(57)【要約】【課題】発光ダイオードに流れる電流を制限する電流制御回路での電力損失が生じにくく、発光ダイオードに流れる電流を調整できるＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を具備する照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１は、発光ダイオード２と、第１および第２のスイッチング素子Q1，Q2の第１の直列回路７、第３および第４のスイッチング素子Q3，Q4の第２の直列回路８およびコンデンサC1を有し、第１および第２の直列回路７，８が並列接続され、コンデンサC1が第１および第２のスイッチング素子Q1，Q2の接続点a1と、第３および第４のスイッチング素子Q3，Q4の接続点a2との間に接続されて構成された電流制御回路３と、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3をそれぞれ一組として交互にオンオフ制御する制御回路４とを具備している。【選択図】図１
2010080926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードと；
スイッチング素子、および、このスイッチング素子に接続された容量性成分と誘導性成分とのいずれかを有し、前記発光ダイオードおよび電源の間に接続されている電流制限回路と；
前記発光ダイオードに所定の電流が流れるように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
発光ダイオードと；
スイッチング素子、および、このスイッチング素子に接続された容量性成分と誘導性成分との共振回路を有し、前記発光ダイオードおよび電源の間に接続されている電流制限回路と；
前記発光ダイオードに所定の電流が流れるように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；
この直流電源回路から出力された直流電圧を可変して出力可能に構成され発光ダイオードに電流を供給して発光させる電源としてのアクティブフィルタ回路と；
発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；
この電流検出回路が所定の電流を検出するように、アクティブフィルタ回路の出力電圧を制御するアクティブフィルタ制御回路と；
を具備していることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記電流制限回路は、スイッチング素子および容量性成分と誘導性成分とのいずれかが半導体によって形成されており、発光ダイオード、スイッチング素子および容量性成分と誘導性成分とのいずれかが集積化されて構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
容量性成分および誘導性成分は、それぞれ半導体により形成され、集積化されて構成されている
ことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置と；
このＬＥＤ点灯装置を配設している器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を配設している照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明器具に用いられるＬＥＤ点灯装置において、必要な光出力を得るために多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。ここで、発光ダイオードを直列接続した構成にすると、供給する直流電圧が高くなり、並列接続した構成にすると、供給する電流が大きくなる。これにより、ＬＥＤ点灯装置は、多数の発光ダイオードを適当な直並列回路に構成している。
【０００３】
発光ダイオードを直並列接続すると、多数の発光ダイオードからの光出力を均一化させるために、直列接続された各ＬＥＤ負荷回路に流れる電流をバランスさせる必要がある。例えば、ＬＥＤモジュール化された各ＬＥＤ負荷回路に流れる電流を一括して定電流制御するＬＥＤ点灯回路が提案されている（特許文献１参照。）。この従来技術のＬＥＤ点灯回路は、各ＬＥＤ負荷回路にカレントミラー回路を構成する制御素子（トランジスタ）を直列に設け、制御マイコンが、発光ダイオードのオン電圧の総和が最も高い回路を判定し、それを基準として、残余の回路の通電電流値を連動させることで、各ＬＥＤ負荷回路間のバランスを取るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３０２９５号公報（第６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のＬＥＤ点灯回路は、カレントミラー回路の制御素子がＬＥＤ負荷回路に直列に接続されているので、ＬＥＤ負荷回路に電流が流れるときに、制御素子の両端間電圧とＬＥＤ負荷回路に流れる電流との積からなる消費電力が発生する。この結果、その消費電力が損失となって、ＬＥＤ点灯装置の電力効率が低下するという欠点を有する。
【０００６】
本発明は、発光ダイオードに流れる電流を制限する電流制御回路での電力損失が生じにくく、発光ダイオードに流れる電流を調整できるＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を具備する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】
【０００７】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、発光ダイオードと；スイッチング素子、および、このスイッチング素子に接続された容量性成分と誘導性成分とのいずれかを有し、前記発光ダイオードおよび電源の間に接続されている電流制限回路と；前記発光ダイオードに所定の電流が流れるように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と；を具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００９】
