ＬＥＤ点灯装置
【課題】位相制御方式の調光器を安定に動作させてちらつきを抑えることが可能であり、かつ効率の高いＬＥＤ点灯装置を提供する。
【解決手段】位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換して発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置を構成する。
【解決手段】位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換して発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、環境性に優れた光源として注目されており、ＬＥＤ照明として住宅やオフィスの一般照明としても利用されるようになった。ＬＥＤ照明の中には、白熱電球と同様の口金を備え、白熱電球用の器具に取り付けて利用される電球形ＬＥＤ照明があり、白熱電球の調光手段として用いられてきた位相制御方式の調光器（以下、単に調光器と記す）に対応する製品も見られる。
【０００３】
調光器の多くは、半導体素子であるトライアックのターンオン・ターンオフによって、交流電源と負荷の間を導通・遮断する。トライアックは、ターンオン（点弧）した後、保持電流と呼ばれる所定の電流値より大きな電流を流し続けなければ、再びターンオフ（消弧）する。調光器の多くは、負荷が白熱電球であることを前提に設計されている。負荷が白熱電球であれば、トライアックがターンオンした時点から交流電源のゼロクロス近傍の時点まで、保持電流を上回る十分な電流が流れて、トライアックはオン状態を維持する。しかし、負荷をＬＥＤとしたＬＥＤ照明では、白熱電球に比べて電流が小さいため、トライアックがターンオンした時点から交流電源のゼロクロス近傍の時点まで保持電流を上回る十分な電流が流れず、交流電源のゼロクロス近傍を迎える前にトライアックがターンオフしてしまう現象が起こり得る。以下では、この現象を誤消弧と記す。特に、誤消弧がランダムに発生する状況、または、誤消弧するタイミングにばらつきがある状況では、ＬＥＤ点灯装置の動作が不安定となり、点灯にちらつきが発生する。
【０００４】
上記の問題を解決する一手段として、トライアックに保持電流以上の電流を常に流し続け、誤消弧を防止する機能を備えたＬＥＤ点灯装置が考えられる。このようなＬＥＤ点灯装置として、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、ＬＥＤに給電するＤＣ−ＤＣコンバータと並列に定電流回路などのダミー負荷を接続し、このダミー負荷に電流を流すことによって、トライアックに流れる電流が保持電流を上回るようにする。また、このようにダミー負荷に電流を流すことは、調光器のタイマ回路をリセットして、オフになったトライアックを再びターンオンさせる役割も果たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、ダミー負荷を設けることで保持電流以上の電流を常に流し続けることになる。これにより上記問題を解決することができるが、保持電流は調光器によって異なり、トライアックのオン状態を維持するために３０ｍＡ以上の電流を必要とする調光器も多く存在する。特に、コンデンサインプット方式の回路を利用してＬＥＤ点灯装置を構成する場合、平滑コンデンサの放電期間において入力電流が略ゼロになるため、保持電流より大きい電流を全てダミー負荷に流すことが求められる。ここで、ダミー負荷に印加される電圧の実効値が１００Ｖであり、ダミー負荷に流れる電流が３０ｍＡである場合、ダミー負荷の損失は３Ｗとなる。製品化されている電球形ＬＥＤ照明の大半は、消費電力が１０Ｗ未満であることを考えると、ダミー負荷だけで３Ｗの損失を発生させることは効率の点で望ましくない。
【０００７】
本発明は、調光器を安定に動作させてちらつきを抑えることが可能であり、かつ効率の良いＬＥＤ点灯装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するためには、位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換して発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置を構成すればよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤ点灯装置によれば、調光器を安定に動作させてちらつきを抑えることが可能であり、かつ効率の良いＬＥＤ点灯装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のＬＥＤ点灯装置のブロック図である。
【図２】位相制御方式の調光器の内部回路図である。
【図３】位相制御方式の調光器に白熱電球を接続した場合の動作波形である。
【図４】本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路と抵抗値設定回路の構成例である。
【図５】本発明のＬＥＤ点灯装置の動作波形例である。
【図６】本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路と抵抗値設定回路の構成例である。
【図７】レギュレータ回路の出力電圧波形である。
【図８】本発明のＬＥＤ点灯装置の具体的な回路構成例である。
【図９】本発明のＬＥＤ点灯装置における制御回路用電源回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明におけるＬＥＤ点灯装置のブロック図である。図１において、整流回路１０２から右側が本発明のＬＥＤ点灯装置である。整流回路１０２は、調光器１０１によって位相制御された交流電源電圧を整流して整流電圧を生成する。整流回路１０２の直流出力は、ダイオード１０３を介してコンデンサ１０４に接続される。コンデンサ１０４は、整流電圧を平滑して直流電圧を生成する。すなわち、本実施例におけるＬＥＤ点灯装置は、コンデンサインプット方式の回路である。これによって、直流電圧の脈動が小さくなり、後段のＤＣ−ＤＣ変換回路１０５にとってＬＥＤに流れる電流の脈動を抑え易くなる。ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５は、直流電圧を変換してＬＥＤ負荷１０６に給電する。ＬＥＤ負荷１０６について、ＬＥＤの個数や接続形態は問わず、また、保護用素子などを内蔵したＬＥＤモジュールを含んでもよい。
【００１３】
