(57)【要約】【課題】大きな突入電流の発生や力率の低下を抑制しつつ、フリッカを防ぐことのできる発光素子の駆動回路を提供する。【解決手段】駆動回路５０は、直列接続された複数の発光素子を有する発光ユニット３０を駆動する。駆動回路５０は、交流入力を整流し、第１出力４１と第２出力４１との間に脈流電圧ＶＯＵＴを生じさせる整流器４０と、発光ユニット３０の異なる発光素子段の接続点３６＿１、３６＿２、・・・、３６＿Ｎのそれぞれに順に定電流を供給し、脈流電圧ＶＯＵＴに応じて複数の発光素子を段階的に駆動する定電流回路１０と、第１出力４１と第２出力４１との間にスイッチ２６を介して接続される蓄電部２２を有し、脈流電圧ＶＯＵＴが第１設定電圧を上回るときスイッチ２６をオフ状態にし、脈流電圧ＶＯＵＴが第２設定電圧を下回るときスイッチ２６をオン状態にする電圧調整回路２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の発光素子を有する発光ユニットを駆動する駆動回路であって、
交流入力を整流し、前記発光ユニットの一端が接続される第１出力と、第２出力との間に脈流電圧を生じさせる整流器と、
前記発光ユニットと前記第２出力の間に接続され、前記発光ユニットの異なる発光素子段の接続点のそれぞれに順に定電流を供給し、前記脈流電圧に応じて前記複数の発光素子を段階的に駆動する定電流回路と、
前記第１出力と前記第２出力の間にスイッチを介して接続される蓄電部を有し、前記脈流電圧が第１設定電圧を上回るとき前記スイッチをオフ状態にし、前記脈流電圧が第２設定電圧を下回るとき前記スイッチをオン状態にする電圧調整回路と、
を備えることを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記第１設定電圧は、前記第２設定電圧以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記第２設定電圧は、前記スイッチがオフ状態であるときの前記蓄電部の出力電圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記電圧調整回路は、前記蓄電部を充電するための充電経路と、前記蓄電部を放電させるための放電経路とを別に有し、前記充電経路および前記放電経路には互いに極性が反対となる整流素子がそれぞれ設けられており、
前記スイッチは、前記充電経路に設けられる第１スイッチと、前記放電経路に設けられる第２スイッチとを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記電圧調整回路は、前記第２スイッチがオン状態であって前記脈流電圧が前記蓄電部の出力電圧を上回るとき、前記第１スイッチをオン状態にすることを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記第１設定電圧は、前記発光ユニットの最小の発光素子段に含まれる発光素子を駆動させるのに必要な電圧よりも高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記第１設定電圧は、前記発光ユニットの最小の発光素子段および前記最小の発光素子段の次の発光素子段に含まれる発光素子を駆動させるのに必要な電圧よりも低いことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記蓄電部は、前記脈流電圧の最大値よりも耐圧の低いコンデンサを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された複数の発光素子を有する発光ユニットを駆動するための駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた照明機器が注目されている。ＬＥＤは、従来の白熱灯や蛍光灯と比べて消費電力が少なく長寿命であることから、環境負荷の低い照明機器として普及しつつある。ＬＥＤは、直流電源を用いて駆動させることが一般的とされており、大多数のＬＥＤ照明装置では、交流入力を直流に変換するための電源回路が組み込まれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
