(57)【要約】【課題】異なるＬＥＤ負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することができるＬＥＤ点灯装置を提供する。  【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１００は、入力される一次電圧Ｖ１を二次電圧Ｖ２に変換して二次電圧Ｖ２を出力する直流電源回路１２０と、二次電圧Ｖ２を降圧して降圧出力電圧ＶＬを生成して降圧出力電圧ＶＬをＬＥＤアレイ２００に投入する降圧チョッパ回路１３０と、二次電圧Ｖ２と降圧出力電圧ＶＬとの差分である差分電圧ＶＤを検出する差分電圧検出回路１４０と、差分電圧ＶＤが所定の設定値ＶＤｓで一定となるように直流電源回路１２０の駆動状態を制御する制御回路１５０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ点灯装置であって、
入力される一次電圧を二次電圧に変換して該二次電圧を出力する直流電源回路と、
前記二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成して該降圧出力電圧をＬＥＤアレイに投入する降圧チョッパ回路と、
前記降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出される前記降圧出力電圧の減少に応じて前記二次電圧を減少させるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路と
を備えたＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記電圧検出回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路であり、
前記制御回路が、前記差分電圧が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記電圧検出回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路及び前記二次電圧を検出する二次電圧検出回路を含み、
前記制御回路が、前記二次電圧と前記差分電圧との比が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記駆動状態の制御にかかわらず前記差分電圧が所定の閾値以下となる場合に前記直流電源回路に前記二次電圧を低減させる保護回路をさらに備えた請求項２又は３に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記駆動状態の制御にかかわらず前記差分電圧が所定の閾値以下となる場合に前記降圧チョッパ回路に前記降圧出力電圧を低減させる保護回路をさらに備えた請求項２又は３に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記降圧チョッパ回路が、チョークコイル、スイッチング素子及び回生ダイオードを含み、
前記ＬＥＤアレイが接続される場合に、前記スイッチング素子がオン状態の場合に前記直流電源回路の出力端の高電位側から低電位側に前記ＬＥＤアレイ、前記チョークコイル及び前記スイッチング素子の直列回路が形成され、前記スイッチング素子がオフ状態の場合に前記ＬＥＤアレイ、前記チョークコイル及び前記回生ダイオードによる閉回路が形成され、
前記差分電圧検出回路が、前記チョークコイルと前記スイッチング素子の直列回路に印加される電圧を検出するように配置された、請求項２から５のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記電圧検出回路が、前記二次電圧を検出する二次電圧検出回路及び前記降圧出力電圧を検出する降圧電圧検出回路を含み、
前記制御回路が、前記二次電圧と前記降圧出力電圧の差又は前記二次電圧と前記降圧出力電圧との比が所定の設定値で一定となるように前記直流電源回路の駆動状態を制御する、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤアレイとを備えたＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に開示されるＬＥＤ点灯装置は、前段の力率改善回路（ＰＦＣ回路）及び後段の降圧チョッパ回路を含む。このようなＬＥＤ点灯装置では、前段のＰＦＣ回路が入力電圧を昇圧及び定電圧化して二次電圧を生成し、後段の降圧チョッパ回路が二次電圧を降圧して出力電圧を生成し、その出力電圧をＬＥＤアレイに印加する。このような回路構成は、軽負荷時にも高い力率を得ることができることから、例えば、特に深い調光を行うことを想定したＬＥＤ点灯装置において利用されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４２９０９号公報
【特許文献２】特開２０１８−８８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前段のＰＦＣ回路などの直流電源回路の出力電圧と後段の降圧チョッパ回路の出力電圧との間の電位差が必要以上に大きい場合、詳細を後述するように、前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方において無用な損失が生じて回路効率が低下してしまう。したがって、この効率低下を抑制するために、降圧チョッパ回路の出力電圧であるＬＥＤ電圧に応じて直流電源回路の出力電圧が適切に制御されることが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することができるＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＬＥＤ点灯装置は、入力される一次電圧を二次電圧に変換してその二次電圧を出力する直流電源回路と、二次電圧を降圧して降圧出力電圧を生成してその降圧出力電圧をＬＥＤアレイに投入する降圧チョッパ回路と、降圧出力電圧を直接又は間接に検出する電圧検出回路と、電圧検出回路によって検出される降圧出力電圧の減少に応じて二次電圧を減少させるように直流電源回路の駆動状態を制御する制御回路とを備える。
【０００７】
上記構成によると、降圧チョッパ回路の出力電圧である降圧出力電圧の減少／増加に応じて直流電源回路の出力電圧である二次電圧が減少／増加するので、二次電圧と降圧出力電圧の差が抑制される。これにより、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。
【０００８】
