(57)【要約】【課題】交流電源で点灯させる発光ダイオード駆動装置のちらつきを抑制する。【課題手段】共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を第一半波整流回路５１と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路５２と、第二ＬＥＤ部１２から見て、第一ＬＥＤ部１１と並列で、且つ第二ＬＥＤ部１２と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で第二ＬＥＤ部１２への通電量を制御するための第六通電制御部２６と、第二半波整流回路５２の出力側と第一ＬＥＤ部１１との間で直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で第一ＬＥＤ部１１及び第二ＬＥＤ部１２への通電量を制御するための第五通電制御部２５と、第二整流電圧が印加される状態で、第二ＬＥＤ部１２を流れる電流値に基づいて、第五通電制御部２５及び第六通電制御部２６を制御するための第二電流制御部３２と備える。【選択図】図１
2018092721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、
前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、
前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、
前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、
第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部及び第二通電制御部を制御するための第一電流制御部と、
共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、
前記第一ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、
前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と
第二整流電圧が印加される状態で、前記第二ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部及び第六通電制御部を制御するための第二電流制御部と、
備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオード駆動装置であって、
前記第一電流制御部は、前記第一半波整流回路の出力側から第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を点灯させ、次いで該第一ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第二ＬＥＤ部を点灯させ、さらに該第一ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第二ＬＥＤ部を消灯させるよう点灯駆動させ、
前記第二電流制御部は、前記第二半波整流回路の出力側から第二整流電圧が印加される状態で、前記第二ＬＥＤ部を点灯させ、次いで該第二ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第一ＬＥＤ部を点灯させ、さらに該第二ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第一ＬＥＤ部を消灯させるよう点灯駆動させてなる発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光ダイオード駆動装置であって、さらに、
前記第二ＬＥＤ部の下流側に、前記第二ＬＥＤ部と直列接続された、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流量を検出するための第一電流検出部を備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光ダイオード駆動装置であって、さらに、
前記第一ＬＥＤ部の上流側に、前記第一ＬＥＤ部と直列接続された、前記第二ＬＥＤ部を流れる電流量を検出するための第二電流検出部を備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、
前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、
前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、
前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第三ＬＥＤ部と、
前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第三通電制御部と、
第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部、第二通電制御部及び第三通電制御部を制御するための第一電流制御部と、
共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、
前記第三ＬＥＤ部から見て、該第三ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第七通電制御部と、
前記第二ＬＥＤ部から見て、該第二ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、
前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と、
第二整流電圧が印加される状態で、前記第三ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部、第六通電制御部、第七通電制御部及び第八通電制御部を制御するための第二電流制御部と、
備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項６】
交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、
前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、
前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、
前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第三ＬＥＤ部と、
前記第三ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第四ＬＥＤ部と、
前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第三通電制御部と、
前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第四通電制御部と、
第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部、第二通電制御部、第三通電制御部及び第四通電制御部を制御するための第一電流制御部と、
共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、
前記第四ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第三ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第八通電制御部と、
前記第三ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第七通電制御部と、
前記第二ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、
前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と、
第二整流電圧が印加される状態で、前記第四ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部、第六通電制御部、第七通電制御部及び第八通電制御部を制御するための第二電流制御部と、
備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の発光ダイオード駆動装置であって、さらに、
前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部の直列接続体に対して、並列に接続された平滑コンデンサを備える発光ダイオード駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載の発光ダイオード駆動装置で駆動される漁灯。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一に記載の発光ダイオード駆動装置で駆動される照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード駆動装置及びこれを用いた照明、漁灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明用の光源として、白熱電球や蛍光灯に比べ低消費電力で駆動可能な発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう。）が注目されている。ＬＥＤは小型で耐衝撃性にも強く、寿命が長いといった利点がある。
