JP5645250B2

JP5645250B2 - Ｌｅｄ点灯装置及びそれを用いた照明器具

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Publication number: JP5645250B2
Application number: JP2010199327A
Authority: JP
Inventors: 勝信濱本; 真史山本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-09-06
Also published as: CN102413604A; CN102413604B; JP2012059423A

Description

本発明は、ＬＥＤ(発光ダイオード)を点灯するＬＥＤ点灯装置、及びそれを用いた照明器具に関する。

照明用の光源は点灯時間(累積点灯時間。以下同じ。)の経過とともに光束が低下することが知られている。例えば、特許文献１には、光源(蛍光ランプ)の点灯時間に応じて光源を調光することで不要な電力を削減する制御(初期照度補正制御)が開示されている。

一方、照明用の光源として蛍光ランプの代わりにＬＥＤが用いられるようになってきている。例えば、特許文献２には従来の直管形の蛍光ランプに近い形状を有するＬＥＤランプが開示されている。このＬＥＤランプは、帯板状の実装基板に多数のＬＥＤが実装されてなる光源ブロックと、光源ブロックを内部に収納する直管形のガラス管と、ガラス管の両端を閉塞する口金と、口金の側面より突出して光源ブロックに給電するための端子ピンとを備えている。このようなＬＥＤランプは、専用の照明器具に設けられているランプソケットに着脱自在に装着され、当該照明器具に搭載されているＬＥＤ点灯装置からランプソケットを介して電力(直流電力)が供給されることで点灯する。

また、ＬＥＤ点灯装置の従来例として、特許文献３に記載されているものがある。特許文献３記載の従来例では、ＬＥＤランプ(ランプソケット)に印加される電圧(出力電圧)と、ＬＥＤランプに流れる電流(出力電流)とを検出し、出力電流が目標値(例えば、ＬＥＤランプの定格電流)に一致するように出力電圧を調整する制御(定電流制御)が行われている。

特許第３８０９７４７号公報特開２００９−４３４４７号公報特開２００６−２１０２７１号公報

ところで、初期照度補正制御のために光源の点灯時間を計時し、点灯時間に応じて光源を調光する場合、光源が寿命末期を迎えて交換される際に如何にして点灯時間のリセットを行うかということが課題となっている。例えば、蛍光ランプを光源とする場合においては、蛍光ランプの寿命末期に、フィラメントに塗布されているエミッタが消耗して電気特性が変化することを利用して点灯時間のリセットが自動的に行われている。一方、ＬＥＤランプに対して初期照度補正制御を行う場合においては、例えば、ＬＥＤランプ内で断線などの故障が生じるとＬＥＤランプでの消費電力が瞬時にゼロになることによってＬＥＤ点灯装置からＬＥＤランプに供給される電圧が定常電圧より高い電圧に昇圧するので、この電圧上昇を検出することで点灯時間を自動的にリセットすることができる。

しかしながら、特許文献２に記載されているように照明器具から着脱可能なＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤ点灯装置が動作している状態のままでランプソケットからＬＥＤランプが外された場合にも同様の高電圧を発生してしまう。そのため、清掃などのために使用者がランプソケットからＬＥＤランプを外してしまうと点灯時間が間違ってリセットされてしまい、点灯時間に応じた調光制御が正しく行われなくなる虞がある。

また、ランプソケットからＬＥＤランプが外された後、再度、ＬＥＤランプがランプソケットに装着されることがある。この場合、上述のようにＬＥＤランプに供給される電圧が定常電圧より高い電圧に昇圧されてしまい、ＬＥＤランプを再度装着した直後においては、ＬＥＤランプに定格値を越える過大な電流(突入電流)が流れてしまう虞がある。そして、このような過大な電流が流れてしまうと、ＬＥＤランプの発光ダイオードが故障する可能性があった。

