JP2016143654A - Ｌｅｄ駆動装置及びこれを用いたｌｅｄ照明機器 - Google Patents

Abstract

【課題】昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを要することなく複数のＬＥＤを均一に駆動する。
【解決手段】ＬＥＤ駆動装置は、ｎ直列のＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）（図４ではｎ＝６）を含むＬＥＤ発光部に供給される入力電圧ＶＩＮの変動に応じてＬＥＤの点灯数ｋを増減しつつ（状態Ｂではｋ＝１、状態Ｃではｋ＝２、…、状態Ｇではｋ＝６）、０＜ｋ＜ｎであるとき（状態Ｂ〜Ｆ）には、点灯対象となるＬＥＤを時分割で変化させるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える制御部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤ［light emitting diode］駆動装置、及び、これを用いたＬＥＤ照明機器に関する。

本願出願人による特許文献１には、複数のＬＥＤを直列に接続して成るＬＥＤストリングと、ＬＥＤストリングに供給される入力電圧の変動に応じてＬＥＤの点灯数を変えながらＬＥＤストリングに流れる駆動電流の定電流制御を行う発光制御部と、を有するＬＥＤ照明機器が開示されている。

特開２０１３−２２５３９３号公報

特許文献１の従来技術であれば、入力電圧を十分に高めておくための昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを設ける必要がなくなるので、回路規模を縮小をすることが可能となる。

しかしながら、特許文献１の従来技術では、入力電圧が高いほどＬＥＤストリングの上流側から順にＬＥＤの点灯数を増やしていく構成（＝入力電圧が低いほど下流側のＬＥＤを点灯対象から除外する構成）が採用されていた。そのため、ＬＥＤストリングを形成する複数のＬＥＤを個別に見ると、各々の点灯時間に偏りを生じるという課題があった。

本発明は、本願の発明者らにより見出された上記の課題に鑑み、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを要することなく複数のＬＥＤを均一に駆動することのできるＬＥＤ駆動装置、及び、これを用いたＬＥＤ照明機器を提供することを目的とする。

本明細書中に開示されているＬＥＤ駆動装置は、ｎ直列（ただしｎ≧２）のＬＥＤを含むＬＥＤ発光部に供給される入力電圧の変動に応じて前記ＬＥＤの点灯数ｋを増減しつつ０＜ｋ＜ｎであるときには点灯対象となるＬＥＤを時分割で変化させるように各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える制御部を有する構成（第１の構成）とされている。

また、本明細書中に開示されているＬＥＤ駆動装置は、ｎ個（ただしｎ≧２）のＬＥＤを含むＬＥＤ発光部に供給される入力電圧の変動に応じて前記ＬＥＤの直列数ｉと並列数ｊ（ただしｉ≦ｎかつｊ＝ｎ／ｉ）の双方を変化させるように各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える制御部を有する構成（第２の構成）とされている。

なお、第１または第２の構成から成るＬＥＤ駆動装置は、前記ＬＥＤ発光部に駆動電流を供給する電流源をさらに有する構成（第３の構成）にするとよい。

また、第３の構成から成るＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記駆動電流の監視結果に応じて前記電流源を制御する構成（第４の構成）にするとよい。

また、本明細書中に開示されたＬＥＤ照明機器は、第１〜第４いずれかの構成から成るＬＥＤ駆動装置と、前記ＬＥＤ駆動装置によって駆動されるＬＥＤ発光部と、を有する構成（第５の構成）とされている。

なお、第５の構成から成るＬＥＤ照明機器において、前記ＬＥＤ発光部に含まれる複数のＬＥＤは、それぞれ、直列ないし並列に接続されたＬＥＤ素子群である構成（第６の構成）にするとよい。

また、第５または第６の構成から成るＬＥＤ照明機器は、交流電圧を整流して前記入力電圧を生成する整流器をさらに有する構成（第７の構成）にするとよい。

また、第７の構成から成るＬＥＤ照明機器において、前記整流器は、前記交流電圧を全波整流して前記入力電圧を生成するダイオードブリッジである構成（第８の構成）にするとよい。

