(57)【要約】      （修正有）【課題】点灯回路自体の電力損失を低減するとともに、点灯回路からの発熱を抑制し、高効率で安定した点灯状態を提供するＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ素子からなるＬＥＤ発光部２と、ＬＥＤ発光部のＬＥＤ素子を点灯する点灯回路部４とを備え、点灯回路部４を構成する半導体素子の少なくとも一部を、ＧａＮ系半導体素子またはＳｉＣ系半導体素子などのワイドギャップ半導体で構成することで高効率で安定な点灯特性を得る。【選択図】図１
2011171238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子からなるＬＥＤ発光部と、
前記ＬＥＤ素子を点灯する点灯回路部とを備えたＬＥＤ照明器具であって、
前記点灯回路部を構成する半導体素子の少なくとも一部が、ＧａＮ系半導体素子またはＳｉＣ系半導体素子などのワイドギャップ半導体素子で構成されたＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが  Ｅｇ  ≧  ２．０  eV  であるＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記点灯回路部は、複数のＬＥＤ素子に点灯電流を供給する電流供給部を備えたＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記ＬＥＤ素子と前記点灯回路部とが、同一基板上に搭載されたＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
請求項４に記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記ＬＥＤ素子と前記点灯回路部とを搭載した複数の基板が筐体内に収納されたＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記点灯回路部は昇圧チョッパ回路及び昇圧チョッパ回路の直流電圧を発光ダイオードを点灯させる電流に変換する電力変換回路を具備し、
前記電力変換回路が前記ワイドギャップ半導体素子を含むＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
請求項６に記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記昇圧チョッパ回路に複数の電力変換回路とＬＥＤ発光部とが接続されるＬＥＤ照明器具。
【請求項８】
請求項６または７に記載のＬＥＤ照明器具であって、
前記電力変換回路とＬＥＤ発光部を同一の基板上に構成したＬＥＤ照明器具。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のＬＥＤ照明器具を複数台とそれらの制御装置とを組合わせて構成した照明システム。
【請求項１０】
請求項９記載の照明システムであって、
前記制御装置の出力は直流電圧であり、前記直流電圧に重畳された信号によって、ＬＥＤ照明器具が点灯制御される照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明器具およびこれに用いられるＬＥＤ点灯制御装置に係り、特にＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光源とするＬＥＤ照明器具の点灯回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ素子の光学性能が高くなって来ており、ＬＥＤ素子を用いたＬＥＤ照明器具は寿命が長いなどの理由で、従来の白熱電球、蛍光ランプなどの光源からの置き換えが進められている。今後、ＬＥＤ性能のさらなる向上により、さらに汎用の照明器具分野での採用が進んでいくと考えられる。
【０００３】
ＬＥＤ素子の光出力は、出力電流一定とすると高温になればなるほど低下する傾向にある。そこで、本出願人は、始動時の光出力の立ち上がりの改善と周囲温度による光出力の変動抑制を目的とし、周囲温度が変化しても照明器具からの光出力が略一定になるように制御する制御部を点灯回路部内に設けたＬＥＤ照明器具を提案している（特許文献1）。  この例では、周囲温度が常温よりも低い低温時の点灯安定時にはＬＥＤ発光部に流れる電流が最も小さくなるように制御する。一方、周囲温度が常温よりも低い低温時の点灯回路部への入力電源投入時にはＬＥＤ発光部に安定時よりも大きい電流を流すようにしている。
【０００４】
一方、古くから用いられている白熱ランプや放電ランプにおいてもその駆動を制御するランプ制御システムが提案されている（特許文献２）。
