JP2013235848A

JP2013235848A - 点灯装置及び照明装置

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Publication number: JP2013235848A
Application number: JP2013152808A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Funayama; 信介船山; Shinichi Shibahara; 信一芝原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP5490294B2

Abstract

【課題】許容されていない数の発光ダイオード素子が点灯装置に接続された場合等、発光素子の異常時に点灯装置の回路を保護する。
【解決手段】点灯回路３０は、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに電圧を印加して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点灯させる。電圧検出回路２１は、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄによる電圧降下の量を測定し、測定結果を電圧として判定回路２０に入力する。判定回路２０は、電圧検出回路２１から入力される電圧が予め設定された上限基準値Ｖ１を超えているかどうか及び予め設定された下限基準値Ｖ２を下回っているかどうかを判定する。上限基準値Ｖ１を超えていると判定した場合、又は、下限基準値Ｖ２を下回っていると判定した場合、判定回路２０は、点灯回路３０を制御して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを消灯又は減光させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置及び照明装置に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオード点灯装置に関するものである。

近年、省エネ性の観点から、発光ダイオードによる照明が注目されている。発光ダイオードは従来の蛍光灯とは異なり、発光ダイオード素子の接続数で様々な種類の出力の器具を設計することが可能となる。発光ダイオード素子の接続方式としては、現在、直列接続が主流となっており、１つの発光ダイオード素子がオープン故障すると、直列接続された全ての発光ダイオード素子が消灯する。この問題を回避するために、直列に接続される発光ダイオード素子に並列にバイパス回路を構成し、発光ダイオード素子がオープン故障した場合には、故障した発光ダイオード素子の両端をバイパス回路により短絡状態にすることで、他の発光ダイオード素子を消灯させずに点灯を継続させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１３１００７号公報

発光ダイオード照明は従来の蛍光ランプと異なり、出力（発光ダイオード素子の組み合わせ数）がＪＩＳ等の規格で規定されることなく、様々な種類が存在する。しかし、発光ダイオードの出力にそれぞれ合わせた発光ダイオード点灯装置を設計することは多大な時間と投資を必要とし、現実的には不可能である。

例えば、特許文献１では、直列接続された発光ダイオード素子のうち、１つの発光ダイオード素子がオープン故障した場合においても点灯を継続するための技術が示されている。しかしながら、点灯装置と、点灯装置の許容する数以外の数の発光ダイオード素子との組み合わせについて考慮されていない。したがって、許容されている数より多くの発光ダイオード素子が点灯装置に接続された場合、点灯装置の回路を構成する電子部品に過大な負荷がかかり、点灯装置が故障するおそれがあるという課題があった。

本発明は、例えば、許容されていない数の発光素子が点灯装置に接続された場合等、発光素子の異常時に点灯装置の回路を保護することを目的とする。

本発明の一の態様に係る点灯装置は、
直列に接続された発光素子に電圧を印加して前記発光素子を点灯させる点灯回路と、
前記発光素子による電圧降下の量を測定する測定回路と、
前記測定回路により測定された電圧降下の量が予め設定された下限基準値を下回っているかどうかを判定し、前記下限基準値を下回っていると判定した場合、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる判定回路とを備え、
前記点灯回路は、点灯中の電圧降下の量が所定の量である発光素子を最小でｎ２（ｎ２は１以上の整数）個点灯させるものであり、
前記判定回路は、前記所定の量をｎ２倍した値以下の値を前記下限基準値として用いる。

本発明の一の態様によれば、点灯装置が、直列に接続された発光素子による電圧降下の量が予め設定された下限基準値を下回っている場合、点灯回路を制御して発光素子を消灯又は減光させるため、許容されていない数の発光素子が点灯装置に接続された場合等、発光素子の異常時に点灯装置の回路を保護することができる。

