JP2016170985A - 点灯回路、照明器具および照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供する。【解決手段】点灯回路１は、識別抵抗２３の抵抗値を検出する特性検出部１４と、特性検出部１４が識別抵抗２３の抵抗値を検出した場合に、固体発光素子モジュール２に設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部１２とを備え、設定電流は、識別抵抗２３の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗２３の抵抗値が増加するにつれて減少する電流であり、特性検出部１４は、識別抵抗２３の抵抗値に基づいて、識別抵抗２３の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧ＶＲＬを出力調整部１２に出力し、出力調整部１２は、基準電圧ＶＲＬに基づいて、固体発光素子モジュール２に設定電流を流すための電圧を調整する。【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備えた点灯回路、照明器具およびこれを備える照明システムに関する。

従来、点灯装置として、ＬＥＤモジュール、ＬＥＤ点灯装置等が知られている（例えば、特許文献１参考）。特許文献１に開示された発明において、ＬＥＤモジュールは、ランプの識別情報に応じてＬＥＤの設定電流値が制御されている。しかし、周囲温度の変化や点灯状況等により、ランプの識別情報に基づく識別信号はばらつくことになる。

特開２０１１−１８１２９５号公報

特許文献１に記載のＬＥＤモジュールでは、ランプの識別情報に応じて、設定電流値を制御する方法が開示されている。しかし、接続端子の電圧値（すなわち、識別抵抗の抵抗値に比例の値）と設定電流値とは正比例の関係となるように設定電流値が制御されている。また、設定電流値の制御がステップ状に行われる場合にも、基本的には比例関係すなわち識別抵抗の抵抗値が増加するとともに一定の割合でステップ状に増加するように、設定電流値が制御されている。

このような制御では、周辺温度の上昇や点灯状況により、例えばＬＥＤモジュールやＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄｓ）が異常状態となり抵抗の温度が上昇した場合、ＬＥＤの出力も増加を続け、ＬＥＤの出力が大きくなるといった問題がある。

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る点灯回路は、固体発光素子モジュールに電流を供給する点灯回路である。前記固体発光素子モジュールは、固体発光素子と、前記固体発光素子の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗を備えている。前記点灯回路は、前記識別抵抗の抵抗値を検出する特性検出部と、前記特性検出部が前記識別抵抗の抵抗値を検出した場合に、前記固体発光素子モジュールに設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部とを備えている。

ここで、前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、前記識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流である。また、前記特性検出部は、前記識別抵抗の抵抗値に基づいて、前記識別抵抗の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧を前記出力調整部に出力する。前記出力調整部は、前記基準電圧に基づいて、前記固体発光素子モジュールに前記設定電流を流すための電圧を調整する。

本発明によれば、異常状態においても正常な光を出力することができる点灯回路、照明器具および照明システムを提供することができる。

実施の形態１に係る照明システムの外観の概要を示す斜視図 実施の形態１に係る照明システムの概略回路図 実施の形態１にかかるＬＥＤモジュールにおける点灯回路の概略図 図１に示した点灯回路における識別抵抗に発生する電圧と設定電圧値（基準電圧）との関係を示す図 実施の形態１にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図 実施の形態２にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図 実施の形態３にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図 実施の形態４にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図 実施の形態５にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図 実施の形態６にかかる照明システムの外観図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
［１−１．照明システムの構成］
まず、実施の形態１に係る照明システムの構成について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る照明システム１０の外観の概要を示す斜視図である。

図２は、本実施の形態に係る照明システム１０の概略回路図である。

図１に示されるように、本実施の形態にかかる照明システム１０は、照明器具４及びＬＥＤモジュール２とを備えている。照明器具４は、ＬＥＤモジュール２に電流を供給する器具であり、点灯回路１を含む電源ボックス５と、ソケット６とを備える。また、ＬＥＤモジュール２は、照明器具４から電流を供給されることにより照明光を出射する光源部であり、照明器具４のソケット６に接続されるプラグ２２と、光源２０とを備える。

図２に示されるように、本実施の形態に係る照明器具４は、ＬＥＤモジュール２のＬＥＤ２１に電流を供給する出力端子６１及び６３と、ＬＥＤモジュール２の電気的特性を検出するための電圧が印加される出力端子６２とをさらに備える。本実施の形態において出力端子６１及び６３と、出力端子６２とは、ソケット６に備えられる。

