(57)【要約】【課題】点灯開始時の突入電流を緩和して回路素子にかかるストレスを低減するＬＥＤ点灯装置および照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置３０は、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４と、電源回路３１と、ＬＥＤ負荷２１〜２４のそれぞれに直列接続されたスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６と、前記スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６を順番にオンおよびオフさせることによりＬＥＤ負荷２１〜２４を順送り点灯させる制御回路３３と、を備え、ＬＥＤ負荷２１〜２４のそれぞれは、1つ以上のＬＥＤと、１つ以上のＬＥＤと並列に接続された平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５とを有し、制御回路３３は、ＬＥＤ負荷の点灯を開始する直前に、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。【選択図】図１
2020061324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ点灯装置であって、
異なる発光色を有する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）負荷と、
前記複数のＬＥＤ負荷に電力を供給する電源回路３１と、
前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれに直列接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を順番にオンおよびオフさせることにより前記複数のＬＥＤ負荷を順送り点灯させる制御回路と、を備え、
前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、１つ以上のＬＥＤと、前記１つ以上のＬＥＤと並列に接続された平滑コンデンサとを有し、
前記制御回路は、前記ＬＥＤ負荷の点灯を開始する直前に、前記スイッチング素子のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する
ＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つのスイッチング素子は、前記複数のＬＥＤ負荷と同数である
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記平滑コンデンサの充電電圧を検知し、所定の電圧レベルに達したときに前記スイッチング素子をオフにする
請求項１または２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記電源回路は、インダクタを含むスイッチング電源であり、前記インダクタを介して前記複数のＬＥＤ負荷に給電する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、前記平滑コンデンサと直列に逆流防止用のダイオードを有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、前記平滑コンデンサと並列に放電用の抵抗を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置を備える
照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）負荷を点灯させるＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤを順次切り替えて点灯させ、かつ、各発光色の強度および混合割合を調整することにより調光および調色可能な照明装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１１６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術によれば、複数のＬＥＤ負荷のそれぞれに平滑コンデンサが並列接続されることがある。この場合、点灯開始時つまり電源投入直後に突入電流の問題が生じ得る。突入電流は、電源投入の開始直後に主に平滑コンデンサを充電するために通常よりも大きな電流が流れることであり、突入電流が流れる回路素子に多大なストレスを与えることがある。このようなストレスは、例えは、回路素子の故障を誘発し、寿命を損ね、信頼性を低下させる原因となり得る。
【０００５】