特許文献３記載の従来例においては、ＬＥＤランプが外された場合にＬＥＤ点灯装置からの供給電圧が定常電圧よりも低電圧となる待機モード、若しくはＬＥＤ点灯装置が停止する停止モードを設けることで上述の突入電流を回避している。しかしながら、ＬＥＤランプが外された直後は供給電圧が十分に低下していないため、ＬＥＤランプが瞬間的に接続されると突入電流が流れてしまう虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＬＥＤランプの点灯時間に応じて調光制御するとともにＬＥＤランプ内で断線が発生した場合は点灯時間が自動的にリセットされ、さらにＬＥＤランプが外されたときには点灯時間がリセットされないようにすることを目的とする。

本発明ＬＥＤ点灯装置は、出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出し正常な点灯動作電圧であるか否かを判定する出力電圧判定部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する出力制御部と、前記ランプソケットと前記ＬＥＤランプとの接続の有無を判定する接続判定部と、前記出力電圧判定部及び前記接続判定部の判定動作を禁止する期間を定めるとともに前記出力電流の目標値を設定するシーケンス制御部と、前記ＬＥＤランプの点灯時間を計時する点灯時間タイマ部と、当該点灯時間タイマ部で計時される前記点灯時間を記憶する記憶部と、前記ランプソケットを介して一定電圧を印加する定電圧源と、前記ＬＥＤランプにおいて発光ダイオードと並列接続されている抵抗に対し、前記ランプソケットを介して並列接続される検出抵抗とを備え、前記出力制御部は、前記接続判定部の判定結果が接続無しの場合、及び前記出力電圧判定部の判定結果が異常電圧の場合は前記電力変換部を停止して前記出力電圧を所定の下限値以下に制限し、前記シーケンス制御部は、前記点灯時間タイマ部で計時された前記点灯時間に応じて前記出力電流の目標値を設定し、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間が所定時間を経過した後に、再度前記電力変換部からＬＥＤランプに電流供給を始めるように制御し、前記点灯時間タイマ部と前記記憶部は、前記停止期間に至る回数が所定回数に達すると前記点灯時間を初期値にリセットし、前記接続判定部は、前記検出抵抗における電圧降下が所定のしきい値未満のときに接続有りと判定し、前記電圧降下が前記しきい値以上のときに接続無しと判定し、少なくとも前記電力変換部から前記ＬＥＤランプに電流が供給されている間は判定動作を停止することを特徴とする。

このＬＥＤ点灯装置において、前記シーケンス制御部はタイマを有し、当該タイマで計時された時間に応じて前記出力電圧判定部及び前記接続判定部での判定動作を禁止する期間を決定するとともに、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間を決定することが好ましい。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出し正常な点灯動作電圧であるか否かを判定する出力電圧判定部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する出力制御部と、前記ランプソケットと前記ＬＥＤランプとの接続の有無を判定する接続判定部と、前記出力電圧判定部及び前記接続判定部の判定動作を禁止する期間を定めるとともに前記出力電流の目標値を設定するシーケンス制御部と、前記ＬＥＤランプの点灯時間を計時する点灯時間タイマ部と、当該点灯時間タイマ部で計時される前記点灯時間を記憶する記憶部とを備え、前記出力制御部は、前記接続判定部の判定結果が接続無しの場合、及び前記出力電圧判定部の判定結果が異常電圧の場合は前記電力変換部を停止して前記出力電圧を所定の下限値以下に制限し、前記シーケンス制御部は、前記点灯時間タイマ部で計時された前記点灯時間に応じて前記出力電流の目標値を設定し、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間が所定時間を経過した後に、再度前記電力変換部からＬＥＤランプに電流供給を始めるように制御し、前記点灯時間タイマ部と前記記憶部は、前記停止期間に至る回数が所定回数に達すると前記点灯時間を初期値にリセットし、前記シーケンス制御部はタイマを有し、当該タイマで計時された時間に応じて前記出力電圧判定部及び前記接続判定部での判定動作を禁止する期間を決定するとともに、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間を決定することを特徴とする。

本発明の照明器具は、請求項１〜３の何れかのＬＥＤ点灯装置と、前記ランプソケットと、前記ＬＥＤ点灯装置並びに前記ランプソケットを保持する器具本体とを備えたことを特徴とする。