その一方で、交流入力を全波整流して得られる脈流電圧によりＬＥＤを駆動する方法が提案されている。例えば、複数のトランジスタの出力側の一端をそれぞれ、ＬＥＤユニットにおける異なるＬＥＤ段数の接続ポイントに接続することにより、交流入力の電圧に応じて複数のトランジスタが選択的にＬＥＤユニットを駆動するＬＥＤ駆動回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３４９４５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３５２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
交流を全波整流して得られる脈流は、周期的に電圧が０Ｖまで低下することから、ＬＥＤの駆動に必要な電圧を下回る期間が生じる。そのため、脈流電圧をそのままＬＥＤの駆動に用いると、ＬＥＤが点灯されない期間が周期的に現れ、フリッカと呼ばれる現象が発生する。フリッカの防止には、全波整流器の出力に平滑コンデンサを設けることが有効である。しかしながら、平滑コンデンサを用いると、電源投入時に大きな突入電流が発生し、また、コンデンサへの充電に伴って力率が低下する。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、脈流電圧を用いる発光素子の駆動方式において、大きな突入電流の発生や力率の低下を抑制しつつ、フリッカを防ぐことのできる駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の駆動回路は、直列接続された複数の発光素子を有する発光ユニットを駆動する駆動回路であって、交流入力を整流し、発光ユニットの一端が接続される第１出力と、第２出力との間に脈流電圧を生じさせる整流器と、発光ユニットと第２出力の間に接続され、発光ユニットの異なる発光素子段の接続点のそれぞれに順に定電流を供給し、脈流電圧に応じて複数の発光素子を段階的に駆動する定電流回路と、第１出力と第２出力の間にスイッチを介して接続される蓄電部を有し、脈流電圧が第１設定電圧を上回るときスイッチをオフ状態にし、脈流電圧が第２設定電圧を下回るときスイッチをオン状態にする電圧調整回路と、を備える。
【０００８】
この態様によると、脈流電圧が第１設定電圧を上回った後の電圧の高い期間において蓄電部が遮断され、脈流電圧が第２設定電圧を下回った後の電圧の低い期間において蓄電部が接続される。電圧の高い期間において蓄電部を遮断することで、整流器の出力にコンデンサを常時接続させる場合と比べて、突入電流を小さくでき、力率を改善できる。また、電圧の低い期間において蓄電部を接続することで、脈流電圧が発光素子の駆動に必要な電圧を下回るときであっても、蓄電部から発光素子に必要な電力を供給して発光素子の点灯を維持することで、フリッカを抑制できる。
【０００９】
第１設定電圧は、第２設定電圧以上であってもよい。
【００１０】
第２設定電圧は、スイッチがオフ状態であるときの蓄電部の出力電圧であってもよい。
【００１１】
電圧調整回路は、蓄電部を充電するための充電経路と、蓄電部を放電させるための放電経路とを別に有し、充電経路および放電経路には互いに極性が反対となる整流素子がそれぞれ設けられており、スイッチは、充電経路に設けられる第１スイッチと、放電経路に設けられる第２スイッチとを含んでもよい。
【００１２】
電圧調整回路は、第２スイッチがオン状態であって脈流電圧が蓄電部の出力電圧を上回るとき、第１スイッチをオン状態にしてもよい。
【００１３】
第１設定電圧は、発光ユニットの最小の発光素子段に含まれる発光素子を駆動させるのに必要な電圧より高くてもよい。
【００１４】
第１設定電圧は、発光ユニットの最小の発光素子段および最小の発光素子段の次の発光素子段に含まれる発光素子を駆動させるのに必要な電圧より低くくてもよい。
【００１５】
蓄電部は、脈流電圧の最大値より耐圧の低いコンデンサを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の駆動回路によれば、大きな突入電流の発生や力率の低下を抑制しつつ、発光ユニットにおけるフリッカ現象の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】駆動回路の電圧および電流の波形を示すグラフである。
