JP5641180B2

JP5641180B2 - Ｌｅｄ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP5641180B2
Application number: JP2009216751A
Authority: JP
Inventors: 大武　寛和; 寛和大武; 健一浅見
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: CN102026445A; JP2011065922A; CN102026445B; US8492992B2; EP2330869A1; US20110068706A1

Description

本発明は、ＬＥＤを調光可能に点灯するＬＥＤ点灯装置およびこれを備えた照明装置に関する。

ＬＥＤは、放電ランプに比較して調光が容易であるといわれているが、深い調光を円滑に行うことは決して容易ではない。すなわち、調光が深くなると、以下の理由により明るさのちらつきが生じやすくなる。

すなわち、第１にＬＥＤは調光が深くなって点灯電流が微小になっても、それなりに発光する性質があるとともに、また人の視覚は光量が少なくなるほど明るさのちらつきを感じやすくなる傾向がある。

第２に連続して流れる直流電流でＬＥＤを点灯する場合、深調光領域においては、ＬＥＤが軽負荷になるから、コンバータの出力電流の微小な変動に伴ってＬＥＤの電圧−電流特性の立ち上がり点を中心として動作点が振動し、その結果ＬＥＤが導通と遮断を繰り返す不安定な点灯状態を呈するために、明るさのちらつきを生じる。

上記第１および第２の理由により、深調光を可能にしたＬＥＤ点灯装置では、明るさのちらつきが発生しやすくなり、商品性を著しく損ねてしまう。

これを改善するためには、ＬＥＤ点灯回路の電流を厳密に管理したり、電流の振幅を大きくしてパルス制御したりする回路方式を採用する必要がある。

一方、トライアックなどの位相制御素子を用いた２線式位相制御形の調光器は、白熱電球用の調光器として広く用いられている。この調光器を用いてＬＥＤを調光することができれば、既存の設備や配線を入れ替える必要がなくて、光源のみを交換するだけで低消費電力の調光対応照明システムを実現できる。

しかしながら、実際には以下の問題がある。すなわち、ＬＥＤを低電流レベルで点灯時に調光器の位相制御素子の自己保持電流を確保できないため、明るさのちらつきが発生する。また、調光器は、その位相制御素子を所望の位相でオンさせるためのタイマー回路が、ＬＥＤの交流電源を投入した瞬間から、動作しない。

上記問題を解決するために、上記コンバータに並列に配置されてコンバータから制御信号を受け取り、この制御信号に応答して負荷を調整する動的ダミー負荷を備えることにより、調光器の位相制御素子の自己保持電流およびタイマー回路動作電流をそれぞれの必要なときに流すようにしたＬＥＤ点灯装置が既知である（特許文献１）。

特表２００７−５３８３７８号公報

しかしながら、従来技術においては、深い調光領域における微小な電流変動に伴う明るさのちらつきを抑制するために、前述の対策を行うと、制御回路が複雑になり、それに伴って回路部品点数が多くなるため、小形化に不向きであるとともに、コストアップの要因にもなってしまう。

また、位相制御形の調光器を用いる特許文献１によれば、上述した調光器の位相制御素子の自己保持電流およびタイマー回路動作電流の問題は改善されるものの、位相制御のためにＬＥＤ点灯装置に対する入力電圧のリップルが大きくなるばかりでなく、この種の調光器は、深調光領域における軽負荷時に点弧位相が不安定となりやすいという問題もあり、そのため深調光領域においては明るさのちらつきをさらに助長してしまう。

本発明は、調光下限近傍において発生しやすい明るさのちらつきを比較的簡単な回路構成で低減したＬＥＤ点灯装置およびこれを備えた照明装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のＬＥＤ点灯装置は、位相制御形の調光器を介して交流入力端を交流電源に接続する整流回路と；調光器の保持電流を確保するブリーダ電流引出手段と；入力端が整流回路の直流出力端に接続し、かつ出力コンデンサを並列接続した出力端にＬＥＤを接続して点灯するコンバータと；調光度に応じてコンバータの連続した直流出力電流を変化させる制御手段と；コンバータの出力端に出力コンデンサと並列接続し、ＬＥＤの少なくとも調光下限近傍においてＬＥＤに流れる点灯電流より大きいバイパス電流を流すバイパス回路と；を具備している。