実施の形態１に係る照明装置の回路図である。実施の形態１に係る発光ダイオード点灯装置に接続可能な発光ダイオード素子の数と、上限基準値及び下限基準値を示した図である。実施の形態２に係る照明装置の回路図である。実施の形態３に係る照明装置の回路図である。実施の形態４に係る照明装置の回路図である。実施の形態５に係る電圧検出回路の検出時定数と、発光ダイオード素子がオープン故障してからサイリスタが導通するまでの時定数の関係を示した図である。実施の形態６に係る発光ダイオード点灯装置にて報知が必要な発光ダイオード素子の数及び報知が必要でない発光ダイオード素子の数と、上限基準値、下限基準値及び報知基準値を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明装置１００の回路図である。

図１において、照明装置１００は、発光ダイオード点灯装置１０（点灯装置の例）、ＬＥＤ実装基板９０を備える。また、照明装置１００は、発光ダイオード点灯装置１０を固定する固定具（図示していない）を備える。発光ダイオード点灯装置１０は、電源整流回路１１、アクティブフィルタ回路１２、インバータ回路１３、負荷回路１４、インバータ制御回路１５、判定回路２０、電圧検出回路２１（測定回路の例）を備える。ＬＥＤ実装基板９０は、発光ダイオード点灯装置１０により点灯状態が制御される複数の発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄ（発光素子の例）を直列に実装したものである。なお、図１では、４個の発光ダイオード素子９１Ａ〜９１ＤがＬＥＤ実装基板９０に実装されているが、ＬＥＤ実装基板９０には、これ以外の数の発光ダイオード素子を実装することができる。また、ここでは、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄが全て同じ種類の発光ダイオード素子（電圧降下の量が同じ発光ダイオード素子）であるものとするが、それぞれ異なる種類の発光ダイオード素子（電圧降下の量が異なる発光ダイオード素子）であってもよい。

電源整流回路１１は、ノイズフィルタ（図示していない）とダイオードブリッジで構成されており、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う。アクティブフィルタ回路１２は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源整流回路１１で整流された電源電圧を所定の直流電圧に昇圧するとともに、入力電流波形を整形して力率及び高調波を改善する。

インバータ回路１３、負荷回路１４、インバータ制御回路１５は、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに電圧を印加して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点灯させる点灯回路３０を構成している。インバータ回路１３は、インバータ制御回路１５から出力される逆極性の電圧でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（例えば、ＦＥＴ）を交互にスイッチングすることにより、アクティブフィルタ回路１２で昇圧された直流電圧を高周波交流電圧に変換する。負荷回路１４は、インダクタＬ１、コンデンサＣ１，Ｃ２、整流回路１６で構成されている。コンデンサＣ１は結合コンデンサである。整流回路１６は、ダイオードＤ１〜Ｄ４とコンデンサＣ３で構成されており、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに直流電流を流して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点灯させる。コンデンサＣ３は発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに流す電流のリップルを取り除くための平滑コンデンサである。負荷回路１４は、インバータ回路１３の動作周波数でインダクタＬ１とコンデンサＣ２の共振を変化させることにより、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに流れる電流を調整して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを調光させる。インバータ制御回路１５は、インバータ回路１３の動作周波数を制御する。

電圧検出回路２１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ４で構成されており、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄ全ての電圧降下の総和を検出し、検出値を示す電圧を判定回路２０に入力する。つまり、電圧検出回路２１は、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄによる電圧降下の量を測定し、測定した電圧降下の量を判定回路２０に伝達する。

判定回路２０は、電圧検出回路２１から入力される電圧を、予め定められた上限基準値Ｖ１及び下限基準値Ｖ２と比較する。電圧が上限基準値Ｖ１以上、若しくは、下限基準値Ｖ２以下の場合、判定回路２０は、インバータ回路１３を停止して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを消灯させる。あるいは、判定回路２０は、インバータ制御回路１５によってインバータ回路１３の動作周波数を上昇させて発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄに流れる電流を低減させる。負荷回路１４には共振回路を用いており、インバータ回路１３の動作周波数を上昇させると負荷回路１４の共振が弱まるため、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄの出力が低下する。つまり、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄが減光する。このように、判定回路２０は、電圧検出回路２１により測定された電圧降下の量（ここでは、電圧検出回路２１から入力される電圧）が予め設定された上限基準値Ｖ１を超えているかどうかを判定し、上限基準値Ｖ１を超えていると判定した場合、点灯回路３０を制御して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを消灯又は減光させる。また、判定回路２０は、電圧検出回路２１により測定された電圧降下の量（ここでは、電圧検出回路２１から入力される電圧）が予め設定された下限基準値Ｖ２を下回っているかどうかを判定し、下限基準値Ｖ２を下回っていると判定した場合、点灯回路３０を制御して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを消灯又は減光させる。