【図３】比較例に係る駆動回路の構成を示す回路図である。
【図４】比較例に係る駆動回路の電圧および電流の波形を示すグラフである。
【図５】変形例に係る駆動回路の構成を示す回路図である。
【図６】変形例に係る電圧調整回路の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１９】
図１は、実施の形態に係る駆動回路５０の構成を示す回路図である。駆動回路５０は、交流電源７０を入力として発光ユニット３０を駆動するための回路である。
【００２０】
発光ユニット３０は、直列接続されるＮ個のサブユニット３２＿１、３２＿２、・・・、３２＿Ｎ（以下、総称してサブユニット３２ともいう）で構成される。複数のサブユニット３２には、それぞれ一以上の発光素子が含まれる。したがって、発光ユニット３０は、直列接続された複数の発光素子を有する。発光ユニット３０に含まれる発光素子は、ＬＥＤであり、例えば、照明用途等に適した白色ＬＥＤである。
【００２１】
なお、サブユニット３２は、直列に接続される二以上の発光素子を含んでもよい。複数のサブユニット３２は、それぞれ同数の直列接続された発光素子を含んでもよいし、異なる数の発光素子を含んでもよい。例えば、第１サブユニット３２＿１は、直列接続される二個の発光素子を含み、第２サブユニット３２＿２から第Ｎサブユニット３２＿Ｎは、それぞれ直列接続される三個の発光素子を含む。
【００２２】
なお、サブユニット３２は、並列に接続される二以上の発光素子を含んでもよいし、直列接続される二以上の発光素子で構成される発光素子列を並列に複数本接続したもので構成されてもよい。また、複数のサブユニット３２は、並列接続される発光素子列をそれぞれ同数含んでもよいし、それぞれ異なる本数の発光素子列を含んでもよい。
【００２３】
発光ユニット３０は、共通入力３４と、Ｎ個のサブユニット３２に対応したＮ個の接続点３６＿１、３６＿２、・・・、３６＿Ｎ（以下、総称して接続点３６ともいう）と、を有する。共通入力３４は、整流器４０の第１出力４１に接続され、Ｎ個の接続点３６は、定電流回路１０のＮ個のトランジスタ１２＿１、１２＿２、・・・１２＿Ｎのそれぞれに接続される。
【００２４】
駆動回路５０は、定電流回路１０と、電圧調整回路２０と、整流器４０と、を備える。
【００２５】
整流器４０は、交流電源７０から供給される交流入力を整流し、第１出力４１と第２出力４２の間に脈流電圧ＶＯＵＴを発生させる。整流器４０は、図示されるように、ダイオードブリッジにより構成される。
【００２６】
定電流回路１０は、発光ユニット３０と、整流器４０の第２出力４２との間に接続される。定電流回路１０は、発光ユニット３０のＮ個の接続点３６のそれぞれに順に定電流を供給するように構成される。定電流回路１０は、整流器４０からの脈流電圧ＶＯＵＴに応じて定電流を供給する接続点３６を順番に切り替えることで、複数のサブユニット３２を段階的に駆動する。
【００２７】
例えば、脈流電圧ＶＯＵＴが第１サブユニット３２＿１のみ駆動可能な電圧値である場合、定電流回路１０は、第１接続点３６＿１に定電流を供給する。その後、脈流電圧ＶＯＵＴが第１サブユニット３２＿１と第２サブユニット３２＿２の双方を駆動可能な電圧値に上昇した場合、定電流回路１０は、第２接続点３６＿２に定電流を供給する。さらに、脈流電圧ＶＯＵＴが尖頭値に近づいて、Ｎ個のサブユニット３２＿１〜３２＿Ｎの全てを駆動可能な電圧値となった場合、定電流回路１０は、第Ｎ接続点３６＿Ｎに定電流を供給する。一方、脈流電圧ＶＯＵＴが尖頭値から低下していくとき、定電流回路１０は、低下する電圧値に応じて定電流を供給する接続点３６を切り替えていく。
【００２８】
このとき、発光ユニット３０に供給される電流ＩＬＥＤは、駆動するサブユニット３２の数に応じて段階的に設定される。より具体的には、駆動するサブユニット３２の数が増えるにつれて、または、駆動する発光素子の数が増えるにつれて、駆動電流ＩＬＥＤが段階的に大きくなるように設定される（後述する図２（ｃ）を参照）。
【００２９】
