JP2012155861A - 光源点灯装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列回路を定電流駆動する電源回路について、回路定数や部品変更することなく、ＬＥＤ灯数の異なる複数のＬＥＤ直列回路に使用可能とする。
【解決手段】電源回路１００の電力変換回路１２０には、ＬＥＤ直列回路８５１が接続される。電力変換回路１２０は、制御演算回路１１２から駆動制御を受けて、ＬＥＤ直列回路８５１に定電流を供給する。電圧検出回路１２３は、ＬＥＤ直列回路８５１に印加される電圧を検出する。制御演算回路１１２は、電圧検出回路１２３が検出した電圧に基づいて、ＬＥＤ直列回路８５１が４０灯数か２０灯数かを判定する。制御演算回路１１２は、４０灯数用の定電流値テーブル１５１と２０灯数用の定電流値テーブル１５２とを保有しており、判定結果に応じて定電流値テーブル１５１，１５２のいずれかを選択し、選択した定電流値テーブルに基づき、電力変換回路１２０を定電流制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、光源を点灯する光源点灯装置及びこの光源点灯装置を備えた照明装置に関する。

商用電源などの交流電源から供給された電力を、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と呼ぶ。；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機エレクトロルミネッセンス（以下「有機ＥＬ」と呼ぶ。）などの発光素子を点灯するための直流に変換する電源回路において、力率改善回路と電力変換回路とを組み合わせた構成が知られている。力率改善回路は、商用電源の電源歪みなどを抑制するため、入力の力率を１に近づけるための回路であり、例えば昇圧コンバータ回路などが用いられる。電力変換回路は、発光素子に印加する電圧を調整することにより発光素子に流れる電流を所定の目標値に保つよう動作する定電流駆動回路であり、例えばフライバックコンバータ回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路、ハーフブリッジ回路などの方式が用いられる。通常、ＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子を駆動する負荷電圧は、力率改善回路が出力する出力電圧より低いので、電力変換回路には、入力した電圧よりも低い電圧を出力する降圧型の回路が用いられる。商用電源の電源電圧には、様々な種類のものがあるため、電源回路としては、幅広い電圧範囲の交流電源に対応できることが望ましい（例えば特許文献１、２）。

また、ある程度以上の電力を消費する照明器具の電源回路は、高調波規制や高力率を求められるため、力率改善回路と電力変換回路を組み合わせた構成になっている。ＬＥＤに電流を流した場合にその両端に発生する順方向電圧は、製造時のバラツキ、周囲温度、自身の損失による発熱、流す電流量によっても変化する。従って、上記のようなバラツキや温度変化を考慮すると、ＬＥＤを使用した照明器具において、所望の発光出力を安定して得るには、ＬＥＤを定電流駆動することが望ましい。

特開２００９−８０９８３号公報 特開２０１０−１１３９２４号公報

定電流駆動を行う電源回路は、所望の発光出力を安定的に得るために、接続する発光素子（ＬＥＤや有機ＥＬなど）に対して、常に一定の電流を流すように電源回路内の抵抗値や基準電圧などが設計されている。そのため、発光素子の所望の発光出力が異なる場合、仮に所望の発光出力が同じであったとしても、ＬＥＤに流す定電流値が異なる場合は、別の電源回路として再設計する必要がある。よって、全く同じ電源回路を異なる定電流値を必要とする発光素子の駆動回路として流用することができないという課題があった。

よって、定電流駆動を行う電源回路は、接続する発光素子に合わせて設計されているため、異なる定電流値を必要とする別の発光素子には流用できない。

この発明は、１つの電源回路が、使用される際の定電流値が異なる発光素子（複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列回路）を自動で判定し、各々の発光素子が必要とする定電流値で発光素子を駆動することを目的とする。

この発明の光源点灯装置は、
光源が接続され、駆動制御を受けることにより前記光源に前記駆動制御に応じた略一定の大きさの定電流を供給する定電流供給部と、
前記光源に印加される電圧を示す光源印加電圧を検出する光源印加電圧検出部と、
前記光源印加電圧検出部によって検出された前記光源印加電圧に基づいて前記定電流供給部に接続された前記光源の光源種別を判定し、前記光源に供給するべき定電流値に対応する定電流値情報が記載された駆動情報であって前記光源種別ごとに予め保有する駆動情報から、前記光源種別の判定結果の示す前記光源種別の前記駆動情報を選択し、選択された前記駆動情報に記載された前記定電流値情報に基づいて前記定電流供給部を駆動制御する制御部と
を備えたことを特徴とする。

この発明にかかる電源回路によれば、１つの電源回路で、所望の定電流値が異なる発光素子（複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列回路）を、各々の灯数に合わせた定電流値で駆動することができる。

実施の形態１における照明装置８００のブロック図。 実施の形態１における定電流値テーブル１５１を示す図。 実施の形態１における定電流値テーブル１５２を示す図。 実施の形態１における照明装置８００の具体的な回路図。 実施の形態１におけるＬＥＤ４０灯のＬＥＤ直列回路８５１と、ＬＥＤ２０灯のＬＥＤ直列回路８５１との電流−順方向電圧の関係を示す図。 実施の形態１における灯数判定の動作を示すフローチャート。 実施の形態１における 電源投入後のＬＥＤ電圧と目標電圧の関係を示すグラフ図。

実施の形態１．
図１〜図７を参照して、実施の形態１の電源回路１００（光源点灯装置）を説明する。

（照明装置８００の構成）
図１は、電源回路１００を備える照明装置８００のブロック図である。照明装置８００は、商用電源１０１から交流電力の供給を受けて、ＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子を点灯する。照明装置８００は、電源回路１００、発光素子８０２（発光素子）を備える。

（発光素子８０２）
（１．発光素子の意味）
以下の実施の形態１で用いる「発光素子８０２」（光源）とは、後述する図１に発光素子８０２として示すように、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列回路８５１からなるＬＥＤモジュールを意味するものとする。例えば発光素子８０２は、４０個のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ直列回路８５１そのものである。発光素子８０２は電力変換回路１２０に接続される。
（２．２種類の発光素子８０２）
電力変換回路１２０に接続可能は発光素子８０２は、少なくとも２つの種別（種類）があるものとする。発光素子８０２は、種別によってＬＥＤ直列数が異なり、かつ駆動する定電流値が異なる。実施の形態１では、ＬＥＤを４０灯直列接続したものと、２０灯直列接続したものとの２種類を想定する。実施の形態１における種別（光源種別）とは、発光素子８０２が、４０個のＬＥＤ直列接続のＬＥＤモジュールか、あるいは２０個のＬＥＤ直列接続のＬＥＤモジュールかの区別を意味する。区別が必要な場合には、ＬＥＤ４０灯の方をＬＥＤ直列回路８５１（４０）と表記し、ＬＥＤ２０灯の方をＬＥＤ直列回路８５１（２０）と表記する。発光素子８０２（ＬＥＤ直列回路８５１）は、電源回路１００と調光器１０３によって決まる目標電流値で定電流駆動されることにより、所望の明るさで点灯する。

（電源回路１００の特徴）
電源回路１００の特徴は以下の様である。電源回路１００は、図１のように、力率改善回路１１０、電力変換回路１２０（定電流供給部）、電圧検出回路１２３（光源印加電圧検出部）、制御演算回路１１２（制御部）等を備える。図１において、電力変換回路１２０は、発光素子８０２が接続され、制御演算回路１１２から駆動制御を受けることにより、発光素子８０２に駆動制御に応じた略一定の大きさの定電流を供給する。電圧検出回路１２３は、発光素子８０２に印加される電圧（光源印加電圧）を検出する。制御演算回路１１２は、電力変換回路１２０に接続される発光素子８０２に対応する定電流値テーブル１５１，１５２（駆動情報）を発光素子８０２ごとに保有している。各定電流値テーブルには、発光素子８０２に供給するべき定電流の情報が記載されている。制御演算回路１１２は、電圧検出回路１２３によって検出された光源印加電圧に基づいて電力変換回路１２０に接続された発光素子８０２の光源種別を判定する。ここで光源種別とは、この実施の形態１では、後述するように、発光素子８０２が４０個のＬＥＤ直列回路８５１（４０）か、あるいは２０個のＬＥＤ直列回路８５１（２０）かの区別を意味するものとする。制御演算回路１１２は、光源種別の判定結果の示す光源種別の定電流値テーブル（図１の例ではテーブル１５１とテーブル１５２とのいずれか）を選択し、選択された定電流値テーブルに基づいて電力変換回路１２０を駆動制御する。以上の特徴により、電源回路１００は、接続される発光素子８０２の種別に応じて、発光素子８０２を定電流制御で点灯できる。