整流回路１０２の直流出力には、可変抵抗回路１０７が接続される。抵抗値設定回路１０８は、整流電圧に基づいて可変抵抗回路１０７の抵抗値を可変するための抵抗値設定信号を出力する。可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８は、調光器１０１におけるトライアックのオン・オフ状態を整流電圧に応じて制御し、また、調光器１０１のタイマ回路をリセットしてトライアックを再びターンオンさせる役割を果たす。電流設定回路１０９は、整流電圧に基づいてＤＣ−ＤＣ変換回路１０５の電流設定値を出力する。電流設定回路１０９によって、調光器１０１の操作に応じたＬＥＤ電流の制御、すなわち調光が可能になる。
【００１４】
具体的な動作を説明する前に、調光器１０１について説明する。図２は、トライアックを用いた位相制御方式の調光器１０１について、内部回路の概略を示したものである。図２のように、トライアック１１０が交流電源１００と負荷１１５の間に接続される。また、トライアック１１０と並列に、抵抗１１１と可変抵抗１１２とコンデンサ１１３の直列体であるタイマ回路が接続される。可変抵抗１１２とコンデンサ１１３の接続点は、ダイアック１１４を介してトライアック１１０のゲートに接続される。
【００１５】
図３は、負荷１１５として白熱電球を接続した場合の、トライアック１１０のオン・オフ状態と、負荷電圧、負荷電流の波形である。トライアック１１０のオン期間では、負荷電圧は交流電源１００の電圧とほぼ同じになる。白熱電球はほぼ純抵抗であるため、負荷電流の波形は電圧と相似形になる。交流電源１００のゼロクロス近傍において、負荷電流がトライアック１１０の保持電流より小さくなると、トライアック１１０がターンオフする。トライアック１１０のオフ期間では、交流電源１００から抵抗１１１、可変抵抗１１２、コンデンサ１１３、負荷１１５の経路に微小電流が流れ、コンデンサ１１３に電荷が蓄えられる。白熱電球に比べて調光器１０１のインピーダンスが十分に大きいため、負荷電圧は略ゼロとなる。コンデンサ１１３の電圧が上昇し、ダイアック１１４がオンになると、トライアック１１０は再びターンオンする。調光器１０１の操作によって可変抵抗１１２の抵抗値が増大すると、トライアック１１０が再びターンオンするまでの時間が長くなる。これによって、負荷電力が減少し、白熱電球であれば光出力が減少する。
【００１６】
本発明において、図２における負荷１１５は図１のＬＥＤ点灯装置であり、白熱電球とは特性が異なる。具体的には、白熱電球と比べてインピーダンスが高く、かつ、白熱電球のように純抵抗であるとは限らない。したがって、動作波形も図３と同様になるとは限らない。
【００１７】
図４は、本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の構成例である。抵抗値設定回路１０８は、抵抗１１６と１１７、コンパレータ１１８、直流電圧源１１９によって構成されており、整流電圧が所望の基準電圧より高い場合にＬレベルとなる抵抗値設定信号を出力する。
【００１８】
可変抵抗回路１０７は、抵抗１２０とスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１２２の直列体と、この直列体と並列に接続される抵抗１２１によって構成されており、ＭＯＳＦＥＴ１２２のオン・オフによって抵抗値を２値に可変する。ＭＯＳＦＥＴ１２２の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。
【００１９】
整流電圧が基準電圧より高ければ、ＭＯＳＦＥＴ１２２はオフとなり、抵抗１２０が切り離される分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値は高くなる。なお、可変抵抗回路１０７の抵抗値は必ずしも２値である必要はなく、整流電圧によって連続的に変化するような構成としてもよい。他にも、以下で説明する動作を実現できれば、可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の具体的な構成は問わない。
【００２０】
図５は、本発明のＬＥＤ点灯装置の動作波形であり、整流電圧、直流電圧、整流電流の波形と、可変抵抗回路１０７の抵抗値を示した。ここで、直流電圧とは、上記の通り、コンデンサ１０４の電圧である。整流電流とは、整流回路１０２の直流出力電流であり、調光器１０１に流れる電流を整流したものとほぼ同じ波形となる。
【００２１】
トライアック１１０がターンオンすると、整流電圧が交流電源１００とほぼ同じ電圧レベルまで上昇する。このとき、整流電圧が基準電圧より高くなり、可変抵抗回路１０７の抵抗値は増大する。また、交流電源１００から調光器１０１、整流回路１０２、ダイオード１０３を介してコンデンサ１０４を充電する電流が流れ始めるため、整流電流も急激に増大する。コンデンサ１０４を充電する電流は、コンデンサ１０４が充電されて直流電圧が上昇するにつれて減少するため、整流電流も徐々に減少する。
【００２２】
直流電圧が最大値になって、コンデンサ１０４への充電が完了する時点の近傍（以下では、単に充電完了時と記す）において、整流電流と可変抵抗回路１０７に流れる電流はほぼ一致する。この時点で、整流電流が所望の基準電流より小さくなるように、可変抵抗回路１０７の抵抗値を設定しておく。さらに、基準電流をトライアック１１０の保持電流より小さく設定しておけば、トライアック１１０はターンオフする。保持電流は調光器によって異なるが、小さくても５ｍＡである。したがって、基準電流を５ｍＡ未満と設定すれば、ほぼ全ての調光器に対して、充電完了時にトライアックを確実にターンオフさせることができる。
【００２３】
このときの可変抵抗回路１０７の抵抗値は、上記の基準電流と、想定される整流電圧の最大値をもとに設定する。例えば、交流電源電圧１００Ｖａｃでの使用を考える場合、充電完了時における整流電圧は、最大で略１４１Ｖである。したがって、整流電圧が１４１Ｖのとき、整流電流が基準電流の５ｍＡより小さくなるように、抵抗値を２８.２ｋΩ（＝１４１Ｖ÷５ｍＡ）より大きく設定する。
【００２４】
もちろん、図４の可変抵抗回路１０７において抵抗１２１を接続せず、整流電圧が基準電圧より高いときに、可変抵抗回路１０７を開放状態とすれば、ほぼ全ての調光器に対して、充電完了時にトライアックを確実にターンオフさせることができる。ただし、厳密に言えば、図４において抵抗値設定回路１０８の要素である抵抗１１６と１１７も、可変抵抗回路１０７の一部と考えられるなどの理由から、可変抵抗回路１０７を完全に開放状態にすることは難しい。したがって、抵抗１２１を接続しない場合であっても、抵抗１１６と１１７の抵抗値を上記の要領で設定する必要がある。
