JP2012048974A - Ｌｅｄ点灯装置およびそれを備えた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能なＬＥＤ点灯装置およびそれを備えた照明器具を提供する。
【解決手段】複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニット１に電力を供給することにより、ＬＥＤユニット１を点灯させるＬＥＤ点灯装置１０であって、ＬＥＤユニット１に供給する出力の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームＶＲ１と、ＬＥＤユニット１に供給する出力の出力値を上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームＶＲ１の変化よりも細かく変化させる第２のボリュームＶＲ２とを備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤユニットに電力を供給することにより、ＬＥＤユニットを点灯させるＬＥＤ点灯装置およびそれを備えた照明器具に関するものである。

近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）は、光出力のより高出力化したものが開発されてきている。ＬＥＤは、電球などと比較して、小型化が容易で、低消費電力、長寿命などの特徴を備えていることから、電球などの既存の光源に代わって一般照明にまで利用され始めている。

この種のＬＥＤを用いた照明器具は、たとえば、商用交流電源と接続されるＬＥＤ点灯装置を備えている。ＬＥＤ点灯装置は、スイッチング素子を用いたスイッチング電源で構成されており、商用交流電源の交流電力を所定の直流電力に変換してＬＥＤに供給することでＬＥＤが点灯可能なように構成している。

ところで、ＬＥＤは、一般に照明用途に使用する場合、単体では光出力が小さい。また、ＬＥＤは、低電圧の直流電力で動作する。そのため、ＬＥＤ点灯装置は、複数個のＬＥＤを直列など電気的に接続させた構成のＬＥＤユニットを光源として接続させている場合が多い。すなわち、ＬＥＤユニットは、用途などに応じた所定の光出力を得るために、複数個のＬＥＤを電気的に直列接続などさせてモジュール化させている。ＬＥＤは、ＬＥＤを構成するＬＥＤチップの数、ＬＥＤチップの大きさ、ＬＥＤチップを構成する半導体材料の種類などによって駆動電流や駆動電圧が種々に異なる。複数個のＬＥＤを組み合わせてＬＥＤユニットを構成する場合、ＬＥＤユニットは、ＬＥＤの組み合わせやＬＥＤの数によって消費電圧や消費電流が種々に異なる。

そのため、たとえば、既存設備の照明器具の光源と、ＬＥＤユニットと電気的に接続させたＬＥＤ点灯装置とを代替する場合において、４０Ｗ、６０Ｗや１００Ｗの電球の明るさに相当する光出力を出力する異なる種類のＬＥＤユニットごとに個別に対応してＬＥＤ点灯装置を製造する必要がある。

しかしながら、市場の要求に応じて、異なる種類のＬＥＤユニットに対応したＬＥＤ点灯装置を個別に揃えるのは、ＬＥＤ点灯装置の種類が多品種となり製造効率が悪い。すなわち、多様な照明器具をつくるにあたり、異なる種類のＬＥＤユニットに共通に使用できるＬＥＤ点灯装置が必要となる。ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を可変抵抗ボリュームにより変化させることで、異なる種類のＬＥＤユニットに共通に使用することが考えられる。

ここで、一般照明ではないが、車両用調光装置として、ランプとＬＥＤとを併用した光源により表示パネルのメータ類の照明を行っており、ランプへ供給する出力を変化させてランプを調光する第１の可変抵抗ボリュームと、ランプと光出力特性が違うＬＥＤへ供給する出力を変化させてＬＥＤを調光する第２の可変抵抗ボリュームとを備えたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述の車両用調光装置は、第１の可変抵抗ボリュームおよび第２の可変抵抗ボリュームが、異なる種類のＬＥＤユニットに使用可能なＬＥＤ点灯装置からの出力の出力値を変化させるものではない。

特開２００１−１５５８７５号公報

ところで、ＬＥＤを構成するＬＥＤチップは、半導体発光素子であり、通常、ＭＯＣＶＤ法などを用いて形成させているため、個々のＬＥＤごとの駆動電流などにも、ばらつきがある。そのため、ＬＥＤ点灯装置は、異なる種類のＬＥＤユニットごとに消費電流や消費電圧を調整させるだけでなく、ＬＥＤユニットに供給する出力を、より細かく調整する必要がある。

すなわち、ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニットを構成する個別のＬＥＤ自体に、ばらつきが生ずる。そのため、ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を他の光源よりも、より制御性よく変化させる必要がある。