点灯回路１は、ＬＥＤモジュール２に電流を供給する回路である。点灯回路１の詳細については後述する。

ソケット６は、ＬＥＤモジュール２のプラグ２２と接続される接続部品であり、出力端子６１、６２及び６３を備える。ソケット６の形状、構造などは、プラグ２２に対応するものであれば特に限定されない。

プラグ２２は、ソケット６及び光源２０と接続される接続部品であり、図２に示されるように第一の接続端子２２１、第二の接続端子２２２及び第三の接続端子２２３を備える。プラグ２２の形状、構造などは、ソケット６に対応するものであれば特に限定されない。

第一の接続端子２２１は、プラグ２２が備える端子の一つであり、ＬＥＤ２１のアノード側に接続される。

第二の接続端子２２２は、プラグ２２が備える端子の一つであり、識別抵抗２３に接続されて、識別信号を生成するための電圧が照明器具４から印加される。

第三の接続端子２２３は、プラグ２２が備える端子の一つであり、ＬＥＤ２１のカソード側に接続される。

第一の接続端子２２１、第二の接続端子２２２及び第三の接続端子２２３は、ソケット６とプラグ２２が接続されることにより、ソケット６の出力端子６１、６２及び６３にそれぞれ接続される。

光源２０は、ＬＥＤモジュール２の発光部であり、ＬＥＤ２１、識別抵抗２３、接続端子２０１、２０２及び２０３と、それらが設けられた基体（図示せず）とを備える。本実施の形態では、基体は、平板状の基板で構成される。

ＬＥＤ２１は、ＬＥＤモジュール２の光源として用いられる固体発光素子である。ＬＥＤ２１は、例えば、表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型ＬＥＤ素子で構成される。

接続端子２０１は、ＬＥＤ２１のアノード側に接続される端子である。接続端子２０１は、プラグ２２を介して、照明器具４の高電圧側の出力端子６１に接続される。

接続端子２０２は、識別抵抗２３に接続される端子である。接続端子２０２は、プラグ２２を介して、照明器具４の出力端子６２に接続される。

接続端子２０３は、ＬＥＤ２１のカソード側に接続される端子である。接続端子２０３は、プラグ２２を介して、照明器具４の低電圧側の出力端子６３に接続される。

識別抵抗２３は、接続端子２０２と接続端子２０３との間に接続されて、識別信号を生成するための電圧が照明器具４から印加される。識別抵抗２３は、特性設定部とも呼ばれる。識別抵抗２３は、以下に詳述するように、接続端子２０２と接続端子２０３との間を接続する構成である。ＬＥＤ２１の電気的特性に対応する抵抗値を有する識別抵抗２３によって接続端子２０２と接続端子２０３との間を接続することにより、当該電気的特性に対応した識別信号を生成することができる。

なお、識別抵抗２３に代えて、接続端子２０２と接続端子２０３との間を開放若しくは短絡とする構成であってもよい。

［１−２．点灯回路の構成］
続いて、本実施の形態に係る点灯回路１の構成について図面を用いて説明する。

図３は、本実施の形態に係る点灯回路１の構成を示す回路図である。なお、図３には、点灯回路１と併せて点灯回路１に電力を供給する交流電源３及びＬＥＤモジュール２も示されている。

交流電源３は、交流電圧を出力する電源であり、例えば１００Ｖ〜２４２Ｖの交流電圧を出力する商業電源などの系統電源である。

図３に示されるように、点灯回路１は、電源部１１、出力調整部１２、制御電源１３、特性検出部１４を備える。また、点灯回路１は、出力端子１０１、１０２及び１０３を備える。

出力端子１０１及び１０３は、それぞれＬＥＤモジュール２の第一の接続端子２２１及び第三の接続端子２２３に電気的に接続され、ＬＥＤモジュール２に電流を出力する端子である。

出力端子１０２は、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２に電気的に接続され、第二の接続端子に識別信号を生成するための電圧を印加する。

電源部１１は、ＬＥＤモジュール２に一定の直流電流を供給する回路である。本実施の形態では、電源部１１は、交流電源３から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、さらに、ＤＣ／ＤＣ変換を行うことによって、一定の直流電流を生成する。図３に示されるように、電源部１１は、整流部１１１、コンデンサ１１２及び１１６、スイッチング素子１１３、ダイオード１１４、インダクタ１１５、並びに、抵抗１１７を備える。