コンバータは、本発明において、降圧チョッパ、昇圧チョッパおよびスイッチングレギュレータなどの各種コンバータを適宜採用することができる。しかし、小形で光量の比較的小さいＬＥＤを、商用交流電源を用いて点灯する場合には、負荷回路に印加される電圧が低くなるので、降圧チョッパが好適である。上記のいずれであったとしもコンバータは、その入力端が整流回路の直流出力端に接続し、また出力端にはコンデンサが並列接続していて、連続した直流電流が出力される点で共通している。

制御手段は、ＬＥＤを調光点灯するようにコンバータを制御してＬＥＤの点灯電流を調光度に応じた値に制御する手段であればどのような構成であってもよい。例えば、外部の位相制御形の調光器を経由して調光される場合は、フィードフォワード制御によって入力電圧に応じてＰＷＭ信号のオンデューティを変化させて点灯電流を調光度に対応する点灯電流を出力する構成を採用することができる。また、ＬＥＤ点灯装置の内部に調光手段を配設する場合には、ＰＷＭ信号のオンデューティを調光度に応じて直接変化させる構成を採用することができる。

バイパス回路は、少なくとも調光下限近傍において、ＬＥＤの負荷に加えてダミー負荷をコンバータに対して提供して、コンバータ１０の出力電流を増加させる。これにより、コンバータの出力電流は、ＬＥＤが点灯開始以前では、最初にバイパス回路に対してバイパス電流として流れ始め、コンバータから見た軽負荷状態が解消されてコンバータの動作が安定してから、ＬＥＤの点灯電流が流れ始める。

このため、調光下限近傍においてＬＥＤに点灯電流がわずかでも流れる段階においては、それ以前から既にコンバータがバイパス電流を供給しているから、点灯電流の微小な変動が顕著に減少する。その結果、調光下限近傍におけるＬＥＤの明るさのちらつき発生が抑制される。このような回路動作を行わせるためには、バイパス回路に流れるバイパス電流が、調光範囲内の全般にわたり、または少なくとも調光下限近傍において、ＬＥＤに流れる点灯電流より大きいのがよいことが分かった。

本発明において、調光下限は、ＬＥＤの電圧−電流特性曲線の電流立ち上がり点から当該特性曲線の電流立ち上がり勾配が比較的小さい領域およびその近傍領域であって調光が深くなる範囲内に含まれていればよい。

ＬＥＤが調光下限より浅い調光の場合、ＬＥＤを付勢する点灯電流（負荷電流）が相対的に大きくなり、光量が多くなるので、人の視覚は光量が多くなれば明るさのちらつきを相対的に感じにくくなる。また、コンバータの動作が安定し、これに伴って微小な電流変動が低減するので、明るさのちらつきが実際上も低減する。

このため、ＬＥＤの調光が調光下限より浅い調光の場合は、バイパス回路を通過するバイパス電流が必ずしも必要ではないが、相応の回路効率低下を許容するのであれば、引き続きバイパス回路が作用しても別段差し支えない。また、回路構成が簡単になる。

しかし、深い調光以外の調光点灯中においてのバイパス回路の作動を停止して消費電力を極力抑制したい場合には、ＬＥＤの点灯電流を検知して、点灯電流が所定値を超えているときにはバイパス回路が作動しないようにＬＥＤの点灯状態と連動して制御するように構成することができる。

バイパス回路は、少なくとも調光下限近傍においてＬＥＤに流れる点灯電流より大きいバイパス電流を流すのであれば、その余の構成は特段限定されない。なお、好適には抵抗器または定電流回路を主体として構成することができる。

次に、本発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された上記本発明のＬＥＤ点灯装置と；コンバータの出力端に接続するとともに照明装置本体に支持されたＬＥＤと；を具備していることを特徴としている。