定電流回路１０は、発光ユニット３０のＮ個の接続点３６に対応したＮ個のトランジスタ１２＿１、１２＿２、・・・１２＿Ｎ（以下、総称してトランジスタ１２ともいう）と、Ｎ個のトランジスタ１２の動作を制御する駆動制御部１４とを有する。
【００３０】
トランジスタ１２は、図示されるように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。Ｎ個のトランジスタ１２のドレイン端子は、発光ユニット３０の異なる発光素子段の接続点３６にそれぞれ接続される。トランジスタ１２のソース端子は、駆動制御部１４に接続される。トランジスタ１２のゲート端子には、駆動制御部１４からの制御信号が入力される。なおトランジスタ１２として、ＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００３１】
駆動制御部１４は、トランジスタ１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを検出し、トランジスタ１２に所望の定電流が流れるように各トランジスタ１２のゲート端子へ制御信号を出力する。駆動制御部１４は、トランジスタ１２の各ソース端子に接続されており、トランジスタ１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮの少なくとも一部が駆動制御部１４を介して第２出力４２に流れるように構成される。駆動制御部１４は、公知技術を用いればよく、その構成は限定されない。駆動制御部１４は、抵抗、トランジスタ、オペアンプ等の回路素子で構成される制御回路であってもよいし、所定のプログラムに基づく処理により制御信号を生成するマイコン等を含んでもよい。
【００３２】
電圧調整回路２０は、整流器４０からの脈流電圧ＶＯＵＴを調整して、発光ユニット３０に供給される電圧が所定の閾値電圧を下回らないようにする。この閾値電圧は、例えば、発光ユニット３０の第１サブユニット３２＿１の駆動に必要な電圧と、第１トランジスタ１２＿１の駆動に必要な電圧の合計値である。したがって、電圧調整回路２０は、少なくとも第１サブユニット３２＿１の駆動が維持されるように脈流電圧ＶＯＵＴを調整する。これにより、電圧調整回路２０は、発光ユニット３０の点灯しない期間が生じて、フリッカ現象が発生することを防ぐ。
【００３３】
電圧調整回路２０は、蓄電部２２と、充放電制御部２４と、スイッチ２６とを有する。蓄電部２２とスイッチ２６は、整流器４０の第１出力４１と第２出力４２の間の充放電経路２５上に設けられる。したがって、蓄電部２２は、スイッチ２６を介して第１出力４１と第２出力４２の間に接続される。蓄電部２２は、充電および放電が可能な素子であり、例えば、コンデンサである。
【００３４】
充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴを計測し、その計測値に応じてスイッチ２６の開閉を制御する信号Ｓを生成する。充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴが第１設定電圧Ｖ１を上回るときにスイッチ２６をオン状態からオフ状態へと切り替えさせる。また、充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴが第２設定電圧Ｖ２を下回るときにスイッチ２６をオン状態からオフ状態へと切り替えさせる。
【００３５】
充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴが相対的に高い期間（主に、第１設定電圧Ｖ１以上）においてスイッチ２６をオフ状態にし、蓄電部２２に相対的に高い電圧が印加されないようにする。また、充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴが相対的に低い期間（主に、第２設定電圧Ｖ２以下）においてスイッチ２６をオン状態にし、相対的に低い電圧下で蓄電部２２への充電および蓄電部２２からの放電がされるようにする。
【００３６】
充放電制御部２４は、公知技術を用いればよく、その構成は限定されない。充放電制御部２４は、抵抗、トランジスタ、オペアンプ等の回路素子で構成される制御回路であってもよいし、所定のプログラムに基づく処理により制御信号を生成するマイコン等を含んでもよい。
