JP5416303B1 - 交流ｌｅｄ照明装置および交流ｌｅｄ照明装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信号処理によって生じる遅延を補償できる交流ＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】本発明は、交流電圧を整流して直流の整流電圧に変換して出力する整流部と、少なくとも１つ以上のＬＥＤで構成される第１発光グループ乃至第ｎ発光グループ（ｎは２以上の正の整数）を含むＬＥＤ発光部と、整流部から入力される整流電圧の電圧レベルと基準電圧とを比較して少なくとも１つ以上のスイッチを制御することで、第１発光グループ乃至第ｎ発光グループの駆動を制御するＬＥＤ駆動制御部と、を含み、ＬＥＤ駆動制御部は信号処理によって生じる遅延を補償するために整流電圧の実際の変化量を検出し整流電圧の実際の変化量に基づいて基準電圧調整値を算出し、基準電圧調整値と第１発光グループ乃至第ｎ発光グループのしきい電圧に基づいて基準電圧を設定することを特徴とする交流ＬＥＤ照明装置が提案される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電圧エッジ検出部を用いた交流ＬＥＤ照明装置に関し、より具体的には、電圧エッジ検出部を用いて正弦波信号（例えば、整流電圧Ｖ_ｒｅｃ）の増加又は減少の傾斜を検出し、それに応じて交流ＬＥＤ照明装置の順次駆動及び複数のＬＥＤ発光グループの間の直並列接続関係を制御できる電圧エッジ検出部を用いた交流ＬＥＤ照明装置に関する。

ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、すなわち、発光ダイオードとは、Ｇａ（ガリウム）、Ｐ（燐）、Ａｓ（ヒ素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｎ（窒素）、Ａｌ（アルミニウム）などを材料にして作られた半導体であって、ダイオードの特性を持っており、電流を流がすと赤色、緑色、黄色に発光する。電球に比べて寿命が長く応答速度（電流が流れ発光するまでの時間）が速く、電力消費量が少ないという利点があって広く利用されている傾向にある。

一般に、発光素子はダイオード特性によってＤＣ電源のみによって駆動することができた。そのため、従来の発光素子を用いた発光装置はその使用が制限的であるだけでなく、現在、家庭で使用する交流電源で使用するためにはＳＭＰＳのような別途の回路を含まなければならなかった。そのため、発光装置の回路が複雑化し、その製造単価も高くなるという問題があった。

このような問題を解決するために複数の発光セルを直列又は並列接続してＡＣ電源でも駆動できる発光素子に関する研究が活発に進められている。

図１は、従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の構成ブロック図で、図２は、図１に示す従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ駆動電流の波形を示す波形図である。

図１に示すように、従来技術による交流ＬＥＤ照明装置は交流電源Ｖ_ＡＣから交流電圧を印加されて電波整流して整流電圧Ｖ_ｒｅｃを出力する整流部１０、整流電圧Ｖ_ｒｅｃを供給されて順次駆動される第１発光グループ２０、第２発光グループ２２、第３発光グループ２４及び第４発光グループ２６、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルに応じて第１発光グループ２０、第２発光グループ２２、第３発光グループ２４及び第４発光グループ２６の順次駆動を制御する駆動制御部４０、スイッチング機能と定電流制御機能を備えた第１発光グループ駆動部ＳＷ１、第２発光グループ駆動部ＳＷ２、第３発光グループ駆動部ＳＷ３、第４発光グループ駆動部ＳＷ４を含んで構成される。

図２を参照して上述のような従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の駆動過程を述べると、駆動制御部４０は整流部１０から印加される整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルを判断し、判断された整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルに応じて第１発光グループ２０、第２発光グループ２２、第３発光グループ２４及び第４発光グループ２６を順次駆動するようになる。

したがって、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１以上かつ第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２未満の区間（整流電圧の一周期を基準にｔ１〜ｔ２、ｔ７〜ｔ８）で、駆動制御部４０は第１スイッチＳＷ１をターンオン状態に維持し、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４をターンオフ状態に維持して、第１発光グループ２０のみが駆動されるように制御する。

また、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２以上かつ第３しきい電圧Ｖ_ＴＨ３未満の区間（整流電圧の一周期を基準にｔ２〜ｔ３、ｔ６〜ｔ７）で、駆動制御部４０は第２スイッチＳＷ２をターンオン状態に維持し、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４をターンオフ状態に維持して、第１発光グループ２０と第２発光グループ２２のみが駆動されるように制御する。

また、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第３しきい電圧Ｖ_ＴＨ３以上かつ第４しきい電圧Ｖ_ＴＨ４未満の区間（整流電圧の一周期を基準にｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６）で、駆動制御部４０は第３スイッチＳＷ３をターンオン状態に維持し、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をターンオフ状態に維持して、第１発光グループ２０、第２発光グループ、第３発光グループ２４が駆動されるように制御する。

また、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第４しきい電圧Ｖ_ＴＨ４以上の区間（整流電圧の一周期を基準にｔ４〜ｔ５）で、駆動制御部４０は第４スイッチＳＷ４をターンオン状態に維持し、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３をターンオフ状態に維持して、第１発光グループ２０、第２発光グループ、第３発光グループ２４、第４発光グループ２６がいずれも駆動されるように制御する。

しかし、上述のような従来技術による交流ＬＥＤ照明装置は、交流電圧が印加される場合、交流電圧信号の大きさに応じて時間による正弦波信号の増加又は減少の傾斜が変化するようになり、順次駆動のためにスイッチがスイッチングされる瞬間が異なるようになる。したがって、正弦波信号の傾斜が大きい場合（すなわち、入力電圧の大きさが増加する場合）はＬＥＤが導通（ｏｎ）する瞬間が速まり、入力電圧の大きさが小さくなる場合はＬＥＤが遅れてスイッチングされて電流が流れる導通時間が短くなるため、消耗電力量が不規則に減少される。結果的に、従来技術による交流ＬＥＤ照明装置を使用する場合は、全体的に入力電圧の大きさに応じてＬＥＤがスイッチングされる時間が異なるようになるため、電力を一定に維持することが難しいという問題点がある。

