(57)【要約】【課題】２以上のＬＥＤ回路を用いてＬＥＤを点灯させて調光調色を行う際、微少電流領域の電流を流すことができ、かつ、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を最小限に抑える。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤ群を有するＬＥＤ回路３０と、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群と異なる色のＬＥＤ群を有するＬＥＤ回路４０とを備え、調光調色を行う。ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ群の両端をＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群の両端に接続して電源を受給する。また、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤの両端は、スイッチ素子と電圧制限用素子とを介して、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤの両端に接続される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＬＥＤ回路と、前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤと異なる色のＬＥＤを有する第２のＬＥＤ回路とを備え、調光調色を行うＬＥＤ点灯装置であって、
前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端が、スイッチ素子および電圧制限用素子を介して、前記第２のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端に直接、または、抵抗を挟んで接続されており、前記第１のＬＥＤ回路は前記第２のＬＥＤ回路から電源を受給することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記第１のＬＥＤ回路および前記第２のＬＥＤ回路は、２以上のＬＥＤを有し、前記第１のＬＥＤ回路の少なくとも１つのＬＥＤの両端は、前記スイッチ素子および前記電圧制限用素子を介して、前記第２のＬＥＤ回路の少なくとも１つのＬＥＤの両端に直接、または、抵抗を挟んで接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記第１のＬＥＤ回路は、デューティ比を変更可能なスイッチ素子を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記第１のＬＥＤ回路は、ＬＥＤと並列に接続されるコンデンサを備え、前記第２のＬＥＤ回路の電源を供給する前記接続点と前記コンデンサとの間にダイオードを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ照明器具の普及に伴い、調光だけでなく、調色も可能な製品が出てきた。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤの光束を変化させて調光制御するＬＥＤ調光用点灯装置において、ＬＥＤが発光する色のシフトを少なくしながら調光を行う点灯回路が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＬＥＤの不要な点灯を防止することができ、電源効率が高いＬＥＤ駆動回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７７５１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９２７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、定電流動作でＬＥＤの調光を行う際、調光率が１％を切るような微少電流を流す場合ではマイクロコンピュータの出力や他回路の応答性、ノイズの影響などにより、制御が難しくなる。
【０００７】
また、一般的にＬＥＤが発熱すると順方向電圧が低下する。たとえば、昼光色と電球色との組み合わせで調色を行う場合、昼光色のＬＥＤを有する第１のＬＥＤ回路に十分な電流を流し、電球色のＬＥＤを有する第２のＬＥＤ回路に微少電流を流し、定電流動作で点灯させるとすると、第１のＬＥＤ回路では、発熱に伴ってＬＥＤで消費される電力が低下して明るさが低下する。
【０００８】
これに対して、第２のＬＥＤ回路には微少の電流しか流さないため、発熱がほぼなく、ＬＥＤで消費される電力の低下を起こさないので、明るさは低下しない。このため、昼光色と電球色のバランスが崩れて、色が変化してしまう。
【０００９】
特許文献１に記載の技術は、ＬＥＤを流れる直流電流の変化による色のシフトを防ぐものであって、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を防ぐものではない。
【００１０】
特許文献２には、二つのＬＥＤモジュールを備える構成が記載されているが、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を防ぐものではない。
【００１１】
本発明は、２以上のＬＥＤ回路を用いてＬＥＤを点灯させて調光調色を行う際、微少電流領域の電流を流すことができ、かつ、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を最小限に抑えることができるＬＥＤ点灯装置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】
