JP2015225825A - Ｌｅｄランプ、ｌｅｄ点灯装置、及びこれらを用いたｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤランプとＬＥＤ点灯装置の正しい組み合わせを認識する機能を有するＬＥＤランプ、ＬＥＤ点灯装置、及びこれらを用いたＬＥＤ照明システムの提供する。
【解決手段】ＬＥＤランプ２００は、ＬＥＤ負荷２０１と第１分流手段２０２とを備え、該第１分流手段は、ＬＥＤ負荷２０１の定格電圧より低い電圧（以下、認識電圧）がＬＥＤランプ２００に印加されたときに、第１分流手段２０２に電流（以下、認識電流）が流れるように構成される。ＬＥＤ点灯装置１００は、外部から入力される電源電圧を変換して出力する電力変換回路１０１と、該電力変換回路の出力を制御する制御回路１０２と、電力変換回路の出力を検出する検出手段１０３とを備え、制御回路１０２は、起動後に電力変換回路１０１より認識電圧を出力し、検出手段にて認識電流が流れたことを検出した後、電力変換回路１０１よりＬＥＤランプ２００に定格電流を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤランプ、ＬＥＤ点灯装置、及びこれらを用いたＬＥＤ照明システム、に関する。

発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、環境に優しい光源として注目されており、自動車の車内照明やヘッドライト、信号機、液晶ディスプレイのバックライト、一般照明など幅広い分野にて利用されている。また、オフィスや工場といったあらゆる施設において、省エネ施策としてＬＥＤを用いたＬＥＤ照明システムの導入が進んでいる。

ＬＥＤ照明システムの構成要素の一つにＬＥＤ点灯装置がある。ＬＥＤ点灯装置は、電力変換回路を備えており、電源電圧を変換してＬＥＤ負荷に給電する。電力変換回路の制御方式としては、電力変換回路がＬＥＤ負荷の定格電流を出力するように、定電流動作させる方式が一般的である。

特開２０１０−２７３３２４号（特許文献１）には、ＬＥＤ点灯装置および電球形ＬＥＤランプが示されている。特許文献１の電球形ＬＥＤランプには、ＬＥＤ負荷とＬＥＤ点灯装置が同じ筐体に内蔵される。特許文献１の電球形ＬＥＤランプは、白熱電球と同様の口金を備えており、既設の白熱電球用器具や配線を利用して簡単かつ低コストに取り付けられる。

特開２０１０−２７３３２４号公報

照明システムの中には、光源と点灯装置が離れた位置に設置されるものがある。例えば、水銀灯やメタルハライドランプといった放電ランプの照明システムがこれに当たり、放電ランプと点灯装置である安定器が離れた位置に設置される。放電ランプの中にはＥ３９口金を備えるものがあり、Ｅ３９口金用ソケットによって取り付けられる。Ｅ３９口金用ソケットから離れた安定器に給電用の配線がなされている。

このような照明システムの光源をＬＥＤに置き換える場合を考える。例えば、上記の放電ランプの照明システムでは、放電ランプと安定器をそれぞれＬＥＤランプ（ＬＥＤが搭載された光源部）とＬＥＤ点灯装置に置き換える構成が考えられる。この場合、ＬＥＤランプとＬＥＤ点灯装置は、それぞれ別の筐体に搭載され、離れた位置に設置される。ＬＥＤランプがＥ３９口金を備えていれば、既設のＥ３９ソケットや配線を利用できるため、取り付け作業が簡単であり、これに必要なコストを低減できる。

しかし、このようなＬＥＤ照明システムでは、光源部と点灯装置の誤った組み合わせが起こり得る。例えば、ＬＥＤ点灯装置に対して、誤って放電ランプが接続される場合である。このとき、ＬＥＤ点灯装置の定電流動作によって放電ランプが誤放電（誤点灯）し、ＬＥＤ点灯装置の定格電流によっては、放電ランプが損傷する恐れがある。ＬＥＤランプに対して、誤って安定器が接続される場合もある。この場合も、ＬＥＤランプまたは安定器が過電圧または過電流によって損傷する恐れがある。

さらに、ＬＥＤランプやＬＥＤ点灯装置に複数の機種がある場合、各メーカが同様のＬＥＤ照明システムを販売する場合、非対応ＬＥＤランプまたは非対応ＬＥＤ点灯装置が誤って接続される場合もある。例えば、定格電流の小さい非対応ＬＥＤランプが誤って接続された場合、過電流によって非対応ＬＥＤランプが損傷する恐れがある。（以下では、放電ランプなどの従来光源や非対応ＬＥＤランプをまとめて非対応光源、安定器などの従来光源用点灯装置や非対応ＬＥＤ点灯装置をまとめて非対応点灯装置と記す。）
以上より、ＬＥＤ点灯装置が定格電流を出力する前に、ＬＥＤランプとＬＥＤ点灯装置の正しい組み合わせを認識する機能が必要である。なお、本発明は、Ｅ３９口金を備える放電ランプ代替のＬＥＤ照明システムに限らず、直管形蛍光ランプ代替のＬＥＤ照明システムなど、他のシステムにも適用できる。

本発明は、ＬＥＤランプとＬＥＤ点灯装置の正しい組み合わせを認識する機能を有するＬＥＤランプ、ＬＥＤ点灯装置、及びこれらを用いたＬＥＤ照明システムの提供を目的とする。

ＬＥＤランプとこれに給電するＬＥＤ点灯装置とを備え、前記ＬＥＤランプは、ＬＥＤ負荷と第１分流手段とを備え、該第１分流手段は、前記ＬＥＤ負荷の定格電圧より低い電圧（以下、認識電圧）が前記ＬＥＤランプに印加されたときに、前記第１分流手段に電流（以下、認識電流）が流れるように構成され、前記ＬＥＤ点灯装置は、外部から入力される電源電圧を変換して出力する電力変換回路と、該電力変換回路の出力を制御する制御回路と、前記電力変換回路の出力を検出する検出手段とを備え、前記制御回路は、起動後に前記電力変換回路より前記認識電圧を出力し、前記検出手段にて前記認識電流が流れたことを検出した後、前記電力変換回路より前記ＬＥＤランプに定格電流を出力することを特徴とするＬＥＤ照明システム。

ＬＥＤランプとこれに給電するＬＥＤ点灯装置とを備えるＬＥＤ照明システムにおいて、ＬＥＤランプとＬＥＤ点灯装置の正しい組み合わせを認識する機能によって、非対応の光源または点灯装置が誤って接続された場合においてもＬＥＤ照明システムの故障を防止する。

実施例１におけるＬＥＤランプ、ＬＥＤ点灯装置、及びこれらを用いたＬＥＤ照明システムのブロック図である。 実施例１の動作タイミングチャートである。 実施例１において、非対応光源が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。 実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の一例である。 実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。 実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。 実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。 実施例１のＬＥＤランプに整流回路を追加したものである。 実施例１におけるＬＥＤ点灯装置の具体的構成例である。 実施例２におけるＬＥＤ点灯装置のブロック図である。 実施例２におけるＬＥＤ点灯装置のブロック図の別例である。 実施例２の動作タイミングチャートである。 実施例２において、非対応光源が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。 実施例２におけるＬＥＤ点灯装置の具体的構成例である。 実施例３の動作タイミングチャートである。 実施例３において、非対応光源が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。 実施例３のＬＥＤランプにおける切替回路の一例である。 実施例３のＬＥＤランプにおける切替回路の別例である。 実施例３の動作タイミングチャートの別例である。 実施例４におけるＬＥＤランプのブロック図である。 実施例４の動作タイミングチャートの一例である。 実施例４において、非対応点灯装置が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。 実施例４におけるＬＥＤランプの具体的構成例である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。
（実施例１）
＜ブロック図＞
図１は、実施例１におけるＬＥＤランプ、ＬＥＤ点灯装置、及びこれらを用いたＬＥＤ照明システムのブロック図である。ＬＥＤ照明システムは、ＬＥＤランプ２００とこれに給電するＬＥＤ点灯装置１００とを備える。

