(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、
電源電圧が供給される電源端子と、
接地に接続される接地端子と、
前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、
前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、
前記第１の出力端子に一端が接続され、前記第２の出力端子に他端が接続されたコンデンサと、
前記コンデンサの他端に一端が接続されたコイルと、
前記コイルの他端に一端が接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された抵抗と、
前記電源端子にカソードが接続され、前記コイルの他端にアノードが接続されたダイオードと、
前記ＬＥＤ素子の調光率を示す調光信号、前記抵抗の電圧降下に応じた検出電圧、および、前記コイルに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号により前記スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記調光信号が第１の調光率を示す第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンするオン期間と前記スイッチ素子をオフするオフ期間からなるスイッチング周期を固定し、
前記調光信号が前記第１の調光率から前記第１の調光率よりも低い第２の調光率までの第１の調光区間の調光率を示す第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、小さくし、
前記調光信号が前記第２の調光率から前記第２の調光率よりも低い第３の調光率までの第２の調光区間の調光率を示す第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を短くし、
前記調光信号が前記第３の調光率から前記第３の調光率よりも低い第４の調光率までの第３の調光区間の調光率を示す第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オン期間を短くしつつ、前記オフ期間を長くし、
前記調光信号が前記第４の調光率を示す第５のモードにおいて、前記オン期間を固定し、且つ前記オフ期間を前記第４のモードにおけるオフ期間よりも長い期間に固定することを特徴とするＬＥＤ照明調光回路。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して予め設定された比較電圧に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフすることにより前記コイルに流れる電流がゼロに低下すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記第２のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフすることにより前記コイルに流れる電流がゼロに低下したとき、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記第３のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてからオフ幅固定期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記第４のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてから、前記調光信号の値に応じて変化し且つ前記オフ幅固定期間よりも長い第１のオフ幅変調期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記第５のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてから、前記第１のオフ幅変調期間よりも長い第２のオフ幅変調期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、大きくする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を長くする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記オン期間を長くしつつ、前記オフ期間を短くする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１０】
前記制御回路は、
前記調光信号が入力される信号入力端子と、
内部電源電圧が一端に供給された定電流源と、
前記定電流源の他端にアノードが接続され、前記信号入力端子にカソードが接続された入力ダイオードと、
前記信号入力端子に一端が接続された第１の分圧抵抗と、
前記第１の分圧抵抗の他端に一端が接続され、接地に他端が接続された第２の分圧抵抗と、
前記抵抗の一端に接続され、前記検出電圧が入力される非反転入力端子と、前記第１の分圧抵抗の他端に接続され、前記調光信号を分圧した分圧値が入力される第１の反転入力端子と、前記比較電圧が入力される第２の反転入力端子とを有し、前記分圧値が前記比較電圧以上である場合には、前記比較電圧と前記検出電圧とを比較した結果に応じた信号を出力し、一方、前記分圧値が前記比較電圧未満である場合には、前記分圧値と前記検出電圧とを比較した結果に応じた信号を出力する３入力コンパレータと、
前記３入力コンパレータが出力する信号に基づいて、前記検出電圧が前記比較電圧または前記分圧値に達するのを検出したときにインパルス状のオフ信号を出力するオフタイミング検出回路と、
前記コイルの他端に入力が接続され、前記コイルに流れる電流がゼロになったときにインパルス状のオン信号を出力するオンダイミング検出回路と、
前記オフ信号および前記オン信号が入力され、前記オン信号のタイミングで立ち上がり且つ前記オフ信号のタイミングで立ち下がる第１のパルス信号を出力する第１のパルス発生回路と、
前記調光信号の値に基づいて、第２のパルス信号を出力する第２のパルス発生回路と、
前記第１のパルス信号と前記第２のパルス信号とをＡＮＤ演算し、この演算結果を前記スイッチ制御信号として出力するＡＮＤ回路と、を備え、
前記第２のパルス発生回路は、
前記調光信号の値が前記第１の閾値以上である場合には、前記第２のパルス信号のパルス幅およびパルス間隔を固定し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値未満且つ前記第３の閾値以上である場合には、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス幅を小さくし、且つ前記パルス間隔を固定し、
前記調光信号の値が前記第３の閾値未満且つ前記第４の閾値以上である場合には、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス幅を小さくし且つ前記パルス間隔を広くし、
前記調光信号の値が前記第４の閾値未満である場合には、前記パルス幅を固定し、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス間隔を広くする
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１１】
前記第１のモードにおける前記第１の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、可聴周波数より高い
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１２】