電源回路１００は、商用電源１０１から入力した交流を、発光素子８０２に供給する直流に変換する。発光素子８０２は、電源回路１００が変換した直流により点灯する。また、調光器１０３は、発光素子８０２の発光出力を調整するための調光信号を電源回路１００へおくる。

（力率改善回路１１０）
力率改善回路１１０は、整流回路１０２、昇圧回路１１１を有する。整流回路１０２は、商用電源１０１から交流（例えば５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの単相交流、実効電圧８５Ｖ〜２６５Ｖ）を入力し、入力した交流を整流して脈流を生成する。力率改善回路１１０は、整流回路１０２が生成した脈流を入力し、入力した脈流を昇圧して直流電圧を生成するとともに、入力した脈流の電圧に近似した波形となるよう、入力電流を制御して、入力の力率を高める。

（電力変換回路１２０）
電力変換回路１２０は、降圧回路１２１、電流検出回路１２２、積分回路１３０を有する。電力変換回路１２０は、力率改善回路１１０が生成した直流を入力し、入力した直流を降圧して、発光素子８０２に印加する直流を生成する。電力変換回路１２０は、発光素子８０２を流れる電流を電流検出回路１２２により検出し、検出した電流値が所定の目標電流値に一致するよう、生成する直流の電圧値を調整（フィードバック制御）する。これにより、電源回路１００は、発光素子８０２を定電流駆動する。

（制御演算回路１１２）
図１に示すように、制御演算回路１１２は、少なくとも２種類以上の発光素子８０２を駆動するために必要な電流値の範囲を、定電流値テーブル１５１，１５２（駆動情報）というデータとして記憶している。
図２は、定電流値テーブル１５１の一例を示す概念図である。
図３は、定電流値テーブル１５２の一例を示す概念図である。
図２，３において、横軸は調光率を示し、縦軸はその調光率に対応する目標電流値である。説明の便宜のため、定電流値テーブル１５１、１５２は、調光率５％〜１００％まで、０％を含めて５段階の場合を例示した。この定電流値テーブルとは、発光素子８０２（ＬＥＤ直列回路）毎に所望の発光出力を得るために必要な電流値を、１００％〜０％まで段階に分けて設定したデジタル値である。定電流値テーブルは予め設定し、制御演算回路１１２の有するメモリ１１３に記憶させておく。定電流値テーブル１５１、１５２では、調光率に対して電流値（定電流値情報）が指定されているが、電流値に限らず、この電流値に対応する値（定電流値情報の別の例）が記憶されてもよい。
図２の定電流値テーブル１５１は、ＬＥＤ４０灯のＬＥＤ直列回路８５１（４０）のテーブルである。ＬＥＤ直列回路８５１（４０）の場合、１００％出力に対応する電流値は３００ｍＡである。
図３の定電流値テーブル１５２は、ＬＥＤ２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）のテーブルである。ＬＥＤ直列回路８５１（２０）の場合、１００％出力に対応する電流値は４００ｍＡである。

調光器１０３は調光信号としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力する。調光器１０３は、発光素子８０２の発光出力を変化させるためのＰＷＭ信号を調光信号として出力する。調光器１０３の出力する調光信号は、例えばＰＷＭ信号であり、パルス幅のデューティが１００％〜５％まで変化する。

（制御演算回路１１２）
制御演算回路１１２は、調光器１０３からの調光信号を読み込み、調光信号のデューティの示す割合に応じて、定電流値テーブル（定電流値テーブル１５１，１５２のうち、選択された方のテーブル）のデジタル値を読み込み、そのデジタル値を目標電流値に相当するＰＷＭ信号に変換して、積分回路１３０へ送る。

（積分回路１３０）
積分回路１３０は、制御演算回路１１２からのＰＷＭ信号を直流電圧に変換して、その直流電圧を降圧回路１２１へ送る。降圧回路１２１は、電流検出回路１２２が検出する電圧と、積分回路１３０が出力する目標電流値に相当する電圧と同じになるようにＬＥＤ直列回路８５１へ電流を流すために必要な負荷電圧を調整しながら生成する。

よって、電力変換回路１２０は、調光器１０３の調光信号と、制御演算回路１１２の定電流値テーブルで決まる目標電流値で、発光素子８０２を定電流駆動することができる。電源回路１００は、力率改善回路１１０が力率改善を行い、電力変換回路１２０が定電流駆動を行うことで、高力率かつ高効率な定電流回路として動作する。

（判定電流）
商用電源１０１を投入すると、商用電源１０１から電源回路１００へ電力供給が開始され、力率改善回路１１０、電力変換回路１２０、制御演算回路１１２が動作し始める。商用電源投入後、一定期間、制御演算回路１１２からは、電力変換回路１２０に対して、予め定められた小さい値の定電流である「判定電流」を出力するべき信号が送られる。電圧検出回路１２３は、判定電流値で駆動している時のＬＥＤ直列回路８５１の電圧を検出する。その電圧を制御演算回路１１２が読み込み、予め設定された値と比較し、接続された発光素子８０２のＬＥＤ灯数が４０灯か２０灯かを判定する。その後は、制御演算回路１１２は、接続されたＬＥＤ灯数に対応する、予め設定された定電流値テーブル（４０灯用、２０灯用のどちらか）を選択し、この選択したテーブルを使い、調光器１０３からの調光信号の割合（調光率）に応じた定電流値で、発光素子８０２を駆動する。

図４は、この実施の形態１における照明装置８００の具体的な回路構成の一例を示す電気回路図である。４０灯のＬＥＤ直列回路８５１（４０）で所望の発光出力を得るには、３００ｍＡ〜０ｍＡの電流を流す必要がある。また、２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）で所望の発光出力を得るには、４００ｍＡ〜０ｍＡの電流を流す必要がある。当然のことながら、４０灯の照明装置と２０灯の照明装置では、必要とされる発光出力が異なる。仮に２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）を３００ｍＡ〜０ｍＡの電流で使用するのであれば、従来の定電流駆動用電源回路でも使用できるため、電源回路１００の機能は必要でない。

（力率改善回路１１０）
力率改善回路１１０は、例えば昇圧コンバータ回路（「ＰＦＣ回路」とも呼ばれる。）であり、大きく、整流回路１０２と昇圧回路１１１により構成される。
（１）整流回路１０２は、例えばダイオードブリッジＤＢ１１、コンデンサＣ１２を有する。ダイオードブリッジＤＢ１１は、４つの整流素子をブリッジ接続したものであり、商用電源１０１から入力した交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成する。コンデンサＣ１２は、比較的容量の小さいコンデンサであり、主に高周波ノイズをカットする目的で使用する。
（２）昇圧回路１１１は、例えばトランスＴ６０、スイッチング素子Ｑ７１、ダイオードＤ１２、平滑コンデンサＣ１３、入力電圧側の分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３、電流検出抵抗Ｒ１４、出力電圧側の分圧抵抗Ｒ１５、Ｒ１６、制御ＩＣ４１により構成される。トランスＴ６０は、主巻線Ｌ６１と、補助巻線Ｌ６２を有する。制御ＩＣ４１には、例えば力率改善回路（ＰＦＣ）用の制御ＩＣを使用する。この図４では、スイッチング素子Ｑ７１として電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」と呼ぶ。）の記号を用いているが、スイッチング素子Ｑ７１は、ＦＥＴに限らず、バイポーラトランジスタなど他の電気的スイッチであってもよいし、機械式など他の機構によるスイッチであってもよい。制御ＩＣ４１がスイッチング素子Ｑ７１を高周波（例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）でオンオフすることにより、オン区間でトランスＴ６０の主巻線Ｌ６１にエネルギーを蓄積し、オフ区間で蓄積したエネルギーと整流回路１０２からの供給されるエネルギーを平滑コンデンサＣ１３へ充電する。これにより、平滑コンデンサＣ１３には、整流回路１０２より出力された脈流電圧（以下「入力電圧」と呼ぶ。）のピーク電圧よりも高い電圧が充電される。力率改善回路１１０は、平滑コンデンサＣ１３に充電された電圧を、出力電圧として出力する。２つの分圧抵抗Ｒ１２・Ｒ１３は、入力電圧の電圧値を検出する。トランスＴ６０の補助巻線Ｌ６２は、トランスＴ６０の主巻線Ｌ６１の電流が流れ終わるタイミングを検出する。電流検出抵抗Ｒ１４はスイッチング素子Ｑ７１に流れる電流値を検出する。