そこで本発明は、点灯開始時の突入電流を緩和し、回路素子にかかるストレスを低減するＬＥＤ点灯装置および照明器具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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明のＬＥＤ点灯装置は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤ負荷と、前記複数のＬＥＤ負荷に電力を供給する電源回路と、前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれに直列接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子（Ｍ３〜Ｍ６）を順番にオンおよびオフさせることにより前記複数のＬＥＤ負荷を順送り点灯させる制御回路と、を備え、前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、1つ以上のＬＥＤと、前記１つ以上のＬＥＤと並列に接続された平滑コンデンサとを有し、前記制御回路は、前記ＬＥＤ負荷の点灯を開始する直前に、前記スイッチング素子のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＬＥＤ点灯装置および照明器具によれば、点灯開始時の突入電流に緩和し、回路素子にかかるストレスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の回路構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の初期充電および順送り点灯における各部の電流波形および電圧波形を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の平滑コンデンサの電圧波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、制御回路（ＭＣＵ）による初期充電の処理例を示すフローチャート図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の外観例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の他の外観例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ＬＥＤ点灯装置を有する照明器具のさらに他の外観例を示す図である。
【図６】図６は、比較例の照明器具の構成を示す図である。
【図７】図７は、比較例の照明器具の電流波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した照明装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１０】
まず、本発明者の知見に係る照明器具を比較例として説明する。
【００１１】
図６は、本発明者の知見に係る比較例の照明器具の構成を示す図である。同図の照明器具は、電源回路９０、ＬＥＤ負荷９１〜９４、スイッチング素子ＳＷ３〜ＳＷ６を備える。電源回路９０は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、インダクタＬ０を有し、いわゆる降圧チョッパー型のＤＣ−ＤＣコンバータである。スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、排他的にオン状態になるように制御される。インダクタＬ０は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２の接続点から供給されるエネルギーを蓄積および放出する。
【００１２】
ＬＥＤ負荷９１〜９４は、異なる発光色を有する。
【００１３】
スイッチング素子ＳＷ３〜ＳＷ６は、１周期内で順にオンになるように制御される。
【００１４】
図７は、比較例の照明器具の電流波形を示す図である。同図の縦軸は、インダクタ電流を示す。インダクタ電流は、インダクタＬ０を介していずれかのＬＥＤ負荷に供給される、電源回路９０の出力電流である。横軸は時間を示す。同図の上段は比較的明るい状態を示す。同図の下段は調光により暗くなった状態を示す。また、色α、色β、色γ、色δは、ＬＥＤ負荷９１〜９４の発光色を示す。ＬＥＤ負荷９１〜９４の発光色は、例えば、赤、緑、青、白である。
【００１５】
図７のように、ＬＥＤ負荷９１〜９４は、周期Ｔｓにおいて一巡して発光する。この動作を順送り点灯と呼ぶ。図７では、周期Ｔｓが固定であり、スイッチング素子ＳＷ３〜ＳＷ６のスイッチング周波数が固定である場合を示している。
【００１６】
また、図６のＬＥＤ負荷９１〜９４には、ちらつきを低減するために、それぞれ平滑コンデンサが並列接続される構成が考えられる。この場合、点灯開始時に突入電流の問題が生じることがある。突入電流が流れる回路素子には、多大なストレスをかかることがある。このようなストレスは、例えは、回路素子の故障を誘発し、寿命を損ね、信頼性を低下させる原因となり得る。