また、第５〜第８いずれかの構成から成るＬＥＤ照明機器は、前記入力電圧を平滑化する平滑キャパシタをさらに有する構成（第９の構成）にするとよい。

また、第５〜第９いずれかの構成から成るＬＥＤ照明機器は、電球形ＬＥＤランプ、環形ＬＥＤランプ、直管形ＬＥＤランプ、ＬＥＤシーリングライト、または、ＬＥＤダウンライトとして用いられる構成（第１０の構成）にするとよい。

本明細書中に開示されている発明によれば、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを要することなく複数のＬＥＤを均一に駆動することのできるＬＥＤ駆動装置、及び、これを用いたＬＥＤ照明機器を提供することが可能となる。

ＬＥＤ照明機器１の第１実施形態を示す図 ＬＥＤ発光部２０の第１駆動例（ＶＩＮ≧１Ｖｆのとき）を示す状態遷移図 ＬＥＤ発光部２０の第１駆動例（ＶＩＮ≧２Ｖｆのとき）を示す状態遷移図 入力電圧ＶＩＮとＬＥＤ点灯状態との関係を示すタイミングチャート 第１実施形態における入力電圧ＶＩＮと消費電力Ｐとの関係を示す図 回路規模の縮小効果を説明するためのブロック図 ＬＥＤ照明機器１の第２実施形態を示す図 ＬＥＤ発光部２０の第２駆動例を示す状態遷移図 ＬＥＤ照明機器１の第３実施形態を示す図 第３実施形態における入力電圧ＶＩＮと消費電力Ｐとの関係を示す図 ＬＥＤ照明機器１の一適用例を示す外観図

＜第１実施形態＞
図１は、ＬＥＤ照明機器１の第１実施形態を示す図である。本実施形態のＬＥＤ照明機器１は、ＬＥＤ駆動装置１０と、ＬＥＤ発光部２０と、全波整流器３０と、を有する。

ＬＥＤ発光部２０は、ＬＥＤ駆動装置１０によって発光駆動される光源であり、ｎ直列（ただしｎ≧２）のＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を含む。なお、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）は、それぞれ、単一のＬＥＤ素子でもよいし、直列ないし並列に接続されたＬＥＤ素子群でもよい。ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）は、それぞれ、昼光色（色温度６７００Ｋ）、昼白色（色温度５０００Ｋ）、白色（色温度４２００Ｋ）、温白色（色温度３５００Ｋ）、ないしは、電球色（色温度３０００Ｋ）の光を発する発光素子であり、各々に流れる駆動電流ＩＬＥＤが大きいほど高輝度で発光する。ＬＥＤ発光部２０は、その取り扱いを容易とするためにモジュール化しておくことが望ましい。なお、電流源１２での電圧降下を無視した場合、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を全点灯するためには、ｎ×Ｖｆ（ただし、ＶｆはＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）それぞれの順方向降下電圧）以上の入力電圧ＶＩＮが必要となる。

全波整流器３０は、商用交流電源ＰＷから供給される交流電圧ＶＡＣを全波整流して入力電圧ＶＩＮを生成する。全波整流器３０としては、本図で示したように、ダイオードブリッジを好適に用いることができる。なお、全波整流器３０は、ＬＥＤ駆動装置１０と共にモジュール化しておくことが望ましい。

ＬＥＤ駆動装置１０は、全波整流器３０から入力電圧ＶＩＮの供給を受けて、後段に接続されるＬＥＤ発光部２０を駆動する主体であり、制御部１１と電流源１２とを含む。

制御部１１は、入力電圧ＶＩＮの周期的な変動に応じてＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）相互間の接続状態を切り替えることにより、ＬＥＤ点灯数やＬＥＤ点灯位置を適宜変更する機能を備えている（詳細は後述）。上記機能を実現すべく、制御部１１には、ＬＥＤ発光部２０の両端ノード（ＬＥＤ２０（１）のアノードとＬＥＤ２０（ｎ）のカソード）だけでなく、複数の中間ノード（ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）相互間の接続ノード）が接続されている。また、制御部１１は、駆動電流ＩＬＥＤの監視結果に応じて電流源１２を制御する機能も備えている。なお、制御部１１は、半導体装置（いわゆるＬＥＤドライバＩＣ）として実装することが可能である。