このランプ制御システムでは、白熱ランプまたは放電ランプが駆動中高温になるため、ランプの発熱がランプ駆動回路に伝わり、ランプ駆動回路を構成する半導体素子が熱暴走するのを防ぐことを目的としている。そして、ワイドギャップ半導体素子を含むランプ駆動回路を用いることで、６００℃以上の高温においても、半導体が正常動作をするとしている。このように白熱ランプなどの場合には、ランプ自体が極めて高い温度になるため、特許文献２では、駆動回路の発熱による発光特性への影響などは考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３４９４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２８１１７１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、特許文献１のＬＥＤ照明器具においては、高出力化に伴い、スイッチング素子として用いられるＦＥＴ、ダイオードなど点灯回路を構成するパワー素子の電流が増加し、電力損失が増加するという問題がでてきている。
また、点灯回路を構成するパワー素子自体の温度上昇に起因する、ＬＥＤ素子の出力低下も顕在化するようになってきている。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、点灯回路自体の電力損失を低減するとともに、点灯回路からの発熱を抑制し、高効率で安定した点灯状態を提供するＬＥＤ照明器具を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明のＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ素子からなるＬＥＤ発光部と、ＬＥＤ素子を点灯する点灯回路部とを備え、点灯回路部を構成する半導体素子の少なくとも一部が、ＧａＮ系半導体素子またはＳｉＣ系半導体素子などのワイドギャップ半導体素子で構成されたことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが  Ｅｇ  ≧  ２．０  eV  であることを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、点灯回路部は、複数のＬＥＤ素子に点灯電流を供給する電流供給部を備えたことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ素子と点灯回路部とが、同一基板上に搭載されたことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ素子と点灯回路部とを搭載した複数の基板が筐体内に収納されたことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、点灯回路部は昇圧チョッパ回路及び昇圧チョッパ回路の直流電圧を発光ダイオードを点灯させる電流に変換する電力変換回路を具備し、電力変換回路がワイドギャップ半導体素子を含むことを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、昇圧チョッパ回路に複数の電力変換回路とＬＥＤ発光部とが接続されることを特徴とする。
また、本発明のＬＥＤ照明器具は、電力変換回路とＬＥＤ発光部を同一の基板上に構成したことを特徴とする。
また、本発明の照明システムは、上記ＬＥＤ照明器具を複数台とそれらの制御装置とを組合わせて構成したことを特徴とする。
また、本発明の照明システムは、制御装置の出力は直流電圧であり、直流電圧に重畳された信号によって、ＬＥＤ照明器具が点灯制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＬＥＤ素子を点灯させる点灯回路のパワー素子の少なくとも一つをＧａＮまたはＳｉＣなどのワイドギャップ半導体素子で構成することで、電力損失を低減することにより、ＬＥＤ素子の周囲温度を低減し、高効率のＬＥＤ照明器具を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の構成を示す回路図
【図２】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の実装状態を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の動作説明のための波形図
【図４】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の制御回路の動作説明のための特性図