（制御ＩＣ４１）
制御ＩＣ４１は、これらの検出結果に基づいて、力率改善回路１１０へ流入する電流の波形が入力電圧の波形に近似した波形になるように、スイッチング素子Ｑ７１をオンオフするタイミングを調整する。これにより、力率改善が行われるので、電源回路１００の力率が１に近づき、高調波規制にも対応できるようになる。また、制御ＩＣ４１には、分圧抵抗Ｒ１５、Ｒ１６が分圧する出力電圧が入力し、設定された出力電圧になるようにスイッチング素子Ｑ７１のオンオフ割合を制御する。一般に力率改善回路の出力電圧は、入力電圧のピーク電圧よりも高く設定することが多く、例えば最大入力電圧がＡＣ２６５Ｖであれば、ＤＣ４００Ｖ以上に設定する。

（制御演算回路１１２）
制御演算回路１１２は、例えばマイクロコンピュータＩＣ５１（以下、マイコンＩＣ５１という）を備える。すなわち、制御演算回路１１２は、例えばマイコンＩＣ５１によって実現される。マイコンＩＣ５１は、調光器１０３から出力された調光信号のＰＷＭ信号のデューティを読み込み、予めソフトウェアのプログラムで設定された定電流値テーブルの中から、調光信号のデューティ割合に合わせた目標電流値に相当するＰＷＭ信号を、積分回路１３０へ送る。

定電流値テーブルは、例えば、図２、図３で示したものである。前述のように、定電流値テーブルは、接続するＬＥＤ直列回路８５１を所望の発光出力で点灯させるのに必要な定電流値を１００％とし、１００％〜０％まで数段階〜数百段階に分けてデジタル値として設定する。マイコンＩＣ５１には、図４に示すように、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）の定電流値テーブル１５１と、ＬＥＤ直列回路８５１（２０）の定電流値テーブル１５２とをデジタル値としてマイコン内部のメモリ１１３に記憶させておく。これは、図２、図３で述べたとおりである。このように、予めマイコンＩＣ５１のメモリ１１３に、ＬＥＤ４０灯直列用の定電流値テーブル１５１（３００ｍＡ〜０ｍＡ）と、ＬＥＤ２０灯直列用の定電流値テーブル１５２（４００ｍＡ〜０ｍＡ）を記憶させる。定電流値テーブル１５１、１５２は、相当するデジタル値を数段階〜数百段階に分けて設定し、記憶させる。

（１）マイコンＩＣ５１は、調光器１０３からの調光信号のデューティに対応したデジタル値を定電流値テーブルから呼び出し、それをパルス幅のデューティとしてＰＷＭ信号に変換して積分回路１３０へ送る。
（２）積分回路１３０は、ＰＷＭ信号を受け取る場合は積分回路を構成してパルス幅から目標電流値に相当する直流電圧を生成する。積分回路１３０の出力する目標電流値に相当する直流電圧は、エラーアンプＡ４５へ入力される。

また、マイコンＩＣ５１が積分回路１３０へ送る信号は、直流電圧でも構わない。この場合、積分回路１３０が、ＣＲで構成するフィルターの役割になり、目標電流値に相当する直流電圧をエラーアンプＡ４５へ送る。この場合、マイコンＩＣ５１は、調光器１０３からの調光信号のデューティに対応したデジタル値を定電流値テーブルから呼び出し、それをアナログ電圧値に変換して、積分回路１３０へ送ることになる。

（調光器１０３）
調光器１０３は、例えば照明装置８００の明るさを変化させるための調光信号をＰＷＭ信号（周波数は固定でパルス幅のデューティが１００％〜５％まで変化）として出力する。調光器１０３で電流を変化させることができる範囲は、上述のように、
例えば、調光信号のデューティが１００％〜５％の範囲において、
４０灯の場合で３００ｍＡ〜１５ｍＡ、
２０灯の場合で４００ｍＡ〜１５ｍＡ、
となる。

以下は、判定電流による灯数判定によって、マイコンＩＣ５１が定電流値テーブルを選択した後の動作である。調光器１０３から出力された調光信号はマイコンＩＣ５１へ入力される。マイコンＩＣ５１は、その調光信号を受け取り、予め記憶している定電流値テーブルの中から、調光信号のパルス幅のデューティに相当する目標電流値となるデジタル値を探す。マイコンＩＣ５１は、目標電流値のデジタル値をＰＷＭ信号に変換して積分回路１３０へ送る。積分回路１３０は、目標電流値のＰＷＭ信号を積分することにより、目標電流値を流すために必要な直流電圧に変換する。積分回路１３０は、降圧回路１２１の中のエラーアンプＡ５４へ目標電流値に相当する電圧を送る。こうすることで、調光器１０３の出力する調光信号の内容を、ＬＥＤ直列回路８５１を駆動する定電流値として反映させることができる。

（調光器を接続しない場合）
また、調光器１０３を接続しない場合、つまり、調光信号がマイコンＩＣ５１へ入力されない状態では、マイコンＩＣ５１は調光信号が存在しない状態を認識して、選択された定電流値テーブル（灯数判定で選択されたテーブル）の１００％に相当する定電流値でＬＥＤ直列回路８５１の定電流駆動をおこなう。つまり、ＬＥＤ直列回路８５１が、４０灯の場合は３００ｍＡ、２０灯の場合は４００ｍＡで定電流駆動する。

なお、本実施の形態１では調光器１０３を接続しない場合に、定電流値テーブルの１００％に相当する定電流で駆動するような一例を示したが、当然のことながら、マイコンＩＣ５１のソフトウェアで自由に設定することができる。

以下の説明で登場する語句、あるいは上記で説明した字句を、まとめておく。
（１）「定電流値テーブル」とは、予めマイコンＩＣ５１のメモリ１１３に書き込まれる情報であり、図２、図３に示すように、３００ｍＡ用（４０灯）の定電流値テーブル１５１と、４００ｍＡ用（２０灯）の定電流値テーブル１５２がある。各々は、１００％〜０％に相当するデジタル値で分割されている。
（２）「調光信号」とは、調光器１０３が出力するＰＷＭ信号であり、パルス幅のデューティが１００％〜５％（調光率）まで変化する。また、調光率は５％未満には下がらない。
（３）「目標電流値」とは、任意のＬＥＤ直列回路８５１に流したい定電流値のことであり、調光信号によって決まる。つまり、最大電流値（１００％）×調光率で決まる。図２に示すように、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）の場合は、１００％が３００ｍＡであるので、５％は１５ｍＡ、１０％は３０ｍＡ、５０％は１５０ｍＡである。図３の２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）の場合も同様である。
（４）「灯数判定」とは、マイコンＩＣ５１（制御演算回路１１２）が行う処理である。マイコンＩＣ５１は、電源回路１００に接続されているＬＥＤ直列回路８５１が、ＬＥＤ４０灯のＬＥＤ直列回路８５１（４０）か、ＬＥＤ２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）かを判定する。これが灯数判定である。
（５）「灯数判定電圧」とは、ＬＥＤ直列回路８５１に「判定電流値（１５ｍＡ）」を流した時に、電圧検出回路１２３によって検出される発光素子８０２（ＬＥＤ直列回路８５１）の電圧の比較対象となる基準電圧値である。但し、マイコンＩＣ５１にＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧をそのまま入力することはできないので、電圧検出回路１２３が検出した電圧が入力される。電圧検出回路１２３は、図４の電圧検出回路１２３として示すように、例えば分圧抵抗である。電圧検出回路１２３は、ＬＥＤ直列回路８５１に加わる高電圧を分圧して、マイコンＩＣ５１に入力できる程度の小さい電圧にする。よって、比較する灯数判定電圧は、電圧検出回路１２３の分圧抵抗の比率を考慮して、予めマイコンＩＣ５１のメモリ１１３に記憶させておく。
（６）「灯数判定開始時間」とは、商用電源投入後からマイコンＩＣ５１のＡ／ＤポートにＬＥＤ直列回路８５１の電圧を取り込むタイミングまでの時間を意味する。「灯数判定開始時間」は、予めマイコンＩＣ５１のメモリ１１３に記憶させておく。