整流部１１１は、交流電源３から入力される交流電圧を整流する回路である。整流部１１１は、例えば、ダイオードブリッジで構成される。

コンデンサ１１２は、整流部１１１の出力端子に接続され、整流部１１１から出力された直流電圧の脈動を平滑化するための素子である。また、コンデンサ１１２の両端には、スイッチング素子１１３及びダイオード１１４から構成される直列回路が接続される。本実施の形態では、コンデンサ１１２は、電解コンデンサで構成される。

スイッチング素子１１３は、出力調整部１２からの制御の下でスイッチングする（オン及びオフを繰り返す）素子であり、本実施の形態では、インダクタ１１５と直列に接続されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

ダイオード１１４は、ＬＥＤモジュール２内のＬＥＤ２１及びインダクタ１１５とともに回路ループを構成し、インダクタ１１５に蓄積されたエネルギーを回生させる整流器である。ダイオード１１４のカソード端子は、スイッチング素子１１３とインダクタ１１５との接続点に接続され、アノード端子は、整流部１１１の低電圧側の出力端子に接続される。また、ダイオード１１４の両端には、インダクタ１１５及びコンデンサ１１６から構成される直列回路が接続される。

インダクタ１１５は、チョークコイルであり、スイッチング素子１１３のスイッチングに応じてエネルギーを蓄積及び放出する。

コンデンサ１１６は、ＬＥＤ２１と並列に接続され、インダクタ１１５などで発生する脈流電圧を平滑化する素子である。本実施の形態では、コンデンサ１１６は、電解コンデンサで構成される。

抵抗１１７は、ＬＥＤ２１と直列に接続され、ＬＥＤ２１に流れる電流、すなわち、電源部１１の出力電流を検出するためのセンス抵抗である。

出力調整部１２は、電源部１１の抵抗１１７に印加される電圧を検出することにより、電源部１１の出力電流を検出し、検出された出力電流に基づいて電源部１１の出力電流をフィードバック制御する回路である。図３に示されるように、出力調整部１２は、駆動回路１２１と比較器１２２とを備える。

駆動回路１２１は、スイッチング素子１１３にオン及びオフを繰り返させる（スイッチングさせる）制御をする回路である。駆動回路１２１の制御によって、電源部１１の出力電流がほぼ一定に維持される。

比較器１２２は、電源部１１の出力電流に対応する電圧と、特性検出部１４から入力される当該出力電流の目標値に対応する電圧（基準電圧Ｖ_ＲＬ）とを比較する回路である。比較器１２２の反転入力端子には、電源部１１の抵抗１１７に印加される電圧Ｖ（Ｒ_１１７）が入力される。また、比較器１２２の非反転入力端子には、特性検出部１４から電源部１１の出力電流の目標値に対応する電圧（基準電圧Ｖ_ＲＬ）が入力される。また、比較器１２２の出力は、駆動回路１２１に入力される。

制御電源１３は、特性検出部１４に一定の電圧Ｖ_ｃｃを印加する回路である。図３に示されるように、制御電源１３は、抵抗１３１及びツェナーダイオード１３２を備える。

抵抗１３１は、ツェナーダイオード１３２に流れる電流を制限するための素子である。

ツェナーダイオード１３２は、特性検出部１４に印加される電圧を安定化させるための素子である。ツェナーダイオード１３２の両端に印加される電圧は、例えば、１５Ｖ程度である。

特性検出部１４は、識別信号に基づいてＬＥＤモジュール２の特性を検出する回路である。特性検出部１４は、検出した結果に基づいて定められる電圧を出力調整部１２に出力する。当該電圧が、電源部１１から出力される電流の目標値に対応する。図３に示されるように、特性検出部１４は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１５、抵抗１４１、１４２、１４５、１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ及び１４９、ダイオード１４３、コンデンサ１４６、並びに、トランジスタ１５０ａ及び１５０ｂを備える。

ＩＣ１５は、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎ（すなわち、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２の電圧）を検出するための回路である。ＩＣ１５は、比較器１５１及び１５２を備え、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎと、高電圧側の参照電圧Ｖ_Ｕ及び低電圧側の参照電圧Ｖ_Ｌとを比較する。特性検出部１４は、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎの値に基づいて、出力調整部１２に入力する基準電圧（設定電圧）Ｖ_ＲＬを決定する。なお、基準電圧Ｖ_ＲＬは、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２と第三の接続端子との間の識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３に応じて、ＬＥＤモジュール２に供給する電流の設定値に対応する電圧である。特性検出部１４による基準電圧Ｖ_ＲＬの決定方法については、後に詳述する。