前記第５のモードにおける前記第４の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、前記第１のモードにおける前記第１の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数より、低い
ことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１３】
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、電源電圧が供給される電源端子と、接地に接続される接地端子と、前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、前記第１の出力端子に一端が接続され、前記第２の出力端子に他端が接続されたコンデンサと、前記コンデンサの他端に一端が接続されたコイルと、前記コイルの他端に一端が接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された抵抗と、前記電源端子にカソードが接続され、前記コイルの他端にアノードが接続されたダイオードと、前記ＬＥＤ素子の調光率を示す調光信号、前記抵抗の電圧降下に応じた検出電圧、および、前記コイルに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号により前記スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備えるＬＥＤ照明調光回路によるＬＥＤ照明調光方法であって、
前記制御回路は、
前記調光信号が第１の調光率を示す第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンするオン期間と前記スイッチ素子をオフするオフ期間からなるスイッチング周期を固定し、
前記調光信号が前記第１の調光率から前記第１の調光率よりも低い第２の調光率までの第１の調光区間の調光率を示す第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、小さくし、
前記調光信号が前記第２の調光率から前記第２の調光率よりも低い第３の調光率までの第２の調光区間の調光率を示す第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を短くし、
前記調光信号が前記第３の調光率から前記第３の調光率よりも低い第４の調光率までの第３の調光区間の調光率を示す第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オン期間を短くしつつ、前記オフ期間を長くし、
前記調光信号が前記第４の調光率を示す第５のモードにおいて、前記オン期間を固定し、且つ前記オフ期間を前記第４のモードにおけるオフ期間よりも長い期間に固定する
ことを特徴とするＬＥＤ照明調光方法。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記調光信号の値が第１の閾値以上である場合には、前記ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが前記第１のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以上且つ前記第１の閾値未満である場合には、前記制御モードが第２のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第２の閾値よりも小さい第３の閾値以上且つ前記第２の閾値未満である場合には、前記制御モードが第３のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値以上且つ前記第３の閾値未満である場合には、前記制御モードが第４のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第４の閾値未満である場合には、前記制御モードが第５のモードであると判断することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１５】
前記制御回路は、
前記調光信号の値が第１の閾値以上である場合には、前記ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが前記第１のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以上且つ前記第１の閾値未満である場合には、前記制御モードが第２のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第２の閾値と前記第１の閾値よりも小さい第３の閾値との間の値である場合には、前記制御モードが第３のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値以上且つ前記第３の閾値未満である場合には、前記制御モードが第４のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第４の閾値未満である場合には、前記制御モードが第５のモードであると判断することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１６】
前記調光信号の値が第１の閾値以上である場合には、前記ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが前記第１のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値と第２の閾値との間の値である場合には、前記制御モードが第２のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第２の閾値と第３の閾値との間の値である場合には、前記制御モードが第３のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第３の閾値と第４の閾値との間の値である場合には、前記制御モードが第４のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第４の閾値未満である場合には、前記制御モードが第５のモードであると判断することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明調光回路、および、ＬＥＤ照明調光方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００９−１２３６８１号公報、および特開２０１２−５９６６２号公報に記載のように、ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路１００Ａがある（図５）。【０００３】
このＬＥＤ照明調光回路１００Ａは、抵抗Ｒ１と、電源２にアノードが接続されたＬＥＤ素子４のカソードにコレクタが接続されたバイポーラトランジスタＱ１と、バイポーラトランジスタＱ１のエミッタと接地との間に接続された定電流回路６と、調光器１が出力した調光信号に応じて、バイポーラトランジスタＱ１と定電流回路６を制御するマイコン５と、を備える（図５）。【０００４】
このＬＥＤ照明調光回路１００Ａにより、電流臨界モードで定電流制御を行う場合、バイポーラトランジスタＱ１を制御して、ピーク電流を下げて調光（リニア調光）を行う。【０００５】
しかし、上記従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａでは、電流臨界モードで定電流制御を行う場合、ピーク電流を下げて調光（リニア調光）を行うと、バイポーラトランジスタＱ１のスイッチング周波数が高くなってしまう。【０００６】
そして、スイッチング周波数が高くなると、ノイズが大きくなったり、効率が落ちたりする等、様々な問題がある。【０００７】
調光を行わない時のスイッチング周波数を低く設定する方法もあるが、可聴周波数以下には出来ないため実際の調光範囲は限られている。【０００８】
