発光ダイオード駆動装置及び照明装置
【課題】電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成し、装置全体のコストを低減し施工性を改善する。
【解決手段】発光ダイオード駆動装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７を備えて構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を含む駆動回路部には、入力部に駆動回路部への電源入力経路を開閉するリレースイッチＳＷを有するスイッチ部２が含まれ、同一のユニットで構成されている。
【解決手段】発光ダイオード駆動装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７を備えて構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を含む駆動回路部には、入力部に駆動回路部への電源入力経路を開閉するリレースイッチＳＷを有するスイッチ部２が含まれ、同一のユニットで構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として用いる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置、及びこれを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の照明において、ハロゲンランプや放電灯などに加えて、発光ダイオード（ＬＥＤ）が光源として用いられ、車内灯（ルームランプ）や前照灯（ヘッドライト）や尾灯（リアコンビネーションランプ）、あるいは欧州などで採用が進んでいるデイタイム・ランニング・ライト（ＤＲＬ：昼間に対向車などからの視認性を高めるための前照灯）などに利用されつつある。
【０００３】
現在の発光ダイオードを用いた車載用照明システムでは、電源入力経路を開閉するリレーによるスイッチを設け、運転者から入力指示されるスイッチ信号に対して、リレーで電源からの電力供給経路を開閉する構成となっている。この場合、電源入力開閉用のリレーと発光ダイオードの駆動回路部とが分離されて配置されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている発光ダイオード駆動装置及び照明装置においては、直列に接続された複数個の発光ダイオードを駆動させる駆動回路部と、その駆動回路部の電源入力を開閉するリレースイッチとが分離配置されている。
【特許文献１】特開２００６−２１０８３５号公報、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、発光ダイオードを光源とした照明装置において、車載用照明システム等の電源入力をリレーによってオンオフする構成の場合、従来では、リレーを含むスイッチ部とＤＣ−ＤＣコンバータ等を含む駆動回路部とが分離した構造を成し、別体の構成となっている。このため、スイッチ部の筐体と駆動回路部の筐体とが必要となり、部品コストや組立工数がかさむので、一定以上のコスト低減を図ることができず、コスト低減における妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能な発光ダイオード駆動装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、直流電源から電源供給を受けて光源として用いられる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、前記直流電源からの出力電力を必要な電圧まで昇圧または降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータを含む駆動電源部と、前記駆動電源部と同一のユニットで構成され、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉するスイッチ部と、を備える発光ダイオード駆動装置を提供する。
上記構成により、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる。この際、駆動回路部とスイッチ部の筐体を共用可能であり、部品コストを低減できるとともに、組立コストも削減できるので、照明システムの装置全体のコストダウンを図ることが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力経路に直列接続された突入電流軽減素子を備え、前記スイッチ部は、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが閉じてから所定時間遅延して閉となり、前記突入電流軽減素子をバイパスする第２のスイッチとを持つ２接点のリレースイッチを有して構成されるものを含む。
上記構成により、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減でき、発光ダイオードのストレス軽減に貢献した構成が可能となる。この場合、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記直流電源から供給される電源電圧と前記スイッチ部へ供給するスイッチ信号とを入力する入力端子と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される駆動電力を発光ダイオードへ出力する出力端子とを備え、前記入力端子及び前記出力端子は、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体において、別体または一体の形状で外部に露呈して外部配線と接続可能に設けられるものを含む。
【００１０】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体が樹脂ケースにより構成されるものを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成された発光部と、前記発光ダイオード駆動装置及び前記発光部を保持する器具本体と、を備える照明装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の車室内に配置される発光部と、を備える車室内用照明装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の周囲に光を照射する発光部と、を備える車両用照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能な発光ダイオード駆動装置及び照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の実施形態では、発光ダイオード駆動装置及び照明装置の一例として、車両に搭載される前照灯に用いる場合の構成例を示す。
【００１６】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、自動車のバッテリーなどの直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７、発光部８を備えて構成される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７が、発光部８を駆動する駆動回路部を構成する。直流電源１、発光部８は、通常、駆動回路部と別に設けられて接続される。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、直流電源１から供給される直流電源電圧を必要な電圧まで昇圧または降圧させる直流−直流変換手段として機能する。このＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、入力部に駆動回路部への電源入力経路を開閉するリレースイッチＳＷを有するスイッチ部２を含んで構成され、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３とスイッチ部２とは同一のユニットで構成される。
【００１８】