【０００３】
このような照明機器用の電源としては、商用電源等の交流電源を用いることが望まれる。一方、ＬＥＤは直流駆動素子であり、順方向の電流でのみ発光する。
【０００４】
この相反する条件に応えるため、交流電源を用いたＬＥＤの駆動回路が、種々提案されている。例えば、変化する電圧値に応じてＶｆの合計値を変化させるようにＬＥＤを切り替える方法が提案されている（特許文献１）。この方法では、図１０の回路図に示すように、多段に直列接続されたＬＥＤをブロック１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６に分け、整流波形の入力電圧の電圧値に応じてＬＥＤブロック１６１〜１６６の接続を、マイクロコンピュータで構成されたスイッチ制御部１６７で切り替えることで、段階的にＶｆの合計値を変化させる。この結果、図１１のタイミングチャートに示す電圧波形のように、整流波形に対して複数の方形波でＬＥＤを点灯できるため、単一の方形波のみでのＯＮデューティに比べ、ＬＥＤの利用効率を改善できる。
【０００５】
しかしながら、このＬＥＤ駆動回路では、ダイオードブリッジ回路で交流波形を全波整流しているため、電圧の波高値が周期的に変化する結果、多段で構成された各ＬＥＤの点灯期間が異なる。この結果、一部のＬＥＤの点灯期間が長く、他のＬＥＤの点灯期間が短くなる結果、発光むらが生じるという問題があった。具体的には図１１に示すように、第１のＬＥＤの点灯期間が最も長い一方、第６のＬＥＤの点灯期間は最も短くなり、第１のＬＥＤに対して稼働率が約１０％となる。このようにＬＥＤ毎に点灯時間にむらが生じる結果、例えばＬＥＤが比較的大きい面積に配置され、均一な照射照度を求められる用途、例えばバックライト照明、看板照明などには不適であった。
【０００６】
一方特許文献２には、図１２に示すように、発光ブロック１７１、１７２、１７３、１７４に流れる電流をバイパスさせるスイッチが、直列に配列されたスイッチＳＢ＿１〜ＳＢ＿３を含むスイッチブロックＳＢと並列に配列されたスイッチＳＡ＿１〜ＳＡ＿３を含むスイッチブロックＳＡを含む交流駆動ＬＥＤ照明装置が開示される。この交流駆動ＬＥＤ照明装置では、（１）奇数番目の整流サイクルでは、低い番号の発光ブロックから（すなわち、図面を基準として左側の発光ブロック１７１から）優先して点灯される継続点灯法を実施する。これのために直列配列されたスイッチブロックＳＢは全部遮断し、並列配列されたスイッチブロックＳＡを使用して点灯を実施する。（２）偶数番目の整流サイクルでは、高い番号の発光ブロックから（すなわち、図面を基準として右側の発光ブロック１７４から）優先して点灯される継続点灯法を実施する。これのために並列配列されたスイッチブロックＳＡは全部遮断し、直列配置されたスイッチブロックＳＢを使用して点灯を実施する。
【０００７】
この構成によれば、任意の発光ブロックの点灯期間をプログラムすることが可能となるものの、スイッチを切り替える制御が複雑となり、効果で複雑なスイッチ制御ロジック１７７が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１４７９３３号公報
【特許文献２】特表２０１４−５０３９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的の一は、交流電源を使用する発光ダイオード駆動装置及びこれを用いた照明、漁灯を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る発光ダイオード駆動装置によれば、交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部及び第二通電制御部を制御するための第一電流制御部と、共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、前記第一ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と、第二整流電圧が印加される状態で、前記第二ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部及び第六通電制御部を制御するための第二電流制御部とを備えることができる。
【００１１】
本発明の他の側面に係る発光ダイオード駆動装置によれば、交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第三ＬＥＤ部と、前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第三通電制御部と、第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部、第二通電制御部及び第三通電制御部を制御するための第一電流制御部と、共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、前記第三ＬＥＤ部から見て、該第三ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第七通電制御部と、前記第二ＬＥＤ部から見て、該第二ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と、第二整流電圧が印加される状態で、前記第三ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部、第六通電制御部、第七通電制御部及び第八通電制御部を制御するための第二電流制御部と、を備えることができる。
【００１２】
さらに本発明の他の側面に係る発光ダイオード駆動装置によれば、交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための第一半波整流回路と、前記第一半波整流回路の出力側と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第一ＬＥＤ部と、前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第二ＬＥＤ部と、前記第二ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第三ＬＥＤ部と、前記第三ＬＥＤ部と直列に接続された、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む第四ＬＥＤ部と、前記第二ＬＥＤ部と並列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部への通電量を制御するための第一通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部及び前記第二ＬＥＤ部への通電量を制御するための第二通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部及び第三ＬＥＤ部への通電量を制御するための第三通電制御部と、前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部と直列に接続された、第一整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第四通電制御部と、第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第一通電制御部、第二通電制御部、第三通電制御部及び第四通電制御部を制御するための第一電流制御部と、共通の交流電源に接続されて、該交流電源の交流電圧を前記第一半波整流回路と異なるタイミングで半波整流して第二整流電圧を得るための第二半波整流回路と、前記第四ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第三ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第八通電制御部と、前記第三ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第二ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第七通電制御部と、前記第二ＬＥＤ部と直列で、且つ前記第一ＬＥＤ部と並列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第六通電制御部と、前記第二半波整流回路の出力側と前記第一ＬＥＤ部との間で前記第一ＬＥＤ部と直列に接続された、第二整流電圧が印加される状態で前記第一ＬＥＤ部、第二ＬＥＤ部、第三ＬＥＤ部及び第四ＬＥＤ部への通電量を制御するための第五通電制御部と、第二整流電圧が印加される状態で、前記第四ＬＥＤ部を流れる電流値に基づいて、前記第五通電制御部、第六通電制御部、第七通電制御部及び第八通電制御部を制御するための第二電流制御部とを備えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、直列接続された第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部に対して、これらを点灯駆動する回路を、第一整流電圧で動作される回路群と、第二整流電圧で動作される回路群の２つを用意し、第一整流電圧と第二整流電圧の各半波整流区間で点灯する制御を異ならせることで、第一ＬＥＤ部と第二ＬＥＤ部の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図２】実施形態２に係る発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図３】実施形態３に係る発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図４】実施形態４に係る発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図５】実施形態５に係る発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図６】実施例１に係る発光ダイオード駆動装置の回路図である。