比較器１５１は、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎと、高電圧側の参照電圧Ｖ_Ｕとを比較する回路である。比較器１５１の非反転入力端子及び反転入力端子には、参照電圧Ｖ_Ｕ及び識別信号の電圧Ｖ_ｉｎがそれぞれ入力される。

比較器１５２は、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎと、低電圧側の参照電圧Ｖ_Ｌとを比較する回路である。比較器１５２の非反転入力端子及び反転入力端子には、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎ及び参照電圧Ｖ_Ｌがそれぞれ入力される。

抵抗１４１、１４２及び１４５は、制御電源１３から印加される電圧を分圧して、高電圧側の参照電圧Ｖ_Ｕ及び低電圧側の参照電圧Ｖ_Ｌを生成するための素子である。抵抗１４１、１４２及び１４５は、この順に直列接続されて、制御電源１３の出力端に接続される。これにより、抵抗１４１と抵抗１４２との接続点に、高電圧側の参照電圧Ｖ_Ｕが生成され、抵抗１４２と抵抗１４５との接続点に、低電圧側の参照電圧Ｖ_Ｌが生成される。また、抵抗１４１と抵抗１４２との接続点が比較器１５１の非反転入力端子に接続され、抵抗１４２と抵抗１４５との接続点が、比較器１５２の反転入力端子に接続される。

ダイオード１４３は、制御電源１３に向かって電流が流れることを防ぐための整流素子である。

抵抗１４４は、制御電源１３から印加される電圧を分圧するための素子である。抵抗１４４は、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２に接続される。これにより、当該接続点に識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが印加される。なお、抵抗値Ｒ_１４４及びＲ_２３の定め方については、後に詳述する。

コンデンサ１４６は、識別信号に印加されるノイズを抑制するための素子である。

抵抗１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ及び１４９は、制御電源１３から印加される電圧を分圧して、出力調整部１２に入力する基準電圧（設定電圧）Ｖ_ＲＬを生成するための素子である。基準電圧Ｖ_ＲＬは、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２と第三の接続端子との間の識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３に応じて、ＬＥＤモジュール２に供給する電流の設定値に対応する電圧である。

トランジスタ１５０ａは、比較器１５１の出力信号の大きさに応じてオンまたはオフ状態となるトランジスタである。識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが参照電圧Ｖ_Ｕより大きい場合には、比較器１５１からＨレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ１５０ａは、オン状態となる。一方、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが参照電圧Ｖ_Ｕより小さい場合には、比較器１５１からＬレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ１５０ａは、オフ状態となる。

同様に、トランジスタ１５０ｂは、比較器１５２の出力信号の大きさに応じてオンまたはオフ状態となるトランジスタである。識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが参照電圧Ｖ_Ｌより大きい場合には、比較器１５２からＨレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ１５０ｂは、オン状態となる。一方、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが参照電圧Ｖ_Ｌより小さい場合には、比較器１５２からＬレベルの信号が出力される。これにより、トランジスタ１５０ｂは、オフ状態となる。

このように、トランジスタ１５０ａ及び１５０ｂのオンまたはオフ状態の組み合わせにより、基準電圧Ｖ_ＲＬが決定される。

点灯回路１が上述のように構成されることにより、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎ、すなわち、識別抵抗２３の電圧Ｖ（Ｒ_２３）は、ＬＥＤモジュール２の識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３に応じて以下のように定められる。

ここで、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎと、識別抵抗２３、抵抗１１７および抵抗１４４との関係について説明する。

図３に示したように、識別抵抗２３と抵抗１１７と抵抗１４４は、等価回路で示すと直列に接続されている。ここで、抵抗１１７の抵抗値Ｒ_１１７は識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３より十分小さいことから、抵抗１１７は無視できる。したがって、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎは以下の式１で表される。

Ｖ_ｉｎ＝Ｖ_ｃｃ×Ｒ_２３／（Ｒ_１４４＋Ｒ_２３） ・・・（式１）

なお、抵抗値Ｒ_２３及びＲ_１４４、並びに、抵抗１４１、１４２及び１４５の抵抗値は、式１で表される識別信号の電圧Ｖ_ｉｎが、低電圧側の参照電圧Ｖ_Ｌより大きく、高電圧側の参照電圧Ｖ_Ｕ未満となるように定められる。

