(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤモジュールが設けられた高出力ＬＥＤ照明装置の回路効率を向上する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１は、交流入力電圧を整流する整流回路３と、整流回路３の出力を昇圧する昇圧コンバータ回路４と、昇圧コンバータ回路４の出力を降圧して、交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下の範囲に設定された直流出力電圧を出力する降圧コンバータ回路５と、直流出力電圧が印加される端子６１、６２、端子６１−６２間に接続されるＬＥＤモジュールアレイ６０、ＬＥＤモジュールアレイ６０が固定される金属製放熱部材６３、及びＬＥＤモジュールアレイ６０と金属製放熱部材６３の間に挿入された放熱性絶縁部材６４を有するＬＥＤユニット６とを備え、ＬＥＤモジュールアレイ６０は、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子６０１を有する複数のＬＥＤモジュール６００又は６０５が直列接続されたものからなる。【選択図】図１
2014225333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ照明装置であって、
交流入力電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力を昇圧する昇圧コンバータ回路と、
前記昇圧コンバータ回路の出力を降圧して、前記交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下の範囲に設定された直流出力電圧を出力する降圧コンバータ回路と、
前記直流出力電圧が印加される端子、該端子間に接続されるＬＥＤモジュールアレイ、該ＬＥＤモジュールアレイが固定される金属製放熱部材、及び前記ＬＥＤモジュールアレイと前記金属製放熱部材の間に挿入された放熱性絶縁部材を有し、前記ＬＥＤモジュールアレイは、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子を有する複数のＬＥＤモジュールが直列接続されたものからなる、ＬＥＤユニットと
を備えたＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、前記交流入力電圧が第１の交流電圧から第２の交流電圧の範囲にあり、前記直流出力電圧が、前記第１の交流電圧の実効値に対応する電圧以上かつ前記第２の交流電圧の最大値に対応する電圧以下の範囲に設定されたＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記放熱性絶縁部材が窒化アルミからなる請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記放熱性絶縁部材がアルミナからなる請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記降圧コンバータ回路が、スイッチング素子、インダクタ及びダイオードを備え、前記スイッチング素子のオン時に、前記昇圧回路の出力から前記インダクタを介して前記ＬＥＤモジュールアレイに電流が流れることにより該インダクタにエネルギーが蓄積されるとともに、前記スイッチング素子のオフ時に前記インダクタに蓄積されたエネルギーから前記ダイオードを介して前記ＬＥＤモジュールアレイに電流が流れるように構成された非絶縁型チョッパ回路からなるＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ照明装置に関し、特に、複数のＬＥＤモジュールが設けられたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はＬＥＤの点灯装置及びこれを用いた照明器具を開示する。