【図７】本発明者が先に開発した発光ダイオード駆動装置を示すブロック図である。
【図８】図８Ａは図７の発光ダイオード駆動装置の点灯駆動時における電源電圧と各ＬＥＤの点灯期間との関係を示すグラフ、図８Ｂは実施例１に係る発光ダイオード駆動装置の電源電圧と各ＬＥＤの点灯期間との関係を示すグラフである。
【図９】実施例２に係る発光ダイオード駆動装置の回路図である。
【図１０】マイクロコンピュータを使用したＬＥＤ点灯回路例を示す回路図である。
【図１１】図１０のＬＥＤ点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】逆循環点灯法に適した交流駆動ＬＥＤ照明装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成、構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。なお、本明細書において「直列に接続される」とは、間に他の部材が介在される態様を含む場合もある。
【００１６】
一実施形態によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第一電流制御部は、前記第一半波整流回路の出力側から第一整流電圧が印加される状態で、前記第一ＬＥＤ部を点灯させ、次いで該第一ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第二ＬＥＤ部を点灯させ、さらに該第一ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第二ＬＥＤ部を消灯させるよう点灯駆動させ、前記第二電流制御部は、前記第二半波整流回路の出力側から第二整流電圧が印加される状態で、前記第二ＬＥＤ部を点灯させ、次いで該第二ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第一ＬＥＤ部を点灯させ、さらに該第二ＬＥＤ部を点灯させたまま前記第一ＬＥＤ部を消灯させるよう点灯駆動させることができる。上記構成により、直列接続された第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部に対して、第一整流電圧で動作される回路群と、第二整流電圧で動作される回路群をそれぞれ接続し、共通の交流電源から半波整流された第一半波区間と、第二半波区間で、それぞれ第一ＬＥＤ部と第二ＬＥＤ部を点灯させる順序を逆の順序とすることにより、第一ＬＥＤ部と第二ＬＥＤ部の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。
【００１７】
他の実施形態によれば、上記いずれかの構成に加えて、さらに前記第二ＬＥＤ部の下流側に直列接続された、前記第一ＬＥＤ部を流れる電流量を検出するための第一電流検出器を備えることができる。
【００１８】
また、上記いずれかの構成に加えて、さらに前記第一ＬＥＤ部の上流側に直列接続された、前記第二ＬＥＤ部を流れる電流量を検出するための第二電流検出器を備えることもできる。
【００１９】
さらにまた、上記いずれかの構成に加えて、前記第一ＬＥＤ部及び第二ＬＥＤ部の直列接続体に対して、並列に接続された平滑コンデンサを備えることもできる。
【００２０】
上記何れかの構成を備えた発光ダイオード駆動装置で駆動される漁灯や、発光ダイオード駆動装置で駆動される照明とすることもできる。
＜実施形態１＞
【００２１】
図１に、本発明の実施形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００のブロック図を示す。この図に示す発光ダイオード駆動装置１００は、単相の交流電源ＡＰにそれぞれ接続される第一半波整流回路５１、第二半波整流回路５２と、第一ＬＥＤ部１１と、第二ＬＥＤ部１２と、第一通電制御部２１と、第二通電制御部２２と、第五通電制御部２５と、第六通電制御部２６と、第一電流制御部３１と、第二電流制御部３２と、第一電流検出器４１と、第二電流検出器４２とを備える。
【００２２】
第一半波整流回路５１は、単相の交流電源ＡＰに接続されて、この交流電源ＡＰの交流電圧を半波整流して第一整流電圧を得るための回路である。
【００２３】
また第二半波整流回路５２は、同じ交流電源ＡＰに接続されて、この交流電源ＡＰの交流電圧を半波整流して第二整流電圧を得るための回路である。第二半波整流回路５２が交流電圧を半波整流するタイミングは、第一半波整流回路５１が半波整流するタイミングと異なるタイミング、すなわち第一半波整流回路５１が半波整流していないタイミングとする。この結果、第一整流電圧と第二整流電圧は正位相と逆位相の関係となる。ここでは第一半波整流回路５１で半波整流された第一整流電圧と、第二半波整流回路５２で半波整流された第二整流電圧は、１８０°位相をずらしている。
【００２４】
第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２はそれぞれ、少なくとも一のＬＥＤ素子を含んでおり、一以上のＬＥＤ素子を直列に接続している。これら第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２は、直列に接続されてＬＥＤ集合体１０を構成している。また第一ＬＥＤ部１１から第二ＬＥＤ部１２に?がるラインを出力ラインＯＬとする。
【００２５】
出力ラインＯＬは、第一半波整流回路５１の出力側、第二半波整流回路５２の出力側に、それぞれ接続されている。出力ラインＯＬ側から見て、第一半波整流回路５１と第二半波整流回路５２は、並列となっている。ただし図１の例では、第二半波整流回路５２の出力側と、第一ＬＥＤ部１１との間には、第五通電制御部２５と第二電流検出器４２が介在されている。
（第一回路群１）
【００２６】
さらに出力ラインＯＬに接続された第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２を含むＬＥＤ集合体１０には、第一半波整流回路５１で半波整流された第一整流電圧で動作される第一回路群１を接続している。具体的には、第一回路群１は第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、及びこれらを制御する第一電流制御部３１、第一電流検出器４１を備える。
【００２７】
第一通電制御部２１は、第一ＬＥＤ部１１から見て、第一ＬＥＤ部１１と直列で、かつ第二ＬＥＤ部１２と並列に接続されている。この第一通電制御部２１は、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１への通電量を制御するための部材であり、第一バイパス部として機能する。
【００２８】
また第二通電制御部２２は、第二ＬＥＤ部１２から見て、第二ＬＥＤ部１２と直列に接続されている。この第二通電制御部２２は、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１及び第二ＬＥＤ部１２への通電量を制御するための部材であり、第二バイパス部あるいは第一電流制限部として機能する。
【００２９】
また第一電流制御部３１は、第一整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値に基づいて、第一通電制御部２１及び第二通電制御部２２を制御するための部材である。出力ラインＯＬを流れる電流を検出するために、図１の例では第一電流検出器４１を出力ラインＯＬ上に設けている。ここでは、第二通電制御部２２と接地端の間に、第一電流検出器４１を配置している。いいかえると、第一電流検出器４１は、第二ＬＥＤ部１２の下流側に、第二通電制御部２２を介して直列接続されている。この構成では、第一整流電圧が印加される状態では、後述する第二回路群２がＯＦＦ状態であるから、出力ラインＯＬを流れる電流は、第一ＬＥＤ部１１を流れる電流と等しくなる。
（第二回路群２）
【００３０】
さらに出力ラインＯＬに接続されたＬＥＤ集合体１０には、第一回路群１後とは別に、第二半波整流回路５２で半波整流された第二整流電圧で動作される第二回路群２を接続している。具体的には、第二回路群２は第六通電制御部２６、第五通電制御部２５、及びこれらを制御する第二電流制御部３２、第二電流検出器４２を備える。
【００３１】
第六通電制御部２６は、第二ＬＥＤ部１２から見て、第二ＬＥＤ部１２と直列で、かつ第一ＬＥＤ部１１と並列に接続されている。この第六通電制御部２６は、第二整流電圧が印加される状態で、第二ＬＥＤ部１２への通電量を制御するための部材であり、第六バイパス部として機能する。
【００３２】
また第五通電制御部２５は、第一ＬＥＤ部１１から見て、第一ＬＥＤ部１１と直列に接続されている。いいかえると、第二半波整流回路５２の出力側と第一ＬＥＤ部１１との間で直列に接続されている。この第五通電制御部２５は、第二整流電圧が印加される状態で、第二ＬＥＤ部１２及び第一ＬＥＤ部１１への通電量を制御するための部材であり、第五バイパス部あるいは第二電流制限部として機能する。
【００３３】
