ＬＥＤ点灯回路
【課題】ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができるＬＥＤ点灯回路を提供する。
【解決手段】スイッチング素子Ｑ１が発振制御されることでＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１を供給をする降圧チョッパ回路１と、スイッチング素子Ｑ１を発振制御することでＬＥＤ電流Ｉ１を制御する調光制御部３とを備え、調光制御部３は、発振周波数ｆ１を制御する発振周波数制御部３２と、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を制御するＰＷＭ制御部３１と、発振周波数ｆ１とＰＷＭオンデューティＤｕ２に基づいてスイッチング素子Ｑ１をオン・オフする駆動部３３とを備え、調光度がＰＷＭ調光下限以上の範囲ではＰＷＭ制御部３１がＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させることで調光制御し、調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲では、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させず、発振周波数ｆ１をＰＷＭ調光下限時よりも高くする。
【解決手段】スイッチング素子Ｑ１が発振制御されることでＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１を供給をする降圧チョッパ回路１と、スイッチング素子Ｑ１を発振制御することでＬＥＤ電流Ｉ１を制御する調光制御部３とを備え、調光制御部３は、発振周波数ｆ１を制御する発振周波数制御部３２と、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を制御するＰＷＭ制御部３１と、発振周波数ｆ１とＰＷＭオンデューティＤｕ２に基づいてスイッチング素子Ｑ１をオン・オフする駆動部３３とを備え、調光度がＰＷＭ調光下限以上の範囲ではＰＷＭ制御部３１がＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させることで調光制御し、調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲では、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させず、発振周波数ｆ１をＰＷＭ調光下限時よりも高くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部を調光制御して点灯させるＬＥＤ点灯回路が提供されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来のＬＥＤ点灯回路は、スイッチング素子を具備したＬＥＤ電源供給部を備えており、スイッチング素子を所定の発振周波数でオン・オフさせることでＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給してＬＥＤ光源部が点灯する。また、所定の周期に対してスイッチング素子を発振させる発振期間が占める割合を示すデューティをＰＷＭ信号を用いて制御するＰＷＭ制御を行うことで、ＬＥＤ光源部の調光制御をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スイッチング素子を発振させるＰＷＭ信号のデューティを減少させて発振期間が短くなり、調光度がＰＷＭ制御による調光下限に達すると、それ以上調光度を深くすることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができるＬＥＤ点灯回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために第１の発明のＬＥＤ点灯回路は、スイッチング素子を備え、当該スイッチング素子の発振期間および当該発振期間における発振周波数が制御され、前記スイッチング素子のオン時間および発振周波数に比例した出力電圧を、１つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部に印加することで、前記ＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給するＬＥＤ電源供給部と、調光度を示す調光信号に基づいて、前記スイッチング素子を発振制御することで前記ＬＥＤ電流を変動させる制御部とを備え、前記制御部は、前記調光信号に基づいて前記スイッチング素子をオン・オフさせる発振周波数を制御する発振周波数制御部と、前記調光信号に基づいて所定周期のうち前記スイッチング素子が前記発振周波数でオン・オフを繰り返す発振期間を制御するＰＷＭ制御部と、前記発振周波数および前記発振期間に基づいて前記スイッチング素子を発振制御する駆動部とを具備し、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ制御部によって調光制御可能な調光度の下限であるＰＷＭ調光下限以上の範囲では、前記ＰＷＭ制御部が前記発振期間を変動させることで調光制御し、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記ＰＷＭ制御部は前記発振期間を変動させず、前記発振周波数制御部は前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時よりも高くすることを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１の発明において、前記ＰＷＭ調光下限は、前記ＰＷＭ制御部が前記所定周期内で前記スイッチング素子が１回のみオンすることが可能な前記発振期間に設定した状態であることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１または第２の発明において、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は前記ＰＷＭ調光下限時よりも高い前記発振周波数に固定することを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１または第２の発明において、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は、前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時の前記発振周波数から調光度が低くなるにつれて高くすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の概略回路構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）調光時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲における降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図７】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施形態）