【００２５】
トライアック１１０がターンオフした後、整流電圧は図５のように低下する。整流電圧が基準電圧より低くなる時点で、可変抵抗回路１０７の抵抗値は減少する。交流電源１００から調光器１０１のタイマ回路、整流回路１０２を介して可変抵抗回路１０７に電流を流し、タイマ回路をリセットしてトライアック１１０を再びターンオンさせる。なお、トライアック１１０がオフの期間でも、コンデンサ１０４に蓄えられたエネルギーによって、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５は安定して動作する。
【００２６】
これまでのＬＥＤ点灯装置の課題として、交流電源の各周期において、トライアックが誤消弧する場合と、誤消弧しない場合とがランダムに発生したり、または、誤消弧するタイミングにばらつきがあったりと、調光器の動作が不安定になることがあった。このように調光器の動作が不安定になると、ＬＥＤ負荷においてちらつきが発生する。
【００２７】
これまでの対策として、整流回路の直流出力にダミー負荷を接続し、トライアックの誤消弧を防ぐことで、調光器を安定に動作させる方式がある。この方式では、ダミー負荷に流れる電流を大きくするほど、より幅広い調光器への適合を期待できる。しかし、ダミー負荷の損失増大による効率の低下を考えると現実的ではない。
【００２８】
これに対して本発明では、コンデンサ１０４の充電完了時という、いつでも同じタイミングで意図的にトライアック１１０をターンオフさせる。このような方式においても、調光器１０１とＤＣ−ＤＣ変換回路１０５を安定して動作させることが可能であり、ちらつきを防止できる。また、ダミー負荷によって保持電流より大きい電流を流す方式と比べて、本発明の方式の方が効率が良い。
【００２９】
図６は、可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の別例である。図６の回路では、抵抗１２３、ツェナーダイオード１２４、ＭＯＳＦＥＴ１２５がレギュレータ回路１２６を構成する。ＭＯＳＦＥＴ１２５の代わりに、バイポーラトランジスタなど他種の半導体素子を用いてもよい。このレギュレータ回路１２６は、図４における可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の両方についての構成要素である。そのため、図４のように、破線によって可変抵抗回路１０７及び抵抗値設定回路１０８を区分化していない。
【００３０】
レギュレータ回路１２６は、図７のように、整流電圧を所望の電圧値でクランプする。クランプ電圧は、ツェナーダイオード１２４のツェナー電圧として設定できる。コンパレータ１２７は、レギュレータ回路１２６の出力電圧と、所望の閾値とを比較することによって、整流電圧が基準電圧より高いか否かを間接的に判定する。この閾値は、直流電圧源１２８の電圧値によって設定できる。また、コンパレータ１２７は、整流電圧が基準電圧より高いときにＬレベルとなるような抵抗値設定信号を出力する。レギュレータ回路１２６によって整流電圧のレベルを下げておくことで、基準電圧が数Ｖ〜十数Ｖと低い場合であっても、コンパレータ１２７による比較の精度を損なわずに済む。
【００３１】
レギュレータ回路１２６の出力には、抵抗１２９とスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１３１の直列体と、抵抗１３０が並列に接続される。ＭＯＳＦＥＴ１３１の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。整流電圧が基準電圧より高くなると、抵抗値設定信号はＬレベルになり、ＭＯＳＦＥＴ１３１はオフとなる。抵抗１３０が切り離される分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値は高くなる。
【００３２】
図７のように、整流電圧がツェナーダイオード１２４のツェナー電圧より高いとき、レギュレータ回路１２６の出力電圧は、ツェナー電圧とほぼ等しくなる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ１３１がオフであるとき、可変抵抗回路１０７に流れる電流は、ツェナー電圧と抵抗１３０によって決まる値となる。ここで、コンデンサ１０４の充電完了時に、整流電流を基準電流より小さくするには、ツェナー電圧と抵抗１３０によって決まる電流値が基準電流より小さくなるように、ツェナー電圧と抵抗１３０の抵抗値を決めればよい。基準電流を５ｍＡ、ツェナー電圧を１０Ｖとする場合、抵抗１３０の抵抗値は２ｋΩ（＝１０Ｖ÷５ｍＡ）より大きく設定すればよい。
【００３３】
図８は、図１に示したＬＥＤ点灯装置のうち、整流回路１０２やＤＣ−ＤＣ変換回路１０５の構成を具体的に示したものである。図８において、ダイオードブリッジ１３３による全波整流回路が、図１の整流回路１０２に相当する。また、ダイオード１３４、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１３５、チョークコイル１３６、コンデンサ１３７、電流検出用の抵抗１３８、制御回路１３９、制御回路用電源回路１４０から構成される降圧チョッパ回路が、図１のＤＣ−ＤＣ変換回路１０５に相当する。なお、図１には無い部品として、突入電流防止用の抵抗１３２を追加した。この他にも、ヒューズやフィルタ用のコンデンサなどを追加してもよい。ＬＥＤ負荷１０６の電圧によっては、降圧チョッパではなく昇降圧チョッパや昇圧チョッパを、また、絶縁が必要であればフライバックコンバータを用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴ１３５の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。
【００３４】
図８において、制御回路１３９は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５がＬＥＤ負荷１０６に出力する電流を電流設定値にしたがって制御する。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１３５に流れる電流が、電流設定値に達するまでＭＯＳＦＥＴ１３５をオンにする制御が考えられる。ＭＯＳＦＥＴ１３５に流れる電流を制御することによって、ＬＥＤ負荷１０６に流れる電流を間接的に制御できる。このような制御回路１３９は、市販されているＬＥＤ用の制御ＩＣを用いて簡単に構成できる。もちろん、制御ＩＣを用いず、コンパレータなどのディスクリート部品を組み合わせて構成してもよいし、マイクロコンピュータやデジタル・シグナル・プロセッサを利用してソフトウェアとして構成してもよい。