また第二電流制御部３２は、第二整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値に基づいて、第六通電制御部２６及び第五通電制御部２５を制御するための部材である。出力ラインＯＬを流れる電流を検出するために、図１の例では第二電流検出器４２を出力ラインＯＬ上に設けている。ここでは、第五通電制御部２５と第二半波整流回路５２の出力側との間に、第二電流検出器４２を配置している。いいかえると、第二電流検出器４２は、第一ＬＥＤ部１１の上流側に、第五通電制御部２５を介して直列接続されている。この構成では、第二整流電圧が印加される状態では、第一回路群１がＯＦＦ状態であるから、出力ラインＯＬを流れる電流は、第二ＬＥＤ部１２を流れる電流と等しくなる。
【００３４】
以上の発光ダイオード駆動装置１００は、直列接続された第一ＬＥＤ部１１及び第二ＬＥＤ部１２を有するＬＥＤ集合体１０に対して、これらを点灯駆動する回路として、第一整流電圧で動作される第一回路群１と、第二整流電圧で動作される第二回路群２の２つを用意している。図１の例では、第一回路群１と、第二回路群２は、いずれもＬＥＤ集合体１０を含んでおり、ＬＥＤ集合体１０に対して左側に第一回路群１を構成する第一通電制御部２１などの部材を配置し、右側に第二回路群２を構成する第六通電制御部２６などを配置している。そして、第一回路群１を駆動する第一整流電圧と、第二回路群２を駆動する第二整流電圧の各半波整流区間で点灯する制御を異ならせることで、ＬＥＤ集合体１０を構成する第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。具体的には、単相の交流電源ＡＰに接続された第一半波整流回路５１で、交流電圧を整流した第一整流電圧を得る。この整流電圧が第一ＬＥＤ部１１を点灯できる電圧まで上昇すると、第一電流制御部３１は、第一ＬＥＤ部１１を予め設定された適切な駆動電流で点灯させ、次いで第一整流電圧がさらに第一ＬＥＤ部と第二ＬＥＤ部を共に点灯できる電圧に上昇すると、第一通電制御部の端子間電圧が第二ＬＥＤ部のＶfを超えると（第一通電制御部は遮断され）、この第一ＬＥＤ部１１を点灯させたまま第二ＬＥＤ部１２を適切な駆動電流で点灯させ、第一整流電圧がピークを越え、第一及び第二ＬＥＤ部を共に点灯できる電圧を下回ると、さらにこの第一ＬＥＤ部１１を点灯させたまま第二ＬＥＤ部１２を消灯させ、さらに第一整流電圧が下降し、点灯できる電圧を下回ると該第一ＬＥＤ部１１を消灯させるよう点灯駆動させる。
【００３５】
次に第二半波整流回路５２で、交流電圧の内、第一半波整流回路５１とは逆位相の波形を整流した第二整流電圧を得る。この整流電圧が第二ＬＥＤ部１２を点灯できる電圧まで上昇すると、第二電流制御部３２は、第二ＬＥＤ部１２を予め設定された適切な駆動電流で点灯させる。次いで第二整流電圧がさらに第一ＬＥＤ部と第二ＬＥＤ部を共に点灯できる電圧に上昇すると、第六通電制御部の端子間電圧が第一ＬＥＤ部のＶfを超え（第六通電制御部は遮断され）、この第二ＬＥＤ部１２を点灯させたまま第一ＬＥＤ部１１を適切な駆動電流で点灯させ、第二整流電圧がピークを越え、第一及び第二ＬＥＤ部を共に点灯できる電圧を下回ると、さらにこの第二ＬＥＤ部１２を点灯させたまま第一ＬＥＤ部１１を消灯させ、さらに第二整流電圧が下降し、点灯できる電圧を下回ると該第二ＬＥＤ部１２を消灯させる。このように、共通の交流電源ＡＰから半波整流された第一半波整流区間と第二半波整流区間で、それぞれ第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２を点灯させる順序を逆の順序とすることにより、第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。
（第一通電制御部２１）
【００３６】
以下、各部材について詳細に説明する。第一ＬＥＤ部１１への通電量を制御するための第一通電制御部２１が、第二ＬＥＤ部１２と並列に接続される。第一通電制御部２１は、一端を第一ＬＥＤ部１１の下流側と直列に接続し、他端を第一電流検出器４１の上流側と接続しており、第一ＬＥＤ部１１への通電量を調整するバイパス経路を構成する。すなわち、第一通電制御部２１によってバイパスされる電流量を調整できるので、結果的に第一ＬＥＤ部１１の通電量を制御できる。図１の例では、第二ＬＥＤ部１２と並列に第一通電制御部２１が接続され、第一バイパス経路ＢＰ１を形成する。なおここでいう並列接続とは、各ＬＥＤ部の両端と各通電制御部が接続されていることを要さず、各通電制御部の一端が各ＬＥＤ部の一端と接続されており、電流が分岐されるように構成されていれば足りる。例えば図１の例では、第一通電制御部２１はその一端を第二ＬＥＤ部１２の上流側と接続し、他端を出力ラインＯＬ上で、第一電流検出器４１の上流側と接続している。このように各通電制御部の並列接続とは、出力ラインＯＬ上に接続された各ＬＥＤ部の電流を分岐させるような接続形態を指す意味で使用する。
【００３７】
第一通電制御部２１は、例えば第一ＬＥＤ部１１を流れる電流をバイパスさせるバイパス部と、このバイパス部の動作を制御する電流制御部とで構成できる。ここで通電制御部は、ＬＥＤ部の電流駆動を行う電流回路の制御用の部材である。例えば、第一通電制御部２１と、この第一通電制御部２１の動作、すなわちＯＮ／ＯＦＦや電流量連続可変といった動作を制御する第一電流制御部３１とで、一種の定電流回路が構成される。この定電流回路の制御は、例えば出力ラインＯＬに接続された第一電流検出器４１を用いてＬＥＤ集合体１０の電流量をモニタし、この値に基づいて第一電流制御部３１がバイパス部の制御量を切り替える。なお、このように第一通電制御部を、バイパス部と電流制御部とで構成する他、一体的に第一通電制御部として構成してもよい。このような第一通電制御部は、トランジスタ等の半導体駆動素子で構成できる。
【００３８】
同じく第二回路群２を構成する第六ＬＥＤ部１６への通電量を制御するための第六通電制御部２６が、第一ＬＥＤ部１１と並列に接続される。第六通電制御部２６は、一端を第二ＬＥＤ部１２の上流側と直列に接続し、他端を第二電流検出器４２の下流側と接続しており、第六通電制御部２６によってバイパスされる電流量を調整することで第二ＬＥＤ部１２への通電量を調整するバイパス経路を構成する。図１の例では、第一ＬＥＤ部１１と並列に第六通電制御部２６が接続され、第六バイパス経路ＢＰ８を形成する。また第六通電制御部２６と、この第六通電制御部２６の動作を制御する第二電流制御部３２とで、一種の定電流回路が構成される。この定電流回路の制御は、例えば出力ラインＯＬに接続された第二電流検出器４２を用いてＬＥＤ集合体１０の電流量をモニタし、この値に基づいて第二電流制御部３２がバイパス部の制御量を切り替える。具体的には、第一ＬＥＤ部とそれに並列配置された第六通電制御部、あるいは第二ＬＥＤとそれに並列配置された第一通電制御部は、それぞれ第二半波整流回路、第一半波整流回路が動作する時に同じ動作をする。定電流動作（あるいは正弦波に制御）では通電制御部に直列のＬＥＤのＶfと電源電圧の差電圧を通電制御部が消費する（通電制御部の端子間電圧）。電圧が上がってこの消費電圧が、並列のＬＥＤのＶfを超えると、自動的にＬＥＤ側に電流が流れ、このＬＥＤに直列配置された、もう一つの通電制御部に制御が移る。このため、切り替えのタイミングが常に適切に行われ、電源効率が最善に保たれる。
（ＬＥＤ集合体１０）
【００３９】
一方、ＬＥＤ集合体１０を構成する各ＬＥＤ部は、一又は複数のＬＥＤ素子を直列及び／又は並列に接続したブロックである。ＬＥＤ素子は、表面実装型（ＳＭＤ）や砲弾型のＬＥＤが適宜利用できる。またＳＭＤタイプのＬＥＤ素子のパッケージは、用途に応じて外形を選択でき、平面視が矩形状のタイプ等が利用できる。さらに、複数のＬＥＤ素子を共通のパッケージ内で直列及び／又は並列に接続したＬＥＤをＬＥＤ部として使用することも可能であることは言うまでもない。
【００４０】
第一ＬＥＤ部１１に含まれるＬＥＤ素子の順方向電圧の加算値である第一順方向電圧Ｖｆ1は、直列接続されたＬＥＤ素子の個数によって決まる。また第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２を共に点灯させるための第二順方向電圧Ｖｆ2は、この第一順方向電圧Ｖｆ1にさらに、第二ＬＥＤ部１２に含まれる直列接続されたＬＥＤ素子の順方向電圧を加えた値となる。
（第一電流検出器４１）
【００４１】
この発光ダイオード駆動装置１００は、第一整流電圧が印加される第一半波整流区間においては第一電流検出器４１で検出した電流値に基づいて、また第二整流電圧が印加される第二半波整流区間においては第二電流検出器４２で検出した電流値に基づいて、各ＬＥＤ部に対する通電量の制御を行う。いいかえると、整流電圧の電圧値でなく、現実に通電される電流量に基づいた電流制御であるため、ＬＥＤ素子の順方向電圧のばらつきに左右されず、適切なタイミングで正確なＬＥＤ部の切り替えが実現され、信頼性の高い安定した動作が見込まれる。この電流値の検出には、第一電流検出器４１や第二電流検出器４２が利用される。第一電流検出器４１等には、抵抗器等が好適に利用できる。なお図１の例では、第一電流検出器４１は第二通電制御部２２の下流側に接続されているが、この位置に限らず、第一電流検出器は出力ライン上の他の位置に設けてもよい。例えば、後述する第二電流検出器と第一電流検出器を共通化してもよい。
＜実施形態２＞
【００４２】
図１の例では、ＬＥＤ部を２つ使用し、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２を直列に接続して、ＬＥＤ集合体１０を構成している。ただ本発明はＬＥＤ部の個数を２個に限定せず、例えばＬＥＤ部を３以上とすることもできる。一例として、ＬＥＤ集合体を第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３の３つで構成した例を実施形態２として図２に示す。この図に示す発光ダイオード駆動装置２００は、第一半波整流回路５１、第二半波整流回路５２と、第一ＬＥＤ部１１と、第二ＬＥＤ部１２と、第三ＬＥＤ部１３と、第一通電制御部２１と、第二通電制御部２２と、第三通電制御部２３と、第五通電制御部２５と、第六通電制御部２６と、第七通電制御部２７と、第一電流検出器４１と、第二電流検出器４２とを備える。なお、図１と同一の部材については、同じ名称を付して詳細説明を省略する。