また、このような従来技術による交流ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤアレイを含み、整流電圧の電圧レベルに応じて複数の発光グループを順に点灯及び消灯させるので、複数の発光グループのそれぞれの発光区間が互いに異なって交流ＬＥＤ照明装置の光均一度が損なわれる上、複数の発光グループの寿命が互いに異なるようになり交流ＬＥＤ照明装置の寿命が長い発光区間を有するＬＥＤアレイに従属してしまうという問題点がある。

韓国登録特許第１０−０９９７０５０号公報 韓国公開特許第１０−１０９２５０８号公報 韓国公開特許第１０−２０１３−０００３３８８号公報 韓国登録特許第１０−０９９８７２９号公報 韓国登録特許第１０−１０６２１９３号公報

本発明の目的は、以上述べた従来技術の問題点を解決することにある。

本発明の一つの目的は、電圧エッジ検出部を用いて入力電圧の増加又は減少の傾斜を検出し、それに応じて交流ＬＥＤ照明装置の駆動制御タイミングを正確に制御できる交流ＬＥＤ照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、電圧エッジ検出部を用いて入力電圧の増加又は減少の傾斜を検出し、それに応じて複数の発光グループの間の直並列接続関係の変更タイミングを精密に制御して、一定の電圧レベル以上ですべての発光グループが発光して照明装置の光均一性及び明るさを改善できる交流ＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記本発明の目的を達成し、後述する本発明の特有の効果を達成するための、本発明の特徴的な構成は下記のとおりである。

本発明の一態様によれば、交流電圧を整流して直流の整流電圧に変換して出力する整流部と、少なくとも１つ以上のＬＥＤで構成される第１発光グループ及び第２発光グループを含むＬＥＤ発光部と、前記整流部から入力される前記整流電圧の電圧レベルと基準電圧とを比較して前記第１発光グループと前記第２発光グループの直並列接続関係を制御するＬＥＤ駆動制御部とを含み、前記ＬＥＤ駆動制御部は前記整流電圧の傾斜を検出し、前記整流電圧の電圧レベルと前記検出された前記整流電圧の傾斜とに基づいて前記基準電圧を設定することを特徴とする交流ＬＥＤ照明装置が提供される。

好ましくは、ＬＥＤ駆動制御部は、現在入力されている整流電圧の傾斜を検出し、前記検出された整流電圧の傾斜に対応する第２制御信号を制御ロジックに出力する電圧エッジ検出部と、前記制御ロジックから出力される基準電圧設定信号に応じて基準電圧を生成して出力する基準電圧生成器と、設定された基準電圧と現在入力されている整流電圧の電圧レベルとを比較し、比較結果に対応する第１制御信号を前記制御ロジックに出力する比較部と、前記比較部から入力される前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて第１発光グループと前記第２発光グループの直並列接続関係を制御し、前記基準電圧設定信号を出力する制御ロジックとを含むことができる。

好ましくは、第２制御信号は前記現在入力されている整流電圧が立ち上がり区間にあるか、または立ち下がり区間にあるかに対応する情報を含むことができる。

好ましくは、制御ロジックは、前記基準電圧が第１しきい電圧に設定されている状態で前記整流電圧の電圧レベルが前記第１しきい電圧に到達した場合、前記現在入力されている整流電圧が立ち上がり区間にある場合は前記基準電圧を第２しきい電圧に変更し、前記現在入力されている整流電圧が立ち下がり区間にある場合は前記基準電圧を第１しきい電圧に維持するように前記基準電圧設定信号を生成し、前記基準電圧が第２しきい電圧に設定されている状態で前記整流電圧の電圧レベルが前記第２しきい電圧に到達した場合、前記現在入力されている整流電圧が立ち上がり区間にある場合は前記基準電圧を第２しきい電圧に維持し、前記現在入力されている整流電圧が立ち下がり区間にある場合は前記基準電圧を第１しきい電圧に変更するように前記基準電圧設定信号を生成するように構成されることができる。

好ましくは、第２制御信号は前記現在入力されている整流電圧の実際の傾斜情報を含むことができる。

好ましくは、制御ロジックは、前記ＬＥＤ駆動制御部内での信号処理によって生じる遅延を補償するために、前記第２制御信号に含まれた前記現在入力されている整流電圧の実際の傾斜情報に基づいて前記基準電圧を設定するように構成されることができる。

好ましくは、ＬＥＤ発光部は、前記整流電圧の電圧レベルに応じて前記第１発光グループ及び前記第２発光グループが直列又は並列のいずれか１つに接続されるように回路を変更する第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチをさらに含み、前記ＬＥＤ駆動制御部は前記第１制御信号及び前記第２制御信号に応じて前記第１スイッチ乃至第３スイッチを制御して前記第１発光グループと前記第２発光グループの接続関係を並列又は直列に制御するように構成されることができる。

好ましくは、入力される整流電圧が前記第１しきい電圧以上かつ前記第２しきい電圧未満の場合、前記ＬＥＤ駆動制御部は前記第１スイッチと前記第２スイッチをターンオンし前記第３スイッチをターンオフして、前記第１発光グループと前記第２発光グループが並列に接続されるように制御するように構成されることができる。

好ましくは、入力される整流電圧が前記第２しきい電圧以上の場合、前記ＬＥＤ駆動制御部は前記第１スイッチと前記第２スイッチをターンオフし前記第３スイッチをターンオンして、前記第１発光グループと前記第２発光グループが直列に接続されるように制御するように構成されることができる。

好ましくは、ＬＥＤ発光部に含まれた前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの制御は前記ＬＥＤ駆動制御部から出力されるスイッチ制御信号ＣＳ１~３に
よって実行されるように構成されることができる。

好ましくは、スイッチは金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）、接合形電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、サイリスタ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、トライアック（Ｔｒｉａｃ）より選ばれた１つである場合がある。