本発明の実施形態のＬＥＤ点灯回路の概略回路構成を図１に示す。本実施形態のＬＥＤ点灯回路は、交流電源ＡＣを入力電源とし、ダイオードブリッジＤＢと、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１を供給する降圧チョッパ回路１（ＬＥＤ電源供給部）と、調光制御部３とで構成されている。
【００１５】
交流電源ＡＣの出力端にダイオードブリッジＤＢが接続されている。ダイオードブリッジＤＢは、交流電源ＡＣが出力する交流電圧Ｖ１を整流し、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続された電解コンデンサからなるコンデンサＣ１の両端に直流電圧Ｖ２を生成する。
【００１６】
降圧チョッパ回路１は、コンデンサＣ１の両端に生成される直流電圧Ｖ２を降圧して直流電圧Ｖ３を生成する。降圧チョッパ回路１は、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１とで構成されている。なお、コンデンサＣ２は電解コンデンサで構成されており、スイッチング素子Ｑ１はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている。
【００１７】
コンデンサＣ１の両端に、コンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１の直列回路が接続されている。コンデンサＣ２は、正極がコンデンサＣ１の正極に接続され、負極がインダクタＬ１の一端に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ドレインがインダクタＬ１の他端に接続され、ソースが抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の負極に接続され、ゲートが調光制御部３に接続されている。また、コンデンサＣ２およびインダクタＬ１と並列に、ダイオードＤ１が接続されている。ダイオードＤ１は、アノードがインダクタＬ１の他端に接続され、カソードがコンデンサＣ２の正極に接続されている。
【００１８】
上記の構成で、スイッチング素子Ｑ１が調光制御部３に発振制御されることによって、直流電圧Ｖ２を降圧してコンデンサＣ２の両端に直流電圧Ｖ３を生成する。
【００１９】
ＬＥＤ光源部２は、コンデンサＣ２に並列接続されており、直流電圧Ｖ３によってＬＥＤ電流が流れて点灯する。本実施形態のＬＥＤ光源部２は、１乃至複数の発光ダイオードが直列接続されることで構成されており、アノード側がコンデンサＣ２の正極に接続され、カソード側がコンデンサＣ２の負極に接続されている。なお、ＬＥＤ光源部２は、１つの発光ダイオードで構成されていてもよいし、複数の発光ダイオードが直並列接続されることで構成されていてもよい。
【００２０】
調光制御部３は、調光信号出力部４から調光度を示す調光信号Ｓ１が入力される。そして、調光信号Ｓ１に基づいてスイッチング素子Ｑ１を発振制御することで、ＬＥＤ電流Ｉ１を制御してＬＥＤ光源部２を調光制御する。
【００２１】
調光制御部３は、ＰＷＭ制御部３１と、発振周波数制御部３２と、駆動部３３とで構成されている。調光信号出力部４から出力される調光信号Ｓ１は、ＰＷＭ制御部３１および発振周波数制御部３２に入力される。ＰＷＭ制御部３１は、調光信号Ｓ１が示す調光度に基づいてＰＷＭ制御信号Ｓ２を駆動部３３に出力する。図３に示すように、ＰＷＭ制御信号Ｓ２は、ＰＷＭ信号で構成されており、駆動部３３が所定のＰＷＭ周期Ｔ２に対してスイッチング素子Ｑ１を発振させる期間（発振期間Ｔｏｎ２）を示す。本実施形態では、ＰＷＭ制御信号Ｓ２がＨレベルの場合、駆動部３３はスイッチング素子Ｑ１の発振を停止し（非発振期間Ｔｏｆｆ２）、ＰＷＭ制御信号Ｓ２がＬレベルの場合、駆動部３３はスイッチング素子Ｑ１の発振を行う（発振期間Ｔｏｎ２）。なお、ＰＷＭ周期に対する発振期間Ｔｏｎ２が占める割合をデューティＤｕ２（以下、ＰＷＭオンデューティＤｕ２と称す）、ＰＷＭ制御信号Ｓ２の周波数をｆ２（＝１／Ｔ２）（以下、ＰＷＭ周波数ｆ２と称す）とする。
【００２２】
また、発振周波数制御部３２は、調光信号Ｓ１が示す調光度に基づいて発振周波数制御信号Ｓ３を駆動部３３に出力する。発振周波数制御信号Ｓ３は、駆動部３３がスイッチング素子Ｑ１をオン・オフさせる発振周波数ｆ１を示している。
【００２３】
そして、駆動部３３は、ＰＷＭ制御信号Ｓ２および発振周波数制御信号Ｓ３に基づいて、スイッチング素子Ｑ１にゲート電圧Ｖｇを出力することで、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフする。
【００２４】
以下に、本実施形態のＬＥＤ点灯回路の具体的な動作について説明する。
【００２５】
まず、降圧チョッパ回路１の動作について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）に、降圧チョッパ回路１のタイミングチャートを示す。図２（ａ）は、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇを示す。図２（ｂ）は、インダクタＬ１に流れる電流Ｉ２を示す。図２（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉ３を示す。図２（ｄ）は、ＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１を示す。
【００２６】
駆動部３３からハイレベルのゲート電圧Ｖｇが出力され、スイッチング素子Ｑ１がオンしている期間をオン期間Ｔｏｎ１とする。また、駆動部３３からローレベルのゲート電圧Ｖｇが出力され、スイッチング素子Ｑ１がオフしている期間をオフ期間Ｔｏｆｆ１とする。また、オン期間Ｔｏｎ１＋オフ期間Ｔｏｆｆ１をスイッチング周期Ｔ１とし、１／Ｔ１を発振周波数ｆ１とする。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１がオンされているオン期間Ｔｏｎ１は、コンデンサＣ１の正極から、ＬＥＤ光源部２、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の負極に向かって電流が流れる。また、駆動部３３は抵抗Ｒ１の両端電圧を検出することで、過電流保護を行う。
【００２８】
スイッチング素子Ｑ１がオフされているオフ期間Ｔｏｆｆ１は、インダクタＬ１に逆起電圧が発生し、インダクタＬ１からダイオードＤ１を介してＬＥＤ光源部２に電流が流れる。
【００２９】