図１のＬＥＤ点灯装置１００は、ＬＥＤ照明システムの外部から入力される電源３００の交流電圧を変換して直流電圧を生成し、ＬＥＤランプ２００に出力（給電）する。図１では、電源３００を交流電源としたが、直流電源であってもよい。図１のように、ＬＥＤ点灯装置１００の出力端子に「＋（正極）」と「−（負極）」の極性を定義する。この極性は、ＬＥＤ点灯装置１００が出力する直流電圧の極性を示す。ＬＥＤ点灯装置１００は、電源３００の交流電圧を直流電圧に変換してＬＥＤランプ２００に出力する電力変換回路１０１と、電力変換回路１０１の出力を制御するための制御回路１０２と、電力変換回路１０１の出力を検出する検出手段（第１検出手段）１０３と、を備える。

図１では、検出手段（第１検出手段）１０３の構成として、電力変換回路１０１の出力電圧を検出する電圧検出回路１０４と、電力変換回路１０１の出力電流を検出する電流検出回路１０５を示した。ただし、電力変換回路１０１の出力電流を検出する場合、必ずしも図１の位置に電流検出回路１０５を設ける必要はない。例えば、電力変換回路１０１の部品に流れる電流を検出する位置に電流検出回路１０５を設け、この部品の電流から間接的に出力電流を検出してもよい。

制御回路１０２は、検出手段（第１検出手段）１０３によって検出した電力変換回路１０１の出力をフィードバックし、電力変換回路１０１の出力を所望の値に制御するために、電力変換回路１０１に制御信号を出力する。制御信号とは、電力変換回路１０１としてスイッチング電源を用いる場合、スイッチング電源回路の駆動信号（ゲート信号）と考えればよい。

ＬＥＤランプ２００は、ＬＥＤ負荷２０１と分流手段（第１分流手段）２０２とを備える。ＬＥＤ負荷２０１は、少なくとも１個のＬＥＤを備える。ＬＥＤ負荷２０１が複数のＬＥＤを備えるとき、ＬＥＤの個数や接続形態は問わない。また、ＬＥＤ負荷２０１は保護用素子などを内蔵したＬＥＤモジュールを含んでもよい。図１のように、ＬＥＤ負荷２０１の端子に「＋（正極）」と「−（負極）」の極性を定義する。この極性は、ＬＥＤ負荷２０１の順方向電圧の極性を示す。ＬＥＤ負荷２０１の正極端子は、ＬＥＤのアノード端子に接続され、負極端子は、ＬＥＤのカソード端子に接続される。

ＬＥＤの電圧−電流特性から、ＬＥＤ負荷２０１に電流が流れるとき、ＬＥＤ負荷２０１の電圧はＬＥＤ負荷２０１に流れる電流の大きさに依らずほぼ一定である。このときのＬＥＤ負荷２０１の電圧は、ＬＥＤ負荷２０１に含まれるＬＥＤの直列接続数によって決まる。この電圧が、ＬＥＤ照明システムの定格電圧となる。定格電圧の大きさ（すなわちＬＥＤの直列接続数）は様々であるが、放電ランプとの置き換えを考える場合、１００Ｖ〜２５０Ｖが妥当である。ただし、これは目安であり、定格電圧をこの範囲に設定する必要はない。

分流手段（第１分流手段）２０２は、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧が定格電圧より低い場合でも分流手段（第１分流手段）２０２に電流が流れるように構成される。仮に、図１のＬＥＤランプ２００から分流手段（第１分流手段）２０２を削除し、ＬＥＤ負荷２０１のみとした場合、このような低い電圧（定格電圧より低い電圧）に対して、ＬＥＤランプ２００には電流が流れない。しかし、図１のように分流手段（第１分流手段）２０２を設けることで、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧が定格電圧より低い場合でも、分流手段（第１分流手段）２０２には電流が流れ、ＬＥＤランプ２００に電流が流れることになる。また、分流手段（第１分流手段）２０２は、ＬＥＤランプ２００に定格電圧が印加されたときに、分流手段（第１分流手段）２０２に流れる電流が略ゼロとなるように構成されることが望ましい。ここで、略ゼロとしたのは、以下に説明するように、分流手段（第１分流手段）２０２に制御上必要な微小電流が流れる場合を含めるためである。

上記の動作を実現するような分流手段（第１分流手段）２０２の構成例として、図１では、ダミー負荷２０３、スイッチ（第１スイッチ）２０４、切替回路（第１切替回路）２０５を示した。切替回路（第１切替回路）２０５は、スイッチ（第１スイッチ）２０４のオン・オフを切り替える。図１では、ダミー負荷２０３とスイッチ（第１スイッチ）２０４の直列体をＬＥＤ負荷２０１と並列に接続し、切替回路（第１切替回路）２０５もまたＬＥＤ負荷２０１と並列に接続しているが、これらの接続形態についてはこの限りではない。例えば、ダミー負荷２０３が抵抗であれば、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧が定格電圧より低い場合でも、分流手段（第１分流手段）２０２に電流が流れる。このときの電流は、ダミー負荷２０３の抵抗値（インピーダンス）によって調節できる。また、スイッチ（第１スイッチ）２０４によって、分流手段（第１分流手段）２０２に流れる電流を遮断できる。スイッチ（第１スイッチ）２０４として、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタなどの半導体素子を用いても、電磁リレーを用いてもよい。

＜動作タイミングチャート＞
図２は、実施例１におけるＬＥＤ照明システムの動作タイミングチャートである。具体的には、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧と出力電流、スイッチ（第１スイッチ）２０４のオン・オフ状態について動作波形を示した。ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧及び出力電流は、それぞれＬＥＤランプ２００の入力電圧及び入力電流と記すこともできる。

ＬＥＤ点灯装置１００は、起動後、定格電圧より低い電圧(以下、認識電圧)を出力する。制御回路１０２は、電力変換回路１０１が認識電圧を出力するように定電圧で動作させるように定電圧制御をおこなう。図２では、この動作を認識動作と記した。既に説明したように、ＬＥＤランプ２００は分流手段（第１分流手段）２０２を備えているため、認識電圧の印加に対して所定の電流（以下、認識電流）が流れる。また、認識電流は分流手段（第１分流手段）２０２に流れており、ＬＥＤ負荷２０１には電流が流れないため、ＬＥＤ負荷２０１は開放状態と見なせる。図２では、スイッチ（第１スイッチ）２０４による認識電流の制御を想定しているため、認識動作においてスイッチ（第１スイッチ）２０４をオン状態とした。

ここで、認識電圧は、非対応光源（放電ランプなどの従来光源や非対応ＬＥＤランプ）が誤って接続された場合でも、これらを誤点灯、及び、故障させない程度の電圧であることが望ましい。例えば、放電ランプが誤接続された場合でも、認識電圧をその放電電圧より低く設定すれば、認識動作において放電ランプを誤放電（誤点灯）させることはない。認識電圧の数値例として、１２Ｖ〜４８Ｖに設定することが考えられる。ただし、これは目安であり、認識電圧をこの範囲に設定する必要はない。非対応光源が誤接続された場合の動作タイミングチャートについては、後で説明する。

ＬＥＤ点灯装置１００は、検出手段（第１検出手段）１０３によって認識電流が流れたことを検出した後、定格電流を出力する。制御回路１０２は、電力変換回路１０１が定格電流を出力するように定電流制御をおこなう。定電流動作であれば、ＬＥＤ負荷２０１に電流が流れ、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は定格電圧となる。また、分流手段（第１分流手段）２０２用のスイッチ（第１スイッチ）２０４をオフ状態にして分流手段（第１分流手段）２０２に流れる電流を遮断し、分流手段（第１分流手段）２０２で損失が発生しないようにする。ＬＥＤ点灯装置が出力する定格電流は、全てＬＥＤ負荷２０１に流れる。図２では、この動作を定格動作と記した。

ここで、定格電流とは、ＬＥＤ負荷２０１を所定の明るさで点灯させるために必要な電流である。ＬＥＤ点灯装置１００が調光機能を備える場合、定格電流の大きさは調光レベルによって変わる。その意味で、定格電流はＬＥＤ負荷２０１の点灯電流と記すこともできる。以上から、本発明では、定格電流と認識電流の大小関係については問わない。定格電圧＞認識電圧であればよく、定格電流＞認識電流でなくてもよい。分流手段（第１分流手段）２０２を小型軽量・低コスト化することを考慮すれば、認識電流は、ＬＥＤ負荷２０１を１００％の明るさで点灯させる場合の定格電流より小さいことが望ましい。なお、上記のように、ＬＥＤ負荷２０１に電流が流れるとき、ＬＥＤ負荷２０１の電圧はＬＥＤ負荷２０１に流れる電流の大きさに依らずほぼ一定であるため、定格電圧については一つに定まる。

