JP5513606B2 - 点灯回路、ランプ及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とするランプの点灯回路並びに当該点灯回路を備えるランプ及び照明装置に関する。

近年、省エネルギーの観点から、白熱電球に代替する電球形ランプとして、ＬＥＤを光源として利用するＬＥＤランプが提案されている。なお、ＬＥＤを用いた電球形ランプを、ＬＥＤランプと称し、以下説明する。

ＬＥＤランプは、ＬＥＤを点灯させるための点灯回路を、口金が装着されているケース内に格納する。このような回路としては、インバータ回路とトランスとを備えるもの（特許文献１）や、インバータ回路と共振回路とを備えるもの（特許文献２）等がある。

近年、白熱電球を使用していた既存の照明器具にも装着できる大きさのＬＥＤランプが要望されており、ＬＥＤランプの小型化の観点から、共振回路を利用する点灯回路が主流になりつつある。

共振回路を用いた特許文献２に記載の点灯回路は、直流電源回路と、インバータ回路と、直列接続されたインダクタとコンデンサとからなる共振回路とを有し、この共振回路のコンデンサに対して複数のＬＥＤが並列接続されている。

特開２００９−５１６９２２号公報 特開２０１０−８６９４３号公報

上記のＬＥＤランプは、対象とする白熱電球の輝度やワット数に合わせた所定数のＬＥＤ（チップである。）が基板等に実装されて光源を構成している。
このため、上記共振回路を有する従来の点灯回路では、対象とする白熱電球の輝度等に合わせてＬＥＤの個数が決定されるため、共振回路の設計が困難であるという課題がある。

つまり、白熱電球は、複数種類（例えば、４０Ｗ、６０Ｗ、１００Ｗ等である。）あり、種類ごとに輝度が異なる。このため、代替対象とする白熱電球の輝度に合わせてＬＥＤランプのＬＥＤ数が決定され、他の種類の白熱電球代替のＬＥＤランプの点灯回路をそのまま利用することはできない。

一方、これら複数のＬＥＤは、共振回路のコンデンサに並列に接続されているため、共振回路の設計がインダクタとコンデンサだけでなくＬＥＤ数等の影響も受ける。
したがって、代替対象の白熱電球に対応したＬＥＤランプのそれぞれの点灯回路は、対象の白熱電球に対応してＬＥＤ数が決定され、このＬＥＤ数と当該ＬＥＤに並列接続されたコンデンサとの合算とインダクタとにより共振回路の仕様をその都度決める必要があり、その設計が非常に煩雑なものとなる。

本発明は、ＬＥＤを光源とするランプの点灯回路であって、共振回路の設計が容易な回路を提供することを目的とする。

本発明に係る点灯回路は、ＬＥＤを光源とするランプの点灯回路であり、交流電源から供給された電力を整流する整流回路と、前記整流回路の出力側に接続されたインバータ回路と、前記インバータ回路の出力側に接続された共振回路とを備え、前記共振回路はインダクタとコンデンサとの直列回路で構成され、当該共振回路に前記ＬＥＤが直列に接続されていることを特徴としている。

上記構成によれば、ＬＥＤが共振回路に直列に接続されているため、共振回路の設計がインダクタとコンデンサとから行うことができ、共振回路の設計を容易に行うことができる。

また、前記ＬＥＤに対して並列接続されたコンデンサを備えることを特徴とし、あるいは、前記インバータ回路は、一対のスイッチング素子と、一対の結合コンデンサとを備えるハーフブリッジタイプであり、前記一対の結合コンデンサの１つが、前記共振回路を構成するコンデンサを兼用することを特徴としている。

一方、本発明に係るランプは、光源としてのＬＥＤと、当該ＬＥＤを点灯させる点灯回路とを備えるランプであり、前記点灯回路は、上記構成の点灯回路であることを特徴としている。

さらに、本発明に係る照明装置は、光源としてのＬＥＤを備えるランプと、前記ＬＥＤを点灯させる点灯回路とを備える照明装置であり、前記点灯回路は、上記構成の点灯回路であることを特徴としている。