（電力変換回路１２０）
電力変換回路１２０は、例えば降圧コンバータ回路（降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ）であり、降圧回路１２１、電流検出回路１２２、積分回路１３０を有する。降圧回路１２１は、例えばスイッチング素子Ｑ７２、ダイオードＤ１３、チョークコイルＬ６５、コンデンサＣ１４、パルストランスＴ６１、制御ＩＣ４２、エラーアンプＡ４５、により構成される。電流検出回路１２２は、例えば電流検出抵抗Ｒ１７である。スイッチング素子Ｑ７２は、スイッチング素子Ｑ７１と同様、ＦＥＴに限らず、バイポーラトランジスタなどの電気的スイッチや他の機構によるスイッチであってもよい。

（１）制御ＩＣ４２は、例えばスイッチング電源用の制御ＩＣである。
（２）積分回路１３０は、積分回路であり、マイコンＩＣ５１から送られるＰＷＭ信号を積分して直流電圧を生成する。
（３）パルストランスＴ６１は、例えば絶縁トランスであり、力率改善回路１１０の出力電圧の高電位側に接続されるスイッチング素子Ｑ７２を、低電位側に接続される制御ＩＣ４２から駆動する際の絶縁をおこなうために用いる。
（４）制御ＩＣ４２は、パルストランスＴ６１を介して、スイッチング素子Ｑ７２を高周波（例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）でオンオフする。
（５）スイッチング素子Ｑ７２のオン区間では、力率改善回路１１０の出力電圧を電力変換回路１２０側へ伝達する。つまり平滑コンデンサＣ１３からチョークコイルＬ６５に電磁エネルギーを蓄えながら、コンデンサＣ１４を充電する。
（６）スイッチング素子Ｑ７２のオフ区間では、チョークコイルＬ６５に蓄えられた電磁エネルギーがダイオードＤ１３を介して還流しながら、コンデンサＣ１４を充電する。これを繰り返しながら、コンデンサＣ１４を充電する。よって、コンデンサＣ１４には、電力変換回路１２０へ入力された電圧（すなわち、力率改善回路１１０が生成した直流電圧）よりも低い電圧が充電される。
（７）電力変換回路１２０は、ＬＥＤ直列回路８５１へ目標電流値の電流を流すために必要な負過電圧をコンデンサＣ１４に充電する。
（８）コンデンサＣ１４に充電される負荷電圧は、ＬＥＤ直列回路８５１に目標電流値の電流を流すために必要な電圧と、電流検出抵抗Ｒ１７における電圧降下とを合計した電圧である。但し、電流検出抵抗Ｒ１７の電圧降下による発生する電圧は、ＬＥＤ直列回路８５１を目標電流値で駆動する電圧にくらべてかなり小さい。

電流検出抵抗Ｒ１７は、ＬＥＤ直列回路８５１と直列に電気接続されていて、ＬＥＤ直列回路８５１を流れる電流と同じ電流が流れる。積分回路１３０は、マイコンＩＣ５１より出力される目標電流値に相当するＰＷＭ信号を受け取り、積分をおこなって目標電流値に相当する直流電圧を生成する。

（エラーアンプＡ４５）
エラーアンプＡ４５は、例えばオペアンプであり、２つの入力端子に加わる電圧が等しくなるように、出力信号を変化させる。本実施の形態１では、エラーアンプＡ４５には、積分回路１３０からの目標電流値に相当する直流電圧と、電流検出抵抗Ｒ１７に発生する電圧が入力される。電流検出抵抗Ｒ１７に発生する電圧は、ＬＥＤ直列回路８５１に流れる電流×Ｒ１７に発生する電圧降下分である。

エラーアンプＡ４５は、積分回路１３０からの目標電流値に相当する直流電圧と電流検出抵抗Ｒ１７の電圧降下が等しくなるように、制御ＩＣ４２へ出力信号を送る。制御ＩＣ４２は、エラーアンプＡ４５からの出力信号を受けて、パルストランスＴ６１を介して、スイッチング素子Ｑ７２をオンオフのデューティ割合などを調整することにより、ＬＥＤ直列回路８５１へ流れる電流が目標電流値になるように、コンデンサＣ１４へ充電する負荷電圧を調整する。上記の動作を繰り返すことで、エラーアンプＡ４５の入力端子の電圧が一致するように電力変換回路１２０は動作することになるので、常に調光信号に応じた目標電流値で、ＬＥＤ直列回路８５１を駆動できる。よって、電力変換回路１２０は、調光器１０３から調光信号のデューティ割合と、定電流値テーブルにより決まる目標電流値の電流で、ＬＥＤ直列回路８５１を定電流駆することができる。

（ＬＥＤ直列回路８５１）
次にＬＥＤ直列回路８５１について説明をおこなう。ＬＥＤ直列回路８５１は、例えば前述のように、少なくとも２つ以上のＬＥＤを直列に接続した負荷回路である。本実施の形態１では、ＬＥＤ直列回路８５１としては、４０灯のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ直列回路８５１（４０）と、２０灯のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ直列回路８５１（２０）との、どちらかを一方を電力変換回路１２０に接続する。ＬＥＤは、ある程度の電圧が加わらないと電流が流れない特性がある。電流が流れ始めた後のＬＥＤの順方向電圧は、流す電流値によって変化する。また、ＬＥＤの順方向電圧は、製造時にバラツキが発生するため、定格の電流を流した際に発生する電圧が、データシートなどに記載されている。照明用に使用するＬＥＤにおいて、例えば製造時の順方向電圧のバラツキは、定格４００ｍＡを流した場合では、３．２Ｖ〜４．０Ｖ（温度＋２５℃の条件下）である。また、ＬＥＤの順方向電圧はダイオードと同様に、負の温度特性を持ち、温度が高くなると低くなり、温度が低くなると高くなる特性がある（温度−２５℃〜＋５０℃など）。

図５は、ＬＥＤの順方向電圧に関するこれらの特性を考慮し、ＬＥＤ直列回路８５１を、４０灯直列、２０灯直列とした場合の電流−電圧特性の一例を示す。すなわち図５は、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）とＬＥＤ直列回路８５１（２０）との、電流−電圧特性を示す。図５では、１５ｍＡにおける順方向電圧の範囲を「２．３Ｖ〜３．４Ｖ」の範囲とした。また１００％においてはＬＥＤ直列回路８５１（４０）の場合が「２．６Ｖ〜４．０Ｖ」、ＬＥＤ直列回路８５１（２０）の場合が「２．９Ｖ〜４．３Ｖ」とした。
よって、上記の順方向電圧より、ＬＥＤ直列回路８５１に１５ｍＡ流したときの電圧は、４０灯の場合で９２Ｖ〜１３６Ｖの範囲、２０灯の場合で４６Ｖ〜６８Ｖの範囲と推測できる。従って、４０灯の最小電圧と２０灯の最大電圧の間を想定した灯数判定電圧を選び、それよりも大きいと４０灯、小さいと２０灯と判別することができる。
本実施の形態１では、６８Ｖと９２Ｖの間の電圧、８０Ｖを想定した灯数判定電圧を設定する。

（灯数判定の動作）
次に接続されたＬＥＤ灯数を判定する仕組みである、灯数判定の動作を説明する。
図６は、灯数判定の動作のフローチャートである。図６を参照して説明する。ＬＥＤ直列回路８５１は、ＬＥＤを４０灯直列接続、または２０灯直列接続したものの内、どちらか一方を使用する。この時点では、電源回路１００には４０灯直列か、２０灯直列かは不明である。

照明装置８００には、商用電源１０１、調光器１０３が接続されている。照明装置８００は、電源回路１００に発光素子８０２（ＬＥＤ直列回路８５１、４０灯または２０灯どちらか一方）が接続されている。