降圧チョッパ回路１は、上記のようにスイッチング素子Ｑ１のオン・オフが繰り返されることによって、図２（ｄ）に示すようにＬＥＤ光源部２に略一定のＬＥＤ電流Ｉ１を供給することができる。なお、ＬＥＤ電流Ｉ１はピーク電流Ｉｐの略半分となる。
【００３０】
また、降圧チョッパ回路１の出力端にコンデンサＣ２を備えており、スイッチング素子Ｑ１がオンされているときに充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフされているときに放電する。それによって、ＬＥＤ電流Ｉ１のリップルを低減することができる。
【００３１】
次に、ＬＥＤ光源部２を定格点灯（調光度１００％）させる場合について説明する。なお、本実施形態のＬＥＤ光源部２は、ＬＥＤ光源部２の両端に３５Ｖの直流電圧が印加された場合に流れるＬＥＤ電流Ｉ１が、ＬＥＤ光源部２の定格電流とする。つまり、降圧チョッパ回路２が出力する直流電圧Ｖ２を３５Ｖに制御することで、ＬＥＤ光源部２が定格点灯する。
【００３２】
交流電源ＡＣが出力する交流電圧Ｖ１が１００Ｖとすると、ダイオードブリッジＤＢが整流し、コンデンサＣ１の両端に生成される直流電圧Ｖ２は約１４０Ｖとなる。したがって、降圧チョッパ回路１はスイッチング素子Ｑ１が発振制御されることで、１４０Ｖ（直流電圧Ｖ２）を降圧して３５Ｖ（直流電圧Ｖ３）を生成する必要がある。
【００３３】
一般に発振周波数ｆ１は４０〜１５０ｋＨｚに設定され、本実施形態では発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚに設定するものとする。そして、調光信号出力部４から定格点灯を示す調光信号Ｓ１が出力されている場合、発振周波数制御部３２は、発振周波数ｆ１が５０ｋＨｚを示す発振周波数制御信号Ｓ３を駆動部３３に出力する。また、調光信号出力部４から定格点灯を示す調光信号Ｓ１が出力されている場合、ＰＷＭ制御部３３は、ＰＷＭオンデューティＤｕ２が１００％に設定されたＰＷＭ制御信号Ｓ２を駆動部３３に出力する。つまり、ＬＥＤ光源部２の定格点灯時において、駆動部３３は、スイッチング素子Ｑ１を発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚで常に発振させる。なお、スイッチング素子Ｑ１は、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚで発振されるので、スイッチング周期Ｔ１（＝Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１＝１／ｆ１）は２０μｓとなる。
【００３４】
ここで、スイッチング周期Ｔ１に対するオン期間Ｔｏｎ１の割合を示すデューティＤｕ１（以下、スイッチングデューティＤｕ１と称す）とすると、降圧チョッパ回路１の入力電圧である直流電圧Ｖ２と、出力電圧である直流電圧Ｖ３の関係は、式１に表すことができる。
Ｖ３＝Ｄｕ１×Ｖ２
＝（Ｔｏｎ１／Ｔ１）×Ｖ２
＝Ｔｏｎ１×ｆ１×Ｖ２ （式１）
そして、直流電圧Ｖ３＝３５Ｖ、直流電圧Ｖ２＝１４０Ｖ、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚであるので、スイッチングデューティＤｕ１＝０．２５（２５％）となる。したがって、オン期間Ｔｏｎ１＝５μｓ、オフ期間Ｔｏｆｆ１＝１５μｓとなる。
【００３５】
次に、ＬＥＤ光源部２を調光点灯する場合について説明する。本実施形態のＬＥＤ点灯回路は、ＬＥＤ光源部２の定格点灯（調光度１００％）から後述のＰＷＭ調光下限までは、ＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭオンデューティＤｕ２のみを変動させることで、ＬＥＤ光源部２を調光制御する。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）に、ＰＷＭオンデューティＤｕ２が５０％の場合のタイミングチャートを示す。図３（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図３（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図３（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００３７】
非発振期間Ｔｏｆｆ２は、スイッチング素子Ｑ１がオフしているので、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１は流れない。また、発振期間Ｔｏｎ２は、スイッチング素子Ｑ１が発振されるので、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１が流れる。したがって、ＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させ、ＬＥＤ電流Ｉ１をオン・オフさせることで、ＬＥＤ電流Ｉ１を制御してＬＥＤ光源部２を調光制御している。なお、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を減少させることで、ＬＥＤ光源部２の調光度が低減する。
【００３８】
さらに、調光度を深く制御する場合について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）に調光レベルをＰＷＭ調光下限まで低減させた場合のタイミングチャートを示す。図４（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図４（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図４（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００３９】
本実施形態のＰＷＭ制御信号Ｓ２の周波数ｆ２＝２００Ｈｚであり、ＰＷＭ調光下限のＰＷＭオンデューティＤｕ２は０．１％である。したがって、ＰＷＭ調光下限における発振期間Ｔｏｎ２は５μｓとなり、発振期間Ｔｏｎ２とオン期間Ｔｏｎ１とが等しくなる。このように、ＰＷＭ周期Ｔ２内でスイッチング素子Ｑ１が１回のみオンすることが可能な発振期間Ｔｏｎ２に設定した状態をＰＷＭ調光下限とする。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｃ）に、ＰＷＭ調光下限における発振期間Ｔｏｎ２のタイミングチャートを示す。図５（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図５（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図５（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００４１】