また、その時のスイッチング周波数を低く設定するとトランスなどの部品が大きくなり好ましくない。【０００９】
また、上記従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａでは、バイポーラトランジスタＱ１をオンするオン幅を規定するための信号を受信する信号端子と、バイポーラトランジスタＱ１をオフするオフ幅を規定するための信号を受信する信号端子とが必要になる。【００１０】
すなわち、上記従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａでは、複数の端子が必要になる。  
【発明の開示】
【００１１】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ照明調光回路は、
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、
電源電圧が供給される電源端子と、
接地に接続される接地端子と、
前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、
前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、
前記第１の出力端子に一端が接続され、前記第２の出力端子に他端が接続されたコンデンサと、
前記コンデンサの他端に一端が接続されたコイルと、
前記コイルの他端に一端が接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された抵抗と、
前記電源端子にカソードが接続され、前記コイルの他端にアノードが接続されたダイオードと、
前記ＬＥＤ素子の調光率を示す調光信号、前記抵抗の電圧降下に応じた検出電圧、および、前記コイルに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号により前記スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記調光信号が第１の調光率を示す第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンするオン期間と前記スイッチ素子をオフするオフ期間からなるスイッチング周期を固定し、
前記調光信号が前記第１の調光率から前記第１の調光率よりも低い第２の調光率までの第１の調光区間の調光率を示す第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、小さくし、
前記調光信号が前記第２の調光率から前記第２の調光率よりも低い第３の調光率までの第２の調光区間の調光率を示す第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を短くし、
前記調光信号が前記第３の調光率から前記第３の調光率よりも低い第４の調光率までの第３の調光区間の調光率を示す第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オン期間を短くしつつ、前記オフ期間を長くし、
前記調光信号が前記第４の調光率の調光率を示す第５のモードにおいて、前記オン期間を固定し、且つ前記オフ期間を前記第４のモードにおけるオフ期間よりも長い期間に固定し、
前記調光信号の値が第１の閾値以上である場合には、前記ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが前記第１のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以上且つ前記第１の閾値未満である場合には、前記制御モードが第２のモードであると判断する
ことを特徴とする。
【００１２】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して予め設定された比較電圧に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフすることにより前記コイルに流れる電流がゼロに低下すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。
【００１３】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第２のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフすることにより前記コイルに流れる電流がゼロに低下したとき、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。
【００１４】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第３のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてからオフ幅固定期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。
【００１５】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第４のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてから、前記調光信号の値に応じて変化し且つ前記オフ幅固定期間よりも長い第１のオフ幅変調期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。
【００１６】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第５のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンすることにより前記検出電圧が上昇して前記調光信号を分圧した分圧値に到達すると、前記スイッチ素子をオフし、その後、前記スイッチ素子をオフしてから、前記第１のオフ幅変調期間よりも長い第２のオフ幅変調期間が経過すると、前記スイッチ素子をオンする
ことを特徴とする。
【００１７】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、大きくする
ことを特徴とする。
【００１８】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を長くする
ことを特徴とする。
【００１９】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が上昇する場合、前記オン期間を長くしつつ、前記オフ期間を短くする
ことを特徴とする。
【００２０】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記制御回路は、
前記調光信号が入力される信号入力端子と、
内部電源電圧が一端に供給された定電流源と、
前記定電流源の他端にアノードが接続され、前記信号入力端子にカソードが接続された入力ダイオードと、
前記信号入力端子に一端が接続された第１の分圧抵抗と、
前記第１の分圧抵抗の他端に一端が接続され、接地に他端が接続された第２の分圧抵抗と、
前記抵抗の一端に接続され、前記検出電圧が入力される非反転入力端子と、前記第１の分圧抵抗の他端に接続され、前記調光信号を分圧した分圧値が入力される第１の反転入力端子と、前記比較電圧が入力される第２の反転入力端子とを有し、前記分圧値が前記比較電圧以上である場合には、前記比較電圧と前記検出電圧とを比較した結果に応じた信号を出力し、一方、前記分圧値が前記比較電圧未満である場合には、前記分圧値と前記検出電圧とを比較した結果に応じた信号を出力する３入力コンパレータと、
前記３入力コンパレータが出力する信号に基づいて、前記検出電圧が前記比較電圧または前記分圧値に達するのを検出したときにインパルス状のオフ信号を出力するオフタイミング検出回路と、