しかしながら、ＬＥＤ点灯装置から電力が供給されるＬＥＤユニットは、ＬＥＤユニットを構成するＬＥＤの組み合わせのバリエーションも多い。そのため、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに電力を供給するＬＥＤ点灯装置は、異なる種類のＬＥＤユニットのバリエーションに合わせてＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を幅広い範囲で変化させる可変抵抗ボリュームを単に設けただけでは、ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を制御性よく変化させることが難しい。すなわち、ＬＥＤ点灯装置は、異なる種類のＬＥＤユニットのバリエーションに対応するために、ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を幅広い範囲で変化させることと、個別のＬＥＤユニットにおける、ばらつきに対応して制御性よくＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を変化させることとは、トレードオフの関係となっている。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能なＬＥＤ点灯装置およびそれを備えた照明器具を提供することにある。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに電力を供給することにより、上記ＬＥＤユニットを点灯させるＬＥＤ点灯装置であって、上記ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームと、上記ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームの変化よりも細かく変化させる第２のボリュームとを備えたことを特徴とする。

このＬＥＤ点灯装置において、上記第１のボリュームおよび上記第２のボリュームは、上記出力の出力値として、上記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値、または、上記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を変化させてなることが好ましい。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに電力を供給することにより、上記ＬＥＤユニットを点灯させるＬＥＤ点灯装置であって、上記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームと、上記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値を上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームの変化よりも細かく変化させる第２のボリュームと、上記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を第３の調整範囲内で変化させる第３のボリュームと、上記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を上記第３の調整範囲よりも狭い第４の調整範囲内で第３のボリュームの変化よりも細かく変化させる第４のボリュームとを備えたことを特徴とする。

本発明の照明器具は、上記いずれかのＬＥＤ点灯装置を備えてなることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能なＬＥＤ点灯装置を提供できるという顕著な効果がある。

また、本発明のＬＥＤ点灯装置は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値および出力容量の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能なＬＥＤ点灯装置を提供できるという顕著な効果がある。

さらに、本発明の照明器具は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能なＬＥＤ点灯装置を備えた照明器具を提供できるという顕著な効果がある。

実施形態１のＬＥＤ点灯装置を示し、（ａ）は概略回路図、（ｂ）は要部の構成を示す概略構成図、（ｃ）は機能を説明する説明図である。 同上のＬＥＤ点灯装置を備えた照明器具の施工状態での概略断面図を示す。 同上の別のＬＥＤ点灯装置の概略回路図である。 実施形態２のＬＥＤ点灯装置を示し、（ａ）は要部の構成を示す概略構成図、（ｂ）は機能を説明する説明図である。 実施形態３のＬＥＤ点灯装置を示し、（ａ）は要部の構成を示す概略構成図、（ｂ）は機能を説明する説明図、（ｃ）は別の機能を説明する説明図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０の構成を図１に基づいて説明し、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０を備えた照明器具２０について図２に基づいて説明する。なお、同じ部材に対しては、同じ番号を付して重複する説明を省略している。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図１に示すように、商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）Ｖｓと接続され、商用交流電源Ｖｓの交流電力を所定の直流電力に変換してＬＥＤユニット１に電力を供給し、ＬＥＤユニット１を点灯できるように構成している。

ＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、図１（ａ）に示す、ＬＥＤ点灯装置１０の内部回路を保護するヒューズＦＵとサージアブソーバ素子（たとえば、非線形抵抗素子であるツェナーダイオードなど）Ｚとの直列回路を、商用交流電源Ｖｓの両端間に接続させている。また、ＬＥＤ点灯装置１０は、サージアブソーバ素子Ｚの両端間に、ラインフィルタＬＦの電源側を接続させている。ラインフィルタＬＦの出力端には、商用交流電源Ｖｓの交流電力を直流電力に整流する整流用の全波整流器たるダイオードブリッジ回路ＤＢの交流入力端が接続されている。ダイオードブリッジ回路ＤＢの直流出力端間には、平滑用の電解コンデンサＣｏが接続されている。

商用交流電源Ｖｓの交流電圧は、ラインフィルタＦＬを通って、ダイオードブリッジ回路ＤＢで整流され、電解コンデンサＣｏで平滑化される。電解コンデンサＣｏの両端間には、平滑化した電圧を高周波の矩形波交流電圧に変換しＬＥＤユニット１に供給できるように、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子Ｑｏと、抵抗Ｒ１１と、ＬＥＤユニット１と、抵抗Ｒ１２との直列回路を並列接続している。また、スイッチング素子Ｑｏと抵抗Ｒ１１との間の接続点と、抵抗Ｒ１２と電解コンデンサＣｏとの間の接続点には、スイッチング素子Ｑｏと抵抗Ｒ１１との間の接続点側をアノードとした回生用のダイオードＤｏが接続されている。

ＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１を定電流駆動するためにＬＥＤユニット１に流れる電流をフィードバック制御する制御回路部２を備えている。ＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１と、抵抗Ｒ１２との間の接続点が制御回路部２と接続されており、制御回路部２がＬＥＤユニット１に流れる電流を検知している。

スイッチング素子Ｑｏは、たとえば、自励式のＰＷＭ制御によって定電流制御が可能な制御回路部２によってオン・オフ制御される。ＬＥＤ点灯装置１０は、制御回路部２に入力された電流に応じてスイッチング素子Ｑｏのオン時間を決定する。このように動作することにより、ＬＥＤユニット１に流れる電流を所定の値に制御することが可能となる。これにより、ＬＥＤユニット１には、所定の定電流が流れ、ＬＥＤユニット１が発光する光のチラツキを抑制することが可能となる。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１と、制御回路部２との間に可変抵抗器たる第１のボリュームＶＲ１と、可変抵抗器たる第２のボリュームＶＲ２との直列回路を接続させることにより、第１のボリュームＶＲ１と第２のボリュームＶＲ２との直列回路から制御回路部２を構成する制御用ＩＣに入力される電流を調整することが可能としている。

すなわち、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームＶＲ１と、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームＶＲ１の変化よりも細かく変化させる第２のボリュームＶＲ２とを備えている。本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０では、第１のボリュームＶＲ１は、第２のボリュームＶＲ２の抵抗値よりも大きな抵抗値のものを用いている。

なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０と接続されるＬＥＤユニット１は、たとえば、複数個の白色ＬＥＤを直列接続させた構成としている。ＬＥＤユニット１は、白色ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの合計以上の電圧が印加されると、白色ＬＥＤに流れる電流の値に応じて白色光を放出する。白色ＬＥＤには、たとえば、窒化ガリウム系化合物半導体材料を用いた青色光が発光可能なＬＥＤチップと、ＬＥＤチップからの青色光を吸収して黄色の蛍光（たとえば、Ｃｅで付活されたＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２など）を発光する蛍光体を備えて構成することができる。窒化ガリウム系化合物半導体材料からなるＬＥＤチップを用いた場合、ＬＥＤチップは、順方向電圧Ｖｆが、通常、およそ３．５Ｖ程度である。そのため、ＬＥＤ点灯装置１０は、３．５Ｖ×白色ＬＥＤの数以上の直流電圧においてＬＥＤユニット１を点灯させることができる。

なお、ＬＥＤユニット１は、複数個の白色ＬＥＤを電気的に直列に接続させたものについて説明しているが、個数には関係なくアノードとカソードの方向さえ一致していれば並列接続しても構わない。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０では、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を変化させるボリュームを第１のボリュームＶＲ１および第２のボリュームＶＲ２として２個設けている。本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる第１のボリュームＶＲ１は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流を大まかに調整する可変抵抗器により構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる第２のボリュームＶＲ２は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流を微調整する可変抵抗器により構成している。ＬＥＤ点灯装置１０は、第１のボリュームＶＲ１と第２のボリュームＶＲ２とを直列に接続させ、制御回路部２が制御するスイッチング素子Ｑｏの状態を変化させることが可能に構成している。

ここで、ＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力の出力値を変化させるボリュームは、２個だけに限られず、３個以上の複数個設けてもよい。また、第１のボリュームＶＲ１と、第２のボリュームＶＲ２とは、ＬＥＤユニット１と制御回路部２との間に、第１のボリュームＶＲ１、第２のボリュームＶＲ２の順に直列接続させたものだけに限られず、ＬＥＤユニット１と制御回路部２との間に、第２のボリュームＶＲ２、第１のボリュームＶＲ１の順に直列接続させたものでもよい。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、図１（ｂ）に示すように第１のボリュームＶＲ１、第２のボリュームＶＲ２や各種の電子部品（図示していない）が実装基板３上に実装されており、図示していない導体パターンで各種の電子部品を電気的に接続している。なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０では、実装基板３がガラスエポキシ樹脂などからなる絶縁性基材に適宜の導体パターンが形成されたプリント配線基板により構成されている。