本発明の他の一態様によれば、整流電圧の電圧レベルに応じて複数の発光グループの間の直並列接続関係を制御するＬＥＤ駆動制御部において、現在入力されている整流電圧の傾斜を検出し、前記検出された整流電圧の傾斜に対応する第２制御信号を制御ロジックに出力する電圧エッジ検出部と、前記制御ロジックから出力される基準電圧設定信号に応じて基準電圧を生成して出力する基準電圧生成器と、設定された基準電圧と現在入力されている整流電圧の電圧レベルとを比較し、比較結果に対応する第１制御信号を前記制御ロジックに出力する比較部と、及び前記比較部から入力される前記第１制御信号及び前記第２制御信号に基づいて第１発光グループと前記第２発光グループの直並列接続関係を制御し、前記基準電圧設定信号を出力する制御ロジックとを含み、前記制御ロジックは遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を算出し、前記整流電圧の立ち上がり区間ではしきい電圧から前記算出された整流電圧の変化量を減算した電圧レベルを基準電圧に設定するように前記基準電圧設定信号を生成し、前記整流電圧の立ち下がり区間ではしきい電圧に前記算出された整流電圧の変化量を加算した電圧レベルを基準電圧に設定するように前記基準電圧設定信号を生成することを特徴とするＬＥＤ駆動制御部が提供される。

好ましくは、電圧エッジ検出部から出力される前記第２制御信号は現在入力されている整流電圧の実際の傾斜情報を含み、前記制御ロジックは前記第２制御信号に含まれた前記整流電圧の実際の傾斜情報に前記遅延時間を代入して前記遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を算出するように構成されることができる。

好ましくは、電圧エッジ検出部は前記遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を検出し、前記検出された整流電圧の変化量をさらに含む前記第２制御信号を生成して出力し、前記制御ロジックは前記第２制御信号に含まれた前記検出された整流電圧の変化量に基づいて前記基準電圧設定信号を生成するように構成されることができる。

好ましくは、制御ロジックは前記算出された遅延時間の間の前記整流電圧の変化量から予め設定されたマージン値を減算して基準電圧調整値を算出し、前記整流電圧の立ち上がり区間ではしきい電圧から前記算出された基準電圧調整値を減算した電圧レベルを基準電圧に設定するように前記基準電圧設定信号を生成し、前記整流電圧の立ち下がり区間ではしきい電圧に前記算出された基準電圧調整値を加算した電圧レベルを基準電圧に設定するように前記基準電圧設定信号を生成するように構成されることができる。

好ましくは、ＬＥＤ駆動制御部は第１発光グループ及び第２発光グループの直並列接続関係を制御し、前記第１発光グループ及び前記第２発光グループを含むＬＥＤ発光部は、前記ＬＥＤ駆動制御部の制御に応じて前記第１発光グループ及び前記第２発光グループが直列又は並列のいずれか１つに接続されるように回路を変更する第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチをさらに含み、前記ＬＥＤ駆動制御部は前記第１制御信号及び前記第２制御信号に応じて前記第１スイッチ乃至第３スイッチを制御して前記第１発光グループと前記第２発光グループの接続関係を並列又は直列に制御するように構成されることができる。

好ましくは、制御ロジックは入力される整流電圧が立ち上がり区間にある場合は第１しきい電圧から前記算出された整流電圧の変化量を減算した電圧レベルを第１基準電圧に設定し、第２しきい電圧から前記算出された整流電圧の変化量を減算した電圧レベルを第２基準電圧に設定し、前記制御ロジックは入力される整流電圧が立ち下がり区間にある場合は前記第１しきい電圧に前記算出された整流電圧の変化量を加算した電圧レベルを第１基準電圧に設定し、第２しきい電圧に前記算出された整流電圧の変化量を加算した電圧レベルを第２基準電圧に設定するように構成されることができる。

好ましくは、制御ロジックは前記入力される整流電圧の電圧レベルが前記第１基準電圧以上かつ前記第２基準電圧未満の場合、前記第１スイッチと前記第２スイッチをターンオンし前記第３スイッチをターンオフして、前記第１発光グループと前記第２発光グループが並列に接続されるように制御するように構成されることができる。

好ましくは、制御ロジックは前記入力される整流電圧の電圧レベルが前記第２基準電圧以上の場合、前記第１スイッチと前記第２スイッチをターンオフし前記第３スイッチをターンオンして、前記第１発光グループと前記第２発光グループが直列に接続されるように制御するように構成されることができる。

上述のように、本発明によれば、電圧エッジ検出部を用いて入力電圧の増加又は減少の傾斜を検出し、それに応じて交流ＬＥＤ照明装置の駆動制御タイミングを正確に制御できる効果が期待できる。

また、本発明によれば、電圧エッジ検出部を用いて入力電圧の増加又は減少の傾斜を検出し、それに応じて複数の発光グループの間の直並列接続関係の変更タイミングを精密に制御できる効果が期待できる。

また、本発明によれば、整流電圧の電圧レベルに応じて複数のＬＥＤ発光グループの間の直並列接続関係を能動的に制御し、一定の電圧レベル以上ですべてのＬＥＤ発光グループが発光して照明装置の光均一性及び明るさを改善できる効果が期待できる。

従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の構成ブロック図である。 図１に示す従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ駆動電流の波形を示す波形図である。 本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の構成ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の回路図である。 本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ駆動電流の波形を示す波形図である。 従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ制御タイミングの関係を示す波形図である。 本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ制御タイミングの関係を示す波形図である。 本発明の好ましい一実施形態による第１発光グループと第２発光グループが並列に接続される回路図である。 本発明の好ましい一実施形態による第１発光グループと第２発光グループが直列に接続される回路図である。

後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は当業者が本発明を実施できるように充分に詳細に説明される。本発明の様々な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要は無いことが理解されるべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の実施形態に具現され得る。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく変更され得ることが理解されるべきである。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味として捉えることを意図せず、本発明の範囲は、適切に説明される場合、その請求項が主張するものと均等なすべての範囲とともに添付された請求項のみによって限定される。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一または類似の機能を指す。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好ましい実施形態について添付された図面を参照して詳細に説明する。

［本発明の好ましい実施形態］
本発明の実施形態において、「発光グループ」という用語は、複数のＬＥＤが直列／並列／直並列に接続され照明装置内で発光するＬＥＤ（ＬＥＤパッケージ）の集合であって、制御部の制御に応じて１つの単位として動作が制御される（すなわち、共に点灯／消灯される）ＬＥＤの集合を意味する。

また、「しきい電圧レベルＶ_ＴＨ」という用語は、１つの発光グループを駆動できる電圧レベルであって、「第１しきい電圧レベルＶ_ＴＨ１」は第１発光グループを駆動できる電圧レベルを意味し、「第２しきい電圧レベルＶ_ＴＨ２」は第１及び第２発光グループを駆動できる電圧レベルを意味する。第１発光グループのしきい電圧レベルと第２発光グループのしきい電圧レベルが同じ場合、第２しきい電圧レベルＶ_ＴＨ２は２Ｖ_ＴＨ１である。したがって、以下で「第ｎしきい電圧レベルＶ_ＴＨｎ」という場合、それは第１乃至第ｎ発光グループをすべて駆動できる電圧レベルを意味する。