【図５】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の使用時の時間経過に伴う照度比の変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の制御回路ＩＣ３の制御特性を示す特性図
【図７】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の器具込みの制御特性を示す特性図
【図８】従来例の点灯回路部を用いた時のＬＥＤ照明器具の周囲温度と照度比の関係を示す特性図
【図９】本発明の実施の形態１のＬＥＤ照明器具の点灯回路部を用いた時のＬＥＤ照明器具の周囲温度と照度比の関係を示す特性図
【図１０】本発明の実施形態２のＬＥＤ照明器具の実装状態を示す断面図
【図１１】本発明の実施形態３のＬＥＤ照明器具の実装状態を示す断面図
【図１２】本発明の実施形態４のＬＥＤ照明器具の点灯回路部の構成を示す回路図
【図１３】本発明の実施形態５のＬＥＤ照明器具の実装状態を示す断面図
【図１４】本発明の実施形態６のＬＥＤ照明器具の実装状態を示す断面図
【図１５】本発明の実施形態７のＬＥＤ照明器具の点灯回路部の構成を示す回路図
【図１６】本発明の実施形態７のＬＥＤ照明器具の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態のＬＥＤ照明器具の等価回路構成を第１図に示す。このＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ素子からなる光源としてのＬＥＤ発光部２と、ＬＥＤ発光部２を点灯する点灯回路部４とを備え、点灯回路部４を構成する半導体素子の内、パワー素子が、ＧａＮ半導体で構成されたことを特徴とする。すなわち、この点灯回路部４は、制御回路ＩＣ３の内部スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴＱ１、ダイオードＤ１及び全波整流器ＤＢ等点灯回路を構成するパワー素子をワイドギャップ半導体であるＧａＮで構成している。例えば、本実施の形態では、制御回路ＩＣ３の内部スイッチング素子Ｑ２であるＧａＮイッチング素子が使用されている。
ワイドギャップ半導体であるＧａＮ半導体は通常の点灯回路部を構成するシリコン半導体よりも導通損失またはオン抵抗等が１桁から２桁小さいため、低抵抗で消費電力が少なくかつ、発熱量も少ない。このため点灯回路部４からの発熱を抑制し、ＬＥＤ発光部２への熱の影響を防ぐことができる。
【００１１】
以下、このＬＥＤ照明器具について説明する。ＬＥＤ発光部２は、４個のＬＥＤ２a〜２dが搭載されており、ＬＥＤ２a〜２dまでアノードからカソードに直列に接続されている構成となっている。ＬＥＤ２aのアノード側にはプラス、ＬＥＤ２dのカソード側にはマイナスの電圧が印加されることにより、各ＬＥＤ２a〜２dが発光する。ＬＥＤ２a〜２dの順方向電圧Ｖｆの合計以上の電圧が印加されると、流れる電流値に応じてＬＥＤから光速を得ることが出来る。順方向電圧Ｖｆは通常３．５Ｖのため、４個直列に接続するのであれば、４×３．５Ｖ以上の直流電圧において点灯させることが出来る。
【００１２】
このＬＥＤ照明器具では、図２に示すように、ＬＥＤ照明器具の器具筐体７内に、ＬＥＤ発光部２と点灯回路部４が内蔵されている。器具筐体７は下端開放された金属製の円筒体よりなり、下端開放部は光拡散板８で覆われている。この光拡散板８に対向するように、ＬＥＤ発光部２が配置されている。このＬＥＤ発光部２は、ＬＥＤ実装基板２１上にＬＥＤ２a〜２dを実装している。制御回路ＩＣ３の内部スイッチング素子Ｑ１であるＭＯＳＦＥＴのドレインーソース間電圧、ドレインーソース間電流及びダイオードＤ１を実装している。４１は電源回路基板であり、点灯回路部４の電子部品を実装している。ＬＥＤ発光部２は、器具筐体７内において放熱板７１に接触するように設置されており、ＬＥＤ２a〜２dの発生する熱を器具筐体７内に逃がすようになっている。またＬＥＤ発光部２と点灯回路部４は、この放熱板７１に設けられた穴を介して、リード線５で接続されている。放熱板７１はアルミ板や銅版のような金属板であり、放熱効果と点灯回路部４への光遮断効果とを併せ持つように構成されている。放熱板７１は器具筐体７に電気的に接続されて接地されるが、リード線５のプラス側ならびにマイナス側とは電気的に分離された非給電部となっている。器具筐体７は天井９に埋め込まれており、断熱施工が行われるような天井に取り付けられると、点灯後の時間が経過するにつれて、ＬＥＤ発光部２の温度が上昇して行くことになるが、本実施の形態では、点灯回路部４は大電流の流れるパワー素子はＧａＮで構成されているため、低抵抗で消費電力が少なく、発熱量も大幅に低減される。