本発明において、照明装置とは、ＬＥＤを光源として照明を行うための種々の装置を含む概念である。例えば、既存の照明用光源としての白熱電球、蛍光ランプおよび高圧放電ランプなどの各種ランプに代替し得るＬＥＤ電球やＬＥＤ光源を備えた照明器具や標識灯などである。また、照明装置本体は、照明装置からＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤを除いた残余の部分を意味する。

本発明は、コンバータの出力端に出力コンデンサと並列接続されて、少なくともＬＥＤの調光下限近傍においてＬＥＤをバイパスして流れるバイパス電流がＬＥＤに流れる点灯電流より大きくなるように構成されているバイパス回路を具備していることにより、調光下限近傍においてはバイパス回路がＬＥＤに流れる点灯電流より大きなバイパス電流を流すので、調光下限近傍において発生しやすい明るさのちらつきを低減したＬＥＤ点灯装置およびこれを備えた照明装置を提供することができる。

本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第１の形態に係わる回路図である。同じくＬＥＤおよびバイパス回路の電流−電圧特性を示すグラフである。本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第２の形態に係わる回路図である。本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第３の形態に係わる回路図である。同じくＬＥＤおよびバイパス回路の電流−電圧特性を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明を実施するための第１の形態におけるＬＥＤ点灯装置は、２線式位相制御形の調光器ＤＭを用いて調光するのに好適な構成であり、整流回路ＲＣ、コンバータ１０、制御手段ＣＣ、ブリーダ電流引出手段ＢＣＳおよびバイパス回路ＢＣを具備していて、負荷のＬＥＤ２０を点灯する。

整流回路ＲＣは、その交流入力端ｔ１、ｔ２が交流電源ＡＣに接続する。交流電源ＡＣに対する接続は、直接および間接のいずれであってもよい。直接の場合は、ＬＥＤ点灯装置の内部に調光手段が配設される。間接の場合は、例えば図１に示すように、調光器ＤＭを介して交流電源ＡＣに接続する。

本形態において、調光器ＤＭは、２線式位相制御形の調光器であり、トライアックなどの位相制御素子TRIACおよび時定数回路からなるタイマ回路ＴＭを備えている。位相制御素子TRIACは、交流線路に直列接続し、タイマ回路ＴＭは、位相制御素子TRIACに対して並列接続している。タイマ回路ＴＭは、可変抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣ１の直列回路が時定数回路を構成するとともに、位相制御素子TRIACに対して並列接続し、可変抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣ１の接続点がトリガ素子DIACを介して位相制御素子TRIACのゲート極に接続している。

そうして、調光器ＤＭの一対の入力端間に交流電圧が印加されると、タイマ回路ＴＭが最初に作動し、やがて上記時定数回路の出力端の電位がトリガ素子DIACのトリガ電圧に到達する。これにより時定数回路からゲート電流がトリガ素子DIACを経由して位相制御素子TRIACのゲート極に流入し、位相制御素子TRIACはターンオンする。

このため、可変抵抗器Ｒ１を操作してその抵抗値を変化させることで、時定数が変化するから、位相制御素子TRIACのターンオンの位相角換言すれば導通角、したがって調光度が変化する。その結果、調光器ＤＭは、これを操作することによって決定される調光度に応じてその出力電圧の実効値を変化させる。

本形態において、整流回路ＲＣは、ブリッジ形全波整流回路からなり、その一対の交流入力端ｔ１、ｔ２は、調光器ＤＭを直列に介して交流電源ＡＣに接続している。そして、一対の交流入力端ｔ１、ｔ２を経由して入力した調光器ＤＭによって位相制御された交流電圧を整流する。なお、所望により整流回路ＲＣに平滑化回路を付加することができる。

本形態において、平滑化回路は、整流回路ＲＣの直流出力端間に接続した平滑コンデンサＣ２により構成されている。図１において、整流回路ＲＣの出力端と平滑コンデンサＣ２との間に挿入されているダイオードＤ１は、回り込み防止用である。したがって、本形態において、上記整流回路ＲＣ、ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ２は、整流化直流電源ＲＤＣを構成している。