図３は、本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の構成ブロック図である。以下、図３を参照して本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の構成と機能について詳しく説明する。

図３に示すように、本発明による交流ＬＥＤ照明装置は、整流部１００、ＬＥＤ駆動制御部２００及びＬＥＤ発光部３００を含むことができる。

整流部１００は交流ＬＥＤ照明装置の内部又は外部の交流供給源から交流電源Ｖ_ＡＣを印加されて整流して整流電源Ｖ_ｒｅｃを出力する機能を行うように構成されることができる。上述のように、ＬＥＤ照明装置の特性上、ＳＭＰＳ等の定電流／定電圧回路を備えることができないため、本発明による整流部１００は半波整流回路又はフルブリッジで構成された電波整流回路として実施され得る。また、図示していないが、本発明による整流部１００はサージ電圧から回路を保護できるバリスタなどの素子として実施され得るサージ保護部（図示せず）、過電流から回路を保護できるヒューズなどの素子として実施され得るヒューズ部（図示せず）をさらに含むこともできる。

本発明によるＬＥＤ発光部３００は整流部１００から印加される整流電圧Ｖ_ｒｅｃを供給されて発光するようになる。様々な形態のＬＥＤ発光部３００が本発明による交流ＬＥＤ照明装置に採用され得るが、より好ましくは、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルに応じて、ＬＥＤ駆動制御部２００の制御に応じてＬＥＤ発光部３００を構成する複数のＬＥＤ発光グループの間の接続関係が直列又は並列にスイッチングされ得るＬＥＤ発光部３００が用いられ得る。このような直／並列スイッチング機能を行うために、本発明によるＬＥＤ発光部３００は、少なくとも１つ以上のＬＥＤを含む第１発光グループ３１０、少なくとも１つ以上のＬＥＤを含む第２発光グループ３２０とＬＥＤ駆動制御部２００の制御に応じて第１発光グループ３１０及び第２発光グループ３２０の間の接続を直列又は並列にスイッチングするための第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３を含んで構成されることができる。以下、説明及び理解の便宜のために直列に接続された複数のＬＥＤを含み、同じしきい電圧を有する第１発光グループ３１０及び第２発光グループ３２０を基準に説明するが、本発明がこれに制限されず、本発明の要旨を含む様々なＬＥＤ発光部３００の構成が本発明の権利範囲に属することは当業者に自明である。一方、前述の第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３は、ＬＥＤ駆動制御部２００から入力されるスイッチ制御信号に応じてターンオン又はターンオフされ得る金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）、接合形電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、サイリスタ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、トライアック（Ｔｒｉａｃ）のうち少なくとも１つを用いて実施され得る。また、本発明による第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３は、ＬＥＤ駆動制御部２００の制御に応じてスイッチを介して流れる電流を予め設定された定電流値で定電流制御を行うように構成されることもできる。

図３に示すように、第１スイッチＳ１は第１発光グループ３１０のカソード端と接地（ＧＮＤ）間に接続され、第２スイッチＳ２は第１発光グループ３１０のアノード端と第２発光グループ３２０のアノード端の間に接続され、第３スイッチＳ３は第１発光グループ３１０のカソード端と第２発光グループ３２０のアノード端の間に接続され、ＬＥＤ駆動制御部２００から出力されるスイッチ制御信号に応じてターンオン又はターンオフされる。

本発明によるＬＥＤ駆動制御部２００は整流部１００から出力される整流電圧Ｖ_ｒｅｃを入力され、入力される整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルと基準電圧とを比較し、その結果に応じてＬＥＤ発光部３００の第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の間の直並列接続関係を制御する機能を行うようになる。このような機能を行うために、図３に示すように、本発明によるＬＥＤ駆動制御部２００は電圧エッジ検出部２４０、基準電圧生成器２２０、比較部２３０及び制御ロジック２１０を含むことができる。

電圧エッジ検出部２４０は現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃの傾斜を検出し、検出された整流電圧の傾斜に対応する第２制御信号ＥＮ_２を生成して制御ロジック２１０に出力する機能を行うようになる。図３に示すように、電圧エッジ検出部２４０はＬＥＤ発光部３００両端の間の電圧、すなわち、整流電圧Ｖ_ｒｅｃをモニタし、電圧レベルの変化量に基づいて現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃの傾斜を検出する。電圧エッジ検出部２４０は検出された傾斜に対応する第２制御信号ＥＮ_２を生成して制御ロジック２１０に出力するようになる。実施形態の構成によっては、第２制御信号ＥＮ_２は整流電圧Ｖ_ｒｅｃが現在立ち上がり区間にあるか、または立ち下がり区間にあるかを示す情報のみを含むこともでき、または検出された傾斜情報そのものを含むこともできる。

基準電圧生成器２２０は制御ロジック２１０から出力される基準電圧設定信号ＣＳ４を入力され、入力された基準電圧設定信号に応じて基準電圧Ｖ_ＲＥＦを生成して比較部２３０に出力する機能を行うようになる。一実施形態において、本発明による基準電圧生成器２２０は基準電圧設定信号ＣＳ４に応じて第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力することができ、他の基準電圧設定信号ＣＳ４を入力される場合は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力するように構成されることができる。また、本発明によるＬＥＤ駆動制御部２００が信号処理による遅延を補償するように構成された場合、基準電圧生成器２２０は基準電圧設定信号ＣＳ４に応じて整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち上がり区間では第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１を調整した電圧（例えば、第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１の９０％に該当する電圧等）を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力することができ、他の基準電圧設定信号ＣＳ４を入力される場合は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２を調整した電圧（例えば、第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２の９０％に該当する電圧等）を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力するように構成されることができる。また、本発明による基準電圧生成器２２０は基準電圧設定信号ＣＳ４に応じて整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち下がり区間では第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１を調整した電圧（例えば、第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１の１１０％に該当する電圧等）を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力することができ、他の基準電圧設定信号ＣＳ４を入力される場合は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２を調整した電圧（例えば、第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２の１１０％に該当する電圧等）を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力するように構成されることができる。