【００１７】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係るＬＥＤ点灯装置は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤ負荷と、前記複数のＬＥＤ負荷に電力を供給する電源回路と、前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれに直列接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子（Ｍ３〜Ｍ６）を順番にオンおよびオフさせることにより前記複数のＬＥＤ負荷を順送り点灯させる制御回路と、を備え、前記複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、１つ以上のＬＥＤと、前記１つ以上のＬＥＤと並列に接続された平滑コンデンサとを有し、前記制御回路は、前記ＬＥＤ負荷の点灯を開始する直前に、前記スイッチング素子のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。
【００１８】
これにより、点灯開始時の突入電流に緩和して回路素子にかかるストレスを低減することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２１】
（実施の形態１）
［１．１  ＬＥＤ点灯装置および照明器具の構成］
まず、実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置３０を備える照明器具１００の構成例について説明する。
【００２２】
図１は、実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置３０を有する照明器具１００の回路構成例を示す図である。同図の照明器具１００は、ＡＣ−ＤＣ電源１０、光源２０およびＬＥＤ点灯装置３０を備える。
【００２３】
ＡＣ−ＤＣ電源１０は、例えば商用１００Ｖ電源に接続され、交流電力を入力し直流電力に変換する。
【００２４】
光源２０は、ＬＥＤ負荷２１〜２４を備える。ＬＥＤ負荷２１〜２４は、異なる発光色を有する。ＬＥＤ負荷２１〜２４の発光色は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）である。
【００２５】
光源２０内のＬＥＤ負荷２１は、スイッチング素子Ｍ３と直列に接続される。スイッチング素子Ｍ３がオンのとき、ＬＥＤ負荷２１は通電可能な選択状態となる。スイッチング素子Ｍ３がオフのとき、ＬＥＤ負荷２１は、通電不能な非選択状態となる。
【００２６】
具体的な回路例として、ＬＥＤ負荷２１は、ＬＥＤｄ１〜ｄ３と、ＬＥＤｄ１〜ｄ３と並列に接続された平滑コンデンサＣ２と、ＬＥＤｄ１〜ｄ３および平滑コンデンサＣ２を含む並列回路と直列に接続された逆流防止用のダイオードＤａと、電源オフ時の放電用の抵抗Ｒ２とを有する。
【００２７】
ＬＥＤｄ１〜ｄ３は、直列接続された同じ発光色のＬＥＤ発光素子であり、スイッチング素子Ｍ３と直列に接続される。
【００２８】
平滑コンデンサＣ２は、インダクタＬ１からダイオードＤａを介して供給されるインダクタ電流を平滑化する。
【００２９】
ダイオードＤａは、平滑コンデンサＣ２からインダクタＬ１に電流が逆流することを防止する。つまり、ダイオードＤａは、平滑コンデンサＣ２にチャージされた電荷をＬＥＤｄ１〜ｄ３のみに供給させる。
【００３０】
抵抗Ｒ２は、高抵抗値を有し、電源オン状態からオフ状態になった後に平滑コンデンサＣ２の電荷を放電させる。
【００３１】
ＬＥＤ負荷２２〜２４は、発光色が異なる点以外はＬＥＤ負荷２１と類似の構成である。なお、ＬＥＤ負荷２１は、平滑コンデンサＣ２、逆流防止用のダイオードＤａを備えない構成であってもよい。また、ＬＥＤ負荷２２〜２４も同様である。
【００３２】
ＬＥＤ点灯装置３０は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤ負荷２１〜２４を点灯させる装置である。そのためＬＥＤ点灯装置３０は、電源回路３１、セレクタ回路３２および制御回路３３を備える。
【００３３】
電源回路３１は、ＡＣ−ＤＣ電源１０からの直流電力を電圧の異なる直流電力に変換し、変換した直流電力を光源２０に供給するＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００３４】
ＬＥＤ点灯装置３０内の電源回路３１は、降圧チョッパー回路の例を示す。具体的には、電源回路３１は、レギュレータ３４、ＨＶＩＣ（High Voltage Integrated Circuit）３５、入力抵抗Ｒ６、Ｒ７、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２およびインダクタＬ１を備える。
【００３５】
レギュレータ３４は、ＡＣ−ＤＣ電源１０からの直流電力を受け、ＨＶＩＣ３５および制御回路３３に安定化した電源電圧を供給する。
【００３６】
ＨＶＩＣ３５は、制御回路３３の制御に従って、入力抵抗Ｒ６、Ｒ７を介してスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２にゲート信号を供給する。スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のゲート信号は、高速かつ周期的に排他的にアクティブになる。
【００３７】
スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２は、ＡＣ−ＤＣ電源１０から供給される直流電圧とグラウンドレベルとを交互にインダクタＬ１に接続するためのハイサイドトランジスタ、ローサイドトランジスタである。
【００３８】
インダクタＬ１は、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のスイッチングに応じて電気エネルギーを蓄積および放出する。
【００３９】
セレクタ回路３２は、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４から１つのＬＥＤ負荷を順次巡回的に選択することによって、選択したＬＥＤ負荷に対して電源回路３１から給電させる。そのため、セレクタ回路３２は、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６を備える。スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６のそれぞれは、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４のうちのいずれかのＬＥＤ負荷と直列に接続される。例えば図１では、スイッチング素子Ｍ３は、ＬＥＤ負荷２１に直列に接続される。スイッチング素子Ｍ４は、ＬＥＤ負荷２２に直列に接続される。スイッチング素子Ｍ５は、ＬＥＤ負荷２３に直列に接続される。スイッチング素子Ｍ６は、ＬＥＤ負荷２４に直列に接続される。これらのスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６は、例えば、排他的にオン状態になるように制御される。これにより、ＬＥＤ負荷２１〜２４は排他的につまり１つずつ発光する。
【００４０】
より具体的には、セレクタ回路３２は、入力抵抗Ｒ８〜Ｒ１１およびスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６を備える。
【００４１】
スイッチング素子Ｍ３は、ＬＥＤ負荷２１と直列に接続される。スイッチング素子Ｍ３のゲートには、制御回路３３から入力抵抗Ｒ８を介してオンおよびオフを指示するゲート信号が入力される。スイッチング素子Ｍ３はゲート信号に応じてオンおよびオフする。
【００４２】
スイッチング素子Ｍ４〜Ｍ６も、スイッチング素子Ｍ３と同様である。
【００４３】
制御回路３３は、例えば、プロセッサ、メモリ、タイマー３６およびＡＤＣ（アナログデジタルコンバーター）３７を内蔵するＭＣＵ（Micro Controller Unit またはMicro Computer Unit）により構成される。制御回路３３は、大きく分けて順送り点灯の制御と、初期充電の制御とを行う。順送り点灯において、制御回路３３は、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４から１つのＬＥＤ負荷を順次巡回的に選択するようにセレクタ回路３２を制御する。初期充電の制御において、制御回路３３は、ＬＥＤ負荷２１〜２４の点灯を開始する直前に、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。
【００４４】
タイマー３６は、周期的な各種時間を計測する。例えば複数のＬＥＤ負荷２１〜２４の選択が一巡する周期、給電区間、休止区間などを計測するのに用いられる。
【００４５】
ＡＤＣ３７は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の電圧値ｖａ〜ｖｄをアナログ値からでデジタル値にそれぞれ変換する。すなわちＡＤＣ３７は、初期充電において平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の電圧ｖａ〜ｖｄをそれぞれ検出するために用いられる。
【００４６】
［１．２  ＬＥＤ点灯装置および照明器具の動作］
次に、実施の形態１に係るＬＥＤ点灯装置３０を備える照明器具１００の動作例について説明する。
【００４７】
図２は、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の初期充電および順送り点灯における各部の電流波形および電圧波形を示す図である。同図の横軸は時間軸である。縦軸は各部の電流または電圧を示す。
【００４８】
「初期充電」の区間は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５を初期充電またはプリチャージする期間であり、順送り点灯の直前に設けられる。制御回路３３は、初期充電の開始時に、ゲート電圧Ｖ０、Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂ、Ｖｗを同時に立ち上げる（アクティブレベルにする）。言い換えれば、制御回路３３は、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６を同時にオンにすることにより、ＬＥＤ負荷２１〜２４を選択状態（つまり通電可能な状態）にし、同時に、スイッチング素子Ｍ１（つまりハイサイドトランジスタ）をオンにすることにより給電を開始する。これにより、電源回路３１からのインダクタＬ１を介した給電が開始し、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５は、プリチャージとしての充電を開始する。