図２において、起動から認識電流が流れるまでの過渡現象については、十分短い時間の現象として省略した。また、認識動作から定格動作に移行する過渡現象についても、同様の理由につき省略した。実際には、ＬＥＤ点灯装置１００が備えるコンデンサの影響などによって、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は徐々に増大すると考えられる。また、図示上の都合により、認識電流が流れ始めてから定格動作に移行するまでに一定の時間を示したが、この時間については任意である。認識電流が流れ始めてから、すぐに定格動作に移行してもよい。

図３は、ＬＥＤランプ２００以外の非対応光源が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。非対応光源は、スイッチ（第１スイッチ）２０４を備えていないため、図３では図２と違ってそのオン・オフ状態を示していない。上記のように、認識電圧は、非対応光源を誤点灯、及び、故障させない程度の電圧である。このとき、認識電流は流れない（ＬＥＤ点灯装置１００の出力電流はゼロ）。また、認識電圧より高い定格電圧の非対応ＬＥＤランプが接続された場合や、光源が接続されておらずＬＥＤ点灯装置１００の出力が開放状態である場合でも、認識電流は流れない。

図３のように、ＬＥＤ点灯装置１００が認識電流を検出しない場合、ＬＥＤ点灯装置１００は定格電流を出力せず、認識電圧を出力した状態を維持する。または、ＬＥＤ点灯装置１００が認識電圧の出力自体を停止してもよい。また、認識電流に上限値と下限値を設定しておき、認識動作においてＬＥＤランプ２００に流れる電流がこの上限値より大きい場合、または、ＬＥＤランプ２００に流れる電流がこの下限値より小さい場合、ＬＥＤ点灯装置は定格電流を出力しない機能を備えていてもよい。

＜分流手段の具体例１＞
上記の動作を実現する限り、ＬＥＤランプ２００の、特に分流手段（第１分流手段）２０２の具体的構成については問わない。図４から図７は、分流手段（第１分流手段）２０２の具体的な構成例である。

図４は、実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の一例である。図４のダミー負荷２０３とスイッチ（第１スイッチ）２０４は、それぞれ抵抗（第１抵抗）２０６とＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７によって構成される。抵抗（第１抵抗）２０６とＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７の直列体が、ＬＥＤ負荷２０１と並列に接続される。抵抗２０６の一端がＬＥＤ負荷２０１の正極端子と接続され、ＭＯＳＦＥＴ２０７のソース端子がＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続される。

切替回路（第１切替回路）２０５は、抵抗２０８〜２１０、ツェナーダイオード２１１〜２１３、ＭＯＳＦＥＴ（第２ＭＯＳＦＥＴ）２１４を備える。ツェナーダイオード（第１ツェナーダイオード）２１１と抵抗（第２抵抗）２０８と抵抗（第３抵抗）２０９は、この順番で直列に接続され、この直列体はＬＥＤ負荷２０１と並列に接続される。ツェナーダイオード（第１ツェナーダイオード）２１１のカソード端子は、ＬＥＤ負荷２０１の正極端子と接続される。抵抗（第３抵抗）２０９の一端は、ＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続される。ツェナーダイオード（第２ツェナーダイオード）２１２は、抵抗（第３抵抗）２０９と並列に接続される。ツェナーダイオード（第２ツェナーダイオード）２１２のアノード端子は、ＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続される。

抵抗（第４抵抗）２１０とツェナーダイオード（第３ツェナーダイオード）２１３による直列体は、ＬＥＤ負荷２０１と並列に接続される。抵抗（第４抵抗）２１０の一端は、ＬＥＤ負荷２０１の正極端子と接続される。ツェナーダイオード（第３ツェナーダイオード）２１３のアノード端子は、ＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続される。

ＭＯＳＦＥＴ（第２ＭＯＳＦＥＴ）２１４のゲート端子は、ツェナーダイオード（第２ツェナーダイオード）２１２のカソード端子と接続される。ＭＯＳＦＥＴ（第２ＭＯＳＦＥＴ）２１４のドレイン端子は、ツェナーダイオード（第３ツェナーダイオード）２１３のカソード端子と接続される。ＭＯＳＦＥＴ（第２ＭＯＳＦＥＴ）２１４のソース端子は、ＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続される。

ツェナーダイード２１１のツェナー電圧は、認識電圧より高く、かつ、定格電圧より低く設定される。ツェナーダイオード２１３のツェナー電圧は、ツェナーダイオード２１３がブレーク状態となったときに、ＭＯＳＦＥＴ２０７がオン状態となるように設定される。ツェナーダイオード２１２、２１３は、それぞれＭＯＳＦＥＴ２１４、２０７のゲートソース間に過電圧が印加されないよう保護する役割を担う。

認識動作において、ＬＥＤランプ２００に認識電圧が印加されるとき、ツェナーダイード２１１はブレーク状態とはならず、開放状態となる。ＬＥＤランプ２００に印加される認識電圧は、ツェナーダイード２１１にかかる。ＭＯＳＦＥＴ２１４のゲートソース間電圧がゼロであるため、ＭＯＳＦＥＴ２１４はオフ状態となる。一方、抵抗２１０を介してＭＯＳＦＥＴ２０７のゲートソース間容量が充電され、ＭＯＳＦＥＴ２０７のゲートソース電圧はツェナーダイオード２１３のツェナー電圧まで上昇する。これによって、ＭＯＳＦＥＴ２０７はオン状態なり、ダミー負荷２０３である抵抗（第１抵抗）２０６に認識電流が流れる。この構成では、ダミー負荷２０３は定抵抗特性となり、認識電圧と認識電流は比例関係となる。認識電流の大きさは、抵抗（第１抵抗）２０６の抵抗値によって調節できる。

例えば、ＬＥＤ点灯装置１００において認識電圧を１２Ｖに設定し、認識電流を０．１Ａと設定したい場合、抵抗（第１抵抗）２０６の抵抗値を１２０Ωとすればよい。また、ＬＥＤ負荷２０１の定格電圧を２００Ｖとした場合、ツェナーダイード２１１のツェナー電圧は、例えば１００Ｖ（認識電圧１２Ｖより高く、かつ、定格電圧２００Ｖより低い電圧）に設定すればよい。

次に、認識動作から定格動作に移行し、ＬＥＤ点灯装置１００が定格電流を出力すると、抵抗（第１抵抗）２０６の電圧が徐々に上昇する。すなわち、ＬＥＤランプ２００に入力される電圧が徐々に上昇する。この電圧がツェナーダイード２１１のツェナー電圧より高くなると、ツェナーダイード２１１がブレーク状態となる。これによって、ＭＯＳＦＥＴ２１４のゲートソース間電圧も増大し、ＭＯＳＦＥＴ２１４がオン状態となる。ＭＯＳＦＥＴ２１４がオン状態となると、ＭＯＳＦＥＴ２０７がオフ状態となり、ダミー負荷２０３である抵抗（第１抵抗）２０６の電流が遮断される。定格電流は全てＬＥＤ負荷１０１に流れ、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は定格電圧となる。

なお、ＭＯＳＦＥＴ２０７のオン・オフ状態によらず、切替回路（第１切替回路）２０５には微小な電流が流れるが、このような微小電流は無視する。ＭＯＳＦＥＴの代わりに、バイポーラトランジスタなど他種の半導体素子や、電磁リレーを用いる構成も考えられる。

＜分流手段の具体例２＞
図５は、実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。図５の分流手段（第１分流手段）２０２では、図４と比べて、抵抗（第１抵抗）２０６とＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７の接続順序が逆となる。すなわち、抵抗２０６の一端がＬＥＤ負荷２０１の負極端子と接続され、ＭＯＳＦＥＴ２０７のドレイン端子がＬＥＤ負荷２０１の正極端子と接続される。以下では、図４の分流手段（第１分流手段）２０２と同様の点については、説明を省略する。

