JP2017174680A - Ｌｅｄランプ及びｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源装置がＬＥＤランプに対して逆極性で誤接続された場合でもＬＥＤアレイを保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプ（１）は、直列接続された複数のＬＥＤ（１１）を有するＬＥＤアレイ（１０）と、ＬＥＤアレイに並列接続され、ＬＥＤアレイに順方向電圧が印加される場合に非導通となり、ＬＥＤアレイに逆方向電圧が印加される場合に導通し、かつ導通時にＬＥＤアレイに印加される逆方向電圧が複数のＬＥＤの各々の逆耐圧未満となるような電圧降下を有するバイパス回路（２０）を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤランプ及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。

ＬＥＤランプは、一般に定電流制御機能を有する直流電源装置から給電される。しかし、直流電源装置の極性とＬＥＤランプの極性が誤って接続された場合、出力電流が遮断されることから直流電源装置はその定電流制御機能によって無負荷電圧（開放電圧）を出力し続けることになる。この場合、ＬＥＤランプを構成するＬＥＤアレイには、その無負荷電圧が逆方向電圧として印加される。ＬＥＤの逆耐圧は一般に５Ｖ程度であり、直流電源装置からの無負荷電圧（数十〜数百Ｖ）が印加されるとＬＥＤアレイは故障し得る。ここで、ＬＥＤアレイの入力側にダイオードブリッジが接続される構成（例えば、特許文献１参照）では、上記のような誤接続の場合であっても、供給される電圧がダイオードブリッジによって全波整流されるので、ＬＥＤアレイに逆方向電圧は印加されない。したがって、この構成は、ＬＥＤランプと直流電源装置の間の誤接続対策の一手段となり得る。

特開２０１４−２１６１４０号公報

しかし、上記のようにＬＥＤアレイの前段にダイオードブリッジを接続する構成では、通常点灯時において、ＬＥＤ電流が常に２個のダイオードを通過することになる。したがって、ＬＥＤランプと直流電源装置の間の誤接続の対策のために、通常点灯時に不要な損失が発生してしまうことが問題となる。

そこで、本発明は、直流電源装置がＬＥＤランプに対して逆極性で誤接続された場合でもＬＥＤアレイを保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプ及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。

本発明のＬＥＤランプは、直列接続された複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイに並列接続され、ＬＥＤアレイに順方向電圧が印加される場合に非導通となり、ＬＥＤアレイに逆方向電圧が印加される場合に導通し、かつ導通時にＬＥＤアレイに印加される逆方向電圧が複数のＬＥＤの各々の逆耐圧未満となるような電圧降下を有するバイパス回路とを備える。

上記ＬＥＤランプによると、ＬＥＤランプが直流電源装置に対して逆極性で誤接続された場合に、ＬＥＤアレイに並列接続されたバイパス回路が導通する。この時のバイパス回路の電圧降下が各ＬＥＤの逆耐圧未満であるので、ＬＥＤアレイが逆方向電圧から保護される。また、通常点灯時には、バイパス回路は非導通となるのでバイパス回路での損失は発生しない。したがって、直流電源装置がＬＥＤランプに対して逆極性で誤接続された場合でもＬＥＤアレイを保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプが実現される。

第１の形態では、パイパス回路は、ＬＥＤアレイに逆並列接続された整流ダイオードからなる。通常、整流ダイオードの電圧降下すなわち順方向電圧はＬＥＤの逆耐圧よりも低いため、整流ダイオードは上記バイパス回路として好適である。これにより、簡素かつ安価な構成で上記効果を奏するＬＥＤランプが実現される。

第２の形態では、複数のＬＥＤが、アノード端からカソード端に向けて、直列接続された第１、第２及び第３のＬＥＤ部分からなり、パイパス回路は、第２及び第３のＬＥＤ部分の直列回路に逆並列接続された第１の整流ダイオードと、第１及び第２のＬＥＤ部分の直列回路に逆並列接続された第２の整流ダイオードとを含む。これにより、ＬＥＤランプが直流電源装置に対して逆極性で誤接続された場合に、第１の整流ダイオード、第２のＬＥＤ部分及び第２の整流ダイオードに電流が流れ、第２のＬＥＤ部分を発光させることができる。この発光により、ＬＥＤランプと直流電源装置の間の誤接続をユーザに警告することができる。