同文献の照明器具は、入力交流電圧を昇圧する昇圧チョッパ部（４）及び昇圧された電圧から直流電流を出力する降圧コンバータ部（５）を備えた点灯装置（１）と、点灯装置（１）からの直流電流が投入される負荷（１２）からなる。負荷（１２）において、複数のＬＥＤ素子（１２１）が直列接続されたＬＥＤモジュール（１２２）が複数個並列接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７４５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年のＬＥＤの高性能化に伴い、ＬＥＤ照明装置の高出力化（高照度化）への要求が高まっている。従って、より多くのＬＥＤ又はＬＥＤモジュールがＬＥＤ点灯装置に接続されることが必要となる。
【０００５】
しかし、特許文献１のように、多数のＬＥＤモジュールが並列接続されると、接続数に比例して点灯装置における回路電流が増加する。そして、回路損失は回路電流の二乗に比例するため、接続数が増加すると回路効率が著しく低下することになり、省エネの観点から好ましくない。また、回路効率の低下により回路損失が増加すると点灯装置における発熱が大きくなり、点灯装置の近傍に配置されるＬＥＤの放熱性が低下する。ＬＥＤの放熱が充分に行われないと、ＬＥＤはその性能を発揮（例えば、寿命を確保）することができず、照明装置としての性能が損なわれる。
【０００６】
そこで、本発明は、複数のＬＥＤモジュールが設けられた高出力のＬＥＤ照明装置において、回路効率を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＬＥＤ照明装置は、交流入力電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を昇圧する昇圧コンバータ回路と、昇圧コンバータ回路の出力を降圧して、交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下の範囲に設定された直流出力電圧を出力する降圧コンバータ回路と、直流出力電圧が印加される端子、端子間に接続されるＬＥＤモジュールアレイ、ＬＥＤモジュールアレイが固定される金属製放熱部材、及びＬＥＤモジュールアレイと金属製放熱部材の間に挿入された放熱性絶縁部材を有するＬＥＤユニットとを備え、ＬＥＤモジュールアレイは、直列接続又は直並列接続された複数のＬＥＤ素子を有する複数のＬＥＤモジュールが直列接続されたものからなる。
【０００８】
本発明のＬＥＤ照明装置によると、ＬＥＤユニット内の複数のＬＥＤモジュールは直列接続され、降圧コンバータ回路の直流出力電圧は交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下に設定される。従って、回路電流が減少し、かつコンバータ部の設計が適正化され、高い回路効率の実現が可能となった。また、ＬＥＤモジュールと金属製放熱板との間に放熱性絶縁部材を挿入したので、ＬＥＤモジュールから金属製放熱板への放熱性を確保しつつ、直列接続されたＬＥＤモジュールの高電位部分と金属製放熱板との絶縁性を確保することができる。
【０００９】
また、交流入力電圧が第１の交流電圧から第２の交流電圧の範囲にある場合に、直流出力電圧が、第１の交流電圧の実効値に対応する電圧以上かつ第２の交流電圧の最大値に対応する電圧以下の範囲に設定される。これにより、１００Ｖａｃ〜２４２Ｖａｃ等の広範囲の交流入力電圧に対応するＬＥＤ照明装置においても直流出力電圧が適正な値に設定され、高効率なＬＥＤ照明装置を実現することができる。
【００１０】
ここで、放熱性絶縁部材は、好ましくは窒化アルミ又はアルミナからなる。これにより、ＬＥＤモジュールアレイと金属製放熱部材との絶縁性と、ＬＥＤモジュールアレイから金属製放熱部材への放熱性を両立することができる。
【００１１】