実装基板３は、上記導体パターンが各種の電子部品と電気的に接続され、商用交流電源Ｖｓからの電力が供給されるランド４ａ，４ａと、当該ＬＥＤ点灯装置１０によって出力が調整された電力をＬＥＤユニット１側に出力するランド４ｂ，４ｂとを備えている。ここで、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームＶＲ１を実装基板３の表面側に実装させた可変抵抗器により構成している。同様に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、該第１のボリュームＶＲ１で制御された出力電流を第１の調整範囲よりも出力電流の調整範囲が小さい第２の調整範囲内で変化させる第２のボリュームＶＲ２を実装基板３の表面側に実装させた可変抵抗器により構成している（図１（ｂ）を参照）。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、消費電流が２００ｍＡのＬＥＤユニット１から消費電流が５００ｍＡや８００ｍＡなど異なる種類のＬＥＤユニット１と交換しても、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を第１のボリュームＶＲ１と第２のボリュームＶＲ２とを用いて、より幅広い範囲で制御性よく変化させることができる。

ＬＥＤユニット１へ出力する出力電流の出力値を２００ｍＡから８００ｍＡまで調整する必要がある場合、ボリュームを１個しか有していない比較のためのＬＥＤ点灯装置（図示していない）では、１つのボリュームでＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を２００ｍＡから８００ｍＡの間の６００ｍＡの範囲で調整する必要がある。このとき、ＬＥＤ点灯装置１０は、ボリュームが出力電流の出力値を、６００ｍＡという広い範囲で変化させるものであるため、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を１０ｍＡや５ｍＡ単位で細かく制御性よく変化させることは非常に難しい。

これに対し、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図１（ｃ）に示すように、第１のボリュームＶＲ１がＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、たとえば、第１の調整範囲として２００ｍＡから８００ｍＡの６００ｍＡの範囲内（図１（ｃ）の一点鎖線を参照）において、５０ｍＡ単位程度で変化させることが可能に構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第２のボリュームＶＲ２が、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲（たとえば、５０ｍＡ）内で第１のボリュームＶＲ１の変化（５０ｍＡ単位）よりも細かく変化（たとえば、５ｍＡ単位）させることが可能に構成している（図１（ｃ）の二点鎖線を参照）。本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第１のボリュームＶＲ１や第２のボリュームＶＲ２の抵抗値を変化させて、制御回路部２が制御するスイッチング素子Ｑｏの制御状態を変化させる。すなわち、制御回路部２は、スイッチング素子Ｑｏのオン時間を調整することにより、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を変えさせる。結果として、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能となる。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、ＬＥＤ点灯装置１０の出荷前のＬＥＤ点灯装置１０の製造最終工程において、異なる種類のＬＥＤユニット１の光出力に応じて、相対的に抵抗値の大きい第１のボリュームＶＲ１の設定を、相対的に抵抗値の小さい第２のボリュームＶＲ２よりも先に行う。また、ＬＥＤ点灯装置１０は、後に個別のＬＥＤユニット１の電気特性などに応じて抵抗値の小さい第２のボリュームＶＲ２で、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の電流値を微調整すればよい。これにより、ＬＥＤ点灯装置１０は、異なる種類のＬＥＤユニット１のバリエーションに応じた当該ＬＥＤユニット１に供給する出力の出力値を調整する調整工程の時間を短くしつつ、制御性よくＬＥＤユニット１に供給する出力の出力値を変化させることができる。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図２に示すように、照明器具２０を構成することができる。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０を備えた照明器具２０は、一端が開放された開放部を備え、他端に底部を備えた金属からなる円筒状の器具本体２２を有し、器具本体２２の開放部が透光性の光拡散板２６で覆われている。器具本体２２の内部には、光拡散板２６に対向するように、ＬＥＤユニット１が配置されている。ＬＥＤユニット１は、複数個（ここでは、４個）の白色ＬＥＤ１ａが実装されたＬＥＤ実装基板（たとえば、セラミック基板）２１を備えている。ＬＥＤユニット１は、器具本体２２内において金属材料（たとえば、アルミニウムや銅など）からなる放熱板２３と接触するように設置されており、白色ＬＥＤ１ａで発生する熱を器具本体２２の外部に逃がすことができる構成としている。