第３の形態では、バイパス回路は、複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つの選択ＬＥＤの各々に逆並列接続された警告用ＬＥＤと、複数のＬＥＤのうちの残余のＬＥＤの直列回路に逆並列接続された整流ダイオードとを含む。これにより、ＬＥＤランプが直流電源装置に対して逆極性で誤接続された場合に、警告用ＬＥＤ及び整流ダイオードに電流が流れ、警告用ＬＥＤを発光させることができる。この発光により、ＬＥＤランプと直流電源装置の間の誤接続をユーザに警告することができる。

ここで、警告用ＬＥＤは、選択ＬＥＤ及び残余のＬＥＤとは異なる発光色を有していてもよい。これにより、ユーザは誤接続をより明確に認識することができる。

さらに、上記第１から第３の形態において、ＬＥＤアレイ及びバイパス回路の並列回路に対して直列接続された電流ヒューズが設けられることが望ましい。これにより、ＬＥＤランプが交流電源に誤接続された場合又はバッテリに逆極性で誤接続された場合であっても、電流ヒューズの溶断により、ＬＥＤランプが過電流から保護される。したがって、種々の誤接続からＬＥＤランプを保護することが可能となる。

本発明のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤランプと、ＬＥＤランプに定電流を供給する直流電源装置とを備える。上記のように誤接続があったとしてもＬＥＤランプが保護されるので、ＬＥＤランプと直流電源装置との接続構成（端子、コネクタ等）を、誤装着防止用の特殊な構成とする必要がなく、安価なＬＥＤ照明装置が実現される。

第１の実施形態によるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を示す図である。 第２の実施形態によるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を示す図である。 第３の実施形態によるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を示す図である。 変形例によるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を示す図である。

＜第１の実施形態＞
図１に、第１の実施形態によるＬＥＤランプ１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置３を示す。ＬＥＤ照明装置３は、ＬＥＤランプ１及び直流電源装置２を備える。ＬＥＤランプ１の端子Ｔ１及びＴ２は、直流配線Ｗｄｃを介して出力端子Ｔ５及びＴ６に接続され、直流電源装置２の入力端子Ｔ３及びＴ４は交流配線Ｗａｃを介して交流電源ＡＣに接続される。なお、直流配線Ｗｄｃは、ＬＥＤランプ１に属する配線であってもよいし、直流電源装置２に属する配線であってもよい。あるいは、直流配線Ｗｄｃは、ＬＥＤランプ１に属する配線と直流電源装置２に属する配線がコネクタを介して接続される形態で構成されてもよい。

直流電源装置２は、整流回路４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ５０を有する。整流回路４０はダイオードブリッジ等からなり、交流配線Ｗａｃから供給される交流電圧を全波整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、例えば、フライバックコンバータ、又は昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路の組合せといったようなスイッチング電源回路を含み、整流回路４０の整流出力を所定の直流出力に変換し、これをＬＥＤランプ１に直流配線Ｗｄｃを介して供給する。本実施形態では、出力端子Ｔ５及びＴ６がそれぞれ正極（＋）及び負極（−）となる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、そのスイッチング電源回路を構成するスイッチング素子のＰＷＭ制御によって一定の直流電流を出力する定電流制御機能を有し、ＬＥＤランプ１に対して定電流を供給することができる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０では、ＬＥＤランプ１への出力電流が検出され、検出された出力電流値と目標電流値とが一致するように、スイッチング素子のＰＷＭ制御のオン時間又はオンデューティが決定されるように構成される。

ＬＥＤランプ１は、端子Ｔ１と端子Ｔ２の間に、ＬＥＤアレイ１０、バイパス回路２０及び電流ヒューズ３０を備える。ＬＥＤアレイ１０は、直列接続された複数のＬＥＤ１１を有し、アノード端が端子Ｔ１側に接続され、カソード端が端子Ｔ２側に接続される。バイパス回路２０は、本実施形態では、ＬＥＤアレイ１０に逆並列接続された整流ダイオード２１からなる。すなわち、整流ダイオード２１のアノード及びカソードが、ＬＥＤアレイ１０のカソード端及びアノード端にそれぞれ接続される。電流ヒューズ３０は、ＬＥＤアレイ１０及びバイパス回路２０の並列回路に対して直列に挿入接続される。

