ＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた照明装置
【課題】電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部に過電流が流れるのを防ぐことのできるＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】直流電源ＤＣ１の電源電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ部１と、電源電圧を検出する入力電圧検出部２と、複数のＬＥＤ６０から成る光源部６を流れる負荷電流を検出する電流検出部４と、入力電圧検出部２での検出電圧に基づいて負荷電流を制御する制御部５とを備え、制御部５は、電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１よりも低下すると、負荷電流を電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、電源電圧が復帰して第２の閾値電圧Ｖ２よりも上昇すると、一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御する。
【解決手段】直流電源ＤＣ１の電源電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ部１と、電源電圧を検出する入力電圧検出部２と、複数のＬＥＤ６０から成る光源部６を流れる負荷電流を検出する電流検出部４と、入力電圧検出部２での検出電圧に基づいて負荷電流を制御する制御部５とを備え、制御部５は、電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１よりも低下すると、負荷電流を電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、電源電圧が復帰して第２の閾値電圧Ｖ２よりも上昇すると、一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としての発光ダイオードを駆動するＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ）は、白熱電球に比べて長寿命で応答性が良いことから、ＬＥＤを光源とする照明装置が従来から多数提供されている。例えば、自動車のストップランプ等にＬＥＤを光源とした車両用リアコンビネーションランプが用いられることが多くなってきており、その駆動装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の車両用リアコンビネーションランプ装置は、複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤユニットと、昇圧回路により昇圧した電圧をＬＥＤに印加する制御ユニットとを備える。制御ユニットは、定電流回路と、定電流回路にかかる電圧を検出する電圧検出回路を有し、電圧検出回路で検出された電圧が複数個のＬＥＤを発光させるに足る可能な限り低い電圧となるように昇圧電圧を制御する。
【０００４】
一方、電源電圧が所定の電圧値よりも低くなった場合に、ＬＥＤに供給される電流量を低減することで、ＬＥＤよりも重要な機能を果たす機器に供給される電流量を確保する車両用ＬＥＤ駆動装置が特許文献２に開示されている。
【０００５】
この車両用ＬＥＤ駆動装置では、電源の電圧値を測定する測定手段と、測定された電源の電圧値に基づいて、電源配線に設けられたスイッチング素子に入力される駆動信号のデューティ比を制御する制御手段とを備えている。制御手段は、電源の電圧値が所定の電圧値よりも大きい場合には、ＬＥＤを一定の輝度で発光させるように駆動信号のデューティ比を制御する。そして、制御手段は、電源の電圧値が所定の電圧値以下の場合には、ＬＥＤの輝度が一定の輝度に対して下がるように、すなわち、ＬＥＤに供給される電流量が低減するように駆動信号のデューティ比を制御する。これにより、メータなどのＬＥＤよりも重要な機器に供給される電流量を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８７６１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の車両用ＬＥＤ駆動装置では、電源の電圧値が所定の電圧値以上に復帰した場合に、ＬＥＤが所定の輝度となるように電流を制御してしまう。このため、例えば電源の電圧値が瞬間的に所定の電圧値以上に復帰した場合、ＬＥＤに過電流が流れてしまい、ＬＥＤを劣化させてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部に過電流が流れるのを防ぐことのできるＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた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】
【０００９】
本発明のＬＥＤ駆動装置は、外部電源の電源電圧を所定の直流電圧に変換し且つ発光ダイオードから成る光源部に点灯電力を供給する電源部と、前記電源部に入力される前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記光源部を流れる負荷電流を検出する電流検出部と、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づいて前記負荷電流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電源電圧が所定の閾値電圧よりも低下すると、前記負荷電流を前記電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、前記電源電圧が復帰して前記所定の閾値電圧よりも上昇すると、一定期間、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づく値よりも前記負荷電流が小さくなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を段階的に増大させるように制御することが好ましい。
【００１１】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を指数関数的に増大させるように制御することが好ましい。
【００１２】
このＬＥＤ駆動装置において、前記電源部は、少なくとも１つのスイッチング素子を有し且つ前記スイッチング素子のオン／オフを切り替えることで出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ部から成り、前記制御部は、前記スイッチング素子のオン時間の幅を変化させることで前記負荷電流を制御することが好ましい。
【００１３】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、マイコンで構成されることが好ましい。
【００１４】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記電源電圧の低下時に前記電源電圧の低下に伴って前記負荷電流を減少させるように制御することが好ましい。
【００１５】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記通常時には前記所定の閾値電圧を第１の閾値電圧に設定し、前記電源電圧の低下時には、前記所定の閾値電圧を前記第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧に設定することが好ましい。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記何れかのＬＥＤ駆動装置と、前記光源部と、前記光源部及び前記ＬＥＤ駆動装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部に過電流が流れるのを防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は回路概略図で、（ｂ）は動作波形図である。
【図２】同上のＬＥＤ駆動装置における電源電圧と目標電流値との相関図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態２を示す図で、（ａ）は回路概略図で、（ｂ）は動作波形図である。
【図４】同上のＬＥＤ駆動装置における動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】同上のＬＥＤ駆動装置における電源電圧と目標電流値との相関図である。