まず、照明装置８００に電源を投入する、つまり、商用電源１０１から商用周波数の交流電圧が入力される（Ｓ１０１）。入力された交流電圧は、整流回路１０２で脈流電圧に整流されて、昇圧回路１１１へ送られる。昇圧回路１１１は、ＰＦＣ回路の昇圧コンバータに相当するので、力率改善を行いながら、交流電圧を整流した脈流電圧のピーク電圧よりも大きい電圧になるように、平滑コンデンサＣ１３へ出力電圧を充電する。

この時、動作を始めたマイコンＩＣ５１は、調光器１０３からの調光信号の有無、また調光信号のデューティ割合に関わらず、（この時点では４０灯か２０灯か分からない）ＬＥＤ直列回路８５１に、「１５ｍＡ」の定電流（判定電流）を流すＰＷＭ信号を積分回路１３０へ送る（Ｓ１０２）。積分回路１３０は、ＰＷＭ信号を１５ｍＡ流すために必要な直流電圧へ変換し、その直流電圧をエラーアンプＡ４５へ送る。エラーアンプＡ４５は、電流検出抵抗Ｒ１７に発生する電圧降下と積分回路１３０から入力される直流電圧を同じになるように、制御ＩＣ４２へ出力信号を送る。制御ＩＣ４２はエラーアンプＡ４５からの出力信号を基に、パルストランスＴ６１を介してスイッチング素子Ｑ７２のオンオフの割合を制御することで、ＬＥＤ直列回路８５１に１５ｍＡの定電流が流れるようにコンデンサＣ１４へ充電する電圧を調整する。

電力変換回路１２０は定電流回路として動作するので、ＬＥＤ直列回路８５１に流れる電流は、エラーアンプＡ４５に入る電圧で決まり、接続されているＬＥＤ直列回路８５１が、４０灯でも２０灯であっても、１５ｍＡで定電流駆動される（Ｓ１０３）。

電圧検出回路１２３は、例えば分圧抵抗Ｒ１８、Ｒ１９である。分圧抵抗Ｒ１８、Ｒ１９はＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧を分圧し、その分圧した電圧をマイコンＩＣ５１へ送る（Ｓ１０４）。

マイコンＩＣ５１は、電源投入後から予め設定された灯数判定開始時間が経過したタイミングで、１５ｍＡで定電流駆動をした状態のまま、ＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧を分圧抵抗Ｒ１８、Ｒ１９で分圧してＡ／Ｄポートで取り込む。マイコンＩＣ５１は、分圧して取り込んだ電圧と、予めメモリ１１３に記憶していた灯数判定電圧のデータ（８０Ｖに相当）を比較し、分圧抵抗Ｒ１８、Ｒ１９の比率から取り込んだ電圧が、灯数判定電圧（８０Ｖ）に相当するかを判定する。マイコンＩＣ５１は、分圧して取り込んだ電圧が灯数判定電圧の「８０Ｖ」以上であればＬＥＤ直列回路８５１（４０）と判定し、「８０Ｖ未満」であればＬＥＤ直列回路８５１（２０）と判定する（Ｓ１０５）。

例えば、分圧抵抗Ｒ１８＝３９ｋΩ、Ｒ１９＝１ｋΩ、灯数判定電圧＝２．０Ｖと設定する。１５ｍＡの定電流駆動をしている場合のＬＥＤ直列回路８５１の電圧が１００Ｖの時、電圧検出回路１２３が２．５Ｖを出力し、マイコンＩＣ５１は４０灯と判断し、１５ｍＡの定電流駆動をしている場合のＬＥＤ直列回路８５１の電圧が６０Ｖの時、電圧検出回路１２３が１．５Ｖを出力し、マイコンＩＣ５１は２０灯と判断する。

図５のグラフが示すように、６８Ｖ〜９２Ｖの範囲は本実施の形態１で発生することのない電圧であるが、仮に１５ｍＡの定電流駆動をしている場合のＬＥＤ直列回路８５１の電圧が８０Ｖになった場合、電圧検出回路１２３が２．０Ｖを出力し、マイコンＩＣ５１は４０灯と判断する。

この時、電圧検出回路１２３が検出する電圧は、電力変換回路１２０がＬＥＤ直列回路８５１に定電流を流すために生成する電圧、つまり、コンデンサＣ１４に充電される電圧と比べて若干小さい。コンデンサＣ１４に充電される電圧は、厳密に言えば、ＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧＋電流検出抵抗Ｒ１７の電圧降下分となる。しかし、電流検出抵抗Ｒ１７の電圧降下による電圧は、ＬＥＤ直列回路８５１に電流を流すための電圧に比べてかなり小さいので、灯数判定としては無視しても問題ない。例えば、電流検出抵抗Ｒ１７＝１Ωとすれば、１５ｍＡの電流を流しても、電圧降下が１５ｍＶとなるので、ＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧、１００Ｖや６０Ｖに比べてかなり小さい。

例えば、ＬＥＤ直列回路８５１として４０灯が接続されているとすれば、図５のグラフより、製造時のバラツキ、温度変化などを考慮しても、１５ｍＡを流している時のＬＥＤ直列回路８５１の電圧は８０Ｖ以上であるため、マイコンＩＣ５１は接続されているＬＥＤ直列回路８５１が４０灯であると判定する。４０灯と判定した後、マイコンＩＣ５１は、接続されているＬＥＤ直列回路８５１が４０灯であることを認識し、その後は、４０灯用の定電流値テーブル１５１に基づいて、調光器１０３からの調光信号に応じた定電流値（３００ｍＡ×調光信号のデューティ割合＝目標電流値）になるようなＰＷＭ信号を積分回路１３０へ送る。

積分回路１３０は生成した目標電流値に相当する電圧をエラーアンプＡ４５へ送る。エラーアンプＡ４５は両方の端子電圧が等しくなるように出力信号を制御ＩＣ４２へ送る。この結果、電力変換回路１２０は（現在４０灯直列が接続されているので）４０灯用の定電流値テーブル１５１を使い、調光器１０３からの調光信号のデューティ比（１００％〜５％）に応じた任意の目標電流値（３００ｍＡ〜１５ｍＡの間）で、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）を定電流駆動することができる。

マイコンＩＣ５１は、灯数判定終了後、積分回路１３０へ送るＰＷＭ信号をＬＥＤ直列回路８５１（４０）に１５ｍＡを流すためのＰＷＭ信号から、調光器１０３からの調光信号のデューティ（１００％〜５％）に応じた任意の目標電流値（３００ｍＡ〜１５ｍＡの間）を流すためのＰＷＭ信号へ変更する。

本実施の形態１では、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）を接続した場合の動作を示したが、２０灯を接続した場合は、電源投入後、灯数判定開始時間が経過したタイミングで、ＬＥＤ直列回路８５１の電圧を取り込んで灯数判定電圧のデータと比較すると、８０Ｖ未満と判定されるので、それ以降は２０灯の定電流値テーブル１５２を使って、目標電流値を生成する。

なお、灯数判定は、４０灯、２０灯どちらであっても、電源投入後、灯数判定開始時間が経過したタイミングのみでおこなう。よって、２０灯を接続している場合、灯数判定終了後に、ＬＥＤ直列回路８５１（２０）に加わる電圧が８０Ｖ以上になっても、灯数判定の動作が発生しないので問題ない。

本実施の形態１では、電源投入直後、灯数判定開始時間が経過するまでに流す定電流値（判定電流値）を１５ｍＡに設定する。そして、本実施の形態１では、調光信号（ＰＷＭ信号）パルス幅のデューティは、１００％〜５％とする。定電流値テーブル１５１，１５２は、調光信号のデューティに対応して、
４０灯用３００ｍＡ〜０ｍＡ、
２０灯用４００ｍＡ〜０ｍＡ、
の間で各々、数十から数百段階に分けて設定する。

例えば、図２に示すように、４０灯用の定電流値テーブル１５１は、
調光信号のデューティ１００％→３００ｍＡに相当するデジタル値（定電流値情報）、
調光信号のデューティ５％→１５ｍＡに相当するデジタル値（定電流値情報）、
が記載される。
図３に示す２０灯用の定電流値テーブル１５２は、
調光信号のデューティ１００％→４００ｍＡに相当するデジタル値（定電流値情報）、
調光信号のデューティ５％→２０ｍＡに相当するデジタル値（定電流値情報）、
が記載される。

