JP6119248B2

JP6119248B2 - Ｌｅｄ電源装置

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Publication number: JP6119248B2
Application number: JP2013001674A
Authority: JP
Inventors: 勇二佐山; 瑞木宇津野
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: JP2014135167A

Description

本発明は、並列接続されたＬＥＤランプに直流電圧を印加して点灯させるＬＥＤ電源装置に関する。

ＬＥＤランプに直流電圧を印加して点灯させるＬＥＤ電源装置では、ＬＥＤランプの電気的異常が生じた際に、その異常を検出することが望まれている。特許文献１では、直列接続されたＬＥＤの数か所の直列電圧を検出することでＬＥＤの異常（ショート）を検出する技術が提案されている。

特開２００６−２１０２７２号公報

しかしながら、従来技術では、直列接続されたＬＥＤランプの異常を検出することはできるが、並列接続されたＬＥＤランプの異常を検出することはできないという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みて従来技術の上記問題を解決し、並列接続されたＬＥＤランプの異常を検出することができるＬＥＤ電源装置を提供することにある。

本発明のＬＥＤ電源装置は、複数のＬＥＤが直列に接続されてなるＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源に流れる電流を所定値以下に制限するための電流制限回路とを有している複数本のＬＥＤランプを並列して接続して直流電圧を印加して前記ＬＥＤ光源を点灯させるＬＥＤ電源装置であって、複数本の前記ＬＥＤランプに流れるＬＥＤランプ電流を一括して検出する電流検出手段と、前記ＬＥＤランプ電流を定電流制御する定電流制御手段と、前記ＬＥＤランプに印加される出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された前記出力電圧に基づいて定電流制御する前記ＬＥＤランプ電流の電流値を選択する選択手段とを具備し、前記選択手段は、前記出力電圧が第１の閾電圧に達すると、１段階低い電流値を選択し、前記出力電圧が前記第１の閾電圧よりも低い第２の閾電圧を下回ると、１段階高い電流値を選択することを特徴とする。
さらに、本発明のＬＥＤ電源装置において、前記選択手段は、前記出力電圧が前記第１の閾電圧に達した状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階低い電流値を選択し、前記出力電圧が前記第２の閾電圧を下回る状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階高い電流値を選択するようにしても良い。

本発明によれば、並列接続されたＬＥＤランプの異常を検出することができ、接続されているＬＥＤランプに応じて適切な定電流制御を行うことができるという効果を奏する。

本発明に係るＬＥＤ電源装置の第１の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。図１に示す可変電圧及び選択回路の回路構成を示す回路構成図である。本発明に係るＬＥＤ電源装置の第１の実施の形態の動作メカニズムを説明する説明図である。図１の各部の信号波形及び動作波形を示す波形図である。本発明に係るＬＥＤ電源装置の第２の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。図５に示す可変電圧及び選択回路の回路構成を示す回路構成図である。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態のＬＥＤ電源装置１は、図１を参照すると、定電流源であるＡＣ−ＤＣコンバータ２と、第１電圧検出回路３（抵抗Ｒ１、Ｒ２）と、電流検出用の抵抗Ｒ３と、第２電圧検出回路４（抵抗Ｒ４、Ｒ５）と、コンパレータＣＰ１〜ＣＰ４と、基準電圧Ｖｒ１、Ｖｒ３、Ｖｒ４と、可変電圧Ｖｒ２と、選択回路５とを備えている。そして、ＬＥＤ電源装置１の交流入力端子ＡＣｉｎ１、ＡＣｉｎ２が商用交流電源ＡＣに接続され、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている。

ＬＥＤランプＬＡＭＰ１と、ＬＥＤランプＬＡＭＰ２とは、同一の構成であり、複数のＬＥＤが直列に接続されてなるＬＥＤ光源Ｄと、ＬＥＤ光源Ｄに流れる電流を所定値以下に制限するための電流制限回路ＩＣ１とを有している。なお、本実施の形態では、ＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２の定格電流は０．５５Ａとし、電流制限回路ＩＣ１は、電流を０．６Ａ以下に制限するものとする。

ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、商用交流電源ＡＣからの交流電圧を直流電圧に変換した出力電圧Ｖｏを出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に出力する。ＡＣ−ＤＣコンバータ２の高電位側出力が出力端子Ｖｏｕｔ１に、低電位側出力が電流検出用の抵抗Ｒ３を介して出力端子Ｖｏｕｔ２に接続されている。なお、本実施の形態のＡＣ−ＤＣコンバータ２は、定格電圧が３８Ｖであり、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔに２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が接続されている状態では、定格の１．１Ａ（１本当たり０．５５Ａ）の定電流を、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔに２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２の内のいずれか１本のみが接続されている状態では、定格の１／２である０．５５Ａの定電流をそれぞれ供給する。

第１電圧検出回路３は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２の高電位側出力と低電位側出力との間に接続された抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の直列回路からなっている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点は、コンパレータＣＰ１の反転入力端子に接続され、コンパレータＣＰ１において、第１電圧検出回路３による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ１と非反転入力端子に接続されている基準電圧Ｖｒ１とが比較される。コンパレータＣＰ１の出力端子は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２に接続され、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、コンパレータＣＰ１の出力に基づいて、出力電圧Ｖｏを予め設定された制限電圧ＶｏＬＴＤ以下に制御する。すなわち、第１電圧検出回路３（抵抗Ｒ１、Ｒ２）と、コンパレータＣＰ１とは、最大出力電圧制限回路として機能する。なお、本実施の形態では、制限電圧ＶｏＬＴＤは、４２Ｖに設定されている。

電流検出用の抵抗Ｒ３とＶｏｕｔ２の接続点は、コンパレータＣＰ２の反転入力端子に接続され、コンパレータＣＰ２において、抵抗Ｒ３の両端間電圧と非反転入力端子に接続されている可変電圧Ｖｒ２とが比較される。コンパレータＣＰ２の出力端子は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２に接続され、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、コンパレータＣＰ２の出力に基づいて、定電流制御を行う。すなわち、電流検出用の抵抗Ｒ３とコンパレータＣＰ２とは、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔに接続されているＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２を流れるＬＥＤランプ電流Ｉｏをモニターする電流モニター回路として機能する。

可変電圧Ｖｒ２は、選択回路５の出力に応じて基準電圧Ｖａと基準電圧Ｖｂとの２段階に基準電圧が切り替わる可変電圧である。例えば、可変電圧Ｖｒ２は、図２に示すように、基準電圧Ｖａと並列に抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７とＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子Ｑ１とからなる直列回路が接続され、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との接続点がコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に接続されている。これにより、可変電圧Ｖｒ２は、スイッチ素子Ｑ１がオフ時には基準電圧Ｖａが可変電圧Ｖｒ２となり、スイッチ素子Ｑ１がオン時には、基準電圧Ｖａを抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７で分圧した基準電圧Ｖｂが可変電圧Ｖｒ２となる。なお、本実施の形態では、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、可変電圧Ｖｒ２が基準電圧Ｖａに切り替わっている状態でＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１．１Ａに制御すると共に、可変電圧Ｖｒ２が基準電圧Ｖａよりも低い基準電圧Ｖｂに切り替わっている状態でＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１／２である０．５５Ａに制御する。

第２電圧検出回路４は、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２間に接続された抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５の直列回路からなっている。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点は、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子と、コンパレータＣＰ４の反転入力端子とに接続されている。そして、コンパレータＣＰ３において、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２と反転入力端子に接続されている基準電圧Ｖｒ３とが比較される。また、コンパレータＣＰ４において、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２と非反転入力端子に接続されている基準電圧Ｖｒ４（＜基準電圧Ｖｒ３）とが比較される。

図２を参照すると、コンパレータＣＰ３の出力端子は、選択回路５を構成するフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓに、コンパレータＣＰ４の出力端子は、フリップフロップＦＦ１のリセット端子Ｒにそれぞれ接続されている。そして、フリップフロップＦＦ１の出力端子Ｑは、可変電圧Ｖｒ２におけるスイッチ素子Ｑ１のゲート端子に接続されている。これにより、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）に達すると、フリップフロップＦＦ１がセットされて出力がＨｉレベルになり、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になって可変電圧Ｖｒ２が基準電圧Ｖｂに切り替わる。出力電圧Ｖｏが第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を下回ると、フリップフロップＦＦ１がリセットされて出力がＬｏｗレベルになり、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態になって可変電圧Ｖｒ２が基準電圧Ｖａに切り替わる。すなわち、第２電圧検出回路４（抵抗Ｒ４、Ｒ５）と、コンパレータＣＰ３、ＣＰ４とは、定電流電源である（ＡＣ−ＤＣコンバータ２）の出力電圧Ｖｏをモニターする電圧モニター回路として機能し、選択回路５は出力電圧Ｖｏに応じて可変電圧Ｖｒ２を切り替える。