ここで、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄの出力（明るさ）は、同じ発光ダイオード素子を用いた場合、電流に比例する。したがって、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらず明るさを一定にするためには、点灯回路３０を定電流回路にすればよい。図１に示す回路方式においては、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらずインバータ回路１３の動作周波数を一定にすればよい。図１に示す回路方式以外の回路方式、例えば、ダウンコンバータ方式においても、発光ダイオード素子の直列接続数に関わらず電流を一定にすればよい。

照明装置１００において発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄのいずれかがオープン故障した場合、インダクタＬ１及びコンデンサＣ２による共振が強くなる。このため、ＬＥＤ実装基板９０の両端の電圧が非常に大きくなり、回路が故障する可能性がある。したがって、電圧検出回路２１から判定回路２０に入力される電圧が前述した上限基準値Ｖ１を超えた場合には、インバータ回路１３を停止するか、若しくは、インバータ回路１３の動作周波数を上昇させることが必要となる。ＬＥＤ実装基板９０が取り外された場合も同様である。

また、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄの全てが短絡故障した場合、回路に過電流が流れ続け発熱故障をする可能性がある。したがって、電圧検出回路２１から判定回路２０に入力される電圧が前述した下限基準値Ｖ２を下回った場合にも、インバータ回路１３を停止するか、若しくは、インバータ回路１３の動作周波数を上昇させることが必要となる。

図１に示す回路方式以外の回路方式、例えば、ダウンコンバータ方式においても、上記と同様の保護回路（保護機構）が必要となる。

図２は、発光ダイオード点灯装置１０に接続可能（点灯可能）な発光ダイオード素子の数と、上限基準値Ｖ１及び下限基準値Ｖ２を示した図である。

図２において、グラフの縦軸は電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａ、横軸はＬＥＤ実装基板９０で直列に接続した発光ダイオード素子の数を示している。例えば、図１に示した発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄの１素子当たりの電圧降下が３Ｖであり、発光ダイオード点灯装置１０には１素子から４素子まで接続可能であるとする。この場合、発光ダイオード素子による電圧降下の総和は、３Ｖ×１個＝３Ｖから３Ｖ×４個＝１２Ｖまで変化する。ここで、電圧検出回路２１が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を１／２に検出するものとすると、検出電圧Ｖａは発光ダイオード素子による電圧降下の総和の１／２となる。したがって、図２におけるｎ１＝４、ｎ２＝１となり、上限基準値Ｖ１は６Ｖ、下限基準値Ｖ２は１．５Ｖに設定すればよい。つまり、発光ダイオード点灯装置１０により点灯可能な発光ダイオード素子の数の最大値（最大直列接続数）をｎ１、最小値（最小直列接続数）をｎ２とした場合、上限基準値Ｖ１は発光ダイオード素子１素子当たりの電圧降下×ｎ１、下限基準値Ｖ２は発光ダイオード素子１素子当たりの電圧降下×ｎ２に設定すればよい。

上記のように、点灯回路３０が、点灯中の電圧降下の量が所定の量（例えば、３Ｖ）である発光ダイオード素子を最大でｎ１（ｎ１は２以上の整数であり、例えばｎ１＝４）個点灯させるものであるとすると、判定回路２０は、上記所定の量をｎ１倍した値（例えば、電圧検出回路２１が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を１／２に検出するものであれば、さらに１／２を乗じた値となる）以上の値を上限基準値Ｖ１として用いればよい。また、点灯回路３０が、点灯中の電圧降下の量が所定の量（例えば、３Ｖ）である発光ダイオード素子を最小でｎ２（ｎ２は１以上の整数であり、例えばｎ２＝１）個点灯させるものであるとすると、判定回路２０は、上記所定の量をｎ２倍した値（例えば、電圧検出回路２１が発光ダイオード素子による電圧降下の総和を１／２に検出するものであれば、さらに１／２を乗じた値となる）以下の値を下限基準値Ｖ２として用いればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、規定の出力範囲（発光ダイオード素子接続数）にて発光ダイオード素子が点灯可能で、かつ、発光ダイオード素子の異常時に回路を保護するための保護回路を備えた発光ダイオード点灯装置１０を提供することができる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図３は、本実施の形態に係る照明装置１００の回路図である。