このときに、発振期間Ｔｏｎ２においてＬＥＤ電流Ｉ１は、スイッチング素子Ｑ１がオンした後、立上り期間ｔ１（＝オン期間Ｔｏｎ１＝５μｓ）をかけて、ピーク電流Ｉ１ａに達する。また、ＬＥＤ電流Ｉ１は立下り期間ｔ２をかけてゼロとなる。
【００４２】
次に、ＬＥＤ光源部２の調光度をＰＷＭ調光下限より、さらに深くする場合について説明する。まず、調光信号出力部４から、ＰＷＭ調光下限よりさらに深い調光度を示す調光信号Ｓ１が出力されると、ＰＷＭ制御部３１はＰＷＭオンデューティＤｕ２＝０．１％に維持したＰＷＭ制御信号Ｓ２を出力する。一方、発振周波数制御部３２は発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに増加させた発振周波数制御信号Ｓ３を出力する。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ１の発振周波数ｆ１が５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに変動すると、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１＝２．５μｓ、オフ期間Ｔｏｆｆ１＝７．５μｓ、スイッチング周期Ｔ１＝１０μｓとなる（式１参照）。図６に発振周波数ｆ１＝１００ｋＨｚの場合のタイミングチャートを示す。図６（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図６（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図６（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。また、図７（ａ）に調光度に対する発振周波数ｆ１、図７（ｂ）に調光度に対するオン期間Ｔｏｎ１の関係を示す。なお、ＰＷＭ調光下限の調光度をＸ１とする。
【００４４】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御信号Ｓ２の発振期間Ｔｏｎ２（＝５μｓ）において、スイッチング素子Ｑ１は２．５μｓ（＝オン期間Ｔｏｎ１）オンし、その後オフする。したがって、発振周波数ｆ１＝１００ｋＨｚ時のスイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１は、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚ時のオン期間Ｔｏｎ１（＝５μｓ）の略半分となる。また、ＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１は、立上がり期間ｔ３（オン期間Ｔｏｎ１＝２．５μｓ）をかけて、ピーク電流Ｉ１ｂに達する。立上がり期間ｔ３は、図５（ｂ）に示した立上がり期間ｔ１よりも短いため、ピーク電流Ｉ１ｂはピーク電流Ｉ１ａよりも小さく、ピーク電流Ｉ１ａの略半分となる。また、コンデンサＣ２に充電される期間も短いため、立下り時間ｔ４も、図５（ｂ）に示した立下り時間ｔ２よりも短くなる。したがって、ＬＥＤ電流Ｉ１の平均値をより小さくすることができる。
【００４５】
上記のように、調光信号Ｓ１が示す調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲の場合、発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに増加させることによって、ＬＥＤ電流Ｉ１を小さくすることができる。したがって、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができる。
【００４６】
なお、本実施形態ではＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭ周波数ｆ２を２００Ｈｚ、スイッチング素子Ｑ１の発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚおよび１００ｋＨｚとしているが、上記の値に限定されることなく、他の値であってもよい。
【００４７】
また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、ＰＷＭ調光下限の調光度Ｘ１より調光度を深くする場合、調光度が低下するにつれて発振周波数ｆ１を連続して増加させてもよい。それによって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１が連続して低下し、調光度をＸ１から０％まで連続して調光制御することができる。したがって、ＬＥＤ光源部２の調光度を１００％から０％までスムーズに調光制御することができる。
【００４８】
また、図９（ａ）（ｂ）に示すように、調光度が深くなるにしたがって徐々に発振周波数ｆ１が増加し、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１が徐々に低下するように制御してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 降圧チョッパ回路
２ ＬＥＤ光源部
３ 調光制御部
４ 調光信号出力部
３１ ＰＷＭ制御部
３２ 発振周波数制御部
３３ 駆動部
ＡＣ 交流電源
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
Ｑ１ スイッチング素子
Ｒ１ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部を調光制御して点灯させるＬＥＤ点灯回路が提供されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来のＬＥＤ点灯回路は、スイッチング素子を具備したＬＥＤ電源供給部を備えており、スイッチング素子を所定の発振周波数でオン・オフさせることでＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給してＬＥＤ光源部が点灯する。