なお、本開示において、ダイオードを発光ダイオードとそれ以外のダイオードに文言上区別するため、前者をＬＥＤといい、後者を整流ダイオードというものとする。各実施形態において、説明の目的上、ＬＥＤの順方向電圧（Ｖｆ）は２〜３Ｖ程度であり、逆耐圧は５Ｖ程度であるものとする（一般には、逆耐圧は５〜１０Ｖ程度である）。また、各実施形態において、説明の目的上、整流ダイオードの逆耐圧は直流電源装置２の最大出力電圧を超える充分に高いものであり、順方向電圧（Ｖｆ）は１Ｖ程度であるものとする（一般には、順方向電圧は０．５〜１Ｖ程度である）。また、本開示において、ＬＥＤランプ１又はＬＥＤアレイ１０の保護とは、ＬＥＤランプ１又はＬＥＤアレイ１０の故障を回避することだけでなく、ＬＥＤランプ１又はＬＥＤアレイ１０が故障してしまった場合にその後の二次的な故障（延焼等）を防止することも含むものである。

出力端子Ｔ５及びＴ６がそれぞれ端子Ｔ１及びＴ２に正しく接続されている場合（以下、「通常点灯時」という）、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ１→電流ヒューズ３０→ＬＥＤアレイ１０→端子Ｔ２に流れる。通常点灯時には、整流ダイオード２１は非導通となる。

一方、出力端子Ｔ５及びＴ６がそれぞれ端子Ｔ２及びＴ１に誤って接続された場合（以下、「ＤＣ誤接続」という）、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ２→整流ダイオード２１→電流ヒューズ３０→端子Ｔ１に流れる。ここで、整流ダイオード２１の電圧降下（順方向電圧）は１Ｖ程度であるので、ＬＥＤアレイ１０には、逆方向電圧としてこの電圧降下以下の電圧しか印加されない。直列接続された複数のＬＥＤ１１の各々にかかる逆方向電圧（Ｖｒ）はＬＥＤアレイ１０の両端にかかる逆方向電圧の等分とはならないが、ＬＥＤアレイ１０の両端にかかる逆方向電圧が各ＬＥＤ１１の逆耐圧以下であれば、各ＬＥＤ１１は確実に保護されることになる。本実施形態によると、各ＬＥＤ１１に印加され得る逆方向電圧（１Ｖ程度）は逆耐圧（５Ｖ程度）未満であるので、各ＬＥＤ１１は保護される。

ＤＣ誤接続の場合に、直流電源装置２の出力が定電流制御されていれば、過大な電流が整流ダイオード２１に流れることもない。言い換えると、整流ダイオード２１には、ＬＥＤアレイ１０のＬＥＤ電流相当の電流容量を有するダイオードが採用される。ＤＣ誤接続の場合には、直流電源装置２の出力電圧は整流ダイオード２１の順方向電圧（１Ｖ程度）まで低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０においては軽負荷状態となる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の定電流制御に伴う出力動作（最小ＰＷＭオン時間でのスイッチング動作）は間欠的なものとなり得る。なお、ＤＣ誤接続の場合に、上記定電流制御が行われていれば、電流ヒューズ３０は溶断しない。

また、交流電源ＡＣが端子Ｔ１及びＴ２に誤接続された場合（以下、「ＡＣ誤接続」という）、端子Ｔ１が端子Ｔ２に対して高電位となる期間にはＬＥＤアレイ１０に電流が流れ、端子Ｔ２が端子Ｔ１に対して高電位となる期間には整流ダイオード２１に電流が流れる。特に、整流ダイオード２１に電流が流れる状態においては、交流電源ＡＣが実質的に短絡されることにより発生する過大な電流によって、電流ヒューズ３０が溶断する。