前記コイルの他端に入力が接続され、前記コイルに流れる電流がゼロになったときにインパルス状のオン信号を出力するオンダイミング検出回路と、
前記オフ信号および前記オン信号が入力され、前記オン信号のタイミングで立ち上がり且つ前記オフ信号のタイミングで立ち下がる第１のパルス信号を出力する第１のパルス発生回路と、
前記調光信号の値に基づいて、第２のパルス信号を出力する第２のパルス発生回路と、
前記第１のパルス信号と前記第２のパルス信号とをＡＮＤ演算し、この演算結果を前記スイッチ制御信号として出力するＡＮＤ回路と、を備え、
前記第２のパルス発生回路は、
前記調光信号の値が前記第１の閾値以上である場合には、前記第２のパルス信号のパルス幅およびパルス間隔を固定し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値未満且つ前記第３の閾値以上である場合には、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス幅を小さくし、且つ前記パルス間隔を固定し、
前記調光信号の値が前記第３の閾値未満且つ前記第４の閾値以上である場合には、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス幅を小さくし且つ前記パルス間隔を広くし、
前記調光信号の値が前記第４の閾値未満である場合には、前記パルス幅を固定し、前記調光信号の値の低下に応じて前記パルス間隔を広くする
ことを特徴とする。
【００２１】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記第１のモードにおける前記第１の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、可聴周波数より高い
ことを特徴とする。
【００２２】
前記ＬＥＤ照明調光回路において、
前記第５のモードにおける前記第４の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、前記第１のモードにおける前記第１の調光率に対応する前記スイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数より、低い
ことを特徴とする。
【００２３】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ照明調光方法は、
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、電源電圧が供給される電源端子と、接地に接続される接地端子と、前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、前記第１の出力端子に一端が接続され、前記第２の出力端子に他端が接続されたコンデンサと、前記コンデンサの他端に一端が接続されたコイルと、前記コイルの他端に一端が接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された抵抗と、前記電源端子にカソードが接続され、前記コイルの他端にアノードが接続されたダイオードと、前記ＬＥＤ素子の調光率を示す調光信号、前記抵抗の電圧降下に応じた検出電圧、および、前記コイルに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号により前記スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備えるＬＥＤ照明調光回路によるＬＥＤ照明調光方法であって、
前記制御回路は、
前記調光信号が第１の調光率を示す第１のモードにおいて、前記スイッチ素子をオンするオン期間と前記スイッチ素子をオフするオフ期間からなるスイッチング周期を固定し、
前記調光信号が前記第１の調光率から前記第１の調光率よりも低い第２の調光率までの第１の調光区間の調光率を示す第２のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記スイッチング周期を、前記オン期間と前記オフ期間の比率を維持したまま、小さくし、
前記調光信号が前記第２の調光率から前記第２の調光率よりも低い第３の調光率までの第２の調光区間の調光率を示す第３のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オフ期間を固定したまま、前記オン期間を短くし、
前記調光信号が前記第３の調光率から前記第３の調光率よりも低い第４の調光率までの第３の調光区間の調光率を示す第４のモードにおいて、前記調光信号が示す調光率が低下する場合、前記オン期間を短くしつつ、前記オフ期間を長くし、
前記調光信号が前記第４の調光率の調光率を示す第５のモードにおいて、前記オン期間を固定し、且つ前記オフ期間を前記第４のモードにおけるオフ期間よりも長い期間に固定し、
前記調光信号の値が第１の閾値以上である場合には、前記ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが前記第１のモードであると判断し、
前記調光信号の値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以上且つ前記第１の閾値未満である場合には、前記制御モードが第２のモードであると判断する
ことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るＬＥＤ照明調光回路では、調光時にスイッチング周波数が高くなりすぎないようにスイッチ素子のオフ幅を変調させ、限られた周波数範囲で最大の調光範囲を可能にする。
【００２５】
調光は、５つのモードで行う。すなわち、最大電流でＬＥＤ素子を発光させる最大電流モードと、ピーク電流を下げて調光を行う周波数変調モードと、オフ幅を固定してオン幅のみ狭めるオフ幅固定モードと、オフ幅を伸ばして、オン幅を狭めるオフ幅変調モードと、最小電流でＬＥＤ素子を発光させる最小電流モードと、の５つのモードを連続して実行する。
【００２６】
このように、スイッチ素子のオン幅を狭めながら同時スイッチ素子のオフ幅を広げると、周波数変動範囲を狭くすることができる。
【００２７】
そして、調光率が低い時（暗い時）にスイッチング周波数を下げる制御であるため可聴周波数に近くなる時は、電流（エネルギー）は最小となっている。
【００２８】
したがって、ＬＥＤ照明調光回路のスイッチ素子のスイッチングに起因する音はユーザに聞こえにくくなる。
【００２９】
一方、従来技術では、電流（エネルギー）が最大の時に可聴周波数に近くなるため、ＬＥＤ照明調光回路のスイッチ素子のスイッチングに起因する音はユーザに聞こえやすい。
【００３０】
以上のように、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路は、狭い周波数変動範囲で広い調光範囲を実現できる。
【００３１】
特に、効率が良く、ノイズが少ない電流臨界モードの利点を生かしつつ、周波数変動を小さくすることができる。
【００３２】
さらに、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路では、１つの信号入力端子を介して入力される調光信号により調光の制御が実行されるため、調光の制御に必要な端子を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の一態様である実施例１に係るＬＥＤ照明調光回路１００の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す制御回路ＣＯＮの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の各モードにおける動作波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００および従来のＬＥＤ照明調光回路の調光率とスイッチング周波数と関係を示す特性図である。