また、所定の周期に対してスイッチング素子を発振させる発振期間が占める割合を示すデューティをＰＷＭ信号を用いて制御するＰＷＭ制御を行うことで、ＬＥＤ光源部の調光制御をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スイッチング素子を発振させるＰＷＭ信号のデューティを減少させて発振期間が短くなり、調光度がＰＷＭ制御による調光下限に達すると、それ以上調光度を深くすることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができるＬＥＤ点灯回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために第１の発明のＬＥＤ点灯回路は、スイッチング素子を備え、当該スイッチング素子の発振期間および当該発振期間における発振周波数が制御され、前記スイッチング素子のオン時間および発振周波数に比例した出力電圧を、１つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部に印加することで、前記ＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給するＬＥＤ電源供給部と、調光度を示す調光信号に基づいて、前記スイッチング素子を発振制御することで前記ＬＥＤ電流を変動させる制御部とを備え、前記制御部は、前記調光信号に基づいて前記スイッチング素子をオン・オフさせる発振周波数を制御する発振周波数制御部と、前記調光信号に基づいて所定周期のうち前記スイッチング素子が前記発振周波数でオン・オフを繰り返す発振期間を制御するＰＷＭ制御部と、前記発振周波数および前記発振期間に基づいて前記スイッチング素子を発振制御する駆動部とを具備し、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ制御部によって調光制御可能な調光度の下限であるＰＷＭ調光下限以上の範囲では、前記ＰＷＭ制御部が前記発振期間を変動させることで調光制御し、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記ＰＷＭ制御部は前記発振期間を変動させず、前記発振周波数制御部は前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時よりも高くすることを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１の発明において、前記ＰＷＭ調光下限は、前記ＰＷＭ制御部が前記所定周期内で前記スイッチング素子が１回のみオンすることが可能な前記発振期間に設定した状態であることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１または第２の発明において、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は前記ＰＷＭ調光下限時よりも高い前記発振周波数に固定することを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明のＬＥＤ点灯回路は、第１または第２の発明において、前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は、前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時の前記発振周波数から調光度が低くなるにつれて高くすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の概略回路構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）調光時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限時の降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲における降圧チョッパ回路のタイミングチャートである。
【図７】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）調光度に対する発振周波数およびオン期間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施形態）
本発明の実施形態のＬＥＤ点灯回路の概略回路構成を図１に示す。本実施形態のＬＥＤ点灯回路は、交流電源ＡＣを入力電源とし、ダイオードブリッジＤＢと、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１を供給する降圧チョッパ回路１（ＬＥＤ電源供給部）と、調光制御部３とで構成されている。
【００１５】
交流電源ＡＣの出力端にダイオードブリッジＤＢが接続されている。ダイオードブリッジＤＢは、交流電源ＡＣが出力する交流電圧Ｖ１を整流し、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続された電解コンデンサからなるコンデンサＣ１の両端に直流電圧Ｖ２を生成する。
【００１６】
降圧チョッパ回路１は、コンデンサＣ１の両端に生成される直流電圧Ｖ２を降圧して直流電圧Ｖ３を生成する。降圧チョッパ回路１は、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１とで構成されている。なお、コンデンサＣ２は電解コンデンサで構成されており、スイッチング素子Ｑ１はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている。
【００１７】
コンデンサＣ１の両端に、コンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１の直列回路が接続されている。コンデンサＣ２は、正極がコンデンサＣ１の正極に接続され、負極がインダクタＬ１の一端に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ドレインがインダクタＬ１の他端に接続され、ソースが抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の負極に接続され、ゲートが調光制御部３に接続されている。また、コンデンサＣ２およびインダクタＬ１と並列に、ダイオードＤ１が接続されている。ダイオードＤ１は、アノードがインダクタＬ１の他端に接続され、カソードがコンデンサＣ２の正極に接続されている。
【００１８】
上記の構成で、スイッチング素子Ｑ１が調光制御部３に発振制御されることによって、直流電圧Ｖ２を降圧してコンデンサＣ２の両端に直流電圧Ｖ３を生成する。
【００１９】
ＬＥＤ光源部２は、コンデンサＣ２に並列接続されており、直流電圧Ｖ３によってＬＥＤ電流が流れて点灯する。本実施形態のＬＥＤ光源部２は、１乃至複数の発光ダイオードが直列接続されることで構成されており、アノード側がコンデンサＣ２の正極に接続され、カソード側がコンデンサＣ２の負極に接続されている。なお、ＬＥＤ光源部２は、１つの発光ダイオードで構成されていてもよいし、複数の発光ダイオードが直並列接続されることで構成されていてもよい。
【００２０】
調光制御部３は、調光信号出力部４から調光度を示す調光信号Ｓ１が入力される。そして、調光信号Ｓ１に基づいてスイッチング素子Ｑ１を発振制御することで、ＬＥＤ電流Ｉ１を制御してＬＥＤ光源部２を調光制御する。
【００２１】
