(57)【要約】【課題】直列に接続された複数のＬＥＤユニットの明るさを調節することができ、ＬＥＤ照明装置における消費電力を調節することができるＬＥＤ照明システムを提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明システム１０は、複数のＬＥＤユニットを直列に接続して作られたＬＥＤ照明装置１１と、それらＬＥＤユニットの明るさを調節するコントローラ１２とを備えている。コントローラ１２は、外部電源１４から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成する直流電力生成部と、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、ＰＷＭ信号に同期して直流電力生成部から出力された直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行うスイッチング部と、スイッチング部によって電圧が変化した直流電力をＬＥＤ照明装置１１に出力する直流電力出力部とから形成されている。【選択図】図１
2011258499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子（発光ダイオード）から形成された複数のＬＥＤユニットを直列に接続して作られ、照明を必要とする所定のスペースに設置されたＬＥＤ照明装置と、それらＬＥＤ素子の発光に必要な電力を前記ＬＥＤ照明装置に供給しつつ、それらＬＥＤユニットの明るさを調節する制御装置とを備え、
前記制御装置が、外部電源から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成し、生成した直流電力を出力する直流電力生成部と、前記直流電力生成部から出力された直流電力のパルス波のデューティー比を変化させるために利用するＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部と、前記ＰＷＭ信号生成部から出力されたＰＷＭ信号に同期して、前記直流電力生成部から出力された直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、前記ＯＮ／ＯＦＦ動作によって前記直流電力の電圧を変化させるスイッチング部と、前記スイッチング部によって電圧が変化した前記直流電力を前記ＬＥＤ照明装置に出力する直流電力出力部とから形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
【請求項２】
前記スイッチング部が、前記ＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶ複数のスイッチング素子を有して前記直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、前記スイッチング部では、それらスイッチング素子が並列に接続され、それらスイッチング素子の個数が前記ＬＥＤ照明装置の電力容量によって決定される請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項３】
それらスイッチング素子が、低電力用ＦＥＴである請求項２に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項４】
前記直流電力出力部が、その入力側に位置するリアクトルと前記リアクトルの下流側に位置して前記直流電力の蓄放電を行うキャパシタとから形成された直流電力回生フィルタと、その出力側に位置して前記システムの無負荷時の前記直流電力の不安定動作を防止するレジスタとを有し、前記直流電力回生フィルタでは、前記直流電力の昇圧を行うとともに、それらスイッチング素子のＯＦＦ動作のときに負荷に蓄えられた前記直流電力を前記入力側に戻す請求項２または請求項３に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項５】
前記ＰＷＭ信号生成部から出力されるＰＷＭ信号の周波数が、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項６】
前記ＬＥＤ照明システムでは、前記スペースに複数のＬＥＤ照明装置が設置されている請求項１ないし請求項５いずれかに記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項７】
前記ＬＥＤ照明装置には、それらＬＥＤユニットに流れる電流を一定に保持する定電流回路が設置されている請求項１ないし請求項６いずれかに記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項８】
前記ＬＥＤユニットが、３つの前記ＬＥＤ素子から形成され、１つのＬＥＤユニットの定格電圧が、３．３Ｖであり、１つのＬＥＤユニットの定格電流が、６０ｍＡである請求項１ないし請求項７いずれかに記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項９】