【００３７】
次に、駆動回路５０の動作を説明する。
図２は、駆動回路５０の電圧および電流の波形を示すグラフである。図２（ａ）は、整流器４０の全波整流波形ＶＰと、蓄電部２２の出力電圧ＶＣを示し、図２（ｂ）は、電圧調整回路２０により電圧調整された脈流波形ＶＯＵＴを示す。図２（ｃ）は、蓄電部２２に流れる電流ＩＣと、発光ユニット３０に流れる電流ＩＬＥＤを示す。
【００３８】
本図では、説明を容易にするため、上述の第１設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ２とが同じ設定電圧ＶＳとなる場合を示す。また、図示される電圧ＶＴは、上述の閾値電圧に対応し、発光ユニット３０の第１サブユニット３２＿１の駆動に必要な電圧と、第１トランジスタ１２＿１の駆動に必要な電圧との合計値、または、それ以上の電圧に相当する。
【００３９】
図２（ａ）に示されるように、全波整流波形ＶＰは、交流波形を中心線で折り返した波形状を有し、周期的に電圧が０Ｖとなる。全波整流波形ＶＰは、時間ｔ＝０の０Ｖから上昇して尖頭値Ｖｍａｘに到達し、その後下降してｔ＝ｔ３において再び０Ｖとなり、その後、再び上昇する。また、図２（ｃ）に示されるように、発光ユニット３０に流れる電流ＩＬＥＤは、全波整流波形ＶＰの変化に応じて段階的な電流値Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮとなる。全波整流波形ＶＰに応じて、定電流回路１０が異なる接続点３６に順に定電流を供給するためである。
【００４０】
上述したように、電圧調整回路２０は、脈流電圧ＶＯＵＴ（全波整流波形ＶＰ）に応じて、スイッチ２６の開閉を制御する。電圧調整回路２０は、全波整流波形ＶＰが第１設定電圧（ＶＳ）を上回るまでの間、スイッチ２６をオン状態とする（ｔ＝０〜ｔ１）。電圧調整回路２０は、全波整流波形ＶＰが第１設定電圧（ＶＳ）を上回ってから第２設定電圧（ＶＳ）を下回るまでの間、スイッチ２６をオフ状態とする（ｔ＝ｔ１〜ｔ２）。電圧調整回路２０は、その後、全波整流波形ＶＰが第２設定電圧（ＶＳ）を下回ってから第１設定電圧（ＶＳ）を上回るまでの間、スイッチ２６をオン状態とする（ｔ＝ｔ２〜ｔ５）。
【００４１】
蓄電部２２は、ｔ＝０〜ｔ１の期間において充電され、その出力電圧ＶＣは、全波整流波形ＶＰに追従して上昇する。蓄電部２２は、ｔ＝ｔ１〜ｔ２の期間において遮断され、その出力電圧ＶＣは、第１設定電圧（ＶＳ）のまま維持される。蓄電部２２は、ｔ＝ｔ２〜ｔ５の期間において接続され、発光ユニット３０への放電または整流器４０からの充電をする。蓄電部２２は、ｔ＝ｔ２において放電を開始し、その出力電圧ＶＣは、放電に伴い下降していく。その後、全波整流波形ＶＰが蓄電部２２の出力電圧ＶＣを上回ると（ｔ＝ｔ４）、蓄電部２２は、放電を停止して充電を開始し、その出力電圧ＶＣは、充電に伴い上昇していく。その後、全波整流波形ＶＰが第１設定電圧を上回ると（ｔ＝ｔ５）、蓄電部２２は遮断され、充電が停止される。
【００４２】
図２（ｃ）は、蓄電部２２に流れる充放電電流ＩＣを充電方向を正、放電方向を負として示す。電源投入後の初期充電期間（ｔ＝０〜ｔ１）では蓄電部２２に電荷が蓄えられていないため、パルス状または三角波状の比較的大きな突入電流が蓄電部２２に流れる。その後、蓄電部２２はｔ＝ｔ１〜ｔ２の期間において遮断されて電流ＩＣ＝０となる。蓄電部２２は、ｔ＝ｔ２において放電を開始し、蓄電部２２から発光ユニット３０へ向けて電流を供給する。その後、蓄電部２２は、放電を停止して充電を開始する。その結果、ｔ＝ｔ４〜ｔ５の期間において蓄電部２２を充電するためのパルス状ないし三角波状の電流ＩＣが流れる。
【００４３】
このように動作する電圧調整回路２０を設けることで、整流器４０から出力される脈流電圧ＶＯＵＴは、図２（ｂ）に示される電圧波形に調整される。図示されるように、脈流電圧ＶＯＵＴは、スイッチ２６がオフ状態となる期間（ｔ＝ｔ１〜ｔ２）において全波整流波形ＶＰと同じ電圧を有する。一方、脈流電圧ＶＯＵＴは、スイッチ２６がオン状態となる期間（ｔ＝ｔ２〜ｔ５）において、電圧が閾値電圧（ＶＴ）を下回らないように調整される。このようにして、電圧調整回路２０は、発光ユニット３０に供給される電圧が閾値電圧（ＶＴ）以上となるように調整する。これにより、発光ユニット３０が点灯しない期間が生じてフリッカが発生することを防ぐことができる。