本発明の第１の態様によるＬＥＤ点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧と降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路であり、制御回路は、差分電圧が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、極めて簡素な構成によって、上記効果が得られる。また、降圧チョッパ回路の出力短絡状態の発生によって差分電圧が上昇することを受けて、上記制御の結果として直流電源回路の出力が低減されるので、出力短絡保護の機能も実現される。
【０００９】
本発明の第２の態様によるＬＥＤ点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧と降圧出力電圧との差分である差分電圧を検出する差分電圧検出回路及び二次電圧を検出する二次電圧検出回路を含み、制御回路は、二次電圧と差分電圧との比が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、比較的簡素な構成によって、上記効果が得られる。また、降圧チョッパ回路の出力短絡状態の発生によって上記比が増加又は減少することを受けて、上記制御の結果として直流電源回路の出力が低減されるので、出力短絡保護の機能も実現される。
【００１０】
本発明の第３の態様によるＬＥＤ点灯装置では、電圧検出回路は、二次電圧を検出する二次電圧検出回路及び降圧出力電圧を検出する降圧電圧検出回路を含み、制御回路は、二次電圧と降圧出力電圧の差又は二次電圧と降圧出力電圧との比が所定の設定値で一定となるように直流電源回路の駆動状態を制御する。これにより、比較的簡素な構成によって、上記効果が得られる。
【００１１】
また、上記第１又は第２の形態のＬＥＤ点灯装置は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧が所定の閾値以下となる場合に直流電源回路に二次電圧を低減させる保護回路をさらに備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路の無負荷状態において、直流電源回路及び降圧チョッパ回路の出力が抑制又は停止され、直流電源回路及び降圧チョッパ回路の待機電力の低減が可能となる。
【００１２】
また、上記第１又は第２の形態のＬＥＤ点灯装置は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧が所定の閾値以下となる場合に降圧チョッパ回路に降圧出力電圧を低減させる保護回路をさらに備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路の無負荷状態において、その出力が抑制又は停止され、降圧チョッパ回路の待機電力の低減が、簡素な回路構成において可能となる。
【００１３】
上記第１又は第２の形態のＬＥＤ点灯装置において、降圧チョッパ回路は、チョークコイル、スイッチング素子及び回生ダイオードを含み、ＬＥＤアレイが接続される場合に、スイッチング素子がオン状態の場合に直流電源回路の出力端の高電位側から低電位側にＬＥＤアレイ、チョークコイル及びスイッチング素子の直列回路が形成され、スイッチング素子がオフ状態の場合にＬＥＤアレイ、チョークコイル及び回生ダイオードによる閉回路が形成され、差分電圧検出回路は、チョークコイルとスイッチング素子の直列回路に印加される電圧を検出するように配置される。このような配置により、降圧チョッパ回路として一般的な構成のバックコンバータにおいて簡素な構成で差分電圧検出回路が付加され、上記各効果を奏するＬＥＤ点灯装置が簡素な構成で実現される。
【００１４】
本発明のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤアレイとを備える。これにより、上記の各効果を得ることができるＬＥＤ照明装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及び照明装置を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の変形例によるＬＥＤ点灯装置及び照明装置を示す回路図である。
【図３】第２の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及び照明装置を示す回路図である。
【図４】第３の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及び照明装置を示す回路図である。
【図５】変形例によるＬＥＤ点灯装置及び照明装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１に、第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００及びそれを含むＬＥＤ照明装置３００の回路図を示す。ＬＥＤ照明装置３００は、ＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤアレイ２００を含む。ＬＥＤ点灯装置１００は、バッテリなどのからの直流電源ＤＣを適切な出力電圧に変換してその直流出力をＬＥＤアレイ２００に供給する。ＬＥＤアレイ２００は、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子を含む。以下の説明において、ＬＥＤアレイ２００の順方向降下電圧ＶｆをＬＥＤ電圧ＶＬともいうものとする。
【００１７】
ＬＥＤ点灯装置１００は、入力回路１１０、フライバックコンバータ１２０（直流電源回路）、降圧チョッパ回路１３０、差分電圧検出回路１４０、制御回路１５０及び無負荷保護回路１６０を備える。入力回路１１０は、電流ヒューズ、ノイズフィルタ、入力コンデンサなどを含む。なお、直流電源ＤＣの代わりに商用電源などの交流電源ＡＣが接続される場合には、入力回路１１０はダイオードブリッジなどの全波整流回路を含む。いずれの場合であっても、入力回路１１０の出力、すなわち、フライバックコンバータ１２０の入力には直流電圧が印加される。入力回路１１０の出力電圧、すなわち、フライバックコンバータ１２０の入力電圧を一次電圧Ｖ１というものとする。
【００１８】
フライバックコンバータ１２０は、トランス１、スイッチング素子２（以下、「ＦＥＴ２」という）、ダイオード３、平滑コンデンサ４及びドライバ回路５を含む。トランス１の一次巻線１ｐとＦＥＴ２の直列回路に対して、一次電圧Ｖ１が印加される。ＦＥＴ２はドライバ回路５によってスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。ＦＥＴ２のオン時に、トランス１の一次巻線１ｐに電流が流れ、トランス１にエネルギーが蓄えられる。ＦＥＴ２のオフ時に、トランス１に蓄えられたエネルギーがトランス１の二次巻線１ｓからダイオード３を介して出力され、平滑コンデンサ４が充電される。平滑コンデンサ４の電圧、すなわち、フライバックコンバータ１２０の出力電圧を二次電圧Ｖ２というものとする。ドライバ回路５は、例えば、一般的なフライバックコンバータ用の制御ＩＣ及びその周辺回路で構成される。フライバックコンバータ１２０は、一次電圧Ｖ１と二次電圧Ｖ２の関係に応じて、昇圧コンバータ、降圧コンバータ又は昇降圧コンバータとなり得る。なお、フライバックコンバータ１２０の一次側の基準電位及び二次側の基準電位をそれぞれ一次グランドＧ１及び二次グランドＧ２という。