図５の分流手段（第１分流手段）２０２では、ＭＯＳＦＥＴ２０７はダミー負荷２０３とスイッチ（第１スイッチ）２０４の役割を兼ねる。また、抵抗２１０とツェナーダイード２１３は、ダミー負荷２０３と切替回路（第１切替回路）２０５の役割を兼ねる。切替回路（第１切替回路）２０５の構成及び動作は、図４と図５で同じである。

抵抗２０６、ＭＯＳＦＥＴ２０７、抵抗２１０、ツェナーダイード２１３は定電流特性のダミー負荷２０３を構成する。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２０７、抵抗２１０、ツェナーダイード２１３がシリーズレギュレータ回路を構成し、その負荷として抵抗２０６が接続される。既に説明した通り、認識動作において、ＭＯＳＦＥＴ２１４はオフ状態である。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２０７と抵抗２０６の直列体には、ツェナーダイード２１３のツェナー電圧と抵抗２０６の抵抗値によって決まる電流が、認識電流として流れる。認識電流の大きさは、認識電圧には依存しない。

例えば、ＬＥＤ点灯装置１００において認識電圧を１２Ｖに設定し、認識電流を０．１Ａと設定したい場合を考える。シリーズレギュレータ回路におけるＭＯＳＦＥＴ２０７のゲートソース電圧降下を無視できるとして、ツェナーダイード２１３のツェナー電圧と抵抗２０６の抵抗値をそれぞれ１０Ｖと１００Ωに設定すればよい。

認識動作から定格動作に移行すると、ＬＥＤランプ２００に入力される電圧が増大し、既に説明した要領でＭＯＳＦＥＴ２１４がオン状態となる。ＭＯＳＦＥＴ２１４がオン状態となると、ＭＯＳＦＥＴ２０７がオフ状態となり、ダミー負荷２０３の電流が遮断される。定格電流は全てＬＥＤ負荷１０１に流れ、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は定格電圧となる。

図４や図５の分流手段（第１分流手段）２０２は、ロジックＩＣやマイクロコンピュータなどを利用せず、ディスクリート部品のみを利用して小型・低コストで実現できる。

＜分流手段の具体例３＞
図６は、実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。図６の分流手段（第１分流手段）２０２では、図４と比べて、切替回路（第１切替回路）２０５の構成が異なる。図６の切替回路（第１切替回路）２０５は、抵抗２１５〜２２０、ツェナーダイオード２２１、ＭＯＳＦＥＴ２２２、コンパレータ２２３を備える。コンパレータ２２３として、オープンコレクタ（またはオープンドレイン）式のＩＣを想定した。ダミー負荷２０３とスイッチ（第１スイッチ）２０４の構成は図４と同様であり、それぞれに抵抗（第１抵抗）２０６とＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７を用いる。図６の切替回路（第１切替回路）２０５を、図５で示した定電流特性のダミー負荷２０３と組み合わせてもよい。

抵抗２１５、ツェナーダイオード２２１、ＭＯＳＦＥＴ２２２は、図５でも説明したシリーズレギュレータ回路を構成する。このシリーズレギュレータ回路は、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧を変換して、ほぼ一定の直流電圧を生成する。シリーズレギュレータ回路の出力電圧は、コンパレータ２２３の電源電圧や、以下で説明する基準電圧を生成するための制御用電源電圧として利用される。

抵抗２１６と２１７は、レギュレータ回路の出力電圧を分圧し、コンパレータ２２３で利用される基準電圧を生成する。抵抗２１８と２１９は、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧を分圧して、コンパレータ２２３に出力する。このように、コンパレータ２２３は、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧と基準電圧を比較する。

認識動作でＬＥＤランプ２００に認識電圧が印加されるとき、コンパレータ２２３がＨ（ハイ）レベル出力となるように、抵抗２１６〜２１９を調整する。コンパレータ２２３がオープンコレクタ方式であれば、このときの出力はハイインピーダンス（開放）状態となる。レギュレータ回路の出力電圧から抵抗２２０を介して、ＭＯＳＦＥＴ２０７のゲートソース間容量が充電され、ＭＯＳＦＥＴ２０７がオン状態となる。抵抗２０６とＭＯＳＦＥＴ２０７の直列体に認識電流が流れる。

認識動作から定格動作に移行し、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧が定格電圧に達するまでに、コンパレータ２２３がＬ（ロー）レベル出力となるように、抵抗２１６〜２１９を調整する。これによって、ＭＯＳＦＥＴ２０７がオフ状態となり、分流手段（第１分流手段）２０２への電流が遮断される。

＜分流手段の具体例４＞
図７は、実施例１のＬＥＤランプにおける分流手段の別例である。図７に、ディジタル制御装置２２６を用いる場合の切替回路（第１切替回路）２０５のブロック図を示す。ディジタル制御装置とは、マイクロコンピュータ（マイコン）やディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などを示す。図７の切替回路（第１切替回路）２０５は、ディジタル制御装置２２６の他に、電源装置２２４、電圧検出回路２２５、駆動回路２２７を備える。

電圧検出回路２２５は、ＬＥＤランプ２００に印加される電圧を検出し、ディジタル制御装置２２６に出力する。ディジタル制御装置２２６は、検出した電圧をもとにスイッチ（第１スイッチ）２０４のオン・オフ状態を決定し、オン・オフ信号を駆動回路に出力する。既に説明した動作を実現するためには、検出した電圧が所定の基準電圧より低ければスイッチ（第１スイッチ）２０４をオフに、高ければオンにすればよい。基準電圧は、認識電圧より高く、定格電圧より低く設定する。このアルゴリズムは、ソフトウェアとしてディジタル制御装置２２６に実装される。

電源装置２２４は、ディジタル制御装置２２６と駆動回路２２７を動作させるための制御用電源電圧を生成する。電源装置２２４の例として、シリーズレギュレータ回路（図６で抵抗２１５、ツェナーダイオード２２１、ＭＯＳＦＥＴ２２２で構成した回路）がある。その他に、シャントレギュレータ回路やスイッチング電源を用いてもよい。

電圧検出回路２２５の例として、抵抗分圧回路（図６にて抵抗２１８と２１９で構成した回路）がある。

ディジタル制御装置２２６とソフトウェアとして実装される認識動作によって、切替回路（第１切替回路）２０５における部品数が少なくなり、後に説明する複雑な認識動作を実現できる。

＜ＬＥＤランプの追加構成＞
図８は、図１に示したＬＥＤランプ２００に対して、整流回路２２８を追加したＬＥＤランプである。整流回路２２８によって、ＬＥＤランプ２００が備える２個の端子のうち、どちらをＬＥＤ点灯装置１００の正極端子と接続してもよい。特に、ＬＥＤランプ２００とＬＥＤ点灯装置１００が離れた場所に設置されており、万一、接続を誤った場合でもＬＥＤランプ２００を故障させずに点灯させることができる。整流回路２２８の具体的構成として、ダイオードブリッジによる全波整流回路や、ダイオード１個による半波整流回路が考えられる。この他に、ＬＥＤランプ２００が保護素子としてヒューズ、バリスタを備えていてもよい。なお、以上の追加構成は、本発明における全てのＬＥＤランプ２００に当てはまる。

＜ＬＥＤ点灯装置の具体例＞
図９は、ＬＥＤ点灯装置１００の具体的な構成例である。電力変換回路１０１は、整流回路１０６、力率改善回路１０７、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０８を備える。これらの他に、ノイズフィルタなどを備えていてもよい。

整流回路１０６の具体的構成として、ダイオードブリッジによる全波整流回路が考えられる。図９の力率改善回路１０７は、チョークコイル１０９、ＭＯＳＦＥＴ１１０、ダイオード１１１、コンデンサ１１２を備える昇圧チョッパである。整流回路１０６と力率改善回路１０７によって、電源３００の交流電圧を整流して直流中間電圧を生成するとともに、電源３００から入力される電流の高調波成分を低減して力率を改善する。なお、図９では、力率改善回路１０７の制御回路や突入電流防止回路を省略した。図９では、部品数が少なく済む昇圧チョッパを利用したが、昇降圧チョッパやフライバックコンバータなど、他の回路方式を用いてもよい。また、消費電力の小さい照明システムについては、力率改善回路１０７を省略することもできる。