電流制限回路は、例えばインバータ回路などの高周波スイッチング回路である。
【００１０】
本発明によれば、制御回路の制御により、電流制限回路のスイッチング素子がオンオフされると、容量性成分は、電源からの電流により、その両端間で充放電し、誘導性成分は、電源からの電流がその両端間に流れ、この電流を限流する。容量性成分から放電された放電電流、あるいは誘導性成分により限流された電流は、発光ダイオードに流れる。これにより、発光ダイオードは、点灯する。
【００１１】
そして、容量性成分の放電電流は、容量性成分の容量、制御回路によるオンオフ周波数およびスイッチング素子のデューティ比で制限され、誘導性成分により限流される電流は、制御回路によるオンオフ周波数およびスイッチング素子がオフしているデッドタイム幅で制限される。
【００１２】
請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、発光ダイオードと；スイッチング素子、および、このスイッチング素子に接続された容量性成分と誘導性成分との共振回路を有し、前記発光ダイオードおよび電源の間に接続されている電流制限回路と；前記発光ダイオードに所定の電流が流れるように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と；を具備していることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、発光ダイオードに流れる電流は、制御回路によるオンオフ周波数で制限されるので、例えば容量性成分および誘導性成分の共振回路に流れている電流が零となったタイミングでオン動作しているスイッチング素子がオフ制御されると、スイッチング素子のオンオフ動作によるノイズの発生が抑制されるとともに、発光ダイオードに流れる電流を最大にできる。また、共振回路に流れている電流が零になる前にスイッチング素子をオフ制御するように周波数を変更することで、発光ダイオードに流れる電流を制限できる。
【００１４】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置において、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；この直流電源回路から出力された直流電圧を可変して出力可能に構成され発光ダイオードに電流を供給して発光させる電源としてのアクティブフィルタ回路と；発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；この電流検出回路が所定の電流を検出するように、アクティブフィルタ回路の出力電圧を制御するアクティブフィルタ制御回路と；を具備していることを特徴とする。
【００１５】
電流検出回路は、発光ダイオードに流れる電流を直接的に検出してもよく、相関する電流、電圧または電力を検出してもよい。すなわち、発光ダイオードの電流、電圧特性は、ほぼ比例関係にあるので、電圧を検出しても電流を検出していることを意味する。また、電流および電圧の積である電力を検出しても同様である。
【００１６】
そして、発光ダイオードの光出力（電力）の調整は、アクティブフィルタ制御回路によるアクティブフィルタ回路の出力電圧の制御により行える。
【００１７】
請求項４に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、請求項１記載のＬＥＤ点灯装置において、前記電流制限回路は、スイッチング素子および容量性成分と誘導性成分とのいずれかが半導体によって形成されており、発光ダイオード、スイッチング素子および容量性成分と誘導性成分とのいずれかが集積化されて構成されていることを特徴とする。
【００１８】
半導体および発光ダイオードは、同じ材料で形成してもよく、異なる材料で形成してもよい。例えば、発光ダイオードあるいは誘導性成分を高周波化(高速化)に適した窒化ガリウム（ＧａＮ）、スイッチング素子あるいは容量性成分をシリコン（Ｓｉ）で形成することができる。また、発光ダイオードおよびスイッチング素子をシリコン（Ｓｉ）で形成することができる。
【００１９】
本発明によれば、発光ダイオード、スイッチング素子および容量性成分または誘導性成分を同じプロセスで形成することができるとともに、同一チップ上に形成することができ、またはモジュール化できるので、ＬＥＤ点灯装置が小形化される。そして、２線を導出して回路に直列接続させることができる。
【００２０】
請求項５に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、請求項２記載のＬＥＤ点灯装置において、容量性成分および誘導性成分は、それぞれ半導体により形成され、集積化されて構成されているものである。
【００２１】
本発明によれば、容量性成分と誘導性成分とを同じプロセスで形成することができるとともに、同一チップ上に形成することができ、またはモジュール化できるので、ＬＥＤ点灯装置が小型化される。
【００２２】
請求項６に記載の照明器具の発明は、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置と；このＬＥＤ点灯装置を配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置を具備するので、電力損失が抑制された照明器具が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードに流れる電流は、電流制限回路の容量性成分の放電電流あるいは誘導性成分により限流された電流であり、この電流は、スイッチング素子のオンオフ動作により生成され、このスイッチング素子あるいは誘導性成分の抵抗分での電力損失は非常に小さいので、電流制限回路における電力損失を生じにくくすることができ、これにより、ＬＥＤ点灯装置の消費電力を低減することができて、電力効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、電流制限回路の容量性成分および誘導性成分の共振回路に流れている