【００１３】
点灯回路部４の出力コネクタＣＯＮ２とＬＥＤ発光部２は一対のリード線５で接続されている。点灯回路部４の入力コネクタＣＯＮ１は、商用交流電源Ｖｓからの交流電源電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ，５０／６０Ｈｚ）に接続される。
【００１４】
次に、点灯回路部について説明する。点灯回路部は、図１に示すようにスイッチング電源回路部１とフィルタ回路部３とで構成されている。スイッチング電源回路部１は非絶縁型の降圧チョッパ回路であり、（パワー）内部スイッチング素子Ｑ１を兼ねた制御回路ＩＣ３によりスイッチング制御される。この制御回路ＩＣ３としては、例えば、パナソニック株式会社製造のＭＰ５５２と同等の回路素子であって少なくとも内部スイッチング素子を構成するＦＥＴがＧａＮチップで形成されたものが用いられる。
【００１５】
商用交流電源Ｖｓに点灯回路部４のフィルタ回路部３が接続される。フィルタ回路部３はヒューズＦＵＳＥ、コンデンサＣ３、ラインフィルタＬＦからなり、商用交流電源Ｖｓの一端にヒューズＦＵＳＥが直列接続され、商用交流電源Ｖｓの他端とヒューズＦＵＳＥの出力端と並列にコンデンサＣ３、ラインフィルタＬＦが接続される。
【００１６】
フィルタ回路部３の出力には全波清流器ＤＢとコンデンサＣ１が並列接続され、コンデンサＣ１の両端にＬＥＤ２a〜２dの直列回路からなるＬＥＤ発光部２とチョークＬ１と制御回路ＩＣ３の出力端子Ｑとグランド端子Ｇが直列に接続されている。出力端子Ｑは制御回路ＩＣ３の内部でスイッチング用のＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン端子に接続されている。グランド端子Ｇは制御回路ＩＣ３の内部でスイッチング用のＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子に接続されている。
【００１７】
また、ＬＥＤ発光部２とチョークＬ１の直列回路にダイオードＤ１が並列接続されており、コンデンサＣ２がＬＥＤ発光部２と並列に接続されている。ダイオードＤ１のカソード側はコンデンサＣ２の正極側に接続され、アノード側はチョークＬ１を介してコンデンサＣ２の負極側に接続されている。
【００１８】
制御回路ＩＣ３の周辺には、制御部品として、感温抵抗Ｒｔ、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ８、コンデンサＣ５〜Ｃ７が接続されている。制御回路ＩＣ３のＶｄｄ端子は外部基準電圧端子であり、この端子の雑棒防止用にコンデンサＣ５が接続されている。制御回路ＩＣ３のＥＸ端子はＬＥＤ発光部２への出力電流の大きさを決める端子であり、Ｖｄｄ端子と回路グランド（グランド端子Ｇ）の間に抵抗Ｒ２と感温抵抗Ｒｔと抵抗Ｒ３が直列接続され、その分圧電圧がＥＸ端子に印加されている。コンデンサＣ６は上述のコンデンサＣ５と同じ、雑音防止用コンデンサである。
【００１９】
Ｖｉｎ端子は商用交流電源Ｖｓが投入された後、全波整流後の電源ラインからこの端子を介して制御回路ＩＣ３に制御電源を供給する端子である。コンデンサＣ７はコンデンサＣ５、Ｃ６と同じく雑音防止用のコンデンサである。
【００２０】
回路動作としては、まず商用交流電源Ｖｓから入力された電圧は入力コネクタＣＯＮ１を介しフィルタ回路部３を経て全波整流器ＤＢにて全波整流される。全波整流された電圧はコンデンサＣ１を介してＬＥＤ発光部２とコンデンサＣ２の並列回路とチョークＬ１と制御回路ＩＣ３の出力端子Ｑ−グランド端子Ｇ間の直列回路に印加される。
【００２１】
商用交流電源Ｖｓの投入直後は、制御回路ＩＣ３のＶｉｎ端子から制御電源から制御回路ＩＣ３に供給され、Ｖｄｄ端子の電圧が所定の電圧に達したときに発振を開始する。制御回路ＩＣ３の出力端子Ｑ−グランド端子Ｇ間の電圧がほぼ０のとき、つまり内部のスイッチング素子がＯＮ状態のときは、制御回路ＩＣ３を介して全波清流器ＤＢの出力電圧はＬＥＤ発光部２とコンデンサＣ２並列回路とチョークＬ１の直列回路に印加され、ＬＥＤ発光部２のＬＥＤ２a〜２dが点灯する。
【００２２】
上述のＯＮ状態の時間幅は制御回路ＩＣの内部で設定される閾値電圧で決定される。制御回路ＩＣ３の内部で出力端子Ｑ−グランド端子Ｇに流れる電流を電圧に変換し、その電圧が閾値電圧に達すると、制御回路ＩＣ３の出力端子Ｑ−グランド端子Ｇが開放状態（つまり内部のイッチング素子がＯＦＦ状態）となる。このとき、チョークＬ１の蓄積エネルギーによる逆起電力にてダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２とＬＥＤ発光部２の並列回路に回生電流が流れて、ＬＥＤ２a〜２dの点灯状態を維持する。