図３において、照明装置１００は、発光ダイオード点灯装置１０、ＬＥＤ実装基板９０を備える。発光ダイオード点灯装置１０については、実施の形態１と同様である。

ＬＥＤ実装基板９０では、図１に示したものと同様の発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄと並列に、サイリスタ９２Ａ〜９２Ｄ（スイッチ素子の例）、抵抗Ｒ３Ａ〜Ｒ３Ｄ，Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｄで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ９２Ａ〜９２Ｄは、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄのいずれかがオープン故障すると、オープン故障した発光ダイオード素子をバイパスするバイパス回路を導通させる。例えば、発光ダイオード素子９１Ａと並列に接続されたバイパス回路では、発光ダイオード素子９１Ａがオープン故障した場合に、抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ４Ａにより分圧された開放電圧が、サイリスタ９２Ａのゲートに印加される。このため、サイリスタ９２Ａが導通して、オープン故障した発光ダイオード素子９１Ａをバイパスさせることにより、他の発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄが正常に（減光することなく）点灯し続けることを可能にする。ここで、抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ４Ａの分圧値を、発光ダイオード素子９１Ａが正常に点灯している場合の電圧降下ではサイリスタ９２ＡがＯＮしないような値に設定することはいうまでもない。発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄと並列に接続されたバイパス回路も、発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄがオープン故障した場合に、上記と同様に動作して、オープン故障していない発光ダイオード素子が正常に点灯し続けることを可能にする。

実施の形態１では、発光ダイオード点灯装置１０は、最小直列接続数ｎ２から最大直列接続数ｎ１までの発光ダイオード素子を点灯させることができるが、直列接続された発光ダイオード素子のいずれかがオープン故障した場合には、保護回路を動作させる必要があった。これに対し、本実施の形態では、発光ダイオード点灯装置１０は、直列接続された発光ダイオード素子のいずれかがオープン故障した場合であっても、バイパス回路が動作するため、保護回路を動作させずに発光ダイオード素子を正常に点灯させ続けることができる。また、本実施の形態では、直列接続された発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが下限基準値Ｖ２を下回るため、発光ダイオード点灯装置１０は、保護回路を動作させることになる。

なお、本実施の形態では、発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａはサイリスタによる電圧降下の総和となる。したがって、下限基準値Ｖ２を発光ダイオード素子１素子当たりの電圧降下×ｎ２ではなく、それより低く設定するのであれば、下限基準値Ｖ２をサイリスタによる電圧降下の総和（例えば、サイリスタ１個当たりの電圧降下×ｎ１）より高く設定する。これにより、発光ダイオード素子の全てがオープン故障した場合に、保護回路を確実に動作させることができる。

ＬＥＤ実装基板９０が取り外された場合には、実施の形態１と同様に、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが上限基準値Ｖ１を超えるため、発光ダイオード点灯装置１０は、保護回路を動作させる。

ここで、一般的な発光ダイオード照明器具では、発光ダイオード点灯装置からＬＥＤ実装基板までを２本の電線で接続していることが多い。本実施の形態では、バイパス回路を発光ダイオード素子に並列に接続しているが、バイパス回路を発光ダイオード点灯装置１０内に実装しようとすると、配線が複雑になり、発光ダイオード点灯装置１０からＬＥＤ実装基板９０までの配線数が増加する。そのため、図３に示したように、バイパス回路をＬＥＤ実装基板９０に実装することが望ましい。