【００３５】
制御回路用電源回路１４０は、ダイオード１０３のカソードに接続され、コンデンサ１０４の直流電圧を変換して、制御回路１３９の電源電圧を生成する。具体的には、制御回路１３９における制御ＩＣ、コンパレータ、オペアンプなどの動作電圧を生成する。また、図８では配線（接続）を省略したが、制御回路用電源回路１４０は、抵抗値設定回路１０８や電流設定回路１０９などの電源電圧も必要に応じて生成する。
【００３６】
制御回路用電源回路１４０の具体的な構成として、図９のように、抵抗１４１、ツェナーダイオード１４２、ＭＯＳＦＥＴ１４３を用いたレギュレータ回路が考えられる。ＭＯＳＦＥＴ１４３の代わりに、バイポーラトランジスタなど他種の素子を用いてもよい。図９の他にも、３端子レギュレータなど、他方式のレギュレータ回路を構成してもよい。
【００３７】
ここで、制御回路用電源回路１４０は、ダイオード１０３のアノードに接続され、コンデンサ１０４によって平滑される前の整流電圧を変換して、制御回路の電源電圧を生成する構成も考えられる。例えば、図６の可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８を構成する場合、レギュレータ回路１２６の出力電圧を平滑して、制御回路の電源電圧を生成できる。しかし、この場合、コンデンサ１０４の充電完了時において、制御回路用電源回路１４０に流れる電流の分だけ整流電流を増大させてしまい、整流電流を基準電流より小さくする狙いに反する。言い換えれば、制御回路用電源回路１４０の抵抗値の分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値を小さくすることと等価である。したがって、本発明のＬＥＤ点灯装置において、このような構成は適さない。
【００３８】
一方、図８のように制御回路用電源回路１４０を接続すれば、コンデンサ１０４の充電完了時からコンデンサ１０４への充電が再開するまでの期間、すなわち、コンデンサ１０４の放電期間において、制御回路用電源回路１４０は交流電源１００から切り離された状態となる。すなわち、コンデンサ１０４の充電完了時において、制御回路用電源回路１４０に流れる電流が整流電流を増大させることはない。したがって、整流電流を基準電流より小さくする上で有効な接続方法と言える。
【００３９】
図８のように制御回路用電源回路１４０を設ける他に、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５に発生する電圧を利用して、制御回路の電源電圧を生成してもよい。例えば、チョークコイル１３６に補助巻線を設ける方法が考えられる。この方法も、コンデンサ１０４の直流電圧を変換して制御回路の電源電圧を生成する点では図８の方法と同様であり、同様の効果を実現できる。
【符号の説明】
【００４０】
１００ 交流電源
１０１ 調光器
１０２ 整流回路
１０３、１３４ ダイオード
１０４、１１３、１３７ コンデンサ
１０５ ＤＣ−ＤＣ変換回路
１０６ ＬＥＤ負荷
１０７ 可変抵抗回路
１０８ 抵抗値設定回路
１０９ 電流設定回路
１１０ トライアック
１１１、１１６、１１７、１２０、１２１、１２３、１２９、１３０、１３２、１３８、１４１ 抵抗
１１２ 可変抵抗
１１４ ダイアック
１１５ 負荷
１１８、１２７ コンパレータ
１１９、１２８ 直流電圧源
１２２、１２５、１３１、１３５、１４３ ＭＯＳＦＥＴ
１２４、１４２ ツェナーダイオード
１２６ レギュレータ回路
１３３ ダイオードブリッジ
１３６ チョークコイル
１３９ 制御回路
１４０ 制御回路用電源回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、環境性に優れた光源として注目されており、ＬＥＤ照明として住宅やオフィスの一般照明としても利用されるようになった。ＬＥＤ照明の中には、白熱電球と同様の口金を備え、白熱電球用の器具に取り付けて利用される電球形ＬＥＤ照明があり、白熱電球の調光手段として用いられてきた位相制御方式の調光器（以下、単に調光器と記す）に対応する製品も見られる。
【０００３】
調光器の多くは、半導体素子であるトライアックのターンオン・ターンオフによって、交流電源と負荷の間を導通・遮断する。トライアックは、ターンオン（点弧）した後、保持電流と呼ばれる所定の電流値より大きな電流を流し続けなければ、再びターンオフ（消弧）する。調光器の多くは、負荷が白熱電球であることを前提に設計されている。負荷が白熱電球であれば、トライアックがターンオンした時点から交流電源のゼロクロス近傍の時点まで、保持電流を上回る十分な電流が流れて、トライアックはオン状態を維持する。しかし、負荷をＬＥＤとしたＬＥＤ照明では、白熱電球に比べて電流が小さいため、トライアックがターンオンした時点から交流電源のゼロクロス近傍の時点まで保持電流を上回る十分な電流が流れず、交流電源のゼロクロス近傍を迎える前にトライアックがターンオフしてしまう現象が起こり得る。以下では、この現象を誤消弧と記す。特に、誤消弧がランダムに発生する状況、または、誤消弧するタイミングにばらつきがある状況では、ＬＥＤ点灯装置の動作が不安定となり、点灯にちらつきが発生する。
【０００４】
上記の問題を解決する一手段として、トライアックに保持電流以上の電流を常に流し続け、誤消弧を防止する機能を備えたＬＥＤ点灯装置が考えられる。このようなＬＥＤ点灯装置として、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、ＬＥＤに給電するＤＣ−ＤＣコンバータと並列に定電流回路などのダミー負荷を接続し、このダミー負荷に電流を流すことによって、トライアックに流れる電流が保持電流を上回るようにする。また、このようにダミー負荷に電流を流すことは、調光器のタイマ回路をリセットして、オフになったトライアックを再びターンオンさせる役割も果たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、ダミー負荷を設けることで保持電流以上の電流を常に流し続けることになる。これにより上記問題を解決することができるが、保持電流は調光器によって異なり、トライアックのオン状態を維持するために３０ｍＡ以上の電流を必要とする調光器も多く存在する。特に、コンデンサインプット方式の回路を利用してＬＥＤ点灯装置を構成する場合、平滑コンデンサの放電期間において入力電流が略ゼロになるため、保持電流より大きい電流を全てダミー負荷に流すことが求められる。ここで、ダミー負荷に印加される電圧の実効値が１００Ｖであり、ダミー負荷に流れる電流が３０ｍＡである場合、ダミー負荷の損失は３Ｗとなる。製品化されている電球形ＬＥＤ照明の大半は、消費電力が１０Ｗ未満であることを考えると、ダミー負荷だけで３Ｗの損失を発生させることは効率の点で望ましくない。
