(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電流検出部で検出される出力電流が所定の下限値以上である場合は前記出力電圧が所定の最大負荷電圧を超えないように前記電力変換部を制御し、前記電流検出部で検出される出力電流が前記下限値未満である場合は前記出力電圧が前記最大負荷電圧よりも高い所定の無負荷電圧を超えないように前記電力変換部を制御することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ(発光ダイオード)を点灯するＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明用の光源として蛍光ランプの代わりにＬＥＤが用いられるようになってきている。例えば、特許文献１には従来の直管形の蛍光ランプに近い形状を有するＬＥＤランプが開示されている。このＬＥＤランプは、帯板状の実装基板に多数のＬＥＤが実装されてなる光源ブロックと、光源ブロックを内部に収納する直管形のガラス管と、ガラス管の両端を閉塞する口金と、口金の側面より突出して光源ブロックに給電するための端子ピンとを備えている。このようなＬＥＤランプは、専用の照明器具に設けられているランプソケットに着脱自在に装着され、当該照明器具に搭載されているＬＥＤ点灯装置からランプソケットを介して電力(直流電力)が供給されることで点灯する。
【０００３】
また、ＬＥＤ点灯装置の従来例として、特許文献２に記載されているものがある。特許文献２記載の従来例では、ＬＥＤランプ(ランプソケット)に印加される電圧(出力電圧)と、ＬＥＤランプに流れる電流(出力電流)とを検出し、出力電流が目標値(例えば、ＬＥＤランプの定格電流)に一致するように出力電圧を調整する制御(定電流制御)が行われている。なお、ＬＥＤ点灯装置が動作している状態でランプソケットからＬＥＤランプが外された場合、ＬＥＤ点灯装置では、出力電圧が異常上昇しないように所定の上限値(これを無負荷電圧と呼ぶ。)で制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４３４４７号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ランプソケットの電極とＬＥＤランプの端子ピンとの間には数十ボルト以上の直流電圧が印加されているので、ランプソケットからＬＥＤランプが外れたときにランプソケットの電極とＬＥＤランプの端子ピンとの間にアーク放電が生じることがある。そして、アーク放電が発生している状況で定電流制御が行われると、ＬＥＤ点灯装置の出力電圧が無負荷電圧まで上昇してしまい、アークが消失し難くなる虞があった。
【０００６】
一方、ＬＥＤ点灯装置が動作している状態でランプソケットにＬＥＤランプが装着された場合、ＬＥＤランプに流れる電流が目標値に一致するまでの間、定電流制御によって出力電圧が無負荷電圧まで増大することがある。したがって、上述したアーク放電の継続時間を短縮するために、単純に出力電圧が無負荷電圧に達したときに出力を制限してしまうと、ＬＥＤランプの装着時にスムーズに点灯しない虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＬＥＤランプを確実に点灯させつつアーク放電の継続時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＬＥＤ点灯装置は、出力電圧が可変である電力変換部と、当該電力変換部からランプソケットを介してＬＥＤランプに供給される出力電流を検出する電流検出部と、前記ランプソケットを介してＬＥＤランプに印加される前記出力電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部で検出される出力電流を目標値に一致させるように前記電力変換部を制御して前記出力電圧を増減する制御部とを備え、前記制御部は、前記電流検出部で検出される出力電流が所定の下限値以上である場合は前記出力電圧が所定の最大負荷電圧を超えないように前記電力変換部を制御し、前記電流検出部で検出される出力電流が前記下限値未満である場合は前記出力電圧が前記最大負荷電圧よりも高い所定の無負荷電圧を超えないように前記電力変換部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤランプを確実に点灯させつつアーク放電の継続時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示す回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係るＬＥＤ点灯装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、図１に示すように出力電圧Voが可変である電力変換部１と、電力変換部１からランプソケットLSを介してＬＥＤランプLAに供給される出力電流Ioを検出する電流検出部２と、ランプソケットLSを介してＬＥＤランプLAに印加される出力電圧Voを検出する電圧検出部３と、電流検出部２で検出される出力電流Ioを目標値に一致させるように電力変換部１を制御して出力電圧Voを増減する制御部４とを備えている。
【００１３】
ＬＥＤランプLAは、特許文献１記載のＬＥＤランプと同様に、多数の発光ダイオードLDの直列回路からなる光源ブロックと、光源ブロックを内部に収納する直管形のガラス管(図示せず)と、ガラス管の両端を閉塞する口金(図示せず)と、口金の側面より突出して光源ブロックに給電するための端子ピン(図示せず)とを備えている。そして、ランプソケットLSから端子ピンを介して光源ブロックに直流電流(出力電流Io)が供給される。