また、端子Ｔ１及びＴ２が、バッテリ等の定電流制御されない直流電源（不図示）に誤って接続された場合（以下、「バッテリ誤接続」という）を想定する。例えば、バッテリ電圧が１２Ｖであり、ＬＥＤアレイ１０の合計順方向電圧が１２Ｖより高いものとする。バッテリの正極及び負極がそれぞれ端子Ｔ１及びＴ２に接続された場合（以下、「バッテリ順極性誤接続」という）、ＬＥＤアレイ１０及び整流ダイオード２１とも非導通となるので、問題は起こらない。

一方、バッテリの正極及び負極がそれぞれ端子Ｔ２及びＴ１に接続された場合（以下、「バッテリ逆極性誤接続」という）、バッテリが整流ダイオード２１を介して実質的に短絡された状態となるので、過大な電流が発生し、電流ヒューズ３０が溶断する。また、ＤＣ誤接続の場合と同様に、ＬＥＤアレイ１０にかかる逆方向電圧は、各ＬＥＤ１１の逆耐圧未満の１Ｖ程度となるので、ＬＥＤアレイ１０は逆方向電圧から保護される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が定電流制御ではなく定電圧制御を実行する場合の動作も、バッテリ逆極性誤接続の場合と実質的に同じである（すなわち、電流ヒューズ３０が溶断する）。

このように、ＬＥＤアレイ１０及びバイパス回路２０に直列接続された電流ヒューズ３０が設けられるので、ＡＣ誤接続の場合又はバッテリ逆極性誤接続の場合に、ＬＥＤアレイ１０及びバイパス回路２０を過電流から保護することができる。したがって、バイパス回路２０に加えて電流ヒューズ３０を設けることによって、あらゆる誤接続に対するＬＥＤランプ１の保護が可能となる。この場合、後に電流ヒューズ３０を交換すればＬＥＤランプ１は再使用可能である。

以上のように、本実施形態のＬＥＤランプ１は、直列接続された複数のＬＥＤ１１を有するＬＥＤアレイ１０と、ＬＥＤアレイ１０に並列接続されたバイパス回路２０を備え、バイパス回路２０は、ＬＥＤアレイ１０に逆並列接続された整流ダイオード２１からなる。整流ダイオード２１は、ＬＥＤアレイ１０に順方向電圧が印加される場合に非導通となり、ＬＥＤアレイ１０に逆方向電圧が印加される場合に導通し、導通時にＬＥＤアレイ１０に印加される逆方向電圧が各ＬＥＤ１１の逆耐圧未満となるような電圧降下（順方向電圧）を有する。これにより、ＤＣ誤接続の場合、ＬＥＤアレイ１０に逆並列接続された整流ダイオード２１が導通するとともに、ＬＥＤアレイ１０に印加される整流ダイオード２１の順方向電圧は各ＬＥＤ１１の逆耐圧未満となるので、ＬＥＤアレイ１０が逆方向電圧から保護される。また、通常点灯時には、整流ダイオード２１は非導通となるのでバイパス回路２０での損失は発生しない。したがって、ＤＣ誤接続の場合にＬＥＤアレイ１０を保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプ１が実現される。

特に、本実施形態では、上述したように、パイパス回路２０が整流ダイオード２１からなるので、簡素かつ安価な構成で上記の効果を奏するＬＥＤランプ１が実現される。

また、本実施形態のＬＥＤ照明装置３は、ＬＥＤランプ１と、ＬＥＤランプ１に定電流を供給する直流電源装置２を備える。上記のように各種誤接続があったとしてもＬＥＤランプ１が保護されるので、ＬＥＤランプ１及び直流電源装置２の接続構成（端子、コネクタ等）を、誤装着防止用の特殊な構成とする必要がなく、安価なＬＥＤ照明装置３が実現される。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、ＤＣ誤接続の場合にＬＥＤランプ１の全体が不点灯となる構成を示したが、本実施形態では、ＤＣ誤接続の場合にＬＥＤランプ１の一部が警告用に点灯する構成を示す。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、重複する説明を省略する。