【００２３】
図３は、本実施の形態の動作波形であり、制御回路ＩＣ３の内部スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインーソース間電圧、ドレインーソース間電流及びダイオードＤ１に流れる電流波形を示している。図中のＯＮ期間とＯＦＦ期間を合算した周期Ｔ，つまりその逆数のスイッチング周波数は、この制御回路ＩＣ３では数十ｋＨｚに固定されているため、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へは強制的に移行する。
【００２４】
また、制御回路ＩＣ３の出力端子Ｑ−グランド端子Ｇ間がＯＮ状態になる時間幅を設定するための閾値電圧はＥＸ端子の分圧電圧により変えることが出来る。つまり、ＬＥＤ発光部２のＬＥＤ２a〜２dへ流す電流ｉoは制御回路ＩＣ３の閾値電圧を変えることにより変化させることができ、この閾値電圧は制御回路ＩＣ３のＥＸ端子に印加する電圧を変えることにより可変制御出来る。この閾値電圧ＶｔｈとＥＸ端子に印加する電圧の関係を図４に示す。
【００２５】
また制御回路ＩＣ３（例えば、パナソニック株式会社製造ＭＩＰ５５２と同等の等価回路をもつ素子であってＧａＮから構成されたもの）の閾値電圧は周囲温度特性を持っており、制御回路ＩＣ３の温度が高くなるにつれて閾値電圧が大きくなる特性がある。このため低温時にはＬＥＤ２a〜２dに流れる電流Ｉoが小さくなってしまうため、低温時で電源投入すると光の立ち上がりが遅くなる。そこで、制御回路ＩＣ３のＶｄｄ端子とＥＸ端子間に抵抗Ｒ２と感温抵抗Ｒｔを入れることにより、図６に示すように、低温時（例えば、−１０℃から１０℃）の電源投入時にＬＥＤ２a〜２dに流れる電流Ｉoを大きくしている。ＥＸ端子に印加される電圧はＶｄｄｋ×Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒｔ＋Ｒ３）となり、感温抗Ｒｔの抵抗値が周囲温度に応じて変化することにより、ＥＸ端子に印加される電圧は可変制御される。これにより、図５に示すように、低温時の電源投入時の光出力の立ち上がりが改善される。図５では、低温時の電源投入後の経過時間（ｓ）と照度比の関係を示している。
【００２６】
このように低温時の電源投入時に大きな電流をＬＥＤに流すことによりＬＥＤ照明器具からの光出力を早く立ち上げることができ、すぐに光出力を安定化することができる。
【００２７】
さらに図６に制御回路ＩＣ３の出力電流相対比と周囲温度との関係を示す。従って、低温時にＬＥＤに流す電流Ｉoが大きくなり、そこから温度が高くなるにつれて緩やかにＬＥＤに流す電流Ｉoが小さくなり、さらに温度が高くなるにつれて今度はＬＥＤに流す電流Ｉoが大きくなるように制御することで安定した光量を得ることができる。
【００２８】
また、図２に示すように、点灯回路部４を器具筐体７に内蔵した場合は、安定点灯時において、図６の常温より高い領域の特性となるため、図７に示すようにＬＥＤに流す電流（または点灯回路部４の出力電流）（Ｉo）が周囲温度（Ｔａ）に対して正特性となるように制御される。このため、光出力の低下が抑制され、周囲温度Ｔａが変化しても略一定（図８）となる。図８は比較のために本発明の点灯制御回路を用いない従来例のＬＥＤ照明器具の周囲温度に対する照度比（安定点灯時）を示しており、図９に示すように、周囲温度変化に対する照度比の変化が抑制される。
【００２９】
本実施の形態においては、図７に示すようにＬＥＤに流す電流（または点灯回路部４の出力電流）（Ｉo）が周囲温度（Ｔａ）に対して正特性となるように制御し、ＬＥＤの周囲温度が上昇する安定点灯時にＬＥＤに流す電流Ｉoを大きく制御した場合において、制御回路ＩＣ３の内部スイッチング素子であるＧａＮ半導体Ｑ２、ＧａＮ半導体ダイオードＤ１及びＧａＮ半導体全波整流器ＤＢ等、点灯回路を構成するパワー素子の電流が増加する。しかしながら、このパワー素子の電流増加によって生じるパワー素子の電力損失の増加はほぼ無視出来るレベルとすることが出来る。
【００３０】
すなわち本実施の形態においては、以下のような効果がある。
（１）周囲温度Ｔａが変化しても、照度比をより一定化出来る（図９の破線特性、実線は従来例の特性を示す）。図９の破線は実施の形態１のＬＥＤ照明器具の周囲温度に対する照度比（安定点灯時）を示しており、周囲温度変化に対する照度比の変化が、抑制されていることがわかる。