コンバータ１０は、整流回路ＲＣから得た直流電圧を負荷のＬＥＤ２０に適合するように変換動作をしてＬＥＤ２０を点灯する。本形態において、コンバータ１０は、降圧チョッパからなる。すなわち、コンバータ１０は、スイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１、フリーホイールダイオードＤ２および出力コンデンサＣ３を備え、出力コンデンサＣ３の両端が直流出力端ｔ３、ｔ４になっている。なお、本形態において、出力コンデンサＣ３には静電容量の大きな電解コンデンサを用いている。

制御手段ＣＣは、本形態において、少なくともスイッチング素子Ｑ１の駆動信号発生機能および正特性フィードフォワード制御機能を備えている。駆動信号発生機能は、スイッチング素子Ｑ１の駆動信号を発生してスイッチング素子Ｑ１を駆動する。正特性フィードフォワード制御機能は、調光器ＤＭにより位相制御された電源電圧を監視して、正特性フィードフォワード制御を行ってスイッチング素子Ｑ１のオンデューティを電源電圧に応じたＰＷＭ信号に変換する。これにより、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが電源電圧に応じて変化し、コンバータ１０の出力電流が変化する。

なお、外部に配設された位相制御形の調光器を用いないでコンバータ１０および制御手段ＣＣを用いて調光を行う場合には、例えば以下のように構成することができる。すなわち、制御手段ＣＣが調光操作信号に応じたＰＷＭ信号を発生し、このＰＷＭ信号によりコンバータ１０内のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号を変調する。

これにより、コンバータ１０の出力電流を調光度に応じてＰＷＭ制御により変化させることができ、その結果ＬＥＤ２０を調光点灯することができる。なお、この場合、調光操作信号は、外部に離間して配設した調光操作器を用いて発生させてもよいし、ＬＥＤ点灯装置に調光操作器を付設して発生させるようにしてもよい。

上記降圧チョッパは、スイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１および出力コンデンサＣ３の直列回路が整流化直流電源ＲＤＣの出力端すなわち平滑コンデンサＣ２の両端に接続し、またインダクタＬ２、フリーホイールダイオードＤ２および出力コンデンサＣ３が閉回路を形成するように接続して構成されている。そして、上記直列回路には、スイッチング素子Ｑ１がオンしたときに整流化直流電源ＲＤＣから増加電流が流れてインダクタＬ１が充電される。スイッチング素子Ｑ１が次にオフしたときに、インダクタＬ１からフリーホイールダイオードＤ２を経由して減少電流が流れて出力コンデンサＣ３が充電される。出力コンデンサＣ３の両端は、コンバータ１０の出力端となり、ここにＬＥＤ２０が接続する。

本形態において、ブリーダ電流引出手段ＢＣＳは、第１および第２のブリーダ電流回路１１、１２からなり、いずれもコンバータ１０に対して連携して動作するように並列接続している。そして、ＬＥＤ２０の場合、その点灯電流が白熱電球や蛍光ランプに比較して頗る小さくても、２線式位相制御形の調光器ＤＭが正常に作動するのに必要な以下の各電流をコンバータ１０の動作に連動して動的に引き出す手段である。したがって、ブリーダ電流引出手段ＢＣＳは、調光器ＤＭが位相制御形である場合に用いられる。

第１のブリーダ電流回路１１は、ツェナーダイオードＺＤ１およびブリーダ抵抗器Ｒ２の直列回路が整流回路ＲＣの直流出力端間に接続して構成されている。そうして、整流回路ＲＣの直流出力端間の電圧が所定電圧以上、例えば５０Ｖ以上のときにツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ブリーダ抵抗器Ｒ２によって主として決定される第１のブリーダ電流を引き出す。

この第１のブリーダ電流は、調光器ＤＭの位相制御素子TRIACをターンオンさせるために、タイマ回路ＴＭを作動させ得る程度に微小である。第１のブリーダ電流は、交流電圧の立ち上がりから位相制御素子TRIACがターンオンするまでの期間中引き出される。

第２のブリーダ電流回路１２は、ブリーダ抵抗器Ｒ３、スイッチＱ２およびＱ３により構成されている。すなわち、ブリーダ抵抗器Ｒ３およびスイッチＱ２の直列回路が整流回路ＲＣの直流出力端間に接続している。スイッチＱ３は、スイッチＱ２と第１のブリーダ電流回路１１との間を所定の連動が行われるように接続している。ここで、所定の連動とは、第１のブリーダ電流回路１１が作動して第１のブリーダ電流が流れている間は第２のブリーダ電流回路１２を作動させないように連動することをいう。