電流源１２は、入力電圧ＶＩＮの印加端とＬＥＤ発光部２０（より具体的には、ＬＥＤ２０（１）のアノード）との間に接続されており、ＬＥＤ発光部２０に供給するための駆動電流ＩＬＥＤを生成する。なお、本図では、電流源１２をＬＥＤ発光部２０の上流側に設けているが、これとは逆に、電流源１２をＬＥＤ発光部２０の下流側に設けることも可能である。また、本図では、制御部１１と電流源１２とを別個独立に設けているが、双方を単一の半導体装置に集積化することも可能である。

以下では、制御部１１によるＬＥＤ点灯数及びＬＥＤ点灯位置の可変制御について、図２〜図４を参照しながら具体的に説明する。

図２は、ＬＥＤ発光部２０の第１駆動例を示す状態遷移図であり、特に、１Ｖｆ≦ＶＩＮ＜２Ｖｆである場合の挙動が示されている。１Ｖｆ≦ＶＩＮ＜２Ｖｆである場合には、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）のうち、いずれか１つのみを点灯させることができる。ここで、制御部１１は、（ａ）欄〜（ｃ）欄で示すように、点灯対象となるＬＥＤを時分割で変化させるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替えていく。

より具体的に述べると、（ａ）欄では、ＬＥＤ２０（１）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（１）のみに流れるので、ＬＥＤ２０（１）のみが点灯される。

また、（ｂ）欄では、ＬＥＤ２０（２）のアノードが電流源１２の出力端（ＬＥＤ２０（１）のアノード）に接続されて、ＬＥＤ２０（２）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（２）のみに流れるので、ＬＥＤ２０（２）のみが点灯される。

また、（ｃ）欄では、ＬＥＤ２０（ｎ）のアノードが電流源１２の出力端（ＬＥＤ２０（１）のアノード）に接続されて、ＬＥＤ２０（ｎ）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（ｎ）のみに流れるので、ＬＥＤ２０（ｎ）のみが点灯される。

なお、ＬＥＤ２０（３）〜２０（ｎ−１）のいずれか一つを点灯する場合には、上記の例示に倣い、点灯対象となるＬＥＤ２０（ｘ）（ただし、ｘ＝３，４，…，（ｎ−１））のアノードが電流源１２の出力端（ＬＥＤ２０（１）のアノード）に接続されて、ＬＥＤ２０（ｘ）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替えればよい。

このように、１Ｖｆ≦ＶＩＮ＜２Ｖｆである場合、制御部１１は、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を１つずつ点灯させていく。各ＬＥＤの点灯順序は任意であり、例えば、ＬＥＤ発光部２０の上流側から下流側（または下流側から上流側）に向けて点灯対象のＬＥＤを順次切り替えてもよいし、或いは、乱数的に点灯対象のＬＥＤを切り替えてもよい。

図３は、先の図２と同じく、ＬＥＤ発光部２０の第１駆動例を示す状態遷移図であり、特に、２Ｖｆ≦ＶＩＮ＜３Ｖｆである場合の挙動が示されている。２Ｖｆ≦ＶＩＮ＜３Ｖｆである場合には、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）のうち、いずれか２つずつを同時に点灯させることができる。ここで、制御部１１は、（ａ）欄〜（ｃ）欄で示すように、点灯対象となる２つのＬＥＤを時分割で変化させるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替えていく。

より具体的に述べると、（ａ）欄では、ＬＥＤ２０（２）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（１）及びＬＥＤ２０（２）に流れるので、ＬＥＤ２０（１）及びＬＥＤ２０（２）が同時に点灯される。