調光制御部３は、ＰＷＭ制御部３１と、発振周波数制御部３２と、駆動部３３とで構成されている。調光信号出力部４から出力される調光信号Ｓ１は、ＰＷＭ制御部３１および発振周波数制御部３２に入力される。ＰＷＭ制御部３１は、調光信号Ｓ１が示す調光度に基づいてＰＷＭ制御信号Ｓ２を駆動部３３に出力する。図３に示すように、ＰＷＭ制御信号Ｓ２は、ＰＷＭ信号で構成されており、駆動部３３が所定のＰＷＭ周期Ｔ２に対してスイッチング素子Ｑ１を発振させる期間（発振期間Ｔｏｎ２）を示す。本実施形態では、ＰＷＭ制御信号Ｓ２がＨレベルの場合、駆動部３３はスイッチング素子Ｑ１の発振を停止し（非発振期間Ｔｏｆｆ２）、ＰＷＭ制御信号Ｓ２がＬレベルの場合、駆動部３３はスイッチング素子Ｑ１の発振を行う（発振期間Ｔｏｎ２）。なお、ＰＷＭ周期に対する発振期間Ｔｏｎ２が占める割合をデューティＤｕ２（以下、ＰＷＭオンデューティＤｕ２と称す）、ＰＷＭ制御信号Ｓ２の周波数をｆ２（＝１／Ｔ２）（以下、ＰＷＭ周波数ｆ２と称す）とする。
【００２２】
また、発振周波数制御部３２は、調光信号Ｓ１が示す調光度に基づいて発振周波数制御信号Ｓ３を駆動部３３に出力する。発振周波数制御信号Ｓ３は、駆動部３３がスイッチング素子Ｑ１をオン・オフさせる発振周波数ｆ１を示している。
【００２３】
そして、駆動部３３は、ＰＷＭ制御信号Ｓ２および発振周波数制御信号Ｓ３に基づいて、スイッチング素子Ｑ１にゲート電圧Ｖｇを出力することで、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフする。
【００２４】
以下に、本実施形態のＬＥＤ点灯回路の具体的な動作について説明する。
【００２５】
まず、降圧チョッパ回路１の動作について説明する。図２（ａ）〜（ｄ）に、降圧チョッパ回路１のタイミングチャートを示す。図２（ａ）は、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇを示す。図２（ｂ）は、インダクタＬ１に流れる電流Ｉ２を示す。図２（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉ３を示す。図２（ｄ）は、ＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１を示す。
【００２６】
駆動部３３からハイレベルのゲート電圧Ｖｇが出力され、スイッチング素子Ｑ１がオンしている期間をオン期間Ｔｏｎ１とする。また、駆動部３３からローレベルのゲート電圧Ｖｇが出力され、スイッチング素子Ｑ１がオフしている期間をオフ期間Ｔｏｆｆ１とする。また、オン期間Ｔｏｎ１＋オフ期間Ｔｏｆｆ１をスイッチング周期Ｔ１とし、１／Ｔ１を発振周波数ｆ１とする。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１がオンされているオン期間Ｔｏｎ１は、コンデンサＣ１の正極から、ＬＥＤ光源部２、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の負極に向かって電流が流れる。また、駆動部３３は抵抗Ｒ１の両端電圧を検出することで、過電流保護を行う。
【００２８】
スイッチング素子Ｑ１がオフされているオフ期間Ｔｏｆｆ１は、インダクタＬ１に逆起電圧が発生し、インダクタＬ１からダイオードＤ１を介してＬＥＤ光源部２に電流が流れる。
【００２９】
降圧チョッパ回路１は、上記のようにスイッチング素子Ｑ１のオン・オフが繰り返されることによって、図２（ｄ）に示すようにＬＥＤ光源部２に略一定のＬＥＤ電流Ｉ１を供給することができる。なお、ＬＥＤ電流Ｉ１はピーク電流Ｉｐの略半分となる。
【００３０】
また、降圧チョッパ回路１の出力端にコンデンサＣ２を備えており、スイッチング素子Ｑ１がオンされているときに充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフされているときに放電する。それによって、ＬＥＤ電流Ｉ１のリップルを低減することができる。
【００３１】
次に、ＬＥＤ光源部２を定格点灯（調光度１００％）させる場合について説明する。なお、本実施形態のＬＥＤ光源部２は、ＬＥＤ光源部２の両端に３５Ｖの直流電圧が印加された場合に流れるＬＥＤ電流Ｉ１が、ＬＥＤ光源部２の定格電流とする。つまり、降圧チョッパ回路２が出力する直流電圧Ｖ２を３５Ｖに制御することで、ＬＥＤ光源部２が定格点灯する。
【００３２】
交流電源ＡＣが出力する交流電圧Ｖ１が１００Ｖとすると、ダイオードブリッジＤＢが整流し、コンデンサＣ１の両端に生成される直流電圧Ｖ２は約１４０Ｖとなる。したがって、降圧チョッパ回路１はスイッチング素子Ｑ１が発振制御されることで、１４０Ｖ（直流電圧Ｖ２）を降圧して３５Ｖ（直流電圧Ｖ３）を生成する必要がある。
【００３３】
一般に発振周波数ｆ１は４０〜１５０ｋＨｚに設定され、本実施形態では発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚに設定するものとする。そして、調光信号出力部４から定格点灯を示す調光信号Ｓ１が出力されている場合、発振周波数制御部３２は、発振周波数ｆ１が５０ｋＨｚを示す発振周波数制御信号Ｓ３を駆動部３３に出力する。また、調光信号出力部４から定格点灯を示す調光信号Ｓ１が出力されている場合、ＰＷＭ制御部３３は、ＰＷＭオンデューティＤｕ２が１００％に設定されたＰＷＭ制御信号Ｓ２を駆動部３３に出力する。つまり、ＬＥＤ光源部２の定格点灯時において、駆動部３３は、スイッチング素子Ｑ１を発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚで常に発振させる。なお、スイッチング素子Ｑ１は、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚで発振されるので、スイッチング周期Ｔ１（＝Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１＝１／ｆ１）は２０μｓとなる。
【００３４】
ここで、スイッチング周期Ｔ１に対するオン期間Ｔｏｎ１の割合を示すデューティＤｕ１（以下、スイッチングデューティＤｕ１と称す）とすると、降圧チョッパ回路１の入力電圧である直流電圧Ｖ２と、出力電圧である直流電圧Ｖ３の関係は、式１に表すことができる。
Ｖ３＝Ｄｕ１×Ｖ２
＝（Ｔｏｎ１／Ｔ１）×Ｖ２
＝Ｔｏｎ１×ｆ１×Ｖ２ （式１）
そして、直流電圧Ｖ３＝３５Ｖ、直流電圧Ｖ２＝１４０Ｖ、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚであるので、スイッチングデューティＤｕ１＝０．２５（２５％）となる。したがって、オン期間Ｔｏｎ１＝５μｓ、オフ期間Ｔｏｆｆ１＝１５μｓとなる。
【００３５】
次に、ＬＥＤ光源部２を調光点灯する場合について説明する。本実施形態のＬＥＤ点灯回路は、ＬＥＤ光源部２の定格点灯（調光度１００％）から後述のＰＷＭ調光下限までは、ＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭオンデューティＤｕ２のみを変動させることで、ＬＥＤ光源部２を調光制御する。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）に、ＰＷＭオンデューティＤｕ２が５０％の場合のタイミングチャートを示す。図３（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図３（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図３（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００３７】