【００４４】
また、電圧調整回路２０は、脈流電圧ＶＯＵＴが第１設定電圧（ＶＳ）以下となる期間において蓄電部２２への充電がなされるように制御する。これにより、蓄電部２２を脈流電圧ＶＯＵＴの尖頭値Ｖｍａｘまで充電させる場合と比較して、蓄電部２２を充電するためのパルス状ないし三角波状の電流ＩＣを小さくすることができる。この点について、図３および図４に示す比較例を参照しながら説明する。
【００４５】
図３は、比較例に係る駆動回路１００の構成を示す回路図である。駆動回路１００は、電圧調整回路２０の代わりに平滑コンデンサ８０が設けられている点で、上述の実施の形態に係る駆動回路５０と相違する。比較例に係る駆動回路１００では、平滑コンデンサ８０が整流器４０の出力に常時接続される。
【００４６】
図４は、比較例に係る駆動回路１００の電圧および電流の波形を示すグラフである。図４（ａ）は、脈流電圧ＶＯＵＴの波形を示し、図４（ｂ）は、平滑コンデンサ８０に流れる充電電流ＩＣの波形を模式的に示している。図４（ｂ）に示されるように、平滑コンデンサ８０は、脈流電圧ＶＯＵＴの尖頭値Ｖｍａｘに達するまで充電がなされる。
【００４７】
その結果、比較例においては、電源投入時に非常に大きな突入電流が発生する。また、電源投入からしばらく経過した後であっても、脈流電圧ＶＯＵＴが尖頭値Ｖｍａｘ付近となるタイミングで、パルス状または三角波状の大きな電流が流れる。このような大きな充電電流が生じることにより、力率が低下し、無効電力の割合が増加する。そうすると、ＬＥＤ照明装置のエネルギー効率が下がってしまう。
【００４８】
また、平滑コンデンサ８０は、脈流電圧ＶＯＵＴの尖頭値Ｖｍａｘに対応可能な耐圧を有する必要がある。例えば、交流電源７０の実効電圧が１００Ｖである場合、２００Ｖ程度の高耐圧の電解コンデンサを用いる必要がある。このような電解コンデンサは、一般にＬＥＤやその駆動回路を構成する回路素子と比べて短寿命であるため、ＬＥＤ照明装置の寿命を決定付けるボトルネックとなりうる。固体電解コンデンサなどの比較的寿命の長いコンデンサを用いることもできるが、コンデンサ形状が大きくなることで駆動回路の大型化につながるとともに、コストも増大する。
【００４９】
一方、本実施の形態に係る駆動回路５０では、蓄電部２２への充電が第１設定電圧Ｖ１以下となる期間となるように制御される。そのため、蓄電部２２を脈流電圧ＶＯＵＴの尖頭値Ｖｍａｘまで充電させる場合と比較して、蓄電部２２を充電するためのパルス状ないし三角波状の電流ＩＣを小さくすることができる。これにより、電源投入時の突入電流を低減するとともに、充電電流に起因する力率の低下を抑制することができる。
【００５０】
また、本実施の形態に係る駆動回路５０では、蓄電部２２に印加される電圧が第１設定電圧Ｖ１以下に制限されるため、蓄電部２２として耐圧の低いコンデンサを用いることができる。例えば、第１設定電圧Ｖ１を１０Ｖ〜２０Ｖ程度にすることで、比較的高容量（数μＦ〜数十μＦ程度）の積層セラミックコンデンサを蓄電部２２に用いることができる。電解コンデンサと比べて寿命の長い積層セラミックコンデンサを採用することで、駆動回路の寿命を長くし、ＬＥＤ照明装置の長寿命化を実現できる。
【００５１】
第１設定電圧Ｖ１の値や蓄電部２２の蓄電容量は、発光ユニット３０のサブユニット３２の構成や、サブユニット３２に流す定電流の値に応じて適宜設定することが望ましい。これらの値は、少なくとも発光ユニット３０の最小の発光素子段である第１サブユニット３２＿１の駆動を維持できるように設定する必要がある。特に、図２（ａ）に示されるグラフにおいて、ｔ＝ｔ２〜ｔ４の期間に放電される電荷量をｔ＝ｔ４〜ｔ５の期間で充電可能となるように、第１設定電圧Ｖ１および蓄電部２２の容量を設定する必要がある。また、ｔ＝ｔ２〜ｔ４の期間にわたって第１サブユニット３２＿１の駆動させるのに必要な電荷量を供給できるように、これらの値を設定する必要がある。
【００５２】