本発明のＬＥＤ点灯装置及び照明器具は、ＬＥＤランプの点灯時間に応じて調光制御するとともにＬＥＤランプ内で断線が発生した場合は点灯時間が自動的にリセットされ、さらにＬＥＤランプが外されたときには点灯時間がリセットされないようにすることができるという効果がある。

本発明に係るＬＥＤ点灯装置の実施形態を示す回路ブロック図である。同上における点灯時間と目標電流値の関係を示す図である。同上の動作説明用のタイミングチャート図である。同上のＬＥＤランプ故障時における動作説明用のタイミングチャート図である。本発明に係る照明器具の実施形態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明に係るＬＥＤ点灯装置の実施形態を示す回路ブロック図である。本実施形態のＬＥＤ点灯装置によって点灯されるＬＥＤランプ110は、特許文献１記載のＬＥＤランプと類似の構成を有している。すなわち、このＬＥＤランプ110は、多数の発光ダイオード111の直列回路と、当該直列回路に並列接続された抵抗R110と、直管形のガラス管(図５参照)と、ガラス管の両端を閉塞する口金(図示せず)とを備えている。なお、口金には、ランプソケット120を介してＬＥＤ点灯装置の出力端に接続される一対の端子ピン(図示せず)が突設されている。そして、ランプソケット120から端子ピンを介して発光ダイオード111に直流電流(出力電流Io)が供給される。なお、ランプソケット120と発光ダイオード111の直列回路との間には整流器DB1が接続されるため、ランプソケット120の受け金A1，A2と端子ピンとの組み合わせに制限がなく、どちらの組み合わせで接続されても発光ダイオード111の直列回路に順方向の出力電流Ioが供給される。

本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、昇圧チョッパ部１、電力変換部２、電流検出部３、出力電圧判定部４、出力制御部５、接続判定部６、定電圧源７、シーケンス制御部８、点灯時間タイマ部９、記憶部10などを備えている。

昇圧チョッパ部１は、商用交流電源100から供給される交流電圧を所望の直流電圧に変換して力率を改善するものである。ここで、昇圧チョッパ部１の出力電圧が400ボルト強に設定されれば、電源電圧値が100ボルトから242ボルトの広範囲の商用交流電源100に対応することができる。

電力変換部２は、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子(以下、スイッチング素子と略す。)Q1、インダクタL1、ダイオードD1、コンデンサC1を具備した従来周知の降圧チョッパ回路からなる。

出力電圧判定部４は、電力変換部２の出力端間(コンデンサC1の両端間)に接続された分圧抵抗R1，R2の直列回路と、比較器CP101とを具備する。分圧抵抗R1，R2で分圧された検出電圧(電力変換部２の出力電圧Voに比例した電圧)と比較器CP101の出力電圧がシーケンス制御部８に出力される。分圧抵抗R1，R2で分圧された検出電圧は、比較器CP101の負側入力に入力されるしきい値Vref3と比較され、検出電圧がしきい値Vref3よりも大きくなると異常と判定される。なお、比較器CP101の出力(出力電圧判定部４の判定結果)がシーケンス制御部８に入力され、シーケンス制御部８の出力に応じて、出力制御部５が動作又は不動作とされ、電力変換部２及び昇圧チョッパ部１が動作又は不動作とされる。

シーケンス制御部８は、マイクロコントローラ(以下マイコンと略す)からなり、予めプログラムによって設定された計時動作、判定動作、メモリに記憶されたデータの読み出し、設定した状態の記憶などを行う。ここで、ＬＥＤランプ110の点灯時間が点灯時間タイマ部９で計時されて随時記憶部10に書き込まれている。そして、シーケンス制御部８は、記憶部10から読み出されたＬＥＤランプの点灯時間に応じて、図２に示すようにＬＥＤランプ110の目標電流値の設定を行う。すなわち、ＬＥＤランプ110の目標電流値は、点灯時間の経過に正比例して増加するように設定される。

電流検出部３は、電力変換部２の負電位側の出力端とランプソケット120の負極側(A2)との間に挿入された検出抵抗R3からなる。そして、出力電流Ioによる検出抵抗R3の電圧降下が検出電圧として電流検出部３から出力制御部５に出力される。