【００１９】
降圧チョッパ回路１３０は、チョークコイル６、スイッチング素子７（以下、「ＦＥＴ７」という）、回生ダイオード８、フィルタコンデンサ９、ドライバ回路１０及び電流検出抵抗１１を含み、バックコンバータを構成する。ＦＥＴ７は、ドライバ回路１０によってスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。ＦＥＴ７のオン期間において、平滑コンデンサ４→ＬＥＤアレイ２００→チョークコイル６→ＦＥＴ７→電流検出抵抗１１→平滑コンデンサ４に形成される閉回路にＬＥＤ電流が流れる。ＦＥＴ７のオフ期間において、チョークコイル６のエネルギーを電源として、チョークコイル６→回生ダイオード８→ＬＥＤアレイ２００→チョークコイル６に形成される閉回路にＬＥＤ電流が流れる。フィルタコンデンサ９は、ＬＥＤ電流をフィルタリングするものであり、必要に応じて接続される。ドライバ回路１０は、例えば、一般的な降圧チョッパ回路用の制御ＩＣ及びその周辺回路で構成される。電流検出抵抗１１は、低抵抗素子からなる。ドライバ回路１０は、電流検出抵抗１１に発生する電圧（すなわち、ＦＥＴ７のオン時のＬＥＤ電流）が一定となるように、ＦＥＴ７をＰＷＭ駆動することができる。降圧チョッパ回路１３０の出力電圧は、ＬＥＤ電圧ＶＬに等しい。なお、本開示において、説明の便宜上、ＬＥＤアレイ２００がＬＥＤ点灯装置１００に接続されていない場合でも、降圧チョッパ回路１３０の出力電圧をＬＥＤ電圧ＶＬという場合がある。
【００２０】
差分電圧検出回路１４０は、チョークコイル６とフィルタコンデンサ９の接続点（すなわち、ＬＥＤアレイ２００のカソード端）と二次グランドＧ２との間に接続される。言い換えると、電流検出抵抗１１に発生する電圧は相対的に充分に小さいため、差分電圧検出回路１４０は、実質的にチョークコイル６及びＦＥＴ７の直列回路に印加される電圧を検出する。差分電圧検出回路１４０は、抵抗１２及び１３の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。差分電圧検出回路１４０には、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差分である差分電圧ＶＤ（ＶＤ＝Ｖ２−ＶＬ）が印加される。差分電圧ＶＤの分圧値（すなわち、抵抗１３に発生する電圧）が、差分電圧検出値ＶＤとして制御回路１５０及び無負荷保護回路１６０に入力される。
【００２１】
制御回路１５０及び無負荷保護回路１６０は、不図示の補助電源回路から制御電圧の供給を受けるものとする。この補助電源回路は、例えば、平滑コンデンサ４に発生する電圧を降圧及び定電圧化して制御電圧を生成する回路、トランス１に設けられた不図示の補助巻線に発生する電圧を整流及び定電圧化して制御電圧を生成する回路、又はその組合せであればよい。
【００２２】
制御回路１５０は、オペアンプ１４、基準電圧源１５、帰還素子１６、フォトカプラ１７、電圧源１８、抵抗１９、抵抗２０及びダイオード２１を含む。オペアンプ１４の反転入力端子には、差分電圧検出回路１４０によって検出される差分電圧検出値ＶＤが入力される。オペアンプ１４の非反転入力端子には、基準電圧源１５が接続される。基準電圧源１５の電圧は、例えば、制御電圧を分圧して生成された電圧であってもよいし、ＬＥＤ点灯装置１００がマイコン（不図示）を含む場合には、そのマイコンから入力される電圧であってもよい。帰還素子１６は、オペアンプ１４の反転入力端子と出力端子の間に接続された抵抗、コンデンサ又はその組合せからなる回路である。オペアンプ１４の出力端子は、ダイオード２１を介してフォトカプラ１７のフォトダイオード１７ｄのカソードに接続される。フォトダイオード１７ｄのアノードは、抵抗１９を介して電圧源１８に接続される。電圧源１８は、例えば、上記制御電圧に対応する。フォトダイオード１７ｄのアノードとカソードの間には抵抗２０が接続される。フォトカプラ１７のフォトトランジスタ１７ｔのコレクタは、ドライバ回路５に接続され、そのエミッタは一次グランドＧ１に接続される。
【００２３】
オペアンプ１４は、差分電圧検出値ＶＤと基準電圧源１５の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源１５の電圧は、差分電圧ＶＤの設定値ＶＤｓに対応する。オペアンプ１４によって出力される増幅誤差は、フォトカプラ１７によってドライバ回路５に伝達される。ドライバ回路５は、この増幅誤差を解消する方向において、ＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅を決定する。具体的には、オペアンプ１４の出力端子の電圧が低いほど、フォトダイオード１７ｄ及びフォトトランジスタ１７ｔに流れる電流が大きくなる。ドライバ回路５は、例えば、フォトトランジスタ１７ｔに流れる電流の増加／減少に応じてＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅（オン時間又はオンデューティ）を減少／増加させて二次電圧Ｖ２を低下／上昇させるように構成されるものとする。
【００２４】
すなわち、制御回路１５０は、差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるようにフライバックコンバータ１２０におけるＰＷＭ駆動（パルス幅）をフィードバック制御する。なお、本実施形態においてフォトカプラ１７に関して示す回路は例示であり、制御回路１５０とドライバ回路５との関係において上記フィードバック動作が実現される限り、他の態様（他の論理構成、接続構成など）も採用され得る。
【００２５】
ここで、制御回路１５０が設けられない従来的なＬＥＤ点灯装置を検討する。このようなＬＥＤ点灯装置においては、広範囲なＬＥＤ電圧ＶＬに対応するために、充分に高い二次電圧Ｖ２が設定及び固定される。例えば、ＬＥＤ電圧ＶＬ＝５０Ｖ〜１５０Ｖが想定される場合には、最大のＬＥＤ電圧ＶＬ（１５０Ｖ）及びそのばらつき範囲に応じた二次電圧Ｖ２、例えば、２００Ｖが設定される。なお、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２には、一次電圧Ｖ１＋二次電圧Ｖ２×トランス１の巻数比に相当する電圧（以下、「ＶＦＥＴ」という）が印加される。
【００２６】