【図５】図５は、従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１は、本発明の一態様である実施例１に係るＬＥＤ照明調光回路１００の構成の一例を示す図である。また、図２は、図１に示す制御回路ＣＯＮの構成の一例を示すブロック図である。また、図３は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の各モードにおける動作波形の一例を示す図である。なお、図３において、第１、第２の出力端子ＴＯＵＴ１、ＴＯＵＴ２間に流れる出力電流Ｉｏのピーク値はＩｐで表記されている。【００３６】
図１に示すように、ＬＥＤ照明調光回路１００は、電源端子ＴＢと、接地端子ＴＥと、第１の出力端子ＴＯＵＴ１と、第２の出力端子ＴＯＵＴ２と、コンデンサＣと、コイルＬと、抵抗Ｒと、スイッチ素子ＳＷと、制御回路ＣＯＮと、を備える。    
電源端子ＴＢは、電源電圧が供給されるようになっている。この電源端子ＴＢにバッテリ（電源）Ｂの正極が接続される。【００３７】
接地端子ＴＥは、接地に接続されるようになっている。この接地端子ＴＥにバッテリ（電源）Ｂの負極が接続される。【００３８】
第１の出力端子ＴＯＵＴ１は、電源端子ＴＢに接続され、且つＬＥＤ素子Ａのアノード側が接続されるようになっている。【００３９】
第２の出力端子ＴＯＵＴ２は、ＬＥＤ素子Ａのカソード側が接続されるようになっている。【００４０】
コンデンサＣは、第１の出力端子ＴＯＵＴ１に一端が接続され、第２の出力端子ＴＯＵＴ２に他端が接続されている。【００４１】
コイルＬは、コンデンサＣの他端に一端が接続されている。【００４２】
スイッチ素子ＳＷは、コイルＬの他端に一端が接続されている。【００４３】
抵抗Ｒは、スイッチ素子ＳＷの他端に一端が接続され、接地端子ＴＥに他端が接続されている。【００４４】
ダイオードＤは、電源端子ＴＢにカソードが接続され、コイルＬの他端にアノードが接続されている。【００４５】
制御回路ＣＯＮは、ＬＥＤ素子Ａの調光率を示す調光信号ＲＥＦ、抵抗Ｒの電圧降下に応じた検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）、および、コイルＬに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号ＧＡＴＥによりスイッチ素子ＳＷの動作を制御するようになっている。【００４６】
なお、スイッチ素子ＳＷは、例えば、コイルＬの他端に一端が接続され、抵抗Ｒの一端に他端が接続され、上記スイッチ制御信号ＧＡＴＥがゲートに供給されるＭＯＳトランジスタ（図１の例では、ｎＭＯＳトランジスタ）である。【００４７】
例えば、スイッチ制御信号ＧＡＴＥ（“Ｈｉｇｈ”レベル）によりスイッチ素子ＳＷがオンに制御されているときは、電流Ｉｄが流れる。一方、スイッチ制御信号ＧＡＴＥ（“Ｌｏｗ”レベル）によりスイッチ素子ＳＷがオフに制御されているときは、電流ＩＦが流れる。【００４８】
ここで、図２に示すように、制御回路ＣＯＮは、信号入力端子ＴＲＥＦと、定電流源ＩＳと、入力ダイオードＤＳと、第１の分圧抵抗ＤＲ１と、第２の分圧抵抗ＤＲ２と、３入力コンパレータＣＯＭＰと、オフタイミング検出回路ＵＤＯと、オンダイミング検出回路ＯＤＣと、第１のパルス発生回路ＰＧＣ１と、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２と、電圧電流変換回路ＶＩＣと、電流時間変換回路ＩＴＣと、ＡＮＤ回路ＯＣと、を備える。【００４９】
信号入力端子ＴＲＥＦは、調光信号ＲＥＦが入力されるようになっている。【００５０】
定電流源ＩＳは、内部電源電圧ＶＤＤが一端に供給され、定電流を出力するようになっている。【００５１】
入力ダイオードＤＳは、定電流源ＩＳの他端にアノードが接続され、信号入力端子ＴＲＥＦにカソードが接続されている。【００５２】
第１の分圧抵抗ＤＲ１は、信号入力端子ＴＲＥＦに一端が接続されている。【００５３】
第２の分圧抵抗ＤＲ２は、第１の分圧抵抗ＤＲ１の他端に一端が接続され、接地に他端が接続されている。【００５４】
３入力コンパレータＣＯＭＰは、抵抗Ｒの一端（第１のノードＸ）に接続され、検出電圧ＳＸが入力される非反転入力端子と、第１の分圧抵抗ＤＲ１の他端に接続され、調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘが入力される第１の反転入力端子と、比較電圧Ｖ１００が入力される第２の反転入力端子とを有する。【００５５】
この３入力コンパレータＣＯＭＰは、分圧値Ｖｘが比較電圧Ｖ１００以上である場合には、比較電圧Ｖ１００と検出電圧ＳＸとを比較した結果に応じた信号を出力するようになっている。【００５６】
一方、この３入力コンパレータＣＯＭＰは、分圧値Ｖｘが比較電圧Ｖ１００未満である場合には、分圧値Ｖｘと検出電圧ＳＸとを比較した結果に応じた信号を出力するようになっている。【００５７】
オフタイミング検出回路ＵＤＯは、３入力コンパレータＣＯＭＰが出力する信号に基づいて、検出電圧ＳＸが比較電圧Ｖ１００または分圧値Ｖｘに達するのを検出したときにインパルス状のオフ信号Ｓｏｆｆ（図３）を出力するようになっている。【００５８】
オンダイミング検出回路ＯＤＣは、コイルＬの他端（第２のノードＹ）に入力が接続され、コイルＬに流れる電流がゼロになったときにインパルス状のオン信号Ｓｏｎ（図３）を出力するようになっている。【００５９】
第１のパルス発生回路ＰＧＣ１は、オフ信号Ｓｏｆｆおよびオン信号Ｓｏｎが入力され、オン信号Ｓｏｎのタイミングで立ち上がり且つオフ信号Ｓｏｆｆのタイミングで立ち下がる第１のパルス信号ＳＺ（図３）を出力するようになっている。【００６０】
電圧電流変換回路ＶＩＣは、調光信号ＲＥＦの値を電圧電流変換し、得られた電流値を出力するようになっている。【００６１】
電流時間変換回路ＩＴＣは、電流値を電流時間変換し、得られた時間の値を出力するようになっている。【００６２】
第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、得られた時間の値に基づいて、第２のパルス信号ＳＴを出力するようになっている。【００６３】
上述のように、上記時間は、上記電流値に基づき、さらに、上記電流値は、上記調光信号ＲＥＦの値に基づく。すなわち、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、調光信号ＲＥＦの値に基づいて、第２のパルス信号ＳＴを出力するようになっている。【００６４】
例えば、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１以上である場合には、第２のパルス信号ＳＴのパルス幅およびパルス間隔を固定する。【００６５】
また、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１未満且つ第３の閾値ＴＨ３以上である場合には、調光信号ＲＥＦの値の低下に応じて第２のパルス信号ＳＴのパルス幅を小さくし、且つパルス間隔を固定する。【００６６】
また、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、調光信号ＲＥＦの値が第３の閾値ＴＨ３未満且つ第４の閾値ＴＨ４以上である場合には、調光信号ＲＥＦの値の低下に応じて第２のパルス信号ＳＴのパルス幅を小さくし且つパルス間隔を広くする。【００６７】
また、第２のパルス発生回路ＰＧＣ２は、調光信号ＲＥＦの値が第４の閾値ＴＨ４未満である場合には、パルス幅を固定し、調光信号ＲＥＦの値の低下に応じて第２のパルス信号ＳＴのパルス間隔を広くする。【００６８】
ＡＮＤ回路ＯＣは、第１のパルス信号ＳＺと第２のパルス信号ＳＴとをＡＮＤ演算し、この演算結果をスイッチ制御信号ＧＡＴＥ（図３）として出力するようになっている。【００６９】