【００１４】
交流電源ACから給電される交流電圧がダイオードブリッジDBで全波整流される。さらに、ダイオードブリッジDBから出力される脈流電圧が平滑コンデンサC1で平滑されて電力変換部１に入力される。電力変換部１は、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子(以下、スイッチング素子と略す。)SW、インダクタＬ、ダイオードＤ、コンデンサC2を具備した降圧チョッパ回路からなり、平滑コンデンサC1で平滑された直流の入力電圧を所望の直流電圧に降圧する。但し、このような降圧チョッパ回路は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。
【００１５】
電圧検出部３は、電力変換部１の出力端間(コンデンサC2の両端間)に接続された分圧抵抗R1,R2の直列回路からなる。そして、分圧抵抗R1,R2で分圧された検出電圧(出力電圧Voに比例した電圧)が電圧検出部３から制御部４に出力される。また電流検出部２は、電力変換部１の負電位側の出力端とランプソケットLSの負極側との間に挿入された検出抵抗R3からなる。そして、出力電流Ioによる検出抵抗R3の電圧降下が検出電圧として電流検出部２から制御部４に出力される。
【００１６】
制御部４は、マイクロコントローラやメモリなどで構成され、電流検出部２で検出される出力電流Ioを目標値に一致させるように電力変換部１を制御して出力電圧Voを増減する。具体的には、ＬＥＤランプLAの定格電流値のデータが予めメモリに記憶されており、制御部４は、電流検出部２から受け取る検出電圧を出力電流Ioの大きさ(電流値)に換算し、この電流値がメモリに記憶されている定格電流値(目標値)と一致するようにスイッチング素子SWのオンデューティ比を調整して出力電圧Voを増減している。つまり、制御部４はＬＥＤランプLAに一定の電流(定格電流)を流す制御(定電流制御)を行っている。
【００１７】
ここで、ＬＥＤランプLAの定格電圧は、使用されている発光ダイオードLDの順方向電圧Vfに当該発光ダイオードLDの個数ｎを乗じた値(=Vf×ｎ)となる(但し、光源ブロックに限流抵抗が含まれている場合は限流抵抗による電圧降下分が加算される)。例えば、順方向電圧Vfを3.5ボルト、発光ダイオードLDの個数ｎを20とすれば、3.5×20=70ボルトが定格電圧となる。但し、発光ダイオードの順方向電圧Vfにはバラツキ(個体差)があるため、設計値が70ボルトであっても、実際の定格電圧が70ボルト(設計値)よりも高くあるいは低くなる場合がある。そこで、このような順方向電圧Vfのバラツキを考慮して、ＬＥＤランプLAに印加される電圧に上限値(最大負荷電圧)が設定されている。つまり、制御部４は、電圧検出部３の検出電圧を出力電圧Voに換算した値が最大負荷電圧を越えない範囲で定電流制御を行っている。但し、最大負荷電圧以上の電圧が印加されると直ちにＬＥＤランプLAが故障するという訳ではないが、定格電流以上の電流が流れ続けることに起因した発熱によって、発光ダイオードLDの寿命が短くなったり、あるいは故障する虞がある。
【００１８】
また、制御部４は、電流検出部２から受け取る検出電圧を換算して得た出力電流Ioの電流値を所定の下限値と比較し、電流値が下限値以上のときはＬＥＤランプLAがランプソケットLSに装着されている状態(有負荷状態)と判断して定電流制御を実行する。一方、電流値が下限値未満になると、制御部４は、ＬＥＤランプLAがランプソケットLSから外れている状態(無負荷状態)と判断して定電流制御を中止し、電力変換部１の出力電圧Voを無負荷電圧に維持する。なお、無負荷電圧は最大負荷電圧よりも高い電圧に設定される。
【００１９】
ここで、制御部４が定電流制御を行っている状況でランプソケットLSからＬＥＤランプLAが外された場合、通常は、電流検出部２の検出電圧から得られる電流値が下限値未満となるので、制御部４の定電流制御が中止される。但し、ＬＥＤランプLAの口金とランプソケットLSの受け金との間でアーク放電が生じた場合、前記電流値が下限値未満まで減少せず、制御部４の定電流制御が継続されてしまうことがある。しかしながら、制御部４の定電流制御においては、電力変換部１の出力電圧Voが最大負荷電圧に制限されており、外されたＬＥＤランプLAの口金とランプソケットLSの受け金との距離が大きくなるにつれてアークが引き延ばされて消失(消弧)する。故に、従来よりもアーク放電の継続時間を短縮することができる。
【００２０】
一方、ランプソケットLSにＬＥＤランプLAが装着されるとき、制御部４は、出力電圧Voが無負荷電圧を超えないように電力変換部１を制御する。したがって、ランプソケットLSにＬＥＤランプLAが装着されてから下限値以上の電流がＬＥＤランプLAに流れるまでの期間においては、電力変換部１の出力電圧Voが制御部４によって最大負荷電圧以下に制限されることがないため、ＬＥＤランプLAを迅速且つ確実に点灯させることができる。そして、電流検出部２の検出電圧から得られる電流値が下限値以上になれば、制御部４が電力変換部１に対する定電流制御を開始し、その結果、電力変換部１の出力電圧が最大負荷電圧以下に抑えられるためにＬＥＤランプLA（発光ダイオードLD）の寿命劣化が抑制される。
【符号の説明】
【００２１】
１  電力変換部
２  電流検出部
３  電圧検出部
４  制御部
LA  ＬＥＤランプ
LS  ランプソケット
【図１】
0005537286.tif 000002