照明器具２０は、円筒状の器具本体２２の内部において、ＬＥＤユニット１を介して、光拡散板２６と反対側に、図１に示したＬＥＤ点灯装置１０の回路を構成する第１のボリュームＶＲ１および第２のボリュームＶＲ２と共に各種の電子部品が実装された実装基板３を配置している。また、ＬＥＤユニット１とＬＥＤ点灯装置１０とは、放熱板２３に貫設された貫通孔２３ａを介して、先端部にコネクタ２４ａを備えたリード線２４で電気的に接続している。照明器具２０は、たとえば、天井材３０の貫通孔３０ａに円筒状の器具本体２２が埋め込まれており、器具本体２２の外鍔部２２ａを天井材３０と当接させている。照明器具２０は、器具本体２２の側面に設けられた一対の取り付けばね（図示していない）によって天井材３０に取り付けている。照明器具２０は、天井材３０の裏側で、ＬＥＤ点灯装置１０の実装基板３から延出したリード線２５を図示していない商用交流電源Ｖｓ側と電気的に接続している。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、上述の回路構成だけでなく別の回路構成でも同様に形成することができる。

本実施形態の別のＬＥＤ点灯装置１０として、図３の回路図を示す。ＬＥＤ点灯装置１０は、外部の電源として商用交流電源Ｖｓと接続され、ＬＥＤユニット１へ電力を供給する。ＬＥＤ点灯装置１０は、昇圧チョッパ回路部６と降圧チョッパ回路部８とを組み合わせた昇降圧方式のＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。ＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を２つのボリュームを用いて調整することが可能な構成としている。なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、複数個の白色ＬＥＤを電気的に直列接続させたＬＥＤユニット１と接続している。

より具体的には、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、商用交流電源Ｖｓからの交流電力をヒューズＦＵを介してＬＥＤ点灯装置１０のフィルタ回路部５に入力させている。ＬＥＤ点灯装置１０のフィルタ回路部５は、商用交流電源Ｖｓに混入しているノイズを除去するため、商用交流電源Ｖｓと、ラインフィルタＬＦの入力端とを接続させている。また、フィルタ回路部５は、ラインフィルタＦＬの出力端間にコンデンサＣ１を並列接続させて構成している。フィルタ回路部５は、フィルタ回路部５の出力端に整流回路部が接続されている。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる整流回路部は、フィルタ回路部５から出力された交流電力を整流する全波整流器たるダイオードブリッジ回路ＤＢで構成している。なお、整流回路部は、ダイオードブリッジ回路ＤＢだけでなく、他の回路構成でもよい。また、整流回路部は、交流電力を全波整流するものだけに限られず、半波整流するものでもよい。整流回路部たるダイオードブリッジ回路ＤＢの出力端は、昇圧チョッパ回路部６の入力端に接続させている。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる昇圧チョッパ回路部６は、ダイオードブリッジ回路ＤＢから出力された直流電圧をＬＥＤユニット１の点灯に必要な所定の電圧に昇圧している。昇圧チョッパ回路部６は、ダイオードブリッジ回路ＤＢの出力端の一端にリアクトルＬ１が直列に接続され、ダイオードブリッジ回路ＤＢの出力端の他端と、リアクトルＬ１との間にＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１が接続されている。昇圧チョッパ回路部６は、昇圧チョッパ制御部７の制御用ＩＣにより、スイッチング素子Ｑ１の駆動が制御され、ダイオードブリッジ回路ＤＢで全波整流された直流電圧を所定の電圧に適宜に昇圧することができる。昇圧チョッパ回路部６は、昇圧チョッパ回路部６のスイッチング素子Ｑ１と並列接続された電解コンデンサＣ２により、電圧を平滑化して昇圧チョッパ回路部６の出力端から降圧チョッパ回路部８側に出力させる。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０の降圧チョッパ回路部８は、昇圧チョッパ回路部６で昇圧された直流電圧を降圧チョッパ制御回路部９により制御して所定の電圧に降圧する。降圧チョッパ回路部８は、昇圧チョッパ回路部６からの出力端間に、トランスＬ２の第１の一次巻線側とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２との直列回路を接続させている。また、降圧チョッパ回路部８は、トランスＬ２の二次巻線側がダイオードＤ１を介して電解コンデンサＣ３と並列接続されている。降圧チョッパ回路部８は、電解コンデンサＣ３にリアクタＬ４が直列接続されており、電解コンデンサＣ３とリアクタＬ４との直列回路にコンデンサＣ４が並列接続されている。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、降圧チョッパ回路部８の出力端間にＬＥＤユニット１を接続させている。ＬＥＤ点灯装置１０は、降圧チョッパ回路部８で降圧した電力をＬＥＤユニット１側に供給することで、複数個のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤユニット１を点灯させている。