出力制御部５は、電力変換部２のスイッチング素子Q1を駆動する駆動回路50、駆動回路50にフィードバック制御を行わせるためのフィードバック回路51、昇圧チョッパ回路１を制御するチョッパ制御回路52などを具備している。この出力制御部５では、電流検出部３で検出される出力電流Ioを目標電流値に一致させるように電力変換部２を制御して出力電圧Voを増減させる。フィードバック回路51がオペアンプOP100による積分回路で構成される場合、ＬＥＤランプ110の定格電流値のデータが予めシーケンス制御部８のメモリに記憶され、当該メモリから読み出されたデータと電流検出部３で検出される検出電圧とが比較演算され、検出電圧がメモリに記憶されている目標電流値と一致するようにスイッチング素子Q1のオンデューティ比が調整されて出力電圧Voが増減される。つまり、出力制御部５はＬＥＤランプ110に一定の電流(定格電流)を流す定電流制御を行っている。

ここで、ＬＥＤランプ110の定格電圧は、使用されている発光ダイオード111の順方向電圧Vfに当該発光ダイオード111の個数ｎを乗じた値(=Vf×n)となる。例えば、順方向電圧Vfを3.5ボルトとし、発光ダイオード111の個数ｎを20個とすれば、3.5×20=70ボルトが定格電圧となり、発光ダイオード111の個数ｎを10個とすれば、3.5×10=35ボルトが定格電圧となる。出力制御部５が定電流制御を行うことにより、定格電流が一定、且つ定格電圧が異なる複数のＬＥＤランプ、例えば、少なくとも35ボルトから7Oボルトまでの定格電圧を有するＬＥＤランプを同一のＬＥＤ点灯装置で点灯することが可能となる。

出力制御部５は、制御電源部130から制御電源が供給される。電力変換部２のスイッチング素子Q1に供給される駆動信号を生成するため、制御電源部130からダイオードD101を介してコンデンサC101が充電されている。但し、制御電源部130は従来周知の回路で構成可能であるから、詳細な構成の図示並びに説明は省略する。

定電圧源７は、昇圧チョッパ部１の高電位側の出力端に一端が接続された抵抗R4と、抵抗R4の他端にカソードが接続されるとともにアノードがランプソケット120の低電位側(A2)に接続されたツェナーダイオード70とで構成されている。そして、ツェナーダイオード70の両端(カソード−アノード間)に生じる一定電圧(ツェナー電圧Vz)が抵抗R5を介してランプソケット120と接続判定部６にそれぞれ印加される。なお、定電圧源７から印加される一定電圧(ツェナー電圧Vz)は、ＬＥＤランプ110の定格電圧よりも低い電圧とする必要がある。さらに定格電圧が異なる複数種類のＬＥＤランプが使用できるようにするためには、定格電圧が最も低いＬＥＤランプを基準として、この定格電圧を下回るよう一定電圧(ツェナー電圧Vz)を設定すればよい。

さらにＬＥＤランプ110の定格電圧が危険電圧を上回り、且つ抵抗R5，R6，R7で分圧された電圧が危険電圧を上回る場合においては、定電圧源７から印加される一定電圧(ツェナー電圧Vz)を危険電圧よりも低い電圧としなければならない。なお、危険電圧の電圧値は、公的規格によって若干異なるが、一般的に直流では50ボルトを超える電圧とされている。