このような定電流値テーブルによって、灯数判定終了後のマイコンＩＣ５１は、入力された調光信号のデューティを読み込み、そのデューティに応じた定電流値テーブルのデジタル値を目標電流値のデジタル値とする。マイコンＩＣ５１は目標電流値のデジタル値を使って積分回路１３０へ信号を送るため、積分回路１３０へ出力するＰＷＭ信号のパルス幅のデューティを決める。このＰＷＭ信号を積分回路１３０が直流電圧へ変換するので、この時、生成された直流電圧が目標電流値に相当する直流電圧となる。その直流電圧を積分回路１３０がエラーアンプＡ４５へ送ることで、電力変換回路１２０がＬＥＤ直列回路８５１を調光信号と定電流値テーブルによって決まる目標電流値で、定電流駆動することが可能になる。

（定電流値の移行速さ；電源投入時）
調光信号が１００％で設定されている場合、灯数判定が終了すると、マイコンＩＣ５１は、発光素子８０２（４０灯とする）を１００％出力で点灯させようとする。この場合、マイコンＩＣ５１は目標電流値を決めるＰＷＭ信号を１５ｍＡ相当から突然１００％に相当する３００ｍＡ相当に切り換えるのではなく、一定の割合で徐々に目標電流値が増加するようにＰＷＭ信号のデューティを変化させる。すなわち、マイコンＩＣ５１は、１５ｍＡ、１７ｍＡ、１９ｍＡ・・・３００ｍＡのように、１５ｍＡ（第１の定電流）から３００ｍＡ（第２の定電流）に向けて、徐々に電流値を変化させる。例えば、１％／５ｍｓｅｃの割合で変化するようにマイコンＩＣ５１のソフトウェアで変化割合を設定しておくと、ＬＥＤ直列回路８５１へ流す目標電流値を、１５ｍＡ→３００ｍＡまでを「約１．４２５秒」（所定の期間）の時間をかけて変化させることができる。こうすることで、ＬＥＤの発光出力が急に変化せずに、緩やかに変化するため、人に違和感や不快感を与えることがない。このようにマイコンＩＣ５１は、電力変換回路１２０に１５ｍＡ（第１の定電流）を出力させている状態から３００ｍＡ（第２の定電流）を出力させる状態に移行する場合には、１５ｍＡの出力から３００ｍＡの定電流の出力へ、「約１．４２５秒」の間（所定の期間内）に、徐々に変化させる。

（定電流値の移行速さ；電源投入時）
また、電源投入時以外でも、マイコンＩＣ５１は、定電流値テーブルにしたがってＬＥＤの発光出力を変更する場合、例えばＬＥＤ直列回路８５１を所望の発光出力（第１の定電流）で点灯中に、調光器１０３の設定が変更され、調光信号のデューティが変化した場合でも、上記と同様に変更された目標電流値（第２の定電流）に向かって、徐々に、緩やかにＰＷＭ信号のデューティを変更させることができる。なお、マイコンＩＣ５１は、目標電流値が増加する場合だけでなく、減少する場合でも、緩やかにＰＷＭ信号のデューティを変化させる。
（１）例えば、４０灯のＬＥＤ直列回路８５１（４０）を、調光信号のデューティが１００％に相当する３００ｍＡで定電流駆動している時に、調光器１０３の設定を急激に変えて、調光信号のデューティを１０％に変化させたとする。このときマイコンＩＣ５１は、目標電流値を流すためのＰＷＭ信号を３００ｍＡ→３０ｍＡになるまで、１％／５ｍｓｅｃの割合で徐々に減らしながらＰＷＭ信号を変化させる。
（２）例えば、４０灯のＬＥＤ直列回路８５１を調光信号のデューティが１０％に相当する３０ｍＡで定電流駆動している時に、調光器１０３の設定を急激に変えて調光信号のデューティを７０％にすると、マイコンＩＣ５１は、目標電流値を流すためのＰＷＭ信号を３０ｍＡ→２１０ｍＡになるまで、１％／５ｍｓｅｃの割合で徐々に増やしながらＰＷＭ信号を変化させる。
（３）このように、マイコンＩＣ５１が調光信号の急激な変化に対して、一定の割合で目標電流値（第２の電流）に向かってＰＷＭ信号を変化させることにより、仮に調光器１０３の設定を急激に変化（例えば３０％／５ｍｓｅｃなど）させても、一定の割合（１％／５ｍｓｅｃ）でしか変化ないのでＬＥＤの発光出力が急変して、人間にチラツキや不快感を与えることはない。
（４）また、調光信号を１％／５ｍｓｅｃよりもさらに緩やかなに変化（例えば０．５％／５ｍｓｅｃ）させる場合は、マイコンＩＣ５１は、その変化（上記０．５％／５ｍｓｅｃ）に追従して目標電流値までＰＷＭ信号を変化させる。

（灯数判定電圧）
本実施の形態１において、灯数判定電圧は８０Ｖに設定する。図５のグラフより、ＬＥＤの順方向電圧における製造時のバラツキ、温度変化、電流−電圧特性を考慮し、４０灯直列と２０灯直列のＬＥＤ直列回路８５１の電圧を見ると、
例えば、１５ｍＡでは、
４０灯の場合、１３６Ｖ〜９２Ｖ、
２０灯の場合、６８Ｖ〜４６Ｖ、
となる。よって、マイコンＩＣ５１のＡ／Ｄ取り込みやその他回路定数の精度を鑑み、接続されたＬＥＤ灯数を４０灯か、２０灯かを判定するための閾値（電圧検出回路１２３の分圧比を考慮した灯数判定電圧）として、上記の４０灯の取り得る最小電圧と上記の２０灯の取り得る最大電圧の間を設定する。本実施の形態１では、灯数判定電圧を９２Ｖと６８Ｖの中間を選んで例えば、８０Ｖに相当する、２．０Ｖとする。

上記のように設定することで、ＬＥＤの順方向電圧に製造時のバラツキ、温度変化が発生しても、電源回路１００に接続されたＬＥＤ直列回路８５１が４０灯か、２０灯かを安定して判別することができる。

図７は、ＬＥＤ直列回路８５１が４０灯の場合の、経過時間−電圧のグラフを示す。縦軸は電源投入直後の灯数判定を行っている時のＬＥＤ直列回路８５１（４０）に加わる電圧を、横軸は電源投入から目標電流値にて定電流駆動されるまでの時間を表す。調光信号のデューティは１００％とする。
（１）時刻Ａ：電源回路１００に商用電源１０１から電力供給が始まり、力率改善回路１１０、電力変換回路１２０、制御演算回路１１２が動き始める。
（２）時刻Ｂ：力率改善回路１１０の出力電圧が平滑コンデンサＣ１３に充電されたのち、遅れて電力変換回路１２０がコンデンサＣ１４へ負荷電圧を充電し始める。この時、ＬＥＤはある程度の電圧が加わらないと電流が流れないため、急激に負荷電圧が上昇する。（３）時刻Ｃ：ＬＥＤ直列回路８５１（４０）に加わる電圧が「ある程度の電圧×４０灯分」に達し、電流が流れ始める。この時、電流は、マイコンＩＣ５１が電流変化の傾きを一定に制御するため、１５ｍＡに向かって緩やかに増加していく。
（４）時刻Ｄ：ＬＥＤ直列回路８５１（４０）に流れる電流が１５ｍＡに到達する。
（５）時刻Ｅ：電源投入後から灯数判定開始時間が経過したので、マイコンＩＣ５１が分圧抵抗Ｒ１８、Ｒ１９が生成したＬＥＤ直列回路８５１（４０）の分圧電圧を取り込む。取り込んだ電圧は、ＬＥＤ直列回路８５１（４０）が接続されているならば灯数判定電圧８０Ｖに相当する電圧を超えているので、４０灯と判定される。判定後は、調光信号のデューティ１００％に相当する目標電流値に向かって、一定の割合で緩やかに電流が増加する。
（６）時刻Ｆ：目標電流値に電流が到達。それ以降は、調光信号の設定が変更しない限り、現在の目標電流値３００ｍＡで定電流駆動を続ける。