【００４３】
第三ＬＥＤ部１３は、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２と同様、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む。また第三ＬＥＤ部１３は、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２と直列に接続されており、ＬＥＤ集合体１０を構成する。さらに第一ＬＥＤ部１１から第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３に?がるラインが出力ラインＯＬとなる。
【００４４】
第一回路群１は、第一電流検出器４１、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２に加えて、第三通電制御部２３を備える。また第一電流制御部３１は、これら第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３を制御する。第二通電制御部２２は第二バイパス経路ＢＰ２を形成し、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１及び第二ＬＥＤ部１２への通電量を制御する。
【００４５】
第三通電制御部２３は、第三ＬＥＤ部１３からみて、この第三ＬＥＤ部１３と直列に接続されている。第三通電制御部２３は、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２及び第三ＬＥＤ部１３への通電量を制御するための部材であり、第三バイパス部あるいは第一電流制限部として機能する。また第一電流制御部３１は、第一整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第一ＬＥＤ部１１を流れる電流値に基づいて、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２及び第三通電制御部２３を制御する。第一ＬＥＤ部１１を流れる電流は、第一電流検出器４１で検出される。
【００４６】
第二回路群２は、第七通電制御部２７、第六通電制御部２６、第五通電制御部２５、及びこれらを制御する第二電流制御部３２、並びに第二電流検出器４２を備える。また第二電流制御部３２は、これら第七通電制御部２７、第六通電制御部２６、第五通電制御部２５を制御する。
【００４７】
第七通電制御部２７は、第三ＬＥＤ部１３から見て、この第三ＬＥＤ部１３と直列に接続されている。また第七通電制御部２７は、第二ＬＥＤ部１２と並列に接続されている。この第七通電制御部２７は、第二整流電圧が印加される状態で第三ＬＥＤ部１３への通電量を制御するための部材であり、第七バイパス部として機能する。また第二電流制御部３２は、第二整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第三ＬＥＤ部１３を流れる電流値に基づいて、第七通電制御部２７、第六通電制御部２６及び第五通電制御部２５を制御する。また第二電流制御部３２は、第二整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第三ＬＥＤ部１３を流れる電流値と第二電流制御部３２に設定された基準電流値の比較に基づいて、第三ＬＥＤ部１３を流れる電流を、第二電流検出器４２で検出する。
【００４８】
これにより、直列接続された第一ＬＥＤ部１１〜第三ＬＥＤ部１３に対して、これらを点灯駆動する回路を、第一半波整流回路５１側と?がる第一回路群１と、第二半波整流回路５２側と?がる第二回路群２の２つを用意し、第一整流電圧と第二整流電圧の各半波整流区間で点灯する制御を異ならせることで、第一ＬＥＤ部１１〜第三ＬＥＤ部１３の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。
【００４９】
なお、本実施形態は、実施形態１の下位概念であるが、発明の理解を容易にするために別の実施形態として説明した。
＜実施形態３＞
【００５０】
さらに実施形態３として、ＬＥＤ集合体として、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３、第四ＬＥＤ部１４の４つを直列に接続して構成した発光ダイオード駆動装置３００を図３に示す。この図に示す発光ダイオード駆動装置３００は、第一半波整流回路５１、第二半波整流回路５２と、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３、第四ＬＥＤ部１４と、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３、第四通電制御部２４と、第五通電制御部２５、第六通電制御部２６、第七通電制御部２７、第八通電制御部２８と、第一電流検出器４１と、第二電流検出器４２とを備える。なお、図１や図２と同一の部材については、同じ名称を付して詳細説明を省略する。
【００５１】
第四ＬＥＤ部１４は、第一ＬＥＤ部１１〜第三ＬＥＤ部１３と同様、少なくとも一のＬＥＤ素子を含む。また第四ＬＥＤ部１４は、第一ＬＥＤ部１１〜第三ＬＥＤ部１３と直列に接続されており、ＬＥＤ集合体１０を構成する。第一ＬＥＤ部１１から第四ＬＥＤ部１４に?がるラインが出力ラインＯＬとなる。
【００５２】
第一回路群１は、第一電流検出器４１、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３に加えて、第四通電制御部２４を備える。また第一電流制御部３１は、これら第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３、第四通電制御部２４を制御する。第三通電制御部２３は第三バイパス経路ＢＰ３を形成し、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２及び第三ＬＥＤ部１３への通電量を制御する。
【００５３】
第四通電制御部２４は、第四ＬＥＤ部１４からみて、この第四ＬＥＤ部１４と直列に接続されている。第四通電制御部２４は、第一整流電圧が印加される状態で、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３及び第四ＬＥＤ部１４への通電量を制御するための部材であり、第四バイパス部あるいは第一電流制限部として機能する。また第一電流制御部３１は、第一整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第一ＬＥＤ部１１を流れる電流値に基づいて、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３及び第四通電制御部２４を制御する。第一ＬＥＤ部１１を流れる電流は、第一電流検出器４１で検出される。
【００５４】
第二回路群２は、第八通電制御部２８、第七通電制御部２７、第六通電制御部２６、第五通電制御部２５、及びこれらを制御する第二電流制御部３２、並びに第二電流検出器４２を備える。また第二電流制御部３２は、これら第八通電制御部２８、第七通電制御部２７、第六通電制御部２６、第五通電制御部２５を制御する。
【００５５】
第八通電制御部２８は、第四ＬＥＤ部１４から見て、この第四ＬＥＤ部１４と直列に接続されている。また第八通電制御部２８は、第三ＬＥＤ部１３と並列に接続されている。この第八通電制御部２８は、第二整流電圧が印加される状態で第四ＬＥＤ部１４への通電量を制御するための部材であり、第八バイパス部として機能する。また第二電流制御部３２は、第二整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第四ＬＥＤ部１４を流れる電流値に基づいて、第八通電制御部２８、第七通電制御部２７、第六通電制御部２６及び第五通電制御部２５を制御する。また第二電流制御部３２は、第二整流電圧が印加される状態で、出力ラインＯＬを流れる電流値、すなわちここでは第四ＬＥＤ部１４を流れる電流値と第二電流制御部３２に設定された基準電流値の比較に基づいて、第四ＬＥＤ部１４を流れる電流を、第二電流検出器４２で検出する。
【００５６】
これにより、直列接続された第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４に対して、これらを点灯駆動する回路を、第一半波整流回路５１側と?がる第一回路群１と、第二半波整流回路５２側と?がる第二回路群２の２つを用意し、第一整流電圧と第二整流電圧の各半波整流区間で点灯する制御を異ならせることで、第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４の点灯時間を均一化でき、発光むらを低減した高品質な発光を実現できる。すなわち、第一半波整流回路５１と第二半波整流回路５２は、それぞれ交流電源ＡＰを半波整流し、交流電源ＡＰの半周期交代でＬＥＤ集合体１０に電力を供給する。これにより、一方の第一半波整流回路５１が動作中の半周期は、第二半波整流回路５２は整流を行わず、次の半周期は第一半波整流回路５１が休止し、第二半波整流回路５２が動作する。このため、第一半波整流回路５１の動作中は、これにより第一整流電圧が供給され、ＬＥＤ集合体１０の左側に設けられた第一回路群１が動作し、ＬＥＤ集合体１０に電力供給を行い駆動する。そして次の半周期は、第二半波整流回路５２がＬＥＤ集合体１０の右側に設けられた第二回路群２に第二整流電圧を供給して動作させ、前半周期とは逆の点灯順で、ＬＥＤ集合体１０に電力供給を行う。このように動作することで、従来はトータルの給電力が最も小さかった第四ＬＥＤ部１４と、最も大きかった第一ＬＥＤ部１１への供給電力がほぼ等しくなる。同様に第二ＬＥＤ部１２と第三ＬＥＤ部１３へのトータルの供給電力が等しくなる。これによって各ＬＥＤ部の光度の均一化が図られる。