前記ＬＥＤ照明装置における前記ＬＥＤユニットの直列接続の個数が、５０〜３５０個の範囲にある請求項１ないし請求項８いずれかに記載のＬＥＤ照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数のＬＥＤ素子（発光ダイオード）から形成された複数のＬＥＤユニットを有するＬＥＤ照明装置と、それらＬＥＤユニットを調光する制御装置とを備えたＬＥＤ照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直列に接続された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）と、交流電力と整流器との間に直列に接続された蛍光灯安定器とを備え、それらＬＥＤによる順方向電圧降下の総量が蛍光灯安定器に適合するランプの点灯電圧に対応するようにＬＥＤの設置数が調整されているとともに、抵抗が直列に接続されていない交流用ＬＥＤ点灯回路がある（特許文献１参照）。それらＬＥＤによる順方向電圧降下の総量は、蛍光灯安定器における適合ランプの点灯電圧に対して１倍以上に設定される。この交流用ＬＥＤ点灯回路は、その構造の簡素化や製造コストの低減、電力効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３８５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示の交流用ＬＥＤ点灯回路は、直列に接続されたそれらＬＥＤの明るさを調節することができないから、それらＬＥＤを設置した室内等を適した明るさにすることができないのみならず、常時１００％の出力でＬＥＤが発光するから、それらＬＥＤにおける消費電力を低下させることができず、ＬＥＤの発光に消費される電力の省電力化を図ることができない。
【０００５】
本発明の目的は、直列に接続された複数のＬＥＤユニットの明るさを調節することができ、ＬＥＤ照明装置における消費電力を調節することができるＬＥＤ照明システムを提供することにある。本発明の他の目的は、複数のＬＥＤ照明装置を一括して調光することができ、大容量のＬＥＤ照明装置において消費される電力の省電力化を図ることができるＬＥＤ照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明にかかるＬＥＤ照明システムの特徴は、複数のＬＥＤ素子（発光ダイオード）から形成された複数のＬＥＤユニットを直列に接続して作られ、照明を必要とする所定のスペースに設置されたＬＥＤ照明装置と、それらＬＥＤ素子の発光に必要な電力をＬＥＤ照明装置に供給しつつ、それらＬＥＤユニットの明るさを調節する制御装置とを備え、制御装置が、外部電源から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成し、生成した直流電力を出力する直流電力生成部と、直流電力生成部から出力された直流電力のパルス波のデューティー比を変化させるために利用するＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部と、ＰＷＭ信号生成部から出力されたＰＷＭ信号に同期して、直流電力生成部から出力された直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、ＯＮ／ＯＦＦ動作によって直流電力の電圧を変化させるスイッチング部と、スイッチング部によって電圧が変化した直流電力をＬＥＤ照明装置に出力する直流電力出力部とから形成されていることにある。
【０００７】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの一例としては、スイッチング部がＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶ複数のスイッチング素子を有して直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、スイッチング部では、それらスイッチング素子が並列に接続され、それらスイッチング素子の個数がＬＥＤ照明装置の電力容量によって決定される。
【０００８】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としては、それらスイッチング素子が低電力用ＦＥＴである。
【０００９】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としては、直流電力出力部が、その入力側に位置するリアクトルとリアクトルの下流側に位置して直流電力の蓄放電を行うキャパシタとから形成された直流電力回生フィルタと、その出力側に位置してシステムの無負荷時の直流電力の不安定動作を防止するレジスタとを有し、直流電力回生フィルタでは、直流電力の昇圧を行うとともに、それらスイッチング素子のＯＦＦ動作のときに負荷に蓄えられた直流電力を入力側に戻す。
【００１０】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としては、ＰＷＭ信号生成部から出力されるＰＷＭ信号の周波数が１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲にある。
【００１１】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としてＬＥＤ照明システムでは、スペースに複数のＬＥＤ照明装置が設置されている。
【００１２】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としてＬＥＤ照明装置には、それらＬＥＤユニットに流れる電流を一定に保持する定電流回路が設置されている。
【００１３】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としては、ＬＥＤユニットが３つのＬＥＤ素子から形成され、１つのＬＥＤユニットの定格電圧が３．３Ｖであり、１つのＬＥＤユニットの定格電流が６０ｍＡである。