また、（ｂ）欄では、ＬＥＤ２０（３）のアノードが電流源１２の出力端（ＬＥＤ２０（１）のアノード）に接続されて、ＬＥＤ２０（４）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（３）及びＬＥＤ２０（４）に流れるので、ＬＥＤ２０（３）及びＬＥＤ２０（４）が同時に点灯される。

また、（ｃ）欄では、ＬＥＤ２０（ｎ−１）のアノードが電流源１２の出力端（ＬＥＤ２０（１）のアノード）に接続されて、ＬＥＤ２０（ｎ）のカソードが接地端に接続されて、他のノードがいずれもオープンとされている。このような接続により、駆動電流ＩＬＥＤがＬＥＤ２０（ｎ−１）及びＬＥＤ２０（ｎ）に流れるので、ＬＥＤ２０（ｎ−１）及びＬＥＤ２０（ｎ）が同時に点灯される。

このように、２Ｖｆ≦ＶＩＮ＜３Ｖｆである場合、制御部１１は、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を２つずつ点灯させていく。なお、先と同じく各ＬＥＤの点灯順序は任意である。また、本図の例では、点灯対象となる２つのＬＥＤが互いに隣接している場合を描写したが、両ＬＥＤの相対位置はこれに限定されるものではなく、点灯対象となる２つのＬＥＤが互いに離れていても構わない。

図４は、入力電圧ＶＩＮとＬＥＤ点灯状態との関係を示すタイミングチャートであり、入力電圧ＶＩＮの変動挙動とＬＥＤ２０（１）〜２０（６）の点灯状態（図示の便宜上、ｎ＝６とし、ハイレベルをオン（点灯）、ローレベルをオフ（消灯）とする）が描写されている。なお、本図では、時刻ｔ１〜ｔ１４に亘り、入力電圧ＶＩＮが０Ｖから６Ｖｆを上回る電圧レベルまで上昇した後、再び０Ｖまで低下していく様子が描写されている。

時刻ｔ１〜ｔ２（状態Ａ）では、入力電圧ＶＩＮが最も低い状態であり、０≦ＶＩＮ＜１Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を１つも点灯させることができない。

時刻ｔ２〜ｔ３（状態Ｂ）では、入力電圧ＶＩＮが上昇して、１Ｖｆ≦ＶＩＮ＜２Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、点灯対象となるＬＥＤを周期Ｔ毎に変化させながら、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を１つずつ順次点灯させていく（先の図２を参照）。本図では、時刻ｔ２〜ｔ３に亘って、ＬＥＤ２０（１）→ＬＥＤ２０（２）→ＬＥＤ２０（３）の順で、点灯対象となるＬＥＤが切り替えられている。

時刻ｔ３〜ｔ４（状態Ｃ）では、入力電圧ＶＩＮがさらに上昇して、２Ｖｆ≦ＶＩＮ＜３Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、点灯対象となるＬＥＤを周期Ｔ毎に変化させながら、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を２つずつ順次点灯させていく（先の図３を参照）。本図では、時刻ｔ３〜ｔ４に亘って、ＬＥＤ２０（４）及び２０（５）→ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）→ＬＥＤ２０（２）及び２０（３）→ＬＥＤ２０（４）及び２０（５）の順で、点灯対象となるＬＥＤが切り替えられている。

上記したように、状態Ｃでは、その直前にＬＥＤ２０（３）が点灯対象とされていたことに鑑み、ＬＥＤ２０（３）に隣接するＬＥＤ２０（４）及び２０（５）が最初の点灯対象として選択されている。このような選択手法によれば、点灯対象となるＬＥＤをシームレスに切り替えていくことが可能となる。