【図６】本発明に係る照明装置の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
以下、本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態１について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部（電源部）１と、入力電圧検出部２と、出力電圧検出部３と、電流検出部４と、制御部５とから構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間には、外部電源である直流電源ＤＣ１が接続され、出力端間には１乃至複数のＬＥＤ６０を直列に接続して成る光源部６が接続されている。なお、本実施形態では、光源部６を複数個のＬＥＤ６０を直列に接続して構成しているが、並列に接続して構成してもよい。また、直流電源ＤＣ１としては、例えばバッテリや直流電源装置、商用交流電源を整流平滑する直流電源回路などが採用される。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、昇圧トランスＴ１を備えるフライバック型コンバータであって、昇圧トランスＴ１の１次巻線Ｔ１０には、コンデンサＣ１と、ＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子Ｑ０とが接続されている。また、昇圧トランスＴ１の２次巻線Ｔ１１には、ダイオードＤ１を介して平滑用コンデンサＣ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ０は、後述する出力制御部５０から駆動信号を与えられることによりオン／オフ制御される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、出力制御部５０によりスイッチング素子のオン時間の幅、すなわちオンデューティ比を変化させることで、入力電圧を所望の直流電圧に昇圧して出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は光源部６に点灯電力を供給する。
【００２１】
入力電圧検出部２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力電圧、すなわち直流電源ＤＣ１の電源電圧を検出するもので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間に接続される抵抗Ｒ１〜Ｒ３の直列回路で構成される。入力電圧検出部２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力電圧を抵抗Ｒ１〜Ｒ３により分圧する。そして、分圧した入力電圧は、後述する制御部５のコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に入力される。
【００２２】
出力電圧検出部３は、光源部６に印加される負荷電圧を検出するもので、光源部６に並列に接続される抵抗Ｒ４〜Ｒ６の直列回路で構成される。出力電圧検出部３は、光源部６の負荷電圧を抵抗Ｒ４〜Ｒ６により分圧する。そして、分圧した出力電圧は、後述する制御部５の出力制御部５０に入力される。
【００２３】
電流検出部４は、光源部６を流れる負荷電流を検出するものであって、光源部６と直列に接続される検出抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８，Ｒ９及びオペアンプＯＰ１から成る非反転増幅回路とで構成される。負荷電流が流れることにより生じる検出抵抗Ｒ７の両端電圧は、非反転増幅回路で増幅され、後述する出力制御部５０のコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力される。
【００２４】
制御部５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧を制御する出力制御部５０を備える。出力制御部５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１のスイッチング素子Ｑ０に駆動信号を与える駆動回路５０Ａと、コンパレータＣＰ１とを備える。コンパレータＣＰ１の非反転入力端子には、オペアンプＯＰ１の出力電圧が入力され、反転入力端子には、後述する制御電源７の制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。ここで、非反転入力端子の入力電圧は、電流検出部４の検出抵抗Ｒ７を流れる負荷電流に対応する電圧であり、反転入力端子の入力電圧は、負荷電流の目標電流値に対応する電圧である。すなわち、コンパレータＣＰ１では、負荷電流と目標電流値とを比較している。
【００２５】
したがって、コンパレータＣＰ１では、負荷電流値と目標電流値とを比較し、その誤差に基づく出力信号を駆動回路５０Ａに出力する。そして、駆動回路５０Ａは、コンパレータＣＰ１の出力信号に基づいて駆動信号のオン時間の幅を制御する。これにより、光源部６を流れる負荷電流が目標電流値と一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧が制御される。
【００２６】
また、出力制御部５０には、出力電圧検出部３で検出された負荷電圧が入力されており、当該負荷電圧に基づいて、例えば断線等による光源部６の異常を判定する。そして、出力制御部５０は、光源部６に異常が発生していると判定すると、駆動回路５０Ａによりスイッチング素子Ｑ０のオン／オフ制御を停止させたり、駆動信号のオン時間の幅を短くしたりすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制限する。
【００２７】
制御部５は、制御電源７から制御電圧ＶＣ１を供給されることで動作する。制御電源７は、直流電源ＤＣ１から入力される電源電圧に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成する。この制御電圧ＶＣ１は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２から成る分圧回路により分圧され、制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧がコンパレータＣＰ２の反転入力端子に入力される。
【００２８】
ここで、抵抗Ｒ１１には、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ１が並列に接続されており、そのベース端子はコンパレータＣＰ２の出力端子に接続されている。したがって、コンパレータＣＰ２の出力信号によりスイッチング素子Ｑ１のオン／オフが切り替えられ、抵抗Ｒ１１の分圧回路への接続が切り替えられる。そして、抵抗Ｒ１１の
分圧回路への接続が切り替えられることによって制御電圧ＶＣ１の分圧値が変化し、コンパレータＣＰ２の反転入力端子に入力される電圧値も変化する。
【００２９】
すなわち、制御部５は、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧と、スイッチング素子Ｑ１のオン時における反転入力端子の入力電圧とを比較することで、直流電源ＤＣ１の電源電圧と第１の閾値電圧Ｖ１とを比較している。また、制御部５は、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧と、スイッチング素子Ｑ１のオフ時における反転入力端子の入力電圧とを比較することで、直流電源ＤＣ１の電源電圧と第２の閾値電圧Ｖ２（＞Ｖ１）とを比較している。
【００３０】
コンパレータＣＰ２の出力端子には、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ２のベース端子が接続されている。スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子には、抵抗Ｒ１７を介して制御電圧ＶＣ１が入力されている。また、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子は、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ３のベース端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子は、抵抗Ｒ１６を介してグランドに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ３及び抵抗Ｒ１６の直列回路には、抵抗Ｒ１５及びコンデンサＣ３が各々並列に接続されている。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子には、抵抗Ｒ１３，１４を介して制御電圧ＶＣ１が入力されている。抵抗Ｒ１３及び抵抗１４の接続点は、出力制御部５０のコンパレータＣＰ１の反転入力端子に接続されている。したがって、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。