第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 本実施の形態に係る点灯回路のブロック図 本実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図 変形例１に係る点灯回路のブロック図 変形例１に係る点灯回路の構成を示す回路図 変形例２に係る点灯回路の構成を示す回路図 第２の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図 変形例３に係る点灯回路の構成を示す回路図 変形例４に係る点灯回路の構成を示す回路図 発明に係る照明装置の一例を説明する概略図

＜第１の実施の形態＞
本発明を実施するための第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
１．全体構成
図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。

ＬＥＤランプ（本発明の「ランプ」に相当する。）１は、ＬＥＤ１８を光源として備えるＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤモジュール３を搭載する搭載部材５と、搭載部材５を一端に備えるケース７と、ＬＥＤモジュール３を覆うグローブ９と、ＬＥＤ１８を点灯させる点灯回路１１と、点灯回路１１を内部に格納し且つケース７内に配された回路ホルダ１３と、ケース７の他端に設けられた口金部材１５とを備える。なお、ＬＥＤランプ１は、所謂、電球形のランプである。
（１）ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール３は、絶縁基板１７と、絶縁基板１７の表面に実装された複数のＬＥＤ１８と、絶縁基板１７上においてＬＥＤ１８を被覆する封止体１９とを備える。封止体１９は、主に、透光性材料からなり、ＬＥＤ１８から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合は、光の波長を変換する変換材料が前記透光性材料に混入されてなる。

透光性材料としては例えばシリコーン樹脂を利用することができ、また、変換材料としては例えば蛍光体粒子を利用することができる。
複数のＬＥＤ１８が接続されたものは、光源として発光するため発光部３９ともいう。
（２）搭載部材
搭載部材５は、板状の部材からなり、その表面にＬＥＤモジュール３を搭載すると共に、後述のケース７の一端を塞いでいる。

搭載部材５は、点灯時にＬＥＤ１８に発生する熱をケース７へと伝える機能も有しており、熱伝導性の高い材料が利用される。本実施の形態では、円盤状の部材により構成され、ケース７の一端に圧入され、また、ネジ２１により回路ホルダ１３に連結されている。熱伝導性の高い材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を利用することができる。

搭載部材５の外周面は、段差状になっており、段差部分とケース７の一端との間にできた溝部にグローブ９の開口側の端部が挿入され接着剤２３で固着されている。
（３）ケース
ケース７は、筒状をし、その一端に上記載置部材５が、他端に口金部材１５がそれぞれ装着される。ケース７は、点灯時のＬＥＤ１８からの熱を載置部材５から受け、この熱を放射する機能（所謂、ヒートシンクである。）も有しており、熱放射性の高い材料が利用される。熱放射性の高い材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を利用することができる。

ケース７の内部には回路ホルダ１３の本体部が収容され、一部がケース７の他端側から外部へと延出し、その延出部分に口金部材１５が装着されている。
（４）グローブ
グローブ９は、搭載部材５とケース７とを組み合わせたときにできる上記溝部に嵌め込まれ、その溝部に接着剤２３が充填されることにより搭載部材５及びケース７に固定（固着）されている。
（５）点灯回路
点灯回路１１は、絶縁基板２５に各種の電子部品が実装されたものであり、回路ホルダ１３に収納されている。点灯回路１１の出力端子とＬＥＤモジュール３の入力端子とは、配線２７により電気的に接続されている。なお、回路構成について後述する。
（６）回路ホルダ
回路ホルダ１３は、絶縁性材料からなる。絶縁性材料としては、例えば、合成樹脂（具体的には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。）を利用することができる。
（７）口金部材
口金部材１５は、照明器具のソケットに取着され、このソケットを介して給電を受けるためのものである。具体的には、エジソン式の口金２８と、口金２８とケース７との絶縁性を確保するための絶縁部材２９とを有する。