［１−３．点灯回路の動作］
続いて、点灯回路１の動作について図面を用いて説明する。

点灯回路１の特性検出部１４は、ＬＥＤモジュール２の第二の接続端子２２２に電圧を印加することによって、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎを検出する。そして、特性検出部１４は、識別信号の電圧Ｖ_ｉｎと、参照電圧Ｖ_Ｕ及び参照電圧Ｖ_Ｌとを比較することにより、基準電圧Ｖ_ＲＬを決定する。

点灯回路１は、特性検出部１４から、設定出力に対応する基準電圧Ｖ_ＲＬを出力調整部１２に入力することによって、電源部１１の出力電流に対応する電圧（抵抗１１７の両端の電圧Ｖ（Ｒ_１１７））が、基準電圧Ｖ_ＲＬとほぼ等しくなるようにフィードバック制御を行う。

詳細には、出力調整部１２において、比較器１２２の＋側入力端子に出力の基準電圧Ｖ_ＲＬが入力され、比較器１２２の−側入力端子にはＬＥＤ２１に流れる電流に応じて発生する抵抗１１７の両端の電圧Ｖ（Ｒ_１１７）が入力される。そして、抵抗１１７の両端の電圧Ｖ（Ｒ_１１７）が基準電圧Ｖ_ＲＬになるように、スイッチング素子１１３のオン及びオフ動作が制御される。

ここで、基準電圧Ｖ_ＲＬは、以下に説明するように、ランプ識別を行う識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が増加するとステップ状に減少する出力電圧である。すなわち、抵抗値Ｒ_２３の値が増加する程、基準電圧Ｖ_ＲＬは、ステップ状に減少することになる。

基準電圧Ｖ_ＲＬは、以下のようにして決定する。

制御電源１３により、整流部１１１〜抵抗１３１〜ツェナーダイオード１３２の経路で電流が流れ、ツェナーダイオード１３２の両端に電圧Ｖｃｃが発生する。

また、ツェナーダイオード１３２から、ダイオード１４３〜抵抗１４４〜識別抵抗Ｒ_２３の経路で電流が流れ、識別抵抗２３の両端に電圧Ｖ（Ｒ_２３）（＝Ｖ_ｉｎ）が発生する。なお、コンデンサ１４６は、ノイズ除去のためのコンデンサである。

したがって、ダイオード１４３の逆電圧を無視すると、識別抵抗２３の両端にかかる電圧Ｖ（Ｒ_２３）は、以下の式２のように表される。

Ｖ（Ｒ_２３）＝Ｒ_２３／（Ｒ_１４４＋Ｒ_２３）×Ｖｃｃ ・・・（式２）

一方、抵抗１４１、１４２及び１４５が直列接続された回路は、ツェナーダイオード１３２と並列に接続されるため、抵抗１４１と１４２との接続点の電圧Ｖ_Ｕ、及び、抵抗１４２と１４５との接続点の電圧Ｖ_Ｌは、各々以下の式３および式４に示す電圧となる。

Ｖ_Ｕ＝（Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）／（Ｒ_１４１＋Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）×Ｖｃｃ
・・・（式３）
Ｖ_Ｌ＝Ｒ_１４５／（Ｒ_１４１＋Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）×Ｖｃｃ ・・・（式４）

ここで、電圧Ｖ_Ｕは、比較器１５１の＋側入力端子、電圧Ｖ_Ｌは、比較器１５２の＋側入力端子に入力される。

また、比較器１５１及び１５２の各々の−側入力端子には、上記抵抗１４４と識別抵抗２３の中点電位である電圧Ｖ（Ｒ_２３）が入力される。

さらに、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３に応じて発生する電圧Ｖ（Ｒ_２３）に応じて下記のように場合分けして基準電圧Ｖ_ＲＬが決定される。これにより、基準電圧Ｖ_ＲＬは、ステップ状の信号電圧として決定される。

（１）０＜Ｖ（Ｒ_２３）＜Ｖ_Ｌのとき
比較器１５１からＨレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ａはオン状態となる。比較器１５２からＨレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ｂはオン状態となる。

したがって、基準電圧Ｖ_ＲＬは、以下に示す式５で表される。

Ｖ_ＲＬ＝Ｖ（Ｒ_１４９）＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
・・・（式５）

（２）Ｖ_Ｌ＜Ｖ（Ｒ_２３）＜Ｖ_Ｕのとき
比較器１５１からＨレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ａはオン状態となる。比較器１５２からＬレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ｂはオフ状態となる。