したがって、第１のブリーダ電流回路１１が作動していないときにスイッチＱ２がオンすることができる。そうして、位相制御素子TRIACがターンオンすると、交流電圧の半波の終了時までの期間中第２のブリーダ電流が流れて位相制御素子TRIACの保持電流が確保される。

本形態において、バイパス回路ＢＣは、コンバータ１０の直流出力端ｔ３、ｔ４間に負荷のＬＥＤ２０と並列に接続された抵抗器Ｒ４により構成されている。この抵抗器Ｒ４は、調光範囲内において、ＬＥＤ２０に流れる点灯電流より大きなバイパス電流を流して、コンバータ１０から見た負荷を増大させる。

次に、回路動作について説明する。

図１において、調光器ＤＭが操作されて適当な調光度に設定されている場合において交流電源ＡＣを投入すると、交流電圧の各半波の期間中、調光器ＤＭのタイマ回路ＴＭの抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣ１からなる時定数回路、整流回路ＲＣならびにブリーダ電流引出手段ＢＣＳの第２のブリーダ電流回路１２の抵抗器Ｒ３およびスイッチＱ３の直列回路からなる閉回路に交流電圧が印加される。この電圧印加により、スイッチＱ３がオンするため、第２のブリーダ電流が上記閉回路に流れるので、調光器ＤＭのタイマ回路ＴＭがタイマ動作を開始して、コンデンサＣ１の端子電圧が増加していく。

なお、この間第１の部リーダ電流回路１１にも電圧が印加されるが、タイマ回路ＴＭのインピーダンスが高いので、このときツェナーダイオードＺＤ１に印加される電圧が低いために、ツェナーダイオードＺＤ１がオフ状態を維持する。その結果、第１の部リーダ電流回路１１は作動しないから、第１のブリーダ電流は流れない。

そうして、上記タイマ回路ＴＭのコンデンサＣ１の端子電圧が上昇して、トリガ素子DIACのトリガ電圧に到達すると、トリガ素子DIACが導通するので、コンデンサＣ１からトリガ電流が位相制御素子TRIACのトリガ極に流入するので、位相制御素子TRIACは、ターンオンする。その結果、交流電圧の半サイクルにおいて、位相制御素子TRIACがターンオンした位相角以降の交流電圧すなわち位相制御された交流電圧が整流回路ＲＣの一対の交流入力端ｔ１、ｔ２間に印加される。

位相制御された交流電圧が整流回路ＲＣで整流されて、その直流出力端に整流電圧が現れると、調光器ＤＭによる電圧降下が殆どなくなるから、第１のブリーダ電流回路１１には所定電圧以上の高い電圧が印加される。そのため、ツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ツェナーダイオードＺＤ１および抵抗器Ｒ３の直列回路を第１のブリーダ電流が流れる。この第１のブリーダ電流は、たとえコンバータ１０が不作動状態であっても位相制御素子TRIACのオン状態を保持することが可能な値であり、したがって当該半サイクルの間調光器ＤＭの位相制御素子TRIACはターンオン状態に維持される。

一方、コンバータ１０は、調光器ＤＭで位相制御された交流電圧が整流され、平滑コンデンサＣ２で平滑化された直流電圧が印加されると、制御手段ＣＣは、図示を省略しているその内部において、位相制御された交流電圧を監視する。そして、正特性フィードフォワード制御によって入力した交流電圧を調光器ＤＭの導通角に対応したオンデューティを有するＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号に基づいて駆動信号を発生して、スイッチング素子Ｑ１に供給する。

これにより、スイッチング素子Ｑ１は、ＰＷＭ信号に対応したオンデューティで高周波スイッチングする。その結果、コンバータ１０は、調光器ＤＭの調光度に対応した値の直流電流を出力コンデンサＣ３が並列接続した直流出力端ｔ３、ｔ４間に出力する。そのため、出力端に接続したＬＥＤ２０が調光器ＤＭの調光度に応じて調光点灯する。