口金部材１５は、回路ホルダ１３のケース７の他端の開口から延出する部分を被覆する状態で装着されている。なお、口金２８と点灯回路１１の入力端子とは、配線（図示省略）により電気的に接続されている。
２．回路構成
（１）概略
図２は、本実施の形態に係る点灯回路のブロック図である。

ＬＥＤランプ１は、主に、整流回路３１、インバータ回路３３、チョークコイルＬとコンデンサＣ１とが直列接続された共振回路３５を備え、複数のＬＥＤ１８が共振回路３５に直列に接続されている。

整流回路３１は、商用低周波交流を整流して直流に変換して、インバータ回路３３へと出力する。なお、具体的な構成については後述する。
インバータ回路３３は、整流回路３１から出力された直流を高周波の交流に変換して、共振回路３５に出力する。なお、具体的な構成については後述する。

共振回路３５は、インバータ回路３３から出力された電圧を昇圧し、発光部３９に定電流を出力する。
（２）具体的構成
図３は、本実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。

整流回路３１は、例えば４個のダイオードＤ１を利用した、所謂、ダイオードブリッジである。
インバータ回路３３は、例えば２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備え、整流回路３１の出力側に直列に接続されている。ここでは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電界効果トランジスタが用いられ、各電界効果トランジスタのゲートが制御部ＩＣに接続されている。

制御部ＩＣは、点灯回路１１に電流が流れると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦを所定の間隔で交互に繰り返すように制御信号をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力する。

なお、整流回路３１とインバータ回路３３との間には、平滑回路、ここでは電解コンデンサＣＤ１が接続されている。
インバータ回路３３の出力側には、共振回路３５を構成するインダクタＬと共振コンデンサＣ１とが発光部３９を介して直列に接続されている。

発光部３９は、ＬＥＤ１８を順方向に複数個直列に接続したＬＥＤ直列接続群４１，４３を、順方向が互いに逆になるように並列接続されてなる。
なお、ここでは、インバータ回路３３として、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えた、所謂シリーズインバータタイプであるが、１つのスイッチング素子とインダクタとで構成することも可能である。
（３）動作
口金２８を介して商用電源から交流電源が供給されると、整流回路３１で整流され、平滑回路により平滑された直流電力がインバータ回路３３へと出力される。制御部ＩＣは、回路に電流が流れる（電圧が印加される）と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して、所定の間隔でＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。

これにより、共振回路３５側へと高周波電力が出力され、共振回路３５で昇圧された電圧が発光部３９のＬＥＤ１８に印加する。
具体的に説明すると、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦで、スイッチング素子Ｑ２がＯＮの場合、インダクタＬからＬＥＤ直列接続群４３を通って共振コンデンサＣ１へ向かう方向の電流が流れ、共振コンデンサＣ１が充電される。

そして、所定時間が経過し、スイッチング素子Ｑ１がＯＮに、スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦにそれぞれなると、共振コンデンサＣ１が放電し、共振コンデンサＣ１からＬＥＤ直列接続群４１を通ってインダクタＬへ向かう方向の電流が流れる。やがて、所定時間が経過し、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦに、スイッチング素子Ｑ２がＯＮにそれぞれなると、上述の電流が再び流れ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されることで、交互にＬＥＤ直列接続群４１，４３に電流が流れ発光部３９が連続して点灯状態となる。
（４）効果
上記構成の点灯回路１１では、共振回路３５を構成するインダクタＬと共振コンデンサＣ１とが、発光部３９の複数のＬＥＤ１８に直列に接続されている。このため、共振特性を決定するパラメータがインダクタＬとコンデンサＣ１との２つとなり、回路設計が容易になる。
３．変形例
（１）変形例１
上記説明した回路構成が基本構成であるが、さらにコンデンサ等を付加することで種々の効果を得ることができる。コンデンサを追加した例を変形例１として説明する。

図４は変形例１に係る点灯回路のブロック図であり、図５は変形例１に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
変形例１に係る点灯回路５１は、複数のＬＥＤ１８に対して並列に接続されたコンデンサＣ２を備える点で、点灯回路１１と異なる。