【００３２】
以下、本実施形態の動作について説明する。先ず、電源電圧が低下していない通常時では、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも大きいため、コンパレータＣＰ２はハイレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２はオン状態、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態を維持し、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路により制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。このコンパレータＣＰ１の反転入力端子の入力電圧が、通常時の目標電流値に対応する。したがって、通常時においては、出力制御部５０は、負荷電流が通常時の目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御する（図１（ｂ）参照）。
【００３３】
一方、電源電圧が低下してコンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも小さくなる、すなわち、電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１を下回ると、コンパレータＣＰ２はローレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ３がオンに切り替わることで、抵抗Ｒ１６が抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路に接続される。これにより、制御電圧ＶＣ１の分圧値が通常時よりも低下し、当該分圧値がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に入力される。このコンパレータＣＰ１の反転入力端子の入力電圧が、電源電圧の低下時の目標電流値に対応する。したがって、電源電圧の低下時においては、出力制御部５０は、負荷電流が電源電圧の低下時の目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御する。これにより、電源電圧の低下時には、通常時よりも小さい負荷電流が光源部６に流れる（図１（ｂ）参照）。
【００３４】
ここで、電源電圧の低下時には、コンパレータＣＰ２のローレベルの出力信号がスイッチング素子Ｑ１のベース端子に入力されることにより、スイッチング素子Ｑ１がオフに切り替わる。これにより、コンパレータＣＰ１において電源電圧と比較される閾値電圧が、第１の閾値電圧Ｖ１から第２の閾値電圧Ｖ２に切り替わる。
【００３５】
その後、電源電圧が復帰して上昇し、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも大きくなる、すなわち、電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２を上回ると、コンパレータＣＰ２はハイレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ３がオフに切り替わることで、抵抗Ｒ１６が抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路から切り離される。
【００３６】
ここで、抵抗Ｒ１５に並列に接続されたコンデンサＣ３が充電を開始することにより、制御電圧ＶＣ１の分圧値が指数関数的に増大する。すなわち、図１（ｂ）に示すように、目標電流値が、電源電圧の低下時の目標電流値から通常時の目標電流値まで徐々に増加する。したがって、電源電圧の復帰時においては、負荷電流が目標電流値と一致するように出力制御部５０がスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御することにより、負荷電流が一定期間、指数関数的に徐々に増大する。
【００３７】
上述のように、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６を流れる負荷電流が一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御部５がＤＣ／ＤＣコンバータ部１を制御する。したがって、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に急激に過大な電流が流れるのを防ぐことができ、過電流によりＬＥＤ６０が劣化するのを回避することができる。また、本実施形態では、電源電圧の復帰時に負荷電流が指数関数的に徐々に増大するため、光源部６の光出力が急激に変化することもなく、違和感を少なくすることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、通常時には電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１を下回らなければ目標電流値が低下せず、電源電圧の低下時には電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２を上回るまで復帰しなければ通常時の目標電流値に復帰しないようになっている。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、制御部５が第１の閾値電圧Ｖ１及び第２の閾値電圧Ｖ２を設定することで、閾値電圧にヒステリシス特性を持たせている。このため、ノイズ等による電源電圧の微小な変動によって、目標電流値が変動するのを防止することができる。
【００３９】
（実施形態２）
以下、本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図３（ａ）に示すように、制御部５をマイコン５１で構成したことに特徴がある。
【００４０】
マイコン５１は、例えばＡ／Ｄ変換機能や、各種プログラムを記憶するフラッシュメモリを内蔵した汎用マイコンであって、制御電源７から供給される制御電圧ＶＣ１によって動作する。なお、本実施形態のマイコン５１は、水晶振動子５２、コンデンサＣ４，Ｃ５で構成される共振回路から発振する発振信号を基準クロックとして用いているが、マイコン５１の内部クロックを基準クロックとして用いてもよい。
【００４１】
マイコン５１は、入力電圧検出部２で検出された電圧をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値の電源電圧値として読み込む。また、マイコン５１は、電流検出部４の検出抵抗Ｒ７に生じる両端電圧をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値の負荷電流検出値として読み込む。更に、マイコン５１は、負荷電流が目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定し、設定値に基づいてＤ／Ａ変換してアナログ信号の駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に入力する。
【００４２】
また、本実施形態では、電流検出部４と光源部６との間にＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子Ｑ４を接続している。そして、当該スイッチング素子Ｑ４のゲート端子にマイコン５１からＰＷＭ信号を入力してスイッチング素子Ｑ４のオン／オフを制御することにより、光源部６の点灯期間を変化させ、光源部６を調光することができる。なお、ＰＷＭ制御による光源部６の調光については従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