【００４９】
さらに、制御回路３３は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の１つが、対応するＬＥＤ負荷の順方向電圧に達する前に、ゲート電圧Ｖ０を立ち下げる（インアクティブレベルにする）。これにより、電源回路３１からのインダクタＬ１を介した給電が停止し、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５は、プリチャージとしての充電を完了する。さらに、制御回路３３は、ゲート電圧Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂ、Ｖｗを立ち下げる（つまりインアクティブレベルにする）。
【００５０】
このようにして、制御回路３３は、初期充電において、平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。
【００５１】
初期充電の続いて、制御回路３３は、順送り点灯を制御する。
【００５２】
周期Ｔｓは、順送り点灯においてＬＥＤ負荷２１〜２４が一巡して点灯する周期である一巡点灯周期を示す。ここでは一巡点灯周期Ｔｓは固定であるものとする。色α、β、γ、δは、ＬＥＤ負荷２１〜２４の発光色を示し、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）である。
【００５３】
区間Ｔａは、電源回路３１から発光色αのＬＥＤ負荷２１に給電される給電区間である。区間Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄも同様に、電源回路３１からＬＥＤ負荷２２、２３、２４に給電される給電区間である。
【００５４】
インダクタ電流ＩＬは、インダクタＬ１を流れる電流、つまり、電源回路３１からいずれかのＬＥＤ負荷に供給される電流を示す。同図においてインダクタ電流ＩＬが流れている区間は、給電区間である。給電区間Ｔａは、電源回路３１からＬＥＤ負荷２１に給電されている区間を示す。同様に、給電区間Ｔｂ〜Ｔｄは、電源回路３１からＬＥＤ負荷２２〜２４に給電されている区間をそれぞれ示す。また、ＬＥＤ負荷２１〜２４の発光色は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗであるものとする。
【００５５】
ゲート電圧Ｖ０は、制御回路３３からＨＶＩＣ３５を介してスイッチング素子Ｍ１のゲートに入力される電圧を示す。ゲート電圧Ｖｏがハイレベルのときスイッチング素子Ｍ１はオン状態になる。ゲート電圧Ｖ０がハイレベルの区間ではインダクタ電流ＩＬは増加していく。このとき、インダクタＬ１は電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄積する。ゲート電圧Ｖ０がローレベルのときスイッチング素子Ｍ１はオフ状態になる。スイッチング素子Ｍ１がオン状態からオフ状態に切り替わった直後は、インダクタＬ１は蓄積したエネルギーを放出する、つまり、インダクタＬ１の逆起電力によりインダクタ電流ＩＬが０まで減少しながらＬＥＤ負荷２１に供給される。その結果、給電区間Ｔａは、ゲート電圧Ｖ０のハイレベル区間よりも長くなる。インダクタ電流ＩＬは同図では三角波となる。電源回路３１からＬＥＤ負荷に給電される給電区間Ｔａは、１つの三角波の区間を含む。言い換えれば、給電区間Ｔａは、三角波の区間と一致してもよいし、三角波の区間とインダクタ電流ＩＬが０の区間とを含んでもよい。給電区間Ｔｂ〜Ｔｄについても同様である。
【００５６】
ゲート電圧Ｖｒは、制御回路３３からスイッチング素子Ｍ３のゲートに入力される電圧を示す。ゲート電圧Ｖｒがハイレベルのときスイッチング素子Ｍ３はオン状態になり、つまり、対応するＬＥＤ負荷２１が選択された状態となる。また、ゲート電圧Ｖｒのハイレベル区間は、ゲート電圧Ｖ０のハイレベル区間を含み、かつ対応するインダクタ電流ＩＬの三角波を含む期間になるように制御される。ゲート電圧Ｖｇ、Ｖｂ、Ｖｗも、ゲート電圧Ｖｒと同様である。なお、ゲート電圧Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂ、Ｖｗのハイレベル区間同士の間には、４つともローレベルになるデッドタイムが設けられる。
【００５７】
ＬＥＤ電流Ｉｒは、ＬＥＤ負荷２１内のＬＥＤｄ１〜ｄ3を流れる電流を示す。給電区間Ｔａの後、つまり、電源回路３１からＬＥＤ負荷２１への給電が終わった後もＬＥＤ電流Ｉｒは０にならずに電流が減少しながら流れ続けている。これは、平滑コンデンサＣ２および逆流防止ダイオードＤａによる。
【００５８】
ＬＥＤ電流Ｉｇ、Ｉｂ、Ｉｗについても、ＬＥＤ電流Ｉｒと同様である。
【００５９】