ここで、例えば、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが第１の調光率ｘ１を示す第１のモード（最大電流モード）Ｍ１において（図３の時刻ｔａ以前）、スイッチ素子ＳＷをオンするオン期間ｔ１とスイッチ素子ＳＷをオフするオフ期間ｔ２からなるスイッチング周期を固定するようになっている。【００７０】
例えば、制御回路ＣＯＮは、この第１のモードＭ１において、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して予め設定された比較電圧Ｖ１００に到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフすることによりコイルＬに流れる電流ＩＦがゼロに低下すると、スイッチ素子ＳＷをオンする。これにより、既述の第１のモードＭ１のスイッチング周期の制御が達成される。【００７１】
なお、第１のモードＭ１における第１の調光率ｘ１に対応するスイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、可聴周波数より高くなるように設定されている。【００７２】
なお、第１の調光率ｘ１は、例えば、１００％である。【００７３】
なお、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１以上である場合には、ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが第１のモードＭ１であると判断するようになっている（図３）。【００７４】
また、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが第１の調光率ｘ１から第１の調光率ｘ１よりも低い第２の調光率ｘ２までの第１の調光区間Ｉ１の調光率を示す第２のモード（周波数変調モード）Ｍ２において（図３の時刻ｔａ〜時刻ｔｂ）、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、小さくするようになっている。【００７５】
一方、制御回路ＣＯＮは、この第２のモードＭ２において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、大きくするようになっている。【００７６】
例えば、制御回路ＣＯＮは、この第２のモードＭ２において、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフすることによりコイルＬに流れる電流ＩＦがゼロに低下したとき、スイッチ素子ＳＷをオンする（図３）。これにより、既述の第２のモードＭ２のスイッチング周期の制御が達成される。【００７７】
なお、制御回路ＣＯＮは、第１のモードＭ１から第２のモードＭ２に移行する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、小さくするようになっている。【００７８】
一方、制御回路ＣＯＮは、第２のモードＭ２から第１のモードＭ１に移行する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、大きくするようになっている。【００７９】
なお、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１よりも小さい第２の閾値ＴＨ２以上且つ第１の閾値ＴＨ１未満である場合には、制御モードが第２のモードであると判断するようになっている（図３）。【００８０】
また、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが第２の調光率ｘ２から第２の調光率ｘ２よりも低い第３の調光率ｘ３までの第２の調光区間Ｉ２の調光率を示す第３のモード（オフ幅固定モード）Ｍ３において（図３の時刻ｔｂ〜時刻ｔｃ）、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を短くするようになっている。【００８１】
一方、制御回路ＣＯＮは、この第３のモードＭ３において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を長くするようになっている。【００８２】
例えば、制御回路ＣＯＮは、この第３のモードＭ３において、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてからオフ幅固定期間Ｈｘが経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする（図３）。これにより、既述の第３のモードＭ３のスイッチング周期の制御が達成される。【００８３】
なお、制御回路ＣＯＮは、第２のモードＭ２から第３のモードＭ３に移行する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を短くするようになっている。【００８４】
一方、制御回路ＣＯＮは、第３のモードＭ３から第２のモードＭ２に移行する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を長くするようになっている。【００８５】
また、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが第３の調光率ｘ３から第３の調光率ｘ３よりも低い第４の調光率ｘ４までの第３の調光区間Ｉ３の調光率を示す第４のモード（オフ幅変調モード）Ｍ４において（図３の時刻ｔｃ〜時刻ｔｄ）、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、オン期間ｔ１を短くしつつ、オフ期間ｔ２を長くするようになっている。【００８６】
一方、制御回路ＣＯＮは、この第４のモードＭ４において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、オン期間ｔ１を長くしつつ、オフ期間ｔ２を短くするようになっている。【００８７】
例えば、制御回路ＣＯＮは、この第４のモードＭ４において、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてから、調光信号ＲＥＦの値に応じて変化し且つオフ幅固定期間Ｈｘよりも長い第１のオフ幅変調期間Ｈ１が経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする。これにより、既述の第４のモードＭ４のスイッチング周期の制御が達成される。【００８８】
なお、第１のオフ幅変調期間Ｈ１は、調光信号ＲＥＦの値が大きくなると短くなり、一方、調光信号ＲＥＦの値が小さくなると長くなる。  
なお、制御回路ＣＯＮは、第３のモードＭ３から第４のモードＭ４に移行する場合、オン期間ｔ１を短くしつつ、オフ期間ｔ２を長くするようになっている。【００８９】
一方、制御回路ＣＯＮは、第４のモードＭ４から第３のモードＭ３に移行する場合、オン期間ｔ１を長くしつつ、オフ期間ｔ２を短くするようになっている。【００９０】
なお、第４の調光率ｘ４は、例えば、０％から１％の間の値（図３の例では、０．２％）である。【００９１】
また、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが第４の調光率ｘ４の調光率を示す第５のモード（最小電流モード）Ｍ５において（図３の時刻ｔｄ以降）、オン期間ｔ１を固定し、且つオフ期間ｔ２を第４のモードＭ４におけるオフ期間ｔ２よりも長い期間に固定するようになっている。【００９２】
例えば、制御回路ＣＯＮは、この第５のモードにおいて、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてから、第１のオフ幅変調期間Ｈ１よりも長い第２のオフ幅変調期間Ｈ２が経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする（図３）。これにより、既述の第５のモードＭ５のスイッチング周期の制御が達成される。【００９３】