接続判定部６は、ツェナーダイオード70のカソードとランプソケット120の低電位側(A2)との間に接続された３つの抵抗R5，R6，R7の直列回路と、抵抗(検出抵抗)R7における電圧降下をしきい値電圧Vref1と比較する比較器CP100とを具備している。なお、２つの抵抗R5，R6の接続点がランプソケット120の高電位側に接続されている。ランプソケット120にＬＥＤランプ110が接続されていない状態(無負荷状態)のとき、比較器CP100の正端子にはツェナー電圧Vzが３つの抵抗R5，R6，R7で分圧された電圧(抵抗R7における電圧降下)が入力される。一方、ランプソケット120にＬＥＤランプ110が接続されている状態(有負荷状態)のとき、ＬＥＤランプ110の抵抗R110が２つの抵抗R6，R7と並列に接続されることになる。よって、有負荷状態のときの抵抗R7における電圧降下が無負荷状態のときよりも低くなる。ここで、比較器CP100の負端子に入力されるしきい値電圧Vref1が、有負荷状態のときの抵抗R7における電圧降下と無負荷状態のときの抵抗R7における電圧降下の間に設定されている。従って、比較器CP100の出力は、無負荷状態のときにＨレべルとなり、有負荷状態のときにＬレべルとなる。なお、比較器CP100の出力(接続判定部６の判定結果)はシーケンス制御部８に入力され、シーケンス制御部８の出力に応じて、出力制御部５が動作又は不動作とされ、電力変換部２及び昇圧チョッパ部１が動作又は不動作とされる。

次に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を図３のタイミングチャート図を参照して詳細に説明する。まず、図示しない電源スイッチが時刻t0に投入されて商用交流電源100からの電源供給が開始される。昇圧チョッパ部１が動作を開始する前(時刻t0からt1)の昇圧チョッパ部１の出力電圧は、図３(ｇ)に示すように商用交流電源100の電源電圧を全波整流し平滑した電圧となる。このとき定電圧源７の出力電圧は、図３(ａ)に示すようにツェナー電圧Vzで決まる一定電圧となり、接続判定部６を構成する比較器CP100の正側入力電圧は、ＬＥＤランプ110がランプソケット120に接続されている場合はしきい値Vref1より低い電圧となる。接続判定部６での接続有無の判定結果はシーケンス制御部８に入力される。

シーケンス制御部８はタイマ機能を有しており、時刻t1までは出力制御部５を不動作としている。またシーケンス制御部８は、時刻t1まで接続判定部６の判定結果が接続有りと判定された場合、動作信号を出力して出力制御部５の動作を開始させるとともに、時刻t1以降の接続判定を禁止とし、接続判定部６の判定結果が接続無しと判定された場合はタイマ機能を停止して常に時刻t0の状態を維持する。

時刻t1以降、シーケンス制御部８から動作信号が出力されると、出力制御部５のチョッパ制御回路52と駆動回路50は、それぞれ図３(ｅ)，(ｆ)に示すように駆動信号の出力を開始する。なお、チョッパ制御回路52は従来周知であって、昇圧チョッパ部１の出力電圧を検出してエラーアンプに入力し、エラーアンプの出力信号に応じてスイッチング素子の導通期間を決めるような制御(ＰＷＭ制御)を行う。また、駆動回路50は、例えば定電圧バッファ機能を有し、この定電圧バッファ機能の出力端子Plsとグランド間に接続された抵抗R109に流れる電流が増加するのに応じてスイッチング素子Q1の導通期間を短くするように構成されていればよい。

さらに、フィードバック回路51のオペアンプOP100の出力端が抵抗R100とダイオードD102の直列回路を介して駆動回路50の出力端Plsに接続されている。従って、電流検出部３から入力される検出電圧が低い場合にはオペアンプOP100の出力電圧が低下して出力端PlsからオペアンプOP100へシンクされる電流量が増加し、電流検出部３から入力される検出電圧が高い場合はオペアンプOP100の出力電圧が上昇して出力端PlsからオペアンプOP100へシンクされる電流量が低下する。これにより、検出電圧がシーケンス制御部８のメモリに記憶されている定格電流値(目標電流値)と一致するようにスイッチング素子Q1のオンデューティ比を調整することができる。シーケンス制御部８のメモリに記憶されている目標電流値は、図３(ｄ)に示すように時刻t1においては所定の光束とするための目標電流値に相当する電圧値より低い電圧値であり、シーケンス制御部８のタイマ機能によって決まる時刻t2以降に目標電流値に相当する電圧値に変更される。このような制御を行う理由として、昇圧チョッパ部１の出力電圧は出力電力が大きいほど緩やかな立ち上がりとなり、所定電圧に達するまでに比較的に長い時間を要するため、本実施形態のように昇圧チョッパ部１と電力変換部２の動作を同時に開始する場合においては動作開始直後の電力変換部２からＬＥＤランプ110へ供給される電力を極力小さくして昇圧チョッパ部１の出力電圧を急峻に立ち上げることで短時間で所望電圧に到達させることが望ましいためである。