比較部２３０は設定された基準電圧Ｖ_ＲＥＦと現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルとを比較し、比較結果に対応する第１制御信号ＥＮ_１を制御ロジック２１０
に出力する機能を行うようになる。図３に示すように、本発明による比較部２３０は演算増幅器を用いて構成されることができる。比較部２３０の反転入力には基準電圧生成器２２０から出力される基準電圧Ｖ_ＲＥＦが入力され、比較部２３０の非反転入力にはセンシング抵抗Ｒｓ両端のセンシング電圧Ｖ_Ｂが入力される。比較部２３０は設定された基準電圧Ｖ_ＲＥＦとセンシング抵抗Ｒｓ両端のセンシング電圧Ｖ_Ｂとを比較し、比較結果に対応する第１制御信号ＥＮ_１を制御ロジック２１０に出力するように構成される。なお、第４スイッチＳ４が導通状態であるときには、第４スイッチＳ４での電圧降下はほとんど無いとみなし、センシング電圧Ｖ_Ｂは、整流電圧Ｖ_ｒｅｃとほぼ同一である。したがって、以下の説明において、第４スイッチＳ４が導通状態にあるときには、Ｖ_ｒｅｃ＝Ｖ_Ｂであるものとしている。

制御ロジック２１０は比較部２３０から入力される第１制御信号ＥＮ_１に応じて第１
発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の直並列接続関係を制御し、第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から入力される第２制御信号ＥＮ_２に基づき基準電圧設定信号ＣＳ４を出力する機能を行うようになる。

これについて詳しく説明すると、まず、制御ロジック２１０は整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが立ち上がり区間にあり、かつ第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に到達するタイミングに第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０が並列に接続されるように、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオンするための第１スイッチ制御信号ＣＳ１及び第２スイッチ制御信号ＣＳ２を生成して第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２に出力し、第３スイッチＳ３をターンオフするための第３スイッチ制御信号ＣＳ３を生成して第３スイッチＳ３に出力する。その結果構成される第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の間の並列接続関係を図７Ａに示している。また、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが立ち上がり区間にあり、かつ第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングに、制御ロジック２１０は第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０が直列に接続されるように、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオフするための第１スイッチ制御信号ＣＳ１及び第２スイッチ制御信号ＣＳ２を生成して第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２に出力し、第３スイッチＳ３をターンオンするための第３スイッチ制御信号ＣＳ３を生成して第３スイッチＳ３に出力する。その結果構成される第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の間の直列接続関係を図７Ｂに示している。

また、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが立ち下がり区間にあり、かつ第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングに、第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０が並列に接続されるように、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオンするための第１スイッチ制御信号ＣＳ１及び第２スイッチ制御信号ＣＳ２を生成して第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２に出力し、第３スイッチＳ３をターンオフするための第３スイッチ制御信号ＣＳ３を生成して第３スイッチＳ３に出力する。一方、制御ロジック２１０は整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが立ち下がり区間にあり、かつ第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に到達するタイミングに、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３をすべてターンオフする。

また、本発明による制御ロジック２１０は、上述のように第１制御信号ＥＮ_１及び第２制御信号ＥＮ_２に基づき基準電圧設定信号ＣＳ４を生成して基準電圧生成器２２０に出力するようになる。これを具体的に説明すると、制御ロジック２１０は現在の基準電圧Ｖ_ＲＥＦが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に設定されている状態で整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に到達した場合、現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃが立ち上がり区間にある場合は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に設定し、現在入力されている整流電圧が立ち下がり区間にある場合は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に維持するように基準電圧設定信号ＣＳ４を生成する。また、制御ロジック２１０は現在の基準電圧Ｖ_ＲＥＦが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に設定されている状態で整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達した場合、現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃが立ち上がり区間にある場合は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に維持し、現在入力されている整流電圧Ｖ_ｒｅｃが立ち下がり区間にある場合は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に設定するように基準電圧設定信号ＣＳ４を生成するように構成される。

一方、より好ましくは、本発明による制御ロジック２１０はＬＥＤ駆動制御部２００内での信号処理によって生じる遅延を補償できるように基準電圧設定信号ＣＳ４を生成できる。

図６Ａは、従来技術による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ制御タイミングの関係を示す波形図である。図６Ａを参照してＬＥＤ駆動制御部２００内での信号処理によって生じる遅延について例をあげて説明する。図６Ａには基準電圧Ｖ_ＲＥＦがしきい電圧Ｖ_ＴＨと同一に設定される実施形態が示している。したがって、第１基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１は第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１で、第２基準電圧Ｖ_ＲＥＦ２は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２となる。また、図６Ａで、整流電圧の電圧レベルが基準電圧Ｖ_ＲＥＦ（すなわち、しきい電圧Ｖ_ＴＨ）に到達したタイミング、すなわち、ＬＥＤ駆動制御部２００によって制御が開始されるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ４、ｔ５が点線で示され、実際にスイッチの制御が行われて第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の直並列接続関係が変更されるタイミングｔ１＋ｔｄ、ｔ２＋ｔｄ、ｔ４＋ｔｄ、ｔ５＋ｔｄが実線で示されている。図６Ａを参照して説明すると、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１から立ち上がり第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングｔ２に、制御ロジック２１０は第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０を直列に接続するために第１スイッチ制御信号ＣＳ１、第２スイッチ制御信号ＣＳ２及び第３スイッチ制御信号を生成して出力する。第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３は入力される制御信号に応じて第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０接続関係を直列に変更する。この場合、実際にスイッチが直並列接続関係を変更するタイミングは、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングから所定の時間が経過したタイミング（すなわち、遅延時間ｔｄがさらに経過したタイミング）となる。すなわち、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングｔ２と実際にスイッチのスイッチングが行われるタイミングｔ２＋ｔｄの間に遅延時間ｔｄ分の遅延が生じる。

