(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ照明器の駆動装置を小型かつ安価に構成できるようにするとともに、均一な発光を可能にする。【解決手段】主電源ラインＳＬに複数台並列に接続された各ＬＥＤ照明器２に対し、直列に接続された直列電圧補償装置３と、前記ＬＥＤ照明器２に流れる電流を検出する電流検出器１８とを設け、前記主電源ラインＳＬの電圧が前記ＬＥＤ照明器２印加されてこれが点灯したとき、ＬＥＤ照明器２に流れる電流を電流検出器１８により検出し、この電流が一定の値になるように直列電圧補償装置３にて電圧を増減させて電流を制御することで、互いに並列に接続された各ＬＥＤ照明器２の輝度の誤差を調整できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源ラインに複数台並列に接続された各ＬＥＤアレイに対し、直列に接続された電圧調整手段と、前記ＬＥＤアレイに流れる電流を検出する検出手段とをそれぞれ設け、
前記主電源ラインの電圧が前記ＬＥＤアレイに印加されてＬＥＤアレイが点灯したとき、ＬＥＤアレイに流れる電流を前記検出手段にて検出し、この電流が一定の値になるように前記電圧調整手段にて電圧を増減させて電流を制御することで、互いに並列に接続された各ＬＥＤアレイの輝度の誤差を調整可能にしたことを特徴とするＬＥＤ駆動方式。
【請求項２】
前記電圧調整手段は、スイッチング素子を用いた電圧変換装置であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動方式。
【請求項３】
主電源ラインに複数台並列に接続された各ＬＥＤアレイに対し、ＬＥＤアレイを構成する個々のＬＥＤを短絡する短絡手段と、ＬＥＤアレイに流れる電流を検出する検出手段とをそれぞれ設け、
前記主電源ラインの電圧が前記ＬＥＤアレイに印加されてＬＥＤアレイが点灯したとき、ＬＥＤアレイに流れる電流を前記検出手段にて検出し、この電流が一定の値となるように前記短絡手段によりＬＥＤアレイ中の少なくとも１つのＬＥＤを短絡することで、互いに並列に接続された各ＬＥＤアレイの輝度の誤差を調整可能にしたことを特徴とするＬＥＤ駆動方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主電源ラインに複数台並列に接続され、照明装置の光源として用いられる発光ダイオード（単にＬＥＤとも記す）の駆動方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、長寿命で発光効率が高いという特性を有することから、各種の照明装置に広く使用されている。
一般にＬＥＤは、負性の温度特性を有するため、通電状態で周囲温度の上昇等により素子の温度が上昇すると内部抵抗が減少して順方向電流が増加し、そのためにＬＥＤの発光強度が変動したり、さらにはＬＥＤが焼損したりする不都合がある。
このような、不都合を解消するために、従来から特許文献１に示すようにＬＥＤの通電中の電流を検出して、この電流が一定になるように制御することが既に行われている。
【０００３】
図５に、特許文献１に示されたＬＥＤ駆動装置の例を示す。
図５に示すように、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤ照明器（ＬＥＤアレイともいう）２と、これを駆動するＬＥＤ照明駆動装置４とから構成される。ＬＥＤ照明駆動装置４は交流電源から供給される交流電圧を整流する整流器１６と、この整流器１６の整流電圧を平滑する平滑コンデンサ１５とからなる直流電源と、ＬＥＤアレイ２に直列に接続されたリアクトル１３およびダイオード１４、ＬＥＤアレイ２に流れる電流を検出する電流検出器１８、ＬＥＤアレイ２に加えられる電圧を断続するＭＯＳトランジスタ１２、このＭＯＳトランジスタ１２のスイッチング制御を行なうスイッチ制御装置１７等から構成される。ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）１２は、スイッチ制御装置１７から与えられる周期的なパルス駆動信号により周期的にオン・オフし、ＬＥＤアレイ２に流れる電流を調整する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６-２７８５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図５のようなＬＥＤ駆動装置を、例えば大規模店舗の屋内照明に適用する場合等には、図６のように複数のＬＥＤ駆動装置は並列に接続して使用される。従って、規模が大きくなればなるほど複数台のＬＥＤ駆動装置を必要としてコスト高になるだけでなく、システムが大型化するという問題がある。
一方、コストダウンのために、例えば図７のように１台のＡＣ−ＤＣ変換装置（主電源装置）１を設け、そのＤＣ出力ラインに並列にＬＥＤ（ＬＥＤ照明器２）を接続する方法も考えられる。
【０００６】
しかしながら、図７の方法ではＬＥＤ素子のバラツキや温度特性により、同じ直流電圧を印加しても流れる電流に差異が生じる。これを説明するのが図８であり、同じ電圧を印加しても、電流はＩ，Ｉ'に示すように変化する。ＬＥＤの輝度は流れる電流にほぼ比例するため、ＬＥＤの明るさが異なることになる。