また、発光ダイオード素子は発熱量が非常に多いため、その放熱構造として、一般的な発光ダイオード照明器具では、ＬＥＤ実装基板にアルミ基板等を用いることが多い。バイパス回路に用いられるサイリスタは、電圧降下により発熱する部品であるため、発光ダイオード素子が実装されたアルミ基板に配置すると、放熱性を向上させることができる。さらに、発光ダイオード点灯装置１０からＬＥＤ実装基板９０までの電線等を用いる必要がなくなるため、配線数を少なくできる。

なお、本実施の形態では、バイパス回路に用いるスイッチ素子としてサイリスタ９２Ａ〜９２Ｄを用いているが、ＦＥＴ、トランジスタ等の他の半導体スイッチを用いることもできる。また、リレー等の機械式接点を用いることもできる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、直列接続した発光ダイオード素子がオープン故障した場合でも発光ダイオード素子の正常な点灯を継続可能な発光ダイオード点灯装置１０を提供することができる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態２との差異を説明する。

図４は、本実施の形態に係る照明装置１００の回路図である。

実施の形態２では、スイッチ素子を直列接続される発光ダイオード素子のそれぞれに並列接続していたが、本実施の形態では、図４に示すように、スイッチ素子を所定数の発光ダイオード素子ごとに並列に接続している。

ＬＥＤ実装基板９０では、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ，９１Ｂと並列に、サイリスタ９２Ａ（スイッチ素子の例）、抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ４Ａで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ９２Ａは、発光ダイオード素子９１Ａ，９１Ｂのいずれかがオープン故障すると、発光ダイオード素子９１Ａ，９１Ｂをバイパスするバイパス回路を導通させる。これにより、他の発光ダイオード素子９１Ｃ，９１Ｄが正常に（減光することなく）点灯し続けることを可能にする。発光ダイオード素子９１Ｃ，９１Ｄと並列に接続された、サイリスタ９２Ｂ（スイッチ素子の例）、抵抗Ｒ３Ｂ，Ｒ４Ｂで構成されるバイパス回路も、発光ダイオード素子９１Ｃ，９１Ｄのいずれかがオープン故障すると、上記と同様に動作して、発光ダイオード素子９１Ａ，９１Ｂが正常に点灯し続けることを可能にする。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態２との差異を説明する。

図５は、本実施の形態に係る照明装置１００の回路図である。

実施の形態２では、スイッチ素子を直列接続される発光ダイオード素子のそれぞれに並列接続していたが、本実施の形態では、図５に示すように、スイッチ素子をＬＥＤ実装基板ごとに接続している。

ＬＥＤ実装基板９０Ａでは、直列に接続された発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄと並列に、サイリスタ９２Ａ（スイッチ素子の例）、抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ４Ａで構成されるバイパス回路を接続している。サイリスタ９２Ａは、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄのいずれかがオープン故障すると、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄをバイパスするバイパス回路を導通させる。これにより、他のＬＥＤ実装基板９０Ｂ，９０Ｃに実装された発光ダイオード素子９１Ｅ〜９１Ｌが正常に（減光することなく）点灯し続けることを可能にする。ＬＥＤ実装基板９０Ｂにて発光ダイオード素子９１Ｅ〜９１Ｈと並列に接続された、サイリスタ９２Ｂ（スイッチ素子の例）、抵抗Ｒ３Ｂ，Ｒ４Ｂで構成されるバイパス回路も、発光ダイオード素子９１Ｅ〜９１Ｈのいずれかがオープン故障すると、上記と同様に動作して、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄ，９１Ｉ〜９１Ｌが正常に点灯し続けることを可能にする。ＬＥＤ実装基板９０Ｃにて発光ダイオード素子９１Ｉ〜９１Ｌと並列に接続されたバイパス回路についても同様である。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態２との差異を説明する。

本実施の形態に係る照明装置１００の構成は、図３に示した実施の形態２のものと同様である。なお、図４に示した実施の形態３や図５に示した実施の形態４のものと同様であってもよい。