本実施形態の駆動回路部における出力端は、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが並列接続される出力端Ａ−Ｂと、発光ダイオードが並列接続される出力端Ｃ−Ｄとを有している。この出力端Ａ−Ｂと出力端Ｃ−Ｄに、複数個の発光ダイオードからなる発光部８が接続される。発光部８は、出力端Ａ−Ｂと出力端Ｃ−Ｄとに対応して、２系統に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２がそれぞれ直並列接続されて構成される。
【００１９】
電圧検出回路４は、発光部８の直並列の発光ダイオード群の両端にかかる電圧を検出する。電流検出回路５は、発光部８の発光ダイオード群に流れる電流を検出する。電流制御部７は、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが接続される出力端Ａ−Ｂと並列に接続された、抵抗値を可変できる可変抵抗ＶＲを有して構成される。
【００２０】
制御回路部６は、基準電流設定部１１、コンパレータ部１２、ＰＷＭ制御部１３、ドライバー部１４とを有して構成される。基準電流設定部１１は、電圧検出回路４から出力される検出電圧Ｖｘに基づいて駆動電流の基準値を設定する。コンパレータ部１２は、基準電流設定部１１から出力される基準値と、電流検出回路５から出力される電流検出値を示す検出電圧Ｖｙとを比較する。ＰＷＭ制御部１３は、コンパレータ部１２における比較結果に基づき、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３のスイッチング素子Ｑ１のオンデューティ比を調整するためのＰＷＭ信号を出力する。ドライバー部１４は、ＰＷＭ制御部１３から出力されるＰＷＭ信号に応じたオンデューティ比でスイッチング素子Ｑ１をオンオフする。
【００２１】
スイッチ部２のリレースイッチＳＷは、例えば半導体素子で構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が搭載される発光ダイオード駆動回路の回路基板に実装されている。このように駆動回路部にスイッチ部２を一体に設け、駆動回路部の回路基板上に実装する構成は、従来構成に比べて、スイッチ部と駆動回路部間でのロスを無くすことにも貢献している。
【００２２】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、周知のフライバック型のもので構成され、スイッチ部２のリレースイッチＳＷの他に、スイッチング素子Ｑ１、トランスＴ、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ０を有している。スイッチング素子Ｑ１は、パワーＭＯＳＦＥＴなどからなり、制御回路部６によってオンオフ駆動される。トランスＴの１次巻線は、一端がスイッチ部２のリレースイッチＳＷを介して直流電源１の正極に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ１を介して直流電源１の負極に接続される。また、トランスＴの２次巻線の一端にはダイオードＤ１のアノードが接続され、ダイオードＤ１のカソードとトランスＴの２次巻線の他端との間に平滑コンデンサＣ０が接続される。
【００２３】
このＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、制御回路部６によりスイッチング素子Ｑ１がオンしているとき、トランスＴの１次巻線に電流が流れてトランスＴにエネルギが蓄えられ、スイッチング素子Ｑ１がオフしたときにトランスＴに蓄えられているエネルギが２次巻線よりダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ０に供給される。したがって、制御回路部６によりスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御することによって、直流電源１の電源電圧よりも高い電圧から低い電圧まで所望の出力電圧Ｖ２を得ることができる。
【００２４】
ここで、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の基本動作について説明する。運転者からのスイッチ信号等により照明オン指示がなされると、スイッチ部２のリレースイッチＳＷが閉じてオンし、制御回路部６がＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を動作させて直流電圧Ｖ２を出力し、この直流電圧Ｖ２が発光部８に印加されて直流電流Ｉ０が流れる。そして、制御回路部６は、電流検出回路５の検出値Ｖｙが一定となるようにスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御して、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３の出力電圧Ｖ２を調整する。
【００２５】
例えば、発光部８が４個の発光ダイオードの直列接続回路が４つ並列接続されて構成されている場合、各発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆの定格値が３．５Ｖとすると、定常時においては、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３の出力電圧Ｖ２を３．５Ｖ×４＝１４Ｖに設定する。これにより、発光部８に定格の順方向直流電流Ｉ０を流すことができる。また、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、制御回路部６によって昇圧動作及び降圧動作の何れも可能であるから、直流電源１として自動車のバッテリーを用いる場合、バッテリーの電源電圧が１２Ｖの場合であればＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を昇圧動作させ、電源電圧が２４Ｖや４８Ｖの場合であればＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を降圧動作させればよい。これにより、直流電源１の電源電圧にかかわらず発光部８を定電流駆動することができる。
【００２６】
この実施形態１では、運転者からのスイッチ信号等に応じて直流電源１から駆動回路部への電力供給経路の開閉を行うスイッチ部２を、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３などと共に駆動回路部と同一のユニットで一体に構成し、駆動回路ユニットの中に納める構成としている。これにより、施工作業として、従来ではリレー部と駆動回路部をそれぞれ別々に取付けるための工程が必要であったが、それらが一体化した本構成により、組立時の作業工程を削減でき、施工効率を向上することができる。また、リレー部と駆動回路部とで筐体を共用でき、装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図、図３は実施形態２のスイッチ部の回路構成を示す図である。実施形態２は、実施形態１のスイッチ部の構成を変更した例である。
【００２８】
実施形態２のスイッチ部２Ａは、図２に示すように２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有している。スイッチ部２Ａの第１のスイッチとしてのスイッチＳＷ１は、実施形態１のスイッチ部２と同様に直流電源１からＤＣ／ＤＣコンバータ３への電源入力経路に配置されている。また、スイッチ部２Ａの第２のスイッチとしてのスイッチＳＷ２は、出力端Ｃの前段において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力経路に直列接続された突入電流軽減素子となる抵抗体１９に対して並列接続されて配置され、発光部８への突入電流を軽減する突入電流軽減回路１０を構成している。
【００２９】