時刻t1からt2において、昇圧チョッパ部１の出力電圧が図３(ｇ)に示すように立ち上がる。このとき電力変換部２の出力端電圧(図３(ｈ)参照)が上昇するのに応じて、接続判定部６を構成する比較器CP100の正側入力電圧(図３(ｂ)参照)、及び出力電圧判定部４を構成する比較器CP101，CP101の正側入力電圧も上昇する(図３(ｃ)参照)。ここで、上述のようにシーケンス制御部８は、時刻t1以降の接続判定を禁止しているため、比較器CP100の正側入力電圧がしきい値Vref1より大きくなっても誤判定することはない。

ここで、時刻t3でＬＥＤランプ110がランプソケット120から外されたとき、ＬＥＤランプ110に流れる電流Ioは図３(ｉ)に示すようにゼロとなり、電力変換部２の出力端電圧(図３(ｈ)参照)が上昇を開始する。抵抗R1，R2の分圧比によって決まる検出電圧が、時刻t4でしきい値Vref3を上回ると負荷異常(無負荷)が発生したと判定され、比較器CP101からシーケンス制御部８へ停止信号が出力される。シーケンス制御部８は、停止信号に応じて出力制御部５の動作を停止するように動作信号の出力を変更し、昇圧チョッパ部１及び電力変換部２が動作を停止する。但し、停止信号が出力された後の時刻t4以降においては、出力電圧判定部４における異常判定が禁止される。

電力変換部２が動作を停止すると、図３(ｈ)に示すように電力変換部２の出力電圧Voが低下するが、電力変換部２のコンデンサC1が放電するまでの時間は接続判定部６による接続判定禁止が維持され、シーケンス制御部８のタイマ機能によって決まる時間(時刻t4から時刻t5までの時間)が経過すると、接続判定部６による接続判定が再開される。この時点でシーケンス制御部８のタイマ機能がリセットされて初期状態に戻る。

ここで、無負荷状態のときに電力変換部２からＬＥＤランプ110の定格電圧以上の電圧が出力されていた場合、ランプソケット120にＬＥＤランプ110が接続された直後に定格値を超える過大な電流が流れてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態のＬＥＤ点灯装置では、接続判定部６がＬＥＤランプ110の接続の有無を判定するまで出力制御部５が電力変換部２の動作を停止し、接続判定部６が接続有り(有負荷状態)と判定した後に、出力制御部５が電力変換部２の動作を開始するので、ＬＥＤランプ110に定格電圧以上の電圧が印加されることがない。その結果、ランプソケット120にＬＥＤランプ110が装着されたときに流れる突入電流が抑制されるので、ＬＥＤランプ110の故障が防止できる。

さらに、ＬＥＤランプ110がランプソケット120から外されて電力変換部２を停止した直後は、ランプソケット120に高電圧が発生している。しかしながら、抵抗R5の抵抗値が比較的小さい値に設定されていれば、抵抗R5とツェナーダイオード70を介して電流が流れることにより、急峻に電圧を低下させることができるため、突入電流をさらに抑制することができる。

次に電力変換部２が動作している状況でＬＥＤランプ110に故障が生じた場合について、図４のタイミングチャートを参照して説明する。ＬＥＤランプ110に断線などの故障が生じた場合は、ランプソケット110からＬＥＤランプ110が外されたときと実質的に同じ状況である。したがって、時刻t6でＬＥＤランプ110内に断線が発生すると、ＬＥＤランプ110に流れる電流がゼロとなり、電力変換部２の出力端電圧が上昇を開始する。図４(ｃ)に示すように抵抗R1，R2の分圧比によって決まる検出電圧が時刻t7でしきい値Vref3を上回ると、出力電圧判定部４は負荷異常が発生したと判定してシーケンス制御部８へ停止信号を出力する。シーケンス制御部８は、停止信号に応じて出力制御部５の動作を停止するよう動作信号の出力を変更して昇圧チョッパ部１及び電力変換部２の動作を停止させ、さらに時刻t7以降の異常判定を禁止する。