例えば、トランス１において、巻線比（一次巻線１ｐのターン数：二次巻線１ｓのターン数）が２：１である場合、ＶＦＥＴ＝Ｖ１＋Ｖ２×２＝６００Ｖとなる。ここで、このようなＬＥＤ点灯装置において接続されるＬＥＤアレイのＬＥＤ電圧ＶＬが５０Ｖとなる場合、降圧チョッパ回路１３０においては、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差が１５０Ｖ（＝２００Ｖ−５０Ｖ）となる。このように５０ＶのＬＥＤ電圧ＶＬに対して二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差が１５０Ｖと大きくなると、これにより無用な回路損失が生じてしまう。また、必要以上に高い二次電圧Ｖ２のために、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２にも必要以上の電圧（本例では６００Ｖ）が印加されることになり、ここでも無用なスイッチング損失が生じてしまう。すなわち、必要以上に高い二次電圧Ｖ２が固定されると、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の双方において無用な損失が生じて回路効率が低下してしまうことになる。
【００２７】
一方、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００では、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差分である差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるように制御される。ここでも、上記のように、一次電圧Ｖ１＝２００Ｖであり、巻線比（一次巻線１ｐのターン数：二次巻線１ｓのターン数）が２：１である場合を想定する。そして、差分電圧ＶＤの設定値ＶＤｓは、例えば、３０Ｖであるものとする。
【００２８】
接続されるＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電圧ＶＬが１５０Ｖである場合、上記制御の結果、二次電圧Ｖ２（＝ＶＬ＋ＶＤ）は１８０Ｖとなる。そして、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２には、ＶＦＥＴ＝Ｖ１＋Ｖ２×２＝５６０Ｖが印加される。このように、ＬＥＤ電圧ＶＬ（ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆ）のばらつきを考慮して二次電圧Ｖ２に大きなマージンをもたせる必要はない。したがって、ＬＥＤ電圧ＶＬが同じ１５０Ｖの場合であっても、上記の従来的なＬＥＤ点灯装置ではＶ２＝２００Ｖ、ＶＦＥＴ＝６００Ｖであるのに対して、本実施形態ではＶ２＝１８０Ｖ、ＶＦＥＴ＝５６０Ｖとなり、二次電圧Ｖ２の低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の双方において損失が低減され、回路効率が向上する。
【００２９】
また、接続されるＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電圧ＶＬが５０Ｖである場合、上記制御の結果、二次電圧Ｖ２（＝ＶＬ＋ＶＤ）は８０Ｖとなる。そして、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２には、ＶＦＥＴ＝Ｖ１＋Ｖ２×２＝３６０Ｖが印加される。このように、ＬＥＤ電圧ＶＬが同じ５０Ｖの場合であっても、上記の従来的なＬＥＤ点灯装置では二次電圧Ｖ２＝２００Ｖ、ＶＦＥＴ＝６００Ｖであるのに対して、本実施形態ではＶ２＝８０Ｖ、ＶＦＥＴ＝３６０Ｖとなり、二次電圧Ｖ２の大幅な低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の双方において損失が大幅に低減され、回路効率が大幅に向上する。
【００３０】
また、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡状態（例えば、ＬＥＤアレイ２００の短絡故障など）においては、差分電圧ＶＤが二次電圧Ｖ２に等しくなる。この場合、差分電圧ＶＤを低下させるように制御回路１５０のフィードバック動作が作用し、ドライバ回路５によるＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路５によるＦＥＴ２の駆動が停止される。言い換えると、制御回路１５０によって、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の損失低減、すなわち効率向上の効果だけでなく、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡に対する保護機能実現の効果も得られる。
【００３１】
無負荷保護回路１６０は、コンパレータ２２、閾値電圧源２３及びダイオード２４を含む。無負荷保護回路１６０は、降圧チョッパ回路１３０の無負荷状態を検出して保護動作をトリガするものであり、必要に応じて接続される。この無負荷状態は、ＬＥＤアレイ２００が未接続である場合又はＬＥＤアレイ２００が断線している場合に相当する。差分電圧検出回路１４０によって検出される差分電圧検出値ＶＤは、コンパレータ２２の反転入力端子に入力される。コンパレータ２２の非反転入力端子は、閾値電圧源２３に接続される。閾値電圧源２３は、例えば、制御電源を分圧して生成された閾値であってもよいし、ＬＥＤ点灯装置１００がマイコン（不図示）を含む場合には、そのマイコンから入力される電圧であってもよい。この閾値は、差分電圧ＶＤが実質的にゼロとなったことを検出するための電圧閾値に対応する。
【００３２】
コンパレータ２２の出力端子は、ダイオード２４を介してフォトカプラ１７のフォトダイオード１７ｄのアノードに接続される。ダイオード２１とダイオード２４は、ダイオードＯＲ回路を構成する。すなわち、このダイオードＯＲ回路は、オペアンプ１４の出力電圧とコンパレータ２２の出力電圧のいずれか低い方に対してオンする。なお、無負荷保護回路１６０が接続されない場合には、制御回路１５０のダイオード２１は不要となる。また、コンパレータ２２は、オペアンプ（例えば、オペアンプ１４がパッケージされたオペアンプＩＣに含まれる他のオペアンプ）によって構成され得る。
【００３３】
コンパレータ２２は、差分電圧検出値ＶＤが閾値を超える場合（ＬＥＤアレイ２００が正常に接続されている場合）にはローレベルを出力し、差分電圧検出値ＶＤが閾値以下である場合（無負荷状態の場合）にはハイレベルを出力する。すなわち、差分電圧ＶＤが電圧閾値を超える場合、ダイオード２４はオフ状態となり、フォトダイオード１７ｄ及びフォトトランジスタ１７ｔに流れる電流はオペアンプ１４の動作によってのみ決定される。一方、差分電圧ＶＤが電圧閾値以下の場合、ダイオード２４はオン状態となり、フォトダイオード１７ｄ及びフォトトランジスタ１７ｔに流れる電流は最大化される。これにより、ドライバ回路５によるＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路５によるＦＥＴ２の駆動が停止される。これにより、無負荷時には、二次電圧Ｖ２は、充分に低い電圧又はゼロとなる。
【００３４】