図２に、本実施形態によるＬＥＤランプ１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置３を示す。本実施形態では、ＬＥＤアレイ１０の複数のＬＥＤ１１は、アノード端からカソード端に向けて、直列接続された第１のＬＥＤ部分１１ａ、第２のＬＥＤ部分１１ｂ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃに区分けされる。ただし、各ＬＥＤ部分を構成するＬＥＤ１１の各々は同じものである。第２のＬＥＤ部分１１ｂは１つのＬＥＤ１１（以下、「ＬＥＤ１１ｂ」ともいう）からなり、第１のＬＥＤ部分１１ａ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃは残余のＬＥＤ１１を含む。図２においては、３個のＬＥＤ１１が第１のＬＥＤ部分１１ａ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃの各々に含まれる構成を示すが、ＬＥＤ１１の接続数はこれに限定されない。

パイパス回路２０は、整流ダイオード２２及び２３を備える。整流ダイオード２２はＬＥＤ１１ｂ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃの直列回路に逆並列接続され、整流ダイオード２３は第１のＬＥＤ部分１１ａ及びＬＥＤ１１ｂの直列回路に逆並列接続される。したがって、ＬＥＤ１１ｂがバイパス回路２０の一部を構成しているともいえる。

通常点灯時には、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ１→電流ヒューズ３０→第１のＬＥＤ部分１１ａ→ＬＥＤ１１ｂ→第３のＬＥＤ部分１０ｃ→端子Ｔ２に流れる。したがって、通常点灯時には、ＬＥＤアレイ１０が点灯し、整流ダイオード２２及び２３は非導通となる。

ＤＣ誤接続の場合には、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ２→整流ダイオード２２→ＬＥＤ１１ｂ→整流ダイオード２３→電流ヒューズ３０→端子Ｔ１に流れる。したがって、ＤＣ誤接続の場合にはＬＥＤ１１ｂのみが発光する。

ＤＣ誤接続の場合において、整流ダイオード２２の順方向電圧は１Ｖ程度であり、ＬＥＤ１１ｂの順方向電圧は２〜３Ｖ程度であるので、第３のＬＥＤ部分１１ｃに印加される逆方向電圧は３〜４Ｖ程度となる。同様に、整流ダイオード２３の順方向電圧は１Ｖ程度であり、ＬＥＤ１１ｂの順方向電圧は２〜３Ｖ程度であるので、第１のＬＥＤ部分１１ａに印加される逆方向電圧は３〜４Ｖ程度となる。これらの逆方向電圧は、第３のＬＥＤ部分１１ｃ及び第１のＬＥＤ部分１１ａの各ＬＥＤ１１の逆耐圧（５Ｖ程度）よりも若干低いため、第３のＬＥＤ部分１１ｃ及び第１のＬＥＤ部分１１ａは逆方向電圧から保護される。

また、ＤＣ誤接続の場合に、直流電源装置２の出力が定電流制御されていれば、過大な電流が整流ダイオード２２及び２３並びにＬＥＤ１１ｂに流れることはなく、電流ヒューズ３０は溶断しない。ＤＣ誤接続の場合には、直流電源装置２の出力電圧は整流ダイオード２２及び２３並びにＬＥＤ１１ｂの合計順方向電圧（４〜５Ｖ程度）まで低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０においては軽負荷状態となる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の定電流制御に伴う出力動作（最小ＰＷＭオン時間でのスイッチング動作）は間欠的なものとなり得る。

ＡＣ誤接続の場合及びバッテリ誤接続の場合の各動作は、第１の実施形態で説明したものと実質的に同じである。すなわち、バッテリ順極性誤接続の場合にはＬＥＤランプ１に電流は流れず、ＡＣ誤接続又はバッテリ逆極性誤接続の場合には電流ヒューズ３０の溶断によりＬＥＤランプ１が保護される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が定電流制御ではなく定電圧制御を実行する場合の動作は、バッテリ逆極性誤接続の場合と実質的に同じとなる（すなわち、電流ヒューズ３０が溶断する）。