非発振期間Ｔｏｆｆ２は、スイッチング素子Ｑ１がオフしているので、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１は流れない。また、発振期間Ｔｏｎ２は、スイッチング素子Ｑ１が発振されるので、ＬＥＤ光源部２にＬＥＤ電流Ｉ１が流れる。したがって、ＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭオンデューティＤｕ２を変動させ、ＬＥＤ電流Ｉ１をオン・オフさせることで、ＬＥＤ電流Ｉ１を制御してＬＥＤ光源部２を調光制御している。なお、ＰＷＭオンデューティＤｕ２を減少させることで、ＬＥＤ光源部２の調光度が低減する。
【００３８】
さらに、調光度を深く制御する場合について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）に調光レベルをＰＷＭ調光下限まで低減させた場合のタイミングチャートを示す。図４（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図４（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図４（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００３９】
本実施形態のＰＷＭ制御信号Ｓ２の周波数ｆ２＝２００Ｈｚであり、ＰＷＭ調光下限のＰＷＭオンデューティＤｕ２は０．１％である。したがって、ＰＷＭ調光下限における発振期間Ｔｏｎ２は５μｓとなり、発振期間Ｔｏｎ２とオン期間Ｔｏｎ１とが等しくなる。このように、ＰＷＭ周期Ｔ２内でスイッチング素子Ｑ１が１回のみオンすることが可能な発振期間Ｔｏｎ２に設定した状態をＰＷＭ調光下限とする。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｃ）に、ＰＷＭ調光下限における発振期間Ｔｏｎ２のタイミングチャートを示す。図５（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図５（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図５（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。
【００４１】
このときに、発振期間Ｔｏｎ２においてＬＥＤ電流Ｉ１は、スイッチング素子Ｑ１がオンした後、立上り期間ｔ１（＝オン期間Ｔｏｎ１＝５μｓ）をかけて、ピーク電流Ｉ１ａに達する。また、ＬＥＤ電流Ｉ１は立下り期間ｔ２をかけてゼロとなる。
【００４２】
次に、ＬＥＤ光源部２の調光度をＰＷＭ調光下限より、さらに深くする場合について説明する。まず、調光信号出力部４から、ＰＷＭ調光下限よりさらに深い調光度を示す調光信号Ｓ１が出力されると、ＰＷＭ制御部３１はＰＷＭオンデューティＤｕ２＝０．１％に維持したＰＷＭ制御信号Ｓ２を出力する。一方、発振周波数制御部３２は発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに増加させた発振周波数制御信号Ｓ３を出力する。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ１の発振周波数ｆ１が５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに変動すると、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１＝２．５μｓ、オフ期間Ｔｏｆｆ１＝７．５μｓ、スイッチング周期Ｔ１＝１０μｓとなる（式１参照）。図６に発振周波数ｆ１＝１００ｋＨｚの場合のタイミングチャートを示す。図６（ａ）はＰＷＭ制御信号Ｓ２、図６（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇ、図６（ｃ）はＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１のタイミングチャートを示す。また、図７（ａ）に調光度に対する発振周波数ｆ１、図７（ｂ）に調光度に対するオン期間Ｔｏｎ１の関係を示す。なお、ＰＷＭ調光下限の調光度をＸ１とする。
【００４４】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御信号Ｓ２の発振期間Ｔｏｎ２（＝５μｓ）において、スイッチング素子Ｑ１は２．５μｓ（＝オン期間Ｔｏｎ１）オンし、その後オフする。したがって、発振周波数ｆ１＝１００ｋＨｚ時のスイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１は、発振周波数ｆ１＝５０ｋＨｚ時のオン期間Ｔｏｎ１（＝５μｓ）の略半分となる。また、ＬＥＤ光源部２に流れるＬＥＤ電流Ｉ１は、立上がり期間ｔ３（オン期間Ｔｏｎ１＝２．５μｓ）をかけて、ピーク電流Ｉ１ｂに達する。立上がり期間ｔ３は、図５（ｂ）に示した立上がり期間ｔ１よりも短いため、ピーク電流Ｉ１ｂはピーク電流Ｉ１ａよりも小さく、ピーク電流Ｉ１ａの略半分となる。また、コンデンサＣ２に充電される期間も短いため、立下り時間ｔ４も、図５（ｂ）に示した立下り時間ｔ２よりも短くなる。したがって、ＬＥＤ電流Ｉ１の平均値をより小さくすることができる。
【００４５】
上記のように、調光信号Ｓ１が示す調光度がＰＷＭ調光下限未満の範囲の場合、発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚから１００ｋＨｚに増加させることによって、ＬＥＤ電流Ｉ１を小さくすることができる。したがって、ＰＷＭ調光下限よりも深い調光制御をすることができる。
【００４６】
なお、本実施形態ではＰＷＭ制御信号Ｓ２のＰＷＭ周波数ｆ２を２００Ｈｚ、スイッチング素子Ｑ１の発振周波数ｆ１を５０ｋＨｚおよび１００ｋＨｚとしているが、上記の値に限定されることなく、他の値であってもよい。
【００４７】
また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、ＰＷＭ調光下限の調光度Ｘ１より調光度を深くする場合、調光度が低下するにつれて発振周波数ｆ１を連続して増加させてもよい。それによって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１が連続して低下し、調光度をＸ１から０％まで連続して調光制御することができる。したがって、ＬＥＤ光源部２の調光度を１００％から０％までスムーズに調光制御することができる。