【００１２】
本発明にかかるＬＥＤ点灯装置は、
第１のＬＥＤ回路と、前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤと異なる色のＬＥＤを有する第２のＬＥＤ回路とを備え、調光調色を行うＬＥＤ点灯装置であって、
前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端が、スイッチ素子および電圧制限用素子を介して、前記第２のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端に直接、または、抵抗を挟んで接続されており、前記第１のＬＥＤ回路は前記第２のＬＥＤ回路から電源を受給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２以上のＬＥＤ回路を用いてＬＥＤを点灯させて調光調色を行う際、微少電流領域の電流を流すことができ、かつ、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＬＥＤ点灯回路が２つある場合のＬＥＤ点灯装置の一般的な回路図である。
【図２】ＬＥＤ点灯回路が２つある場合のＬＥＤ点灯装置のＬＥＤ点灯回路の一例を示す回路図である。
【図３】ＬＥＤ点灯装置の調光調色パターンの一例を示す図である。
【図４】実施の形態に係るＬＥＤ回路の一例を示す図である。
【図５】実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の例を示す図である。
【図６】実施の形態に係るＬＥＤ回路の具体例を示す図である。
【図７】実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の具体例を示す図である。
【図８】実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の具体例を示す図である。
【図９】実施の形態に係る両方のＬＥＤ回路のＬＥＤを微少電流で点灯させる場合のＬＥＤ回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、ＬＥＤ点灯回路が２つある場合のＬＥＤ点灯装置の一般的な回路図である。ＬＥＤ点灯装置内にＬＥＤ点灯回路が２つある場合、たとえば、各ＬＥＤ点灯回路は、定電流回路であって、ＰＦＣ（Power Factor Correction）を介してそれぞれ電源が供給され、各ＬＥＤには、一定の安定した電流が流れる。
【００１７】
図２は、ＬＥＤ点灯回路が２つある場合のＬＥＤ点灯装置のＬＥＤ点灯回路の一例を示す回路図である。図２では、ＬＥＤ点灯回路としてフライバック回路の例を示す。抵抗Ｒ１、コンデンサＣ２およびダイオードＤ２と、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ４およびダイオードＤ４とはスナバ回路用部品であり、抵抗ＲＳ１および抵抗ＲＳ２は出力電流検出用抵抗である。
【００１８】
ＬＥＤ回路１０に流れる電流について説明する。制御用ＩＣがトランジスタＱ１のＯＮ−ＯＦＦを制御する。トランジスタＱ１がＯＮになると、トランスＴ１の一次コイルに電流が流れ、発生する磁束によりコアが磁化される。このとき、ダイオードＤ１の向きが逆なので、ＬＥＤ回路１０にはトランスＴ１による電流は流れない。トランジスタＱ１がＯＦＦになると、コアに蓄積されたエネルギーが開放されて、ダイオードＤ１の向きに電流が流れる。ＬＥＤ回路２０に流れる電流についても同様である。
【００１９】
ＬＥＤ回路１０およびＬＥＤ回路２０は、それぞれ、フィードバック回路を介して制御用ＩＣと接続されている。このフィードバック回路がフォトカプラ等により絶縁されていれば、ＬＥＤ回路１０およびＬＥＤ回路２０は互いに電気的に浮いている状態になる。
【００２０】
図３は、ＬＥＤ点灯装置の調光調色パターンの一例を示す図である。電球色のＬＥＤを有するＬＥＤ回路と、昼光色のＬＥＤを有するＬＥＤ回路の、２つのＬＥＤ回路を有するＬＥＤ点灯装置が、図３のような調光調色パターンを実現する場合、たとえば状態「１９」や状態「１１」の調整を行うためには、片方のＬＥＤを微少電流で点灯させる必要がある。
【００２１】
図２に示した一般的なＬＥＤ点灯装置では、調光率が１％を切るような微少電流を流す場合、マイコンの出力や他回路の応答性、ノイズの影響などにより、制御が難しくなる。
【００２２】
また、図２に示した一般的なＬＥＤ点灯装置のように、各ＬＥＤ回路に別々に電源が供給される場合、片方の色のＬＥＤ回路に定電流動作で十分な電流を流し、もう一方の色のＬＥＤ回路に定電流動作で微少電流を流すとすると、十分な電流を流すＬＥＤ回路では、発熱に伴ってＬＥＤで消費される電力が低下して明るさが低下する。これに対し、微少電流を流すＬＥＤ回路では発熱がほぼなく、ＬＥＤで消費される電力の低下を起こさないので、明るさは低下しない。このため、色の組み合わせのバランスが崩れて、色が変化してしまう。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、２つのＬＥＤ回路のうちＬＥＤを微少電流で点灯させるＬＥＤ回路のＬＥＤの両端を、スイッチ素子および電圧制限用素子を介して、他方のＬＥＤの両端に接続する。
【００２４】
図４は、実施の形態に係るＬＥＤ回路の一例を示す図である。図４では、抵抗ＲＳ１、抵抗ＲＳ２、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３およびＬＥＤのみを記載し、その他の構成については省略しているが、省略した部分の構成は図２と同様である。
【００２５】
ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群とＬＥＤ回路４０のＬＥＤ群とは、異なる色であって、本実施の形態のＬＥＤ点灯装置は、各ＬＥＤ回路のＬＥＤ群を流れる電流を変化させることによって、調光調色を行う。図４の例は、ＬＥＤ群は５個であるが、これに限らず何個でもよい。
【００２６】
図４の例では、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ群の両端を、スイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ１およびＳＲ２を介して、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群の両端に接続する。スイッチ素子とはダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などであり、電圧制限用素子とは抵抗、ツェナーダイオードなどである。
【００２７】
電圧制限用素子を設けることで、ＬＥＤ回路４０の動作が停止しているとき、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ群に流れる電流は、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群に流れる電流よりも少なくなり、ＬＥＤ回路４０に微少電流を流すことができる。ＬＥＤ回路４０に流れる電流の量は、電圧制限用素子によって決定される。また、ＬＥＤ回路４０は、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群の両端を電源としているので、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤが発熱して電圧が低下すると、ＬＥＤ回路４０への電圧も連動して低下し、色の変化が少なくなる。
【００２８】
図５は、実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の例を示す図である。図５に示すように、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ群の両端を、スイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ１およびＳＲ２を介して、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ群の両端に接続する際、ＬＥＤ群の途中に接続してもよい。
【００２９】
図４の例ではＡＤ間にスイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ１、ＣＥ間にスイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ２、図５の例ではＨＤ間にスイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ１、ＣＥ間にスイッチ素子および電圧制限用素子ＳＲ２を設けているが、スイッチ素子および電圧制限用素子は少なくともどちらか一方に設ければよい。
【００３０】
図６は、実施の形態に係るＬＥＤ回路の具体例を示す図である。図６の例では、ＨＤ間にスイッチ素子および電圧制限用素子を設けている。スイッチ素子はダイオードＤ５であって、電圧制限用素子は抵抗Ｒ５である。１つのＬＥＤに十分な電流を流したときの順方向電圧の値をＶｆとすると、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ回路が動作している場合、ＤＥ間には５＊Ｖｆの電位差が発生しているので、ＨＤ間の４＊Ｖｆよりも電圧が高くなる。したがって、ダイオードＤ５には逆方向に電圧がかかるためＬＥＤ回路３０から電流は流れない。
【００３１】
ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ回路の動作が停止すると、ＬＥＤ回路３０からダイオードＤ５と抵抗Ｒ５を経由してＬＥＤ回路４０のＬＥＤに電流が流れ始める。抵抗Ｒ５によって、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤに流れる電流を微少電流にすることが可能となる。
【００３２】
図７は、実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の具体例を示す図である。図６の構成に加え、ＣＥ間にトランジスタＱ３を設けている。トランジスタＱ３をデューティ比可変のパルス電圧等で駆動すると、調光が可能となり、明るさの幅が広がる。図７の例では、トランジスタＱ３は、ＦＥＴである。
【００３３】
図７では、図６の構成に加えて、ＣＥ間にトランジスタＱ３を設けているが、図６の構成のダイオードＤ５に代えて、トランジスタＱ３を設けてもよい。
【００３４】
図８は、実施の形態に係るＬＥＤ回路の他の具体例を示す図である。図６の構成に加え、コンデンサＣ３とＤ点の間にダイオードＤ７を設けている。微少電流で点灯させる際、ＬＥＤ回路３０からダイオードＤ５と抵抗Ｒ５を経由して流れてくる電流は、まずはコンデンサＣ３に充電されるので、点灯が遅れる。これを防ぐためにダイオードＤ７を追加し、コンデンサＣ３に充電しないようにしている。
【００３５】
ここまで、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤのみを微少電流で点灯させる構成を説明した。しかしこれに限らず、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤのみを微少電流で点灯可能にしてもよいし、ＬＥＤ回路３０およびＬＥＤ回路４０の両方のＬＥＤを微少電流で点灯可能にしてもよい。