ここで、図２に、本実施形態の変形例によるＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤ照明装置３００を示す。本変形例では、無負荷保護回路の構成が図１の構成と異なる。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００３５】
図２に示すように、ＬＥＤ点灯装置１００は無負荷保護回路１６５を備え、無負荷保護回路１６５はコンパレータ２２及び閾値電圧源２３を含む。上記実施形態（図１）と同様に、コンパレータ２２の反転入力端子には差分電圧検出値ＶＤが入力され、コンパレータ２２の非反転入力端子は閾値電圧源２３に接続される。一方、本変形例では、コンパレータ２２の出力端子は、ドライバ回路１０に接続される。ドライバ回路１０は、コンパレータ２２からの入力がハイレベルとなるとＦＥＴ７の駆動を停止させるように構成される。例えば、ドライバ回路１０が制御ＩＣを含む場合には、その制御ＩＣのイネーブルピンなどに、適宜のプルアップ回路などを介してコンパレータ２２の出力端子が接続され得る。
【００３６】
差分電圧検出値ＶＤが閾値以下である場合（無負荷状態の場合）、コンパレータ２２の出力がハイレベルとなることにより、ドライバ回路１０によるＦＥＴ７の駆動が停止される。なお、本変形例では、ドライバ回路１０は、無負荷保護回路１６５からのハイレベル出力に応じてＦＥＴ７の駆動を停止させるように構成されるが、無負荷保護回路１６５からのハイレベル出力に応じてＦＥＴ７のＰＷＭ駆動のパルス幅を減少させるように構成されてもよい。いずれの場合でも、無負荷時には、降圧チョッパ回路１３０の出力電圧が低減される（すなわち、ゼロ又は充分に低い電圧となる）。また、ドライバ回路１０の仕様によっては、コンパレータ２２の出力がローレベルの場合にＦＥＴ７の駆動を停止させるように構成されてもよい。この場合、コンパレータ２２の非反転入力端子に差分電圧検出値ＶＤが入力され、コンパレータ２２の反転入力端子に閾値電圧源２３に接続される。
【００３７】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００は、入力される一次電圧Ｖ１を二次電圧Ｖ２に変換して二次電圧Ｖ２を出力するフライバックコンバータ１２０（直流電源回路）と、二次電圧Ｖ２を降圧してＬＥＤ電圧ＶＬ（降圧出力電圧）を生成してＬＥＤ電圧ＶＬをＬＥＤアレイ２００に投入する降圧チョッパ回路１３０と、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬとの差分である差分電圧ＶＤを検出する差分電圧検出回路１４０と、差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態を制御する制御回路１５０とを備える。
【００３８】
このように、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬとの差分である差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態が制御される。すなわち、ＬＥＤ電圧ＶＬの減少／増加に応じてフライバックコンバータ１２０の二次電圧Ｖ２が減少／増加するので、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差が抑制される。これにより、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆのばらつきを考慮して二次電圧Ｖ２にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、副次的な効果として、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡状態の発生によって差分電圧ＶＤが上昇すること（最大でＶＤ＝Ｖ２）を受けて、上記フィードバック制御によってフライバックコンバータ１２０の出力が最小化又は停止される。これにより、出力短絡保護の機能も実現される。
【００３９】
また、ＬＥＤ点灯装置１００は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧ＶＤが所定の閾値以下となる場合にフライバックコンバータ１２０に二次電圧Ｖ２を低減させる無負荷保護回路１６０を備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路１３０の無負荷状態において、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の出力が抑制又は停止され、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の待機電力の低減が可能となる。
【００４０】
また、ＬＥＤ点灯装置１００は、駆動状態の制御にかかわらず差分電圧ＶＤが所定の閾値以下となる場合に降圧チョッパ回路１３０に出力電圧を低減させる無負荷保護回路１６５を備えてもよい。これにより、降圧チョッパ回路１３０の無負荷状態において、その出力が抑制又は停止され、降圧チョッパ回路１３０の待機電力の低減が、簡素な回路構成において可能となる。
【００４１】
また、ＬＥＤ点灯装置１００では、降圧チョッパ回路１３０はチョークコイル６、ＦＥＴ７及び回生ダイオード８を含み、ＬＥＤアレイ２００が接続される場合に、ＦＥＴ７がオン状態の場合にフライバックコンバータ１２０の出力端の高電位側から低電位側にＬＥＤアレイ２００、チョークコイル６及びＦＥＴ７の直列回路が形成され、ＦＥＴ７がオフ状態の場合にＬＥＤアレイ２００、チョークコイル６及び回生ダイオード８による閉回路が形成される。そして、差分電圧検出回路１４０はチョークコイル６とＦＥＴ７の直列回路に印加される電圧を検出するように配置される。これにより、降圧チョッパ回路として一般的な構成のバックコンバータにおいて簡素な構成で差分電圧検出回路１４０が付加され、上記各効果を奏するＬＥＤ点灯装置１００が簡素な構成で実現される。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、差分電圧ＶＤが設定値で一定となるように構成されたが、本実施形態では、二次電圧Ｖ２に対する差分電圧ＶＤの比が設定値で一定となるように構成される例を示す。
【００４３】
図３に、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤ照明装置３００を示す。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、差分電圧検出回路１４０及び二次電圧検出回路１７０が電圧検出回路として設けられ、第１の実施形態に対して二次電圧検出回路１７０及び除算器２７が付加される。
【００４４】