時刻ｔ４〜ｔ５（状態Ｄ）では、入力電圧ＶＩＮがさらに上昇して、３Ｖｆ≦ＶＩＮ＜４Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、点灯対象となるＬＥＤを周期Ｔ毎に変化させながら、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を３つずつ順次点灯させていく。本図では、時刻ｔ４〜ｔ５に亘り、ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）〜２０（２）→ＬＥＤ２０（３）〜２０（５）→ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）〜２０（２）→ＬＥＤ２０（３）〜２０（５）の順で、点灯対象となるＬＥＤが切り替えられている。

時刻ｔ５〜ｔ６（状態Ｅ）では、入力電圧ＶＩＮがさらに上昇して、４Ｖｆ≦ＶＩＮ＜５Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、点灯対象となるＬＥＤを周期Ｔ毎に変化させながら、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を４つずつ順次点灯させていく。本図では、時刻ｔ５〜ｔ６に亘り、ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）〜２０（３）→ＬＥＤ２０（４）〜２０（６）及び２０（１）→ＬＥＤ２０（２）〜２０（５）→ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）〜２０（３）の順で、点灯対象となるＬＥＤが切り替えられている。

時刻ｔ６〜ｔ７（状態Ｆ）では、入力電圧ＶＩＮがさらに上昇して、５Ｖｆ≦ＶＩＮ＜６Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、点灯対象となるＬＥＤを周期Ｔ毎に変化させながら、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を５つずつ順次点灯させていく。本図では、時刻ｔ６〜ｔ７に亘って、ＬＥＤ２０（４）〜２０（６）及び２０（１）〜２０（２）→ＬＥＤ２０（３）〜２０（６）及び２０（１）→ＬＥＤ２０（２）〜２０（６）→ＬＥＤ２０（１）〜２０（５）→ＬＥＤ２０（６）及び２０（１）〜２０（４）の順で点灯対象となるＬＥＤが切り替えられている。

時刻ｔ７〜ｔ８（状態Ｇ）では、入力電圧ＶＩＮがさらに上昇して、ＶＩＮ≧６Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、ＬＥＤ２０（１）〜２０（６）を６つ全て点灯させることができる。

一方、時刻ｔ８〜ｔ１４では、入力電圧ＶＩＮが低下に転じ、ＶＩＮ＜６Ｖｆとなっている。従って、制御部１１は、ＬＥＤ点灯数及びＬＥＤ点灯位置の可変制御を再開する。このとき、状態Ａ〜Ｇは、図示の順序で変遷していく（Ｇ→Ｆ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ）。

上記したように、制御部１１は、入力電圧ＶＩＮの変動に応じてＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）の点灯数ｋを増減しつつ、０＜ｋ＜ｎであるとき（すなわち全消灯状態と全点灯状態以外）には、点灯対象となるＬＥＤを時分割（周期Ｔ）で変化させるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える機能を備えている。

図５は、第１実施形態における入力電圧ＶＩＮと消費電力Ｐとの関係を示す図である。本図で示すように、ＬＥＤ照明機器１の消費電力Ｐは、入力電圧ＶＩＮの変動に合わせて周期的に増減する形となる。これは、既存の白熱電球に似た挙動であると言える。なお、ＬＥＤ点灯数の可変動作に伴い、ＬＥＤ発光部２０全体の輝度には周期的な揺らぎが生じるが、この揺らぎは人間の目で視認されるものではない。

図６は、第１実施形態の採用に伴う回路規模の縮小効果を説明するためのブロック図である。（ａ）欄のＬＥＤ照明機器１００は、ＬＥＤ発光部１２０に含まれるＬＥＤ全てを一定の輝度で同時点灯するための手段として、全波整流器１３０とＬＥＤ駆動装置１１０との間に、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０やフィルタ回路１５０を必要とする。

一方、（ｂ）欄で示す本実施形態のＬＥＤ照明機器１は、ＬＥＤ発光部２０に含まれるＬＥＤ全てを一定の輝度で同時点灯することに固執せず、入力電圧ＶＩＮの変動に応じて点灯可能なものだけを一定の輝度で点灯する構成とされている。このような構成とすることにより、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０やフィルタ回路１５０が不要となるので、ＬＥＤ照明機器１のコストダウンを実現することが可能となる。