【００１４】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムの他の一例としては、ＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤユニットの直列接続の個数が５０〜３５０個の範囲にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかるＬＥＤ照明システムによれば、外部電源から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成し、パルス波のデューティー比を変化させるために利用するＰＷＭ信号に同期して直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行って直流電力の電圧を変化させ、電圧を可変とした直流電力をＬＥＤ照明装置に出力するから、直流電力の電圧を自由に上昇または下降させることが可能であり、ＬＥＤ照明装置のそれらＬＥＤユニットの発光量を０〜１００％の範囲で変えることができ、照明を必要とする所定のスペースの明るさをそのスペースに最適な明るさにすることができる。このＬＥＤ照明システムは、それらＬＥＤユニットにおける消費電力を調節することができ、それらＬＥＤユニットの発光に消費される電力の省電力化を図ることができる。
【００１６】
スイッチング部がＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶ複数のスイッチング素子を有して直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、それらスイッチング素子が並列に接続され、それらスイッチング素子の個数がＬＥＤ照明装置の電力容量によって決定されるＬＥＤ照明システムは、スイッチング部がＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量の複数のスイッチング素子から形成され、それらスイッチング素子が分担してＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶから、スイッチング素子が１つの場合と比較し、各ＬＥＤユニットの発光に必要な直流電力を直流電力出力部からＬＥＤ照明装置に確実に供給することができる。ＬＥＤ照明システムは、それらスイッチング素子の個数がＬＥＤ照明装置の電力容量によって決定されるから、ＬＥＤ照明装置の電力容量に合致した個数のスイッチング素子を利用してＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶことができ、各ＬＥＤユニットの発光に必要な直流電力を確実に出力することができる。このＬＥＤ照明システムは、それらスイッチング素子が直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、それによって直流電力の電圧を変化させ、電圧を可変とした直流電力をＬＥＤ照明装置に出力するから、直流電力の電圧を自由に上昇または下降させることができ、ＬＥＤ照明装置のそれらＬＥＤユニットの発光量を０〜１００％の範囲で変えることができる。
【００１７】
それらスイッチング素子が低電力用ＦＥＴであるＬＥＤ照明システムは、スイッチング部がＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量の複数の低電力用ＦＥＴから形成され、それら低電力用ＦＥＴが分担してＬＥＤ照明装置の電力容量と同量の電力容量を運ぶから、スイッチング素子が１つの場合と比較し、各ＬＥＤユニットの発光に必要な直流電力を直流電力出力部からＬＥＤ照明装置に確実に出力することができる。このＬＥＤ照明システムは、それら低電力用ＦＥＴが直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、それによって直流電力の電圧を変化させ、電圧を可変とした直流電力をＬＥＤ照明装置に出力するから、直流電力の電圧を自由に上昇または下降させることができ、ＬＥＤ照明装置のそれらＬＥＤユニットの発光量を０〜１００％の範囲で変えることができる。
【００１８】
直流電力出力部が直流電力回生フィルタとレジスタとを有し、直流電力回生フィルタが直流電力の昇圧を行うとともにそれらスイッチング素子のＯＦＦ動作のときに負荷に蓄えられた直流電力を入力側に戻すＬＥＤ照明システムは、直流電力回生フィルタが直流電力の昇圧を行うから、ＬＥＤ照明装置における直流電力の電圧降下の分だけ直流電力を昇圧しておくことができ、直列に接続された複数の各ＬＥＤユニットに安定した電力を供給することができる。このＬＥＤ照明システムは、スイッチング素子のＯＦＦ動作のときに負荷に蓄えられた直流電力を入力側に戻すから、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作によって得られる所定電圧の直流電力の波形が略直線になり、直流電力の波形が波状に起伏する場合と比較し、各ＬＥＤユニットを安定して発光させることができる。
【００１９】
ＰＷＭ信号生成部から出力されるＰＷＭ信号の周波数が１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲にあるＬＥＤ照明システムは、高い周波数のＰＷＭ信号に同期してスイッチング素子が直流電力のＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、直流電力の電圧を変化させ、電圧を変えた直流電力をＬＥＤ照明装置に出力するから、低い周波数のＰＷＭ信号に同期させる場合と比較し、各ＬＥＤユニットの発光が安定し、それらＬＥＤユニットにフリッカが発生することはなく、ＬＥＤ照明装置を設置したスペースを快適な明るさに保持することができる。