【００５７】
なお、本実施形態は、実施形態１、２の下位概念であるが、発明の理解を容易にするために別の実施形態として説明した。
＜実施形態４＞
【００５８】
発光ダイオード駆動装置はさらに、高調波抑制信号生成部や電流制御信号付与部を付加することもできる。一例として、図３の発光ダイオード駆動装置に高調波抑制信号生成部や電流制御信号付与部を付加した例を実施形態４として、図４に示す。この発光ダイオード駆動装置４００では、第一回路群１側に第一高調波抑制信号生成部６１、第一電流制御信号付与部７１を、第二回路群２側に第二高調波抑制信号生成部６２、第二電流制御信号付与部７２を、それぞれ備えている。第一高調波抑制信号生成部６１は、第一半波整流回路５１の出力側に接続され、所定の大きさの正弦波を生成して第一電流制御部３１に供給するための部材である。また第二高調波抑制信号生成部６２は、第二半波整流回路５２の出力側に接続され、所定の大きさの正弦波を生成して第二電流制御部３２に供給するための部材である。
（第一高調波抑制信号生成部６１）
【００５９】
第一高調波抑制信号生成部６１は、第一電流制御部３１と接続される。第一高調波抑制信号生成部６１は、第一半波整流回路５１から出力される第一整流電圧に基づいて、第一高調波抑制信号電圧を生成する。ここでは、第一整流電圧が印加される状態で、第一高調波抑制信号生成部６１は、第一半波整流回路５１で整流された第一整流電圧を適当な大きさに圧縮し、第一電流制御部３１に送出する。第一電流制御部３１は、第一高調波抑制信号生成部６１から送られた信号を参照信号とし、第一電流検出器４１で検出された第一電流検出信号と比較する。第一電流制御部３１は、この比較結果を基に、それぞれの第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４を介して適切なタイミングと電流で、それぞれのＬＥＤ部を駆動する。
【００６０】
同様に第二高調波抑制信号生成部６２は、第二電流制御部３２と接続される。第二高調波抑制信号生成部６２は、第二半波整流回路５２から出力される第二整流電圧に基づいて、第二高調波抑制信号電圧を生成する。ここでは、第二整流電圧が印加される状態で、第二高調波抑制信号生成部６２は、第二半波整流回路５２で整流された第二整流電圧を適当な大きさに圧縮し、第二電流制御部３２に送出する。第二電流制御部３２は、第二高調波抑制信号生成部６２から送られた信号を参照信号とし、第二電流検出器４２で検出された第二電流検出信号と比較する。第二電流制御部３２は、この比較結果を基に、それぞれの第五通電制御部２５〜第八通電制御部２８を介して適切なタイミングと電流で、それぞれのＬＥＤ部を駆動する。
（第一電流制御信号付与部７１）
【００６１】
さらに第一電流制御部３１と第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４との間には、第一電流制御信号付与部７１が介在されている。例えば第一通電制御部２１に付与する動作制御信号と第四通電制御部２４に付与する動作制御信号間には電位差が生じるので、第一電流制御信号付与部７１を設けることで第一通電制御部２１と第四通電制御部２４の動作の切り替えを確実に行うことが可能となる。同様に第二電流制御部３２と第五通電制御部２５〜第八通電制御部２８との間には、第二電流制御信号付与部７２が介されている。
＜実施形態５＞
【００６２】
発光ダイオード駆動装置はさらに、平滑化回路を付加することもできる。一例として、図３の発光ダイオード駆動装置に平滑化回路を付加した例を実施形態５として、図５に示す。この図に示す発光ダイオード駆動装置５００は、ＬＥＤ集合体１０と並列に接続された平滑化回路を備えている。平滑化回路は、ＬＥＤ集合体１０の消灯期間を低減するための部材である。この平滑化回路は、例えば平滑コンデンサ８０で構成される。
（平滑コンデンサ８０への充電）
【００６３】
平滑コンデンサ８０の端子間電圧は、定常動作状態においては第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４の全ＬＥＤの順方向電圧の和Ｖｆallに等しくなる。従って、入力電圧が第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４が駆動される電圧に達すると充電が開始され、入力電圧が第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４を、電流制御部３０より指示される電流値で駆動できない電圧まで下降（第一ＬＥＤ部１１〜第三ＬＥＤ部１３を駆動する状態に移行）すると充電を終了する。充電期間中、充電によりコンデンサ端子電圧が上昇するとＶｆallも上昇するため、ＬＥＤ駆動電流が増加し、平滑コンデンサ８０への充電電流は徐々に減少する。このコンデンサ充電電流とＬＥＤ駆動電流が合成されて、電流制御部３０で正弦波電流に制御される。これにより、元来正弦波に近似した電流波形で制御されている発光ダイオード駆動装置全体の電流に影響することなく、平滑コンデンサ８０の充電が行える。
（平滑コンデンサ８０からの放電）
【００６４】
一方で平滑コンデンサ８０は、ここに溜まった電荷を、接続された第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４に放電する。なお平滑コンデンサ８０の充電電圧は、ＬＥＤ集合体１０を構成する直列接続された第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４の順方向電圧の和Ｖｆ1-4となるので、コンデンサ充電時にＬＥＤ集合体１０に流れる電流以上の電流で平滑コンデンサ８０が放電されることはない。
【００６５】
なお上述した各実施形態で付加した要素は、他の実施形態、例えば実施形態１や２においても同様に適用できることはいうまでもない。
＜実施例１＞
【００６６】
次に、図４の発光ダイオード駆動装置４００を半導体素子を用いて実現した具体的な回路の構成例を、実施例１として図６に示す。この発光ダイオード駆動装置６００は、交流電源ＡＰに接続された第一半波整流回路５１、及び第二半波整流回路５２としてダイオードを用いている。第一半波整流回路５１と第二半波整流回路５２とでは、ダイオードの整流方向を互いに逆向きとしている。
【００６７】
交流電源ＡＰには、保護部材８１が直列に接続される。保護部材は、過電流阻止のためのヒューズが好適に利用できる。また交流電源ＡＰには、サージ防護回路を設けてもよい。さらに交流電源ＡＰと並列に、バイパスコンデンサ８２が接続される。
（交流電源ＡＰ）
【００６８】
交流電源ＡＰは、１００Ｖや２００Ｖの商用電源が好適に利用できる。この商用電源の１００Ｖ又は２００Ｖは実効値であり、全波整流された整流波形の最大電圧は約１４１Ｖ又は２８２Ｖとなる。
（ＬＥＤ集合体１０）
【００６９】
ＬＥＤ集合体１０を構成する各ＬＥＤ部は、相互に直列に接続すると共に、複数のブロックに分け、ブロック同士の境界からは端子を引き出して、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３、第四通電制御部２４と接続している。図６の例では、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３、第四ＬＥＤ部１４の４つのグループでＬＥＤ集合体１０を構成している。
【００７０】
図６に示す各ＬＥＤ部１１〜１４は、一のＬＥＤシンボルが複数のＬＥＤチップを実装したＬＥＤパッケージを表している。この例では、各ＬＥＤパッケージは、１０個のＬＥＤチップを実装している。各ＬＥＤ部の発光ダイオード接続数、あるいはＬＥＤ部の接続数は、順方向電圧の加算値、すなわち直列接続されたＬＥＤ素子の総数と、使用する電源電圧とで決定される。例えば商用電源を使用する場合は、各ＬＥＤ部のＶｆの合計である合計順方向電圧Ｖｆallが、１４１Ｖ程度、又はそれ以下となるように設定される。
【００７１】
また図６の例では、４つのＬＥＤ部のＶｆを同一となるように設計している。ただこの例に限られず、上述の通りＬＥＤ部数を３以下、あるいは５以上としてもよい。ＬＥＤ部数を増やすことで、電流制御の数を増やしてより細かなＬＥＤ部間の点灯切り替え制御が可能となる。さらに各ＬＥＤ部のＶｆは同一としなくとも良い。
（第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４）
【００７２】
第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３、第四通電制御部２４は、各ＬＥＤ部に対応して、電流駆動するための部材である。このような第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４としては、トランジスタ等の半導体素子で構成される。特にＦＥＴは、ゲートが電圧駆動のため効率の面で好ましい。ただ、第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４はＦＥＴに限定されるものでなく、バイポーラトランジスタ等でも構成できることはいうまでもない。
【００７３】