また、降圧コンバータ回路は、スイッチング素子、インダクタ及びダイオードを備え、スイッチング素子のオン時に、昇圧回路の出力からインダクタを介してＬＥＤモジュールアレイに電流が流れることによりインダクタにエネルギーが蓄積されるとともに、スイッチング素子のオフ時にインダクタに蓄積されたエネルギーからダイオードを介してＬＥＤモジュールアレイに電流が流れるように構成された非絶縁型チョッパ回路からなる。このような非絶縁型チョッパ方式の構成によると、降圧回路における損失を最小限とすることができ、回路の高効率化が確実に実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図２】本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤモジュールの他の例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤユニットの一例を示す側面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＬＥＤユニットの上面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤユニットの他の例を示す側面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＬＥＤユニットの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置を示す。ＬＥＤ照明装置１は入力回路２、整流回路３、昇圧コンバータ回路４、降圧コンバータ回路５及びＬＥＤユニット６を備える。入力回路２は電流ヒューズ及びノイズフィルタを備え、入力回路２には交流入力電源ＡＣからの交流入力電圧が入力される。整流回路３はダイオードブリッジからなり、交流入力電圧を全波整流する。
【００１４】
昇圧コンバータ回路４は、インダクタ４１、スイッチング素子４２（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）、ダイオード４３、平滑コンデンサ４４、ＰＷＭ制御部４５、入力電圧検出部４６、電流検出部４７及び出力電圧検出部４８を備え、整流回路３の整流出力が入力される。スイッチング素子４２がオンの期間に、整流出力→インダクタ４１→スイッチング素子４２に電流が流れ、インダクタ４１にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子４２がオフの期間に、整流出力→インダクタ４１→ダイオード４３→平滑コンデンサ４４に電流が流れ、インダクタ４１に蓄積されていたエネルギーに応じた電圧が整流出力に重畳され、これにより整流出力が昇圧される。そして、昇圧された整流出力が平滑コンデンサ４４に充電されることにより、平滑コンデンサ４４は直流電源として作用する。
【００１５】
スイッチング素子４２はＰＷＭ制御回路４５によってＰＷＭ制御される。入力電圧検出部４６は抵抗分圧回路からなり、整流回路３の整流出力を検出する。電流検出部４７はスイッチング素子４２に直列接続された低抵抗素子からなり、スイッチング素子４２に流れる電流を検出する。出力電圧検出部４８は抵抗分圧回路からなり、平滑コンデンサ４４の電圧、即ち、昇圧コンバータ回路４の出力電圧を検出する。ＰＷＭ制御回路４５は、入力電圧検出部４６及び電流検出部４７からの検出電圧を参照して、入力力率を改善するようにＰＷＭ幅を制御する。また、ＰＷＭ制御回路４５は、出力電圧検出部４８からの検出電圧を参照して検出電圧が設定値で一定となるようにＰＷＭ幅を制御する。これにより、昇圧コンバータ４において定電圧出力制御が行われる。
【００１６】
降圧コンバータ回路５は、インダクタ５１、スイッチング素子５２（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）、ダイオード５３、コンデンサ５４、ＰＷＭ制御部５５及び電流検出抵抗５６を備え、昇圧コンバータ４の昇圧出力、即ち、平滑コンデンサ４４の電圧が入力される。スイッチング素子５２がオンの期間に、昇圧出力→端子６１→ＬＥＤモジュールアレイ６０→端子６２→インダクタ５１→スイッチング素子５２に電流が流れ、インダクタ５１にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子５２がオフの期間に、インダクタ５１の蓄積エネルギーを電源として、インダクタ５１→ダイオード５３→端子６１→ＬＥＤモジュールアレイ６０→端子６２に電流が流れる。両期間における出力がコンデンサ５４によって平滑され、直流出力電圧及び電流が降圧コンバータ回路５からＬＥＤユニット６に投入される。