以下、本実施形態の動作について主に図４を用いて説明する。先ず、電源電圧が低下していない通常時の動作について説明する。マイコン５１は、入力電圧検出部２から電源電圧値を読み込み、当該電源電圧値と、内蔵メモリに記憶された通常時の閾値電圧Ｖ０とを比較する。そして、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きい場合、すなわち電源電圧が低下していない場合には、通常時の目標電流値Ｉ０を内蔵メモリから読み込む。一方、マイコン５１は、電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、通常時の目標電流値Ｉ０と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも小さくなるまで繰り返される。
【００４４】
一方、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも小さい場合、すなわち電源電圧が低下した場合には、マイコン５１は、当該電源電圧値に対応する目標電流値を内蔵メモリから読み込む。また、マイコン５１は、上記と同様に電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、目標電流値と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きくなる、すなわち電源電圧が復帰するまで繰り返される。
【００４５】
したがって、図５に示すように、電源電圧が低下した場合には、マイコン５１により電源電圧に対応した目標電流値が設定され、負荷電流が当該目標電流値と一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力が制御される。これにより、マイコン５１は、電源電圧の低下に伴って光源部６を流れる負荷電流を減少させるように制御するので、電源電圧の低下に伴う負荷電流の増大を抑制できる。また、負荷電流も電源電圧に基づいてきめ細かく変化するために、光源部６の光出力が急激に変化することがなく、違和感を少なくすることができる。
【００４６】
その後、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きくなった場合、すなわち電源電圧が復帰した場合には、マイコン５１は、内蔵されたタイマーによるカウントを開始し、現在の目標電流値を一定値増加させた値を新たな目標電流値として読み込む。また、マイコン５１は、上記と同様に電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、目標電流値と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、タイマーによるカウントを開始してから一定時間Ｐ１を経過するまで繰り返される。
【００４７】
そして、一定時間Ｐ１が経過すると、マイコン５１は電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、当該検出値と通常時の目標電流値Ｉ０とを比較する。そして、負荷電流検出値が通常時の目標電流値Ｉ０よりも大きければ、マイコン５１は通常時の動作に復帰する。負荷電流検出値が通常時の目標電流値Ｉ０に達していない場合には、マイコン５１は、再度現在の目標電流値を一定値増加させた値を新たな目標電流値として読み込み、上記の動作を繰り返す。
【００４８】
したがって、電源電圧の復帰時においては、目標電流値を段階的に増大させ、負荷電流が当該目標電流値と一致するようにマイコン５１がスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御することにより、負荷電流が段階的に徐々に増大する（図３（ｂ）参照）。
【００４９】
上述のように、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６を流れる負荷電流が一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御部５がＤＣ／ＤＣコンバータ部１を制御する。したがって、本実施形態では、実施形態１と同様に、流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に急激に過大な電流が流れるのを防ぐことができ、過電流によりＬＥＤ６０が劣化するのを回避することができる。また、本実施形態では、電源電圧の復帰時に負荷電流が段階的に徐々に増大するため、光源部６の光出力が急激に変化することもなく、違和感を少なくすることができる。更に、本実施形態では、制御部５をマイコン５１で構成しているため、プログラムを変更することで様々な設定を行うことができ、細やかな点灯制御を行うことができる。
【００５０】
以下、本発明に係る照明装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態はヘッドランプ（前照灯）であって、図６に示すように、器具本体Ａ１と、光源部６を有する光源ユニットＡ２と、光源部６から照射される光を配光する光学ユニットＡ３とを備える。また、本実施形態は、光源部６が取付固定されて光源部６が発する熱を放熱する放熱板Ａ４と、光源ユニットＡ２及び放熱板Ａ４を器具本体Ａ１に固定するための固定用治具Ａ５とを備える。そして、光源部６には、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１が出力線Ｂ２を介して接続されている。また、ＬＥＤ駆動装置Ｂ１は、入力線Ｂ３を介して直流電源ＤＣ１と接続されている。本実施形態では、直流電源ＤＣ１として車載用のバッテリを用いている。
【００５１】
本実施形態は、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１を備えているので、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、照明装置としては上記実施形態のヘッドランプには限定されず、例えばルームランプのような車室内用照明装置や、テールランプ、車幅灯、ブレーキランプのような車外灯照明装置に広く用いることができる。勿論、車両用以外の一般的な照明用途の照明器具に用いても構わない。
【００５３】
例えば、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１をルームランプのような車室内用照明装置に用いる場合には、光源部６の前面に配置される光学ユニットＡ３の配光特性は、遠方への照明に適する特性から車室内の照明に適する特性に変更すべきである。また、この場合には、器具本体Ａ１の形状も車室内での配置に適する形状に変更すべきであるのは言うまでもない。また、車両用以外の一般的な照明用途の照明器具に用いる場合には、直流電源ＤＣ１として、車載用のバッテリに代えて商用交流電源を整流平滑する直流電源回路などを用いるのが望ましい。
【符号の説明】
【００５４】
１ ＤＣ／ＤＣコンバータ部（電源部）
２ 入力電圧検出部
４ 電流検出部
５ 制御部
６ 光源部
６０ ＬＥＤ
ＤＣ１ 直流電源（外部電源）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としての発光ダイオードを駆動するＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ）は、白熱電球に比べて長寿命で応答性が良いことから、ＬＥＤを光源とする照明装置が従来から多数提供されている。例えば、自動車のストップランプ等にＬＥＤを光源とした車両用リアコンビネーションランプが用いられることが多くなってきており、その駆動装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の車両用リアコンビネーションランプ装置は、複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤユニットと、昇圧回路により昇圧した電圧をＬＥＤに印加する制御ユニットとを備える。制御ユニットは、定電流回路と、定電流回路にかかる電圧を検出する電圧検出回路を有し、電圧検出回路で検出された電圧が複数個のＬＥＤを発光させるに足る可能な限り低い電圧となるように昇圧電圧を制御する。
【０００４】
一方、電源電圧が所定の電圧値よりも低くなった場合に、ＬＥＤに供給される電流量を低減することで、ＬＥＤよりも重要な機能を果たす機器に供給される電流量を確保する車両用ＬＥＤ駆動装置が特許文献２に開示されている。
【０００５】