以上のように、本実施形態では、ＬＥＤアレイ１０が、アノード端からカソード端に向けて、直列接続された第１、第２及び第３のＬＥＤ部分１１ａ、１１ｂ及び１１ｃからなり、パイパス回路２０が、第２のＬＥＤ部分１１ｂ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃの直列回路に逆並列接続された整流ダイオード２２と、第１のＬＥＤ部分１１ａ及び第２のＬＥＤ部分１１ｂの直列回路に逆並列接続された整流ダイオード２３からなる。これにより、ＤＣ誤接続の場合に、整流ダイオード２２及び２３並びに第２のＬＥＤ部分１１ｂが導通し、第１のＬＥＤ部分１１ａ及び第３のＬＥＤ部分１１ｃに印加される逆方向電圧が各ＬＥＤ１１の逆耐圧未満となるので、ＬＥＤアレイ１０が逆方向電圧から保護される。また、通常点灯時には、整流ダイオード２２及び２３は非導通となるのでこれらによる損失は発生しない。したがって、第１の実施形態と同様に、ＤＣ誤接続の場合にＬＥＤアレイ１０を保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプ１が実現される。

特に本実施形態では、ＤＣ誤接続の場合に、整流ダイオード２２、第２のＬＥＤ部分１１ｂ及び整流ダイオード２３に電流が流れ、第２のＬＥＤ部分１１ｂを発光させることができる。この発光により、ＤＣ誤接続をユーザに警告することができる。

＜第３の実施形態＞
上記第２の実施形態では、ＬＥＤアレイ１０の一部を構成するＬＥＤ１１が警告用のＬＥＤを兼ねる構成を示したが、本実施形態では、ＬＥＤアレイ１０とは別のＬＥＤが警告用に設けられる構成を示す。本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、重複する説明を省略する。

図３に、本実施形態によるＬＥＤランプ１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置３を示す。本実施形態では、ＬＥＤアレイ１０の複数のＬＥＤ１１は、選択ＬＥＤ１１ｓ及び残余のＬＥＤ１１ｒに分けられる。バイパス回路２０は、整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５を備える。各警告用ＬＥＤ２５は各選択ＬＥＤ１１ｓに逆並列接続され、整流ダイオード２４は残余のＬＥＤ１１ｒの直列回路に逆並列接続される。

通常点灯時には、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ１→電流ヒューズ３０→ＬＥＤ１１ｓ→ＬＥＤ１１ｒ→端子Ｔ２に流れる。したがって、通常点灯時には、整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５は非導通（非発光）となる。

ＤＣ誤接続の場合には、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ２→整流ダイオード２４→警告用ＬＥＤ２５→電流ヒューズ３０→端子Ｔ１に流れる。したがって、ＤＣ誤接続の場合には警告用ＬＥＤ２５が発光する。

ここで、整流ダイオード２４の順方向電圧（１Ｖ程度）は各ＬＥＤ１１の逆耐圧（５Ｖ程度）より低いので、残余のＬＥＤ１１ｒは逆方向電圧から保護される。また、各警告用ＬＥＤ２５の順方向電圧（２〜３Ｖ程度）が各ＬＥＤ１１ｓの逆耐圧（５Ｖ程度）未満となり、かつ各選択ＬＥＤ１１ｓの順方向電圧（２〜３Ｖ程度）が各警告用ＬＥＤ２５の逆耐圧（５Ｖ程度）未満となるので、選択ＬＥＤ１１ｓ及び警告用ＬＥＤ２５の双方が逆方向電圧から保護される。

また、ＤＣ誤接続の場合に、直流電源装置２の出力が定電流制御されていれば、過大な電流が整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５に流れることはなく、電流ヒューズ３０は溶断しない。ＤＣ誤接続の場合には、直流電源装置２の出力電圧は整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５の合計順方向電圧（５〜７Ｖ程度）まで低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０においては軽負荷状態となる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の定電流制御に伴う出力動作（最小ＰＷＭオン時間でのスイッチング動作）は間欠的なものとなり得る。

ＡＣ誤接続の場合及びバッテリ誤接続の場合の各動作は、第１の実施形態で説明したものと実質的に同じである。すなわち、バッテリ順極性誤接続の場合にはＬＥＤランプ１に電流は流れず、ＡＣ誤接続又はバッテリ逆極性誤接続の場合には電流ヒューズ３０の溶断によりＬＥＤランプ１が保護される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が定電流制御ではなく定電圧制御を実行する場合の動作は、バッテリ逆極性誤接続の場合と実質的に同じとなる（すなわち、電流ヒューズ３０が溶断する）。