【００２０】
照明を必要とする所定のスペースに複数のＬＥＤ照明装置が設置されたＬＥＤ照明システムは、複数のＬＥＤ照明装置の発光量を一括して調節（調光）することができ、複数（大容量）のＬＥＤ照明装置において消費される電力の省電力化を図ることができる。ＬＥＤ照明システムは、複数のＬＥＤ照明装置に供給する直流電力の電圧を自由に上昇または下降させることができ、それらＬＥＤ照明装置のそれらＬＥＤユニットの発光量を０〜１００％の範囲で一括して変えることができる。
【００２１】
それらＬＥＤユニットに流れる電流を一定に保持する定電流回路がＬＥＤ照明装置に設置されたＬＥＤ照明システムは、定電流回路がそれらＬＥＤユニットへの大電流の流入を防ぐから、大電流がそれらＬＥＤユニットに流れることはなく、大電流が流れることによるそれらＬＥＤユニットの損壊を防ぐことができる。
【００２２】
ＬＥＤユニットが３つのＬＥＤ素子から形成され、１つのＬＥＤユニットの定格電圧が３．３Ｖであり、１つのＬＥＤユニットの定格電流が６０ｍＡであるＬＥＤ照明システムは、１つのＬＥＤユニットに３つのＬＥＤ素子が配置され、１つのＬＥＤユニットの定格電圧と定格電流（消費電流）とが前記値であるから、各ＬＥＤユニットの発熱量を少なくすることができるとともに、それらＬＥＤユニットにおけるＬＥＤ素子の焼損を防ぐことができ、ＬＥＤ素子の長寿命化を達成することができる。
【００２３】
ＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤユニットの直列接続の個数が５０〜３５０個の範囲にあるＬＥＤ照明システムは、それら複数のＬＥＤユニットからスペースに光を供給することで、スペースを十分な明るさに保持することができる。ＬＥＤ照明システムは、前記個数のＬＥＤユニットを有するＬＥＤ照明装置の発光量を０〜１００％の範囲で変えることができ、照明を必要とする所定のスペースの明るさをそのスペースに最適な明るさにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一例として示す照明装置のブロック図。
【図２】照明器具の回路図。
【図３】一例として示すコントローラのブロック図。
【図４】出力電力の波形の一例を示す図。
【図５】他の一例として示す照明装置のブロック図。
【図６】直流電力生成部において整流された波形の一例を示す図。
【図７】直流電力をＯＮ／ＯＦＦ動作した場合の波形の一例を示す図。
【図８】直流電力出力部から出力された直流電力の波形の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
一例として示すＬＥＤ照明システム１０の概略構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかるＬＥＤ照明システム１０の詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、一例として示すＬＥＤ照明装置２２の回路図であり、図３は、一例として示すコントローラ１２のブロック図である。図４は、図３のコントローラ１２の回路図であり、図５は、スイッチング部２２の回路図である。ＬＥＤ照明システム１０は、ＬＥＤ照明装置２２とコントローラ１２（制御装置）とから形成され、赤外線遠隔操作機１３（リモコン）が附属している。ＬＥＤ照明システム１０には、外部電源１４（商用電源）が接続されている。
【００２６】
ＬＥＤ照明装置１１は、一方向へ長い蛍光灯型に成形され、照明を必要とする室内や地下建築物等のスペース１５の天井や壁、柱等に設置される。なお、ＬＥＤ照明装置１１を設置するスペース１５は室内や地下建築物に限定されず、ＬＥＤ照明装置１１を屋外（外部）に設置することもできる。ＬＥＤ照明装置１１は、インターフェイス（電線）を介してコントローラ１２に接続されている。なお、図１には３本のＬＥＤ照明装置１１が図示されているが、実際には３本を超過する本数のＬＥＤ照明装置１１がスペース１５に設置される。
【００２７】
ＬＥＤ照明装置１１は、その発光素子として複数のＬＥＤ素子１６（発光ダイオード）を利用している。ＬＥＤ照明装置１１には、それに供給される直流電力の電流を一定に保持する定電流回路１７が設置されている。ＬＥＤ照明装置１１では、図２に示すように、複数のＬＥＤユニット１８を直列に接続することで作られている。それらＬＥＤユニット１８は、コントローラ１２から所定の直流電力が供給されることで発光し、スペース１５に光を放射する。ＬＥＤ照明装置１１では、それに大電流が流入したとしても、定電流回路１７によって大電流が遮断され、大電流がそれらＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）に流れることはなく、大電流が流れることによるそれらＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の破損を防ぐことができる。
【００２８】
ＬＥＤユニット１８には、３つのＬＥＤ素子１６が配置されている。１つのＬＥＤユニット１８の定格電圧は、３．３Ｖであり、１つのＬＥＤユニット１８の定格電流（消費電流）は、６０ｍＡである。１つのＬＥＤユニット１８が３つのＬＥＤ素子１６から作られ、１つのＬＥＤユニット１８の定格電流が６０ｍＡであるから、各ＬＥＤユニット１８の発光時における発熱量が少なく、発熱によるＬＥＤ素子１６の焼損がなく、ＬＥＤ素子１６（ＬＥＤ照明装置１１）の長寿命化を達成している。