なお、照明器具１００において照明光の色を調整する調色は、複数の発光色の明るさの割合を変更することにより実現される。具体的には、図２では、制御回路３３が給電区間Ｔａ〜Ｔｄのゲート電圧Ｖ０の４つのパルス幅の割合を変更することによって調色する。また、照明器具１００において照明光の明るさを調整する調光は、複数の発光色の明るさの割合を一定に保ったまま、明るさを変更することにより実現される。具体的には、図２では、制御回路３３が給電区間Ｔａ〜ｔｄのゲート電圧Ｖ０の４つのパルス幅の割合を一定に保ったまま、ゲート電圧Ｖ０の４つのパルス幅を増減することにより調光する。
【００６０】
図２に示す順送り点灯の例では、セレクタ回路３２によっていずれかのＬＥＤ負荷が選択された期間内に、電源回路３１のスイッチング素子Ｍ１がオンになるように制御される。すなわち、スイッチング電源である電源回路３１におけるスイッチング動作と、セレクタ回路３２における選択動作とが同期している。
【００６１】
図２に示したように、初期充電において平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５は、プリチャージされる。すなわち、ＬＥＤ負荷の点灯を開始する時点で平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５が既にプリチャージされている。その結果、ＬＥＤ負荷の点灯開始時の突入電流を緩和し、回路素子にかかるストレスを低減することができる。
【００６２】
なお、一巡点灯周期Ｔｓは、人に知覚できない速度で周期的であればよい。例えば、一巡点灯周期Ｔｓの逆数である周波数は、１００Ｈｚ以上としてもよい。
【００６３】
ここで、「人が知覚できない速度で周期的な」は「人にちらつきを知覚させない」ことを意味している。ＬＥＤ照明のちらつき対策については、例えば、電気用品安全法(ＰＳＥ)の解説書類である、「電気用品安全法の改正政省令施行について（平成２４年７月１日から施行）」（経済産業省商務流通グループ製品安全課による）に基準が示されている。同解説書類２８頁の「光出力のちらつき（フリッカー）対策」では、「光出力はちらつきを感じないものであること」に相当する効果をもたらす周波数を次のように解釈している。すなわち、同解説書類においては、「光出力はちらつきを感じないものであること」を満たすのは、（１）繰り返し周波数が１００Ｈｚ以上で光出力に欠落部がない、（２）繰り返し周波数が５００Ｈｚ以上、のいずれかと解釈されている。
【００６４】
本実施の形態の照明器具１００において、図２の例では光出力に欠落がないと考えられるので上記（１）を満たせばよいと考えられる。この場合、一巡点灯周期Ｔｓの逆数である周波数は、１００Ｈｚ以上としてもよい。
【００６５】
次に、初期充電における平滑コンデンサの電圧波形の一例について説明する。
【００６６】
図３は、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置を有する照明器具の平滑コンデンサの電圧波形の一例を示す図である。同図は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５のうちのいずれか１つの電圧波形を代表例として示す。横軸は時間軸であり、縦軸は平滑コンデンサの電圧を示す。電圧Ｖｆは、平滑コンデンサに対応するＬＥＤ負荷の順方向電圧値を示す。電圧Ｖｉｃは、順方向電圧Ｖｆよりもやや小さい値を示す。初期充電では、セレクタ回路３２において、２つ以上の平滑コンデンサに対応するスイッチング素子が選択されることにより、電源回路３１から平滑コンデンサへの給電が開始し、給電電圧の上昇に連れて平滑コンデンサの電圧が上昇する。平滑コンデンサの電圧は、ＡＤＣ３７によりアナログ−デジタル変換され、制御回路３３にモニターされる。図３では、制御回路３３は、このデジタル値が電圧Ｖｉｃに達すると、電源回路３１からの給電を停止する。こうして、制御回路３３は、平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に電圧値に充電する。これにより、初期充電においてＬＥＤ負荷が誤って発光することを防止している。
【００６７】
初期充電に続く、順送り点灯では、図３に示すように、平滑コンデンサの電圧が順方向電圧Ｖｆを下回らないように、平滑コンデンサの容量値、電源回路３１の給電電圧値などを設計してもよい。そうすれば、平滑コンデンサによる平滑作用によって、順送り点灯におけるＬＥＤ負荷の点灯状態を途切れさせることを抑制することができる。
【００６８】
次に、制御回路３３による、初期充電の処理例について説明する。
【００６９】
図４は、制御回路３３（ＭＣＵ）による初期充電の処理例を示すフローチャート図である。同図の初期充電処理は、ＬＥＤ負荷の点灯開始直前、つまり、順送り点灯の開始直前に、制御回路３３によって実行される。
【００７０】