この車両用ＬＥＤ駆動装置では、電源の電圧値を測定する測定手段と、測定された電源の電圧値に基づいて、電源配線に設けられたスイッチング素子に入力される駆動信号のデューティ比を制御する制御手段とを備えている。制御手段は、電源の電圧値が所定の電圧値よりも大きい場合には、ＬＥＤを一定の輝度で発光させるように駆動信号のデューティ比を制御する。そして、制御手段は、電源の電圧値が所定の電圧値以下の場合には、ＬＥＤの輝度が一定の輝度に対して下がるように、すなわち、ＬＥＤに供給される電流量が低減するように駆動信号のデューティ比を制御する。これにより、メータなどのＬＥＤよりも重要な機器に供給される電流量を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８７６１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の車両用ＬＥＤ駆動装置では、電源の電圧値が所定の電圧値以上に復帰した場合に、ＬＥＤが所定の輝度となるように電流を制御してしまう。このため、例えば電源の電圧値が瞬間的に所定の電圧値以上に復帰した場合、ＬＥＤに過電流が流れてしまい、ＬＥＤを劣化させてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部に過電流が流れるのを防ぐことのできるＬＥＤ駆動装置及びそれを用いた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】
【０００９】
本発明のＬＥＤ駆動装置は、外部電源の電源電圧を所定の直流電圧に変換し且つ発光ダイオードから成る光源部に点灯電力を供給する電源部と、前記電源部に入力される前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記光源部を流れる負荷電流を検出する電流検出部と、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づいて前記負荷電流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電源電圧が所定の閾値電圧よりも低下すると、前記負荷電流を前記電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、前記電源電圧が復帰して前記所定の閾値電圧よりも上昇すると、一定期間、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づく値よりも前記負荷電流が小さくなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を段階的に増大させるように制御することが好ましい。
【００１１】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を指数関数的に増大させるように制御することが好ましい。
【００１２】
このＬＥＤ駆動装置において、前記電源部は、少なくとも１つのスイッチング素子を有し且つ前記スイッチング素子のオン／オフを切り替えることで出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ部から成り、前記制御部は、前記スイッチング素子のオン時間の幅を変化させることで前記負荷電流を制御することが好ましい。
【００１３】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、マイコンで構成されることが好ましい。
【００１４】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記電源電圧の低下時に前記電源電圧の低下に伴って前記負荷電流を減少させるように制御することが好ましい。
【００１５】
このＬＥＤ駆動装置において、前記制御部は、前記通常時には前記所定の閾値電圧を第１の閾値電圧に設定し、前記電源電圧の低下時には、前記所定の閾値電圧を前記第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧に設定することが好ましい。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記何れかのＬＥＤ駆動装置と、前記光源部と、前記光源部及び前記ＬＥＤ駆動装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部に過電流が流れるのを防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は回路概略図で、（ｂ）は動作波形図である。
【図２】同上のＬＥＤ駆動装置における電源電圧と目標電流値との相関図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態２を示す図で、（ａ）は回路概略図で、（ｂ）は動作波形図である。
【図４】同上のＬＥＤ駆動装置における動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】同上のＬＥＤ駆動装置における電源電圧と目標電流値との相関図である。
【図６】本発明に係る照明装置の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
以下、本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態１について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部（電源部）１と、入力電圧検出部２と、出力電圧検出部３と、電流検出部４と、制御部５とから構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間には、外部電源である直流電源ＤＣ１が接続され、出力端間には１乃至複数のＬＥＤ６０を直列に接続して成る光源部６が接続されている。なお、本実施形態では、光源部６を複数個のＬＥＤ６０を直列に接続して構成しているが、並列に接続して構成してもよい。また、直流電源ＤＣ１としては、例えばバッテリや直流電源装置、商用交流電源を整流平滑する直流電源回路などが採用される。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、昇圧トランスＴ１を備えるフライバック型コンバータであって、昇圧トランスＴ１の１次巻線Ｔ１０には、コンデンサＣ１と、ＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子Ｑ０とが接続されている。また、昇圧トランスＴ１の２次巻線Ｔ１１には、ダイオードＤ１を介して平滑用コンデンサＣ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ０は、後述する出力制御部５０から駆動信号を与えられることによりオン／オフ制御される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、出力制御部５０によりスイッチング素子のオン時間の幅、すなわちオンデューティ比を変化させることで、入力電圧を所望の直流電圧に昇圧して出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は光源部６に点灯電力を供給する。
【００２１】
入力電圧検出部２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力電圧、すなわち直流電源ＤＣ１の電源電圧を検出するもので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間に接続される抵抗Ｒ１〜Ｒ３の直列回路で構成される。入力電圧検出部２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力電圧を抵抗Ｒ１〜Ｒ３により分圧する。そして、分圧した入力電圧は、後述する制御部５のコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に入力される。
【００２２】
出力電圧検出部３は、光源部６に印加される負荷電圧を検出するもので、光源部６に並列に接続される抵抗Ｒ４〜Ｒ６の直列回路で構成される。出力電圧検出部３は、光源部６の負荷電圧を抵抗Ｒ４〜Ｒ６により分圧する。そして、分圧した出力電圧は、後述する制御部５の出力制御部５０に入力される。
【００２３】
電流検出部４は、光源部６を流れる負荷電流を検出するものであって、光源部６と直列に接続される検出抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８，Ｒ９及びオペアンプＯＰ１から成る非反転増幅回路とで構成される。負荷電流が流れることにより生じる検出抵抗Ｒ７の両端電圧は、非反転増幅回路で増幅され、後述する出力制御部５０のコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力される。
【００２４】