【０００７】
本発明は、調光器を安定に動作させてちらつきを抑えることが可能であり、かつ効率の良いＬＥＤ点灯装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するためには、位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換して発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置を構成すればよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤ点灯装置によれば、調光器を安定に動作させてちらつきを抑えることが可能であり、かつ効率の良いＬＥＤ点灯装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のＬＥＤ点灯装置のブロック図である。
【図２】位相制御方式の調光器の内部回路図である。
【図３】位相制御方式の調光器に白熱電球を接続した場合の動作波形である。
【図４】本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路と抵抗値設定回路の構成例である。
【図５】本発明のＬＥＤ点灯装置の動作波形例である。
【図６】本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路と抵抗値設定回路の構成例である。
【図７】レギュレータ回路の出力電圧波形である。
【図８】本発明のＬＥＤ点灯装置の具体的な回路構成例である。
【図９】本発明のＬＥＤ点灯装置における制御回路用電源回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明におけるＬＥＤ点灯装置のブロック図である。図１において、整流回路１０２から右側が本発明のＬＥＤ点灯装置である。整流回路１０２は、調光器１０１によって位相制御された交流電源電圧を整流して整流電圧を生成する。整流回路１０２の直流出力は、ダイオード１０３を介してコンデンサ１０４に接続される。コンデンサ１０４は、整流電圧を平滑して直流電圧を生成する。すなわち、本実施例におけるＬＥＤ点灯装置は、コンデンサインプット方式の回路である。これによって、直流電圧の脈動が小さくなり、後段のＤＣ−ＤＣ変換回路１０５にとってＬＥＤに流れる電流の脈動を抑え易くなる。ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５は、直流電圧を変換してＬＥＤ負荷１０６に給電する。ＬＥＤ負荷１０６について、ＬＥＤの個数や接続形態は問わず、また、保護用素子などを内蔵したＬＥＤモジュールを含んでもよい。
【００１３】
整流回路１０２の直流出力には、可変抵抗回路１０７が接続される。抵抗値設定回路１０８は、整流電圧に基づいて可変抵抗回路１０７の抵抗値を可変するための抵抗値設定信号を出力する。可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８は、調光器１０１におけるトライアックのオン・オフ状態を整流電圧に応じて制御し、また、調光器１０１のタイマ回路をリセットしてトライアックを再びターンオンさせる役割を果たす。電流設定回路１０９は、整流電圧に基づいてＤＣ−ＤＣ変換回路１０５の電流設定値を出力する。電流設定回路１０９によって、調光器１０１の操作に応じたＬＥＤ電流の制御、すなわち調光が可能になる。
【００１４】
具体的な動作を説明する前に、調光器１０１について説明する。図２は、トライアックを用いた位相制御方式の調光器１０１について、内部回路の概略を示したものである。図２のように、トライアック１１０が交流電源１００と負荷１１５の間に接続される。また、トライアック１１０と並列に、抵抗１１１と可変抵抗１１２とコンデンサ１１３の直列体であるタイマ回路が接続される。可変抵抗１１２とコンデンサ１１３の接続点は、ダイアック１１４を介してトライアック１１０のゲートに接続される。
【００１５】
図３は、負荷１１５として白熱電球を接続した場合の、トライアック１１０のオン・オフ状態と、負荷電圧、負荷電流の波形である。トライアック１１０のオン期間では、負荷電圧は交流電源１００の電圧とほぼ同じになる。白熱電球はほぼ純抵抗であるため、負荷電流の波形は電圧と相似形になる。交流電源１００のゼロクロス近傍において、負荷電流がトライアック１１０の保持電流より小さくなると、トライアック１１０がターンオフする。トライアック１１０のオフ期間では、交流電源１００から抵抗１１１、可変抵抗１１２、コンデンサ１１３、負荷１１５の経路に微小電流が流れ、コンデンサ１１３に電荷が蓄えられる。白熱電球に比べて調光器１０１のインピーダンスが十分に大きいため、負荷電圧は略ゼロとなる。コンデンサ１１３の電圧が上昇し、ダイアック１１４がオンになると、トライアック１１０は再びターンオンする。調光器１０１の操作によって可変抵抗１１２の抵抗値が増大すると、トライアック１１０が再びターンオンするまでの時間が長くなる。これによって、負荷電力が減少し、白熱電球であれば光出力が減少する。
【００１６】
本発明において、図２における負荷１１５は図１のＬＥＤ点灯装置であり、白熱電球とは特性が異なる。具体的には、白熱電球と比べてインピーダンスが高く、かつ、白熱電球のように純抵抗であるとは限らない。したがって、動作波形も図３と同様になるとは限らない。
【００１７】
図４は、本発明のＬＥＤ点灯装置における可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の構成例である。抵抗値設定回路１０８は、抵抗１１６と１１７、コンパレータ１１８、直流電圧源１１９によって構成されており、整流電圧が所望の基準電圧より高い場合にＬレベルとなる抵抗値設定信号を出力する。
【００１８】