したがって、基準電圧Ｖ_ＲＬは、以下に示す式６で表される。

Ｖ_ＲＬ＝Ｖ（Ｒ_１４９）＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
・・・（式６）

（３）Ｖ_Ｕ＜Ｖ（Ｒ_２３）のとき
比較器１５１からＬレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ａはオフ状態となる。比較器１５２からＬレベルの信号が出力され、トランジスタ１５０ｂはオフ状態となる。

したがって、基準電圧Ｖ_ＲＬは、以下に示す式７で表される。

Ｖ_ＲＬ＝Ｖ（Ｒ_１４９）＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｂ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
・・・（式７）

基準電圧Ｖ_ＲＬは、比較器１２２の＋側端子に入力される。

電圧の大小は、以下に示す式８のように表される。

Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｂ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
＜Ｖ（Ｒ_１４９）＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
＜Ｖ（Ｒ_１４９）＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
・・・（式８）

したがって、識別抵抗２３の両端の電圧Ｖ（Ｒ_２３）が大きくなるほど、Ｒ_１４９の両端に発生する電圧Ｖ（Ｒ_１４９）は小さくなる。

また、（１）、（２）、（３）の各々の範囲内であれば、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が変化しても、一定値となる。

以上のように、基準電圧Ｖ_ＲＬを決定することにより、基準電圧Ｖ_ＲＬは、ステップ状の減少する信号電圧となる。

図４は、図３の回路における識別抵抗２３の両端に発生する電圧Ｖ（Ｒ_２３）と設定電圧値（＝基準電圧Ｖ_ＲＬ）の関係を示した図である。

図４において、ｖ１、ｖ２、ｖ３はそれぞれ以下の式９、式１０及び式１１のように表される。

ｖ１＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ ・・・（式９）
ｖ２＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ ・・・（式１０）
ｖ３＝Ｒ_１４９／（Ｒ_１４８ａ＋Ｒ_１４８ｂ＋Ｒ_１４８ｃ＋Ｒ_１４９）×Ｖｃｃ
・・・（式１１）

また、ｒ１、ｒ２はそれぞれ以下の式１２及び式１３のように表される。

ｒ１＝Ｖ_Ｕ＝Ｒ_１４５／（Ｒ_１４１＋Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）×Ｖｃｃ
・・・（式１２）
ｒ２＝Ｖ_Ｌ＝（Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）／（Ｒ_１４１＋Ｒ_１４２＋Ｒ_１４５）×Ｖｃｃ
・・・（式１３）

識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３とＲ_２３の両端に発生する電圧Ｖ（Ｒ_２３）には比例関係があるので、識別抵抗２３の両端に発生する電圧Ｖ（Ｒ_２３）とＬＥＤ２１を流れる電流の電流値との関係は、図４に示すように、そのまま識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３と設定電流値との関係に置き換えることができる。つまり、設定電流は、識別抵抗の抵抗値Ｒ_２３が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流値である。

なお、図３に示した特性検出部１４において、ＩＣ１５の入力側に接続される抵抗と出力側に接続される抵抗の数および抵抗値を変更することにより、例えば、図５に示すように、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３と設定電流との変更回数（ステップ回数）および大きさを変更することができる。この場合、ＩＣ１５内に設けられる比較器、及び、ＩＣ１５に設けられた比較器に接続されるトランジスタの個数も変更してもよい。

以上のように、本実施の形態にかかる点灯回路１は、ＬＥＤを識別するための識別抵抗の抵抗値が増加するとＬＥＤの電流を流すための電圧値が減少するので、異常状態などで器具やＣＯＢ温度が上昇し関連して識別抵抗の抵抗値も大きくなった場合であっても、出力電圧を低減するように制御することができる。したがって、ＬＥＤモジュールを破壊することなく安全に電流を供給することができる。

また、設定電流をステップ状とするため、識別抵抗のばらつきや温度変化による設定値のずれに影響されない制御を行うことができる。

また、設定電流をステップ状にすることで、設定の変化をユーザーの認識しやすいものとすることができる。さらに、点灯回路１の制御を、デジタル値で行うことができる。

［１−４．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る点灯回路１は、固体発光素子モジュールであるＬＥＤモジュール２に電流を供給する点灯回路である。ＬＥＤモジュール２は、固体発光素子としてのＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗２３を備えている。点灯回路１は、識別抵抗２３の抵抗値を検出する特性検出部１４と、特性検出部１４が識別抵抗２３の抵抗値を検出した場合に、ＬＥＤモジュール２に設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部１２とを備えている。