二次電圧検出回路１７０は平滑コンデンサ４に並列接続され、二次電圧検出回路１７０には二次電圧Ｖ２が印加される。二次電圧検出回路１７０は、抵抗２５及び２６の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。二次電圧Ｖ２の分圧値（すなわち、抵抗２６に発生する電圧）が、除算器２７に入力される。この二次電圧Ｖ２の分圧値を二次電圧検出値Ｖ２というものとする。また、差分電圧検出回路１４０による差分電圧ＶＤの差分電圧検出値ＶＤも除算器２７に入力される。
【００４５】
制御回路１５０において、オペアンプ１４の反転入力端子の前段に除算器２７が接続される。除算器２７は、例えば、不図示のマイコンにおいて実現され、差分電圧検出値ＶＤを二次電圧検出値Ｖ２で除した値（＝Ｖｄ／Ｖ２）を演算する。なお、説明の便宜上、差分電圧検出回路１４０における抵抗分圧比と二次電圧検出回路１７０における抵抗分圧比とは同じであるものとし、ＶＤ／Ｖ２＝ＶＤ／Ｖ２として説明する。ただし、両分圧比は異なるものであってもよい。除算器２７は、除算結果＝ＶＤ／Ｖ２（以下、「比Ｒ」という）をオペアンプ１４の反転入力端子に入力する。
【００４６】
オペアンプ１４は、除算器２７の出力電圧（比Ｒ）と基準電圧源１５の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源１５の電圧は、比Ｒの設定値Ｒｓに対応する。オペアンプ１４によって出力される増幅誤差はフォトカプラ１７によってドライバ回路５に伝達され、ドライバ回路５はこの増幅誤差を解消する方向においてＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅を決定する。すなわち、制御回路１５０は、比Ｒが設定値Ｒｓで一定となるようにフライバックコンバータ１２０をフィードバック制御する。
【００４７】
ここで、第１の実施形態と同様に、一次電圧Ｖ１＝２００Ｖであり、巻数比（一次巻線１ｐのターン数：二次巻線１ｓのターン数）は２：１であるものとし、比Ｒ（＝ＶＤ／Ｖ２）の設定値Ｒｓは、例えば、１／６であるものとする。
【００４８】
接続されるＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電圧ＶＬが１５０Ｖである場合、上記制御の結果、二次電圧Ｖ２（＝ＶＬ×１．２）は１８０Ｖとなる。そして、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２には、Ｖ１＋Ｖ２×２＝５６０Ｖが印加される。このように、ＬＥＤ電圧ＶＬ（順方向電圧Ｖｆ）のばらつきを考慮して二次電圧Ｖ２に大きなマージンをもたせる必要はない。したがって、ＬＥＤ電圧ＶＬが同じ１５０Ｖの場合であっても、上記の従来的なＬＥＤ点灯装置ではＶ２＝２００Ｖ、ＶＦＥＴ＝６００Ｖであるのに対して、本実施形態ではＶ２＝１８０Ｖ、ＶＦＥＴ＝５６０Ｖとなり、二次電圧Ｖ２の低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の双方において損失が低減され、回路効率が向上する。
【００４９】
また、接続されるＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電圧ＶＬが５０Ｖである場合、上記制御の結果、二次電圧Ｖ２（＝ＶＬ×１．２）は６０Ｖとなる。そして、フライバックコンバータ１２０のＦＥＴ２には、ＶＦＥＴ＝Ｖ１＋Ｖ２×２＝３２０Ｖが印加される。このように、ＬＥＤ電圧ＶＬが同じ５０Ｖの場合であっても、上記の従来的なＬＥＤ点灯装置ではＶ２＝２００Ｖ、ＶＦＥＴ＝６００Ｖであるのに対して、本実施形態ではＶ２＝６０Ｖ、ＶＦＥＴ＝３２０Ｖとなり、二次電圧Ｖ２の大幅な低減が可能となる。これにより、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の双方において損失が大幅に低減され、回路効率が大幅に向上する。
【００５０】
また、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡状態（例えば、ＬＥＤアレイ２００の短絡故障など）においては、差分電圧ＶＤが二次電圧Ｖ２に等しくなり、比Ｒが１に等しくなる。この場合、比Ｒを低下させるように制御回路１５０のフィードバック動作が作用し、ドライバ回路５によるＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅が最小化され、又はドライバ回路５によるＦＥＴ２の駆動が停止される。言い換えると、制御回路１５０によって、フライバックコンバータ１２０及び降圧チョッパ回路１３０の損失低減、すなわち効率向上の効果だけでなく、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡に対する保護機能実現の効果も得られる。
【００５１】
なお、本実施形態では、比Ｒを二次電圧Ｖ２に対する差分電圧ＶＤの比（＝ＶＤ／Ｖ２）として定義したが、比Ｒを差分電圧ＶＤに対する二次電圧Ｖ２の比（＝Ｖ２／ＶＤ）として定義し、制御回路１５０のロジックを適切に構成することにより、上記と同様の制御を行うことも可能である。また、図３においては、第１の実施形態（図１）と同様に無負荷保護回路１６０が制御回路１５０に接続される構成を示すが、第１の実施形態の変形例（図２）と同様に無負荷保護回路１６５がドライバ回路１０に接続される構成が採用されてもよい。
【００５２】
以上のように、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００は、入力される一次電圧Ｖ１を二次電圧Ｖ２に変換して二次電圧Ｖ２を出力するフライバックコンバータ１２０（直流電源回路）と、二次電圧Ｖ２を降圧してＬＥＤ電圧ＶＬ（降圧出力電圧）を生成してＬＥＤ電圧ＶＬをＬＥＤアレイ２００に投入する降圧チョッパ回路１３０と、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬとの差分である差分電圧ＶＤを検出する差分電圧検出回路１４０と、二次電圧Ｖ２を検出する二次電圧検出回路１７０と、二次電圧Ｖ２と差分電圧ＶＤの比Ｒが所定の設定値Ｒｓで一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態を制御する制御回路１５０とを備える。
【００５３】