【００４８】
また、図９（ａ）（ｂ）に示すように、調光度が深くなるにしたがって徐々に発振周波数ｆ１が増加し、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎ１が徐々に低下するように制御してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 降圧チョッパ回路
２ ＬＥＤ光源部
３ 調光制御部
４ 調光信号出力部
３１ ＰＷＭ制御部
３２ 発振周波数制御部
３３ 駆動部
ＡＣ 交流電源
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
Ｑ１ スイッチング素子
Ｒ１ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を備え、当該スイッチング素子の発振期間および当該発振期間における発振周波数が制御され、前記スイッチング素子のオン時間および発振周波数に比例した出力電圧を、１つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部に印加することで、前記ＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給するＬＥＤ電源供給部と、
調光度を示す調光信号に基づいて、前記スイッチング素子を発振制御することで前記ＬＥＤ電流を変動させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記調光信号に基づいて前記スイッチング素子をオン・オフさせる発振周波数を制御する発振周波数制御部と、前記調光信号に基づいて所定周期のうち前記スイッチング素子が前記発振周波数でオン・オフを繰り返す発振期間を制御するＰＷＭ制御部と、前記発振周波数および前記発振期間に基づいて前記スイッチング素子を発振制御する駆動部とを具備し、
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ制御部によって調光制御可能な調光度の下限であるＰＷＭ調光下限以上の範囲では、前記ＰＷＭ制御部が前記発振期間を変動させることで調光制御し、
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記ＰＷＭ制御部は前記発振期間を変動させず、前記発振周波数制御部は前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時よりも高くすることを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
前記ＰＷＭ調光下限は、前記ＰＷＭ制御部が前記所定周期内で前記スイッチング素子が１回のみオンすることが可能な前記発振期間に設定した状態であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は前記ＰＷＭ調光下限時よりも高い前記発振周波数に固定することを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項４】
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は、前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時の前記発振周波数から調光度が低くなるにつれて高くすることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項１】
スイッチング素子を備え、当該スイッチング素子の発振期間および当該発振期間における発振周波数が制御され、前記スイッチング素子のオン時間および発振周波数に比例した出力電圧を、１つ以上の発光ダイオードからなるＬＥＤ光源部に印加することで、前記ＬＥＤ光源部にＬＥＤ電流を供給するＬＥＤ電源供給部と、
調光度を示す調光信号に基づいて、前記スイッチング素子を発振制御することで前記ＬＥＤ電流を変動させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記調光信号に基づいて前記スイッチング素子をオン・オフさせる発振周波数を制御する発振周波数制御部と、前記調光信号に基づいて所定周期のうち前記スイッチング素子が前記発振周波数でオン・オフを繰り返す発振期間を制御するＰＷＭ制御部と、前記発振周波数および前記発振期間に基づいて前記スイッチング素子を発振制御する駆動部とを具備し、
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ制御部によって調光制御可能な調光度の下限であるＰＷＭ調光下限以上の範囲では、前記ＰＷＭ制御部が前記発振期間を変動させることで調光制御し、
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記ＰＷＭ制御部は前記発振期間を変動させず、前記発振周波数制御部は前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時よりも高くすることを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
前記ＰＷＭ調光下限は、前記ＰＷＭ制御部が前記所定周期内で前記スイッチング素子が１回のみオンすることが可能な前記発振期間に設定した状態であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は前記ＰＷＭ調光下限時よりも高い前記発振周波数に固定することを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項４】
前記調光信号が示す調光度が前記ＰＷＭ調光下限未満の範囲では、前記発振周波数制御部は、前記発振周波数を前記ＰＷＭ調光下限時の前記発振周波数から調光度が低くなるにつれて高くすることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯回路。
【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２０１１−１７１２３１（Ｐ２０１１−１７１２３１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６０３４（Ｐ２０１０−３６０３４）
【出願日】平成２２年２月２２日（２０１０．２．２２）
【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２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２２日（２０１０．２．２２）
【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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