本実施の形態では、電圧検出回路２１は、測定した電圧降下の量を、少なくともサイリスタ９２Ａ〜９２Ｄがバイパス回路を導通させる時間が経過してから判定回路２０に伝達する。即ち、電圧検出回路２１は、当該時間分の遅延を起こさせる。そのため、発光ダイオード素子がオープン故障した場合にサイリスタが導通するまでの時間が、発光ダイオード素子がオープン故障してから電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが上限基準値Ｖ１を超えるまでにかかる時間より短い。このように、本実施の形態では、発光ダイオード点灯装置１０が、判定回路２０が点灯回路３０を制御して発光ダイオード素子を消灯又は減光させる動作を開始するタイミングを、少なくともサイリスタ９２Ａ〜９２Ｄがバイパス回路を導通させる時間分遅延させる。なお、上記のように、電圧検出回路２１で遅延を起こさせる代わりに、判定回路２０で遅延を起こさせてもよい（マスクさせてもよい）。

図６は、電圧検出回路２１の検出時定数と、発光ダイオード素子がオープン故障してからサイリスタが導通するまでの時定数の関係を示した図である。

図６において、グラフの縦軸は電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａ、横軸は時間を示している。時刻ｔ１になるまで、電圧検出回路２１は、図３に示した発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄによる電圧降下の総和を検出している。例えば、時刻ｔ１において、発光ダイオード素子９１Ａが点灯中にオープン故障したとする。これにより開放電圧が発生するため、同時に、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが上昇し始める。このとき、まだサイリスタ９２Ａは導通していないが、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａは、すぐに上限基準値Ｖ１を超えるのではなく、電圧検出回路２１の抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４の時定数によって徐々に上昇する。時刻ｔ２において、上記開放電圧が抵抗Ｒ３Ａ，Ｒ４Ａによりサイリスタ９２Ａのゲートに印加されるため、サイリスタ９２Ａが導通する。これにより、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが下降し始める。その後、電圧検出回路２１は、オープン故障していない発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄによる電圧降下の総和（実際には、サイリスタ９２Ａによる電圧降下も含む）を検出する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、抵抗Ｒ３Ａとサイリスタ９２Ａのゲート容量で決定されるが、抵抗Ｒ４Ａに並列に接続したコンデンサ（図示しない）で調整してもよい。

実施の形態１のようにバイパス回路がない場合には、時刻ｔ３において、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａは上限基準値Ｖ１を超えるため、保護回路が動作する。これに対し、本実施の形態では、ｔ３＞ｔ２の条件下では、時刻ｔ２においてサイリスタ９２Ａが導通するため、開放電圧がなくなり、電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａが上限基準値Ｖ１を超えずに低下する。よって、発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄは正常に点灯し続ける。一方、本実施の形態においても、ｔ３＜ｔ２の条件下では、バイパス回路が動作する前に、保護回路が動作するため、発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄは減光又は消灯する。そこで、ｔ３＞ｔ２となるように電圧検出回路２１、判定回路２０等を設計することにより、発光ダイオード素子が点灯中にオープン故障した場合においても、故障した発光ダイオード素子が消灯するのみで、それ以外の発光ダイオード素子の点灯を継続させることが可能となる。

なお、時刻ｔ１において発光ダイオード素子９１Ａが点灯中にオープン故障した場合だけでなく、時刻ｔ１において他の発光ダイオード素子９１Ｂ〜９１Ｄが点灯中にオープン故障した場合も上記同様の動作となる。また、時刻ｔ１において既にオープン故障している発光ダイオード素子を含む発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点灯させた場合も上記同様の動作となる。

実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態２との差異を説明する。

本実施の形態では、上限基準値Ｖ１と下限基準値Ｖ２の間に報知基準値Ｖ３を設定する。判定回路２０は、電圧検出回路２１により測定された電圧降下の量が予め設定された報知基準値Ｖ３以下であるかどうかを判定し、報知基準値Ｖ３以下であると判定した場合、報知をする。報知の方法としては、音を出したり、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを消灯したり、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点滅（明滅）させたりする等、様々な手段をとることができる。実使用時の利便性を考慮すると、電源ＯＮ時に発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを数回点滅させることが望ましい。この場合、判定回路２０は、電源が供給されたときに、点灯回路３０を制御して発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを点滅させることで報知をする。そして、判定回路２０は、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄを所定の回数点滅させた後は、発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄのうち故障していないものの点灯を継続させる。