スイッチ部２Ａは、図３に示すように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２を持つ２接点リレー構成のリレースイッチにより構成されている。このスイッチ部２Ａにおいて、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の駆動入力は並列に接続され、一方のスイッチＳＷ２の駆動入力には間に遅延回路１８が設けられている。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動入力は、リレー駆動用の直流電源１７及びスイッチＳＷ０に接続され、運転者の操作等に応じて供給されるスイッチ信号によりスイッチＳＷ０がオン／オフした場合に、まずスイッチＳＷ１がオン／オフし、これに少し遅延してスイッチＳＷ２がオン／オフする。遅延回路１８による遅延時間は、例えば約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度とする。ここで、一方のスイッチＳＷ１は駆動回路部への電源入力経路を開閉するスイッチを構成し、他方のスイッチＳＷ２は突入電流軽減回路１０を挿入／通過させるスイッチを構成する。
【００３０】
また、電流制御部７Ａは、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが接続される出力端Ａ−Ｂと並列に接続された、抵抗値を可変できるトランジスタＴｒを有して構成される。制御回路部６Ａは、図１の実施形態１の構成の他に、発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆを検出するＶｆ検出部１５と、この順方向電圧Ｖｆに基づいて電流制御部７ＡのトランジスタＴｒのベース電流を制御し、電流制御部７Ａの抵抗値を可変するベース電流制御部１６とを備えている。
【００３１】
実施形態２では、運転者からのスイッチ信号等により照明オン指示がなされ、スイッチＳＷ０がオンすると、スイッチ部２Ａの２接点のリレースイッチにおいて、まずスイッチＳＷ１が閉じてオンし、スイッチＳＷ１のオンから約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度の遅延をもってスイッチＳＷ２が閉じてオンする。
【００３２】
発光ダイオード駆動回路では、起動時にＤＣ／ＤＣコンバータの出力段のキャパシタからの放電電流が発光ダイオードへ瞬時に流れるので、発光ダイオードに対して電気的ストレスを発生してしまうことがある。そこで、本実施形態では突入電流軽減回路１０を設け、複数接点のリレースイッチを用いることで起動時に突入電流軽減回路１０のオンオフを切り替えて、駆動回路部のオン直後から所定時間のみ突入電流軽減回路１０を接続する構成としている。これにより、起動時に発光部８へ流れる電流を抵抗体１９に流して吸収し、発光ダイオードを起動する際の突入電流を抑制できるので、発光ダイオードの電気的ストレスを軽減できる。この際、スイッチＳＷ１のオンから約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度経過後はスイッチＳＷ２が閉じて抵抗体１９をバイパスするので、その後の動作において突入電流軽減回路１０の抵抗体１９での電力ロスが発生しないようになっている。
【００３３】
この実施形態２によれば、実施形態１の効果に加えて、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減することができる効果が得られる。これにより、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、また、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【００３４】
以下の実施形態において、発光ダイオード駆動装置のユニット構成の構成例をいくつか示す。
【００３５】
（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図、図５は実施形態３の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００３６】
実施形態３は、図１に示した実施形態１または図２に示した実施形態２の発光ダイオード駆動装置の駆動回路部を搭載した回路基板を、一つの筐体に組み込んだ駆動回路ユニット２１の構成例である。駆動回路ユニット２１内部の回路基板には、スイッチ部を一体に含んだＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７の回路が実装されている。
【００３７】
駆動回路ユニット２１は、バッテリー等から供給される電源電圧と運転者の操作等に応じて供給されるスイッチ信号とが入力される入力端子２３が筐体側面部に配置され、発光部８に電力を供給する出力端子２２が筐体上面部に配置されている。実施形態３では、入力端子２３と出力端子２２とは分離された構成となっており、互いに略垂直に交わる面上にそれぞれ配置されている。
【００３８】
図５は、照明装置としての前照灯灯具２６に駆動回路ユニット２１を取り付けた構成を示している。前照灯灯具２６は、光源としての発光ダイオード２４が前方に向かって照射するよう配置され、この発光ダイオード２４の後側に放熱部品２５が配置されて構成される。前照灯灯具２６の底面部には、駆動回路ユニット２１が取り付けられる。この場合、駆動回路ユニット２１の後側側面の入力端子２３は防水コネクタで構成し、入力端子２３が車両本体への配線のコネクタと接続される。また、駆動回路ユニット２１の上面の出力端子２２が灯具内の発光ダイオード２４側への配線のソケットと接続される。そして、駆動回路ユニット２１の入力端子２３に外部から電源電圧及びスイッチ信号が入力され、出力端子２２から出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００３９】
この実施形態３は、駆動回路ユニットの入力部と出力部とを分離させた構造で、入力部と出力部の向きが異なる場合に有益な構成となる。また、駆動回路ユニットに車両本体からの配線を接続する構成において有用である。
【００４０】
（実施形態４）
図６は本発明の実施形態４に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図、図７は実施形態４の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００４１】
実施形態４は実施形態３の変形例であり、入力端子及び出力端子を同一面に配置した構成例である。実施形態４の駆動回路ユニット２１Ａは、同一もしくは複数のカプラにより構成される入出力端子２７が筐体上面部に配置されている。この入出力端子２７は、電源電圧及びスイッチ信号が入力される入力端子と、発光ダイオードの駆動電力が出力される出力端子とを含んでいる。
【００４２】
図７は、照明装置としての前照灯灯具２６Ａに駆動回路ユニット２１Ａを取り付けた構成を示している。前照灯灯具２６Ａは、図５の構成を一部変更したもので、背面部に車両本体からの配線を接続する外部端子２８が設けられている。前照灯灯具２６Ａの底面部のソケットには、駆動回路ユニット２１Ａが取り付けられる。この場合、駆動回路ユニット２１Ａの上面の入出力端子２７が灯具内の配線と接続され、前照灯灯具２６Ａの外部端子２８が車両本体への配線と接続される。そして、外部から前照灯灯具２６Ａの外部端子２８を介して駆動回路ユニット２１Ａの入出力端子２７に電源電圧及びスイッチ信号が入力され、入出力端子２７から出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００４３】
この実施形態４は、駆動回路ユニットの入力部と出力部とを同一方向に配置する場合に有益な構成となる。また、灯具に車両本体からの配線を接続し、灯具内で駆動回路ユニットの駆動回路部に入出力配線を接続する構成において有用である。
【００４４】
（実施形態５）
図８は本発明の実施形態５に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図であり、図９は実施形態５の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００４５】
実施形態５は実施形態３の他の変形例であり、入力端子及び出力端子を同一面に配置し、それぞれを異なる形状で構成した例である。実施形態５の駆動回路ユニット２１Ｂは、金属端子により構成される入力端子３１と出力端子３２とが筐体底面部に配置されている。入力端子３１は、オス形状（凸形状）に構成され、メス形状（凹形状）のコネクタまたはソケットに接続されて電源電圧及びスイッチ信号が入力されるようになっている。出力端子３２は、メス形状（凹形状）に構成され、発光部への配線のオス形状（凸形状）コネクタまたはソケットと接続されて発光ダイオードへの駆動電力が出力されるようになっている。