【００３６】
図９は、実施の形態に係る両方のＬＥＤ回路のＬＥＤを微少電流で点灯させる場合のＬＥＤ回路の一例を示す図である。図７の構成に加え、ＡＧ間にスイッチ素子および電圧制限用素子を設け、ＢＦ間にトランジスタＱ４を設けている。トランジスタＱ４は、ＦＥＴであり、ゲート電圧の関係上、ＢＦ間に配置するのが望ましい。
【００３７】
１つのＬＥＤに十分な電流を流したときの順方向電圧の値をＶｆとすると、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ回路が動作している場合、ＤＥ間には５＊Ｖｆの電位差が発生しているので、ＨＢ間の４＊Ｖｆよりも電圧が高くなる。したがって、ダイオードＤ５には逆方向に電圧がかかるためＬＥＤ回路３０から電流は流れない。
【００３８】
ＬＥＤ回路４０のＬＥＤ回路の動作が停止すると、ＬＥＤ回路３０からダイオードＤ５と抵抗Ｒ５を経由してＬＥＤ回路４０のＬＥＤに電流が流れ始める。抵抗Ｒ５によって、ＬＥＤ回路４０のＬＥＤに流れる電流を微少電流にすることが可能となる。
【００３９】
一方、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ回路が動作している場合、ＡＢ間には５＊Ｖｆの電位差が発生しているので、ＧＥ間の２＊Ｖｆよりも電圧が高くなる。したがって、ダイオードＤ６には逆方向に電圧がかかるためＬＥＤ回路３０から電流は流れない。
【００４０】
ＬＥＤ回路３０のＬＥＤ回路の動作が停止すると、ＬＥＤ回路４０からダイオードＤ５と抵抗Ｒ５を経由してＬＥＤ回路３０のＬＥＤに電流が流れ始める。抵抗Ｒ６によって、ＬＥＤ回路３０のＬＥＤに流れる電流を微少電流にすることが可能となる。
【００４１】
また、トランジスタＱ３およびトランジスタＱ４がデューティ比可変のパルス電圧等で駆動することにより、調光が可能となり、明るさの幅が広がる。
【００４２】
本実施の形態のＬＥＤ点灯装置によれば、２以上のＬＥＤ回路を用いてＬＥＤを点灯させて調光調色を行う際、微少電流領域の電流を流すことができ、かつ、一部のＬＥＤ回路のＬＥＤの発熱により起こる可能性がある組み合わせの色の変化を最小限に抑えることができる。また、定電圧源を別途用意する必要がないため、コスト、部品点数についても利点がある。
【００４３】
上記の実施の形態では、ＬＥＤ回路として、フライバック回路を例に説明したが、その他の定電流回路を用いてもよい。また、本発明の適用はＬＥＤ回路に限らず、有機ＥＬなどの半導体発光素子の点灯回路に用いることができる。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、２つのＬＥＤ回路を備えるＬＥＤ点灯装置を説明したが、３つ以上のＬＥＤ回路を備えてもよい。
【００４５】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の請求項のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４６】
（付記１）
第１のＬＥＤ回路と、前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤと異なる色のＬＥＤを有する第２のＬＥＤ回路とを備え、調光調色を行うＬＥＤ点灯装置であって、
前記第１のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端が、スイッチ素子および電圧制限用素子を介して、前記第２のＬＥＤ回路のＬＥＤの両端に直接、または、抵抗を挟んで接続されており、前記第１のＬＥＤ回路は前記第２のＬＥＤ回路から電源を受給することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【００４７】
（付記２）
前記第１のＬＥＤ回路および前記第２のＬＥＤ回路は、２以上のＬＥＤを有し、前記第１のＬＥＤ回路の少なくとも１つのＬＥＤの両端は、前記スイッチ素子および前記電圧制限用素子を介して、前記第２のＬＥＤ回路の少なくとも１つのＬＥＤの両端に直接、または、抵抗を挟んで接続されることを特徴とする付記１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【００４８】
（付記３）
前記第１のＬＥＤ回路は、デューティ比を変更可能なスイッチ素子を備えることを特徴とする付記１または２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【００４９】
（付記４）
前記第１のＬＥＤ回路は、ＬＥＤと並列に接続されるコンデンサを備え、前記第２のＬＥＤ回路の電源を供給する前記接続点と前記コンデンサとの間にダイオードを備えることを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ点灯装置。
【符号の説明】
【００５０】
１０、２０、３０、４０  ＬＥＤ回路
Ｃ１、Ｃ３  コンデンサ
Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７  ダイオード
Ｑ３、Ｑ４  トランジスタ
ＲＳ１、ＲＳ２、Ｒ５、Ｒ６  抵抗
ＳＲ１、ＳＲ２  スイッチ素子および電圧制限用素子
【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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【図９】
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