【００２９】
ＬＥＤ照明装置１１におけるＬＥＤユニット１８の直列接続の個数は、５０〜３５０個の範囲、好ましくは、１００〜１８０個の範囲、より好ましくは、１３０〜１６０個の範囲にある。ＬＥＤユニット１８の直列接続の個数が前記範囲にあるから、それら複数のＬＥＤユニット１８からスペース１５に光を供給することで、スペース１５を十分な明るさに保持することができる。また、ＬＥＤ照明装置１１を蛍光灯型にすることができるにもかかわらず、発熱量が少なく、蛍光灯型として長期間の使用が可能である。
【００３０】
ＬＥＤ照明装置１１は、赤外線遠隔操作機１３（リモコン）によって遠隔操作することができる。遠隔操作機１３は、ＬＥＤ照明装置１１のＯＮ／ＯＦＦ操作やＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力操作（発光量の調節）に使用される。遠隔操作機１３の発光素子（図示せず）からコントローラ１２の受光素子（図示せず）に向かって赤外線信号を発振し、赤外線信号によってＬＥＤ照明装置１１のＯＮ／ＯＦＦやＬＥＤユニット１８の出力を操作する。遠隔操作機１３には、ＬＥＤ照明装置１１の出力（発光量０〜１００％）を表示するディスプレイが取り付けられている。
【００３１】
コントローラ１２は、直流電力生成部１９、調光用ＰＷＭ制御部２０、ＰＷＭ信号生成部２１、スイッチング部２２、直流電力出力部２３から形成されている。コントローラ１２には、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（記憶部）とを有するコンピュータ（図示せず）が内蔵され、ＰＷＭ信号の周波数を入力する入力装置（図示せず）やＰＷＭ信号の周波数を表示する表示装置（図示せず）が接続されている。入力装置や表示装置は、インターフェイスを介してコンピュータに接続されている。
【００３２】
コントローラ１２に内蔵されたコンピュータのメモリには、ＰＷＭ信号の周波数が格納されている。また、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力（発光量）とその出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）との相関関係が格納されている。たとえば、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の１００％出力（１００％発光量）と１００％出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）との相関関係、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の５０％出力（５０％発光量）と５０％出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）との相関関係等が格納されている。さらに、周期毎のＰＷＭ信号のパルス幅（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間）とそのパルス幅のときの出力電力（直流電力）との相関関係が格納されている。
【００３３】
コントローラ１２は、それらＬＥＤユニット１８（それらＬＥＤ素子１６）の発光に必要な直流電力をＬＥＤ照明装置１１に供給しつつ、それらＬＥＤユニット１８（それらＬＥＤ素子１６）の明るさを調節（調光）する。具体的には、コントローラ１２に内蔵されたコンピュータがオペレーティングシステムによる制御に基づいて、遠隔操作機１３から送信された赤外線信号によってＬＥＤ素子の出力（発行量）を調節する。
【００３４】
直流電力生成部１９は、外部電源１４から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成し、生成した直流電力をスイッチング部２２に出力する。直流電力生成部１９は、図４に示すように、入力インターフェイス２４と、ダイオード２５がブリッジ接続された全波整流回路２６と、平滑フィルタ回路２７とから形成されている。平滑フィルタ回路２７は、ダイオード２８とコンデンサ２９（キャパシタ）とから形成され、全波整流回路２６で整流された直流電力のリップルを除去する。
【００３５】
調光用ＰＷＭ制御部２０は、ＰＷＭ制御ＩＣであり、インターフェイスを介してコンピュータに接続されている。調光用ＰＷＭ制御部２０は、入力装置や遠隔操作機１３から入力された周波数に合致するＰＷＭ信号の周波数を設定し、設定した周波数のＰＷＭ信号の生成指令（タイミング）をＰＷＭ信号生成部２１に出力する。ＰＷＭ信号は、直流電力生成部１９から出力された直流電力のパルス波のデューティー比を変化させるために利用される。ＰＷＭ信号の周波数は、入力装置や遠隔操作機１３を介して自由に変えることができる。なお、ＰＷＭ信号の周波数は、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲、好ましくは、１６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲で変更可能である。
【００３６】
ＰＷＭ信号生成部２１は、調光用ＰＷＭ制御部２０から出力されたＰＷＭ信号の生成指令にしたがってＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をスイッチング部２２に出力する。スイッチング部２２は、ＰＷＭ信号生成部２１から出力されたＰＷＭ信号に同期して、直流電力生成部１９から出力された直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、ＯＮ／ＯＦＦ動作によって直流電力の電圧を変化させる。