電力変換部２が動作を停止すると、電力変換部２の出力電圧Voが低下するが、電力変換部２のコンデンサC1が放電するまでの時間は接続判定部６による接続判定禁止が維持され、シーケンス制御部８のタイマ機能によって決まる時間(時刻t7から時刻t8までの時間)が経過すると、接続判定部６による接続判定が再開される。ここで、時刻t7〜t8は、図３に示した時刻t4〜t5の期間に等しい。

ＬＥＤランプ110に断線などの故障が生じた場合、図４(ｂ)に示すように比較器CP100の正側入力電圧は、時刻t8時点でしきい値Vref1より低くなるため、ＬＥＤランプ110が接続されたままであると判定される。このとき、シーケンス制御部８はタイマ機能によって決まる時間(時刻t8〜t9の停止期間T2)が経過するまで電力変換部２の動作停止を維持する。さらにシーケンス制御部８は、時刻t9時点で停止期間回数をインクリメントし、出力制御部５の動作を再開するように動作信号を出力する。この動作信号に応じて出力制御部５のチョッパ制御回路52と駆動回路50が、それぞれ図４(ｅ)，(ｆ)に示すように駆動信号の出力を開始する。すると、電力変換部２の出力端電圧が再度上昇を開始し、図４(ｃ)に示すように抵抗R1，R2の分圧比によって決まる検出電圧が、時刻t10でしきい値Vref3を上回る。このとき出力電圧判定部４は負荷異常が発生したと判定してシーケンス制御部８へ停止信号を出力する。時刻t10以降の動作は上述の時刻t7以降の動作と同様であり、時刻t11で接続判定部６が再度接続判定を再開し、シーケンス制御部８のタイマ機能によって決まる時間(時刻t11〜t12の停止期間T2)が経過するまで電力変換部２の動作停止が維持される。時刻t12時点でシーケンス制御部８は停止期間回数をインクリメントし、停止期間回数のカウントが２回行われたことでＬＥＤランプ110に断線が発生していると判断し、点灯時間タイマ部９で計時される点灯時間及び記憶部10に記憶された点灯時間をゼロにリセットする。

よって、ＬＥＤランプ110に断線などの故障が生じた場合、ＬＥＤランプ110の点灯時間が自動的にゼロにリセットされ、ＬＥＤランプ110が外されたときに点灯時間がゼロにリセットされることを防ぐことができる。なお、本実施形態では停止期間が２回完了したときに点灯時間が自動的にリセットされるが、点灯時間がリセットされる停止期間の回数は３回以上の任意の回数であっても構わない。また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は１つのＬＥＤランプ110を点灯するものであるが、直列に接続された複数のＬＥＤランプ110を同時に点灯させることも勿論可能である。さらに、２つの比較器CP101，CP102、及びシーケンス制御部８をひとつのマイコンで構成してもよい。

ところで、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、例えば、図５に示す照明器具に搭載される。この照明器具は、天井に直付けされる器具本体130と、器具本体130に設けられた一対のランプソケット120，120とを備えている。器具本体130は、長手方向から見た側面形状が台形である長尺の角筒状に形成され、その内部にＬＥＤ点灯装置が収納されている。そして、器具本体130の下面における長手方向両端部にそれぞれランプソケット120，120が配設されている。このランプソケット120，120は、従来周知である直管形の蛍光ランプ用のランプソケットと同一構造を有している。

ここで、２つのランプソケット120，120のいずれか一方からＬＥＤランプ110へ直流電流を供給する場合においては、蛍光ランプが誤装着されたときにフイラメント部に直流電流が供給されてしまう虞がある。しかしながら、例えば、出力電圧Voが所定値(＜定格電圧)を下回ったと出力電圧判定部４で判定されたときに電力変換部２が停止すれば、蛍光ランプがランプソケット120に誤装着された場合でも不安全な現象やＬＥＤ点灯装置の故障などを発生する虞はない。