ここで、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に流れる負荷電流を検知しながら降圧チョッパ制御回路部９を制御することにより、降圧チョッパ回路部８をフィードバック制御する出力制御回路部１１を備えている。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる出力制御回路部１１は、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａを用いて構成している。出力制御回路部１１は、負荷となるＬＥＤユニット１に流れる負荷電流を検出するため、降圧チョッパ回路部８とＬＥＤユニット１との間に直列接続させた抵抗Ｒｓｃを備えている。出力制御回路部１１の抵抗Ｒｓｃの一端は、直列接続させた抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とを介し、出力制御回路部１１を構成する定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａの基準電圧端子Ｖｒｅｆに接続している。また、抵抗Ｒｓｃの他端は、直列接続させた可変抵抗器たる第１のボリュームＶＲ１、可変抵抗器たる第２のボリュームＶＲ２および抵抗Ｒ１を介して定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａの基準電圧端子Ｖｒｅｆと接続している。

出力制御回路部１１は、第２のボリュームＶＲ２と抵抗Ｒ１との間の接続点を定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａの内部にあるオペアンプ１１ａｂの反転入力端子と電気的に接続させている。また、出力制御回路部１１は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の接続点をオペアンプ１１ａｂの非反転入力端子に接続させている。

また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、負荷となるＬＥＤユニット１の負荷電圧を検知するため、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との直列回路からなる電圧検出回路部１２をＬＥＤユニット１と並列接続させている。出力制御回路部１１は、電圧検出回路部１２の抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間の接続点を定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａの内部にあるオペアンプ１１ａｃの非反転入力端子と電気的に接続させている。また、出力制御回路部１１は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との間の接続点をオペアンプ１１ａｃの反転入力端子に接続させている。

定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａは、オペアンプ１１ａｂの非反転入力端子と、オペアンプ１１ａｂの反転入力端子との電位差およびオペアンプ１１ａｃの非反転入力端子と、オペアンプ１１ａｃの反転入力端子との電位差をそれぞれ検出して、オペアンプ１１ａｂの出力と、オペアンプ１１ａｃの出力とが接続されるＯＲ素子１１ａｄの論理和に応じて、フォトカプラＰＣの発光素子ＰＣ１に電流が流れるように定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａとフォトカプラＰＣの発光素子ＰＣ１とを接続している。なお、フォトカプラＰＣの発光素子ＰＣ１は、降圧チョッパ回路部８のリアクタＬ４側から抵抗Ｒ６を介して電流が供給されるように電気的に接続されている。同様に、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａは、降圧チョッパ回路部８のリアクタＬ４を介して定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａに電力が供給されるように、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａの電源入力端子Ｖ^＋と電気的に接続されている。また、フォトカプラＰＣの発光素子ＰＣ１と、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａとの間の接続点は、直列接続された抵抗Ｒ７とコンデンサＣ５を介して、電圧検出回路部１２の抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間の接続点に電気的に接続させている。

フォトカプラＰＣは、降圧チョッパ回路部８におけるトランスＬ２の二次巻線側と接続された定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａの出力電流や出力電圧の変化を、降圧チョッパ回路部８におけるトランスＬ２の第２の一次巻線側と接続され基準電圧の異なる制御ＩＣ９ａと絶縁しつつフィードバックするために設けられている。

これにより出力制御回路部１１のフォトカプラＰＣは、降圧チョッパ回路部８の制御ＩＣ９ａと接続させたフォトカプラＰＣのフォトトランジスタからなる受光素子ＰＣ２に信号を伝達させて、降圧チョッパ回路部８のスイッチング素子Ｑ２を制御する制御ＩＣ ９ａの駆動をフィードバック制御する。すなわち、降圧チョッパ制御回路部９は、定電圧定電流制御用ＩＣ１１ａと接続したフォトカプラＰＣのの発光素子ＰＣ１の発光光量を制御ＩＣ ９ａと接続したフォトカプラＰＣの受光素子ＰＣ２が受光して負帰還をかける。これにより、降圧チョッパ制御回路部９は、降圧チョッパ回路部８のスイッチング素子Ｑ２をオン・オフ制御して、ＬＥＤユニット１へ供給する出力を所定の出力の出力値に保つように駆動する。