（２）周囲温度上昇に伴う、ＬＥＤ照明器具への入力電力の増加を抑制出来るため、ＬＥＤ照明器具の総合効率（光速／光束）の低下を抑制出来る。
（３）パワー素子の温度上昇を抑制出来るため、点灯回路自体の長寿命化をはかることができ、高い信頼性を有する点灯回路を提供することが出来る。
（４）パワー素子の電力損失増加による温度上昇が無視出来るので、パワー素子の発熱が、ＬＥＤ照明器具内部の温度を上昇しない。従って、点灯回路部４の電力損失による、ＬＥＤ照明器具の総合効率（光速／光束）の低下は発生しない。
【００３１】
（実施の形態２）
次に実施の形態２のＬＥＤ照明器具について図１０を参照しつつ説明する。本実施の形態では、図１に示した実施の形態１のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ発光部２と点灯回路部４を同一の基板２１上に搭載したことを特徴とする。
これは、点灯回路部４において発熱を伴うパワー素子をＧａＮ半導体で構成しているため、点灯回路部自体からの発熱を大幅に抑制することができるため、ＬＥＤ発光部２と点灯回路部４を同一基板上に形成することができ、ＬＥＤ発光部２に供給される電流パスも大幅に短縮することができ、更なる電力損失を抑制することができる。
この構成によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、
（１）基板の第１の面にＬＥＤ発光部２を搭載するとともに、第２の面に点灯回路部４を搭載することができるため、ＬＥＤ照明器具の薄型化をはかることが出来る。
（２）点灯回路専用の基板が不要である。またＬＥＤ発光部２と点灯回路部４を接続するリード線５も不要である。器具筐体７を小型化出来る。よって、ＬＥＤ照明器具材料費および組み立て工数を低減出来る。
【００３２】
（実施の形態３）
次に実施の形態３のＬＥＤ照明器具について図１１を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１に示した実施の形態１のＬＥＤ照明器具において、器具筐体７内にＬＥＤ発光部２と点灯回路部４を同一の基板２１に構成したＬＥＤ点灯装置を複数備えたＬＥＤ照明器具を構成している。８０は基板２１相互を接続するための弾性部材からなる支持具である。
【００３３】
本実施の形態では、実施の形態２に加えて、光出力の大きなＬＥＤ照明器具を提供出来るという効果がある。この構成においても、パワー素子をＧａＮ半導体で形成し点灯回路部４からの発熱を低減することができることから、実現できるものである。
この構成により、上記実施の形態２と同様、点灯回路専用の基板が不要である。またＬＥＤ発光部２と点灯回路部４を接続するリード線５も不要である。器具筐体７を小型化出来る。よって、ＬＥＤ照明器具材料費および組み立て工数を低減出来る。
【００３４】
（実施の形態４）
次に実施の形態４のＬＥＤ照明器具について図１２を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１に示した実施の形態１のＬＥＤ照明器具において、点灯回路部４に昇圧チョッパ回路部１０を有することを特徴とする。昇圧チョッパ回路部は、コンデンサＣ１、チョークＬ２、スイイチング素子Ｑ２、ダイオードＤ２より構成される。
Ｑ２が全波整流器の両端電圧及びＬ２の電流に応じてＯＮ−ＯＦＦすることによって、コンデンサＣ３の両端に一定した直流電圧を得ている。本実施例において、降圧チョッパ回路を構成するＱ１，Ｄ１に加えて、昇圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子Ｑ２及びダイオードＤ２にＧａＮ半導体で形成したパワー素子が使用されている。
【００３５】
このように、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体などのワイドギャップ半導体は、シリコン系の半導体よりも導通損失またはオン抵抗等が１桁から２桁小さいため、消費電力も小さく、発熱量が大幅に低減される。
【００３６】
本実施の形態のＬＥＤ照明器具の効果としては、実施の形態１で述べた効果に加えて、
（１）ＬＥＤ照明器具への入力電流の高調波成分を低減出来る。
（２）商用交流電源Ｖｓの変動に対して、ＬＥＤ照明器具の光出力または入力電力の変動を抑制出来る。
という効果を奏功する。
【００３７】
本実施の形態では、点灯回路部４を構成するパワー素子すべてにワイドギャップ半導体を使用したが、一部のパワー素子にのみにワイドギャップ半導体を使用してもよい。例えばＱ１，Ｄ１のみにワイドギャップ半導体を用いてもよい。
【００３８】
（実施の形態５）