まず、制御回路３３は、ゲート電圧Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂ、Ｖｗをハイレベルにすることにより、セレクタ回路３２内のスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６をオンにする（Ｓ１１）。さらに、制御回路３３は、ゲート電圧Ｖ０をハイレベルにすることにより、電源回路３１内のスイッチング素子Ｍ１（つまりハイサイドトランジスタ）をオンにする。スイッチング素子Ｍ１がオンすることにより、電源回路３１から平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の充電が開始する。このとき、制御回路３３は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の電圧値ｖａ〜ｖｄをＡＤＣ３７を介してモニターすることを開始する（Ｓ１２）。電圧値ｖａ〜ｖｄのモニターは、例えば、周期的に発生する割込み処理によってＡＤＣ３７の変換結果を制御回路３３内のプロセッサに通知してもよい。
【００７１】
続いて、制御回路３３は、ＡＤＣ３７から得られる平滑コンデンサＣ２の電圧値ｖａが第１のしきい値以上か否かを判定する（Ｓ１３）。電圧値ｖａが第１のしきい値ｔｈａ以上でなければ、制御回路３３は、ＡＤＣ３７から得られる平滑コンデンサＣ３の電圧値ｖｂが第２のしきい値ｔｈｂ以上か否かを判定する（Ｓ１４）。電圧値ｖｂが第２のしきい値ｔｈｂ以上でなければ、制御回路３３は、ＡＤＣ３７から得られる平滑コンデンサＣ４の電圧値ｖｃが第３のしきい値ｔｈｃ以上か否かを判定する（Ｓ１５）。電圧値ｖｃが第３のしきい値ｔｈｃ以上でなければ、制御回路３３は、ＡＤＣ３７から得られる平滑コンデンサＣ５の電圧値ｖｄが第４のしきい値ｔｈｄ以上か否かを判定する（Ｓ１５）。ここで、第１のしきい値ｔｈａは、ＬＥＤ負荷２１の順方向電圧よりも小さい値である。第２のしきい値ｔｈｂは、ＬＥＤ負荷２２の順方向電圧よりも小さい値である。第３のしきい値ｔｈｃは、ＬＥＤ負荷２３の順方向電圧よりも小さい値である。第４のしきい値ｔｈｄは、ＬＥＤ負荷２４の順方向電圧よりも小さい値である。
【００７２】
ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかの判定結果が肯定であるとき、制御回路３３は、電源回路３１内のスイッチング素子Ｍ１をオフにする（Ｓ１７）。同時に、制御回路３３は、セレクタ回路３２内のスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６をオフにし（Ｓ１８）、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５の電圧値ｖａ〜ｖｄのモニターを終了する（Ｓ１９）。
【００７３】
図４に示したように、制御回路３３は、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５を、対応する順方向電圧よりも小さい電圧値にそれぞれ充電することができる。
【００７４】
なお、制御回路３３は、ステップＳ１７の代わりに次の処理を行ってもよい。すなわち、制御回路３３は、ステップＳ１３の判定結果が肯定であるときは、対応するスイッチング素子Ｍ３をオフにする。制御回路３３は、ステップＳ１４の判定結果が肯定であるときは、対応するスイッチング素子Ｍ４をオフにする。制御回路３３は、ステップＳ１５の判定結果が肯定であるときは、対応するスイッチング素子Ｍ５をオフにする。制御回路３３は、ステップＳ１６の判定結果が肯定であるときは、対応するスイッチング素子Ｍ６をオフにする。こうすれば、平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５を、第１〜第４のしきい値にまでそれぞれ充電することができる。
【００７５】
以上説明してきたように、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置３０は、異なる発光色を有する複数のＬＥＤ負荷２１〜２４と、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４に電力を供給する電源回路３１と、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４のそれぞれに直列接続されたスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６と、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６を順番にオンおよびオフさせることにより複数のＬＥＤ負荷２１〜２４を順送り点灯させる制御回路３３と、を備え、複数のＬＥＤ負荷２１〜２４のそれぞれは、１つ以上のＬＥＤ（ｄ１等）と、１つ以上のＬＥＤと並列に接続された平滑コンデンサ（Ｃ２等）とを有し、制御回路３３は、ＬＥＤ負荷２１〜２４の点灯を開始する直前に、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６のうち少なくとも２つを同時にオンにし、対応する平滑コンデンサをＬＥＤ負荷の順方向電圧以下に充電する。
【００７６】
これによれば、平滑コンデンサの全部または一部を初期充電するので、点灯開始時の突入電流を緩和し、回路素子にかかるストレスを低減することができる。その結果、ストレスに起因する、例えは、回路素子の故障、寿命の劣化、および信頼性の低下を抑制することができる。
【００７７】
ここで、前記少なくとも２つのスイッチング素子は、複数のＬＥＤ負荷と同数であってもよい。
【００７８】