可変抵抗回路１０７は、抵抗１２０とスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１２２の直列体と、この直列体と並列に接続される抵抗１２１によって構成されており、ＭＯＳＦＥＴ１２２のオン・オフによって抵抗値を２値に可変する。ＭＯＳＦＥＴ１２２の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。
【００１９】
整流電圧が基準電圧より高ければ、ＭＯＳＦＥＴ１２２はオフとなり、抵抗１２０が切り離される分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値は高くなる。なお、可変抵抗回路１０７の抵抗値は必ずしも２値である必要はなく、整流電圧によって連続的に変化するような構成としてもよい。他にも、以下で説明する動作を実現できれば、可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の具体的な構成は問わない。
【００２０】
図５は、本発明のＬＥＤ点灯装置の動作波形であり、整流電圧、直流電圧、整流電流の波形と、可変抵抗回路１０７の抵抗値を示した。ここで、直流電圧とは、上記の通り、コンデンサ１０４の電圧である。整流電流とは、整流回路１０２の直流出力電流であり、調光器１０１に流れる電流を整流したものとほぼ同じ波形となる。
【００２１】
トライアック１１０がターンオンすると、整流電圧が交流電源１００とほぼ同じ電圧レベルまで上昇する。このとき、整流電圧が基準電圧より高くなり、可変抵抗回路１０７の抵抗値は増大する。また、交流電源１００から調光器１０１、整流回路１０２、ダイオード１０３を介してコンデンサ１０４を充電する電流が流れ始めるため、整流電流も急激に増大する。コンデンサ１０４を充電する電流は、コンデンサ１０４が充電されて直流電圧が上昇するにつれて減少するため、整流電流も徐々に減少する。
【００２２】
直流電圧が最大値になって、コンデンサ１０４への充電が完了する時点の近傍（以下では、単に充電完了時と記す）において、整流電流と可変抵抗回路１０７に流れる電流はほぼ一致する。この時点で、整流電流が所望の基準電流より小さくなるように、可変抵抗回路１０７の抵抗値を設定しておく。さらに、基準電流をトライアック１１０の保持電流より小さく設定しておけば、トライアック１１０はターンオフする。保持電流は調光器によって異なるが、小さくても５ｍＡである。したがって、基準電流を５ｍＡ未満と設定すれば、ほぼ全ての調光器に対して、充電完了時にトライアックを確実にターンオフさせることができる。
【００２３】
このときの可変抵抗回路１０７の抵抗値は、上記の基準電流と、想定される整流電圧の最大値をもとに設定する。例えば、交流電源電圧１００Ｖａｃでの使用を考える場合、充電完了時における整流電圧は、最大で略１４１Ｖである。したがって、整流電圧が１４１Ｖのとき、整流電流が基準電流の５ｍＡより小さくなるように、抵抗値を２８.２ｋΩ（＝１４１Ｖ÷５ｍＡ）より大きく設定する。
【００２４】
もちろん、図４の可変抵抗回路１０７において抵抗１２１を接続せず、整流電圧が基準電圧より高いときに、可変抵抗回路１０７を開放状態とすれば、ほぼ全ての調光器に対して、充電完了時にトライアックを確実にターンオフさせることができる。ただし、厳密に言えば、図４において抵抗値設定回路１０８の要素である抵抗１１６と１１７も、可変抵抗回路１０７の一部と考えられるなどの理由から、可変抵抗回路１０７を完全に開放状態にすることは難しい。したがって、抵抗１２１を接続しない場合であっても、抵抗１１６と１１７の抵抗値を上記の要領で設定する必要がある。
【００２５】
トライアック１１０がターンオフした後、整流電圧は図５のように低下する。整流電圧が基準電圧より低くなる時点で、可変抵抗回路１０７の抵抗値は減少する。交流電源１００から調光器１０１のタイマ回路、整流回路１０２を介して可変抵抗回路１０７に電流を流し、タイマ回路をリセットしてトライアック１１０を再びターンオンさせる。なお、トライアック１１０がオフの期間でも、コンデンサ１０４に蓄えられたエネルギーによって、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５は安定して動作する。
【００２６】
これまでのＬＥＤ点灯装置の課題として、交流電源の各周期において、トライアックが誤消弧する場合と、誤消弧しない場合とがランダムに発生したり、または、誤消弧するタイミングにばらつきがあったりと、調光器の動作が不安定になることがあった。このように調光器の動作が不安定になると、ＬＥＤ負荷においてちらつきが発生する。
【００２７】
これまでの対策として、整流回路の直流出力にダミー負荷を接続し、トライアックの誤消弧を防ぐことで、調光器を安定に動作させる方式がある。この方式では、ダミー負荷に流れる電流を大きくするほど、より幅広い調光器への適合を期待できる。しかし、ダミー負荷の損失増大による効率の低下を考えると現実的ではない。
【００２８】
これに対して本発明では、コンデンサ１０４の充電完了時という、いつでも同じタイミングで意図的にトライアック１１０をターンオフさせる。このような方式においても、調光器１０１とＤＣ−ＤＣ変換回路１０５を安定して動作させることが可能であり、ちらつきを防止できる。また、ダミー負荷によって保持電流より大きい電流を流す方式と比べて、本発明の方式の方が効率が良い。
【００２９】
図６は、可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の別例である。図６の回路では、抵抗１２３、ツェナーダイオード１２４、ＭＯＳＦＥＴ１２５がレギュレータ回路１２６を構成する。ＭＯＳＦＥＴ１２５の代わりに、バイポーラトランジスタなど他種の半導体素子を用いてもよい。このレギュレータ回路１２６は、図４における可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８の両方についての構成要素である。そのため、図４のように、破線によって可変抵抗回路１０７及び抵抗値設定回路１０８を区分化していない。
【００３０】
レギュレータ回路１２６は、図７のように、整流電圧を所望の電圧値でクランプする。クランプ電圧は、ツェナーダイオード１２４のツェナー電圧として設定できる。コンパレータ１２７は、レギュレータ回路１２６の出力電圧と、所望の閾値とを比較することによって、整流電圧が基準電圧より高いか否かを間接的に判定する。この閾値は、直流電圧源１２８の電圧値によって設定できる。また、コンパレータ１２７は、整流電圧が基準電圧より高いときにＬレベルとなるような抵抗値設定信号を出力する。レギュレータ回路１２６によって整流電圧のレベルを下げておくことで、基準電圧が数Ｖ〜十数Ｖと低い場合であっても、コンパレータ１２７による比較の精度を損なわずに済む。