次に、第１の実施の形態のＬＥＤ電源装置１の動作について図３及び図４を参照して詳細に説明する。
なお、図４は、図１の各部の信号波形及び動作波形を示したもので、（ａ）は出力電圧Ｖｏ、（ｂ）はＬＥＤランプ電流Ｉｏ、（ｃ）はＬＥＤランプＬＡＭＰ１を流れる電流、（ｄ）はＬＥＤランプＬＡＭＰ２を流れる電流、（ｅ）は可変電圧Ｖｒ２、（ｆ）は第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２、（ｇ）はコンパレータＣＰ３の出力、（ｈ）はコンパレータＣＰ４の出力、（ｉ）はフリップフロップＦＦ１の出力端子Ｑからの出力、（ｊ）はフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓへの入力、（ｋ）はフリップフロップＦＦ１のリセット端子Ｒへの入力をそれぞれ示している。

図３（ａ）には、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている場合の通常動作時における出力電圧ＶｏとＬＥＤランプ電流Ｉｏとが示されている。

図４を参照すると、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている状態で、時刻ｔ０にて、商用交流電源ＡＣがＬＥＤ電源装置１の交流入力端子ＡＣｉｎ１、ＡＣｉｎ２に投入されると、時刻ｔ０〜時刻ｔ１で出力電圧Ｖｏは定格電圧（３８Ｖ）まで上昇する。この時、図４（ｆ）に示すように、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２は、基準電圧Ｖｒ３に達することがなく、図４（ｇ）に示すように、コンパレータＣＰ３の出力は、Ｌｏｗレベルに維持され、フリップフロップＦＦ１の出力端子Ｑからの出力フリップフロップＦＦ１の出力も、図４（ｉ）に示すように、Ｌｏｗレベルのままである。従って、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態となるため、図４（ｅ）に示すように、可変電圧Ｖｒ２は基準電圧Ｖａとなって、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、ＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１．１Ａに制御する。なお、ＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２の1本当たりの電流は、定格の１／２の０．５５Ａになる。

図３（ｂ）には、（ａ）に示す通常動作時から、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２を外した過渡期における出力電圧ＶｏとＬＥＤランプ電流Ｉｏとが示されている。

図４に示す時刻ｔ２で、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２を外すと、出力電圧Ｖｏは、図３（ａ）に示すように、４２Ｖに上昇すると共に、ＬＥＤランプ電流Ｉｏは、図３（ｂ）に示すように、０．６Ａに低下する。すなわち、出力電圧Ｖｏが制限電圧ＶｏＬＴＤである４２Ｖに達すると、第１電圧検出回路３及びコンパレータＣＰ１からなる最大出力電圧制限回路によって制限電圧ＶｏＬＴＤの４２Ｖにクランプされる。また、ＬＥＤランプ電流Ｉｏは、ＬＥＤランプＬＡＭＰ１に流れる電流制限回路ＩＣ１によって０．６Ａに制限されるため、０．６Ａとなる。

図３（ｃ）には、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１のみが接続されている場合の通常動作時における出力電圧ＶｏとＬＥＤランプ電流Ｉｏとが示されている。

出力電圧Ｖｏが４２Ｖに上昇するため、図４（ｆ）に示すように、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２は、基準電圧Ｖｒ３に到達する。これにより、図４（ｇ）に示すように、コンパレータＣＰ３の出力がＨｉレベルになり、図４（ｊ）に示すように、フリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓへの入力がＨｉレベルになるため、フリップフロップＦＦ１の出力端子Ｑからの出力フリップフロップＦＦ１の出力が、図４（ｉ）に示すように、Ｈｉレベルになる。従って、スイッチ素子Ｑ１がオン状態となるため、図４（ｅ）に示すように、可変電圧Ｖｒ２は基準電圧Ｖｂに切り替わり、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、ＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１／２の０．５５Ａに制御する。すなわち、選択回路５により、ＡＣ−ＤＣコンバータ２のＬＥＤランプ電流Ｉｏの設定が定格の１／２に制限される。時刻ｔ３にて、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が、基準電圧Ｖｒ３を下回ってコンパレータＣＰ３の出力がＬｏｗレベルに変化しても、出力フリップフロップＦＦ１の出力は、Ｈｉレベルに維持され、時刻ｔ４にて、図３（ｃ）に示す１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１のみが接続されている場合の通常動作になる。