制御部５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧を制御する出力制御部５０を備える。出力制御部５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１のスイッチング素子Ｑ０に駆動信号を与える駆動回路５０Ａと、コンパレータＣＰ１とを備える。コンパレータＣＰ１の非反転入力端子には、オペアンプＯＰ１の出力電圧が入力され、反転入力端子には、後述する制御電源７の制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。ここで、非反転入力端子の入力電圧は、電流検出部４の検出抵抗Ｒ７を流れる負荷電流に対応する電圧であり、反転入力端子の入力電圧は、負荷電流の目標電流値に対応する電圧である。すなわち、コンパレータＣＰ１では、負荷電流と目標電流値とを比較している。
【００２５】
したがって、コンパレータＣＰ１では、負荷電流値と目標電流値とを比較し、その誤差に基づく出力信号を駆動回路５０Ａに出力する。そして、駆動回路５０Ａは、コンパレータＣＰ１の出力信号に基づいて駆動信号のオン時間の幅を制御する。これにより、光源部６を流れる負荷電流が目標電流値と一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧が制御される。
【００２６】
また、出力制御部５０には、出力電圧検出部３で検出された負荷電圧が入力されており、当該負荷電圧に基づいて、例えば断線等による光源部６の異常を判定する。そして、出力制御部５０は、光源部６に異常が発生していると判定すると、駆動回路５０Ａによりスイッチング素子Ｑ０のオン／オフ制御を停止させたり、駆動信号のオン時間の幅を短くしたりすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制限する。
【００２７】
制御部５は、制御電源７から制御電圧ＶＣ１を供給されることで動作する。制御電源７は、直流電源ＤＣ１から入力される電源電圧に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成する。この制御電圧ＶＣ１は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２から成る分圧回路により分圧され、制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧がコンパレータＣＰ２の反転入力端子に入力される。
【００２８】
ここで、抵抗Ｒ１１には、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ１が並列に接続されており、そのベース端子はコンパレータＣＰ２の出力端子に接続されている。したがって、コンパレータＣＰ２の出力信号によりスイッチング素子Ｑ１のオン／オフが切り替えられ、抵抗Ｒ１１の分圧回路への接続が切り替えられる。そして、抵抗Ｒ１１の
分圧回路への接続が切り替えられることによって制御電圧ＶＣ１の分圧値が変化し、コンパレータＣＰ２の反転入力端子に入力される電圧値も変化する。
【００２９】
すなわち、制御部５は、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧と、スイッチング素子Ｑ１のオン時における反転入力端子の入力電圧とを比較することで、直流電源ＤＣ１の電源電圧と第１の閾値電圧Ｖ１とを比較している。また、制御部５は、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧と、スイッチング素子Ｑ１のオフ時における反転入力端子の入力電圧とを比較することで、直流電源ＤＣ１の電源電圧と第２の閾値電圧Ｖ２（＞Ｖ１）とを比較している。
【００３０】
コンパレータＣＰ２の出力端子には、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ２のベース端子が接続されている。スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子には、抵抗Ｒ１７を介して制御電圧ＶＣ１が入力されている。また、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子は、ＮＰＮ型トランジスタから成るスイッチング素子Ｑ３のベース端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子は、抵抗Ｒ１６を介してグランドに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ３及び抵抗Ｒ１６の直列回路には、抵抗Ｒ１５及びコンデンサＣ３が各々並列に接続されている。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子には、抵抗Ｒ１３，１４を介して制御電圧ＶＣ１が入力されている。抵抗Ｒ１３及び抵抗１４の接続点は、出力制御部５０のコンパレータＣＰ１の反転入力端子に接続されている。したがって、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。
【００３２】
以下、本実施形態の動作について説明する。先ず、電源電圧が低下していない通常時では、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも大きいため、コンパレータＣＰ２はハイレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２はオン状態、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態を維持し、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路により制御電圧ＶＣ１を分圧した電圧が入力される。このコンパレータＣＰ１の反転入力端子の入力電圧が、通常時の目標電流値に対応する。したがって、通常時においては、出力制御部５０は、負荷電流が通常時の目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御する（図１（ｂ）参照）。
【００３３】
一方、電源電圧が低下してコンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも小さくなる、すなわち、電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１を下回ると、コンパレータＣＰ２はローレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ３がオンに切り替わることで、抵抗Ｒ１６が抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路に接続される。これにより、制御電圧ＶＣ１の分圧値が通常時よりも低下し、当該分圧値がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に入力される。このコンパレータＣＰ１の反転入力端子の入力電圧が、電源電圧の低下時の目標電流値に対応する。したがって、電源電圧の低下時においては、出力制御部５０は、負荷電流が電源電圧の低下時の目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御する。これにより、電源電圧の低下時には、通常時よりも小さい負荷電流が光源部６に流れる（図１（ｂ）参照）。
【００３４】
ここで、電源電圧の低下時には、コンパレータＣＰ２のローレベルの出力信号がスイッチング素子Ｑ１のベース端子に入力されることにより、スイッチング素子Ｑ１がオフに切り替わる。これにより、コンパレータＣＰ１において電源電圧と比較される閾値電圧が、第１の閾値電圧Ｖ１から第２の閾値電圧Ｖ２に切り替わる。
【００３５】
その後、電源電圧が復帰して上昇し、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧よりも大きくなる、すなわち、電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２を上回ると、コンパレータＣＰ２はハイレベルの出力信号を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ３がオフに切り替わることで、抵抗Ｒ１６が抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５で構成される分圧回路から切り離される。
【００３６】