【００４６】
図９は、照明装置としての前照灯灯具２６Ｂに駆動回路ユニット２１Ｂを接続した構成を示している。前照灯灯具２６Ｂは、図５の構成を一部変更したもので、背面部から駆動電力供給用の配線が延出しており、リレーボックス３３と接続されている。このリレーボックス３３には、電源電圧やスイッチ信号が入力される車両本体への配線と接続されている。このため、リレーボックス３３に駆動回路ユニット２１Ｂを組み込むことで、前照灯灯具などの発光ダイオードの駆動出力を制御することができる。駆動回路ユニット２１Ｂは、リレーボックス３３に取り付けられて入力端子３１及び出力端子３２が接続される。この場合、駆動回路ユニット２１Ｂの入力端子３１が車両本体への配線と接続され、外部から電源電圧及びスイッチ信号が入力される。また、駆動回路ユニット２１Ｂの出力端子３２が前照灯灯具２６Ｂの配線と接続され、出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００４７】
車載用のリレーボックスは、通常、車両のボンネットを開けたエンジンルームあるいは車室内運転席もしくは助手席近傍にあるので、リレーボックスに駆動回路ユニットを設けた場合は、容易な交換が可能であり、作業性が良好である。一方、例えば前照灯用の発光ダイオード駆動回路の場合、上述した実施形態３または４のような構成では、前照灯灯具の下面に駆動回路ユニットが配置されるため、交換作業には工数を要する。場合によっては、前照灯灯具全体を取外し、駆動回路ユニットを交換後に取付けるといった作業が必要となる。これに対し、実施形態５の構成では、リレーボックスの中で点検が可能であり、極めてメンテナンス性の良いユニットを構成することができる。また、灯具あるいは車両の組み立てにおいても施工性の改善が見込まれる。
【００４８】
（他の実施形態）
他の実施形態として、図４、図６、図８などのように駆動回路部にスイッチ部を一体化した駆動回路ユニットにおいて、筐体を樹脂ケースで構成する。この実施形態は、システム軽量化に貢献する構成となり、駆動回路部とスイッチ部を一体化した駆動回路ユニットを樹脂ケースに収納するため、取り扱いも容易である。
【００４９】
また、さらに他の実施形態として、上記各実施形態の発光ダイオード駆動装置の駆動回路部と、発光部と、これらの駆動回路部及び発光部を保持する器具本体とを備える照明器具を構成する。あるいは、発光部が自動車等の車室内に設けられ、駆動回路部が車両内のリレーボックス等に設けられた車室内用照明装置を構成する。あるいは、高輝度の発光ダイオードの直並列回路からなる発光部が、自動車等の車両の前照灯に用いられ、駆動回路部が灯具内等に設けられた車両用照明装置（前照灯装置）を構成する。このような各種照明装置においても、上述した各実施形態を適用することで、発光ダイオードによる発光部を用いる場合に、スイッチ部と駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる。
【００５０】
上述したように、本実施形態では、直流電源から駆動回路部への電源入力経路の開閉を行うリレースイッチによるスイッチ部を、駆動回路ユニットの中に一体化して収納することにより、施工効率を向上することができる。また、スイッチ部と駆動回路ユニットの筐体を共用でき、部品コストを低減できるとともに、組立コストも削減できるので、照明システムの装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００５１】
さらに、複数接点を有したリレースイッチを設けることにより、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減でき、発光ダイオードのストレス軽減に貢献した構成が可能となる。この場合、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる効果を有し、光源として用いる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置、及びこれを備える照明装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図
【図２】本発明の実施形態２に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図
【図３】実施形態２のスイッチ部の回路構成を示す図
【図４】本発明の実施形態３に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図
【図５】実施形態３の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【図６】本発明の実施形態４に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図
【図７】実施形態４の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【図８】本発明の実施形態５に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す図
【図９】実施形態５の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１ 直流電源
２、２Ａ スイッチ部
３ ＤＣ−ＤＣコンバ−タ
４ 電圧検出回路
５ 電流検出回路
６、６Ａ 制御回路部
７、７Ａ 電流制御部
８ 発光部
１０ 突入電流軽減回路
１１ 基準電流設定部
１２ コンパレータ部
１３ ＰＷＭ制御部
１４ ドライバー部
１５ Ｖｆ検出部
１６ ベース電流制御部
１８ 遅延回路
１９ 抵抗体
２１、２１Ａ、２１Ｂ 駆動回路ユニット
２２、３２ 出力端子
２３、３１ 入力端子
２４ 発光ダイオード
２５ 放熱部品
２６、２６Ａ、２６Ｂ 前照灯灯具
２７ 入出力端子
２８ 外部端子
３３ リレーボックス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として用いる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置、及びこれを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の照明において、ハロゲンランプや放電灯などに加えて、発光ダイオード（ＬＥＤ）が光源として用いられ、車内灯（ルームランプ）や前照灯（ヘッドライト）や尾灯（リアコンビネーションランプ）、あるいは欧州などで採用が進んでいるデイタイム・ランニング・ライト（ＤＲＬ：昼間に対向車などからの視認性を高めるための前照灯）などに利用されつつある。
【０００３】
現在の発光ダイオードを用いた車載用照明システムでは、電源入力経路を開閉するリレーによるスイッチを設け、運転者から入力指示されるスイッチ信号に対して、リレーで電源からの電力供給経路を開閉する構成となっている。この場合、電源入力開閉用のリレーと発光ダイオードの駆動回路部とが分離されて配置されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている発光ダイオード駆動装置及び照明装置においては、直列に接続された複数個の発光ダイオードを駆動させる駆動回路部と、その駆動回路部の電源入力を開閉するリレースイッチとが分離配置されている。
【特許文献１】特開２００６−２１０８３５号公報、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、発光ダイオードを光源とした照明装置において、車載用照明システム等の電源入力をリレーによってオンオフする構成の場合、従来では、リレーを含むスイッチ部とＤＣ−ＤＣコンバータ等を含む駆動回路部とが分離した構造を成し、別体の構成となっている。このため、スイッチ部の筐体と駆動回路部の筐体とが必要となり、部品コストや組立工数がかさむので、一定以上のコスト低減を図ることができず、コスト低減における妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能な発光ダイオード駆動装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、直流電源から電源供給を受けて光源として用いられる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、前記直流電源からの出力電力を必要な電圧まで昇圧または降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータを含む駆動電源部と、前記駆動電源部と同一のユニットで構成され、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉するスイッチ部と、を備える発光ダイオード駆動装置を提供する。