ここで、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、可変抵抗器たる第１のボリュームＶＲ１と、可変抵抗器たる第２のボリュームＶＲ２との直列回路を、負荷電流を検知する抵抗Ｒｓｃと接続させている。ＬＥＤ点灯装置１０は、第１のボリュームＶＲ１と第２のボリュームＶＲ２の合成抵抗でＬＥＤユニット１へ給電する出力電流の出力値を調整することができる。すなわち、ＬＥＤ点灯装置１０は、図１（ａ）に示した回路におけるＬＥＤ点灯装置１０と同様に、可変抵抗器たる第１のボリュームＶＲ１における抵抗値に基づいた第１の調整範囲内でＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を変化させる。また、ＬＥＤ点灯装置１０は、可変抵抗器たる第２のボリュームＶＲ２における抵抗値に基づいた第２の調整範囲内でＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を変化させることができる。これによって、図３に示すＬＥＤ点灯装置１０も、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることができる。

（実施形態２）
本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、実施形態１の図３で示したＬＥＤ点灯装置１０と略同一の構成であって、ＬＥＤユニット１へ出力する出力電流の出力値を変化させる第１のボリュームＶＲ１および第２のボリュームＶＲ２を備える代わりに、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量（Ｗ）の出力値を変化させる第３のボリュームＶＲ３および第４のボリュームＶＲ４を備えた点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を所定の値とすることができるように、第３のボリュームＶＲ３および第４のボリュームＶＲ４を２個設けている。第３のボリュームＶＲ３は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量を大まかに調整するため、可変抵抗器により構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる第４のボリュームＶＲ４は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を微調整するため、可変抵抗器により構成している。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０の回路構成は、図示していないが、実施形態１の図３に示したＬＥＤ点灯装置１０におけるＬＥＤユニット１に流れる負荷電流を検出する抵抗Ｒｓｃと、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａの基準電圧端子Ｖｒｅｆとを、第１のボリュームＶＲ１および第２のボリュームＶＲ２を除いて抵抗Ｒ１を介して電気的に接続させている。また、電圧検出回路部１２の抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間の接続点を、第３のボリュームＶＲ３および第４のボリュームＶＲ４を介して、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａの内部にあるオペアンプ１１ａｃの非反転入力端子と電気的に接続させている。これにより、ＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を第３のボリュームＶＲ３および第４のボリュームＶＲ４により変化させることができる。すなわち、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第３のボリュームＶＲ３と、第４のボリュームＶＲ４との直列回路を備え、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を所定の一定値に維持しつつ、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を変化させることが可能に構成している。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、ＬＥＤユニット１の交換などにより、複数個のＬＥＤを直列接続させたＬＥＤユニット１へ出力する出力容量の出力値を１０Ｗから３０Ｗまで調整する場合、ボリュームを１個しか有していない比較のためのＬＥＤ点灯装置（図示していない）では、１つのボリュームでＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を１０Ｗから３０Ｗの間の２０Ｗの範囲で調整する必要がある。このとき、ＬＥＤ点灯装置１０は、ボリュームが出力容量の出力値を、１０Ｗという広い範囲で変化させるものであるため、ＬＥＤユニット１へ出力する出力容量の出力値を１Ｗ未満の単位で細かく変化させることは非常に難しい。

これに対し、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図４（ｂ）に示すように、第３のボリュームＶＲ３がＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を、第３の調整範囲として、１０Ｗから３０Ｗの２０Ｗの範囲内（図４（ｂ）の一点鎖線を参照）において、１Ｗ単位程度で変化させることを可能に構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第４のボリュームＶＲ４がＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を、上記第３の範囲よりも狭い第４の範囲内（たとえば、１Ｗ未満の単位）で適宜に微調整することを可能に構成している（図４（ｂ）の二点鎖線を参照）。これにより、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能となる。

なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、実施形態１のＬＥＤ点灯装置１０と同様に、照明器具２０を構成することができる。