電流をスイッチング素子のオンオフ周波数で制御するので、簡単な構成で発光ダイオードの光出力制御が容易になるとともに、小型化および安価化が可能なＬＥＤ点灯装置とすることができる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、発光ダイオードの光出力（電力）の調整を、アクティブフィルタ制御回路によるアクティブフィルタ回路の出力電圧の制御により行うことができる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、発光ダイオード、スイッチング素子および容量性成分を同一チップ上に形成することができ、またはモジュール化できるので、ＬＥＤ点灯装置の小形化を図ることができる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、容量性成分と誘導性成分とを同一チップ上に形成することができ、またはモジュール化できるので、ＬＥＤ点灯装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置を具備するので、照明器具は、その電力損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図２】同じく、ＬＥＤモジュールの概略上面図。
【図３】同じく、電流制御回路のモジュール化された概略上面図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図６】本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図７】本発明の第５の実施形態を示す照明器具の概略斜視図。
【図８】同じく、照明器具の一部切り欠き概略側面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３２】
図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１はＬＥＤ点灯装置の概略回路図、図２はＬＥＤモジュールの概略上面図、図３は電流制御回路のモジュール化された概略上面図である。
【００３３】
図１において、ＬＥＤ点灯装置１は、発光ダイオード２、高周波スイッチング回路としての電流制御回路３および制御回路４を有して構成されている。
【００３４】
発光ダイオード２は、照明光として利用される例えば白色光を放射するように構成され、複数個が直列接続されている。この直列接続された発光ダイオード２は、電流制御回路３および電流検出回路５を介して電源としての定電圧源６に接続されている。なお、発光ダイオード２は、電流制御回路３の前段側に接続するようにしてもよい。
【００３５】
電流検出回路５は、例えば抵抗R1により構成され、発光ダイオード２に流れる電流を電圧に変換して検出する。検出電流は、制御回路４に入力される。定電圧源６は、図示しない交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換し、直流の定電流を出力するように構成されている。
【００３６】
そして、電流制御回路３は、スイッチング素子である第１のスイッチング素子Q1およびスイッチング素子である第２のスイッチング素子Q2の直列回路である第１の直列回路７と、スイッチング素子である第３のスイッチング素子Q3およびスイッチング素子である第４のスイッチング素子Q4の直列回路である第２の直列回路８と、容量性成分としてのコンデンサC1を有して構成された、いわゆるフルブリッジ型のインバータ回路である。第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4は、電界効果トランジスタからなっている。
【００３７】
コンデンサC1は、第１のスイッチング素子Q1および第２のスイッチング素子Q2の接続点a1と、第３のスイッチング素子Q3および第４のスイッチング素子Q4の接続点a2との間に接続されている。なお、以下、「接続点」とは、スイッチング素子同士を接続している部位の他、スイッチング素子同士が接続されている導電部位を包含するものとする。そして、第１の直列回路７および第２の直列回路８は、第１および第３のスイッチング素子Q1，Q3のそれぞれのドレインと、第２および第４のスイッチングQ2，Q4のそれぞれのソースとを接続して並列接続され、接続点a3，a4からそれぞれリード線９，10を導出している。リード線９は、定電圧源６の一方の出力端子に、リード線10は、電流検出回路５に接続されている。
【００３８】
制御回路４は、電流制御回路３の第１のスイッチング素子Q1および第４のスイッチング素子Q4を一組とし、第２のスイッチング素子Q2および第３のスイッチング素子Q3を一組として、これらを交互にオンオフ制御するように形成されている。そして、この制御回路４は、電流検出回路５が所定の電流（所望の電流）を検出するように、すなわち発光ダイオード２に所定の電流が流れるように、前記オンオフ制御している。
【００３９】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００４０】
制御回路４により、電流制御回路３の第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオン制御され、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオフ制御されると、コンデンサC1は、定電圧源６からの電流により、接続点a1側（一端側）から充電される。そして、制御回路４により、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオフ制御された後、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオン制御されると、コンデンサC1は、定電圧源６からの電流により、接続点a2側（他端側）から充電されるとともに、接続点a1側（一端側）から放電する。そして、制御回路４により、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオフ制御された後、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオン制御されると、コンデンサC1は、定電圧源６からの電流により接続点a1側（一端側）から充電されるとともに、接続点a2側（他端側）から放電される。そして、制御回路４により、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオフ制御された後、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオン制御される。以後、上述の動作を繰り返す。