このように、二次電圧Ｖ２と差分電圧ＶＤとの比Ｒが設定値で一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態が制御される。すなわち、ＬＥＤ電圧ＶＬの減少／増加に応じてフライバックコンバータ１２０の二次電圧Ｖ２が減少／増加するので、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差が抑制される。これにより、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段のフライバックコンバータ１２０及び後段の降圧チョッパ回路１３０の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆのばらつきを考慮して二次電圧Ｖ２にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、副次的な効果として、降圧チョッパ回路１３０の出力短絡状態の発生によって比Ｒが増加又は減少（最大又は最小でＲ＝１）となり、上記フィードバック機能によってフライバックコンバータ１２０の出力が最小化又は停止される。これにより、出力短絡保護の機能も実現される。なお、本実施形態においても、無負荷保護回路１６０又は１６５によって得られる効果、及び降圧チョッパ回路１３０における差分電圧検出回路１４０の配置に関する効果は、第１の実施形態のものと同様である。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態では、バックコンバータを構成する降圧チョッパ回路１３０においてＬＥＤアレイ２００がチョークコイル６及びＦＥＴ７よりも高電位側に配置される構成を示した。一方、本実施形態では、バックコンバータを構成する降圧チョッパ回路１３０´においてＬＥＤアレイ２００がチョークコイル６及びＦＥＴ７よりも低電位側に配置される構成を示す。
【００５５】
図４に、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤ照明装置３００を示す。本実施形態において、第１又は第２の実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、降圧チョッパ回路１３０の代わりに降圧チョッパ回路１３０´が用いられ、二次電圧検出回路１７０及び降圧電圧検出回路１８０が電圧検出回路として設けられる。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の降圧チョッパ回路１３０´はバックコンバータであるが、その接続構成が第１及び第２の実施形態の降圧チョッパ回路１３０と異なる。降圧チョッパ回路１３０´では、ＦＥＴ７のオン時間において、平滑コンデンサ４→ＦＥＴ７→チョークコイル６→ＬＥＤアレイ２００→電流検出抵抗１１→平滑コンデンサ４に形成される閉回路にＬＥＤ電流が流れる。ＦＥＴ７のオフ期間において、チョークコイル６のエネルギーを電源として、チョークコイル６→ＬＥＤアレイ２００→回生ダイオード８→チョークコイル６に形成される閉回路にＬＥＤ電流が流れる。ドライバ回路１０´は、例えば、降圧チョッパ回路用の制御ＩＣ及びその周辺回路で構成される。ドライバ回路１０´は、電流検出抵抗１１に発生する電圧（すなわち、ＬＥＤ電流）が一定となるように、ＦＥＴ７をＰＷＭ駆動することができる。
【００５７】
本実施形態では、降圧電圧検出回路１８０がＬＥＤアレイ２００に並列接続され、降圧電圧検出回路１８０にはＬＥＤ電圧ＶＬが印加される。降圧電圧検出回路１８０は、抵抗２８及び２９の直列回路を含み、抵抗分圧回路を構成する。ＬＥＤ電圧ＶＬの分圧値（すなわち、抵抗２９に発生する電圧）が、ＬＥＤ電圧検出値ＶＬとして制御回路１５０に入力される。
【００５８】
制御回路１５０において、オペアンプ１４の反転入力端子の前段に減算／除算器３０が接続される。減算／除算器３０には、二次電圧検出回路１７０によって検出された二次電圧検出値Ｖ２及び降圧電圧検出回路１８０によって検出されたＬＥＤ電圧検出値ＶＬが入力される。減算／除算器３０は、例えば、不図示のマイコンにおいて実現され、二次電圧検出値Ｖ２とＬＥＤ電圧検出値ＶＬとの差分（＝Ｖ２−ＶＬ）又は二次電圧検出値Ｖ２に対するＬＥＤ電圧検出値ＶＬの比Ｒ´（＝ＶＬ／Ｖ２）を演算する。なお、説明の便宜上、二次電圧検出回路１７０における抵抗分圧比と降圧電圧検出回路１８０における抵抗分圧比とは同じであるものとし、ＶＬ／Ｖ２＝ＶＬ／Ｖ２として説明する。ただし、両分圧比は異なるものであってもよい。減算／除算器３０は、演算結果をオペアンプ１４の反転入力端子に入力する。
【００５９】
オペアンプ１４は、減算／除算器３０の出力電圧と基準電圧源１５の電圧との誤差を増幅して出力する。基準電圧源１５の電圧は、差分電圧ＶＤ（＝Ｖ２−ＶＬ）の設定値ＶＤｓ又は二次電圧Ｖ２に対するＬＥＤ電圧ＶＬの比Ｒ´の設定値Ｒｓ´に対応する。オペアンプ１４から出力される増幅誤差はフォトカプラ１７によってドライバ回路５に伝達され、ドライバ回路５はこの増幅誤差を解消する方向においてＦＥＴ２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅を決定する。すなわち、制御回路１５０は、差分電圧Ｄ又は比Ｒ´が設定値ＶＤｓ又はＲｓ´で一定となるようにフライバックコンバータ１２０をフィードバック制御する。
【００６０】
なお、差分電圧ＶＤに対する設定値ＶＤｓは、第１の実施形態における設定値ＶＤｓと同様であればよい。これにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、比Ｒ´の設定値Ｒｓ´は、第２の実施形態における比Ｒに関して（１−Ｒ）に対する設定値と同様であればよい。例えば、第２の実施形態ではＲｓ＝１／６であったので、本実施形態では比Ｒｓ´＝５／６とすればよい。これにより、第２の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、比Ｒ´を二次電圧Ｖ２に対するＬＥＤ電圧ＶＬの比（＝ＶＬ／Ｖ２）として定義したが、比Ｒ´をＬＥＤ電圧ＶＬに対する二次電圧Ｖ２の比（＝Ｖ２／ＶＬ）として定義し、制御回路１５０のロジックを適切に構成することにより、上記と同様の制御を行うことも可能である。また、図４においては、第１の実施形態（図１）と同様に無負荷保護回路１６０が制御回路１５０に接続される構成を示すが、第１の実施形態の変形例（図２）と同様に無負荷保護回路１６５がドライバ回路１０´に接続される構成が採用されてもよい。
【００６２】
以上のように、本実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００は、入力される一次電圧Ｖ１を二次電圧Ｖ２に変換して二次電圧Ｖ２を出力するフライバックコンバータ１２０（直流電源回路）と、二次電圧Ｖ２を降圧してＬＥＤ電圧ＶＬ（降圧出力電圧）を生成してＬＥＤ電圧ＶＬをＬＥＤアレイ２００に投入する降圧チョッパ回路１３０´と、二次電圧Ｖ２を検出する二次電圧検出回路１７０と、ＬＥＤ電圧ＶＬを検出する降圧電圧検出回路１８０と、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差（ＶＤ）又は二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬとの比Ｒ´が所定の設定値ＶＤｓ又はＲｓ´で一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態を制御する制御回路１５０とを備える。
【００６３】