ＤＣ−ＤＣ変換回路１０８は、ＭＯＳＦＥＴ１１３、１１４、チョークコイル１１５、コンデンサ１１６、１１７、トランス１１８、ダイオード１１９、１２０を備える共振型コンバータである。ＭＯＳＦＥＴ１１３と１１４の直列体は、インバータ回路を構成する。このインバータ回路は、力率改善回路１０７が生成する直流中間電圧から交流電圧を生成する。この交流電圧は、チョークコイル１１５、コンデンサ１１６、トランス１１８から構成される共振回路を介して、トランス１１８の１次側から２次側へと伝達される。ダイオード１１９、１２０は、トランス１１８の２次巻線に発生した交流電圧を整流し、直流電圧を生成する。ＤＣ−ＤＣ変換回路１０８が生成する直流電圧及び電流が、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧及び電流となる。共振型コンバータでは、トランスによってＬＥＤ点灯装置の出力を電源３００から絶縁することが可能であり、ＬＥＤ点灯装置１００とＬＥＤランプ２００が離れて設置される状況において、安全性の確保に有効である。また、共振型コンバータは、このような絶縁型の回路において、小型・高効率化に有利な回路方式として知られている。共振型コンバータの他に、フライバックコンバータやフォワードコンバータなど、他の回路方式を用いてもよい。絶縁が不要であれば、部品数の少ない降圧チョッパを用いてもよい。

制御回路１０５は、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧及び電流がそれぞれ所定の値となるように、ＭＯＳＦＥＴ１１３と１１４のゲートを駆動する。

＜ＬＥＤ点灯装置の補足＞
図示は省略するが、ＬＥＤ点灯装置１００は、過電圧保護や過電流保護の機能を備えていてもよい。また、定格動作において定電流動作をしている場合では、出力電圧が低過ぎる場合に対する低電圧保護機能を備えていてもよい。定電圧動作をしている場合では、出力電流が過小である場合に対する小電流保護機能を備えていてもよい。これらの機能は、ＬＥＤ点灯装置１００が備える制御回路１０２、検出手段（第１検出手段）１０３によって実現できる。

以上の機能のうち、低電圧保護機能について説明する。非対応光源、特に非対応ＬＥＤランプの中には、本発明の認識電圧と同等の定格電圧を有するものが存在し得る。このような非対応ＬＥＤランプがＬＥＤ点灯装置１００と誤って接続された場合、認識電圧に対して認識電流とほぼ同等の電流が流れ得る。しかし、この場合、ＬＥＤ点灯装置１００が定格電流を出力した後でも、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は変化しない（ＬＥＤランプ２００が接続されていれば、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧は認識電圧から定格電圧まで増大する）。

したがって、定格動作において、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧が所定の基準電圧（第１基準電圧）より低い場合には、ＬＥＤ点灯装置１００が定格電流の出力を停止する機能によって、上記のような非対応ＬＥＤランプの損傷を防止できる。このときの基準電圧（第１基準電圧）は、ＬＥＤランプ２００の定格電圧に基づいて設定され、これより少し低い（８０％〜９０％）程度の電圧であることが望ましい。

このように、定格動作における低電圧保護は、認識機能において識別可能である非対応光源の範囲を広げる点で有効である。なお、以上の追加構成は、本発明における全てのＬＥＤ点灯装置に当てはまる。

以上の実施例１によれば、ＬＥＤランプ２００とこれに給電するＬＥＤ点灯装置１００とを備えるＬＥＤ照明システムにおいて、ＬＥＤランプ２００とＬＥＤ点灯装置１００の正しい組み合わせを認識する機能によって、非対応の光源または点灯装置が誤って接続された場合においても接続されたＬＥＤ点灯装置１００またはＬＥＤランプ２００の故障を防止できる。例えば、放電ランプの照明システムと置き換えられるＬＥＤ照明システムであるとして、ＬＥＤランプ２００が既存のＥ３９口金を備えていれば、既設のＥ３９ソケットや配線を利用できるため、取り付け作業が簡単であり、これに必要なコストを低減できる。実施例１の認識動作は、既設のＥ３９ソケットと配線によってＬＥＤランプ２００とＬＥＤ点灯装置１００を接続するだけで実現可能であり、別の通信線などを設置する必要はない。さらに、ＬＥＤランプ２００は、ＬＥＤ負荷に給電するための電力変換回路を必要としないため、小型軽量かつ低コストに実現できる。実施例１に限らず、本発明は、ＬＥＤ負荷の定格電圧より低い電圧をＬＥＤランプ２００に印加しても、ＬＥＤ負荷には電流が流れず、開放状態と見なせるというＬＥＤの特性を利用した認識動作である。

（実施例２）
＜ブロック図＞
実施例２として、実施例１と比べて、認識動作におけるＬＥＤ点灯装置の動作や、認識電流の検出方法を変更した構成について説明する。また、これに必要となるＬＥＤ点灯装置の追加構成についても説明する。実施例１と同様の点については、説明を省略する。

図１０は、実施例２におけるＬＥＤ点灯装置１２１のブロック図である。ＬＥＤ点灯装置１２１は、図１のＬＥＤ点灯装置１００と比べて、分流手段（第２分流手段）１２２を追加したものである。

分流手段（第２分流手段）１２２は、ＬＥＤ点灯装置１２１が出力する電圧が定格電圧より低い場合でも分流手段（第２分流手段）１２２に電流が流れるように構成される。また、分流手段（第２分流手段）１２２は、ＬＥＤ点灯装置１２１が定格電圧を出力する場合では分流手段（第２分流手段）１２２に電流が流れないように構成されることが望ましい。ただし、分流手段（第２分流手段）１２２に制御上必要な微小電流が流れることについては例外として許容する。分流手段（第２分流手段）１２２は、上記の動作を実現するために、図１の分流手段（第１分流手段）２０２と同様に構成され、ダミー負荷１２３、スイッチ（第２スイッチ）１２４、切替回路（第２切替回路）１２５を備える。

実施例２におけるＬＥＤ点灯装置として、図１１のＬＥＤ点灯装置１２６を利用してもよい。ＬＥＤ点灯装置１２６が備える制御回路１２７は、電力変換回路１０１だけでなく、分流手段（第２分流手段）１２２に対しても制御信号を出力する。この構成は、制御回路１０２が電力変換回路１０１の出力電圧を把握できることを利用したものである。切替回路１２８は、制御信号に基づいてスイッチ（第２スイッチ）１２４をオン・オフ制御する。制御回路１０２がスイッチ（第２スイッチ）１２４の駆動機能を備える場合、切替回路１２８は不要である。ＬＥＤ点灯装置１２６では、ＬＥＤ点灯装置１２１と比べて、分流手段（第２分流手段）１２２を簡単に構成できる。

＜動作タイミングチャート＞
図１２は、実施例２におけるＬＥＤ照明システムの動作タイミングチャートである。図１２では、ＬＥＤ点灯装置として図１０のＬＥＤ点灯装置１２１を想定したが、図１１のＬＥＤ点灯装置１２６であっても同様に動作する。また、図１２では、ＬＥＤランプとして実施例１のＬＥＤランプ２００を想定した。図１２には、ＬＥＤ点灯装置１２１の出力電圧と出力電流、スイッチ（第２スイッチ）１２４とスイッチ（第１スイッチ）２０４のオン・オフ状態について動作波形を示した。

起動後の認識動作において、制御回路１０２は、電力変換回路１０１が所定の電流を出力するように定電流動作させる。ＬＥＤランプ２００が接続されているとき、この電流はＬＥＤ点灯装置１２１の分流手段（第２分流手段）１２２とＬＥＤランプ２００の分流手段（第１分流手段）２０２に分流する。すなわち、電力変換回路１０１の出力電流（図１２にて点線で示した）とＬＥＤ点灯装置１２１の出力電流は異なり、後者は前者に比べて小さくなる。ＬＥＤ点灯装置１２１の出力電流（言い換えれば、ランプ２００に流れる電流）が、実施例１でも説明した認識電流に当たる。ＬＥＤ点灯装置１２１が出力する認識電圧の大きさは、電力変換回路１０１の出力電流と２つの分流手段（分流手段（第２分流手段）１２２と分流手段（第１分流手段）２０２）のインピーダンスによって決まる。