【００４１】
コンデンサC1から放電された電流は、電流検出回路５を通過して発光ダイオード２に流れる。これにより、発光ダイオード２は、点灯する。そして、コンデンサC1の放電電流は、コンデンサC1の容量、制御回路４によるオンオフ周波数、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3のデューティ比で設定される。コンデンサ容量は、選定され配設されたコンデンサC1により決定される。制御回路４は、発光ダイオード２に所定の電流（所望の電流）が流れるように、オンオフ周波数、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3のデューティ比を制御する。
【００４２】
上述したように、発光ダイオード２に流れる電流は、電流制御回路３のコンデンサC1の放電電流であり、この放電電流は、第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ動作により生成されている。そして、このオンオフ動作時における第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4の電力損失は、非常に小さいものである。したがって、電流制御回路３は、その電力損失が生じにくくなっているものであり、これにより、ＬＥＤ点灯装置１の消費電力を低減することができて、電力効率を向上させることができる。
【００４３】
また、電流制限回路３をフルブリッジ型とすることにより、受動部品の点数を抑制でき、小型化および低コスト化が可能になる。
【００４４】
そして、電流制御回路３の第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4および発光ダイオード２は、図２（ａ）に示すように、集積化してＬＥＤモジュール11に構成することができる。第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4および発光ダイオード２は、シリコン（Ｓｉ）板12の上面12cに形成されている。すなわち、発光ダイオード２は、シリコン板12の一端側12aに形成され、第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4は、シリコン板12の他端側12bに形成されている。シリコン板12は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる放熱板13に貼着されている。
【００４５】
また、電流制御回路３の第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4および発光ダイオード２は、図２（ｂ）に示すように、集積化してＬＥＤモジュール14に構成することができる。第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4は、円状に配設された発光ダイオード２の内側に形成されている。
【００４６】
また、上記ＬＥＤモジュール11，14は、電流制御回路３のコンデンサC1をさらに形成してもよい。第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4およびコンデンサC1は、発光ダイオード２と同じ材料例えばシリコン（Ｓｉ）で半導体に形成することができる。
【００４７】
また、電流制御回路３の第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4およびコンデンサC1は、図３に示すように、同一チップ15上に構成することができる。チップ15は、例えばシリコン（Ｓｉ）板からなっている。
【００４８】
ＬＥＤ点灯装置１は、ＬＥＤモジュール11またはＬＥＤモジュール14を構成することにより小形化に形成することができる。また、電流制御回路３が同一チップ15上に構成されることにより、小形に形成することができる。そして、ＬＥＤモジュール11またはＬＥＤモジュール14を構成することで、これらＬＥＤモジュール11，14から２線を導出することができるので、これらＬＥＤモジュール11，14を回路に直列接続することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５０】
図４は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図である。なお、図
１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５１】
図４に示すＬＥＤ点灯装置16は、図１に示す電流制御回路３、電流検出回路５および発光ダイオード２の直列回路の複数個を並列接続し、インピーダンス素子17を介して定電圧源18に接続したものである。そして、直列接続されている発光ダイオード2A〜2Cには、それぞれ平滑用コンデンサC2a〜C2cが接続されている。また、発光ダイオード2A〜2Cのカソード側は、コンデンサC3を介してアースＥに接続されている。
【００５２】
定電圧源18は、図示しない交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換し、直流の定電圧を出力するように構成されている。インピーダンス素子17は、インダクタL1からなり、定電圧源18からの電流を限流している。なお、インピーダンス素子17は、抵抗であってもよい。
【００５３】