上記構成により、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる。この際、駆動回路部とスイッチ部の筐体を共用可能であり、部品コストを低減できるとともに、組立コストも削減できるので、照明システムの装置全体のコストダウンを図ることが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力経路に直列接続された突入電流軽減素子を備え、前記スイッチ部は、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが閉じてから所定時間遅延して閉となり、前記突入電流軽減素子をバイパスする第２のスイッチとを持つ２接点のリレースイッチを有して構成されるものを含む。
上記構成により、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減でき、発光ダイオードのストレス軽減に貢献した構成が可能となる。この場合、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記直流電源から供給される電源電圧と前記スイッチ部へ供給するスイッチ信号とを入力する入力端子と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される駆動電力を発光ダイオードへ出力する出力端子とを備え、前記入力端子及び前記出力端子は、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体において、別体または一体の形状で外部に露呈して外部配線と接続可能に設けられるものを含む。
【００１０】
また、本発明は、上記の発光ダイオード駆動装置であって、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体が樹脂ケースにより構成されるものを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成された発光部と、前記発光ダイオード駆動装置及び前記発光部を保持する器具本体と、を備える照明装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の車室内に配置される発光部と、を備える車室内用照明装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記いずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の周囲に光を照射する発光部と、を備える車両用照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能な発光ダイオード駆動装置及び照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の実施形態では、発光ダイオード駆動装置及び照明装置の一例として、車両に搭載される前照灯に用いる場合の構成例を示す。
【００１６】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、自動車のバッテリーなどの直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７、発光部８を備えて構成される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７が、発光部８を駆動する駆動回路部を構成する。直流電源１、発光部８は、通常、駆動回路部と別に設けられて接続される。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、直流電源１から供給される直流電源電圧を必要な電圧まで昇圧または降圧させる直流−直流変換手段として機能する。このＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、入力部に駆動回路部への電源入力経路を開閉するリレースイッチＳＷを有するスイッチ部２を含んで構成され、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３とスイッチ部２とは同一のユニットで構成される。
【００１８】
本実施形態の駆動回路部における出力端は、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが並列接続される出力端Ａ−Ｂと、発光ダイオードが並列接続される出力端Ｃ−Ｄとを有している。この出力端Ａ−Ｂと出力端Ｃ−Ｄに、複数個の発光ダイオードからなる発光部８が接続される。発光部８は、出力端Ａ−Ｂと出力端Ｃ−Ｄとに対応して、２系統に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２がそれぞれ直並列接続されて構成される。
【００１９】
電圧検出回路４は、発光部８の直並列の発光ダイオード群の両端にかかる電圧を検出する。電流検出回路５は、発光部８の発光ダイオード群に流れる電流を検出する。電流制御部７は、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが接続される出力端Ａ−Ｂと並列に接続された、抵抗値を可変できる可変抵抗ＶＲを有して構成される。
【００２０】
制御回路部６は、基準電流設定部１１、コンパレータ部１２、ＰＷＭ制御部１３、ドライバー部１４とを有して構成される。基準電流設定部１１は、電圧検出回路４から出力される検出電圧Ｖｘに基づいて駆動電流の基準値を設定する。コンパレータ部１２は、基準電流設定部１１から出力される基準値と、電流検出回路５から出力される電流検出値を示す検出電圧Ｖｙとを比較する。ＰＷＭ制御部１３は、コンパレータ部１２における比較結果に基づき、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３のスイッチング素子Ｑ１のオンデューティ比を調整するためのＰＷＭ信号を出力する。ドライバー部１４は、ＰＷＭ制御部１３から出力されるＰＷＭ信号に応じたオンデューティ比でスイッチング素子Ｑ１をオンオフする。
【００２１】
スイッチ部２のリレースイッチＳＷは、例えば半導体素子で構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が搭載される発光ダイオード駆動回路の回路基板に実装されている。このように駆動回路部にスイッチ部２を一体に設け、駆動回路部の回路基板上に実装する構成は、従来構成に比べて、スイッチ部と駆動回路部間でのロスを無くすことにも貢献している。
【００２２】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、周知のフライバック型のもので構成され、スイッチ部２のリレースイッチＳＷの他に、スイッチング素子Ｑ１、トランスＴ、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ０を有している。スイッチング素子Ｑ１は、パワーＭＯＳＦＥＴなどからなり、制御回路部６によってオンオフ駆動される。トランスＴの１次巻線は、一端がスイッチ部２のリレースイッチＳＷを介して直流電源１の正極に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ１を介して直流電源１の負極に接続される。また、トランスＴの２次巻線の一端にはダイオードＤ１のアノードが接続され、ダイオードＤ１のカソードとトランスＴの２次巻線の他端との間に平滑コンデンサＣ０が接続される。
【００２３】
このＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、制御回路部６によりスイッチング素子Ｑ１がオンしているとき、トランスＴの１次巻線に電流が流れてトランスＴにエネルギが蓄えられ、スイッチング素子Ｑ１がオフしたときにトランスＴに蓄えられているエネルギが２次巻線よりダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ０に供給される。したがって、制御回路部６によりスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御することによって、直流電源１の電源電圧よりも高い電圧から低い電圧まで所望の出力電圧Ｖ２を得ることができる。
【００２４】
ここで、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の基本動作について説明する。運転者からのスイッチ信号等により照明オン指示がなされると、スイッチ部２のリレースイッチＳＷが閉じてオンし、制御回路部６がＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を動作させて直流電圧Ｖ２を出力し、この直流電圧Ｖ２が発光部８に印加されて直流電流Ｉ０が流れる。そして、制御回路部６は、電流検出回路５の検出値Ｖｙが一定となるようにスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御して、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３の出力電圧Ｖ２を調整する。
【００２５】
例えば、発光部８が４個の発光ダイオードの直列接続回路が４つ並列接続されて構成されている場合、各発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆの定格値が３．５Ｖとすると、定常時においては、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３の出力電圧Ｖ２を３．５Ｖ×４＝１４Ｖに設定する。これにより、発光部８に定格の順方向直流電流Ｉ０を流すことができる。また、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバ−タ３は、制御回路部６によって昇圧動作及び降圧動作の何れも可能であるから、直流電源１として自動車のバッテリーを用いる場合、バッテリーの電源電圧が１２Ｖの場合であればＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を昇圧動作させ、電源電圧が２４Ｖや４８Ｖの場合であればＤＣ−ＤＣコンバ−タ３を降圧動作させればよい。これにより、直流電源１の電源電圧にかかわらず発光部８を定電流駆動することができる。
【００２６】
この実施形態１では、運転者からのスイッチ信号等に応じて直流電源１から駆動回路部への電力供給経路の開閉を行うスイッチ部２を、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ３などと共に駆動回路部と同一のユニットで一体に構成し、駆動回路ユニットの中に納める構成としている。これにより、施工作業として、従来ではリレー部と駆動回路部をそれぞれ別々に取付けるための工程が必要であったが、それらが一体化した本構成により、組立時の作業工程を削減でき、施工効率を向上することができる。また、リレー部と駆動回路部とで筐体を共用でき、装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図、図３は実施形態２のスイッチ部の回路構成を示す図である。実施形態２は、実施形態１のスイッチ部の構成を変更した例である。
【００２８】
実施形態２のスイッチ部２Ａは、図２に示すように２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有している。スイッチ部２Ａの第１のスイッチとしてのスイッチＳＷ１は、実施形態１のスイッチ部２と同様に直流電源１からＤＣ／ＤＣコンバータ３への電源入力経路に配置されている。また、スイッチ部２Ａの第２のスイッチとしてのスイッチＳＷ２は、出力端Ｃの前段において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力経路に直列接続された突入電流軽減素子となる抵抗体１９に対して並列接続されて配置され、発光部８への突入電流を軽減する突入電流軽減回路１０を構成している。
【００２９】
スイッチ部２Ａは、図３に示すように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２を持つ２接点リレー構成のリレースイッチにより構成されている。このスイッチ部２Ａにおいて、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の駆動入力は並列に接続され、一方のスイッチＳＷ２の駆動入力には間に遅延回路１８が設けられている。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動入力は、リレー駆動用の直流電源１７及びスイッチＳＷ０に接続され、運転者の操作等に応じて供給されるスイッチ信号によりスイッチＳＷ０がオン／オフした場合に、まずスイッチＳＷ１がオン／オフし、これに少し遅延してスイッチＳＷ２がオン／オフする。遅延回路１８による遅延時間は、例えば約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度とする。ここで、一方のスイッチＳＷ１は駆動回路部への電源入力経路を開閉するスイッチを構成し、他方のスイッチＳＷ２は突入電流軽減回路１０を挿入／通過させるスイッチを構成する。
【００３０】
また、電流制御部７Ａは、順方向電圧Ｖｆの高い発光ダイオードが接続される出力端Ａ−Ｂと並列に接続された、抵抗値を可変できるトランジスタＴｒを有して構成される。制御回路部６Ａは、図１の実施形態１の構成の他に、発光ダイオードの順方向電圧Ｖｆを検出するＶｆ検出部１５と、この順方向電圧Ｖｆに基づいて電流制御部７ＡのトランジスタＴｒのベース電流を制御し、電流制御部７Ａの抵抗値を可変するベース電流制御部１６とを備えている。
【００３１】
実施形態２では、運転者からのスイッチ信号等により照明オン指示がなされ、スイッチＳＷ０がオンすると、スイッチ部２Ａの２接点のリレースイッチにおいて、まずスイッチＳＷ１が閉じてオンし、スイッチＳＷ１のオンから約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度の遅延をもってスイッチＳＷ２が閉じてオンする。
【００３２】
発光ダイオード駆動回路では、起動時にＤＣ／ＤＣコンバータの出力段のキャパシタからの放電電流が発光ダイオードへ瞬時に流れるので、発光ダイオードに対して電気的ストレスを発生してしまうことがある。そこで、本実施形態では突入電流軽減回路１０を設け、複数接点のリレースイッチを用いることで起動時に突入電流軽減回路１０のオンオフを切り替えて、駆動回路部のオン直後から所定時間のみ突入電流軽減回路１０を接続する構成としている。これにより、起動時に発光部８へ流れる電流を抵抗体１９に流して吸収し、発光ダイオードを起動する際の突入電流を抑制できるので、発光ダイオードの電気的ストレスを軽減できる。この際、スイッチＳＷ１のオンから約数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度経過後はスイッチＳＷ２が閉じて抵抗体１９をバイパスするので、その後の動作において突入電流軽減回路１０の抵抗体１９での電力ロスが発生しないようになっている。
【００３３】
この実施形態２によれば、実施形態１の効果に加えて、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減することができる効果が得られる。これにより、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、また、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【００３４】
以下の実施形態において、発光ダイオード駆動装置のユニット構成の構成例をいくつか示す。
【００３５】
（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図、図５は実施形態３の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００３６】