なお、制御回路ＣＯＮは、第４のモードＭ４から第５のモードＭ５に移行する場合、オン期間ｔ１を維持したまま、オフ期間ｔ２を第４のモードＭ４におけるオフ期間ｔ２よりも長い期間にするようになっている。【００９４】
一方、制御回路ＣＯＮは、第５のモードＭ５から第４のモードＭ４に移行する場合、オン期間ｔ１を維持したまま、オフ期間ｔ２を第５のモードＭ５におけるオフ期間ｔ２よりも短い期間にするようになっている。【００９５】
以上のように、ＬＥＤ照明調光回路１００は、調光信号ＲＥＦに応じて、ＬＥＤ素子Ａの調光を制御するようになっている。なお、調光信号ＲＥＦは、例えば、使用者の操作に応じてマイコン（図示せず）から出力される。【００９６】
次に、以上のような構成を有するＬＥＤ照明調光回路１００の動作の一例について、図３を用いて説明する。【００９７】
例えば、図３の時刻ｔａ以前では、制御回路ＣＯＮは、制御モードが第１のモード（最大電流モード）Ｍ１になる。既述のように、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１以上である場合には、ＬＥＤ照明調光回路の制御モードが第１のモードＭ１であると判断する。【００９８】
そして、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンするオン期間ｔ１とスイッチ素子ＳＷをオフするオフ期間ｔ２からなるスイッチング周期を固定する。【００９９】
例えば、既述のように、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して予め設定された比較電圧Ｖ１００に到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフすることによりコイルＬに流れる電流ＩＦがゼロに低下すると、スイッチ素子ＳＷをオンする。【０１００】
そして、制御回路ＣＯＮは、第１のモードＭ１から第２のモードＭ２に移行する場合（時刻ｔａ）、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、小さくする。【０１０１】
次に、図３の時刻ｔａ〜時刻ｔｂでは、制御回路ＣＯＮは、制御モードが第２のモード（周波数変調モード）Ｍ２になる。既述のように、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦの値が第１の閾値ＴＨ１よりも小さい第２の閾値ＴＨ２以上且つ第１の閾値ＴＨ１未満である場合には、制御モードが第２のモードであると判断する。【０１０２】
そして、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、小さくする。【０１０３】
例えば、既述のように、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフすることによりコイルＬに流れる電流ＩＦがゼロに低下したとき、スイッチ素子ＳＷをオンする。【０１０４】
なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、この第２のモードＭ２において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、大きくする。【０１０５】
また、既述のように、制御回路ＣＯＮは、第２のモードＭ２から第１のモードＭ１に移行する場合、スイッチング周期を、オン期間ｔ１とオフ期間ｔ２の比率を維持したまま、大きくする。【０１０６】
そして、制御回路ＣＯＮは、第２のモードＭ２から第３のモードＭ３に移行する場合（時刻ｔｂ）、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を短くする。【０１０７】
次に、図３の時刻ｔｂ〜時刻ｔｃでは、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を短くする（第３のモード（オフ幅固定モード）Ｍ３）。【０１０８】
例えば、既述のように、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてからオフ幅固定期間Ｈｘが経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする。【０１０９】
なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、この第３のモードＭ３において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を長くする。【０１１０】
また、既述のように、制御回路ＣＯＮは、第３のモードＭ３から第２のモードＭ２に移行する場合、オフ期間ｔ２を固定したまま、オン期間ｔ１を長くするようになっている。【０１１１】
そして、制御回路ＣＯＮは、第３のモードＭ３から第４のモードＭ４に移行する場合（時刻ｔｃ）、オン期間ｔ１を短くしつつ、オフ期間ｔ２を長くする。【０１１２】
次に、図３の時刻ｔｃ〜時刻ｔｄでは、制御回路ＣＯＮは、調光信号ＲＥＦが示す調光率が低下する場合、オン期間ｔ１を短くしつつ、オフ期間ｔ２を長くする（第４のモード（オフ幅変調モード）Ｍ４）。【０１１３】
例えば、既述のように、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてから、調光信号ＲＥＦの値に応じて変化し且つオフ幅固定期間Ｈｘよりも長い第１のオフ幅変調期間Ｈ１が経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする。【０１１４】
なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、この第４のモードＭ４において、調光信号ＲＥＦが示す調光率が上昇する場合、オン期間ｔ１を長くしつつ、オフ期間ｔ２を短くする。【０１１５】
なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、第４のモードＭ４から第３のモードＭ３に移行する場合、オン期間ｔ１を長くしつつ、オフ期間ｔ２を短くする。【０１１６】
そして、制御回路ＣＯＮは、第４のモードＭ４から第５のモードＭ５に移行する場合（時刻ｔｄ）、オン期間ｔ１を維持したまま、オフ期間ｔ２を第４のモードＭ４におけるオフ期間ｔ２よりも長い期間にする。【０１１７】
次に、図３の時刻ｔｄ以降では、制御回路ＣＯＮは、制御モードが第５のモード（最小電流モード）Ｍ５になる。【０１１８】
そして、制御回路ＣＯＮは、オン期間ｔ１を固定し、且つオフ期間ｔ２を第４のモードＭ４におけるオフ期間ｔ２よりも長い期間に固定する。【０１１９】
例えば、制御回路ＣＯＮは、スイッチ素子ＳＷをオンすることにより検出電圧ＳＸ（抵抗Ｒの抵抗値×電流Ｉｄの電流値）が上昇して調光信号ＲＥＦを分圧した分圧値Ｖｘに到達すると、スイッチ素子ＳＷをオフし、その後、スイッチ素子ＳＷをオフしてから、第１のオフ幅変調期間Ｈ１よりも長い第２のオフ幅変調期間Ｈ２が経過すると、スイッチ素子ＳＷをオンする（図３）。【０１２０】
なお、既述のように、制御回路ＣＯＮは、第５のモードＭ５から第４のモードＭ４に移行する場合、オン期間ｔ１を維持したまま、オフ期間ｔ２を第５のモードＭ５におけるオフ期間ｔ２よりも短い期間にする。【０１２１】
以上のように、制御回路ＣＯＮは、外部から信号入力端子ＴＲＥＦに入力される調光信号ＲＥＦのみにより、制御モードが段階的に５つのモードの何れかに切り替わり、スイッチング周期を制御して、入力される調光信号ＲＥＦの値に応じた出力電流Ｉｏを出力させる。【０１２２】
特に、図３に示すように、第５のモードＭ５における第４の調光率ｘ４に対応するスイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、第１のモードＭ１における第１の調光率ｘ１に対応するスイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数より、低くなるように設定される。【０１２３】