また、先にも述べたように、本実施形態のＬＥＤ照明機器１では、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）の全消灯時と全点灯時以外、点灯対象となるＬＥＤが時分割で時々刻々と変化される。このような構成とすることにより、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を均一に駆動することができるので、ＬＥＤ発光部２０全体を偏りなく発光させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
図７は、ＬＥＤ照明機器１の第２実施形態を示す図である。第２実施形態は、先出の第１実施形態（図１）とほぼ同様の構成であるが、制御部１１に対して、電流源１２の出力端、並びに、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）それぞれのアノード及びカソードが、それぞれ別個独立に接続されている点に特徴を有している。以下では、第２実施形態を採用することによりその実施が可能となるＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）の第２駆動例について、図８を参照しながら詳細に説明する。

図８は、ＬＥＤ発光部２０の第２駆動例を示す状態遷移図である。１Ｖｆ≦ＶＩＮ＜２Ｖｆである場合、制御部１１は、（ａ）欄の上段で示したように、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）のアノードをいずれも電流源１２の出力端に接続すると共に、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）のカソードをいずれも接地端に接続する。このとき、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）は、（ａ）欄の下段で示したように、定電流源１２の出力端と接地端との間にｎ並列された状態となる。このような接続状態において、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）には、それぞれ、駆動電流ＩＬＥＤの１／ｎが流れる。従って、低輝度ではあるものの、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）全てが点灯される。

また、２Ｖｆ≦ＶＩＮ＜３Ｖｆである場合、制御部１１は、（ｂ）欄の上段で示したように、ＬＥＤ２０（ｐ）（ただしｐ＝１，３，…，（ｎ−１））のアノードをいずれも電流源１２の出力端に接続するとともに、ＬＥＤ２０（ｐ）のカソードとＬＥＤ２０（ｐ＋１）のアノードを相互に接続し、さらに、ＬＥＤ２０（ｐ＋１）のカソードをいずれも接地端に接続する。このとき、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）は、（ｂ）欄の下段で示したように、定電流源１２の出力端と接地端との間に２直列ｎ／２並列された状態となる。このような接続状態において、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）には、それぞれ、駆動電流ＩＬＥＤの２／ｎが流れる。従って、（ａ）欄で示した接続状態（ｎ並列）と比べて２倍の輝度でＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）全てが点灯される。

また、ＶＩＮ≧ｎ×Ｖｆである場合、制御部１１は、（ｃ）欄の上段で示したように、ＬＥＤ２０（１）のアノードを電流源１２の出力端に接続すると共に、ＬＥＤ２０（ｑ）（ただしｑ＝１，２，…，ｎ−１）のカソードとＬＥＤ２０（ｑ＋１）のアノードを相互に接続し、さらに、ＬＥＤ２０（ｎ）のカソードを接地端に接続する。このとき、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）は、（ｃ）欄の下段で示した通り、定電流源１２の出力端と接地端との間にｎ直列された状態となる。このような接続状態において、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）には、それぞれ、駆動電流ＩＬＥＤが流れる。従って、（ａ）欄で示した接続状態（ｎ並列）と比べてｎ倍の輝度でＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）全てが点灯される。

上記のように、制御部１１は、ｎ個（ただしｎ≧２）のＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を含むＬＥＤ発光部２０に供給される入力電圧ＶＩＮの変動に応じて、ＬＥＤの直列数ｉと並列数ｊ（ただしｉ≦ｎかつｊ＝ｎ／ｉ）の双方を変化させるように、各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える機能を備えている。

すなわち、本実施形態のＬＥＤ照明機器１は、ＬＥＤ２０（１）〜２０（ｎ）を入力電圧ＶＩＮの変動に応じた輝度で全点灯する構成とされている。このような構成とすることにより、先の第１実施形態と同様、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０やフィルタ回路１５０が不要となるので、ＬＥＤ照明機器１のコストダウンを実現することが可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明機器１では、ＬＥＤ点灯数が可変制御されないので、ＬＥＤ発光部２０全体を偏りなく発光させることが可能となる。