コンデンサＣ２を設けることで、発光部３９内で断線等が生じ、オープン状態となった場合に、共振回路３５により電圧が昇圧され、この高電圧により各種の電子部品を破壊させて、回路機能を停止させるようなことが可能となる。以下、具体的に説明する。

発光部３９を構成している複数のＬＥＤ１８が正常に接続され、また他の電子部品に異常がない場合、つまり、正常な状態での点灯の場合、コンデンサＣ２が発光部３９に対して並列に接続されているため、コンデンサＣ２に流れる電流が小さく、回路としての寄与率が低くなっている。

一方、発光部３９を構成する複数のＬＥＤ１８やこれらを接続する配線（導電路）に例えば断線等が生じた場合、コンデンサＣ２と発光部３９との並列回路において、発光部３９に流れる電流はなくなり、コンデンサＣ２だけの回路となる。

その結果、インダクタＬとコンデンサＣ１，Ｃ２とが直列接続となり、コンデンサの容量が小さくなり、発光部３９の断線によりコンデンサＣ２の共振特性の寄与率が高くなる。

したがって、正常な状態での点灯時に、共振回路３５の共振周波数から外れた周波数で作動するように回路構成した場合、発光部３９に断線が生じると、上述のコンデンサＣ２の寄与率向上により、共振回路３５で昇圧される電圧は正常点灯時の電圧よりも高くなる。

これにより、例えば、インダクタ等の電子部品の耐電圧を、発光部３９で断線が生じた際の共振回路３５で昇圧された電圧より低くしておけば、発光部の異常（発光部３９での断線）により破壊させることができ、安全に回路機能を停止させることができる。

また、発光部３９の電圧、つまり、ＬＥＤ１８の数によって発光部３９に印加する電圧が設定される。このとき、発光部３９の電圧に合わせて、発光部３９に並列接続されているコンデンサＣ２の容量を調整することで、種々（別の使用のＬＥＤランプ）の発光部３９に対応することができる。

つまり、発光部３９の電圧の変化に対応してコンデンサＣ２の容量を調整することで、共振回路３５を構成するインダクタＬ及び共振コンデンサＣ１の仕様の変更を伴わずに、種々の発光部３９に対応することができる。
また、実際の共振周波数の下限値は、商用周波数を除いた１０１［Ｈｚ］以上または１２１［Ｈｚ］以上であり、ＬＥＤ１８のちらつきが分からない、または、分かり難い周波数とするのが望ましい。さらに、実用的な周波数の例として蛍光灯用電源の周波数である２５［ｋＨｚ］から１００［ｋＨｚ］が望ましい。
逆に共振周波数の上限値としては、無電極などで使用されている１３．５６［ＭＨｚ］や２．５６［ＭＨｚ］などＩＭＳバンドの指定周波数帯でもよい。
共振回路は、高効率であり、従来の１個のスイッチング素子を有する直流平滑ＬＥＤ点灯回路と比較するとスイッチング損失が小さく、高出力になるほど、従来の１個のスイッチング素子の回路と比較して、回路効率が向上すると考えられ、従来回路の８５［％］程度の回路効率から９０［％］以上の回路効率が得られ、ランプ全体の熱マネージメントが容易となる。また、シンプルな回路構成であることから、ランプの小型化にも有効で、安価な回路が提供できる。
（２）変形例２
上記説明では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられ、スイッチング動作を制御部ＩＣにより制御しているが、スイッチング素子に他の素子を用いることもできるし、ＩＣを利用した制御部以外でも制御できる。

図６は、変形例２に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
点灯回路１０１は、整流回路１０３、平滑回路、インバータ回路１０５、共振回路１０７等から構成されている。

整流回路１０３は、第１の実施の形態と同様に４つのダイオード１Ｄ１から構成され、平滑回路は、第１の実施の形態と同様に電解コンデンサ１ＣＤ１により構成されている。共振回路１０７は、第１の実施の形態と同様に、インダクタ１Ｌと共振コンデンサ１Ｃ１とから構成され、発光部３９に対して直列に接続されている。