【００１７】
スイッチング素子５２はＰＷＭ制御回路５５によってＰＷＭ制御される。電流検出抵抗５６はスイッチング素子５２に直列接続された低抵抗素子からなり、スイッチング素子５２に流れる電流を検出する。ＰＷＭ制御回路５５において、電流検出抵抗５６に発生する電圧が目標値に一致して一定となるように、内部の誤差増幅器の動作によってスイッチング素子５２がＰＷＭ制御される。これにより、降圧コンバータ回路５において定電力出力制御が行われる。また、平滑コンデンサ４４の電圧と電流検出抵抗５６に発生する電圧の積を出力端子６１−６２間の電圧の差分で除算した値が一定となるようにスイッチング素子５２をＰＷＭ制御することにより、定電流出力制御を行うこともできる。
【００１８】
ＬＥＤユニット６は、降圧コンバータ回路５からの直流出力電圧が印加される端子６１及び６２並びに端子６１−６２間に接続されたＬＥＤモジュールアレイ６０を備える。ＬＥＤモジュールアレイ６０は直列接続された複数のＬＥＤモジュール６００からなり、各ＬＥＤモジュール６００は直列接続された複数のＬＥＤ素子６０１からなる。１つのＬＥＤ素子６０１の順方向電圧Ｖｆは、例えば３．３Ｖ程度であり、ＬＥＤモジュール６００として、順方向電圧Ｖｆが１２Ｖ〜５０Ｖ程度（１２Ｖ、２４Ｖ、３０Ｖ、４８Ｖ等）のものが汎用品となっている。ＬＥＤモジュールアレイ６０を支持する金属製放熱部材６３は接地される。なお、ＬＥＤモジュールとして、図２に示すように、直列及び並列に接続（即ち、直並列接続）された複数のＬＥＤ素子６０１からなるＬＥＤモジュール６０５が接続されてもよい。
【００１９】
ここで、昇圧コンバータ回路４及び降圧コンバータ回路５（以下、「コンバータ部」という）の回路効率を向上するために、以下のことが考慮される。
まず、回路損失は回路内を流れる電流の二乗に比例する。従って、コンバータ部の出力電力（即ち、負荷電力）が同じであれば、コンバータ部の出力電圧が高く、出力電流が小さいことが回路効率上有利である。従って、ＬＥＤユニット６においては、接続されるべき複数のＬＥＤモジュール６００が並列ではなく直列に接続される。複数のＬＥＤモジュール６００が直列に接続される構成によると、ＬＥＤモジュールを並列に接続する構成に比べて、同じ個数のＬＥＤモジュールを点灯する前提においてコンバータ部の出力電圧が高くかつ出力電流が小さくなり、回路効率が向上する。
【００２０】
また、昇圧コンバータ回路４の設計上必須の要件として、昇圧出力電圧が交流入力電圧の最大値（ピーク値）以上であることが必要となる。例えば、交流入力電圧の定格値が１００Ｖａｃである場合、電源電圧変動の上限を１１０Ｖａｃとした場合に、昇圧出力電圧は約１５０Ｖｄｃ（≒１１０×√２）以上とする必要がある。同様に、交流入力電圧の定格値が２００Ｖａｃである場合、電源電圧変動の上限を２２０Ｖａｃとした場合に、昇圧出力電圧は約３００Ｖｄｃ（≒２２０×√２）以上とする必要がある。またさらに、交流入力電圧の定格値が２４２Ｖａｃである場合、電源電圧変動の上限を２６４Ｖａｃとした場合に、昇圧出力電圧は約３６０Ｖｄｃ（≒２６４×√２）以上とする必要がある。なお、ＬＥＤ照明装置１が複数の定格交流入力電圧に対応する場合は、昇圧出力電圧は最も高い交流入力電圧に対応して設定される。例えば、ＬＥＤ照明装置１が交流入力電圧１００Ｖａｃ〜２４２Ｖａｃに対応する場合、昇圧出力電圧は約３６０Ｖｄｃに設定される。
【００２１】