したがって、本発明による制御ロジック２１０は、上述のような遅延を補償できるように構成されることができる。図６Ｂは、本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ制御タイミングの関係を示す波形図である。図６Ｂを参照して、本発明による制御ロジック２１０の遅延補償のための構成と機能について説明する。システム内部の信号処理によって生じる遅延時間ｔｄが一定であるので、制御ロジック２１０は第２制御信号ＥＮ_２に含まれた整流電圧Ｖ_ｒｅｃの実際の傾斜情報（例えば、所定時間における電圧の変化量）を用いて遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルの変化量ΔＶを算出することができ、これに基づいて基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定できる。実施形態の構成によっては、電圧エッジ検出部２４０が遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルの実際の変化量ΔＶを検出し、検出された変化量を第２制御信号ＥＮ_２に含めて制御ロジック２１０に出力し、制御ロジック２１０は第２制御信号ＥＮ_２に含まれた遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルの実際の変化量ΔＶを用いて基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定できることはいうまでもない。すなわち、本発明による制御ロジック２１０は算出又は実測された遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルの変化量ΔＶとしきい電圧Ｖ_ＴＨを用いて基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するように構成されることができる。したがって、整流電圧Ｖ_ｒｅｃが立ち上がり区間にある場合、制御ロジック２１０は第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１から電圧レベル変化量ΔＶを減算した電圧値を第１基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ１’}に設定し、第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２から電圧レベル変化量ΔＶを減算した電圧値を第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ２’}に設定するように構成されることができる。また、同様に、整流電圧Ｖ_ｒｅｃが立ち下がり区間にある場合、制御ロジック２１０は第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に電圧レベル変化量ΔＶを加算した電圧値を第１基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ１''}に設定し、第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に電圧レベル変化量ΔＶを加算した電圧値を第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ２''}に設定するように構成されることができる。

図６Ｂで、整流電圧の電圧レベルが基準電圧Ｖ_ＲＥＦ（すなわち、しきい電圧ＶＴＨから遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルの変化量ΔＶを減算又は加算して調整される基準電圧）に到達したタイミング、すなわち、ＬＥＤ駆動制御部２００によって制御が開始されるタイミングｔ１−ｔｄ、ｔ２−ｔｄ、ｔ４−ｔｄ、ｔ５−ｔｄが点線で示され、実際にスイッチの制御が行われて第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の直並列接続関係が変更されるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ４、ｔ５が実線で示されている。図６Ｂを参照して説明すると、第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１が６５Ｖで、第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２が１３０Ｖで、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの実際の傾斜情報を用いて算出された遅延時間ｔｄの間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの変化量ΔＶが１０Ｖであると仮定する。この場合、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち上がり区間で整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングｔ２にスイッチを制御しようとする場合、制御ロジック２１０は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２（１３０Ｖ）から遅延時間ｔｄの間の変化量（１０Ｖ）を減算した１２０Ｖ（調整された第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２）を立ち上がり区間での第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ２'}に設定できる。したがって、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが１２０Ｖに到達するタイミングｔ２−ｔｄでスイッチの制御のための処理が開始され、実際にスイッチがスイッチングされるタイミングｔ２に整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２（１３０Ｖ）に到達するようになるので、上述のような遅延が補償され得る。同様に、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち下がり区間で整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に到達するタイミングｔ４にスイッチを制御しようとする場合、制御ロジック２１０は第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２（１３０Ｖ）に遅延時間ｔｄの間の変化量ΔＶ（１０Ｖ）を加算した１４０Ｖ（調整された第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２）を第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ２''}に設定できる。したがって、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが１４０Ｖに到達するタイミングｔ４−ｔｄでスイッチの制御のための処理が開始され、処理の開始より遅延時間が経過したタイミング、すなわち、実際にスイッチがスイッチングされるタイミングｔ４に整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２（１３０Ｖ）に到達するようになるので、上述のような遅延が補償され得る。

一方、誤動作を防止するために、本発明による制御ロジック２１０は、遅延時間ｔｄ補償を行うにあたって、マージン（ｍａｒｇｉｎ）値をさらに適用するように構成されることもできる。例えば、マージン値が３Ｖに設定されている実施形態を仮定すると、遅延時間ｔｄの間１０Ｖが変化すると算出又は検出される場合、本発明による制御ロジック２１０は算出された変化量ΔＶ（すなわち、１０ｖ）から予め設定されたマージン値を減算して遅延時間ｔｄ補償のために基準電圧Ｖ_ＲＥＦを調整する基準電圧調整値を算出し、算出された基準電圧調整値を用いて基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するように構成されることができる。この場合、制御ロジックは算出された遅延時間の間の整流電圧の変化量ΔＶ（１０Ｖ）から予め設定されたマージン値（３Ｖ）を減算して基準電圧調整値（７Ｖ）を算出し、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち上がり区間ではしきい電圧Ｖ_ＴＨから算出された基準電圧調整値（７Ｖ）を減算した電圧レベルを基準電圧Ｖ_ＲＥＦに設定するように基準電圧設定信号ＣＳ４を生成し、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち下がり区間ではしきい電圧Ｖ_ＴＨに算出された基準電圧調整値（７Ｖ）を加算した電圧レベルを基準電圧Ｖ_ＲＥＦに設定するように基準電圧設定信号ＣＳ４を生成できる。

一方、誤動作を防止するために、本発明による制御ロジック２１０は、遅延時間ｔｄ補償を行うにあたって、最小基準電圧調整値及び最大基準電圧調整値をさらに適用するように構成されることもできる。すなわち、本発明による制御ロジック２１０は算出された変化量ΔＶと設定された最小基準電圧調整値及び設定された最大基準電圧調整値とを比較し、算出された変化量ΔＶが設定された最小基準電圧調整値以上かつ設定された最大基準電圧調整値以下の場合、算出された変化量ΔＶを基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定し、算出された変化量ΔＶが設定された最小基準電圧調整値未満の場合、設定された最小基準電圧調整値を基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定し、算出された変化量ΔＶが設定された最大基準電圧調整値を超える場合、設定された最大基準電圧調整値を基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するように構成されることができる。例えば、最小基準電圧調整値が５Ｖ、最大基準電圧調整値が１５Ｖに設定されている実施形態を仮定すると、制御ロジック２１０は算出された変化量ΔＶが最小基準電圧調整値以上かつ最大基準電圧調整値以下の場合（例えば７Ｖ）、算出された変化量ΔＶを基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するようになる。一方、算出された変化量ΔＶが最小基準電圧調整値未満の場合（例えば、３Ｖ）、制御ロジック２１０は設定された最小基準電圧調整値を基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するようになる。また、算出された変化量ΔＶが最大基準電圧調整値を超える場合（例えば、１６Ｖ）、制御ロジック２１０は設定された最大基準電圧調整値を基準電圧調整値として基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定するようになる。