ここで、設定電流は、識別抵抗２３の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、識別抵抗２３の抵抗値が増加するにつれて減少する電流である。また、特性検出部１４は、識別抵抗２３の抵抗値に基づいて、識別抵抗２３の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧Ｖ_ＲＬを出力調整部１２に出力する。出力調整部１２は、基準電圧Ｖ_ＲＬに基づいて、ＬＥＤモジュール２に設定電流を流すための電圧を調整する。

これにより、ＬＥＤ２１を識別するための識別抵抗２３の抵抗値が増加するとＬＥＤ２１の電流を流すための電圧値が減少するので、異常状態などで器具やＣＯＢ温度が上昇し関連して識別抵抗２３の抵抗値も大きくなった場合であっても、出力電圧を低減するように制御することができる。したがって、ＬＥＤモジュール２を破壊することなく安全に電流を供給することができる。

また、設定電流をステップ状とするため、識別抵抗２３の抵抗値のばらつきや温度変化による設定値のずれに影響されない制御を行うことができる。この場合、抵抗値の変化幅に対して、設定電流の値が一定となる幅を広くしておくことが望ましい。

また、設定電流をステップ状にすることで、設定の変化をユーザーの認識しやすいものとすることができる。さらに、設定電流、具体的には、ＬＥＤ２１に印加する電圧を、デジタル値で制御することができるので、調光等の制御を容易に行うことができる。例えば、２５６段のフリップフロップ回路により、２５６階調の調光を行うことができる。また、設定電流、具体的には、ＬＥＤに印加する電圧をデジタル値で制御することができるので、Ｄ／Ａ変換回路を用いる必要がなく、簡単な構成で点灯回路のデジタル制御を実現することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。

本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態１にかかる点灯回路１と異なる点は、設定電流が、識別抵抗の抵抗値Ｒ_２３が所定の値より大きい場合と小さい場合とで、異なる２種類の電流値に設定される点である。

図６に示すように、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３がＲ_ｔｈより小さい場合には、設定電流値をＨレベルに設定し、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３がＲ_ｔｈより大きい場合には、設定電流値をＬレベルに設定する。すなわち、本実施の形態にかかる点灯回路では、Ｒ_ｔｈを閾値として設定電流値の切り替えが行われるように２種類の値で構成されている。

この構成によれば、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３にばらつきがあっても、出力電流値に差が生じないので、ＬＥＤ２１の明るさを一定に制御することができる。したがって、温度変化に強くない抵抗であっても識別抵抗として用いることができるので、点灯回路を安価に構成することができる。

なお、設定電流値は上述したように２種類の値に限らず、３種類以上の値であってもよい。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図７は、実施の形態３にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。

本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態１にかかる点灯回路１と異なる点は、一定の識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３の増加値に対して、設定電流の値が一定の減少値でステップ状に変化する点である。

図７に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗２３の抵抗値が一定の値だけ変化したときに、設定電流を変化させる。このときの設定電流の変化の値Ｉ_１は、一定値とする。すなわち、図７に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、抵抗値の変化に対して、設定電流値を一定の値Ｉ_１ずつステップ状に減少させる制御が行われる。

この構成によれば、設定の変化をユーザーが認識しやすく、容易な制御を行うことができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。図８は、実施の形態４にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。

本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態１にかかる点灯回路１と異なる点は、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が小さい程、設定電流値の減少する値が小さい点である。

図８に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が小さい範囲では、設定電流の変化の値Ｉ_２を小さくする。そして、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が大きくなるにつれて、設定電流の変化の値Ｉ_２が徐々に大きくなるように、設定電流を制御する。すなわち、図８に示すように、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が大きくなるにつれて、ステップ状に減少する設定電流の減少幅が徐々に大きくなるような制御が行われる。なお、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３はどのように設定してもよいし、設定電流の変化の値Ｉ_２についてもどのように設定してもよい。例えば、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３は一定の増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよいし、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３は異なる増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよい。

この構成によれば、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が大きい場合と小さい場合とで電流特性が異なるＬＥＤ２１であっても、効率よく制御することができる。特に、低い抵抗値において電流の変化の値が小さく、高い抵抗値において電流の変化の値が大きいという特性を有するＬＥＤ２１を使用する場合であっても、電流の変化の小さい識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３の範囲において設定電流の値を細かく制御することにより、精度よく制御を行うことができる。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。図９は、実施の形態５にかかる点灯回路における識別抵抗の抵抗値と設定電流値との関係を示す図である。