インバータ回路１０５は、一対のスイッチング素子１Ｑ１，１Ｑ２を直列接続で、平滑回路の出力側に接続されている。本変形例２では、スイッチング素子１Ｑ１，１Ｑ２にトランジスタが利用されている。

インバータ回路１０５は、第１の実施の形態と同様に、スイッチング素子（トランジスタ）１Ｑ１，１Ｑ２が交互にＯＮ／ＯＦＦすることで、共振回路１０７及び発光部３９に高周波の電圧が供給される。

スイッチング素子１Ｑ１，１Ｑ２のスイッチング動作は、電流変成器１ＣＴにより行われる。電流変成器１ＣＴは、１個の一次コイルと２個の二次コイルとを有する。二次コイルは、一次コイルに流れた負荷電流の大きさ及び向きに応じた電圧をそれぞれ誘起する。

図６に示す構成によれば、トランジスタ（１Ｑ１）がＯＮのときに流れた負荷電流によって二次コイルに電圧が誘起され、トランジスタ（１Ｑ１）がＯＦＦになるとともにトランジスタ（１Ｑ２）がＯＮになる。一方、トランジスタ（１Ｑ２）がＯＮのときに流れた負荷電流によって二次コイルに電圧が誘起され、トランジスタ（１Ｑ２）がＯＦＦとなるとともにトランジスタ（１Ｑ１）がＯＮとなる。

スイッチング動作は、抵抗１Ｒ１，１Ｒ２、起動用コンデンサ１Ｃ２及びトリガダイオード１ＴＤで構成される起動回路によって開始される。起動回路は、抵抗１Ｒ１，１Ｒ２及び起動用コンデンサ１Ｃ２が直列接続されており、抵抗１Ｒ１と起動用コンデンサ１Ｃ２との接続ノードがトリガダイオード１ＴＤを介してトランジスタ１Ｑ２のベースに接続されている。

なお、変形例２のインバータ回路１０５には、一対のスイッチング素子１Ｑ１，１Ｑ２だけでなく、起動回路も含むものとして図６に記載している。
＜第２の実施の形態＞
１．実施の形態
上記第１の実施の形態では、シリーズインバータ回路を利用したが、他の種類のインバータ回路を用いても良い。第２の実施の形態では、ハーフブリッジタイプのインバータ回路を備える点灯回路について説明する。

図７は、第２の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
点灯回路２０１は、主に、整流回路２０３、平滑回路２０５、インバータ回路２０７、共振回路２０９等から構成され、共振回路２０９を構成するインダクタ２Ｌと共振コンデンサ２Ｃ１との間に発光部３９が接続されている。なお、図では、図面作成上の理由で発光部３９が点灯回路２０１に含まれるように表されているが、発光部３９は点灯回路２０１を構成するものではない。

整流回路２０３は、第１の実施の形態での整流回路３１と同じように、４つにダイオード２Ｄ１により構成されている。平滑回路２０５は、電解コンデンサ２ＣＤ１，２ＣＤ２を２個直列接続した、所謂、倍電圧方式であり、平滑回路２０５の出力電圧は第１の実施の形態で平滑回路（電解コンデンサＣＤ１）の出力電圧の約２倍となる。

点灯回路２０１は、口金２８を介して商用電源に接続され、また、口金２８と整流回路２０３との間、つまり、整流回路１０３の入力側に突入電流防止抵抗２Ｐが接続されている。

インバータ回路２０７は、一対のスイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２と、一対の結合コンデンサ２Ｃ１，２Ｃ２備える、所謂ハーフブリッジタイプである。
一対のスイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２及び一対の結合コンデンサ２Ｃ１，２Ｃ２を直列接続で、平滑回路２０５の出力側に接続され、一対のスイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２の接続ノード２Ｎ１と、一対の結合コンデンサ２Ｃ１，２Ｃ２の接続ノード２Ｎ２との間に、インダクタ２Ｌ及び発光部３９が直列接続されている。なお、後述するが、結合コンデンサ２Ｃ１は、共振回路２０９を構成する共振コンデンを兼用する。