ここで、抵抗Ｒ１５に並列に接続されたコンデンサＣ３が充電を開始することにより、制御電圧ＶＣ１の分圧値が指数関数的に増大する。すなわち、図１（ｂ）に示すように、目標電流値が、電源電圧の低下時の目標電流値から通常時の目標電流値まで徐々に増加する。したがって、電源電圧の復帰時においては、負荷電流が目標電流値と一致するように出力制御部５０がスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御することにより、負荷電流が一定期間、指数関数的に徐々に増大する。
【００３７】
上述のように、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６を流れる負荷電流が一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御部５がＤＣ／ＤＣコンバータ部１を制御する。したがって、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に急激に過大な電流が流れるのを防ぐことができ、過電流によりＬＥＤ６０が劣化するのを回避することができる。また、本実施形態では、電源電圧の復帰時に負荷電流が指数関数的に徐々に増大するため、光源部６の光出力が急激に変化することもなく、違和感を少なくすることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、通常時には電源電圧が第１の閾値電圧Ｖ１を下回らなければ目標電流値が低下せず、電源電圧の低下時には電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２を上回るまで復帰しなければ通常時の目標電流値に復帰しないようになっている。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、制御部５が第１の閾値電圧Ｖ１及び第２の閾値電圧Ｖ２を設定することで、閾値電圧にヒステリシス特性を持たせている。このため、ノイズ等による電源電圧の微小な変動によって、目標電流値が変動するのを防止することができる。
【００３９】
（実施形態２）
以下、本発明に係るＬＥＤ駆動装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図３（ａ）に示すように、制御部５をマイコン５１で構成したことに特徴がある。
【００４０】
マイコン５１は、例えばＡ／Ｄ変換機能や、各種プログラムを記憶するフラッシュメモリを内蔵した汎用マイコンであって、制御電源７から供給される制御電圧ＶＣ１によって動作する。なお、本実施形態のマイコン５１は、水晶振動子５２、コンデンサＣ４，Ｃ５で構成される共振回路から発振する発振信号を基準クロックとして用いているが、マイコン５１の内部クロックを基準クロックとして用いてもよい。
【００４１】
マイコン５１は、入力電圧検出部２で検出された電圧をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値の電源電圧値として読み込む。また、マイコン５１は、電流検出部４の検出抵抗Ｒ７に生じる両端電圧をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値の負荷電流検出値として読み込む。更に、マイコン５１は、負荷電流が目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定し、設定値に基づいてＤ／Ａ変換してアナログ信号の駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に入力する。
【００４２】
また、本実施形態では、電流検出部４と光源部６との間にＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子Ｑ４を接続している。そして、当該スイッチング素子Ｑ４のゲート端子にマイコン５１からＰＷＭ信号を入力してスイッチング素子Ｑ４のオン／オフを制御することにより、光源部６の点灯期間を変化させ、光源部６を調光することができる。なお、ＰＷＭ制御による光源部６の調光については従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
以下、本実施形態の動作について主に図４を用いて説明する。先ず、電源電圧が低下していない通常時の動作について説明する。マイコン５１は、入力電圧検出部２から電源電圧値を読み込み、当該電源電圧値と、内蔵メモリに記憶された通常時の閾値電圧Ｖ０とを比較する。そして、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きい場合、すなわち電源電圧が低下していない場合には、通常時の目標電流値Ｉ０を内蔵メモリから読み込む。一方、マイコン５１は、電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、通常時の目標電流値Ｉ０と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも小さくなるまで繰り返される。
【００４４】
一方、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも小さい場合、すなわち電源電圧が低下した場合には、マイコン５１は、当該電源電圧値に対応する目標電流値を内蔵メモリから読み込む。また、マイコン５１は、上記と同様に電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、目標電流値と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きくなる、すなわち電源電圧が復帰するまで繰り返される。
【００４５】
したがって、図５に示すように、電源電圧が低下した場合には、マイコン５１により電源電圧に対応した目標電流値が設定され、負荷電流が当該目標電流値と一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力が制御される。これにより、マイコン５１は、電源電圧の低下に伴って光源部６を流れる負荷電流を減少させるように制御するので、電源電圧の低下に伴う負荷電流の増大を抑制できる。また、負荷電流も電源電圧に基づいてきめ細かく変化するために、光源部６の光出力が急激に変化することがなく、違和感を少なくすることができる。
【００４６】
その後、電源電圧値が通常時の閾値電圧Ｖ０よりも大きくなった場合、すなわち電源電圧が復帰した場合には、マイコン５１は、内蔵されたタイマーによるカウントを開始し、現在の目標電流値を一定値増加させた値を新たな目標電流値として読み込む。また、マイコン５１は、上記と同様に電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、目標電流値と負荷電流検出値との誤差を演算し、当該誤差を無くすようにスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を設定する。そして、マイコン５１から駆動信号をスイッチング素子Ｑ０に与えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力を制御する。上記動作は、タイマーによるカウントを開始してから一定時間Ｐ１を経過するまで繰り返される。
【００４７】
そして、一定時間Ｐ１が経過すると、マイコン５１は電流検出部４から負荷電流検出値を読み込み、当該検出値と通常時の目標電流値Ｉ０とを比較する。そして、負荷電流検出値が通常時の目標電流値Ｉ０よりも大きければ、マイコン５１は通常時の動作に復帰する。負荷電流検出値が通常時の目標電流値Ｉ０に達していない場合には、マイコン５１は、再度現在の目標電流値を一定値増加させた値を新たな目標電流値として読み込み、上記の動作を繰り返す。
【００４８】
したがって、電源電圧の復帰時においては、目標電流値を段階的に増大させ、負荷電流が当該目標電流値と一致するようにマイコン５１がスイッチング素子Ｑ０のオン時間の幅を制御することにより、負荷電流が段階的に徐々に増大する（図３（ｂ）参照）。
【００４９】
上述のように、本実施形態では、直流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６を流れる負荷電流が一定期間、入力電圧検出部２の検出電圧に基づく値よりも負荷電流が小さくなるように制御部５がＤＣ／ＤＣコンバータ部１を制御する。したがって、本実施形態では、実施形態１と同様に、流電源ＤＣ１の電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に急激に過大な電流が流れるのを防ぐことができ、過電流によりＬＥＤ６０が劣化するのを回避することができる。また、本実施形態では、電源電圧の復帰時に負荷電流が段階的に徐々に増大するため、光源部６の光出力が急激に変化することもなく、違和感を少なくすることができる。更に、本実施形態では、制御部５をマイコン５１で構成しているため、プログラムを変更することで様々な設定を行うことができ、細やかな点灯制御を行うことができる。