（実施形態３）
本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０の基本的な構成は、図３で説明した実施形態１のＬＥＤ点灯装置１０の構成と略同一であり、実施形態１のＬＥＤ点灯装置１０におけるＬＥＤユニット１の負荷電圧を検知する電圧検出回路部１２の抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間の接続点と、定電圧定電流制御用ＩＣ １１ａにおけるオペアンプ１１ａｃの非反転入力端子との間に可変抵抗器たる第３のボリュームＶＲ３と可変抵抗器たる第４のボリュームＶＲ４との直列回路を電気的に接続させた点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニット１に商用交流電力Ｖｓの電力を供給することにより、ＬＥＤユニット１を点灯させるＬＥＤ点灯装置１０である。特に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームＶＲ１と、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームＶＲ１の変化よりも細かく変化させる第２のボリュームＶＲとを備えている。同様に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を第３の調整範囲内で変化させる第３のボリュームＶＲ３と、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を上記第３の調整範囲よりも狭い第４の調整範囲内で第３のボリュームＶＲ３の変化よりも細かく変化させる第４のボリュームＶＲ４とを備えている。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、図５（ａ）に示すように、出力電流の出力値を変化させる２個のボリュームとして、第１のボリュームＶＲ１および第２のボリュームＶＲ２を設けている。同様に、出力容量の出力値を変化させる２個のボリュームとして、第３のボリュームＶＲ３および第４のボリュームＶＲ４を設けている。第１のボリュームＶＲ１は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を大まかに調整するため、可変抵抗器により構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０に用いられる第２のボリュームＶＲ２は、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を微調整するため、可変抵抗器により構成している。第３のボリュームＶＲ３は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を大まかに調整するため、半固定抵抗器により構成している。第４のボリュームＶＲ４は、ＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を微調整するため、半固定抵抗器により構成している。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、ＬＥＤユニット１の交換などする場合でも、図５（ａ）に示すように、第１のボリュームＶＲ１がＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、たとえば、第１の調整範囲として２００ｍＡから８００ｍＡの６００ｍＡの範囲内（図５（ｂ）の一点鎖線を参照）において、５０ｍＡ単位程度で変化させることが可能に構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第２のボリュームＶＲ２が、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、上記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲（たとえば、５０ｍＡ）内で第１のボリュームＶＲ１の変化（５０ｍＡ単位）よりも細かく変化（たとえば、５ｍＡ単位）で変化させることが可能に構成している（図５（ｂ）の二点鎖線を参照）。同時に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、たとえば、図５（ｃ）に示すように、第３のボリュームＶＲ３がＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を、第３の調整範囲として、１０Ｗから３０Ｗの２０Ｗの範囲内（図５（ｃ）の一点鎖線を参照）において、１Ｗ単位程度で変化させることを可能に構成している。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第４のボリュームＶＲ４がＬＥＤユニット１に供給する出力容量の出力値を、上記第３の範囲よりも狭い第４の範囲内（たとえば、１Ｗ未満の単位）で適宜に微調整することが可能に構成している（図５（ｃ）の二点鎖線を参照）。

これによって、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、第１のボリュームＶＲ１、第２のボリュームＶＲ２における合成抵抗の抵抗値や第３のボリュームＶＲ３、第４のボリュームＶＲ４における合成抵抗の抵抗値を変化させて、ＬＥＤユニット１に供給する出力電流の出力値を、より幅広い範囲で制御性よく変化させることが可能となる。なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１０は、実施形態１のＬＥＤ点灯装置１０と同様に、照明器具２０を構成することができる。

ＶＲ１ 第１のボリューム
ＶＲ２ 第２のボリューム
ＶＲ３ 第３のボリューム
ＶＲ４ 第４のボリューム
１ ＬＥＤユニット
１０ ＬＥＤ点灯装置
２０ 照明器具

Claims (4)

1. 複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに電力を供給することにより、前記ＬＥＤユニットを点灯させるＬＥＤ点灯装置であって、
   前記ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームと、前記ＬＥＤユニットに供給する出力の出力値を前記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームの変化よりも細かく変化させる第２のボリュームとを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
2. 前記第１のボリュームおよび前記第２のボリュームは、前記出力の出力値として、前記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値、または、前記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を変化させてなることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
3. 複数個のＬＥＤを備えたＬＥＤユニットに電力を供給することにより、前記ＬＥＤユニットを点灯させるＬＥＤ点灯装置であって、
   前記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値を第１の調整範囲内で変化させる第１のボリュームと、前記ＬＥＤユニットに供給する出力電流の出力値を前記第１の調整範囲よりも狭い第２の調整範囲内で第１のボリュームの変化よりも細かく変化させる第２のボリュームと、前記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を第３の調整範囲内で変化させる第３のボリュームと、前記ＬＥＤユニットに供給する出力容量の出力値を前記第３の調整範囲よりも狭い第４の調整範囲内で第３のボリュームの変化よりも細かく変化させる第４のボリュームとを備えたことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置を備えてなることを特徴とする照明器具。

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