【００３７】
スイッチング部２２は、図５に示すように、複数の低電力用ＦＥＴ３０（スイッチング素子）と複数の抵抗３１，３２（レジスタ）とから形成されている。それら低電力用ＦＥＴ３０は、並列に接続されている。それら低電力用ＦＥＴ３０は、直流電力に対するＯＮ／ＯＦＦ動作を行いつつ、ＬＥＤ照明装置１１の電力容量と同量の電力容量を運ぶ。
【００３８】
それら低電力用ＦＥＴ３０の個数は、ＬＥＤ照明装置１１（図１では３本のＬＥＤ照明装置１１の電力容量の合計）の電力容量によって決定される。たとえば、ＬＥＤ照明装置１１の設置本数が図１のそれよりも多く４本以上となり、ＬＥＤ照明装置１１の電力容量が大きくなる場合は、低電力用ＦＥＴ３０の個数が増える。逆に、ＬＥＤ照明装置１１の設置本数が図示のそれよりも少なく２本以下であり、ＬＥＤ照明装置１１の電力容量が小さくなる場合は、低電力用ＦＥＴ３０の個数が減る。
【００３９】
直流電力出力部２３は、スイッチング部２２によって電圧が変化した直流電力をＬＥＤ照明装置１１に出力する。直流電力出力部２３は、直流電力回生フィルタ３３と、抵抗３４（レジスタ）と、出力インターフェイス３５とから形成されている。直流電力回生フィルタ３３は、直流電力出力部２３の入力側に位置するリアクトル３６（巻線）と、リアクトル３６の下流側に位置して直流電力の蓄放電を行うコンデンサ３７（キャパシタ）とから形成されている。直流電力回生フィルタ３３は、直流電力の昇圧を行うとともに、直流電流の脈動を平滑化する。さらに、それら低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ動作のときに負荷（ＬＥＤ照明装置１１）に蓄えられた直流電力を直流電力出力部２３の入力側に戻す。抵抗３４は、直流電力出力部２３の出力側に位置し、無負荷運転時の直流電力の不安定動作を防止する。
【００４０】
図６は、直流電力生成部１９において整流された波形の一例を示す図であり、図７は、スイッチング部２２において直流電力をＯＮ／ＯＦＦ動作した場合の波形の一例を示す図である。図８は、直流電力出力部２３から出力された直流電力の波形の一例を示す図である。以下、このＬＥＤ照明システム１０の作動を説明する。なお、システム１０の起動時では、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力（発光量）を１００％、ＰＷＭ信号の周波数を２０ｋＨｚとする。
【００４１】
遠隔操作機１３によってＬＥＤ照明システム１０をＯＮにする。システム１０をＯＮにすると、ＬＥＤ照明装置１１に外部電源１４から交流入力電力が供給される。なお、遠隔操作機１３のディスプレイには、１００％が表示される。コントローラ１２に内蔵されたコンピュータは、あらかじめ入力されたＰＷＭ信号の周波数をメモリから読み取り、１００％の出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）をメモリから読み取るとともに、読み取った出力電力（直流電力）のときの周期毎のＰＷＭ信号のパルス幅（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間）をメモリから読み取る。なお、出力１００％の場合、電圧を降下させる必要がないから、直流電力のＯＮ／ＯＦＦは行われない。
【００４２】
コントローラ１２は、メモリから読み取った周波数（２０ｋＨｚ）を調光用ＰＷＭ制御部２０に出力する。調光用ＰＷＭ制御部２０は、コントローラ１２から出力された周波数に合致するＰＷＭ信号の周波数を設定し、その周波数（２０ｋＨｚ）に誤差が生じないように、その周波数を維持しつつ、周波数のＰＷＭ信号の生成指令（タイミング）をＰＷＭ信号生成部２１に出力する。ＰＷＭ信号生成部２１は、調光用ＰＷＭ制御部２０から出力されたＰＷＭ信号の生成指令にしたがって設定周波数（２０ｋＨｚ）のＰＷＭ信号を生成し、生成した設定周波数のＰＷＭ信号をスイッチング部２２に出力する。
【００４３】
コントローラ１２における直流電力生成部１９では、図６に示すように、外部電源１４から入力された交流入力電力を全波整流して直流電力を生成し、整流された直流電力のリップルを除去しつつ、その直流電力をスイッチング部２２に出力する。スイッチング部２２は、直流電力生成部１９から出力された直流電力に対してＯＮ動作のみを行う。コントローラ１２は、図８に二点鎖線で示すように、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の１００％出力（直流電力１００％）を維持する。なお、スイッチング部２２のそれら低電力用ＦＥＴ３０は、ＬＥＤ照明装置１１の１００％出力のときの電力容量と同量の電力容量を直流電力出力部２３に出力する。
【００４４】
スイッチング部２２から出力された直流電力は、直流電力出力部２３に進み、直流電力回生フィルタ３３において直流電力が昇圧されるとともに、直流電流の脈動が平滑化された後、直流電力出力部２３の出力インターフェイス３５からＬＥＤ照明装置１１に出力される。ＬＥＤ照明装置１１のＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）は、直流電力出力部２３から供給された直流電力によって出力１００％（１００％発光量）で発光する。
【００４５】