ここで、光源が接続されておらず、ＬＥＤ点灯装置１２１の出力が開放状態である場合、ＬＥＤ点灯装置１２１の出力電流（認識電流）はゼロである。電力変換回路１０１が出力する電流は、全て分流手段（第２分流手段）１２２に流れる。また、ＬＥＤランプ２００（分流手段（第１分流手段）２０２）がある場合と比べて、電力変換回路１０１の負荷インピーダンスが大きい状態となる。電力変換回路１０１は一定の電流を出力するため、この場合のＬＥＤ点灯装置１２１の出力電圧（図１２では、これを開放電圧として点線で示した）は、電力変換回路１０１の出力電流と分流手段（第２分流手段）１２２のインピーダンスによって決まり、上記の認識電圧と比べて高くなる。

開放電圧は、ＬＥＤランプ２００以外の非対応光源（放電ランプなどの従来光源や非対応ＬＥＤランプ）が誤って接続された場合でも、これらに電流が流れない、すなわち、これらを誤点灯、及び、故障させない程度の電圧に設定する。例えば、放電ランプが誤接続された場合でも、開放電圧をその放電電圧より低く設定すれば、放電ランプには電流が流れない。この場合も、上記のように光源を何も接続しない場合と同様に、認識電流は流れない（ＬＥＤ点灯装置１２１の出力電流はゼロである）。また、ＬＥＤ点灯装置１２１は開放電圧を出力する。

以上から、ＬＥＤランプ２００が接続され、ＬＥＤランプ２００に認識電流が流れたことをＬＥＤ点灯装置１２１の出力電圧によって間接的に検出できる。検出手段（第１検出手段）１０３（特に電圧検出回路１０４）によってＬＥＤ点灯装置１２１の出力電圧を検出し、これを認識電圧と判定したとき、認識電流が流れたものとして定格動作に移行する。または、ＬＥＤ点灯装置１２１の出力電圧が所定の基準電圧（第２基準電圧）より低い場合に、認識電流が流れたものとして定格動作に移行してもよい。この基準電圧（第２基準電圧）は、認識電圧より高く、かつ、開放電圧より低く設定される。このように、本発明の全ての実施例において、認識電流が流れたことを検出するための手段は問わない（直接電流を検出する必要はない）。

定格動作において、電力変換回路１０１は定電流動作のまま、定格電流を出力する。また、スイッチ（第２スイッチ）１２４をオフ状態にして分流手段（第２分流手段）１２２に流れる電流を遮断し、分流手段（第２分流手段）１２２で電力損失が発生しないようにする。ＬＥＤランプ２００では、スイッチ（第１スイッチ）２０４をオフ状態にして分流手段（第１分流手段）２０２に流れる電流を遮断し、分流手段（第１分流手段）２０２で電力損失が発生しないようにする。

図１３は、非対応光源が誤って接続された場合における動作タイミングチャートの一例である。図１３のように、ＬＥＤ点灯装置１２１が認識電流を検出しない場合、ＬＥＤ点灯装置１２１は定格電流を出力せず、開放電圧を出力した状態を維持する。または、ＬＥＤ点灯装置１２１が出力を停止してもよい。また、認識電流に上限値を設定しておき、認識動作においてＬＥＤランプ２００に流れる電流がこの上限値より大きい場合、ＬＥＤ点灯装置は定格電流を出力しない機能を備えていてもよい。

＜ＬＥＤ点灯装置の具体例＞
図１４は、図１１に示したＬＥＤ点灯装置１２６の具体的な構成例である。電力変換回路１０１と検出手段（第１検出手段）１０３の構成要素については、図９にて説明した通りである。分流手段（第２分流手段）１２２におけるダミー負荷１２３とスイッチ（第２スイッチ）１２４をそれぞれ抵抗（第５抵抗）１２９とＭＯＳＦＥＴ１３０で構成した。このとき、分流手段（第２分流手段）１２２は、定抵抗特性を有する。図１１にて説明した通り、制御回路１２７はＭＯＳＦＥＴ１３０の駆動機能を備えているとして、分流手段（第２分流手段）１２２における切替回路１２８は省略した。

ＤＣ−ＤＣ変換回路１０８の共振型コンバータの制御方式として、ＭＯＳＦＥＴ１１３と１１４のスイッチング周波数を可変する方式が一般的である。出力電圧が低く、かつ、負荷インピーダンスが高い（出力電流が小さい）条件では、スイッチング周波数が過大となり、部品の発熱が問題となる。分流手段（第２分流手段）１２２は、認識動作における共振型コンバータの負荷インピーダンスを低減し、現実的なスイッチング周波数にて認識動作を行う上で有効である。

実施例１と比較した場合の実施例２の効果について説明する。実施例２では、認識動作と定格動作の両方において、電力変換回路１０１は定電流動作する。そのため、認識動作から定格動作への移行に際して、電力変換回路１０１の動作切替は必要なく、出力電流の設定値を変更するだけでよい。これによって、電力変換回路制御用ドライバＩＣとディスクリート部品だけで低コストの制御回路１０２または制御回路１２７を構成できる。また、認識電流を定格電流より十分小さく設定すれば、非対応光源の中で極端に定格電圧の低いものがあったとしても、認識動作においてこれを過電流で故障させずに済む。

（実施例３）
＜動作タイミングチャート＞
実施例３として、実施例１と比べて、動作タイミングチャートを変更した構成について説明する。実施例１と同様の点については、説明を省略する。

図１５は、実施例３の動作タイミングチャートである。図１５では、実施例１で示したＬＥＤ点灯装置１００とＬＥＤランプ２００を用いることを想定した。ただし、実施例３は、本発明における全てのＬＥＤ点灯装置とＬＥＤランプに適用できる。

認識動作において、ＬＥＤ点灯装置１００が認識電圧を出力してから、スイッチ（第１スイッチ）２０４がオン状態となって認識電流が流れるまでに意図的な遅延がある。ＬＥＤ点灯装置１００、特に制御回路１０２は、認識電流の有無だけでなく、起動から認識電流が流れ始めるまでの時間によって、ＬＥＤランプを認識する。このような動作を実現するための制御回路１０２は、マイコンなどのディジタル制御装置を用いれば簡単に実現できる。

非対応光源、特に非対応ＬＥＤランプの中には、本発明の認識電圧と同等の定格電圧を有するものが存在し得る。このような非対応ＬＥＤランプがＬＥＤ点灯装置１００と誤って接続され、認識電圧に対して認識電流と同等の電流が流れる場合を考える。図１６は、この場合における動作タイミングチャートである。このとき、電流が流れ始めるタイミングは、ＬＥＤ点灯装置１００が認識電圧を出力した直後である。ＬＥＤ点灯装置１００は、認識電圧を出力した直後に電流が流れ始めた場合、図１６のように出力を停止する。なお、出力を停止してから、所定の時間が経過した後に認識動作を再開してもよい。

＜切替回路の具体例＞
実施例３における動作タイミングチャートは、実施例１で示したＬＥＤ点灯装置１００とＬＥＤランプ２００によって実現できるが、ＬＥＤランプ２００における切替回路（第１切替回路）２０５について追加構成が必要である。以下では、実施例３における切替回路の具体例を説明する。

図１７は、図４に示した切替回路（第１切替回路）２０５ついて、遅延要素であるコンデンサ２２９を追加したものである。図１７のＬＥＤランプ２００に認識電圧が印加されると、ＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７のゲートソース電圧は、抵抗（第４抵抗）２１０とコンデンサ２２９で決まる時定数で徐々に増大する。これによって、ＭＯＳＦＥＴ（第１ＭＯＳＦＥＴ）２０７がオン状態となり、認識電流が流れ始めるまでに遅れが発生する。

図１８は、図６に示した切替回路（第１切替回路）２０５について、遅延要素であるコンデンサ２３０を追加したものである。詳細な説明は省略するが、実施例３における動作タイミングチャートを実現できる。このように、実施例３における切替回路は、実施例１の切替回路対して簡単な追加を施すだけで実現できる。