また、実施形態の構成によっては、本発明による制御ロジック２１０は、上述のようなマージン値、最小基準電圧調整値、最大基準電圧調整値をさらに適用するように構成されることもできる。

下記表１は遅延時間の間の電圧変化量を補償するための立ち上がり区間、立ち下がり区間での目標しきい電圧に到達するタイミングに実質的なスイッチング制御が行われることができるように設定される調整された基準電圧を示す表である。

表１に示すように、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち上がり区間では遅延時間の間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの変化量を減算してあらかじめ制御が開始され得るようにし、整流電圧Ｖ_ｒｅｃの立ち下がり区間では遅延時間の間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの変化量を加算してあらかじめ制御が開始され得るようにすることができる。

一方、本発明によるＬＥＤ駆動制御部２００は、図３に示すように、整流電圧Ｖ_ｒｅｃ入力ノードとセンシング抵抗Ｒｓの間に位置し、制御ロジック２１０から出力される制御信号に応じてセンシング抵抗Ｒｓと整流電圧Ｖ_ｒｅｃ入力ノードとセンシング抵抗Ｒｓの間の接続を制御する第４スイッチＳ４をさらに含むことができる。

図４は、本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の回路図である。図４に示す実施形態は、図３に示す第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３が金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用いて実施された場合の回路図を示している。図３のＬＥＤ照明装置と同じ構成と機能を持つため、これ以上の詳細な説明は省略するようにする。

図５は、本発明の好ましい一実施形態による交流ＬＥＤ照明装置の整流電圧とＬＥＤ駆動電流の波形を示す波形図である。以下、図５を参照して、時間の経過による本発明による交流ＬＥＤ照明装置の駆動過程について詳細に説明する。

まず、下記表２は整流電圧の１周期間の整流電圧Ｖ_ｒｅｃの電圧レベルに基づくＬＥＤ駆動制御部２００の制御による交流ＬＥＤ照明装置の構成各部の動作状態をまとめた表である。

時間区間１（ｔ０〜ｔ１）：
第４スイッチＳ４がターンオンされると、センシング抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖ_Ｂは整流電圧Ｖ_ｒｅｃの変化に応じて増加する。この区間ではＶ_ＢがＬＥＤ発光部３００のターンオン電圧Ｖ_ＴＨ１より低いので、比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち上がり区間）を入力された制御ロジック２１０は、基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に設定させる基準電圧設定信号ＣＳ４を基準電圧生成器２２０に出力する。この時、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３はすべてターンオフ状態に維持される。

時間区間２（ｔ１〜ｔ２）：
第４スイッチＳ４がターンオンされている状態で、Ｖ_Ｂが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１を超えるようになる瞬間、比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち上がり区間）を受信した制御ロジック２１０は、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオンし第３スイッチＳ３をターンオフすることによって、ＬＥＤ発光部３００の第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０を並列接続させてＬＥＤを発光させる。また、制御ロジック２１０は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に設定するように基準電圧設定信号ＣＳ４を基準電圧生成器２２０に出力する。この時、ＬＥＤ発光部３００に流れる電流は基準電圧Ｖ_ＲＥＦに基づき第１電流値Ｉ_１に定電流制御される。

時間区間３（ｔ２〜ｔ３）：
Ｖ_Ｂが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２を超えるタイミングで、比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち上がり区間）を受信した制御ロジック２１０は、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオフし第３スイッチＳ３をターンオンしてＬＥＤ発光部３００の第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０が直列接続されるように構成してＬＥＤを発光させる。また、制御ロジック２１０は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に維持するように基準電圧設定信号ＣＳ４を基準電圧生成器２２０に出力する。この時、ＬＥＤ発光部３００に流れる電流は基準電圧Ｖ_ＲＥＦに基づき第２電流値Ｉ_２に定電流制御される。

時間区間４（ｔ３〜ｔ４）：
比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち下がり区間）を受信した制御ロジック２１０は、センシング抵抗Ｒｓにかかる電圧Ｖ_Ｂがまだ第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２より大きいと判断して第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオフ状態に維持させ、第３スイッチＳ３をターンオン状態に維持するように制御する。また、制御ロジック２１０は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２に維持するように基準電圧設定信号ＣＳ４を基準電圧生成器２２０に出力する。この時、ＬＥＤ発光部３００に流れる電流は基準電圧Ｖ_ＲＥＦに基づき第２電流値Ｉ_２に定電流制御される。

時間区間５（ｔ４〜Ｔ５）：
Ｖ_Ｂが第２しきい電圧Ｖ_ＴＨ２より小さくなるタイミングで、電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち下がり区間）と比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１を受信した制御ロジック２１０は、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をターンオンし、第３スイッチＳ３はターンオフして第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０が並列に接続されるように制御する。したがって、時間区間５で第１発光グループ３１０と第２発光グループ３２０の接続関係が直列から並列に変更されて印加される電圧に対応する発光を維持するようになる。また、制御ロジック２１０は基準電圧Ｖ_ＲＥＦを第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１に設定させる基準電圧設定信号ＣＳ４を基準電圧生成器２２０に出力する。この時、ＬＥＤ発光部３００に流れる電流は基準電圧Ｖ_ＲＥＦに基づき第１電流値Ｉ_１に定電流制御される。

時間区間６（ｔ５〜ｔ６）：
Ｖ_Ｂが第１しきい電圧Ｖ_ＴＨ１より低くなると、比較部２３０から出力される第１制御信号ＥＮ_１と電圧エッジ検出部２４０から出力される第２制御信号ＥＮ_２（立ち下がり区間）を受信した制御ロジック２１０は、ＬＥＤ発光部３００の第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３をすべてターンオフしてＬＥＤ発光部３００のＬＥＤをすべて消灯させる。

以上のように本発明では具体的な構成要素などのような特定の事項及び限定された実施形態及び図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を持つ者であれば、このような記載から様々な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の思想は説明された実施形態に限定されず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等または等価的な変形のあるあらゆるものは本発明の思想の範ちゅうに属するということができる。

Claims (25)