次に、遠隔操作機１３によってＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力を１００％から６０％に下げると（遠隔操作機１３のディスプレイに６０％が表示）、コントローラ１２に内蔵されたコンピュータは、６０％の出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）をメモリから読み取るとともに、読み取った出力電力（直流電力）のときの周期毎のＰＷＭ信号のパルス幅（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間）をメモリから読み取る。
【００４６】
コントローラ１２に内蔵されたコンピュータは、６０％の出力のときのＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間をスイッチング部２２に出力する。スイッチング部２２のそれら低電力用ＦＥＴ３０は、ＰＷＭ信号生成部２１から出力されたＰＷＭ信号に同期して、直流電力生成部１９から出力された直流電力に対し、ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作を行い（図７参照）、ＯＮ／ＯＦＦ動作によって直流電力の電圧を低下させる。スイッチング部２２のそれら低電力用ＦＥＴ３０は、ＬＥＤ照明装置１１の６０％出力のときの電力容量と同量の電力容量を直流電力出力部２３に出力する。
【００４７】
スイッチング部２２から出力された直流電力は、直流電力出力部２３に進み、直流電力回生フィルタ３３において直流電力が昇圧されるとともに、直流電流の脈動が平滑化された後、直流電力出力部２３の出力インターフェイス３５からＬＥＤ照明装置１１に出力される。直流電力回生フィルタ３３では、それら低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ動作のときに負荷（ＬＥＤ照明装置１１）に蓄えられた直流電力を直流電力出力部２３の入力側に戻す。
【００４８】
低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ動作のときに負荷（ＬＥＤ照明装置１１）に蓄えられた直流電力を直流電力出力部２３の入力側に戻すことにより、図７に示すように、低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ時の直流電力の下がり勾配が緩やかになり、低電力用ＦＥＴ３０のＯＮ／ＯＦＦ動作によって得られる所定電圧の直流電力の波形が略直線になり、より直線に近づいた直流電力を得ることができる。ＬＥＤ照明装置１１のＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）は、直流電力出力部２３から供給された直流電力によって出力６０％（６０％発光量）で発光する。コントローラ１２は、図８に点線で示すように、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の６０％出力（直流電力６０％）を維持する。
【００４９】
遠隔操作機１３によってＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力を６０％から３０％に下げるとともに、ＰＷＭ信号の周波数を２０ｋＨｚから１６ｋＨｚに切り替えると、コントローラ１２に内蔵されたコンピュータは、３０％の出力でＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を発光させるための出力電力（直流電力）をメモリから読み取るとともに、読み取った出力電力（直流電力）のときの周期毎のＰＷＭ信号のパルス幅（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間）をメモリから読み取る。
【００５０】
コントローラ１２のコンピュータは、ＰＷＭ信号の周波数１６ｋＨｚをメモリに格納し、その周波数を調光用ＰＷＭ制御部２０に出力する。調光用ＰＷＭ制御部２０は、コンピュータから出力された周波数（１６ｋＨｚ）に合致するＰＷＭ信号の周波数を設定し、その周波数に誤差が生じないように、その周波数を維持しつつ、周波数のＰＷＭ信号の生成指令（タイミング）をＰＷＭ信号生成部２１に出力する。ＰＷＭ信号生成部２１は、調光用ＰＷＭ制御部２０から出力されたＰＷＭ信号の生成指令にしたがって設定周波数（１６ｋＨｚ）のＰＷＭ信号を生成し、生成した設定周波数のＰＷＭ信号をスイッチング部２２に出力する。
【００５１】
コントローラ１２に内蔵されたコンピュータは、３０％の出力のときのＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間をスイッチング部２２に出力する。スイッチング部２２のそれら低電力用ＦＥＴ３０は、ＰＷＭ信号生成部２１から出力されたＰＷＭ信号に同期して、直流電力生成部１９から出力された直流電力に対し、ＯＮ／ＯＦＦ切り替え時間に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、ＯＮ／ＯＦＦ動作によって直流電力の電圧を６０％出力からさらに低下させる。スイッチング部２２のそれら低電力用ＦＥＴ３０は、ＬＥＤ照明装置１１の３０％出力のときの電力容量と同量の電力容量を直流電力出力部２３に出力する。
【００５２】