次に実施の形態５のＬＥＤ照明器具について図１３を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１２に示した実施の形態４のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ発光部２と降圧チョッパ回路１１を同一の基板２１に構成していることを特徴とする。
電源回路基板４１には、フィルタ回路３と全波整流器ＤＢ、昇圧チョッパ回路１０が構成されている。降圧チョッパ回路１１を構成しているＱ１及びＤ１にワイドギャップ半導体（例えば、例えば、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体)を使用している。ＬＥＤに近接する降圧チョッパ回路１１のパワー素子Ｑ１，Ｄ１の発熱によりＬＥＤの周囲温度上昇を抑制出来る。本実施の形態では、実施の形態４で説明した効果に加えて、ＬＥＤ照明器具を薄型化出来るという効果がある。
【００３９】
（実施の形態６）
次に実施の形態６のＬＥＤ照明器具について図１４を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１３に示した実施の形態５のＬＥＤ照明器具において、同一の基板２１に構成されるＬＥＤ発光部２と降圧チョッパ回路１１を備えるＬＥＤ点灯回路ブロックを複数有することを特徴とするＬＥＤ照明器具を示している。８０は点灯ブロック（基板２１）相互を接続するための弾性部材からなる支持具である。
本実施の形態では、光出力の大きなＬＥＤ照明器具を提供出来るという効果がある。
【００４０】
（実施の形態７）
次に実施の形態７のＬＥＤ照明器具について図１５を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１４に示した実施の形態６のＬＥＤ照明器具において、同一の基板２１に構成されるＬＥＤ発光部２と降圧チョッパ回路１１を備えるＬＥＤ点灯回路ブロックを二つ有することを特徴とするＬＥＤ照明器具を示している。
【００４１】
（実施の形態８）
次に実施の形態８のＬＥＤ照明器具について図１６を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、図１５に示した実施の形態７のＬＥＤ照明器具で示されたＬＥＤ照明器具を複数台有している。図１６に示すように、これら複数台のＬＥＤ照明器具は制御装置Sで制御される。制御装置Sからの制御信号によって、ＬＥＤ照明器具の点灯モードを、例えば、点灯、消灯、調光等変更することが出来るものである。
制御信号はデジタル信号または可変ＤＣ信号またはPWM信号等が用いられる。
制御装置Sは、所定のＤＣ電圧を出力し、各ＬＥＤ照明器具はＤＣ電圧の入力を受けて点灯する。そして、上記ＬＥＤ照明器具のＯＮ,ＯＦＦ等の制御は、上記ＤＣ電圧に重畳された信号によってなされても良い。
【００４２】
なお、ＬＥＤ発光部２に電流を供給する回路は、降圧チョッパ回路で説明したが、フライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータＤＣ／ＤＣコンバータであれば回路方式については特に限定されるものではない。
また、パワー素子をＧａＮ系半導体で構成した点灯回路部について説明したが、ＧａＮに限定されることなく、ＳｉＣ系半導体など、ワイドギャップ半導体を用いた素子あるいは集積回路を用いた点灯回路部であればよい。
【符号の説明】
【００４３】
２ａ〜２ｄ  ＬＥＤ
２  ＬＥＤ発光部
４  点灯回路部
４１  電源回路基板
ＩＣ３  制御回路
Ｑ１, Ｑ２  内部スイッチング素子
Ｄ１  ダイオード
５  リード線
７  器具筐体
７１  放熱板
８  光拡散板
【図１】
2011171238.tif 000003
【図２】
2011171238.tif 000004
【図３】
2011171238.tif 000005
【図４】
2011171238.tif 000006
【図５】
2011171238.tif 000007
【図６】
2011171238.tif 000008
【図７】
2011171238.tif 000009
【図８】
2011171238.tif 000010
【図９】
2011171238.tif 000011
【図１０】
2011171238.tif 000012
【図１１】
2011171238.tif 000013
【図１２】
2011171238.tif 000014
【図１３】
2011171238.tif 000015
【図１４】
2011171238.tif 000016
【図１５】
2011171238.tif 000017
【図１６】
2011171238.tif 000018