なお、第１設定電圧Ｖ１の値は、発光ユニット３０の最小の発光素子段数の次の発光素子段に相当する第２サブユニット３２＿２の駆動に必要な電圧よりも低くてもよい。フリッカ現象を防ぐためには、最低限の数の発光素子の駆動が維持されていればよいからである。第１設定電圧Ｖ１の値を低くすることで、蓄電部２２としてより低い耐圧のコンデンサを用いることができる。また、第１サブユニット３２＿１の駆動に必要な電流のみを蓄電部２２から供給するように設計することで、蓄電部２２の容量を小さくできる。
【００５３】
一方、第２設定電圧Ｖ２は、第１設定電圧Ｖ１と同じ（例えば、共通の設定電圧ＶＳ）としてもよいし、第１設定電圧Ｖ１よりも低い値を設定してもよい。後者の場合として、例えば、蓄電部２２に必要十分な電荷を充電させるため、放電停止条件である第１設定電圧Ｖ１として、放電開始条件である第２設定電圧Ｖ２よりも高い電圧を設定することが望ましい場合が考えられる。このような場合には、Ｖ１＞Ｖ２となるように、第２設定電圧Ｖ２を設定してもよい。
【００５４】
その他、第２設定電圧Ｖ２として、スイッチ２６がオフ状態であるときの蓄電部２２の出力電圧ＶＣを設定してもよい。放電を開始させるタイミング（ｔ＝ｔ２）では、脈流電圧ＶＯＵＴ＜出力電圧ＶＣの関係が放電開始条件となるからである。この場合、充放電制御部２４は、蓄電部２２の出力電圧ＶＣを計測し、脈流電圧ＶＯＵＴ＜出力電圧ＶＣとなるときにスイッチ２６をオン状態にしてもよい。
【００５５】
（変形例）
図５は、変形例に係る駆動回路５０の構成を示す回路図である。本変形例は、共通する充放電経路２５の代わりに、充電経路２５ａと放電経路２５ｂが別々に設けられる点で、上述の実施の形態に係る駆動回路５０と相違する。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に述べる。
【００５６】
比較例に係る電圧調整回路２０は、蓄電部２２と、充放電制御部２４と、第１スイッチ２６ａと、第２スイッチ２６ｂと、第１整流素子２８ａと、第２整流素子２８ｂとを有する。第１スイッチ２６ａおよび第１整流素子２８ａは、充電経路２５ａ上に設けられ、第２スイッチ２６ｂおよび第２整流素子２８ｂは、放電経路２５ｂ上に設けられる。蓄電部２２は、互いに並列接続される充電経路２５ａおよび放電経路２５ｂを介して、第１出力４１と第２出力４２の間に設けられる。
【００５７】
第１整流素子２８ａおよび第２整流素子２８ｂは、逆流防止機能を有する回路素子であり、例えば、ダイオードである。第１整流素子２８ａは、第１出力４１から蓄電部２２へ向かう充電電流が通過可能となるように設けられる。一方、第２整流素子２８ｂは、蓄電部２２から第１出力４１へ向かう放電電流が通過可能となるように設けられる。したがって、第１整流素子２８ａおよび第２整流素子２８ｂは、互いに極性が反対となるようにして第１出力４１と蓄電部２２の間に設けられる。
【００５８】
充放電制御部２４は、脈流電圧ＶＯＵＴや蓄電部２２の出力電圧ＶＣに応じて、第１スイッチ２６ａおよび第２スイッチ２６ｂの開閉を制御する。充放電制御部２４は、第１スイッチ２６ａを動作させるための第１信号Ｓａと、第２スイッチ２６ｂを動作させるための第２信号Ｓｂを生成する。充放電制御部２４は、蓄電部２２を充電させる場合に第１スイッチ２６ａをオン状態とし、蓄電部２２から放電させる場合に第２スイッチ２６ｂをオン状態とする。
【００５９】
充放電制御部２４は、第２スイッチ２６ｂがオン状態であって脈流電圧ＶＯＵＴが蓄電部２２の出力電圧ＶＣを上回るときに、第１スイッチ２６ａをオン状態にする。これにより、蓄電部２２からの放電が停止した直後に蓄電部２２への充電を開始させることができる。上述の実施の形態では、充放電経路２５が共通であったため、放電停止と充電開始が図２のｔ＝ｔ４のタイミングで自動的に切り替わるように構成されていた。一方、変形例においては、充電経路２５ａと放電経路２５ｂが別々であるため、放電経路２５ｂの第２スイッチ２６ｂがオン状態であったとしても、充電経路２５ａの第１スイッチ２６ａがオン状態でなければ充電が開始されない。そこで、本変形例においては、充電が開始可能となるタイミングを脈流電圧ＶＯＵＴに基づいて決定し、そのタイミングで第１スイッチ２６ａをオン状態にすることとする。これにより、蓄電部２２の放電停止後に充電を開始させることができ、蓄電部２２に十分な電荷が蓄えられるようにする。