制御回路4Aは、電流検出回路5A〜5Cがそれぞれ所定の電流（所望の電流）を検出するように、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3のオンオフ周波数およびデューティ比を制御する。これにより、発光ダイオード2A〜2Cに所定の電流（所望の電流）が流れて、発光ダイオード2A〜2Cが点灯する。発光ダイオード2A〜2Cは、その順方向電圧（Vf）のばらつきによらず、それぞれ一定の光出力で点灯する。こうして、発光ダイオード2A〜2Cの光出力をほぼ均一化にすることができる。
【００５４】
そして、ＬＥＤ点灯装置16は、電流制御回路3A〜3Cの電力損失が生じにくくなっているので、電力効率を向上させることができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５６】
図５は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５７】
図５に示すＬＥＤ点灯装置19は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１において、電流制御回路３のコンデンサC1を誘導性成分としてのインダクタL2に代えて、高周波スイッチング回路としての電流制御回路20を構成したものである。そして、第１および第２の直列回路７，８の両端間に、容量性成分であるコンデンサC4を接続したものである。なお、第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4は、そのドレインおよびソース間に回生用のダイオードD1〜D4がそれぞれ接続されているものである。
【００５８】
制御回路４は、電流制御回路20の第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3を交互にオンオフ制御する。そして、制御回路４により、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオン制御され、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオフ制御されると、定電圧源６からの電流が第１のスイッチング素子Q1、インダクタL2および第４のスイッチング素子Q4の経路で流れ、インダクタL2で限流されて、電流検出回路５側に流れる。そして、制御回路４により、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオフ制御されると、インダクタL2に蓄積された電磁エネルギーによる回生電流がダイオードD1、コンデンサC4およびダイオードD4の経路で流れる。
【００５９】
制御回路４により、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオフ制御された後、制御回路４により、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオン制御されると、定電圧源６からの電流が第３のスイッチング素子Q3、インダクタL2および第２のスイッチング素子Q2の経路で流れ、インダクタL2で限流されて、電流検出回路５側に流れる。そして、制御回路４により、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオフ制御されると、インダクタL2に蓄積された電磁エネルギーによる回生電流がダイオードD3、コンデンサC4およびダイオードD2の経路で流れる。そして、制御回路４により、第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3がオフ制御された後、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4がオン制御される。以後、上述の動作を繰り返す。
【００６０】
そして、制御回路４は、電流検出回路５が所定の電流（所望の電流）を検出するように、すなわち発光ダイオード２に所定の電流が流れるように、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3のオンオフ周波数、および第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4がオフしているデッドタイム幅を制御している。これにより、発光ダイオード２は、所定の電流が流れて、一定の光出力で点灯する。
【００６１】
上述したように、発光ダイオード２に流れる電流は、電流制御回路20のインダクタL2を流れる。このインダクタL2の抵抗は、非常に小さいので、インダクタL2での電力損失は、非常に小さいものである。また、第１ないし第４のスイッチング素子Q1〜Q4での電力損失も非常に小さいものである。したがって、電流制御回路20は、その電力損失が生じにくくなっているものであり、これにより、ＬＥＤ点灯装置19の消費電力を低減することができて、電力効率を向上させることができる。
【００６２】
また、インダクタL2は、電流制御回路20のスイッチング素子Q1〜Q4および発光ダイオード２と同じ材料、例えば窒化ガリウム、あるいはシリコンなどで半導体に形成し、これらスイッチング素子Q1〜Q4および発光ダイオード２と集積化してモジュールに構成してもよい。このように集積化することにより、ＬＥＤ点灯装置19を小形に形成することができるなど、上記第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６４】
図６は、本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図である。なお、図５と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