図３（ｄ）には、（ｃ）に示す通常動作時から、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２を追加した過渡期における出力電圧ＶｏとＬＥＤランプ電流Ｉｏとが示されている。

図４に示す時刻ｔ５で、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２が追加されると、定電流源であるＡＣ−ＤＣコンバータ２内部の図示しない定電流回路によりＬＥＤランプ電流Ｉｏの総和が抑制されているので、図３（ｄ）に示すように、出力電圧Ｖｏが低下（例えば３７Ｖに低下）してしまう。すると、図４（ｆ）に示すように、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２は、基準電圧Ｖｒ４を下回る。これにより、図４（ｈ）に示すように、コンパレータＣＰ４の出力がＨｉレベルになり、図４（ｋ）に示すように、
フリップフロップＦＦ１のリセット端子Ｒへの入力がＨｉレベルになるため、フリップフロップＦＦ１の出力端子Ｑからの出力フリップフロップＦＦ１の出力が、図４（ｉ）に示すように、Ｌｏｗレベルになる。従って、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態となるため、図４（ｅ）に示すように、可変電圧Ｖｒ２は基準電圧Ｖａに切り替わり、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、ＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１．１Ａに制御する。時刻ｔ６にて、第２電圧検出回路４による分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が、基準電圧Ｖｒに到達してコンパレータＣＰ４の出力がＬｏｗレベルに変化しても、出力フリップフロップＦＦ１の出力は、Ｌｏｗレベルに維持され、時刻ｔ７にて、図３（ａ）に示す２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている場合の通常動作になる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のＬＥＤ電源装置１０は、図５を参照すると、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が並列に接続され、コンパレータＣＰ２の反転入力端子に接続されている可変電圧Ｖｒ５と、可変電圧Ｖｒ５の基準電圧を切り換える選択回路５０とが第１の実施の形態と異なっている。

可変電圧Ｖｒ５は、選択回路５の出力に応じて基準電圧ＶＡと基準電圧Ｖａと基準電圧Ｖｂとの３段階に基準電圧が切り替わる可変電圧である。例えば、可変電圧Ｖｒ５は、図６に示すように、基準電圧ＶＡと並列に抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９とＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子Ｑ２とからなる直列回路が接続されていると共に、抵抗Ｒ９とスイッチ素子Ｑ２とからなる直列回路と並列に、抵抗Ｒ１０とＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子Ｑ３とからなる直列回路が接続されている。そして、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９及び抵抗Ｒ１０との接続点がコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に接続されている。これにより、スイッチ素子Ｑ２及びスイッチ素子Ｑ３がオフ時には基準電圧ＶＡが可変電圧Ｖｒ５となり、スイッチ素子Ｑ２がオン時でスイッチ素子Ｑ３がオフ時には、基準電圧ＶＡを抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ９で分圧した基準電圧Ｖａが可変電圧Ｖｒ５となり、スイッチ素子Ｑ２及びスイッチ素子Ｑ３がオン時には、基準電圧ＶＡを抵抗Ｒ８及び並列抵抗Ｒ９、Ｒ１０で分圧した基準電圧Ｖｂが可変電圧Ｖｒ５となる。なお、本実施の形態では、ＡＣ−ＤＣコンバータ２は、可変電圧Ｖｒ５が基準電圧ＶＡに切り替わっている状態でＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１．６５Ａに制御し、可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａに切り替わっている状態でＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の２／３である１．１Ａに制御し、可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａよりも低い基準電圧Ｖｂに切り替わっている状態でＬＥＤランプ電流Ｉｏを定格の１／３である０．５５Ａに制御する。