【００５０】
以下、本発明に係る照明装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態はヘッドランプ（前照灯）であって、図６に示すように、器具本体Ａ１と、光源部６を有する光源ユニットＡ２と、光源部６から照射される光を配光する光学ユニットＡ３とを備える。また、本実施形態は、光源部６が取付固定されて光源部６が発する熱を放熱する放熱板Ａ４と、光源ユニットＡ２及び放熱板Ａ４を器具本体Ａ１に固定するための固定用治具Ａ５とを備える。そして、光源部６には、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１が出力線Ｂ２を介して接続されている。また、ＬＥＤ駆動装置Ｂ１は、入力線Ｂ３を介して直流電源ＤＣ１と接続されている。本実施形態では、直流電源ＤＣ１として車載用のバッテリを用いている。
【００５１】
本実施形態は、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１を備えているので、電源電圧が低下して復帰した場合に、光源部６に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、照明装置としては上記実施形態のヘッドランプには限定されず、例えばルームランプのような車室内用照明装置や、テールランプ、車幅灯、ブレーキランプのような車外灯照明装置に広く用いることができる。勿論、車両用以外の一般的な照明用途の照明器具に用いても構わない。
【００５３】
例えば、上記何れかの実施形態のＬＥＤ駆動装置Ｂ１をルームランプのような車室内用照明装置に用いる場合には、光源部６の前面に配置される光学ユニットＡ３の配光特性は、遠方への照明に適する特性から車室内の照明に適する特性に変更すべきである。また、この場合には、器具本体Ａ１の形状も車室内での配置に適する形状に変更すべきであるのは言うまでもない。また、車両用以外の一般的な照明用途の照明器具に用いる場合には、直流電源ＤＣ１として、車載用のバッテリに代えて商用交流電源を整流平滑する直流電源回路などを用いるのが望ましい。
【符号の説明】
【００５４】
１ ＤＣ／ＤＣコンバータ部（電源部）
２ 入力電圧検出部
４ 電流検出部
５ 制御部
６ 光源部
６０ ＬＥＤ
ＤＣ１ 直流電源（外部電源）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源の電源電圧を所定の直流電圧に変換し且つ発光ダイオードから成る光源部に点灯電力を供給する電源部と、前記電源部に入力される前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記光源部を流れる負荷電流を検出する電流検出部と、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づいて前記負荷電流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電源電圧が所定の閾値電圧よりも低下すると、前記負荷電流を前記電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、前記電源電圧が復帰して前記所定の閾値電圧よりも上昇すると、一定期間、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づく値よりも前記負荷電流が小さくなるように制御することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を段階的に増大させるように制御することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を指数関数的に増大させるように制御することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項４】
前記電源部は、少なくとも１つのスイッチング素子を有し且つ前記スイッチング素子のオン／オフを切り替えることで出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ部から成り、前記制御部は、前記スイッチング素子のオン時間の幅を変化させることで前記負荷電流を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、マイコンで構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電源電圧の低下時に前記電源電圧の低下に伴って前記負荷電流を減少させるように制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記通常時には前記所定の閾値電圧を第１の閾値電圧に設定し、前記電源電圧の低下時には、前記所定の閾値電圧を前記第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧に設定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置と、前記光源部と、前記光源部及び前記ＬＥＤ駆動装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
外部電源の電源電圧を所定の直流電圧に変換し且つ発光ダイオードから成る光源部に点灯電力を供給する電源部と、前記電源部に入力される前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記光源部を流れる負荷電流を検出する電流検出部と、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づいて前記負荷電流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電源電圧が所定の閾値電圧よりも低下すると、前記負荷電流を前記電源電圧が低下していない通常時よりも小さくなるように制御し、前記電源電圧が復帰して前記所定の閾値電圧よりも上昇すると、一定期間、前記入力電圧検出部の検出電圧に基づく値よりも前記負荷電流が小さくなるように制御することを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を段階的に増大させるように制御することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記一定期間において前記負荷電流を指数関数的に増大させるように制御することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項４】
前記電源部は、少なくとも１つのスイッチング素子を有し且つ前記スイッチング素子のオン／オフを切り替えることで出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ部から成り、前記制御部は、前記スイッチング素子のオン時間の幅を変化させることで前記負荷電流を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、マイコンで構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電源電圧の低下時に前記電源電圧の低下に伴って前記負荷電流を減少させるように制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記通常時には前記所定の閾値電圧を第１の閾値電圧に設定し、前記電源電圧の低下時には、前記所定の閾値電圧を前記第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧に設定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のＬＥＤ駆動装置と、前記光源部と、前記光源部及び前記ＬＥＤ駆動装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３３６４４（Ｐ２０１３−３３６４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９２４９（Ｐ２０１１−１６９２４９）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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