これによれば、平滑コンデンサの全部を初期充電するので、点灯開始時の突入電流をより緩和し、回路素子にかかるストレスをより低減することができる。
【００７９】
ここで、制御回路３３は、平滑コンデンサの充電電圧を検知し、所定の電圧レベルに達したときにスイッチング素子をオフにしてもよい。
【００８０】
これによれば、初期充電の電圧値は、順方向電圧により近い値にすることができる。その結果、突入電流をより緩和することができる。
【００８１】
ここで、電源回路３１は、インダクタＬ１を含むスイッチング電源であり、インダクタＬ１を介して複数のＬＥＤ負荷２１〜２４に給電してもよい。
【００８２】
これによれば、電源回路の高効率化、小型化、低コスト化を図ることができる。
【００８３】
ここで、複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、平滑コンデンサと直列に逆流防止用のダイオードを有していてもよい。
【００８４】
これによれば、逆流による誤動作（例えば誤発光）を防止することができる。
【００８５】
ここで、複数のＬＥＤ負荷のそれぞれは、平滑コンデンサと並列に放電用の抵抗を有していてもよい。
【００８６】
これによれば、点灯終了後の電源オフの状態で適切に平滑コンデンサを放電することができる。
【００８７】
また、実施の形態に係る照明器具は、上記のＬＥＤ点灯装置を備える。
【００８８】
これによれば、平滑コンデンサの全部または一部を初期充電するので、点灯開始時の突入電流を緩和し、回路素子にかかるストレスを低減することができる。その結果、ストレスに起因する、例えは、回路素子の故障、寿命の劣化、および信頼性の低下を抑制することができる。
【００８９】
なお、ＬＥＤ負荷９１〜９４の発光色の組み合わせは、赤、緑、青、白に限らない。
【００９０】
上記のＬＥＤ点灯装置３０を備える照明器具１００の例について、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。
【００９１】
図５Ａは、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置３０を有する照明器具１００の外観例を示す図である。図５Ａでは、照明器具１００の例として、ダウンライト１００ａの外観を示す。
【００９２】
ダウンライト１００ａは、回路ボックス１０１ａ、灯体１０２ａおよび配線１０３ａを備える。回路ボックス１０１ａは、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置３０の全部または一部を収納する筐体である。灯体１０２ａは、光源２０を装着した灯体である。配線１０３ａは、回路ボックス１０１ａと灯体１０２ａ内の光源２０とを電気的に接続する。
【００９３】
図５Ｂは、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置３０を有する照明器具１００の他の外観例を示す図である。図５Ｂでは、照明器具１００の例として、スポットライト１００ｂの外観を示す。スポットライト１００ｂは、回路ボックス１０１ｂ、灯体１０２ｂおよび配線１０３ｂを備える。これらの回路ボックス１０１ｂ、灯体１０２ｂおよび配線１０３ｂは、図５Ａの回路ボックス１０１ａ、灯体１０２ａおよび配線１０３ａと同様である。
【００９４】
図５Ｃは、実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置３０を有する照明器具１００のさらに他の外観例を示す図である。図５Ｃでは、照明器具１００の例として、スポットライト１００ｃの外観を示す。スポットライト１００ｃは、回路ボックス１０１ｃおよび灯体１０２ｃを備える。これらも図５Ａの回路ボックス１０１ａおよび灯体１０２ａと同様である。
【００９５】
なお、光源２０内のＬＥＤｄ１〜ｄ１２は、いわゆる発光ダイオードだけでなく、有機ＥＬ発光素子（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、レーザー発光素子などの固体発光素子でもよい。
【００９６】
以上、本開示の一つまたは複数の態様に係るＬＥＤ点灯装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
２１、２２、２３、２４  ＬＥＤ負荷
３０  ＬＥＤ点灯装置
３１  電源回路
３２  セレクタ回路
３３  制御回路
１００  照明器具
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５  平滑コンデンサ
ｄ１〜ｄ１２  ＬＥＤ
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ  ダイオード
Ｌ１  インダクタ
Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６  スイッチング素子
Ｒ２〜Ｒ５  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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