選択回路５０は、図６を参照すると、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３と、ディレイ回路ＤＬ１、ＤＬ２と、アンド回路ＡＮＤとで構成されている。コンパレータＣＰ３の出力端子は、選択回路５０を構成するフリップフロップＦＦ２のセット端子Ｓに接続されていると共に、ディレイ回路ＤＬ１を介してフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓに接続されている。また、コンパレータＣＰ４の出力端子は、フリップフロップＦＦ３のリセット端子Ｒに接続されていると共に、ディレイ回路ＤＬ２を介してフリップフロップＦＦ２のリセット端子Ｒに接続されている。そして、フリップフロップＦＦ２の出力端子Ｑは、可変電圧Ｖｒ５におけるスイッチ素子Ｑ２のゲート端子に接続されている。さらに、フリップフロップＦＦ２の出力端子Ｑと、フリップフロップＦＦ３の出力端子Ｑとは、アンド回路ＡＮＤの入力端子にそれぞれ接続され、アンド回路ＡＮＤの出力端子が可変電圧Ｖｒ５におけるスイッチ素子Ｑ３のゲート端子に接続されている。

ディレイ回路ＤＬ１は、所定時間継続してコンパレータＣＰ３の出力がＨｉレベルの場合に、ＨｉレベルをフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓに出力する。従って、可変電圧Ｖｒ５が基準電圧ＶＡの状態、すなわち３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が並列に接続されてＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の１．６５Ａに制御されている状態で、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ３が外されて、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）に達すると、まず、フリップフロップＦＦ２のみがセットされて出力がＨｉレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ２のみがオン状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の２／３である１．１Ａに制御され、２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている場合の通常動作になる。

可変電圧Ｖｒ５が基準電圧ＶＡの状態、すなわち３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が並列に接続されてＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の１．６５Ａに制御されている状態で、２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が外されて、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）に達すると、まず、フリップフロップＦＦ２のみがセットされて出力がＨｉレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ２のみがオン状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の２／３である１．１Ａに制御される。しかし、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１のみが接続されている状態であるため、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）が下回ることがなく、コンパレータＣＰ３の出力がＨｉレベルの状態で維持される。これにより、ディレイ回路ＤＬ１の出力がＨｉレベルになり、フリップフロップＦＦ３もセットされて出力がＨｉレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ２及びスイッチ素子Ｑ３がオン状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖｂに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の１／３である０．５５Ａに制御され、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている場合の通常動作になる。

ディレイ回路ＤＬ２は、所定時間継続してコンパレータＣＰ４の出力がＨｉレベルの場合に、ＨｉレベルをフリップフロップＦＦ３のリセット端子Ｒに出力する。従って、可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖｂの状態、すなわち１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１が接続されてＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の０．５５Ａに制御されている状態で、１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２が追加されて、出力電圧Ｖｏが第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を下回ると、まず、フリップフロップＦＦ３のみがリセットされて出力がＬｏｗレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ２のみがオン状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の２／３である１．１Ａに制御され、２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２が並列に接続されている場合の通常動作になる。

可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖｂの状態、すなわち１本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１が接続されてＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の０．５５Ａに制御されている状態で、２本のＬＥＤランプＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が追加されて、出力電圧Ｖｏが第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を下回ると、まず、フリップフロップＦＦ３のみがリセットされて出力がＬｏｗレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ３がオフされるため、スイッチ素子Ｑ２のみがオン状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧Ｖａに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の２／３である１．１Ａに制御される。しかし、３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が接続されている状態であるため、出力電圧Ｖｏが第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を達することがなく、コンパレータＣＰ４の出力がＨｉレベルの状態で維持される。これにより、ディレイ回路ＤＬ２の出力がＨｉレベルとなり、フリップフロップＦＦ２もリセットされて出力がＬｏｗレベルになる。これにより、スイッチ素子Ｑ２及びスイッチ素子Ｑ３がオフ状態になって可変電圧Ｖｒ５が基準電圧ＶＡに切り替わって、ＬＥＤランプ電流Ｉｏが定格の１．６５Ａに制御され、３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が並列に接続されている場合の通常動作になる。

なお、第２の実施の形態では、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に３本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３が並列に接続する例を説明したが、出力端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に４本以上のＬＥＤランプを接続しても同様のロジックで本発明を適用することができる。この場合には、コンパレータＣＰ２の反転入力端子に接続されている可変電圧を接続される本数に応じて、ＬＥＤランプの定格電流の整数倍に切り替え可能に構成し、出力電圧Ｖｏに応じて選択回路で選択するように構成すると良い。