＜第３実施形態＞
図９は、ＬＥＤ照明機器１の第３実施形態を示す図である。本実施形態は、先出の第１実施形態（図１）とほぼ同様の構成であるが、全波整流器３０の出力端（＝制御部１１の電源端）と接地端との間に、入力電圧ＶＩＮを平滑化するための平滑キャパシタ４０が接続されている点に特徴を有する。

このような構成とすることにより、入力電圧ＶＩＮがゼロ値またはその近傍値まで低下することを防止して、フリッカの要因となるＬＥＤ発光部２０の意図しない周期的な消灯を解消することが可能となる（図１０を参照）。

なお、先出の第２実施形態（図７）をベースとして、平滑キャパシタ４０を追加することも当然に可能である。

＜ＬＥＤ照明機器の具体的な適用例＞
図１１は、ＬＥＤ照明機器１の一適用例を示す外観図である。本図の（Ａ）欄には、電球形ＬＥＤランプ１ａ、環形ＬＥＤランプ１ｂ、及び、直管形ＬＥＤランプ１ｃが示されている。また、本図の（Ｂ）欄には、ＬＥＤシーリングライト１ｄが示されており、本図の（Ｃ）欄には、ＬＥＤダウンライト１ｅが示されている。ただし、これらの図示はあくまでも例示であり、ＬＥＤ照明機器１は、多種多様な形態で用いることが可能である。

＜その他の変形例＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置に利用することが可能である。

１ ＬＥＤ照明機器
１ａ 電球形ＬＥＤランプ
１ｂ 環形ＬＥＤランプ
１ｃ 直管形ＬＥＤランプ
１ｄ ＬＥＤシーリングライト
１ｅ ＬＥＤダウンライト
１０ ＬＥＤ駆動装置
１１ 制御部
１２ 電流源
２０ ＬＥＤ発光部
２０（１）〜２０（ｎ） ＬＥＤ
３０ 全波整流器（ダイオードブリッジ）
４０ 平滑キャパシタ
ＰＷ 商用交流電源

Claims (10)

1. ｎ直列（ただしｎ≧２）のＬＥＤ［light emitting diode］を含むＬＥＤ発光部に供給される入力電圧の変動に応じて前記ＬＥＤの点灯数ｋを増減しつつ０＜ｋ＜ｎであるときには点灯対象となるＬＥＤを時分割で変化させるように各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える制御部を有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
2. ｎ個（ただしｎ≧２）のＬＥＤを含むＬＥＤ発光部に供給される入力電圧の変動に応じて前記ＬＥＤの直列数ｉと並列数ｊ（ただしｉ≦ｎかつｊ＝ｎ／ｉ）の双方を変化させるように各ＬＥＤ相互間の接続状態を切り替える制御部を有することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
3. 前記ＬＥＤ発光部に駆動電流を供給する電流源をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ駆動装置。
4. 前記制御部は、前記駆動電流の監視結果に応じて前記電流源を制御することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のＬＥＤ駆動装置と、
   前記ＬＥＤ駆動装置によって駆動されるＬＥＤ発光部と、
   を有することを特徴とするＬＥＤ照明機器。
6. 前記ＬＥＤ発光部に含まれる複数のＬＥＤは、それぞれ、直列ないし並列に接続されたＬＥＤ素子群であることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明機器。
7. 交流電圧を整流して前記入力電圧を生成する整流器をさらに有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＬＥＤ照明機器。
8. 前記整流器は、前記交流電圧を全波整流して前記入力電圧を生成するダイオードブリッジであることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明機器。
9. 前記入力電圧を平滑化する平滑キャパシタをさらに有することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明機器。
10. 電球形ＬＥＤランプ、環形ＬＥＤランプ、直管形ＬＥＤランプ、ＬＥＤシーリングライト、または、ＬＥＤダウンライトとして用いられることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明機器。