第２の実施の形態では、スイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２に、変形例２と同様にトランジスタが利用され、そのスイッチング動作は、変形例１と同様に、電流変成器２ＣＴにより行われる。なお、スイッチング動作は起動回路により起動され、この起動回路も変形例２と同様であるが、起動回路の抵抗２Ｒ２には、並列してスナバコンデンサ２Ｃ４が接続されている。

なお、第２の実施の形態でのインバータ回路２０７には起動回路も含むものとして図７に記載している。
また、インバータ回路２０７と平滑回路２０５との間には、フィルタコイル２ＮＦが接続されている。これにより、商用電源側からのノイズの侵入を防止することができる。

共振回路２０９は、インダクタ２Ｌと、一対の結合コンデンサの１つであるコンデンサ２Ｃ１とが直列接続されて構成されている。
上記構成の点灯回路２０１では、第１の実施の形態と同様に、共振回路２０９が、インダクタ２Ｌと共振コンデンサ２Ｃ１とが直列接続されてなり、さらに発光部３９と直列接続されているため、共振回路の設計を容易に行うことができる。

また、第２の実施の形態では、一対の結合コンデンサのうちの結合コンデンサ２Ｃ２がスイッチング素子２Ｑ２のエミッタに接続されている。これにより、インバータ回路２０７内のスイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２から発生するスイッチングノイズを、結合コンデンサ２Ｃ２により除去することができ、結果として、インバータ回路２０７内で発生したノイズがインバータ回路２０７外に漏出するのを防止できる。

しかも、インバータ回路２０７の入力側にはフィルタコイルＮＦが接続されているので、フィルタコイル２ＮＦと結合コンデンサ２Ｃ２とでＬＣフィルタが構成されることとなり、スイッチングノイズが商用電源に流出することを防止することができる。

また、インバータ回路２０７内でスイッチング動作が開始すれば、スイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２は電流変成器２ＣＴの出力電圧により交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。このスイッチングのターンオフには、スイッチング素子特有の所定の時間を必要とし、また、その直前に流れていた電流はインダクタ２Ｌにも流れて電圧と電流のスイッチングの時間が若干ずれる。これにより、スイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２での損失が発生するが、本実施の形態ではスナバコンデンサ２Ｃ４を備えているため、スイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２の損失を抑制することができる。
２．変形例３
上記第２の実施の形態の説明では、ハーフブリッジタイプのインバータ回路２０７を有し、一対のスイッチング素子２Ｑ１，２Ｑ２を備えていたが、これらスイッチング素子をパッケージされたものを使用しても良く、以下、パッケージされたＩＣを用いる例を変形例３として説明する。

図８は、変形例３に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
変形例３に係る点灯回路３０１は、整流回路３０３、平滑回路３０５、インバータ回路、共振回路３０９、発光部３１１等を備える。なお、図では、図面作成上の理由で発光部３１１が点灯回路３０１に含まれるように表されているが、発光部３１１は点灯回路３０１を構成するものではない。

整流回路３０３、平滑回路３０５及び共振回路３０９は上記で説明した通りである。
インバータ回路は回路構成としては、第２の実施の形態と同じハーフブリッジタイプであるが、本変形例３では、一対のスイッチング素子と、一対の結合コンデンサ３Ｃ１，３Ｃ２を備え、一対のスイッチング素子がパッケージングされた集積回路３ＩＣを利用している。なお、一対のスイッチング素子のスイッチング動作は、スイッチング素子と一緒にパッケージされた制御部により制御されている。

インバータ回路からの交流電力は、集積回路３ＩＣの「ＯＵＴ」から出力される。つまり、集積回路３ＩＣのＯＵＴ端子がインダクタ（チョークコイル）３Ｌに接続され、ＰＧＮＤ端子が結合コンデンサ３Ｃ２に接続されている。これにより、ハーフブリッジタイプのインバータ回路が構成される。