図６の例では、第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４として、ＬＥＤ電流制御トランジスタを利用している。具体的には、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３、第四ＬＥＤ部１４には、それぞれ下流側に第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４である第一通電制御トランジスタ２１Ｂ、第二通電制御トランジスタ２２Ｂ、第三通電制御トランジスタ２３Ｂ、第四通電制御トランジスタ２４Ｂが接続される。各通電制御トランジスタは、その前段のＬＥＤ部の電流量に応じて、ＯＮ状態や電流制御が切り替わる。通電制御トランジスタがＯＦＦになると、バイパス経路に電流が流れなくなって、ＬＥＤ部に通電される。すなわち、各第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４によってバイパスされる電流量を調整できるので、結果的に各ＬＥＤ部の通電量を制御できることになる。図６の例では、第二ＬＥＤ部１２と並列に第一通電制御部２１が接続され、第一バイパス経路ＢＰ１を形成する。また第三ＬＥＤ部１３と並列に第二通電制御部２２が接続され、第二バイパス経路ＢＰ２を形成する。さらに第四ＬＥＤ部１４と並列に第三通電制御部２３が接続され、第三バイパス経路ＢＰ３を形成する。さらにまた第四通電制御トランジスタ２４Ｂが第四ＬＥＤ部１４と直列に接続され、第四バイパス経路ＢＰ４を形成し、第一ＬＥＤ部１１、第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３及び第四ＬＥＤ部１４への通電量を制御する。
【００７４】
なお第一ＬＥＤ部１１は、並列に接続されたバイパス経路や通電制御部を設けていない。第二ＬＥＤ部１２と並列に接続された第一通電制御部２１が、第一ＬＥＤ部１１の電流量を制御するからである。また第四ＬＥＤ部１４については、第四通電制御トランジスタ２４Ｂが電流制御を行う。
（第一電流制御部３１）
【００７５】
第一電流制御部３１は、各ＬＥＤ部と対応する第一通電制御部２１〜第四通電制御部２４が、適切なタイミングで電流駆動を行うよう制御する部材である。この第一電流制御部３１は、第一半波整流回路５１で整流された第一整流電圧を基準電圧として、通電制御部の動作を制御する動作制御信号を出力する。これにより、第一電流検出器４１で検出する出力ラインＯＬ上の電流量を、整流電圧と比例した値に制御できる。この結果、回路全体の入力電流は交流入力電圧に比例した波形となり、高調波の抑制が可能となる。
【００７６】
図６の第一電流制御部３１にも、トランジスタ等のスイッチング素子が利用できる。特にバイポーラトランジスタは、電流量の検出に好適に利用できる。ただこの例では第一電流制御部３１を、オペアンプ３１Ｂで構成している。なお第一電流制御部は、オペアンプに限定されるものでなく、コンパレータ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等でも構成可能であるのはいうまでもない。
【００７７】
図６の例では、第一電流制御部３１は、各通電制御トランジスタ２１Ｂ〜２４Ｂの動作を制御する。すなわち、各電流検出オペアンプが通電量の制御を行うことで、通電制御トランジスタをＯＦＦ／電流制御／ＯＮにそれぞれ切り替える。
（第一電流検出器４１）
【００７８】
第一電流検出器４１は、ＬＥＤ部を直列接続したＬＥＤ集合体１０に通電される電流を電圧降下等により検出するための部材である。第一電流検出器４１で電流検出を行うことで、ＬＥＤ集合体１０を構成する各ＬＥＤ部の電流駆動を行う。またこの第一電流検出器４１は、ＬＥＤの保護抵抗としても機能する。さらに第一電流検出器４１で検出された電流検出信号に基づいて電流駆動を行うため、第一電流検出器４１は、電流回路の制御を行う第一電流制御部３１であるオペアンプ３１Ｂと接続されている。この回路例では、第一通電制御部２１、第二通電制御部２２、第三通電制御部２３、第四通電制御部２４と第一電流制御部３１で、一種の定電流回路が構成される。
（第一電流制御信号付与部７１）
【００７９】
さらに第一電流制御部３１と各通電制御部との間には、第一電流制御信号付与部７１が介在されている。例えば第一通電制御部２１に付与する動作制御信号と第四通電制御部２４に付与する動作制御信号間には電位差が生じるので、第一電流制御信号付与部７１を設けることで第一通電制御部２１と第四通電制御部２４の動作の切り替えを確実に行うことが可能となる。各第一電流制御信号付与部７１は、各通電制御トランジスタのＯＮ／ＯＦＦをどの電流のタイミングで行うかを規定する。ここでは、入力電圧の上昇に伴い、第一〜第四通電制御トランジスタ２１Ｂ〜２４Ｂの順でＯＦＦされるよう、各第一電流制御信号付与部７１として電流制御信号付与ツェナーダイオード７１ａ、７１ｂ、７１ｃが設定、配置されている。なお図６の例では、第一電流制御信号付与部７１をツェナーダイオードで構成しているが、抵抗器、ダイオード等とすることもできる。
【００８０】
図６の回路例では、第一半波整流回路５１で整流された入力電圧の上昇に伴い、第一ＬＥＤ部１１から第二ＬＥＤ部１２、第三ＬＥＤ部１３、第四ＬＥＤ部１４への順で、通電量の制御を行うことができる。また入力電圧の下降時には、逆の順序でＬＥＤが消灯される。
（第一高調波抑制信号生成抵抗６１ａ、６１ｂ）
【００８１】
一方図６の回路例では、第一電流制御部３１をオペアンプ３１Ｂで構成しており、このオペアンプ３１Ｂは、第一高調波抑制信号生成部６１により制御される。第一高調波抑制信号生成部６１は、第一高調波抑制信号生成抵抗６１ａ、６１ｂで構成される。第一高調波抑制信号生成抵抗６１ａ、６１ｂは、第一半波整流回路５１で整流された整流電圧を分圧する。いいかえると、整流電圧を適当な大きさに圧縮する。第一電流制御部であるオペアンプ３１Ｂの＋側入力端子には、第一高調波抑制信号生成抵抗６１ａ、６１ｂから出力される、圧縮された正弦波である高調波抑制信号が入力される。
（定電圧電源３１Ｂ０）
【００８２】
オペアンプ３１Ｂは、定電圧電源３１Ｂ０により駆動される。定電圧電源３１Ｂ０は、オペアンプ電源用トランジスタ３１Ｂ１、ツェナーダイオード３１Ｂ２、ツェナー電圧設定抵抗３１Ｂ３で構成される。この定電圧電源３１Ｂ０は、交流電源ＡＰを第一半波整流回路５１で整流した後の整流電圧が、ツェナーダイオード３１Ｂ２のツェナー電圧を超えている期間だけ、オペアンプ３１Ｂに電源を供給する。この期間は、ＬＥＤ集合体１０の点灯期間を包含するよう設定される。すなわち、ＬＥＤ集合体１０の点灯中にオペアンプ３１Ｂを動作させて、点灯を制御する。
【００８３】
一方、オペアンプ３１Ｂの−側入力端子には、第一電流検出抵抗４１で検出された電流検出信号である電圧が入力される。第一電流検出抵抗４１の電圧は、オペアンプ３１Ｂの＋側入力端子に印加される正弦波に沿って電流制御されるよう制御される。このように、正弦波に沿って電流制御動作を行うため、ＬＥＤ駆動電流が正弦波に近似された波形となる。
【００８４】
以上、第一回路群１の動作について説明したが、同様のことは第二回路群２においても当て嵌まる。すなわち第二整流電圧が印加される第二半波整流区間において、第五通電制御部２５〜第八通電制御部２８を構成する第五通電制御トランジスタ２５Ｂ〜第八通電制御トランジスタ２８Ｂにより、第四ＬＥＤ部１４、第三ＬＥＤ部１３、第二ＬＥＤ部１２、第一ＬＥＤ部１１をこの順に点灯制御する。また第五通電制御トランジスタ２５Ｂ〜第八通電制御トランジスタ２８Ｂは、第二電流制御部を構成するオペアンプ３２Ｂにより、第二電流検出抵抗４２Ｂを構成する第二電流検出器４２で検出された出力ラインＯＬの通電量、ここでは第四ＬＥＤ部１４の電流量に基づいて、第二電流制御信号付与部７２を構成する電流制御信号付与ツェナーダイオード７２ａ、７２ｂ、７２ｃを介して駆動される。またオペアンプ３２Ｂの−側入力端子には、第二電流検出抵抗４２で検出された電流検出信号である電圧が入力される。第二電流検出抵抗４２の電圧は、オペアンプ３２Ｂの−側入力端子に印加される正弦波に沿って電流制御されるよう制御される。このためオペアンプ３２Ｂの−側入力端子には、第二高調波抑制信号生成部６２を構成する第二高調波抑制信号生成抵抗６２ａ、６２が接続され、半波整流された第二整流電圧が分圧されて入力される。さらにオペアンプ３２Ｂの電源を構成する定電圧電源３２Ｂ０は、オペアンプ電源用トランジスタ３２Ｂ１、ツェナーダイオード３２Ｂ２、ツェナー電圧設定抵抗３２Ｂ３で構成される点も、第一回路群１と同様である。
【００８５】
なおＬＥＤ部はそれぞれ、複数の発光ダイオード素子を相互に直列に接続して構成できる。これにより、整流電圧を複数の発光ダイオード素子で効果的に分圧できる上、発光ダイオード素子毎の順方向電圧Ｖｆや温度特性のばらつきをある程度吸収して、ブロック単位での制御を均一化できる。ただ、ＬＥＤ部の数や各ＬＥＤ部を構成する発光ダイオード素子数等は、要求される明るさや入力電圧等によって任意に設定でき、例えばＬＥＤ部を一の発光ダイオード素子で構成したり、ＬＥＤ部の数を多くしてより細かな制御を行うこと、あるいは逆にＬＥＤ部を２つのみとして制御をシンプルにすることも可能であることは言うまでもない。
【００８６】
また、上記構成ではＬＥＤ部の構成数を４としたが、ＬＥＤ部の数を２又は３としたり、又は５以上とすることもできることはいうまでもない。特に、ＬＥＤ部の数を増やすことで、正弦波状の電流波形をより低い電源電圧から形成することが可能となり、一層の高調波成分の抑制が可能となる。また図６の例では、各ＬＥＤ部がＯＮ／ＯＦＦされる切り替え動作を、入力電流に対してほぼ均等に分割しているが、均等にする必要は必ずしも無く、異なる電流でＬＥＤ部を切り替えてもよい。
【００８７】
さらに上記の例では、ＬＥＤを４つのＬＥＤ部に分け、各ＬＥＤ部がそれぞれ同一のＶｆとなるよう構成しているが、同一のＶｆでなくても良い。例えばＬＥＤ部１のＶｆをできるだけ低く、すなわちＬＥＤ一個分の３．０Ｖ程度に設定できれば、電流の立ち上がりタイミングを早く、立下りタイミングを遅くできる。このことは、高調波を減少させるのにさらに有利となる。またこの方法を使用すれば、ＬＥＤ部の数とＶｆ設定を自由に選択でき、さらに電流波形を正弦波に近似できるため、より柔軟性を高めて高調波抑制を実現することが容易となる。