【００３１】
レギュレータ回路１２６の出力には、抵抗１２９とスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１３１の直列体と、抵抗１３０が並列に接続される。ＭＯＳＦＥＴ１３１の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。整流電圧が基準電圧より高くなると、抵抗値設定信号はＬレベルになり、ＭＯＳＦＥＴ１３１はオフとなる。抵抗１３０が切り離される分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値は高くなる。
【００３２】
図７のように、整流電圧がツェナーダイオード１２４のツェナー電圧より高いとき、レギュレータ回路１２６の出力電圧は、ツェナー電圧とほぼ等しくなる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ１３１がオフであるとき、可変抵抗回路１０７に流れる電流は、ツェナー電圧と抵抗１３０によって決まる値となる。ここで、コンデンサ１０４の充電完了時に、整流電流を基準電流より小さくするには、ツェナー電圧と抵抗１３０によって決まる電流値が基準電流より小さくなるように、ツェナー電圧と抵抗１３０の抵抗値を決めればよい。基準電流を５ｍＡ、ツェナー電圧を１０Ｖとする場合、抵抗１３０の抵抗値は２ｋΩ（＝１０Ｖ÷５ｍＡ）より大きく設定すればよい。
【００３３】
図８は、図１に示したＬＥＤ点灯装置のうち、整流回路１０２やＤＣ−ＤＣ変換回路１０５の構成を具体的に示したものである。図８において、ダイオードブリッジ１３３による全波整流回路が、図１の整流回路１０２に相当する。また、ダイオード１３４、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１３５、チョークコイル１３６、コンデンサ１３７、電流検出用の抵抗１３８、制御回路１３９、制御回路用電源回路１４０から構成される降圧チョッパ回路が、図１のＤＣ−ＤＣ変換回路１０５に相当する。なお、図１には無い部品として、突入電流防止用の抵抗１３２を追加した。この他にも、ヒューズやフィルタ用のコンデンサなどを追加してもよい。ＬＥＤ負荷１０６の電圧によっては、降圧チョッパではなく昇降圧チョッパや昇圧チョッパを、また、絶縁が必要であればフライバックコンバータを用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴ１３５の代わりに、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなど他種のスイッチング素子を用いてもよい。
【００３４】
図８において、制御回路１３９は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５がＬＥＤ負荷１０６に出力する電流を電流設定値にしたがって制御する。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１３５に流れる電流が、電流設定値に達するまでＭＯＳＦＥＴ１３５をオンにする制御が考えられる。ＭＯＳＦＥＴ１３５に流れる電流を制御することによって、ＬＥＤ負荷１０６に流れる電流を間接的に制御できる。このような制御回路１３９は、市販されているＬＥＤ用の制御ＩＣを用いて簡単に構成できる。もちろん、制御ＩＣを用いず、コンパレータなどのディスクリート部品を組み合わせて構成してもよいし、マイクロコンピュータやデジタル・シグナル・プロセッサを利用してソフトウェアとして構成してもよい。
【００３５】
制御回路用電源回路１４０は、ダイオード１０３のカソードに接続され、コンデンサ１０４の直流電圧を変換して、制御回路１３９の電源電圧を生成する。具体的には、制御回路１３９における制御ＩＣ、コンパレータ、オペアンプなどの動作電圧を生成する。また、図８では配線（接続）を省略したが、制御回路用電源回路１４０は、抵抗値設定回路１０８や電流設定回路１０９などの電源電圧も必要に応じて生成する。
【００３６】
制御回路用電源回路１４０の具体的な構成として、図９のように、抵抗１４１、ツェナーダイオード１４２、ＭＯＳＦＥＴ１４３を用いたレギュレータ回路が考えられる。ＭＯＳＦＥＴ１４３の代わりに、バイポーラトランジスタなど他種の素子を用いてもよい。図９の他にも、３端子レギュレータなど、他方式のレギュレータ回路を構成してもよい。
【００３７】
ここで、制御回路用電源回路１４０は、ダイオード１０３のアノードに接続され、コンデンサ１０４によって平滑される前の整流電圧を変換して、制御回路の電源電圧を生成する構成も考えられる。例えば、図６の可変抵抗回路１０７と抵抗値設定回路１０８を構成する場合、レギュレータ回路１２６の出力電圧を平滑して、制御回路の電源電圧を生成できる。しかし、この場合、コンデンサ１０４の充電完了時において、制御回路用電源回路１４０に流れる電流の分だけ整流電流を増大させてしまい、整流電流を基準電流より小さくする狙いに反する。言い換えれば、制御回路用電源回路１４０の抵抗値の分だけ、可変抵抗回路１０７の抵抗値を小さくすることと等価である。したがって、本発明のＬＥＤ点灯装置において、このような構成は適さない。
【００３８】
一方、図８のように制御回路用電源回路１４０を接続すれば、コンデンサ１０４の充電完了時からコンデンサ１０４への充電が再開するまでの期間、すなわち、コンデンサ１０４の放電期間において、制御回路用電源回路１４０は交流電源１００から切り離された状態となる。すなわち、コンデンサ１０４の充電完了時において、制御回路用電源回路１４０に流れる電流が整流電流を増大させることはない。したがって、整流電流を基準電流より小さくする上で有効な接続方法と言える。
【００３９】
図８のように制御回路用電源回路１４０を設ける他に、ＤＣ−ＤＣ変換回路１０５に発生する電圧を利用して、制御回路の電源電圧を生成してもよい。例えば、チョークコイル１３６に補助巻線を設ける方法が考えられる。この方法も、コンデンサ１０４の直流電圧を変換して制御回路の電源電圧を生成する点では図８の方法と同様であり、同様の効果を実現できる。
【符号の説明】
【００４０】
１００ 交流電源
１０１ 調光器
１０２ 整流回路
１０３、１３４ ダイオード
１０４、１１３、１３７ コンデンサ
１０５ ＤＣ−ＤＣ変換回路
１０６ ＬＥＤ負荷
１０７ 可変抵抗回路
１０８ 抵抗値設定回路