また、図７に示したように、マイコンなどのディジタル制御装置を用いた切替回路であれば、実施例３における動作タイミングチャートを簡単に実現できる。

＜動作タイミングチャートの別例＞
図１９は、実施例３における動作タイミングチャートの別例であり、図１５に示した動作タイミングチャートをさらに応用したものである。認識動作において、スイッチ（第１スイッチ）２０４のオン・オフ動作によって、パルス状の認識電流を発生させる。ＬＥＤ点灯装置１００、特に制御回路１０２は、認識電流のパルスパターン（パルス数やパルス幅）によって、ＬＥＤランプを認識する。すなわち、パルスパターンによる暗号を利用する。

ＬＥＤ点灯装置１００は、予め設定される所定のパルスパターンを有する認識電流を検出しない場合、出力を停止する。なお、出力を停止してから、所定の時間が経過した後に認識動作を再開してもよい。

このような動作を実現するための制御回路１０２は、マイコンなどのディジタル制御装置を用いれば簡単に実現できる。図７に示したように、マイクロコンピュータなどのディジタル制御装置を用いた切替回路であれば、図１５に示した動作タイミングチャートを簡単に実現できる。

以上の実施例３は、実施例１で説明した低電圧検出と同様に、認識機能において識別可能である非対応光源の範囲を広げる点で有効である。また、認識電流が流れるまでの時間や認識電流のパルスパターンを用いることによって、認識機能の信頼性が向上する。

（実施例４）
＜ブロック図＞
図２０は、実施例４におけるＬＥＤランプ２３１のブロック図である。ＬＥＤランプ２３１は、図１で示したＬＥＤランプ２００に対して、検出手段（第２検出手段）２３２とスイッチ（第３スイッチ）２３５を追加したものである。図２０のＬＥＤランプ２３１には、図９のＬＥＤランプ１００に示した整流回路２２８を追加したが、整流回路２２８の追加については任意である。

検出手段（第２検出手段）２３２は、ＬＥＤランプ２３１に入力される電圧や電流を検出し、切替回路（第３切替回路）２３６に出力する。図２０では、検出手段（第２検出手段）２３２の構成として、ＬＥＤランプ２３１の入力電圧を検出する電圧検出回路２３３と入力電流を検出する電流検出回路２３４を示した。スイッチ（第３スイッチ）２３５は、ＬＥＤ負荷２０１と直列に接続され、ＬＥＤ負荷２０１をＬＥＤランプ２３１に対して接続または遮断できる。切替回路（第３切替回路）２３６は、スイッチ（第１スイッチ）２０４及びスイッチ（第３スイッチ）２３５のオン・オフ状態を切り替える。

＜動作タイミングチャート＞
検出手段（第２検出手段）２３２、スイッチ（第３スイッチ）２３５、切替回路（第３切替回路）２３６によって、ＬＥＤランプ２３１自体に過電圧検出及び過電流検出の機能を持たせることができる。

図２１は、実施例４におけるＬＥＤ照明システムの動作タイミングチャートの一例である。図２１では、ＬＥＤ点灯装置として図１のＬＥＤ点灯装置１００を想定した。図２１には、ＬＥＤ点灯装置１００の出力電圧と出力電流（ＬＥＤランプ２３１の入力電圧と入力電流）、スイッチ（第１スイッチ）２０４とスイッチ（第３スイッチ）２３５のオン・オフ状態について動作波形を示した。なお、図２１では、ＬＥＤランプ２３１の過電圧保護について説明する。過電流保護についてもほぼ同様であるため、説明を省略する。

認識動作において、ＬＥＤランプ２３１は過電圧保護のための基準電圧（第３基準電圧）を設ける。認識動作における過電圧保護の基準電圧（第３基準電圧）は、認識電圧より高くする必要があるが、ＬＥＤ負荷２０１の定格電圧より低くてもよい。ＬＥＤ点灯装置１００が接続されており、ＬＥＤランプ２３１に認識電圧が印加されていれば、過電圧保護機能は動作しない。

図２１では、認識動作において、スイッチ（第３スイッチ）２３５をオフ状態として、ＬＥＤ負荷２０１を遮断状態とする。すなわち、ＬＥＤランプ２３１は、本発明のＬＥＤ点灯装置を認識した後（定格動作に移行してから）、ＬＥＤ負荷２０１をＬＥＤランプ２３１に接続する。定格動作に移行した後については、過電圧保護の閾値を定格電圧より高い電圧に変更するか、過電圧保護の機能自体を停止すればよい。図２１では、後者について示した。

非対応点灯装置の中には、放電ランプの安定器のように、ＬＥＤ負荷２０１の定格電圧よりも高い電圧を出力するものがある。図２２は、このような非対応点灯装置が誤って接続された場合の動作タイミングチャートの一例である。ＬＥＤランプ２３１は、認識動作において過電圧を検出すると、スイッチ（第１スイッチ）２０４とスイッチ（第３スイッチ）２３５を共にオフ状態として、ＬＥＤランプ２３１に流れる電流を遮断する。これによって、ＬＥＤ負荷２０１や分流手段（第１分流手段）２０２を過電流から保護できる。スイッチ（第１スイッチ）２０４とスイッチ（第３スイッチ）２３５を共にオフ状態とした後、所定の時間が経過してから再びオン状態としてもよい。

なお、以上の動作が実現できる限り、切替回路２３６の詳細な構成については問わない。

＜ＬＥＤランプの具体例＞
図２３は、実施例４におけるＬＥＤランプ２３１の具体的構成例である。図２３において、分流手段（第１分流手段）２０２は、図５に示したものと同じである。電源装置２５１は、後に説明するコンパレータやラッチ回路などのために、制御用電源電圧を生成する。検出手段（第２検出手段）２３２として、抵抗２４０と抵抗２４１から構成される電圧検出回路を示した。スイッチ（第３スイッチ）２３５は、ＭＯＳＦＥＴ２５２である。

抵抗２３７〜２３９、コンデンサ２４６、コンパレータ２４８は、タイマー回路を構成する。コンパレータ２４８として、オープンコレクタ（またはオープンドレイン）式のＩＣを想定した。コンパレータ２４８は、起動後の所定の時間、Ｌレベル出力となる。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２５２はオフ状態となり、ＬＥＤ負荷２０１はＬＥＤランプ２３１から遮断される。これによって、認識動作が完了するまでの間、ＬＥＤ負荷２０１に過電流が流れることを防止できる。

抵抗２４２〜２４４、コンパレータ２４９、ラッチ回路２５０は、過電圧検出回路を構成する。抵抗２４２〜２４４で構成される分圧回路の分圧比によって、過電圧保護における基準電圧（第３基準電圧）が決まる。この基準電圧は、コンパレータ２４８の出力によって変化する。コンパレータ２４８の出力がＬレベルの場合、これがＨレベルの場合と比べて基準電圧（第３基準電圧）は低くなる。これによって、図２１に示したように、認識動作における過電圧保護の基準電圧を、定格動作と比べて低くできる。

過電圧を検出すると、コンパレータ２４９の出力はＨレベルとなる。ラッチ回路２５０は、コンパレータ２４９の出力がＨレベルになったことを検出すると、Ｌレベルを出力してＭＯＳＦＥＴ２５２をオフ状態とするように構成される。これによって、過電圧検出時にＬＥＤ負荷２０１をＬＥＤランプ２３１から遮断し、過電流による故障を防止できる。

以上の実施例４は、非対応点灯装置が誤って接続された場合に、ＬＥＤランプの故障を防止できる。

１００ ＬＥＤ点灯装置（１２１、１２６も同様）
１０１ 電力変換回路
１０２ 制御回路（１２７も同様）
１０３ 検出手段（２３２も同様）
１０４ 電圧検出回路（２２５、２３３も同様）
１０５ 電流検出回路（２３４も同様）
１０６ 整流回路（２２８も同様）
１０７ 力率改善回路
１０８ ＤＣ−ＤＣ変換回路
１０９ チョークコイル（１１５も同様）
１１０ ＭＯＳＦＥＴ（１１３、１１４、１３０、２０７、２１４、２２２、２５２も同様）
１１１ ダイオード（１１９、１２０も同様）
１１２ コンデンサ（１１６、１１７、２２９、２３０、２４６も同様）
１１８ トランス
１２２ 分流手段（２０２も同様）
１２３ ダミー負荷（２０３も同様）
１２４ スイッチ（２０４、２３５も同様）
１２５ 切替回路（１２８、２０５、２３６も同様）
１２９ 抵抗（２０６、２０８〜２１０、２１５〜２２０、２３７〜２４５も同様）
２００ ＬＥＤランプ（２３１も同様）
２０１ ＬＥＤ負荷
２１１ ツェナーダイオード（２１２、２１３、２２１、２４７も同様）
２２３ コンパレータ（２４８、２４９も同様）
２２４ 電源装置（２５１も同様）
２２６ ディジタル制御装置
２２７ 駆動回路
２５０ ラッチ回路
３００ ＬＥＤ照明システムの外部から入力される電源