（点灯パターン）
【００８８】
ここで比較のため、本発明者が先に開発した図７に示す発光ダイオード駆動装置９００のＬＥＤ点灯パターンと、実施例１に係る発光ダイオード駆動装置６００のＬＥＤ点灯パターンを、図８Ａと図８Ｂにそれぞれ示す。これらの図に示すように、図７の整流回路５０を使用して交流電圧を全波整流し、電流検出器４０でもって検出された出力ラインＯＬの通電量に基づいて、電流制御部２０で多段に接続した第一ＬＥＤ集合体１０（第一ＬＥＤ部１１〜第四ＬＥＤ部１４）を点灯駆動する場合は、図８Ａのように整流電圧の低い領域で駆動されるＬＥＤ部の点灯時間が長く、高い領域で駆動されるＬＥＤ部の点灯時間が短くなる傾向がある。各ＬＥＤ部の点灯時間が異なると、それぞれの光度も異なる。これは、交流電源電圧の低い時から、徐々に高くなるに従って、各ＬＥＤ部が順番に点灯開始、最大電圧に達した後、徐々に低くなるに従って、点灯順とは逆の順番で消灯するためである。このため、ＬＥＤ部の点灯期間にばらつきが生じることが避けられない。この結果、ちらつきが生じたり、ＬＥＤ部の点灯時間に応じて発熱量が異なるため、均一に放熱するための機構が必要になるといった課題があった。
【００８９】
これに対して、実施例１に係る発光ダイオード駆動装置６００では、半波整流して、各整流電圧でＬＥＤ部を点灯する順序を逆順にするように回路を構成することで、ＬＥＤ部の点灯時間を全体として均一化している。具体的には、交流電源ＡＰの周波数サイクルのうち、ある半周期においては第一ＬＥＤ部１１→第二ＬＥＤ部１２→第三ＬＥＤ部１３→第四ＬＥＤ部１４の順に点灯開始し、さらに第四ＬＥＤ部１４→第三ＬＥＤ部１３→第二ＬＥＤ部１２→第一ＬＥＤ部１１の順番で消灯する。次の半周期においては、第四ＬＥＤ部１４→第三ＬＥＤ部１３→第二ＬＥＤ部１２→第一ＬＥＤ部１１の順に点灯開始し、第一ＬＥＤ部１１→第二ＬＥＤ部１２→第三ＬＥＤ部１３→第四ＬＥＤ部１４の順で消灯する。このように駆動装置を構成することで、各ＬＥＤ部の光度差を抑制できる。この結果、各ＬＥＤ部の点灯時間をほぼ一定に揃えてちらつきを抑制し、また発熱量も均一化されるので、放熱機構も各ＬＥＤ部で同様の機構とすることができ、構成の簡素化が図られる。また第一整流電圧と第二整流電圧の各期間でＬＥＤ部を駆動する回路を個別に用意することで、点灯制御も簡素化できる。いいかえると、共通の駆動回路を用いて電流の通電方向を逆転させるような複雑なスイッチングを行わないことで、回路構成や制御を簡素化して、安価で信頼性の高い発光ダイオード駆動装置を実現できる。
【００９０】
また本発明者が比較試験を行い、各ＬＥＤ部のＶｆを等しくし、図３と図７でそれぞれ３０Ｖ程度（×４段）としたところ、図７の発光ダイオード駆動装置９００では交流電源ＡＰに相似の電流波形駆動で第一ＬＥＤ部１１と第四ＬＥＤ部１４の電力差が４０％以上あったところ、図３の発光ダイオード駆動装置３００では第一ＬＥＤ部１１と第二ＬＥＤ部１２の電力差を１５％とすることができた。これにより、ＬＥＤを実装する際、実装場所による明暗差を考慮して各ＬＥＤ部のＬＥＤ素子の配置を考慮する必要をなくすことができる。また、ＬＥＤ部ごとの電力差のため、特定のＬＥＤ部のＬＥＤ素子に過度な電力負荷をかけることもなくなり、灯具寿命を延長できる。さらにまた、発光ダイオード駆動装置側、ＬＥＤ部側の素子の発熱も均一化でき、放熱設計においても有利となる。
＜実施例２＞
【００９１】
以上の実施例１に係る発光ダイオード駆動装置６００は、ＬＥＤ部毎の点灯時間の長短を均一化することで、発光のちらつきを抑制できる。さらに発光のちらつきを抑制するために、半波整流された第一整流電圧や第二整流電圧を平滑化することもできる。このような回路例を実施例２として、図９に示す。ここでは、図５に示した平滑化回路を備える発光ダイオード駆動装置の具体的な回路構成例を示している。図９の発光ダイオード駆動装置７００において、実施例１と同様の部材については同じ名称、符号を付して詳細説明を省略する。
【００９２】
発光ダイオード駆動装置７００は、平滑化回路として平滑コンデンサ８０を備えている。平滑コンデンサ８０を設けることで、半波整流された第一整流電圧及び第二整流電圧がそれぞれ平滑化される結果、電圧の低い区間が減少されて、このような低電圧の区間における第一ＬＥＤ部１１や第四ＬＥＤ部１４が点灯される区間が長くなり、より一層発光むらを抑制できる利点が得られる。なお、平滑コンデンサ８０には、一般に大容量の電解コンデンサが用いられる。ただ電解コンデンサは大容量の反面、電解液の蒸発などに起因する経時劣化が生じ、寿命があるため、電解コンデンサの寿命でもって発光ダイオード駆動装置の寿命が決定される。
【００９３】
以上のように本発明の実施例によれば、交流電源をスイッチング電源等で直流に変換する電圧変換回路を用いることなく、交流電源に接続して高効率で駆動しつつ、従来の課題であったＬＥＤ毎の点灯期間のばらつきを、比較的簡素な構成で抑制できる利点が得られる。すなわち発光ダイオードは定電圧素子であることから、交流電源を整流しただけの整流電圧で発光ダイオードを点灯駆動しようとすると、ＬＥＤ部毎に点灯時間、電力が異なり、ＬＥＤ部間で照度差が生じてしまう。仮にすべてのＬＥＤ部が、例えば同一パッケージ上や同一チップ上に形成され、または単体のＬＥＤが比較的小さい面積に配置されていれば、その面積に対して比較的遠方における照明、例えば天井照明やＬＥＤ電球ではこのような照度差が目立たず、特に問題とならない。しかしながら、ＬＥＤが比較的大きい面積に配置されて、均一な照射照度を求められる用途、例えばバックライト照明や看板照明などでは、照度差が目立つ傾向にある。さらに一方では、一部のＬＥＤの点灯期間が長いと、それだけ発熱量も多くなるが、点灯時間の短いＬＥＤでは発熱量も少なくなる。一部のＬＥＤが劣化して点灯しなくなると発光装置全体の寿命となってしまうことから、特定のＬＥＤの劣化の進行を抑制する必要がある。これを防ぐには、放熱性能を均一化させる特別な放熱機構が必要となる。これに対して本発明の実施例では、ＬＥＤ部の点灯順序を一定とせず、半波整流された第一整流電圧と第二整流電圧とで互いに逆順となるように点灯回路を構成したことで、ＬＥＤ部同士の点灯時間を均一化している。この結果、ＬＥＤ間の照度差を解消し、発熱量も均一化されて、装置の寿命や信頼性を向上させ、より高品質な照明や漁灯として好適に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係る発光ダイオード駆動装置及びこれを用いた照明、漁灯並びに発光ダイオード駆動装置の駆動方法は、照明装置や漁灯として好適に利用できる。特にＬＥＤ部のちらつきを抑制することで、ＬＥＤ漁灯のもとで作業する作業者が抱く高い照度の照明光のちらつきによる不快感を低減できる。
【符号の説明】
【００９５】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、９００…発光ダイオード駆動装置
１…第一回路群
２…第二回路群
１０…第一ＬＥＤ集合体
１１…第一ＬＥＤ部
１２…第二ＬＥＤ部
１３…第三ＬＥＤ部
１４…第四ＬＥＤ部
２０…電流制御部
２１…第一通電制御部
２２…第二通電制御部
２３…第三通電制御部
２４…第四通電制御部
２１Ｂ…第一通電制御トランジスタ
２２Ｂ…第二通電制御トランジスタ
２３Ｂ…第三通電制御トランジスタ
２４Ｂ…第四通電制御トランジスタ
２５Ｂ…第五通電制御トランジスタ
２６Ｂ…第六通電制御トランジスタ
２７Ｂ…第七通電制御トランジスタ
２８Ｂ…第八通電制御トランジスタ
２５…第五通電制御部
２６…第六通電制御部
２７…第七通電制御部
２８…第八通電制御部
３１…第一電流制御部；３１Ｂ…オペアンプ
３１Ｂ０…定電圧電源
３１Ｂ１…オペアンプ電源用トランジスタ
３１Ｂ２…ツェナーダイオード
３１Ｂ３…ツェナー電圧設定抵抗
３２…第二電流制御部；３２Ｂ…オペアンプ
３２Ｂ０…定電圧電源
３２Ｂ１…オペアンプ電源用トランジスタ
３２Ｂ２…ツェナーダイオード
３２Ｂ３…ツェナー電圧設定抵抗
４０…電流検出器
４１…第一電流検出器
４１Ｂ…第一電流検出抵抗
４２…第二電流検出器
４２Ｂ…第二電流検出抵抗
５０…整流回路
５１…第一半波整流回路
５２…第二半波整流回路
６１…第一高調波抑制信号生成部
６１ａ、６１ｂ…第一高調波抑制信号生成抵抗
６２…第二高調波抑制信号生成部
６２ａ、６２ｂ…第二高調波抑制信号生成抵抗
７１…第一電流制御信号付与部
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ…電流制御信号付与ツェナーダイオード
７２…第二電流制御信号付与部
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ…電流制御信号付与ツェナーダイオード
８０…平滑コンデンサ
８２…バイパスコンデンサ
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６…ＬＥＤブロック
１６７…スイッチ制御部
１７１、１７２、１７３、１７４…発光ブロック
１７７…スイッチ制御ロジック
ＡＰ…交流電源
ＯＬ…出力ライン
ＢＰ１…第一バイパス経路
ＢＰ２…第二バイパス経路
ＢＰ３…第三バイパス経路
ＢＰ４…第四バイパス経路
ＳＡ、ＳＢ…スイッチブロック
ＳＡ＿１、ＳＡ＿２、ＳＡ＿３、ＳＢ＿１、ＳＢ＿２、ＳＢ＿３…スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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