スイッチング部２２から出力された直流電力は、直流電力出力部２３に進み、直流電力回生フィルタ３３において直流電力が昇圧されるとともに、直流電流の脈動が平滑化された後、直流電力出力部２３の出力インターフェイス３５からＬＥＤ照明装置１１に出力される。直流電力回生フィルタ３３では、それら低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ動作のときに負荷（ＬＥＤ照明装置１１）に蓄えられた直流電力を直流電力出力部２３の入力側に戻す。ＬＥＤ照明装置１１のＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）は、直流電力出力部２３から供給された直流電力によって出力３０％（３０％発光量）で発光する。コントローラ１２は、図８に実線で示すように、ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の３０％出力（直流電力３０％）を維持する。
【００５３】
ＬＥＤ照明システム１０は、外部電源１４から入力された交流入力電力を整流して直流電力を生成し、パルス波のデューティー比を変化させるために利用するＰＷＭ信号に同期して直流電力に対してＯＮ／ＯＦＦ動作を行って直流電力の電圧を変化させ、電圧を可変とした直流電力をＬＥＤ照明装置１１に出力するから、直流電力の電圧を自由に上昇または下降させることが可能であり、ＬＥＤ照明装置１１のそれらＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の出力（発光量）を０〜１００％の範囲で変えることができ、照明を必要とする所定のスペース１５の明るさをそのスペース１５に最適な明るさにすることができる。ＬＥＤ照明システム１０は、それらＬＥＤユニット１８（それらＬＥＤ素子１６）における消費電力を調節することができ、それらＬＥＤユニット１８（それらＬＥＤ素子１６）の発光に消費される電力の省電力化を図ることができる。
【００５４】
ＬＥＤ照明システム１０は、スイッチング部２２がＬＥＤ照明装置１１の電力容量と同量の電力容量の複数の低電力用ＦＥＴ３０（スイッチング素子）から形成され、それら低電力用ＦＥＴ３０が分担してＬＥＤ照明装置１１の電力容量と同量の電力容量を運ぶから、スイッチング素子が１つの場合と比較し、各ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の発光に必要な直流電力を直流電力出力部２３からＬＥＤ照明装置１１に確実に供給することができる。ＬＥＤ照明システム１０は、それら低電力用ＦＥＴ３０の個数がＬＥＤ照明装置１１の電力容量によって決定されるから、ＬＥＤ照明装置１１の電力容量に合致した個数の低電力用ＦＥＴ３０を利用してＬＥＤ照明装置１１の電力容量と同量の電力容量を運ぶことができる。
【００５５】
ＬＥＤ照明システム１０は、直流電力出力部２３の直流電力回生フィルタ３３が直流電力の昇圧を行うから、ＬＥＤ照明装置１１における直流電力の電圧降下の分だけ直流電力を昇圧しておくことができ、直列に接続された複数の各ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）に安定した電力を供給することができる。ＬＥＤ照明システム１０は、低電力用ＦＥＴ３０のＯＦＦ動作のときに負荷（ＬＥＤ照明装置１１）に蓄えられた直流電力を入力側に戻すから、低電力用ＦＥＴ３０のＯＮ／ＯＦＦ動作によって得られる所定電圧の直流電力の波形が略直線になり、直流電力の波形が波状に起伏する場合と比較し、各ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）を安定して発光させることができる。
【００５６】
ＬＥＤ照明システム１０は、ＰＷＭ信号生成部２１から出力されるＰＷＭ信号の周波数が１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲にあり、高い周波数のＰＷＭ信号に同期して低電力用ＦＥＴ３０が直流電力のＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、直流電力の電圧を変化させ、電圧を変えた直流電力をＬＥＤ照明装置１１に出力するから、低い周波数のＰＷＭ信号に同期させる場合と比較し、各ＬＥＤユニット１８（ＬＥＤ素子１６）の発光が安定し、それらＬＥＤユニット１８（それらＬＥＤ素子１６）にフリッカが発生することはなく、ＬＥＤ照明装置１１を設置したスペース１５を快適な明るさに保持することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０    ＬＥＤ照明システム
１１    ＬＥＤ照明装置
１２    コントローラ（制御装置）
１３    赤外線遠隔操作機
１４    外部電源
１５    スペース
１６    ＬＥＤ素子
１７    低電流源回路
１８    ＬＥＤユニット
１９    直流電力生成部
２０    調光用ＰＷＭ制御部
２１    ＰＷＭ信号生成部
２２    スイッチング部
２３    直流電力出力部
２４    入力インターフェイス
２５    ダイオード
２６    全波整流回路
２７    平滑フィルタ回路
２８    ダイオード
２９    コンデンサ（キャパシタ）
３０    低電力用ＦＥＴ（スイッチング素子）
３１    抵抗（レジスタ）
３２    抵抗（レジスタ）
３３    直流電力回生フィルタ
３４    抵抗（レジスタ）
３５    出力インターフェイス
３６    リアクトル
３７    コンデンサ（キャパシタ）
【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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