図７は、発光ダイオード点灯装置１０にて報知が必要な発光ダイオード素子の数及び報知が必要でない発光ダイオード素子の数と、上限基準値Ｖ１、下限基準値Ｖ２及び報知基準値Ｖ３を示した図である。

図７において、グラフの縦軸は電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａ、横軸はＬＥＤ実装基板９０で直列に接続した発光ダイオード素子の数を示している。例えば、図３に示した発光ダイオード素子９１Ａ〜９１Ｄのうち、１つ又は複数の発光ダイオード素子がオープン故障してバイパス回路が動作した場合、発光ダイオード素子の電圧降下よりもサイリスタの電圧降下の方が低いため、判定回路２０は、バイパス回路が動作したことを電圧検出回路２１の検出電圧Ｖａから判定することができる。報知基準値Ｖ３は、判定回路２０が規定の数（発光ダイオード素子の実装数−ｎ３）の発光ダイオード素子の故障を検出した場合に、報知をするために設定される。報知をすることによって、照明装置１００の使用者に発光ダイオード素子の交換を促すことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の効果を奏するとともに、規定の数の発光ダイオード素子が故障した場合に報知することが可能な発光ダイオード点灯装置１０を提供することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。

１０発光ダイオード点灯装置、１１電源整流回路、１２アクティブフィルタ回路、１３インバータ回路、１４負荷回路、１５インバータ制御回路、１６整流回路、２０判定回路、２１電圧検出回路、３０点灯回路、９０，９０Ａ〜９０ＣＬＥＤ実装基板、９１Ａ〜９１Ｌ発光ダイオード素子、９２Ａ〜９２Ｄサイリスタ、１００照明装置、Ｃ１〜Ｃ４コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４ダイオード、Ｌ１インダクタ、Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３Ａ〜Ｄ，Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｄ抵抗。

Claims

直列に接続された発光素子に電圧を印加して前記発光素子を点灯させる点灯回路と、
前記発光素子による電圧降下の量を測定する測定回路と、
前記測定回路により測定された電圧降下の量が予め設定された下限基準値を下回っているかどうかを判定し、前記下限基準値を下回っていると判定した場合、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる判定回路とを備え、
前記点灯回路は、点灯中の電圧降下の量が所定の量である発光素子を最小でｎ２（ｎ２は１以上の整数）個点灯させるものであり、
前記判定回路は、前記所定の量をｎ２倍した値以下の値を前記下限基準値として用いることを特徴とする点灯装置。
前記判定回路は、前記所定の量をｎ２倍し、さらに１／２を乗じた値を前記下限基準値として用いることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
前記判定回路は、さらに、前記測定回路により測定された電圧降下の量が予め設定された上限基準値を超えているかどうかを判定し、前記上限基準値を超えていると判定した場合、前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させることを特徴とする請求項１又は２に記載の点灯装置。
前記点灯回路は、点灯中の電圧降下の量が所定の量である発光素子を最大でｎ１（ｎ１は２以上の整数）個点灯させるものであり、
前記判定回路は、前記所定の量をｎ１倍した値以上の値を前記上限基準値として用いることを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。
前記判定回路は、さらに、前記測定回路により測定された電圧降下の量が予め前記上限基準値と前記下限基準値との間に設定された報知基準値以下であるかどうかを判定し、前記報知基準値以下であると判定した場合、報知をすることを特徴とする請求項３又は４に記載の点灯装置。
前記判定回路は、前記点灯回路を制御して前記発光素子を明滅させることで前記報知をすることを特徴とする請求項５に記載の点灯装置。
請求項１から６までのいずれかに記載の点灯装置と、
直列に接続され、前記点灯装置により点灯状態が制御される複数の発光素子とを備えることを特徴とする照明装置。
前記照明装置は、さらに、
前記複数の発光素子のいずれかがオープン故障すると、少なくともオープン故障した発光素子をバイパスする回路であるバイパス回路を導通させるスイッチ素子を備え、
前記点灯装置は、前記判定回路が前記点灯回路を制御して前記発光素子を消灯又は減光させる動作を開始するタイミングを、少なくとも前記スイッチ素子が前記バイパス回路を導通させる時間分遅延させることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。