なお、図３に示す例では、２対の選択ＬＥＤ１１ｓ及び警告用ＬＥＤ２５が設けられる構成を示すが、１対又は３対以上の選択ＬＥＤ１１ｓ及び警告用ＬＥＤ２５が設けられてもよい。選択ＬＥＤ１１ｓ及び警告用ＬＥＤ２５の対が２以上の場合には、残余のＬＥＤ１１ｒに逆並列接続される整流ダイオード２４を１つとするために、複数の警告用ＬＥＤ２５がＬＥＤアレイ１０のアノード端側及びカソード端側の一方又は両方にまとめて配置されることが望ましい。

また、各ＬＥＤ１１の順方向電圧及び逆耐圧並びに警告用ＬＥＤ２５の順方向電圧及び逆耐圧が所定の条件を満たす場合（例えば、各ＬＥＤ１１の順方向電圧が比較的低く、警告用ＬＥＤ２５の逆耐圧が比較的高い場合）には、複数の選択ＬＥＤ１１ｓに対して１つの警告用ＬＥＤ２５が逆並列接続されてもよい。

以上のように、本実施形態では、バイパス回路２０は、選択ＬＥＤ１１ｓの各々に逆並列接続された警告用ＬＥＤ２５、及び残余のＬＥＤ１１ｒの直列回路に逆並列接続された整流ダイオード２４からなる。これにより、ＤＣ誤接続の場合に、整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５が導通し、ＬＥＤアレイ１０に印加される逆方向電圧が各ＬＥＤ１１の逆耐圧未満となるので、ＬＥＤアレイ１０が逆方向電圧から保護される。また、通常点灯時には、整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５は非導通となるので、これらの素子による損失は発生しない。したがって、第１の実施形態と同様に、ＤＣ誤接続の場合にＬＥＤアレイ１０を保護することができ、かつ通常点灯時に追加の損失をもたらさないＬＥＤランプ１が実現される。

特に本実施形態では、ＤＣ誤接続の場合に、整流ダイオード２４及び警告用ＬＥＤ２５に電流が流れ、警告用ＬＥＤ２５を発光させることができる。この発光により、ＤＣ誤接続をユーザに警告することができる。また、警告用ＬＥＤ２５はＬＥＤ１１（選択ＬＥＤ１１ｓ及び残余のＬＥＤ１１ｒ）とは異なる特性（発光色、順電圧−順電流特性、逆耐圧等）を有するものであってもよい。例えば、警告用ＬＥＤ２５がＬＥＤ１１とは異なる発光色を有していれば、ユーザはＤＣ誤接続をより明確に認識することができる。

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

（１）直流配線Ｗｄｃの省略
上記各実施形態では、ＬＥＤランプ１と直流電源装置２が直流配線Ｗｄｃを介して接続される別置型構成を示したが、本発明はＬＥＤランプ１と直流電源装置２が配線を介さずに装着及び接続される一体型構成にも適用可能である。すなわち、通常点灯時に端子Ｔ１及びＴ２が出力端子Ｔ５及びＴ６に直接接続されてもよい（ＤＣ誤接続の場合には端子Ｔ１及びＴ２が出力端子Ｔ６及びＴ５に直接接続される）。この場合、ＡＣ誤接続及びバッテリ誤接続は想定されないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が定電流制御機能を有することを条件として電流ヒューズ３０は省略されてもよい。

（２）電流制限回路の挿入
上記各実施形態では、バッテリ逆極性誤接続の場合に電流ヒューズ３０が溶断する構成を示したが、この場合にも電流ヒューズ３０を溶断させない構成も可能である。例えば、図４に示すように、ＬＥＤランプ１が、ＬＥＤアレイ１０及びバイパス回路２０の並列回路に対して直列接続された電流制限回路３５を備えるようにしてもよい。電流制限回路３５は、端子Ｔ１から端子Ｔ２に向かう方向を順方向とする整流ダイオード３６と、端子Ｔ２から端子Ｔ１に向かう方向を順方向とする整流ダイオード３７と、整流ダイオード３７に直列接続されたインピーダンス素子３８を備える。すなわち、整流ダイオード３７とインピーダンス素子３８の直列回路が整流ダイオード３６に逆並列接続される。インピーダンス素子３８は、抵抗、ＰＴＣサーミスタ等からなる。