ところで、バイパス回路ＢＣは、コンバータ１０の直流出力端ｔ３、ｔ４間に並列接続して、調光範囲内において、ＬＥＤ２０に流れる点灯電流より大きい電流をダミー負荷電流として流す。このため、コンバータ１０から出力される負荷電流は、点灯電流とダミー負荷電流とが加算されて増加しているので、出力電流の変動が抑制され、少なくとも調光下限近傍における明るさのちらつきが低減する。

さらに、図２を参照して明るさのちらつきが生じにくくなる理由を説明する。

図２は、本発明の第１の形態におけるＬＥＤ２０およびバイパス回路ＢＣの電圧−電流特性を示すグラフである。図において、横軸は電圧Ｖを、縦軸は電流Ｉを、それぞれ相対値で示している。図中の曲線「ＬＥＤ」がＬＥＤの電圧−電流特性、曲線「Ｒ４」がバイパス回路の電圧−電流特性、曲線「合成」がＬＥＤおよびバイパス回路の合成された回路としての電圧−電流特性である。また、横軸の点Ｖ0はＬＥＤの導通開始電圧、同じく点Ｖ1は調光下限時のＬＥＤの端子電圧、をそれぞれ示している。

図２から理解できるように、ＬＥＤ２０の導通が開始する以前はバイパス回路ＢＣのみにダミー負荷電流が流れる。この状態のときに流れるコンバータ１０の出力電流は、電圧の変化に対してバイパス回路ＢＣの抵抗器Ｒ４による電圧−電流特性曲線「Ｒ４」に沿って直線的に変化する。そして、コンバータ１０の出力電圧がＶ0以上になると、コンバータ１０の出力電流は、曲線「合成」に沿って変化する。すなわち、曲線「合成」は、ＬＥＤ２０の導通開始点Ｖ0以下においては曲線「Ｒ４」と同じであり、導通開始点到達時以降は曲線「合成」に沿って変化し、導通開始点前後の電圧変化に対して上記両曲線の接合部を含めて電流が連続して変化している。

したがって、たとえ調光下限近傍であってもコンバータ１０の出力電流に急激な変化がなく、これに伴ってＬＥＤ２０に流入する電流も急激な変化がなくなるので、導通開始点の点灯に明るさのちらつきが生じなくなると考えられる。

また、本形態においては、負荷電流を検出する手段、その検出信号を増幅する手段およびコンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１を負帰還制御する制御手段を備えていないが、深い調光領域において発生しやすい明るさのちらつきを低減して所望の調光を行うことが可能になる。このため、ＬＥＤ点灯装置の回路構成が簡単になるので、ＬＥＤ点灯装置が安価になるとともに小形化するという効果もある。

図１に示す本発明の第１の形態において、以下のとおりである。

ＬＥＤ：定格に対して１００％点灯において、１個当たりの電圧降下３ＶのＬＥＤ素子を７個直列接続して直流出力端ｔ３、ｔ４間に接続した。点灯電流は０．２７Ａである。なお、同じく定格に対して０％における電圧降下は２．１Ｖ、電流は０．００１Ａであった。

バイパス回路：抵抗器Ｒ４の抵抗値１０ＫΩ、定格に対して０％におけるバイパス電流は０．００１４７Ａであった。

次に、図３を参照して本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第２の形態について説明する。本形態は、バイパス回路ＢＣが調光下限近傍においてのみ作動する点で第１の形態とは相違している。なお、図４において、図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、本形態は、第１の形態の構成に加えてスイッチＱ４および点灯電流応動回路ＣＩＣを備えている。スイッチＱ４は、バイパス回路ＢＣの抵抗器Ｒ４に直列接続している。点灯電流連動回路ＣＩＣは、電流検出手段Ｒ５、スイッチＱ５をおよび抵抗器Ｒ６を備えている。電流検出手段Ｒ５は、ＬＥＤ２０と直列に挿入された点灯電流検出用の抵抗器からなる。スイッチＱ５は、電流検出手段Ｒ５が所定値以上の電流が流れたときにオンするように抵抗器Ｒ６に直列接続してＬＥＤ２０に並列接続している。なお、上記所定値としては、例えば調光下限近傍のときに流れる点灯電流値を設定することができる。また、抵抗器Ｒ６およびスイッチＱ５の接続点はスイッチＱ４の制御極に接続している。

