に加えることも可能である。なお、その場合、使用するコンデンサの個数は、３個には限定されず、電源電圧とＶＦとの関係に応じて適切な個数のコンデンサを選択するようにすればよい。

また、脈流電圧に応じて脈流電圧の供給を遮断する実施形態を第５および第６実施形態として示したが、このような構成を、例えば、第１〜第４実施形態に加えることも可能である。

また、以上の実施形態では、商用電源を全波整流して用いるようにしたが、半波整流して用いるようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、ＬＥＤ駆動装置のみについて説明したが、例えば、以上の各実施形態に示すＬＥＤ駆動装置を電球型の形状を有する照明具に内蔵することにより、効率のよいＬＥＤ照明装置を実現することができる。なお、ＬＥＤ照明装置としては、電球形状のものに限定されず、それ以外の形状であってもよい。

１，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ ＬＥＤ駆動装置
２ 端子
３ 整流回路
４ 定電流回路
５−１〜５−ｎ ＬＥＤ
６ 制御回路
７ コンデンサ
８ ＬＥＤブロック
１１，１２ 電源端子
１３ａ〜１３ｄ ダイオード
１４，３４，４４ 定電流回路
１５，３５ ＬＥＤブロック（ＬＥＤ群）
１６，１７ ダイオード
１８，１９ 抵抗
２０ コンデンサ
２１ トランジスタ
２２ ダイオード
４５，５０ チャージ回路
８０〜８２ コンデンサ
６３，６５，９０ トランジスタ

Claims (7)

1. 交流電圧を整流回路により整流して得られる脈流電圧によってＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動装置において、
   直列接続された複数のＬＥＤにより構成されるＬＥＤ群と、前記ＬＥＤ群に対して直列接続された定電流回路と、を有するＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤユニットに対してコンデンサを直列接続し、これらＬＥＤユニットおよびコンデンサに対して前記脈流電流を印加して前記コンデンサを充電する第１の接続状態と、充電された前記コンデンサを前記ＬＥＤユニットに並列接続して前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記ＬＥＤユニットを介して放電する第２の接続状態とを切り換える制御を行う制御回路と、
   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、前記脈流電圧が前記コンデンサの端子電圧よりも低くなった場合に前記コンデンサを前記ＬＥＤユニットに並列接続することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。
3. 前記ＬＥＤユニットを複数有し、前記コンデンサの充電時は脈流電圧の値に応じた数の前記ＬＥＤユニットを直列接続し、放電時は一部または全部の前記ＬＥＤユニットに対して前記コンデンサを並列接続することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ駆動装置。
4. 前記ＬＥＤユニットを複数有し、前記コンデンサの充電時は前記ＬＥＤユニットを直列接続し、放電時は一部の前記ＬＥＤユニットに対して前記コンデンサを並列接続することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ駆動装置。
5. 前記コンデンサを複数有し、これらのコンデンサの充電時は前記複数のコンデンサを直列接続し、放電時は前記複数のコンデンサを並列接続することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
6. 前記コンデンサの充電時において、前記脈流電圧が所定の電圧以下になった場合には、前記脈流電圧を遮断し、前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に強制的に移行させる遮断回路を更に有することを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。
7. 請求項１乃至６に記載されたＬＥＤ駆動装置を用いてＬＥＤを点灯することを特徴とするＬＥＤ照明装置。

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