1. 交流電圧を整流して直流の整流電圧に変換して出力する整流部と、
   少なくとも１つ以上のＬＥＤで構成される第１発光グループ乃至第ｎ発光グループ（ｎは２以上の正の整数）を含むＬＥＤ発光部と、
   前記整流部から入力される前記整流電圧の電圧レベルと基準電圧とを比較して少なくとも１つ以上のスイッチを制御することで、前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの駆動を制御するＬＥＤ駆動制御部と、を含み、
   前記ＬＥＤ駆動制御部は信号処理によって生じる遅延を補償するために前記整流電圧の実際の変化量を検出し前記整流電圧の実際の変化量に基づいて基準電圧調整値を算出し、前記基準電圧調整値と前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループのしきい電圧に基づいて前記遅延が補償されるように前記基準電圧を設定することを特徴とする交流ＬＥＤ照明装置。
2. 前記ＬＥＤ駆動制御部は、前記入力される整流電圧が立ち上がり区間にあるか又は立ち下がり区間にあるかに対応する情報に基づいて前記基準電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
3. 前記ＬＥＤ駆動制御部は、前記整流電圧の立ち上がり区間ではしきい電圧から前記算出された基準電圧調整値を減算した電圧レベルを基準電圧に設定し、前記整流電圧の立ち下がり区間ではしきい電圧に前記算出された基準電圧調整値を加算した電圧レベルを基準電圧に設定することを特徴とする請求項２に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
4. 前記ＬＥＤ駆動制御部は、前記遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を検出し、前記整流電圧の変化量から予め設定されたマージン値を減算して前記基準電圧調整値を算出することを特徴とする請求項３に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
5. 前記基準電圧調整値は予め設定された範囲内に制限されることを特徴とする請求項１に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
6. 前記基準電圧調整値は最大基準電圧調整値以下の値に制限されることを特徴とする請求項５に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
7. 前記遅延時間の間の前記整流電圧の電圧レベル変化量が前記最大基準電圧調整値を超える場合、前記最大基準電圧調整値が前記基準電圧調整値に決定されることを特徴とする請求項６に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
8. 前記基準電圧調整値は最小基準電圧調整値以上の値に制限されることを特徴とする請求項５に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
9. 前記遅延時間の間の前記整流電圧の電圧レベル変化量が前記最小基準電圧調整値未満の場合、前記最小基準電圧調整値が前記基準電圧調整値に決定されることを特徴とする請求項８に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
10. 前記第１乃至第ｎ発光グループのそれぞれは同じしきい電圧を持つことを特徴とする請求項１に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
11. 前記ＬＥＤ駆動制御部は前記整流電圧の電圧レベルと前記基準電圧とを比較して、比較結果に応じて前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの直並列接続関係を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
12. 前記ＬＥＤ駆動制御部は前記整流電圧の電圧レベルと前記基準電圧とを比較して、比較結果に応じて前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの順次駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流ＬＥＤ照明装置。
13. 交流電圧を整流し、整流電圧の電圧レベルに応じて第１乃至第ｎ発光グループの駆動を制御する交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法において、
    (ａ)信号処理によって生じる遅延を補償するために前記整流電圧の変化量を検出し、検出された前記整流電圧の変化量に基づいて基準電圧調整値を算出するステップと、
    (ｂ)前記算出された基準電圧調整値、前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループのしきい電圧に基づいて前記遅延が補償されるように基準電圧を設定するステップと、
    (ｃ)入力される整流電圧の電圧レベルと前記基準電圧とを比較して少なくとも１つのスイッチを制御することで、前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの駆動を制御するステップと、を含むことを特徴とする交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
14. 前記(ａ)ステップは、ＬＥＤ駆動制御部内での信号処理によって生じる遅延時間の間の前記整流電圧の実際の変化量を検出し、検出された前記変化量に基づいて前記基準電圧調整値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
15. 前記(ｂ)ステップは、前記入力される整流電圧が立ち上がり区間にあるか又は立ち下がり区間にあるかに対応する情報に基づいて前記基準電圧を設定することを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
16. 前記(ｂ)ステップは、前記整流電圧の立ち上がり区間ではしきい電圧から前記算出された基準電圧調整値を減算した電圧レベルを基準電圧に設定し、前記整流電圧の立ち下がり区間ではしきい電圧に前記算出された基準電圧調整値を加算した電圧レベルを基準電圧に設定することを特徴とする請求項１５に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
17. 前記(ａ)ステップは、前記ＬＥＤ駆動制御部内での信号処理によって生じる遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を検出し、検出された前記整流電圧の変化量から予め設定されたマージン値を減算して前記基準電圧調整値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
18. 前記(ａ)ステップで、前記基準電圧調整値は予め設定された範囲内に制限されることを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
19. 前記(ａ)ステップで、前記基準電圧調整値は最大基準電圧調整値以下の値に制限されることを特徴とする請求項１８に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
20. 前記(ａ)ステップは、前記ＬＥＤ駆動制御部内での信号処理によって生じる遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を検出し、前記遅延時間の間の前記整流電圧の電圧レベル変化量が前記最大基準電圧調整値を超える場合、前記最大基準電圧調整値を前記基準電圧調整値に決定することを特徴とする請求項１９に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
21. 前記(ａ)ステップで、前記基準電圧調整値は最小基準電圧調整値以上の値に制限されることを特徴とする請求項１８に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
22. 前記(ａ)ステップは、前記ＬＥＤ駆動制御部内での信号処理によって生じる遅延時間の間の前記整流電圧の変化量を検出し、前記遅延時間の間の前記整流電圧の電圧レベル変化量が前記最小基準電圧調整値未満の場合、前記最小基準電圧調整値を前記基準電圧調整値に決定することを特徴とする請求項２１に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
23. 前記第１乃至第ｎ発光グループのそれぞれは同じしきい電圧を持つことを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
24. 前記(ｃ)ステップは、前記整流電圧の電圧レベルと前記基準電圧とを比較して、比較結果に応じて前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの直並列接続関係を制御することを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
25. 前記(ｃ)ステップは、前記整流電圧の電圧レベルと前記基準電圧とを比較して、比較結果に応じて前記第１発光グループ乃至前記第ｎ発光グループの順次駆動を制御することを特徴とする請求項１３に記載の交流ＬＥＤ照明装置の駆動方法。
    

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