なお、図４では、第１の実施形態との関連でバイパス回路２０が整流ダイオード２１からなる構成が図示されているが、本変形例は上記第２又は第３の実施形態の構成とも組み合わせることができる。ただし、いずれの場合であっても、通常点灯時にＬＥＤ電流が１つの整流ダイオード３６を通過するので、若干の追加の損失が発生する。

バッテリ逆極性誤接続の場合に、直流電源装置２からの直流電流は、端子Ｔ２→整流ダイオード３７→インピーダンス素子３８→バイパス回路２０（整流ダイオード２１）→電流ヒューズ３０→端子Ｔ１に流れる。この場合、インピーダンス素子３８において電流が制限されるので、電流ヒューズ３０は溶断しない。なお、バッテリ順極性誤接続の場合の動作は上記各実施形態と同様であり、ＬＥＤランプ１に電流は発生しない。

ＤＣ誤接続の場合、電流経路はバッテリ逆極性誤接続の場合と同様である。端子Ｔ１と端子Ｔ２の間の電圧については、インピーダンス素子３８での電圧降下が支配的となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の定電流制御又は定電圧制御に伴う出力動作（スイッチング動作）は、上記各実施形態における出力動作とは異なり連続的なものとなり得る。また、ＡＣ誤接続の場合には、端子Ｔ１→電流ヒューズ３０→ＬＥＤアレイ１０→整流ダイオード３６→端子Ｔ２に過大な電流が発生し、電流ヒューズ３０が溶断する。

１ ＬＥＤランプ
２ 直流電源装置
３ ＬＥＤ照明装置
１０ ＬＥＤアレイ
１１ ＬＥＤ
１１ａ〜１１ｃ ＬＥＤ部分
１１ｓ 選択ＬＥＤ
１１ｒ 残余のＬＥＤ
２０ バイパス回路
２１、２２、２３、２４ 整流ダイオード
２５ 警告用ＬＥＤ
３０ 電流ヒューズ

Claims (7)

1. ＬＥＤランプであって、
   直列接続された複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイと、
   前記ＬＥＤアレイに並列接続され、前記ＬＥＤアレイに順方向電圧が印加される場合に非導通となり、前記ＬＥＤアレイに逆方向電圧が印加される場合に導通し、かつ導通時に前記ＬＥＤアレイに印加される逆方向電圧が前記複数のＬＥＤの各々の逆耐圧未満となるような電圧降下を有するバイパス回路と
   を備えたＬＥＤランプ。
2. 請求項１に記載のＬＥＤランプにおいて、前記パイパス回路が、前記ＬＥＤアレイに逆並列接続された整流ダイオードからなる、ＬＥＤランプ。
3. 請求項１に記載のＬＥＤランプにおいて、
   前記複数のＬＥＤが、アノード端からカソード端に向けて、直列接続された第１、第２及び第３のＬＥＤ部分からなり、
   前記パイパス回路が、前記第２及び第３のＬＥＤ部分の直列回路に逆並列接続された第１の整流ダイオードと、前記第１及び第２のＬＥＤ部分の直列回路に逆並列接続された第２の整流ダイオードとを含む、ＬＥＤランプ。
4. 請求項１に記載のＬＥＤランプにおいて、前記バイパス回路が、前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つの選択ＬＥＤの各々に逆並列接続された警告用ＬＥＤと、前記複数のＬＥＤのうちの残余のＬＥＤの直列回路に逆並列接続された整流ダイオードとを含む、ＬＥＤランプ。
5. 請求項４に記載のＬＥＤランプにおいて、前記警告用ＬＥＤが、前記選択ＬＥＤ及び前記残余のＬＥＤとは異なる発光色を有する、ＬＥＤランプ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤランプであって、前記ＬＥＤアレイ及び前記バイパス回路の並列回路に直列接続された電流ヒューズを更に備えたＬＥＤランプ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤランプと、前記ＬＥＤランプに定電流を供給する直流電源装置とを備えたＬＥＤ照明装置。
   

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