１０９ 電流設定回路
１１０ トライアック
１１１、１１６、１１７、１２０、１２１、１２３、１２９、１３０、１３２、１３８、１４１ 抵抗
１１２ 可変抵抗
１１４ ダイアック
１１５ 負荷
１１８、１２７ コンパレータ
１１９、１２８ 直流電圧源
１２２、１２５、１３１、１３５、１４３ ＭＯＳＦＥＴ
１２４、１４２ ツェナーダイオード
１２６ レギュレータ回路
１３３ ダイオードブリッジ
１３６ チョークコイル
１３９ 制御回路
１４０ 制御回路用電源回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換してＬＥＤ負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、
前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記コンデンサの充電が完了する時点の近傍において、前記整流回路の直流出力電流が所望の基準電流より小さくなることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記可変抵抗回路は、抵抗とスイッチング素子の直列体を備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が前記基準電圧より高いときに、前記スイッチング素子をオフにすることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記直列体は、前記整流回路の直流出力に接続されることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記抵抗値設定回路は、整流電圧を所望の電圧値でクランプするレギュレータ回路と、該レギュレータ回路の出力電圧と所望の閾値とを比較することによって、前記整流電圧が前記基準電圧より高いか否かを間接的に判定するコンパレータとを備え、前記直列体は、前記レギュレータ回路の出力に接続されることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記レギュレータ回路は、抵抗と半導体素子とツェナーダイオードとを備え、前記整流電圧を前記ツェナーダイオードのツェナー電圧でクランプすることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記ＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記ＬＥＤ負荷に出力する電流を前記電流設定値にしたがって制御する制御回路と、前記直流電圧を変換して前記制御回路と前記抵抗値設定回路と前記電流設定回路の電源電圧を生成する制御回路用電源回路とを備えることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項１】
位相制御された交流電源電圧を整流電圧に変換する整流回路と、ダイオードを介して前記整流回路の直流出力に接続され、前記整流電圧を平滑して直流電圧を生成するコンデンサと、前記直流電圧を変換してＬＥＤ負荷に給電するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記整流電圧に基づいて前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の電流設定値を出力する電流設定回路とを備えたＬＥＤ点灯装置であって、
前記整流回路の直流出力に接続される可変抵抗回路と、前記整流電圧に基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を可変する抵抗値設定回路とを備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が所望の基準電圧より高いときに、前記可変抵抗回路の抵抗値を増大させることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記コンデンサの充電が完了する時点の近傍において、前記整流回路の直流出力電流が所望の基準電流より小さくなることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記可変抵抗回路は、抵抗とスイッチング素子の直列体を備え、前記抵抗値設定回路は、前記整流電圧が前記基準電圧より高いときに、前記スイッチング素子をオフにすることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記直列体は、前記整流回路の直流出力に接続されることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記抵抗値設定回路は、整流電圧を所望の電圧値でクランプするレギュレータ回路と、該レギュレータ回路の出力電圧と所望の閾値とを比較することによって、前記整流電圧が前記基準電圧より高いか否かを間接的に判定するコンパレータとを備え、前記直列体は、前記レギュレータ回路の出力に接続されることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記レギュレータ回路は、抵抗と半導体素子とツェナーダイオードとを備え、前記整流電圧を前記ツェナーダイオードのツェナー電圧でクランプすることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載のＬＥＤ点灯装置において、
前記ＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記ＬＥＤ負荷に出力する電流を前記電流設定値にしたがって制御する制御回路と、前記直流電圧を変換して前記制御回路と前記抵抗値設定回路と前記電流設定回路の電源電圧を生成する制御回路用電源回路とを備えることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【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２０１３−１０５７２９（Ｐ２０１３−１０５７２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１２０７（Ｐ２０１１−２５１２０７）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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