【００６０】
本変形例において、第１整流素子２８ａおよび第２整流素子２８ｂが所定の順方向降下電圧ＶＦを有する場合には、その順方向電圧ＶＦを加味して第１スイッチ２６ａおよび第２スイッチ２６ｂの動作条件を定めてもよい。例えば、充電を停止させる第１設定電圧Ｖ１として、蓄電部２２の充電停止時の出力電圧ＶＣに順方向電圧ＶＦを加えた電圧を設定してもよい。また、放電を開始させる第２設定電圧Ｖ２として、蓄電部２２の出力電圧ＶＣから順方向電圧ＶＦを減じた電圧を設定してもよい。
【００６１】
つづいて、変形例に係る電圧調整回路２０の動作を説明する。
図６は、変形例に係る電圧調整回路２０の動作の流れを示すフローチャートである。電圧調整回路２０は、電源投入後に蓄電部２２を初期充電し（Ｓ１０）、脈流電圧ＶＯＵＴが第１設定電圧Ｖ１を上回れば（Ｓ１２のＹ）、第１スイッチ２６ａをオフ状態にして充電を終了させる（Ｓ１４）。脈流電圧ＶＯＵＴが第２設定電圧Ｖ２を下回れば（Ｓ１６のＹ）、第２スイッチ２６ｂをオン状態にして放電を開始させる（Ｓ１８）。その後、脈流電圧ＶＯＵＴが上昇して蓄電部２２の出力電圧ＶＣを上回れば（Ｓ２０のＹ）、第１スイッチ２６ａをオン状態にして充電を開始させ（Ｓ２２）、第２スイッチ２６ｂをオフ状態にして蓄電部２２から放電されないようにする（Ｓ２４）。その後、Ｓ１２に戻り、Ｓ１２〜Ｓ２４のステップを繰り返し実行する。
【００６２】
Ｓ１２において、脈流電圧ＶＯＵＴが第１設定電圧Ｖ１以下であれば（Ｓ１２のＮ）、Ｓ１２に戻り、脈流電圧ＶＯＵＴが上昇するのを待つ。Ｓ１６において、脈流電圧ＶＯＵＴが第２設定電圧Ｖ２以上であれば（Ｓ１６のＮ）、Ｓ１６に戻り、脈流電圧ＶＯＵＴが低下するのを待つ。Ｓ２０において、脈流電圧ＶＯＵＴが蓄電部２２の出力電圧ＶＣ以下であれば（Ｓ２０のＮ）、Ｓ２０に戻り、脈流電圧ＶＯＵＴが上昇するのを待つ。
【００６３】
本変形例においても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、本変形例によれば、充電経路２５ａと放電経路２５ｂとが別に設けられるため、設計時に意図するタイミングと異なるタイミングで充放電がなされることを防ぐことができる。例えば、交流電源７０に起因して脈流電圧ＶＯＵＴが一時的な変動することにより、放電をすべき期間に蓄電部２２が充電されたり、充電すべき期間に蓄電部２２から放電されたりするのを防ぐことが可能となる。これにより、一時的な電圧変動によって蓄電部２２の充放電状態が切り替わって、脈流電圧ＶＯＵＴが不安定となることを防ぐことができる。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６５】
上述の実施の形態および変形例においては、定電流回路１０の駆動制御部１４と、電圧調整回路２０の充放電制御部２４とが別に構成される場合を示した。さらなる変形例においては、駆動制御部１４と充放電制御部２４とが一体となっていてもよい。また、充放電制御部２４は、定電流回路１０の動作に応じて上述のスイッチ２６、第１スイッチ２６ａ、第２スイッチ２６ｂを制御してもよい。例えば、充放電制御部２４は、定電流回路１０が第１サブユニット３２＿１への電流供給を開始する場合に、スイッチ２６または第２スイッチ２６ｂをオン状態にして放電を開始させてもよい。また、充放電制御部２４は、定電流回路１０が第２サブユニット３２＿２への電流供給を開始する場合に、スイッチ２６または第１スイッチ２６ａをオフ状態にして放電を停止させてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０  定電流回路、  ２０  電圧調整回路、  ２２  蓄電部、  ２５ａ  充電経路、  ２５ｂ  放電経路、  ２６  スイッチ、  ２６ａ  第１スイッチ、  ２６ｂ  第２スイッチ、  ３０  発光ユニット、  ３６  接続点、  ４０  整流器、  ４１  第１出力、  ４２  第２出力、  ５０  駆動回路。
【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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