Claims (15)

1. ＬＥＤランプとこれに給電するＬＥＤ点灯装置とを備え、
   前記ＬＥＤランプは、ＬＥＤ負荷と第１分流手段とを備え、
   該第１分流手段は、前記ＬＥＤ負荷の定格電圧より低い電圧（以下、認識電圧）が前記ＬＥＤランプに印加されたときに、前記第１分流手段に電流（以下、認識電流）が流れるように構成され、
   前記ＬＥＤ点灯装置は、外部から入力される電源電圧を変換して出力する電力変換回路と、該電力変換回路の出力を制御する制御回路と、前記電力変換回路の出力を検出する第１検出手段とを備え、
   前記制御回路は、起動後に前記電力変換回路より前記認識電圧を出力し、前記第１検出手段にて前記認識電流が流れたことを検出した後、前記電力変換回路より前記ＬＥＤランプに定格電流を出力することを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
2. 請求項１に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   該第１分流手段は、前記ＬＥＤ負荷の定格電圧が前記ＬＥＤランプに印加されたときに、前記第１分流手段に流れる電流が略ゼロとなるように構成されることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
3. 請求項２に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記第１分流手段は、第１スイッチと第１切替回路とを備え、
   該第１切替回路は、前記ＬＥＤランプに前記認識電圧が印加されたときには前記第１スイッチをオンにして前記第１分流回路に認識電流を流し、前記ＬＥＤランプに前記定格電圧が印加されたときには前記第１スイッチをオフにして前記第１分流回路に流れる電流を遮断することを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
4. 請求項３に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記第１分流手段は、前記ＬＥＤ負荷と並列に接続される第１抵抗と第１スイッチの直列体を備え、
   第１スイッチは、第１ＭＯＳＦＥＴであり、
   前記第１切替回路は、第２抵抗、第３抵抗、第４抵抗、第１ツェナーダイオード、第２ツェナーダイオード、第３ツェナーダイオード、第２ＭＯＳＦＥＴを備え、
   前記第１ツェナーダイオードと前記第２抵抗と前記第３抵抗がこの順番で直列に接続された直列体は、前記ＬＥＤ負荷と並列に接続され、前記第１ツェナーダイオードのカソード端子は、前記ＬＥＤ負荷の正極端子と接続され、前記第３抵抗の一端は、前記ＬＥＤ負荷の負極端子と接続され、
   前記第２ツェナーダイオードは、前記第３抵抗と並列に接続され、前記第２ツェナーダイオードのアノード端子は、前記ＬＥＤ負荷の負極端子と接続され、
   前記第４抵抗と前記第３ツェナーダイオードの直列体は、前記ＬＥＤ負荷と並列に接続され、前記第４抵抗の一端は、前記ＬＥＤ負荷の正極端子と接続され、前記第３ツェナーダイオードのアノード端子は、前記ＬＥＤ負荷の負極端子と接続され、
   前記第２ＭＯＳＦＥＴのゲート端子は、前記第２ツェナーダイオードのカソード端子と接続され、前記第２ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、前記第３ツェナーダイオードのカソード端子と接続され、前記第２ＭＯＳＦＥＴのソース端子は、前記ＬＥＤ負荷の負極端子と接続されることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記制御回路は、前記電力変換回路が前記認識電圧を出力するとき、前記電力変換回路を定電圧動作させ、前記電力変換回路が前記定格電流を出力するとき、前記電力変換回路を定電流動作させることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
6. 請求項５に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記制御回路は、前記電力変換回路が前記定格電流の出力を開始した後、前記電力変換回路の出力電圧が所定の第１基準電圧より低い場合、前記定格電流の出力を停止し、
   前記第１基準電圧は、前記定格電圧より低い電圧であることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記ＬＥＤ点灯装置は、前記電力変換回路が出力する電流を分流させるための第２分流手段を備え、
   前記制御回路は、前記電力変換回路が前記認識電圧を出力するとき、前記電力変換回路が前記認識電流より大きな電流を出力するように定電流動作させ、前記電力変換回路の出力電圧が所定の第２基準電圧より低いことを検出した後、前記電力変換回路より前記ＬＥＤランプに定格電流を出力し、
   前記第２基準電圧は、前記認識電圧より高い電圧であることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
8. 請求項７に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記第２分流手段は、第２スイッチと第２切替回路とを備え、
   該第２切替回路は、前記電力変換回路が前記認識電圧を出力するときには前記第２スイッチをオンにして前記第２分流回路に認識電流を流し、前記電力変換回路が前記定格電圧を出力するときには前記第２スイッチをオフにして前記第２分流回路に流れる電流を遮断することを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
9. 請求項８に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
   前記第２分流手段は、前記電力変換回路の出力端子間に接続される第５抵抗と第３ＭＯＳＦＥＴの直列体であることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
   
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
    前記第１分流手段は、前記ＬＥＤランプに前記認識電圧が印加されてから、所定の時間が経過した後で前記ＬＥＤランプに認識電流が流れるように構成され、
    前記制御回路は、起動から前記認識電流を検出するまでの時間が所定の範囲内である場合に、前記電力変換回路より前記ＬＥＤランプに定格電流を出力することを特徴とするＬＥＤ照明システム。
    
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
    前記第１分流手段は、前記ＬＥＤランプに前記認識電圧が印加されてから、パルス状の認識電流が流れるように構成され、
    前記制御回路は、パルス状の前記認識電流を検出し、前記認識電流のパルスパターンによって前記ＬＥＤランプを認識した後、前記電力変換回路より前記ＬＥＤランプに定格電流を出力することを特徴とするＬＥＤ照明システム。
    
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
    前記ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤ負荷と直列に接続される第３スイッチと、第３切替回路と、前記ＬＥＤランプの入力を検出する第２検出手段とを備え、
    前記第３切替回路は、ＬＥＤランプに入力される電圧が所定の第３基準電圧より高いことを検出した場合、第３スイッチをオフにすることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
    
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載のＬＥＤ照明システムにおいて、
    前記電力変換回路は、外部から入力される交流電圧を整流して整流電圧を生成する整流回路と、前記整流電圧を直流中間電圧に変換しつつ、外部から入力される交流電流の高調波成分を低減する力率改善回路と、前記直流中間電圧を変換して直流電圧を出力するＤＣ−ＤＣ変換回路とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
    
14. 光源と接続し、該光源に給電するＬＥＤ点灯装置において、
    前記ＬＥＤ点灯装置は、外部から入力される電源電圧を変換して出力する電力変換回路と、該電力変換回路の出力を制御する制御回路と、前記電力変換回路の出力を検出する第１検出手段とを備え、
    前記制御回路は、起動後に前記電力変換回路より所定の電圧より低い電圧（認識電圧）を出力し、
    前記第１検出手段にて所定の電流（認識電流）が流れたことを検出した場合、前記電力変換回路より定格電流を出力し、
    前記第１検出手段にて電流を検出しない場合、前記電力変換回路より定格電流を出力しない、
    ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
    
15. ＬＥＤランプにおいて、
    前記ＬＥＤランプは、ＬＥＤ負荷と第１分流手段とを備え、
    該第１分流手段は、
    前記ＬＥＤ負荷の定格電圧より低い電圧（以下、認識電圧）が前記ＬＥＤランプに印加されたときに、前記第１分流手段に電流（以下、認識電流）が流れ、前記ＬＥＤ負荷には電流が流れず、
    前記ＬＥＤ負荷の定格電圧が前記ＬＥＤランプに印加されたときに、前記ＬＥＤ負荷に電流が流れ、前記第１分流手段に流れる電流が略ゼロとなる、
    構成としたことを特徴とするＬＥＤランプ。