以上説明したように、本実施の形態は、複数のＬＥＤが直列に接続されてなるＬＥＤ光源Ｄと、ＬＥＤ光源Ｄに流れる電流を所定値以下に制限するための電流制限回路ＩＣ１とを有している複数本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３を並列して接続して直流電圧を印加してＬＥＤ光源Ｄを点灯させるＬＥＤ電源装置１、１０であって、複数本のＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３に流れるＬＥＤランプ電流Ｉｏを一括して検出する電流検出手段（抵抗Ｒ３）と、ＬＥＤランプ電流Ｉｏを定電流制御する定電流制御手段（ＡＣ−ＤＣコンバータ２、コンパレータＣＰ２、可変電圧Ｖｒ２、Ｖｒ５）と、ＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３に印加される出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出手段（第２電圧検出回路４）と、第２電圧検出回路４によって検出された前記出力電圧に基づいて定電流制御する前記ＬＥＤランプ電流の電流値を選択する選択回路５、５０とを備えている。この構成により、並列接続されたＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３の脱着を、異常として検出することができ、接続されているＬＥＤランプに応じて適切な定電流制御を行うことができる。

さらに、本実施の形態よれば、選択回路５、５０は、接続されたＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３の本数に合わせて、ＬＥＤランプの定格電流（０．５５Ａ）の整数倍の電流値（１．６５Ａｏｒ１．１Ａｏｒ０．５５Ａ）を選択する。この構成により、接続されているＬＥＤランプの定格電流（０．５５Ａ）に応じて適切な定電流制御を行うことができる。

さらに、本実施の形態よれば、出力電圧Ｖｏの上昇を制限電圧に制限する電圧制限手段（第１電圧検出回路３、コンパレータＣＰ１）を備えているこの構成により、接続されたＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３の何本かが外れても、出力電圧Ｖｏが制限電圧を超えることがないため、接続されたＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３の破壊を防止することができる。

さらに、本実施の形態よれば、選択回路５は、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）に達すると、１段階低い電流値を選択し、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧よりも低い第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を下回ると、１段階高い電流値を選択する。また、選択回路５０は、出力電圧Ｖｏが第１の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ３）に達した状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階低い電流値を選択し、出力電圧Ｖｏが第２の閾電圧（分圧電圧Ｖｏ−ｍｏｎｉｔｏｒ２が基準電圧Ｖｒ４）を下回る状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階高い電流値を選択する。この構成により、接続するＬＥＤランプＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３によらず、同様のロジックで本発明を適用することができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。

１、１０ＬＥＤ電源装置
２ＡＣ−ＤＣコンバータ
３第１電圧検出回路
４第２電圧検出回路
５、５０選択回路
ＡＣ商用交流電源
ＡＮＤアンド回路
ＣＰ１〜ＣＰ４コンパレータ
ＤＬＥＤ光源
ＤＬ１、ＤＬ２ディレイ回路
ＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３フリップフロップ
ＩＣ１電流制限回路
ＬＡＭＰ１、ＬＡＭＰ２、ＬＡＭＰ３ＬＥＤランプ
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３スイッチ素子
Ｒ１〜Ｒ１０、抵抗
Ｖｒ１、Ｖｒ３、Ｖｒ４、Ｖａ、Ｖｂ、ＶＡ基準電圧
Ｖｒ２、Ｖｒ５可変電圧

Claims

複数のＬＥＤが直列に接続されてなるＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源に流れる電流を所定値以下に制限するための電流制限回路とを有している複数本のＬＥＤランプを並列して接続して直流電圧を印加して前記ＬＥＤ光源を点灯させるＬＥＤ電源装置であって、
複数本の前記ＬＥＤランプに流れるＬＥＤランプ電流を一括して検出する電流検出手段と、
前記ＬＥＤランプ電流を定電流制御する定電流制御手段と、
前記ＬＥＤランプに印加される出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された前記出力電圧に基づいて定電流制御する前記ＬＥＤランプ電流の電流値を選択する選択手段とを具備し、
前記選択手段は、前記出力電圧が第１の閾電圧に達すると、１段階低い電流値を選択し、前記出力電圧が前記第１の閾電圧よりも低い第２の閾電圧を下回ると、１段階高い電流値を選択することを特徴とするＬＥＤ電源装置。
前記選択手段は、前記出力電圧が前記第１の閾電圧に達した状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階低い電流値を選択し、前記出力電圧が前記第２の閾電圧を下回る状態が所定時間以上継続すると、さらに１段階高い電流値を選択することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電源装置。