ここで、使用者はランプソケット120，120に蛍光ランプが誤装着されても安全か否かを見分けることができないため、ＬＥＤランプ110の口金部の電極形状を蛍光ランプと異なる形状として誤装着を防止し、ランプソケット120，120の構造を、ＬＥＤランプ110の口金部の電極形状に合致した構造としてもよい。

２電力変換部
３電流検出部
４出力電圧判定部
５出力制御部
６接続判定部
８シーケンス制御部
９点灯時間タイマ部
10 記憶部
110 ＬＥＤランプ
120 ランプソケット

Claims

出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出し正常な点灯動作電圧であるか否かを判定する出力電圧判定部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する出力制御部と、前記ランプソケットと前記ＬＥＤランプとの接続の有無を判定する接続判定部と、前記出力電圧判定部及び前記接続判定部の判定動作を禁止する期間を定めるとともに前記出力電流の目標値を設定するシーケンス制御部と、前記ＬＥＤランプの点灯時間を計時する点灯時間タイマ部と、当該点灯時間タイマ部で計時される前記点灯時間を記憶する記憶部と、前記ランプソケットを介して一定電圧を印加する定電圧源と、前記ＬＥＤランプにおいて発光ダイオードと並列接続されている抵抗に対し、前記ランプソケットを介して並列接続される検出抵抗とを備え、
前記出力制御部は、前記接続判定部の判定結果が接続無しの場合、及び前記出力電圧判定部の判定結果が異常電圧の場合は前記電力変換部を停止して前記出力電圧を所定の下限値以下に制限し、
前記シーケンス制御部は、前記点灯時間タイマ部で計時された前記点灯時間に応じて前記出力電流の目標値を設定し、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間が所定時間を経過した後に、再度前記電力変換部からＬＥＤランプに電流供給を始めるように制御し、
前記点灯時間タイマ部と前記記憶部は、前記停止期間に至る回数が所定回数に達すると前記点灯時間を初期値にリセットし、
前記接続判定部は、前記検出抵抗における電圧降下が所定のしきい値未満のときに接続有りと判定し、前記電圧降下が前記しきい値以上のときに接続無しと判定し、少なくとも前記電力変換部から前記ＬＥＤランプに電流が供給されている間は判定動作を停止することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
前記シーケンス制御部はタイマを有し、当該タイマで計時された時間に応じて前記出力電圧判定部及び前記接続判定部での判定動作を禁止する期間を決定するとともに、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間を決定することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出し正常な点灯動作電圧であるか否かを判定する出力電圧判定部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する出力制御部と、前記ランプソケットと前記ＬＥＤランプとの接続の有無を判定する接続判定部と、前記出力電圧判定部及び前記接続判定部の判定動作を禁止する期間を定めるとともに前記出力電流の目標値を設定するシーケンス制御部と、前記ＬＥＤランプの点灯時間を計時する点灯時間タイマ部と、当該点灯時間タイマ部で計時される前記点灯時間を記憶する記憶部とを備え、
前記出力制御部は、前記接続判定部の判定結果が接続無しの場合、及び前記出力電圧判定部の判定結果が異常電圧の場合は前記電力変換部を停止して前記出力電圧を所定の下限値以下に制限し、
前記シーケンス制御部は、前記点灯時間タイマ部で計時された前記点灯時間に応じて前記出力電流の目標値を設定し、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間が所定時間を経過した後に、再度前記電力変換部からＬＥＤランプに電流供給を始めるように制御し、
前記点灯時間タイマ部と前記記憶部は、前記停止期間に至る回数が所定回数に達すると前記点灯時間を初期値にリセットし、
前記シーケンス制御部はタイマを有し、当該タイマで計時された時間に応じて前記出力電圧判定部及び前記接続判定部での判定動作を禁止する期間を決定するとともに、前記出力電圧判定部の判定結果が異常である場合に前記電力変換部を停止する停止期間を決定することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
請求項１〜３の何れかのＬＥＤ点灯装置と、前記ランプソケットと、前記ＬＥＤ点灯装置並びに前記ランプソケットを保持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。