図６に示すＬＥＤ点灯装置21は、図５に示すＬＥＤ点灯装置19において、電流制御回路20のインダクタL2に代えて直列接続された容量性成分としてのコンデンサC5および誘導性成分としてのインダクタL3の共振回路22を有する高周波スイッチング回路としての電流制御回路23を構成したものである。また、定電圧源６に代えて、直流電源回路24および電源としてのアクティブフィルタ回路25を構成したものである。発光ダイオード２は、電流制御回路23の前段に接続されており、アクティブフィルタ回路25から供給される電流により点灯されるようにしている。また、制御回路である第１の制御回路4Bおよびアクティブフィルタ制御回路としての第２の制御回路26を具備している。
【００６６】
共振回路22のコンデンサC5およびインダクタL3は、それぞれシリコンなどにより半導体に形成し、集積化してモジュールに構成することができる。
【００６７】
直流電源回路24は、商用交流電源Vsからの交流電圧を直流電圧に変換して出力するように構成されている。直流電源回路24は、例えば整流器であってもよい。また、アクティブフィルタ回路25は、直流電源回路24から出力された直流電圧を可変して出力可能に構成されている。例えばチョッパ回路および力率改善回路を有して形成されている。
【００６８】
第２の制御回路26は、アクティブフィルタ回路25および電流検出回路５に接続されている。そして、電流検出回路５が所定の電流を検出するように、すなわち発光ダイオード２に所定の電流が流れるように、アクティブフィルタ回路25を制御し、アクティブフィルタ回路25の出力電圧を制御するように構成されている。
【００６９】
制御回路4Bは、電流制御回路23の第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3を交互にオンオフ制御する。このとき、コンデンサC5およびインダクタL3の共振回路22には、共振電流が流れる。制御回路4Bは、その共振電流が零となったタイミングでオン制御しているスイッチング素子Q1〜Q4をオフ制御する。これにより、第１および第４のスイッチング素子Q1，Q4と第２および第３のスイッチング素子Q2，Q3のオンオフ制御におけるノイズの発生が抑制されるとともに、発光ダイオード２に流れる電流を最大にできる。また、共振回路22に流れている電流が零になる前にスイッチング素子Q1〜Q4をオフ制御するように周波数を変更することで、発光ダイオード２に流れる電流を制限できる。
【００７０】
このように、電流制限回路23のコンデンサC5およびインダクタL3の共振回路22に流れている電流をスイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ周波数で制御するので、簡単な構成で発光ダイオード２の光出力制御が容易になるとともに、ノイズの発生を抑制できるので、ノイズ発生防止用回路やノイズ吸収用回路などをＬＥＤ点灯装置21に設ける必要がなくなる。これにより、ＬＥＤ点灯装置21を小形化することができ、安価に形成することができる。また、電流制御回路23は、図５に示す電流制御回路20と同様に、その電力損失が生じにくくなっているものであり、特に共振回路22を用いることで、理想的には無損失で動作させることが可能であり、インピーダンス変化を大きくすることができる。これにより、ＬＥＤ点灯装置21の消費電力を低減することができて、電力効率を向上させることができる。
【００７１】
さらに、コンデンサC5とインダクタL3とを半導体により集積化することで、これらコンデンサC5とインダクタL3とを同じプロセスで形成することができるとともに、コンデンサC5とインダクタL3とを同一チップ上に形成することができ、またはモジュール化できるので、ＬＥＤ点灯装置21を小型化できる。
【００７２】
次に、本発明の第５の実施形態について述べる。
【００７３】
図７は、本発明の第５の実施形態を示す照明器具の概略斜視図、図８は、同じく照明器具の一部切り欠き概略側面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００７４】
図７に示す照明器具27は、天井面等に埋設されるダウンライトであり、略円筒状の器具本体28の下端側に円形の化粧枠29が設けられ、この化粧枠29に透光性カバー30が配設されている。そして、器具本体28は、左右両側に器具本体28を天井等に固定するための一対の取付けばね31，31を取り付けている。
【００７５】
また、器具本体28は、図８に示すように、下端側内部に発光ダイオード２を配設しているＬＥＤモジュール32および反射板33を配設している。また、器具本体28の内部には、電源ユニット34が配設されている。この電源ユニット34に電流制御回路３などが配設されている。そして、器具本体28の上面側には、電源からの図示しない電源線を接続する端子台35が配設されている。
【００７６】
照明器具27は、電力損失が生じにくい電流制御回路３を有するＬＥＤ点灯装置１を具備しているので、電力損失を抑制することができる。
【００７７】
なお、上記各実施の形態において、容量性成分は各コンデンサに限定されるものではなく、誘導性成分は各インダクタに限定されるものではない。
【００７８】
また、電流制限回路は、フルブリッジ型のインバータ回路を備えるものに限定されず、例えばハーフブリッジ型のインバータ回路などを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１，16，19，21    ＬＥＤ点灯装置
２    発光ダイオード
３，20，23    電流制御回路
４    制御回路
4B    制御回路である第１の制御回路
５    電流検出回路
22    共振回路
24    直流電源回路
25    アクティブフィルタ回路
26    アクティブフィルタ制御回路としての第２の制御回路
27    照明器具
28    器具本体
C1，C5    容量性成分としてのコンデンサ
L2，L3    誘導性成分としてのインダクタ
Q1    スイッチング素子である第１のスイッチング素子
Q2    スイッチング素子である第２のスイッチング素子
Q3    スイッチング素子である第３のスイッチング素子
Q4    スイッチング素子である第４のスイッチング素子
【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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