また一般に、昇圧コンバータと降圧コンバータを組み合わせる場合、昇圧コンバータによる昇圧値と降圧コンバータの降圧値の合計が小さいことが回路効率上望ましいことが知られている。この観点において、具体的には、コンバータ部からの直流出力電圧は交流入力電圧の実効値以上とすることが好ましい。例えば、交流入力電圧の定格値が１００Ｖａｃである場合、直流出力電圧は約１００Ｖｄｃ以上であることが好ましい。同様に、交流入力電圧の定格値が２００Ｖａｃ又は２４２Ｖａｃである場合には、直流出力電圧はそれぞれ約２００Ｖｄｃ又は２４２Ｖｄｃ以上であることが好ましい。
【００２２】
そして、コンバータ部の直流出力電圧は上述の昇圧出力電圧以下である必要があることを考慮して、直流出力電圧の範囲は交流入力電圧の実効値（定格値）に対応する電圧以上、かつ交流入力電圧の最大値に対応する電圧以下の範囲に設定されることが好ましい。なお、本明細書において、「交流入力電圧の実効値に対応する電圧」とは、交流入力電圧の実効値の定格値又は公称値に等しい直流電圧を意味し、「交流入力電圧の最大値に対応する電圧」とは、交流入力電圧の電源電圧変動上限におけるピーク電圧を意味するものとする。
【００２３】
例えば、交流入力電圧１００Ｖ用のＬＥＤ点灯装置１については（電源電圧変動の上限が１１０Ｖａｃの場合）、コンバータ部の直流出力電圧は、交流入力電圧の実効値に対応する１００Ｖｄｃ以上かつ最大値に対応する１５０Ｖｄｃ以下に設定されることが好ましい。また、交流入力電圧２００Ｖ用のＬＥＤ点灯装置１については（電源電圧変動の上限が２２０Ｖａｃの場合）、コンバータ部の直流出力電圧は、交流入力電圧の実効値に対応する２００Ｖｄｃ以上かつ最大値に対応する３００Ｖｄｃ以下に設定されることが好ましい。また、交流入力電圧２４２Ｖ用のＬＥＤ点灯装置１については（電源電圧変動の上限が２６４Ｖａｃの場合）、コンバータ部の直流出力電圧は、交流入力電圧の実効値に対応する２４２Ｖｄｃ以上かつ最大値に対応する３６０Ｖｄｃ以下に設定されることが好ましい。
【００２４】
なお、ＬＥＤ照明装置１が広範囲の交流入力電圧に対応する場合、直流出力電圧は、最も低い交流電圧の実効値に対応する電圧以上、かつ最も高い交流電圧の最大値に対応する電圧以下の範囲に設定されることが好ましい。例えば、ＬＥＤ照明装置１が交流入力電圧１００Ｖａｃ〜２４２Ｖａｃに対応する場合、直流出力電圧は、最も低い交流電圧１００Ｖａｃの実効値に対応する１００Ｖｄｃ以上、かつ最も高い交流電圧２４２Ｖａｃの最大値に対応する３６０Ｖｄｃ以下とすることが好ましい。また、ＬＥＤ照明装置１が定格交流入力電圧１００Ｖａｃ及び２００Ｖａｃに対応する場合、直流出力電圧は、最も低い交流電圧１００Ｖａｃの実効値に対応する１００Ｖｄｃ以上、かつ最も高い交流電圧２００Ｖａｃの最大値に対応する３００Ｖｄｃ以下とすることが好ましい。
【００２５】
なお、一般に、降圧コンバータにおいて、絶縁型フライバック方式と非絶縁型チョッパ方式（図１）を比べると、絶縁型フライバック方式では絶縁トランスにおいてコアロスが生じるため、絶縁トランスを用いない非絶縁型チョッパ方式の方が絶縁型フライバック方式よりも回路効率が高くなる。従って、本実施形態においては、図１に関して上述したように、降圧コンバータ回路４には非絶縁型チョッパ方式が採用される。
【００２６】
このように、ＬＥＤモジュール６００を直列接続し、直流出力電圧の範囲を交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下の範囲に設定することにより、回路効率を向上することができる。なお、上記の直流出力電圧の範囲内において、直流出力電圧はＬＥＤモジュールの順方向電圧Ｖｆ（１２Ｖ、２４Ｖ、３０Ｖ、４８Ｖ等）の倍数に設定される。
【００２７】
ところで、上記のようにＬＥＤモジュール６００を直列接続すると回路効率が向上するが、高電位側（即ち、端子６１側）のＬＥＤモジュール６００と低電位側（即ち、端子６２側）のＬＥＤモジュール６００との間の電位差が増すことになる。ここで、低電位側のＬＥＤモジュール６００の電位が、接地された金属製放熱部材６３の電位に近いものとすると、高電位側のＬＥＤモジュール６００と金属製放熱部材６３の間に高い電位差が生じ、その間の短絡故障の原因となり得る。従って、ＬＥＤモジュールアレイ６０（特に高電位側ＬＥＤモジュール６００）と金属製放熱部材６３の間には絶縁性と放熱性を兼ねた部材の挿入が必要となる。