実施形態３は、図１に示した実施形態１または図２に示した実施形態２の発光ダイオード駆動装置の駆動回路部を搭載した回路基板を、一つの筐体に組み込んだ駆動回路ユニット２１の構成例である。駆動回路ユニット２１内部の回路基板には、スイッチ部を一体に含んだＤＣ／ＤＣコンバータ３、電圧検出回路４、電流検出回路５、制御回路部６、電流制御部７の回路が実装されている。
【００３７】
駆動回路ユニット２１は、バッテリー等から供給される電源電圧と運転者の操作等に応じて供給されるスイッチ信号とが入力される入力端子２３が筐体側面部に配置され、発光部８に電力を供給する出力端子２２が筐体上面部に配置されている。実施形態３では、入力端子２３と出力端子２２とは分離された構成となっており、互いに略垂直に交わる面上にそれぞれ配置されている。
【００３８】
図５は、照明装置としての前照灯灯具２６に駆動回路ユニット２１を取り付けた構成を示している。前照灯灯具２６は、光源としての発光ダイオード２４が前方に向かって照射するよう配置され、この発光ダイオード２４の後側に放熱部品２５が配置されて構成される。前照灯灯具２６の底面部には、駆動回路ユニット２１が取り付けられる。この場合、駆動回路ユニット２１の後側側面の入力端子２３は防水コネクタで構成し、入力端子２３が車両本体への配線のコネクタと接続される。また、駆動回路ユニット２１の上面の出力端子２２が灯具内の発光ダイオード２４側への配線のソケットと接続される。そして、駆動回路ユニット２１の入力端子２３に外部から電源電圧及びスイッチ信号が入力され、出力端子２２から出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００３９】
この実施形態３は、駆動回路ユニットの入力部と出力部とを分離させた構造で、入力部と出力部の向きが異なる場合に有益な構成となる。また、駆動回路ユニットに車両本体からの配線を接続する構成において有用である。
【００４０】
（実施形態４）
図６は本発明の実施形態４に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図、図７は実施形態４の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００４１】
実施形態４は実施形態３の変形例であり、入力端子及び出力端子を同一面に配置した構成例である。実施形態４の駆動回路ユニット２１Ａは、同一もしくは複数のカプラにより構成される入出力端子２７が筐体上面部に配置されている。この入出力端子２７は、電源電圧及びスイッチ信号が入力される入力端子と、発光ダイオードの駆動電力が出力される出力端子とを含んでいる。
【００４２】
図７は、照明装置としての前照灯灯具２６Ａに駆動回路ユニット２１Ａを取り付けた構成を示している。前照灯灯具２６Ａは、図５の構成を一部変更したもので、背面部に車両本体からの配線を接続する外部端子２８が設けられている。前照灯灯具２６Ａの底面部のソケットには、駆動回路ユニット２１Ａが取り付けられる。この場合、駆動回路ユニット２１Ａの上面の入出力端子２７が灯具内の配線と接続され、前照灯灯具２６Ａの外部端子２８が車両本体への配線と接続される。そして、外部から前照灯灯具２６Ａの外部端子２８を介して駆動回路ユニット２１Ａの入出力端子２７に電源電圧及びスイッチ信号が入力され、入出力端子２７から出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００４３】
この実施形態４は、駆動回路ユニットの入力部と出力部とを同一方向に配置する場合に有益な構成となる。また、灯具に車両本体からの配線を接続し、灯具内で駆動回路ユニットの駆動回路部に入出力配線を接続する構成において有用である。
【００４４】
（実施形態５）
図８は本発明の実施形態５に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図であり、図９は実施形態５の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図である。
【００４５】
実施形態５は実施形態３の他の変形例であり、入力端子及び出力端子を同一面に配置し、それぞれを異なる形状で構成した例である。実施形態５の駆動回路ユニット２１Ｂは、金属端子により構成される入力端子３１と出力端子３２とが筐体底面部に配置されている。入力端子３１は、オス形状（凸形状）に構成され、メス形状（凹形状）のコネクタまたはソケットに接続されて電源電圧及びスイッチ信号が入力されるようになっている。出力端子３２は、メス形状（凹形状）に構成され、発光部への配線のオス形状（凸形状）コネクタまたはソケットと接続されて発光ダイオードへの駆動電力が出力されるようになっている。
【００４６】
図９は、照明装置としての前照灯灯具２６Ｂに駆動回路ユニット２１Ｂを接続した構成を示している。前照灯灯具２６Ｂは、図５の構成を一部変更したもので、背面部から駆動電力供給用の配線が延出しており、リレーボックス３３と接続されている。このリレーボックス３３には、電源電圧やスイッチ信号が入力される車両本体への配線と接続されている。このため、リレーボックス３３に駆動回路ユニット２１Ｂを組み込むことで、前照灯灯具などの発光ダイオードの駆動出力を制御することができる。駆動回路ユニット２１Ｂは、リレーボックス３３に取り付けられて入力端子３１及び出力端子３２が接続される。この場合、駆動回路ユニット２１Ｂの入力端子３１が車両本体への配線と接続され、外部から電源電圧及びスイッチ信号が入力される。また、駆動回路ユニット２１Ｂの出力端子３２が前照灯灯具２６Ｂの配線と接続され、出力の駆動電力が発光ダイオード２４へ供給される。
【００４７】
車載用のリレーボックスは、通常、車両のボンネットを開けたエンジンルームあるいは車室内運転席もしくは助手席近傍にあるので、リレーボックスに駆動回路ユニットを設けた場合は、容易な交換が可能であり、作業性が良好である。一方、例えば前照灯用の発光ダイオード駆動回路の場合、上述した実施形態３または４のような構成では、前照灯灯具の下面に駆動回路ユニットが配置されるため、交換作業には工数を要する。場合によっては、前照灯灯具全体を取外し、駆動回路ユニットを交換後に取付けるといった作業が必要となる。これに対し、実施形態５の構成では、リレーボックスの中で点検が可能であり、極めてメンテナンス性の良いユニットを構成することができる。また、灯具あるいは車両の組み立てにおいても施工性の改善が見込まれる。
【００４８】
（他の実施形態）
他の実施形態として、図４、図６、図８などのように駆動回路部にスイッチ部を一体化した駆動回路ユニットにおいて、筐体を樹脂ケースで構成する。この実施形態は、システム軽量化に貢献する構成となり、駆動回路部とスイッチ部を一体化した駆動回路ユニットを樹脂ケースに収納するため、取り扱いも容易である。
【００４９】
また、さらに他の実施形態として、上記各実施形態の発光ダイオード駆動装置の駆動回路部と、発光部と、これらの駆動回路部及び発光部を保持する器具本体とを備える照明器具を構成する。あるいは、発光部が自動車等の車室内に設けられ、駆動回路部が車両内のリレーボックス等に設けられた車室内用照明装置を構成する。あるいは、高輝度の発光ダイオードの直並列回路からなる発光部が、自動車等の車両の前照灯に用いられ、駆動回路部が灯具内等に設けられた車両用照明装置（前照灯装置）を構成する。このような各種照明装置においても、上述した各実施形態を適用することで、発光ダイオードによる発光部を用いる場合に、スイッチ部と駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる。
【００５０】
上述したように、本実施形態では、直流電源から駆動回路部への電源入力経路の開閉を行うリレースイッチによるスイッチ部を、駆動回路ユニットの中に一体化して収納することにより、施工効率を向上することができる。また、スイッチ部と駆動回路ユニットの筐体を共用でき、部品コストを低減できるとともに、組立コストも削減できるので、照明システムの装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００５１】