これにより、スイッチングのエネルギーが小さい第５のモードＭ５ではスイッチング周波数が可聴周波数に近づいても、スイッチングのエネルギーが小さいため、スイッチングノイズは人の耳に聞こえにくい。一方、スイッチングのエネルギーが大きい第１のモードＭ１ではスイッチング周波数が可聴周波数より高く設定されるため、スイッチングノイズが人の耳に聞こえにくくすることができる。【０１２４】
ここで、図４は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００および従来のＬＥＤ照明調光回路の調光率とスイッチング周波数と関係を示す特性図である。【０１２５】
図４に示す従来のＬＥＤ照明調光回路では、調光率の大きさに拘わらず、周波数変調モードを採用している。すなわち、従来のＬＥＤ照明調光回路では、調光率が低下する場合、スイッチング周期を、オン期間とオフ期間の比率を維持したまま、小さくし、一方、調光率が上昇する場合、スイッチング周期を、オン期間とオフ期間の比率を維持したまま、大きくする。【０１２６】
したがって、調光率が０％に近づくと、スイッチング周波数が最大になり（２００ｋＨｚ以上）、調光率が１００％に近づくと、スイッチング周波数が最低になる。【０１２７】
すなわち、従来のＬＥＤ照明調光回路では、スイッチ素子のエネルギーが高くなる調光率が１００％近傍で、スイッチング周波数が可聴周波数（例えば、２０ｋＨｚ）より低くなる。【０１２８】
したがって、従来のＬＥＤ照明調光回路では、人の耳にスイッチングノイズが聞こえ得る。【０１２９】
さらに、従来のＬＥＤ照明調光回路では、調光率が０％近傍で、スイッチング周波数が高く（２００ｋＨｚ以上）なるので、効率が低下するとともにスイッチ素子の制御が困難になる。【０１３０】
一方、実施例１に係るＬＥＤ照明調光回路１００では、既述のように、調光率の大きさに合わせて、制御モードを変更している。【０１３１】
これにより、図４に示すように、調光率が０％近傍（第５の制御モード）で、スイッチング周波数が低くなり（２０ｋＨｚ程度）、調光率が１００％に近づく（第１の制御モード）と、スイッチング周波数が低くなる（６０ｋＨｚ程度）。図４の例では、スイッチング周波数の最大値でも、１５０ｋＨｚ程度である。【０１３２】
すなわち、実施例１のＬＥＤ照明調光回路１００では、スイッチ素子のエネルギーが高くなる調光率が１００％近傍で、スイッチング周波数が可聴周波数（例えば、６０ｋＨｚ）より高くできる。【０１３３】
このように、実施例１のＬＥＤ照明調光回路１００では、最大の調光率でスイッチング周波数が可聴周波数（例えば、２０ｋＨｚ）より高くなるように設定されている。【０１３４】
すなわち、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路では、調光時にスイッチング周波数が高くなりすぎないようにスイッチ素子のオフ幅を変調させ、限られた周波数範囲で最大の調光範囲を可能にする。【０１３５】
また、既述のように、実施例１のＬＥＤ照明調光回路１００では、調光は、５つのモードで行う。すなわち、最大電流でＬＥＤ素子を発光させる最大電流モードと、ピーク電流を下げて調光を行う周波数変調モードと、オフ幅を固定してオン幅のみ狭めるオフ幅固定モードと、オフ幅を伸ばして、オン幅を狭めるオフ幅変調モードと、最小電流でＬＥＤ素子を発光させる最小電流モードと、の５つのモードを連続して実行する。【０１３６】
このように、スイッチ素子のオン幅を狭めながら同時にスイッチ素子のオフ幅を広げると、周波数変動範囲を狭くすることができる。【０１３７】
特に、図４に示すように、第５のモードＭ５における第４の調光率ｘ４に対応するスイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数は、第１のモードＭ１における第１の調光率ｘ１に対応するスイッチング周期の逆数であるスイッチング周波数より、低くなるように設定される。【０１３８】
これにより、スイッチングのエネルギーが小さい第５のモードＭ５ではスイッチング周波数が可聴周波数に近づいても、スイッチングのエネルギーが小さいため、スイッチングノイズは人の耳に聞こえにくい。すなわち、調光率が低い時（暗い時）にスイッチング周波数を下げる制御であるため可聴周波数に近くなる時は、電流（エネルギー）は最小となっている。一方、スイッチングのエネルギーが大きい第１のモードＭ１ではスイッチング周波数が可聴周波数より高く設定されるため、スイッチングノイズが人の耳に聞こえにくくすることができる。【０１３９】
したがって、ＬＥＤ照明調光回路のスイッチ素子のスイッチングに起因する音はユーザに聞こえにくくなる。【０１４０】
一方、従来技術では、電流（エネルギー）が最大の時に可聴周波数に近くなるため、ＬＥＤ照明調光回路のスイッチ素子のスイッチングに起因する音はユーザに聞こえやすい（図４）。【０１４１】
以上のように、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路は、狭い周波数変動範囲で広い調光範囲を実現できる。【０１４２】
特に、効率が良く、ノイズが少ない電流臨界モードの利点を生かしつつ、周波数変動を小さくすることができる。【０１４３】
さらに、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路では、１つの信号入力端子を介して入力される調光信号により調光の制御が実行されるため、調光の制御に必要な端子を削減することができる。【０１４４】
なお、実施例は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。【０１４５】
また、実施例では、スイッチ素子としてＭＯＳトランジスタを選択した場合について説明したが、バイポーラトランジスタや他のスイッチ素子を選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１  調光器  
２  電源  
４  ＬＥＤ素子  
５  マイコン  
６  定電流回路  
１００、１００Ａ  ＬＥＤ照明調光回路
Ｂ  バッテリ
Ａ  ＬＥＤ素子
ＴＢ  電源端子
ＴＥ  接地端子
ＴＯＵＴ１  第１の出力端子
ＴＯＵＴ２  第２の出力端子
Ｃ  コンデンサ
Ｌ  コイル
Ｒ、Ｒ１  抵抗
ＳＷ  スイッチ素子
ＣＯＮ  制御回路
Ｑ１  バイポーラトランジスタ  
ＴＲＥＦ  信号入力端子
ＩＳ  定電流源
ＤＳ  入力ダイオード
ＤＲ１  第１の分圧抵抗
ＤＲ２  第２の分圧抵抗
ＣＯＭＰ  ３入力コンパレータ
ＵＤＯ  オフタイミング検出回路
ＯＤＣ  オンダイミング検出回路
ＰＧＣ１  第１のパルス発生回路
ＰＧＣ２  第２のパルス発生回路
ＶＩＣ  電圧電流変換回路
ＩＴＣ  電流時間変換回路
ＯＣ  ＡＮＤ回路
ＳＸ  検出電圧
Ｖｘ  分圧値
Ｘ  第１のノード
Ｙ  第２のノード
Ｖ１００  比較電圧  
【要約】
ＬＥＤ照明調光回路は、第１の出力端子に一端が接続され、第２の出力端子に他端が接続されたコンデンサと、コンデンサの他端に一端が接続されたコイルと、コイルの他端に一端が接続されたスイッチ素子と、スイッチ素子の他端に一端が接続され、接地端子に他端が接続された抵抗と、電源端子にカソードが接続され、コイルの他端にアノードが接続されたダイオードと、ＬＥＤ素子の調光率を示す調光信号、抵抗の電圧降下に応じた検出電圧、および、コイルに流れる検出電流に応じて、スイッチ制御信号によりスイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備える。【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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