【００２８】
図３Ａに、本実施形態におけるＬＥＤユニット６の一例の側面図を示し、図３Ｂにその上面図を示す。なお、図３Ａ及び図３Ｂは模式図であり、各部材の大きさ、形状、位置等は図面の寸法通りではない。また、ＬＥＤモジュール６００の配置及び配線順序は図示したものに限られない。ＬＥＤユニット６は、端子６１及び６２、ＬＥＤモジュール６０、ＬＥＤモジュール６０が固定される金属製放熱部材６３、及びＬＥＤモジュール６０と金属製放熱部材６３の間に挿入された放熱性絶縁部材６４を備える。ＬＥＤモジュール６００は端子６１−６２間に配線６５によって直列接続される。放熱性絶縁部材６４はＬＥＤモジュールアレイ６０全体、即ち、複数のＬＥＤモジュール６００に対して配置される。各ＬＥＤモジュール６００は、絶縁材料からなるネジ等の挿通部材（不図示）によって放熱性絶縁部材６４を介して金属製放熱部材６３に固定され、金属製放熱部材６３は接地される。なお、端子６１及び６２並びに配線６５については、放熱性絶縁部材６４によってではなく端子及び配線の絶縁構造によって絶縁性が確保されるようにしてもよい。
【００２９】
図４Ａに、本実施形態におけるＬＥＤユニット６の他の例の側面図を示し、図４Ｂにその上面図を示す。なお、図４Ａ及び４Ｂは模式図であり、各部材の大きさ、形状、位置等は図面の寸法通りではない。また、ＬＥＤモジュール６００の配置及び配線順序は図示したものに限られない。図３Ａ及び図３Ｂの例と同様に、ＬＥＤユニット６は、端子６１及び６２、ＬＥＤモジュール６０、金属製放熱部材６３及び放熱性絶縁部材６４を備え、ＬＥＤモジュール６００は端子６１−６２間に配線６５によって直列接続される。放熱性絶縁部材６４は各ＬＥＤモジュール６００に対して個々に配置される。言い換えると、各放熱性絶縁部材６４上に各ＬＥＤモジュール６００が接着等により固定される。各ＬＥＤモジュール６００に固定された放熱性絶縁部材６４は、ネジ等の挿通部材（不図示）によって金属製放熱部材６３に固定され、金属製放熱部材６３は接地される。ここで、上記挿通部材はＬＥＤモジュール６００に接触しないので絶縁材料でなくてもよい。なお、端子６１及び６２並びに配線６５については、端子及び配線の絶縁構造により絶縁性が確保されているものとする。
【００３０】
金属製放熱部材６３はアルミ等の金属からなる。放熱性絶縁部材６４は絶縁性及び放熱性の高い物質であることが望ましく、例えば、窒化アルミ又はアルミナ（酸化アルミ）からなるものであればよい。放熱性絶縁部材６４が窒化アルミ（熱伝導率：約２００〜３００Ｗ／ｍＫ、誘電率：約９、絶縁破壊電圧：約１５ｋＶ／ｍｍ）の場合、放熱性絶縁部材６４の厚さは０．１ｍｍ〜１．２ｍｍ程度であればよい。放熱性絶縁部材６４がアルミナ（熱伝導率：約２０〜３０Ｗ／ｍＫ、誘電率：約９〜１０、絶縁破壊電圧：約１０〜１５ｋＶ／ｍｍ）の場合、放熱性絶縁部材６４の厚さは０．７ｍｍ〜１ｍｍ程度であればよい。放熱性絶縁部材６４を窒化アルミ又はアルミナとすることにより、ＬＥＤモジュールアレイ６０と金属製放熱部材６３との絶縁性と、ＬＥＤモジュールアレイ６０から金属製放熱部材６３への放熱性を両立することができる。
【００３１】
ここで、窒化アルミからなる放熱性絶縁部材６４はその厚さが薄いことから、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、放熱性絶縁部材６４が金属製放熱部材６３と複数のＬＥＤモジュール６００の間にシート状の部材として配置される構成に適する。一方、アルミナからなる放熱性絶縁部材６４はその厚さが大きいことから、図４Ａ及び図４Ｂに示したように、各放熱性絶縁部材６４上に各ＬＥＤモジュール６００が配置される構成に適する。なお、アルミナは窒化アルミよりも安価であるので、アルミナ製の放熱性絶縁部材６４はＬＥＤ照明装置１の低コスト化において有利である。
【００３２】