したがって、この発明の課題は装置構成を小型かつ安価にするとともに、均一な発光を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決すため、この出願の請求項１の発明では、主電源ラインに複数台並列に接続された各ＬＥＤアレイに対し、直列に接続された電圧調整手段と、前記ＬＥＤアレイに流れる電流を検出する検出手段とをそれぞれ設け、
前記主電源ラインの電圧が前記ＬＥＤアレイに印加されてＬＥＤアレイが点灯したとき、ＬＥＤアレイに流れる電流を前記検出手段にて検出し、この電流が一定の値になるように前記電圧調整手段にて電圧を増減させて電流を制御することで、互いに並列に接続された各ＬＥＤアレイの輝度の誤差を調整可能にしたことを特徴とする。
この請求項１の発明においては、前記電圧調整手段は、スイッチング素子を用いた電圧変換装置であることができる（請求項２の発明）。
【０００８】
請求項３の発明では、主電源ラインに複数台並列に接続された各ＬＥＤアレイに対し、ＬＥＤアレイを構成する個々のＬＥＤを短絡する短絡手段と、ＬＥＤアレイに流れる電流を検出する検出手段とをそれぞれ設け、
前記主電源ラインの電圧が前記ＬＥＤアレイに印加されてＬＥＤアレイが点灯したとき、ＬＥＤアレイに流れる電流を前記検出手段にて検出し、この電流が一定の値となるように前記短絡手段によりＬＥＤアレイ中の少なくとも１つのＬＥＤを短絡することで、互いに並列に接続された各ＬＥＤアレイの輝度の誤差を調整可能にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、装置を小型かつ安価に構成できるだけでなく、ＬＥＤ素子のバラツキや温度特性によって生じる電流の誤差（輝度の誤差）をなくし、均一に発光させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１はこの発明の実施の形態を示す回路図である。
同図に示すように、ＬＥＤアレイ２と直列に、直列電圧補償装置３を設けた点が特徴である。
この直列電圧補償装置３は、ＭＯＳトランジスタ１２と、ダイオード１４および直流電源１１とから構成されるチョッパ回路である。また、直流電源１１は図示のように、例えばコンデンサ１０１、充放電器１０２およびバッテリー１０３等から構成される。なお、図１のようにＬＥＤアレイ２と直列電圧補償装置３を直列に接続したものは、図３のように主電源装置１の出力に対し、複数個並列に接続されて１つの照明システムを構成する。
【００１１】
以上のような構成で、主電源装置からＬＥＤアレイ２に直流電圧が印加されると、電流が流れてＬＥＤアレイ２が点灯する。ＬＥＤアレイ２を構成する各発光ダイオード素子の特性バラツキや周囲温度等により、各ＬＥＤアレイ２に流れる電流に誤差が生じる。そこで、電流検出器１８によりＬＥＤアレイ２を流れる電流を検出し、その電流が所定値となるように直列電圧補償装置３にて制御する。すなわち、ＭＯＳトランジスタ１２をオン・オフさせ、ＬＥＤアレイ２に掛かる電圧を微調整し電流を制御する。これにて、ＬＥＤアレイ２の輝度のバラツキを解消する。
【００１２】
いま、ＬＥＤアレイ２の特性が図８の特性１，特性２のように異なるものとし、図３の主電源装置１の出力電圧がＶ１であるとし、ＬＥＤアレイ２に流したい電流をＩとする。ところが、特性２のＬＥＤアレイ２では、この場合の電流はＩ'となる。そこで、対応する直列電圧補償装置３からは調整分ΔＶを出力するが、この調整分ΔＶは（Ｖ２−Ｖ１）で良い。つまり、装置の定格容量は、[（Ｖ２−Ｖ１）×Ｉ]となる。
一方、図５に示す従来例では、各ＬＥＤアレイ２の定格容量は、Ｖ２×Ｉとなる。以上の関係を図示すると、図４となる。（ａ）が従来例、（ｂ）がこの発明の場合を示す。
その結果、この発明の場合の方が小型化，低コスト化できることになる。
【００１３】
図２にこの発明の別の実施の形態を示す。
ここでは、ＬＥＤアレイ２を複数のＬＥＤを直列に接続したものとし、複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つ（ここでは、２つ）と並列にスイッチング素子（ＭＯＳトランジスタ）１２が接され、スイッチ制御装置１７はスイッチング素子１２のオン・オフ制御を行なう。
この回路では、ＬＥＤアレイ２が点灯すると、ＬＥＤの電圧−電流特性のバラツキなどにより、印加した電圧に比べて電流が小さくなる場合がある。その場合には、スイッチ制御装置１７によりスイッチング素子１２をオンとし、適当な数のＬＥＤを短絡する。これにより、各ＬＥＤに流れる電流が大きくなり、輝度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態を示す回路図
【図２】この発明の別の実施の形態を示す回路図
【図３】図１の装置が適用されるシステム構成図
【図４】この発明と従来例の両システムを比較して説明する説明図
【図５】従来例を示す回路図
【図６】図５を適用したシステム構成図
【図７】図５を用いないシステム構成図
【図８】ＬＥＤの電圧−電流特性例を示す特性図
【符号の説明】
【００１５】
１…主電源装置（ＡＶ−ＤＣ変換装置）、２…ＬＥＤ照明器（ＬＥＤアレイ）、３…直列電圧補償装置、１１…ＤＣ電源、１２…ＭＯＳトランジスタ、１３…リアクトル、１４…ダイオード、１７…スイッチ制御装置、１８…電流検出器、１０１…コンデンサ、１０２…充放電器、１０３…バッテリー、ＳＬ…主電源ライン。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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