これにより、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差分電圧ＶＤ又は二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬとの比Ｒ´が設定値ＶＤｓ又はＲｓ´で一定となるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態が制御される。すなわち、ＬＥＤ電圧ＶＬの減少／増加に応じてフライバックコンバータ１２０の二次電圧Ｖ２が減少／増加するので、両電圧の差が抑制される。これにより、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段のフライバックコンバータ１２０及び後段の降圧チョッパ回路１３０´の双方の損失を抑制して回路効率を向上することが可能となる。さらに、ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆのばらつきを考慮して二次電圧Ｖ２にマージンをもたせて固定する必要がないことも、上記の損失低減及び効率向上に資するものである。また、本実施形態においても、無負荷保護回路１６０又は１６５によって得られる効果は、第１の実施形態のものと同様である。
【００６４】
＜まとめ＞
以上のように、本発明のＬＥＤ点灯装置１００は、入力される一次電圧Ｖ１を二次電圧Ｖ２に変換して二次電圧Ｖ２を出力するフライバックコンバータ１２０（直流電源回路）と、二次電圧Ｖ２を降圧してＬＥＤ電圧ＶＬ（降圧出力電圧）を生成してＬＥＤ電圧ＶＬをＬＥＤアレイ２００に投入する降圧チョッパ回路１３０又は１３０´と、ＬＥＤ電圧ＶＬを直接又は間接に検出する電圧検出回路（１４０、１７０又は１８０の適宜の組合せ）と、電圧検出回路によって検出されるＬＥＤ電圧ＶＬの減少／増加に応じて二次電圧Ｖ２を減少／増加させるようにフライバックコンバータ１２０の駆動状態を制御する制御回路１５０とを備える。この構成によると、降圧チョッパ回路１３０又は１３０´の出力電圧であるＬＥＤ電圧ＶＬの減少／増加に応じてフライバックコンバータ１２０の出力電圧である二次電圧Ｖ２が減少／増加するので、二次電圧Ｖ２とＬＥＤ電圧ＶＬの差が抑制される。これにより、異なるＬＥＤ負荷に対しても前段の直流電源回路及び後段の降圧チョッパ回路の双方の損失を抑制して回路効率を向上することができるＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置が実現される。
【００６５】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６６】
（１）ＬＥＤアレイ２００に関する変形
上記各実施形態では、光源としてＬＥＤアレイ２００を示したが、本開示における「ＬＥＤ」はいわゆる発光ダイオードだけでなく有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）も含み得ることが意図されている。
【００６７】
（２）フライバックコンバータ１２０に関する変形
上記各実施形態では、直流電源回路としてフライバックコンバータ１２０を示した。一方、直流電源回路が昇圧回路でありかつ一次側と二次側との間に絶縁が要求されない場合には、図５に示すように、フライバックコンバータ１２０の代わりに昇圧チョッパ回路１２５が採用されてもよい。本変形例において、第１〜第３の実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略化する。昇圧チョッパ回路１２５は、コイル３１、スイッチング素子３２（以下、「ＦＥＴ３２」という）、ダイオード３３、平滑コンデンサ４及びドライバＩＣ３５を含む。ＦＥＴ３２は、ドライバ回路３５によってスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。各実施形態と同様に、昇圧チョッパ回路１２５には一次電圧Ｖ１が入力され、平滑コンデンサ４に発生する電圧が昇圧チョッパ回路１２５の出力としての二次電圧Ｖ２となる。ドライバ回路３５は、例えば、昇圧チョッパ回路用の制御ＩＣ及びその周辺回路で構成され、制御回路１５０からの出力が入力される。
【００６８】
制御回路１５０は、差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるように昇圧チョッパ回路１２５のＦＥＴ３２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅をフィードバック制御する。本変形例においては、昇圧チョッパ回路１２５及び降圧チョッパ回路１３０の基準電位が等しいため、オペアンプ１４の出力端子とドライバ回路３５の間にフォトカプラを設ける必要はない。したがって、オペアンプ１４の出力端子は、ドライバ回路３５に接続される。なお、ドライバ回路３５は、制御回路１５０から入力される電圧の減少／増加に応じてＦＥＴ３２のＰＷＭ駆動におけるパルス幅を減少／増加させる機能を有するものとする。
【００６９】
本変形例では、第１の実施形態との関係において差分電圧ＶＤが設定値ＶＤｓで一定となるようにフィードバック制御が行われる構成を示している。一方、本変形例において、第２の実施形態（差分電圧検出回路１４０及び二次電圧検出回路１７０を用いる構成）又は第３の実施形態（二次電圧検出回路１７０及び降圧電圧検出回路１８０を用いる構成）との組合せにおいて各実施形態と同様のフィードバック制御が行われてもよい。
【００７０】
また、本変形例では、図５に図示するように、無負荷保護回路１６５がドライバ回路１０に接続されることが好ましい。これは、昇圧チョッパ回路１２５の動作を停止させても一次電圧Ｖ１が降圧チョッパ回路１３０に印加され、降圧チョッパ回路１３０の出力が低減又は停止されない可能性があるためである。すなわち、降圧チョッパ回路１３０の出力を所望のレベルに低減し、又は完全に停止さるためには、無負荷保護回路１６５によってＦＥＴ７の駆動を低減又は停止させる必要がある。あるいは、無負荷保護回路１６０及び１６５を併用して、昇圧チョッパ回路１２５（ＦＥＴ３２）及び降圧チョッパ回路１３０（ＦＥＴ７）の双方の駆動を停止させてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
６  チョークコイル
７  スイッチング素子
８  回生ダイオード
１００  ＬＥＤ点灯装置
１２０  フライバックコンバータ（直流電源回路）
１２５  昇圧チョッパ回路（直流電源回路）
１３０  降圧チョッパ回路
１４０  差分電圧検出回路
１５０  制御回路
１６０、１６５  無負荷保護回路（保護回路）
１７０  二次電圧検出回路
１８０  降圧電圧検出回路
２００  ＬＥＤアレイ
３００  ＬＥＤ照明装置
【図１】
2020119716.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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