以上のように構成したＬＥＤ照明装置１の各実施例について、回路効率の測定を行った。表１及び表２に実施例１の回路効率の測定結果を示す。本実施例においては、ＬＥＤ照明装置１が対応する定格交流入力電圧は１００Ｖａｃ〜２４２Ｖａｃであり、電源周波数は表１及び表２においてそれぞれ５０Ｈｚ及び６０Ｈｚである。なお、電源電圧変動を考慮して交流入力電圧９０Ｖａｃ〜２６４Ｖａｃについて測定を行った。降圧コンバータ回路５による直流出力電圧（設定値）を、上述した１００Ｖｄｃ以上３６０Ｖｄｃ以下の範囲にある約１８０Ｖｄｃとした。本実施例において、昇圧コンバータ回路４の昇圧出力電圧は４００Ｖｄｃである。なお、各表において、「入力電圧」及び「出力電圧」はそれぞれ交流入力電圧（電源電圧）及び直流出力電圧を意味する。
【００３３】
表１．（電源周波数：５０Ｈｚ）
【表１】
2014225333.tif 000003
表２．（電源周波数：６０Ｈｚ）
【表２】
2014225333.tif 000004
本実施例によると、表１及び表２に示すように、回路効率（出力電力／入力電力）は入力電圧９０Ｖａｃ〜２６４Ｖａｃにおいて概ね９０％以上となり、良好な結果を得ることができた。
【００３４】
表３に実施例２の回路効率の測定結果を示す。本設計例においては、ＬＥＤ照明装置１が対応する交流入力電圧は１００Ｖａｃ〜２４２Ｖａｃ（定格値）であり、電源周波数は５０Ｈｚである。降圧コンバータ回路５による直流出力電圧（設定値）を、上述した１００Ｖｄｃ以上３６０Ｖｄｃ以下の範囲にある約１４０Ｖｄｃとした。本実施例において、昇圧コンバータ回路４の昇圧出力電圧は３８０Ｖｄｃである。なお、表３において、「入力電圧」及び「出力電圧」はそれぞれ交流入力電圧（電源電圧）及び直流出力電圧を意味する。
【００３５】
表３．
【表３】
2014225333.tif 000005
本実施例によると、表３に示すように、回路効率（出力電力／入力電力）は入力電圧１００Ｖａｃ、２００Ｖａｃ及び２４２Ｖａｃにおいて全て９０％以上となり、良好な結果を得ることができた。
【００３６】
また、交流入力電圧２００Ｖ用に特化したＬＥＤ照明装置１において出力電流が０．６Ａである場合（実施例３）において、降圧コンバータ回路５による直流出力電圧を、上述した２００Ｖｄｃ以上３００Ｖｄｃ以下の範囲にある約２５０Ｖｄｃとした。これにより、入力電圧２００Ｖａｃ時において回路効率９５％を実現できることが確認されている。なお、本実施例において、昇圧コンバータ回路４の昇圧出力電圧は３２０Ｖｄｃである。
【００３７】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１によると、ＬＥＤユニット６内の複数のＬＥＤモジュール６００が直列接続され、降圧コンバータ回路５の直流出力電圧は交流入力電圧の実効値に対応する電圧以上かつ最大値に対応する電圧以下に設定される。従って、回路電流が減少し、かつコンバータ部の設計が適正化され、高い回路効率の実現が可能となった。また、ＬＥＤ点灯装置１において、ＬＥＤモジュール６０と金属製放熱板６３との間にアルミナ又は窒化アルミの放熱性絶縁部材６４を挿入した。従って、ＬＥＤモジュール６０から金属製放熱板６３への放熱性を確保しつつ、直列接続されたＬＥＤモジュール６０の高電位部分と金属製放熱板６３との絶縁性を確保することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＬＥＤ照明装置
３  整流回路
４  昇圧コンバータ回路
５  降圧コンバータ回路
６  ＬＥＤユニット
５１  インダクタ
５２  スイッチング素子
５３  ダイオード
６０  ＬＥＤモジュールアレイ
６１、６２  端子
６３  金属製放熱部材
６４  放熱性絶縁部材
６００、６０５  ＬＥＤモジュール
６０１  ＬＥＤ素子
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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