本実施の形態にかかる点灯回路が実施の形態１にかかる点灯回路１と異なる点は、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が小さい程、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３の所定の増加値は小さい点である。

図９に示すように、本実施の形態にかかる点灯回路では、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が小さい場合には、設定電流を一定に維持する抵抗値の範囲Ｘを小さくする。そして、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３が大きくなるにつれて、設定電流を一定に維持する範囲Ｘが徐々に大きくなるように、設定電流を制御する。なお、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３はどのように設定してもよいし、設定電流の変化の値についてもどのように設定してもよい。例えば、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３は一定の増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよいし、識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３は異なる増加値ごとに設定電流が減少するように設定してもよい。

この構成によれば、低い抵抗値において電流量の変化が大きく高い抵抗値において電流量の変化が小さいという特性を有するＬＥＤ２１を使用する場合であっても、電流量の変化の大きい抵抗値の範囲において、設定電流の値の切替を行う識別抵抗２３の抵抗値Ｒ_２３を細かく制御することにより、精度よく制御を行うことができる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係る照明器具および照明システムについて説明する。

図１０は、本実施の形態に係る照明システムの外観図である。図１０に示されるように、照明システム１０は、照明器具４及びＬＥＤモジュール２ａを有している。

図１０に示される照明器具４は、上記各実施の形態に係る点灯回路１と、ＬＥＤモジュール２ａを接続するためのソケット６（図１参照）とを備える。本実施の形態では、照明器具４はダウンライトであり、当該点灯回路を収納し、かつ、ＬＥＤモジュール２ａを装着する灯体４１から構成される。また、ＬＥＤモジュール２ａは、ＬＥＤモジュール２と同様の回路を収納し、照明器具４のソケット６に接続するためのプラグ２２を外面に備える筐体２５０から構成される。

このような照明器具４は、上記各実施の形態に係る点灯回路１を備えるので、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。

（変形例など）
以上、本発明に係る点灯回路、照明器具及び照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、ＬＥＤ２１は、ＳＭＤ型ＬＥＤ素子で構成されたが、これに限定されない。例えば、ＬＥＤ２１として、基体に実装されたＬＥＤチップそのものが採用されてもよい。

また、上記実施の形態において、固体発光素子としてＬＥＤ２１を用いたが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子など他の固体発光素子を用いてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 点灯回路
２、２ａ ＬＥＤモジュール（固体発光素子モジュール）
４ 照明器具
１０ 照明システム
１２ 出力調整部
１４ 特性検出部
２１ ＬＥＤ（固体発光素子）
２３ 識別抵抗

Claims (8)

1. 固体発光素子モジュールに電流を供給する点灯回路であって、
   前記固体発光素子モジュールは、固体発光素子と、前記固体発光素子の一端及び他端にそれぞれ接続される識別抵抗を備え、
   前記点灯回路は、前記識別抵抗の抵抗値を検出する特性検出部と、前記特性検出部が前記識別抵抗の抵抗値を検出した場合に、前記固体発光素子モジュールに設定電流を流すための電圧を供給する出力調整部とを備え、
   前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の範囲の抵抗値である間、一定の値を維持するステップ状の電流であり、かつ、前記識別抵抗の抵抗値が増加するにつれて減少する電流であり、
   前記特性検出部は、前記識別抵抗の抵抗値に基づいて、前記識別抵抗の抵抗値が増加するとステップ状に減少する基準電圧を前記出力調整部に出力し、
   前記出力調整部は、前記基準電圧に基づいて、前記固体発光素子モジュールに前記設定電流を流すための電圧を調整する
   点灯回路。
2. 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値が所定の値より大きい場合と小さい場合とで、異なる２種類の電流値に設定される
   請求項１に記載の点灯回路。
3. 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値の所定の増加値ごとに一定の値だけ減少するステップ状の電流である
   請求項１に記載の点灯回路。
4. 前記識別抵抗の抵抗値が小さい程、前記識別抵抗の抵抗値の所定の増加値は小さい
   請求項３に記載の点灯回路。
5. 前記設定電流は、前記識別抵抗の抵抗値の一定の増加値ごとに所定の値だけ減少するステップ状の電流である
   請求項１に記載の点灯回路。
6. 前記識別抵抗の抵抗値が小さい程、前記設定電流が減少する値は小さい
   請求項５に記載の点灯回路。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の点灯回路を備える
   照明器具。
8. 請求項７に記載の照明器具と、
   前記固体発光素子モジュールとを備える
   照明システム。

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