整流回路３０３は、４つのダイオード３Ｄ１から構成されたダイオードブリッジであり、平滑回路３０５は２つの電解コンデンサ３ＣＤ１，３ＣＤ２を直列接続してなる。
発光部３１１は、これまで説明したとおり、共振回路３０９を構成するチョークコイル３Ｌと共振コンデンサ（結合コンデンサ）３Ｃ１とが直列に接続されてなる共振回路３０９に直列に接続されている。ここでの発光部３１１は、同図に示すように、複数のＬＥＤ１８が直列に接続されてなる直列接続群を１つ有している。

発光部３１１には、インバータ回路から出力される交流電力を直流電力に整数・平滑する整流回路３１３と平滑回路３１５とが並列接続されている。これにより、発光部３１１が１つの直列接続群であっても、交流電力の双方向での点灯が可能となる。

なお、整流回路３１３は、整流回路３０３と同様に、４つのダイオード３Ｄ２からなり、平滑回路３１５は、電解コンデンサ３ＣＤ３により構成されている。
また、発光部３１１には、変形例１で説明したコンデンサＣ２と同じ作用を有するコンデンサ３Ｃ３が並列に接続されている。

本例では、力率を改善するために、平滑回路３０５に対して、ダイオード３Ｄ３とコンデンサ３Ｃ４との並列回路が直列接続されている。これにより、共振コンデンサ（結合コンデンサ）３Ｃ１と、整流回路３０３とで電圧・電流の位相がずれるのを調整し、正弦波を発生させて力率を向上させることができる。
＜変形例＞
以上、本発明の構成を実施の形態やその実施の形態の変形例（実施の形態等とする。）に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態等に限られない。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
１．インバータ回路
実施の形態等では、インバータ回路として、シリーズタイプ、ハーフブリッジタイプ等について説明したが、他のタイプ、例えば、フルブリッジタイプのインバータ回路であっても良い。
２．ランプ
実施の形態では、輝度を調整できる調光機能に対応できない電球形ランプについて説明したが、トライアック等により電力を調整した調光機能に対応したランプに対しても本発明を適用できる。

図９は、変形例４に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
変形例４に係る点灯回路４０１は、変形例２に係る点灯回路１０１における電解コンデンサ１ＣＤ１に対してダイオード４Ｄ１とコンデンサ４Ｃ１とを直列接続したものである。なお、ダイオード４Ｄ１とコンデンサ４Ｃ１とは互いに並列接続されている。また、整流回路１０３の入力側に、コンデンサ４Ｃ２が並列接続されている。

この構成により、第２の実施の形態と同様に、通常点灯において力率を改善することができる。つまり、共振コンデンサ１Ｃ１とコンデンサ４Ｃ１とで励起した共振電圧をダイオード４Ｄ１に印加することにより電解コンデンサ１ＣＤ１への充電電流を高周波で引き込むことができ、フィルタコイル４ＮＦとコンデンサ４Ｃ２とで高周波成分をカットすることで正弦波状の高力率の入力電流が得られる。

また、図９に示すように、調光器を備える照明器具に対して装着された場合、点灯回路４０１が破壊することなく調光点灯できるという効果が得られる。これは、電流波形を通常のコンデンサインプット波形から改善し、電圧ゼロクロスでの電流を流すために力率を改善できるため、電流実効値の上昇が抑えられる。またこのような電流を流すことで、調光器、とくにトライアック調光器の誤動作がなくなる。

なお、調光時の効果は、図８で示す変形例３に係る点灯回路３０１、つまり、一対のスイッチング素子がパッケージングされた集積回路３ＩＣを利用した点灯回路３０１でも同様に得られる。
３．照明装置
上記各実施の形態や変形例において、本発明に係るランプの一例である電球形ランプについて説明したが、ここでは、上記電球形ランプを利用した照明装置について説明する。なお、電球形のランプは、白熱電球を装着していた点灯器具に装着しても点灯するランプをいう。