（判定電流値）
本実施の形態１では、商用電源投入直後、ＬＥＤ直列回路８５１が４０灯か、２０灯かを判定するために流す電流（判定電流）を、調光信号の状態に関わらす（調光信号のデューティの大小、調光信号自体がない場合も含んで）「１５ｍＡ」としている。これは、接続するＬＥＤ直列回路８５１に対応して用意する定電流値テーブル１５１，１５２において、調光信号のデューティ範囲の５％に対応する電流値が小さい方、すなわち、定電流値テーブル１５１（１００％が３００ｍＡ）の５％である１５ｍＡに合わせている。ＬＥＤ直列回路８５１に流す電流は、マイコンＩＣ５１の出力するＰＷＭ信号により積分回路１３０の生成した直流電圧で決まる。よって、電力変換回路１２０は、接続されているＬＥＤ灯数が４０灯、２０灯どちらであっても「１５ｍＡ」の定電流で発光素子８０２を駆動する。

電源投入直後、マイコンＩＣ５１は、まず１５ｍＡで定電流駆動を行い、その時のＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧を測定して４０灯か２０灯かを判定する。その後、各々の定電流値テーブルを使い、調光信号に合わせた目標電流値で定電流駆動をおこなう。

（判定電流を仮に１００ｍＡとした場合）
仮に電源投入直後に４０灯か２０灯かを判定するために、「１００ｍＡ」を流した時の電圧を測定したと仮定する。その時、４０灯が接続され、調光信号が５％に設定されているとする。この場合、灯数判定が終了すると１５ｍＡを目標電流値として電力変換回路１２０が動作し始める。その結果、電源投入直後に、判定電流１００ｍＡで点灯し、その後、１５ｍＡに低下することになる。このため、目的とするＬＥＤの発光出力に対して、一旦大きくなって小さくなる。このような点灯時の挙動は、不自然な点灯動作となり、人間には、チラツキがあるように見えて、不快感を与える。

しかし、本実施の形態１のように、電源投入直後の灯数判定時の電流を１５ｍＡに設定しておくことで、例えば調光信号が５％に設定されていた場合でも、４０灯の場合は１５ｍＡ→１５ｍＡ、２０灯の場合でも１５ｍＡ→２０ｍＡとなり、ＬＥＤの発光出力は、一定または少しの増加となるにすぎない。よって、チラツクことなく、調光信号によって設定される目標電流値で定電流駆動することができる。

また、調光信号が１００％に設定されており、判定電流として１５ｍＡを流して灯数判定が終了した後に、目標電流値が３００ｍＡや４００ｍＡに増加する場合は、目的とするＬＥＤの発光出力に向かって電流が一定の割合で増加（上記のように、例えば１％／５ｍｓｅｃ等）していくことになる。このような点灯時の挙動は、自然な点灯動作であり、チラツキもなく、人間に不快感を与えるようなことはない。

（判定電流の設定方法）
電源投入直後の灯数判定の際にＬＥＤ直列回路８５１に流す判定電流は、接続される可能性のある複数種類のＬＥＤ直列回路８５１の中で、すなわちマイコンＩＣ５１が保有する複数の定電流値テーブルの中で、調光信号のデューティ５％に相当する電流が最も小さい電流値に判定電流を合わせる。こうすることで、灯数判定を行う電源回路においても、電源投入直後に、電流が目標電流値まで一定の割合で増加させることができる。よって、チラツキなどが発生せず、不快に思うことなく自然にＬＥＤ直列回路８５１を点灯させることができる。

本実施の形態１の電源回路１００では、調光信号のパルス幅のデューティを１００％〜５％としているので、調光器１０３からはデューティ５％より小さい（４％〜０％）の調光信号は出力されない。このように調光器１０３が出力する調光信号のデューティ範囲は１００％〜５％であるが、定電流値テーブルは５％以下（４％〜０％など）の範囲も設定しておく。
例えば、
４０灯用の定電流値テーブル１５１に、
調光信号のデューティ４％→１２ｍＡに相当するデジタル値、
調光信号のデューティ１％→３ｍＡに相当するデジタル値、
を設定する。
また２０灯用の定電流値テーブル１５２に、
調光信号のデューティ４％→１６ｍＡに相当するデジタル値、
調光信号のデューティ１％→４ｍＡに相当するデジタル値、
を設定する。
そして、通常、ＬＥＤ直列回路８５１を所望の明るさに変化させる範囲、つまり、調光信号で変化させることのできる範囲では、５％以下の定電流値テーブルのデジタル値を使用することはないとする。

（判定電流までの移行）
本実施の形態１において、マイコンＩＣ５１は、４０灯か２０灯かどちらが接続されたＬＥＤ直列回路８５１に１５ｍＡ（灯数判定が確定していない段階では５％相当の電流が小さい方）を流す時には、積分回路１３０に出力するＰＷＭ信号のデューティを、１％／５ｍｓｅｃの割合で、０％〜５％まで徐々に増加させてもよい。このように、０〜５％までを一定の割合で徐々に電流を増加させることにより、電源投入直後の灯数判定を行う電流値１５ｍＡに到達するまでにおいても、違和感なく自然にＬＥＤ直列回路８５１を点灯させることができる。

（消灯等の場合）
マイコンＩＣ５１がＬＥＤ直列回路８５１を所望の発光出力（調光信号で決まる目標電流値）で駆動させている状態から、調光器１０３から消灯を示す「消灯信号」を入力した場合、または商用電源１０１からの電源供給が停止した場合を想定する。この場合、マイコンＩＣ５１は、現在の目標電流値から一定の割合（１％／５ｍｓｅｃ）で、目標電流値０％（第２の電流）になるようにＰＷＭ信号のデューティを減少さてもよい。減少していくＰＷＭ信号を元に積分回路１３０で生成される電圧が、電力変換回路１２０に入力されるので、ＬＥＤ直列回路８５１は電流が減少して、やがて消灯する。このように、マイコンＩＣ５１は、ＬＥＤ直列回路８５１を消灯する際に、直前の目標電流値に相当するＰＷＭ信号から突然０％の電流に相当するＰＷＭ信号に変化せるのではなく、一定の割合（１％／５ｍｓｅｃ）でＰＷＭ信号を変化させて、徐々に０％へ向けて電流を削減させる。こうすることで、人間に不快感を与えずにＬＥＤ直列回路８５１を消灯させることができる。

（１）４０灯のＬＥＤ直列回路８５１（４０）の定電流値テーブル１５１の電流３００ｍＡ〜０ｍＡ、
（２）２０灯のＬＥＤ直列回路８５１（２０）の定電流値テーブル１５２の電流４００ｍＡ〜０ｍＡ、
（３）電源投入直後の灯数判定を行う際の電流値１５ｍＡ、
（４）灯数判定電圧８０Ｖ、
（５）調光信号の範囲１００％〜５％、
（６）灯数判定開始時間、
などの設定は一例であり、マイコンＩＣ５１のソフトウェアでこれらの値を変更することができる。また、調光信号などのＰＷＭ信号はデューティ割合を逆転させても同様の設定をすることができる（例えば、調光信号５％に対して、定電流値テーブルを３００ｍＡにする場合である）。

以上の実施の形態１の電源回路１００は、接続するＬＥＤ灯数と駆動する定電流値の範囲が異なる、少なくとも２種類以上のＬＥＤ直列回路８５１（４０灯は３００ｍＡ〜０ｍＡ、２０灯は４００ｍＡ〜０ｍＡ）のＬＥＤ灯数を自動で判定し、その灯数に応じた電流値の範囲（すなわち、定電流値テーブル）と調光信号（調光信号のデューティ範囲１００％〜５％）とに基づき決定された目標電流値で定電流駆動する。

従来の定電流駆動をおこなう電源回路は、ＬＥＤの灯数が増減しても定電流駆動をおこなうことは可能であるが、基準となる定電流値（例えば調光信号１００％の時の電流）を変更するには回路定数やスイッチなどの物理的な変更、改造が必要であった。これに対して電源回路１００は、直列接続されるＬＥＤ灯数が異なるＬＥＤ直列回路８５１に対して、回路定数やスイッチなどの物理的な変更、改造を行うことなく、異なる定電流値で駆動できる。