そうして、ＬＥＤ２０が点灯して所定値以上の点灯電流が流れると、スイッチＱ５がこの点灯電流に応動してオンする。スイッチＱ５がオンすると、抵抗器Ｒ４に直列接続したスイッチＱ４がオフする。その結果、バイパス回路ＢＣに流れるバイパス電流がスイッチＱ４によって遮断される。

したがって、本形態によれば、ＬＥＤ２０の調光下限近傍において点灯電流が微小な変動によって明るさのちらつきが発生しやすい領域で点灯する場合においてのみバイパス回路ＢＣを作動させることができる。

次に、図４および図５を参照して本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第３の形態について説明する。本形態は、バイパス回路ＢＣが定電流回路からなる点で第１の形態とは相違している。なお、図４において、図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、バイパス回路ＢＣの定電流回路は、既知の回路構成を採用することができる。図４に示す定電流回路は、スイッチＱ６、Ｑ７および抵抗器Ｒ７、Ｒ８を図示のように接続したもので、抵抗器Ｒ７の電圧降下に応じてスイッチＱ７の導通度が制御され、これに伴いスイッチＱ６の導通度がスイッチＱ７により制御されて、スイッチＱ６に流れるバイパス電流が一定に制御される。

そうして、本形態においては、スイッチＱ６およびＱ７を用いて抵抗器Ｒ７に流れる電流を定電流化するので、抵抗器Ｒ７の抵抗値を、図１に示す第１の形態における抵抗器Ｒ４に比較して小さくすることができ、その結果抵抗器Ｒ７の消費電力を低減することができる。

図５に示すように、本形態においてはバイパス回路ＢＣが定電流回路なので、その電圧−電流特性が線ＢＣに示すように横軸に平行な直線となる。なお、図中図２と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

１０…コンバータ、１１…第１のブリーダ電流回路、１２…第２のブリーダ電流回路、２０…ＬＥＤ、ＢＣ…バイパス回路、ＢＣＳ…ブリーダ電流引出手段、Ｃ２…平滑コンデンサ、Ｃ３…出力コンデンサ、ＣＣ…制御手段、ＣＩＣ…点灯電流応動回路、Ｄ２…フリーホイールダイオード、DIAC…トリガ素子、ＤＭ…調光器、Ｌ１…インダクタ、Ｑ１…スイッチング素子、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５…スイッチ、Ｒ１…可変抵抗器、Ｒ２、Ｒ３…ブリーダ抵抗器、Ｒ４…抵抗器、Ｒ５…電流検出手段、ＲＣ…整流回路、ＲＤＣ…整流化直流電源、ｔ１、ｔ２…交流入力端、ｔ３、ｔ４…直流出力端、ＴＭ…タイマ回路、TRIAC…位相制御素子、ＺＤ１…ツェナーダイオード

Claims

位相制御形の調光器を介して交流入力端を交流電源に接続する整流回路と；
調光器の保持電流を確保するブリーダ電流引出手段と；
入力端が整流回路の直流出力端に接続し、かつ出力コンデンサを並列接続した出力端にＬＥＤを接続して点灯するコンバータと；
調光度に応じてコンバータの連続した直流出力電流を変化させる制御手段と；
コンバータの出力端に出力コンデンサと並列接続し、ＬＥＤの少なくとも調光下限近傍においてＬＥＤに流れる点灯電流より大きいバイパス電流を流すバイパス回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
バイパス回路は、バイパス電流の流れを作り、点灯電流がＬＥＤを通って流れ、バイパス電流がＬＥＤを迂回するように構成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
照明器具本体と；
照明器具本体に配設された請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置と；
ＬＥＤ点灯装置の出力端に接続するとともに照明器具本体に配設されたＬＥＤと；
を具備していることを特徴とする照明装置。