図１０は、発明に係る照明装置の一例を説明する概略図である。
照明装置５０１は、第１の実施の形態で説明したＬＥＤランプ１と照明器具５０３とを備え、ここでの照明器具５０３は、所謂、ダウンライト用照明器具である。

照明器具５０３は、ＬＥＤランプ１と電気的に接続され且つＬＥＤランプ１を保持するソケット５０５と、ＬＥＤランプ１から発せられた光を所定方向に反射させる反射板５０５７と、図外の商用電源と接続される接続部５０９とを備える。

ここでの反射板５０７は、天井５１１の開口５１３を介してソケット５０５側が天井５１１の裏側に位置するように天井５１１に取り付けられている。
なお、本発明に係る照明装置は、上記ダウンライト用に限定するものでないのは言うまでもない。さらに、ここでの照明装置は、点灯回路を備える電球形のＬＥＤランプについて説明したが、本発明に係る点灯回路は、点灯回路を備えないランプを光源とする照明装置、つまり、照明器具側に点灯回路を備えるような照明装置にも適用できる。
４．共振周波数とスイッチングの周波数
実施の形態等では、共振回路の共振周波数とインバータ回路を構成するスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのスイッチング周波数（以下、単に「スイッチング周波数」という。）との関係について説明しなかったが、変形例１で説明した点灯回路５１では、スイッチング周波数は、無負荷状態の共振周波数に対して、１０［％］程度低いのが好ましい。

これは、変形例１に係る点灯回路５１は、発光部３９を構成している複数のＬＥＤ１８が短絡した場合に、短絡分だけ発光部３９の電圧が低下し、これにより共振周波数が変動する。したがって、スイッチング周波数が共振周波数に近い値に設定されている場合（例えば、±５％程度）、発光部３９のＬＥＤ１８が１つ短絡しただけで、共振周波数となる恐れがあり、輝度の低下が少ない段階で回路機能が停止する可能性があるからです。

本発明は、ＬＥＤを光源とするランプの点灯回路であって、共振回路の設計が容易な回路に利用可能である。

１ ＬＥＤランプ
１１ 点灯回路
１８ ＬＥＤ
３１ 整流回路
３３ インバータ回路
３５ 共振回路
３９ 発光部
Ｌ インダクタ
Ｃ１ コンデンサ

Claims (4)

1. 複数個のＬＥＤを接続してなる発光部を有するランプの点灯回路において、
   交流電源から供給された電力を整流する整流回路と、
   前記整流回路の出力側に接続された平滑回路と、
   前記平滑回路の出力側に接続されたインバータ回路と、
   前記インバータ回路の出力側に接続された共振回路と
   を備え、
   前記共振回路はインダクタとコンデンサとの直列回路で構成され、当該共振回路に前記ＬＥＤが直列に接続され、
   前記平滑回路に対して、ダイオードとコンデンサとの並列回路が直列接続され、
   前記共振回路のコンデンサとは異なるコンデンサであって前記ＬＥＤに対して並列接続されたコンデンサを備え、
   前記整流回路、前記平滑回路、前記インバータ回路及び前記共振回路を構成する少なくとも１つの電子部品の耐電圧は、前記発光部で断線が生じたと仮定した場合に前記共振回路で昇圧される電圧よりも低い
   ことを特徴とする点灯回路。
2. 前記インバータ回路は、一対のスイッチング素子と、一対の結合コンデンサとを備えるハーフブリッジタイプであり、
   前記一対の結合コンデンサの１つが、前記共振回路を構成するコンデンサを兼用する
   ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
3. 光源としてのＬＥＤと、当該ＬＥＤを点灯させる点灯回路とを備えるランプであって、
   前記点灯回路は、請求項１に記載の点灯回路である
   ことを特徴とするランプ。
4. 光源としてのＬＥＤを備えるランプと、前記ＬＥＤを点灯させる点灯回路とを備える照明装置であって、
   前記点灯回路は、請求項１に記載の点灯回路である
   ことを特徴とする照明装置。
   

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