実施の形態１の電源回路１００は、力率改善回路１１０による力率改善動作、電力変換回路１２０による定電流動作によって、高力率かつ高調波規制に対応する、ＬＥＤ直列回路８５１の定電流駆動用電源回路として使用できる。

実施の形態１の電源回路１００は、制御演算回路１１２に定電流値テーブルを記憶させておくことで、調光信号のデューティ割合の変化に対して数段階〜数百段のステップと、細かく目標電流値を調整することができる。

実施の形態１の電源回路１００は、商用電源投入直後に、小さな判定電流（複数のＬＥＤ直列回路８５１のうち駆動電流が最小もの５％に相当する電流）を流した状態でＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧を測定し、その後に目標電流値へ電流を増加させる。よって、人に不快感を与えることなく、自然な見え方でＬＥＤを点灯させることができる。

実施の形態１の電源回路１００は、ＬＥＤ直列回路８５１を消灯する際に、直前の目標電流値から突然消灯させるのでなく、一定の割合で徐々に電流を減少させながら消灯する。よって、人に不快感を与えずに自然な見え方でＬＥＤを消灯させることができる。

実施の形態１の電源回路１００は、点灯中に調光信号を変化させて目標電流値を増減させる際、制御演算回路１１２が一定の割合（１％／５ｍｓｅｃ）より速く電流を変化せることがない。よって、ＬＥＤの発光出力が急激に変化することがないので、調光器１０３の出力を急変させても、人に不快感を与えることなく、自然な見え方でＬＥＤの発光出力を増減させることができる。

実施の形態１の電源回路１００は、ＬＥＤの順方向電圧の製造時バラツキ、温度変化、電流−電圧特性を考慮して設定する灯数判定電圧を判定基準とする。よって、製造時バラツキや温度変化の影響を受けずに灯数の判定をおこなうことが可能になり、ＬＥＤ灯数の異なる複数のＬＥＤ直列回路８５１を使い分けることができる。

実施の形態１の電源回路１００は、異なるＬＥＤ灯数でかつ所望の定電流値が異なる複数のＬＥＤ直列回路８５１を対象として、そのＬＥＤ直列回路８５１のＬＥＤ灯数を自動判定し、そのＬＥＤ直列回路８５１の灯数に合わせた定電流値で駆動することができる。

実施の形態１の電源回路１００は、異なる灯数かつ所望の定電流値が異なる複数のＬＥＤ直列回路８５１を対象として、接続されたＬＥＤ直列回路８５１に加わる電圧を測定する。これによって、予め決められたＬＥＤ直列回路８５１の灯数を判定し、接続されたＬＥＤ灯数に合わせた電流値で駆動することができる。

実施の形態１の電源回路１００は、複数のＬＥＤ直列回路８５１に対して接続されるＬＥＤ灯数を自動判別し、各々に適した定電流値で駆動することができるので、従来のように、工場での組立時や照明装置の設置場所において、接続するＬＥＤ直列回路８５１と電源回路１００の組合せを識別することなく、ＬＥＤ直列回路８５１と接続して使用することができる。

実施の形態１の電源回路１００は、全く同じ定電流駆動用電源回路でありながら、異なる灯数かつ所望の定電流値が異なる複数のＬＥＤ直列回路８５１を定電流駆動できる。

実施の形態１の電源回路は、回路定数や部品交換をすることなく、制御演算回路１１２のソフトウェアを書き換えるだけで、異なる灯数のＬＥＤ直列回路８５１を異なる定電流値で駆動できる。よって、電源回路の仕様変更が簡単に行える。

実施の形態１の電源回路１００は、複数のＬＥＤ直列回路８５１に対して、定電流駆動を行う電源回路として使用できる。

１００ 電源回路、１０１ 商用電源、１０２ 整流回路、１０３ 調光器、１１０ 力率改善回路、１１１ 昇圧回路、１１２ 制御演算回路、１１３ メモリ、１２０ 電力変換回路、１２１ 降圧回路、１２２ 電流検出回路、１２３ 電圧検出回路、１３０ 積分回路、１５１，１５２ 定電流値テーブル、８００ 照明装置、８０２ 発光素子、８５１ ＬＥＤ直列回路、Ａ４５ エラーアンプ、Ｃ１２ コンデンサ、Ｃ１３ 平滑コンデンサ、Ｃ１４ コンデンサ、ＤＢ１１ ダイオードブリッジ、Ｄ１２ ダイオード、Ｄ１３ ダイオード、ＩＣ４１ 制御ＩＣ、ＩＣ４２ 制御ＩＣ、ＩＣ５１ マイコン、Ｌ６１ 主巻線、Ｌ６２ 補助巻線、Ｌ６５ チョークコイル、Ｑ７１ スイッチング素子、Ｑ７２ スイッチング素子、Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１８，Ｒ１９ 分圧抵抗、Ｒ１４，Ｒ１７ 電流検出抵抗、Ｔ６０ トランス、Ｔ６１ パルストランス。

Claims (7)

1. 光源が接続され、駆動制御を受けることにより前記光源に前記駆動制御に応じた略一定の大きさの定電流を供給する定電流供給部と、
   前記光源に印加される電圧を示す光源印加電圧を検出する光源印加電圧検出部と、
   前記光源印加電圧検出部によって検出された前記光源印加電圧に基づいて前記定電流供給部に接続された前記光源の光源種別を判定し、前記光源に供給するべき定電流値に対応する定電流値情報が記載された駆動情報であって前記光源種別ごとに予め保有する駆動情報から、前記光源種別の判定結果の示す前記光源種別の前記駆動情報を選択し、選択された前記駆動情報に記載された前記定電流値情報に基づいて前記定電流供給部を駆動制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする光源点灯装置。
2. 前記定電流供給部は、
   前記光源として、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が直列接続されたＬＥＤ光源が接続され、
   前記制御部は、
   前記光源の光源種別として前記ＬＥＤ光源のＬＥＤの直列接続の個数を示すＬＥＤ灯数を判定し、前記ＬＥＤ灯数ごとに予め保有する前記駆動情報から、前記ＬＥＤ灯数の判定結果の示す前記ＬＥＤ灯数の前記駆動情報を選択し、選択された前記駆動情報に記載された前記定電流値情報に基づいて前記定電流供給部を駆動制御することを特徴とする請求項１記載の光源点灯装置。
3. 前記制御部が前記光源種別ごとに予め保有する前記駆動情報は、
   調光率に応じた前記定電流値情報が記載され、
   前記制御部は、
   所定の調光率を指示する調光信号を送信する調光器から前記調光信号の入力が可能であると共に、前記駆動情報を選択した場合に前記調光器から前記調光信号を入力すると、入力した前記調光信号の示す前記調光率から、選択された前記駆動情報に記載された前記定電流値情報を特定し、特定された前記電流値情報に従って前記定電流供給部を駆動制御することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光源点灯装置。
4. 前記光源点灯装置は、
   商用電源によって動作すると共に前記商用電源が投入されると起動し、
   前記制御部は、
   前記商用電源が投入されると、前記定電流供給部に対して所定の大きさの定電流を示す判定電流を出力させる駆動制御を実行すると共に、前記光源印加電圧検出部によって前記判定電流を起因とする前記光源印加電圧が検出されると、検出された前記光源印加電圧に基づいて前記定電流供給部に接続された前記光源の光源種別を判定し、前記光源種別ごとに予め保有する駆動情報から、前記光源種別の判定結果の示す前記光源種別の前記駆動情報を選択し、選択された前記駆動情報に記載された前記定電流値情報に基づいて前記定電流供給部を駆動制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光源点灯装置。
5. 前記制御部は、
   前記定電流供給部に第１の定電流を出力させている状態から第２の定電流を出力させる状態に移行する場合には、前記第１の定電流の出力から前記第２の定電流の出力へ、所定の期間内に徐々に変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光源点灯装置。
6. 前記制御部は、
   前記光源種別ごとに予め保有する駆動情報の中で、最も小さい定電流値に対応する前記電流値情報を用いて、前記判定電流を出力させる駆動制御を実行することを特徴とする請求項４記載の光源点灯装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の前記光源点灯装置を備えたことを特徴とする照明装置。

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