さらに、複数接点を有したリレースイッチを設けることにより、安価な構成で発光ダイオードへの突入電流を軽減でき、発光ダイオードのストレス軽減に貢献した構成が可能となる。この場合、発光ダイオードの長寿命化を図ることができ、システムとして利用可能な発光ダイオードの選択肢を広げることが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電源入力をオンオフするスイッチ部と光源を駆動する駆動回路部とを一体に構成でき、装置全体のコストを低減し施工性を改善することが可能となる効果を有し、光源として用いる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置、及びこれを備える照明装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図
【図２】本発明の実施形態２に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図
【図３】実施形態２のスイッチ部の回路構成を示す図
【図４】本発明の実施形態３に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図
【図５】実施形態３の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【図６】本発明の実施形態４に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す斜視図
【図７】実施形態４の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【図８】本発明の実施形態５に係る発光ダイオード駆動装置を含む駆動回路ユニットの外観構成を示す図
【図９】実施形態５の発光ダイオード駆動装置を含む照明装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１ 直流電源
２、２Ａ スイッチ部
３ ＤＣ−ＤＣコンバ−タ
４ 電圧検出回路
５ 電流検出回路
６、６Ａ 制御回路部
７、７Ａ 電流制御部
８ 発光部
１０ 突入電流軽減回路
１１ 基準電流設定部
１２ コンパレータ部
１３ ＰＷＭ制御部
１４ ドライバー部
１５ Ｖｆ検出部
１６ ベース電流制御部
１８ 遅延回路
１９ 抵抗体
２１、２１Ａ、２１Ｂ 駆動回路ユニット
２２、３２ 出力端子
２３、３１ 入力端子
２４ 発光ダイオード
２５ 放熱部品
２６、２６Ａ、２６Ｂ 前照灯灯具
２７ 入出力端子
２８ 外部端子
３３ リレーボックス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から電源供給を受けて光源として用いられる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、
前記直流電源からの出力電力を必要な電圧まで昇圧または降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータを含む駆動電源部と、
前記駆動電源部と同一のユニットで構成され、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉するスイッチ部と、
を備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力経路に直列接続された突入電流軽減素子を備え、
前記スイッチ部は、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが閉じてから所定時間遅延して閉となり、前記突入電流軽減素子をバイパスする第２のスイッチとを持つ２接点のリレースイッチを有して構成される発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記直流電源から供給される電源電圧と前記スイッチ部へ供給するスイッチ信号とを入力する入力端子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される駆動電力を発光ダイオードへ出力する出力端子とを備え、
前記入力端子及び前記出力端子は、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体において、別体または一体の形状で外部に露呈して外部配線と接続可能に設けられる発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体が樹脂ケースにより構成される発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成された発光部と、
前記発光ダイオード駆動装置及び前記発光部を保持する器具本体と、
を備える照明装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の車室内に配置される発光部と、
を備える車室内用照明装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の周囲に光を照射する発光部と、
を備える車両用照明装置。
【請求項１】
直流電源から電源供給を受けて光源として用いられる発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置であって、
前記直流電源からの出力電力を必要な電圧まで昇圧または降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータを含む駆動電源部と、
前記駆動電源部と同一のユニットで構成され、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉するスイッチ部と、
を備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力経路に直列接続された突入電流軽減素子を備え、
前記スイッチ部は、前記直流電源から前記駆動電源部への電源入力経路を開閉する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが閉じてから所定時間遅延して閉となり、前記突入電流軽減素子をバイパスする第２のスイッチとを持つ２接点のリレースイッチを有して構成される発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記直流電源から供給される電源電圧と前記スイッチ部へ供給するスイッチ信号とを入力する入力端子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される駆動電力を発光ダイオードへ出力する出力端子とを備え、
前記入力端子及び前記出力端子は、前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体において、別体または一体の形状で外部に露呈して外部配線と接続可能に設けられる発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記駆動電源部及び前記スイッチ部が搭載されたユニットの筐体が樹脂ケースにより構成される発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成された発光部と、
前記発光ダイオード駆動装置及び前記発光部を保持する器具本体と、
を備える照明装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の車室内に配置される発光部と、
を備える車室内用照明装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード駆動装置と、
前記発光ダイオード駆動装置と接続され、複数の発光ダイオードが接続されて構成され、車両の周囲に光を照射する発光部と、
を備える車両用照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２８３８３９（Ｐ２００９−２８３８３９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６６７５（Ｐ２００８−１３６６７５）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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