(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ照明装置を点灯させている場合でも、電源供給側の高周波インバータの発振が停止することなく、高周波インバータを正常に動作可能とする。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１０の入力側において、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とする。Ａ端子とＢ端子はフューズＦを介して高周波整流回路１１の入力側に接続され、高周波整流回路１１の出力側には複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２の発光ダイオードに定電流を流して該発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路１３との直列回路が並列に接続されている。高周波整流回路１１の入力側には、入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を並列に接続する。【選択図】図２
2011243331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路（９）からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子（５ａ）（５ｂ）間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子（５ｃ）（５ｄ）間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路（９）からの高周波電圧を整流する整流回路（１１）の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路（１１）の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット（１２）と、このＬＥＤユニット（１２）に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路（１３）とが接続され、
前記整流回路（１１）の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子（Ｌ２）を設けていることを特徴とするＬＥＤ電源回路。
【請求項２】
蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路（９）からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子（５ａ）（５ｂ）間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子（５ｃ）（５ｄ）間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路（９）からの高周波電圧を整流する整流回路（１１）の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット（１２）と、このＬＥＤユニット（１２）に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路（１３）との直列回路が前記整流回路（１１）の出力側に並列に接続され、
前記整流回路（１１）の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子（Ｌ２）を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ電源回路。
【請求項３】
蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路（９）からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子（５ａ）（５ｂ）間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子（５ｃ）（５ｄ）間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路（９）からの高周波電圧を整流する整流回路（１１）の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路（１１）の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット（１２）と、このＬＥＤユニット（１２）に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路（１３）とが接続され、
前記定電流回路（１３）に印加される電圧が所定以上高い場合には、前記インバータ回路（９）から入力された高周波電圧を抑制するフィードバック制御回路を設け、
前記整流回路（１１）の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子（Ｌ２）を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ電源回路。
【請求項４】
前記フィードバック制御回路を、
前記定電流回路（１３）に印加される電圧が所定以上高い場合にオンしたトランジスタ（Ｑ３）により発光する発光ダイオード（１５ａ）と、この発光ダイオード（１５ａ）からの投光によりオンするトライアック（１５ｂ）とからなるフォトトライアックカップラ（１５）と、
前記フォトトライアックカップラ（１５）と直列に接続される可変インダクタンス素子（Ｌ３）とで構成され、
前記フォトトライアックカップラ（１５）のトライアック（１５ｂ）と前記可変インダクタンス素子（Ｌ３）との直列回路を前記整流回路（１１）の入力側に並列に接続していることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ電源回路。
【請求項５】
蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路（９）からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子（５ａ）（５ｂ）間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子（５ｃ）（５ｄ）間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路（９）からの高周波電圧を整流する整流回路（１１）の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路（１１）の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット（１２）と、このＬＥＤユニット（１２）に流れる電流を検出する電流検出回路（１７）とが接続され、
前記前記電流検出回路（１７）により検出された電流が増加した場合には、前記ＬＥＤユニット（１２）に流れる電流を抑制して該ＬＥＤユニット（１２）を定電流動作を行なわしめるフィードバック制御回路を設け、
前記整流回路（１１）の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子（Ｌ２）を並列に接続していることを特徴とするＬＥＤ電源回路。
【請求項６】
前記フィードバック制御回路を、
前記電流検出回路（１７）に流れる電流が増加した場合にオンしたトランジスタ（Ｑ５）により発光する発光ダイオード（１５ａ）と、この発光ダイオード（１５ａ）からの投光によりオンするトライアック（１５ｂ）とからなるフォトトライアックカップラ（１５）で構成され、
前記フォトトライアックカップラ（１５）のトライアック（１５ｂ）と前記インダクタンス素子（Ｌ２）との直列回路を前記整流回路（１１）の入力側に並列に接続していることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ電源回路。
【請求項７】
前記電流検出回路（１７）は抵抗（Ｒ１１）にて構成されており、前記ＬＥＤユニット（１２）と該抵抗（Ｒ１１）とを直列に接続し、
前記ＬＥＤユニット（１２）に流れる電流を前記抵抗（Ｒ１１）に生じる電圧により検出し、
前記抵抗（Ｒ１１）に流れる電流が増加した場合に該抵抗（Ｒ１１）の陽極側の上昇する電圧により前記トランジスタ（Ｑ５）をオン駆動するようにしていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波インバータの出力を電源として発光ダイオードを点灯させるためのＬＥＤ電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より提供されている照明器具の発光源には白熱電球や蛍光灯が用いられている。特に、蛍光灯は白熱電球に比べて消費電力、発熱などの点で優れており、長年にわたって蛍光灯が使用されてきた。
しかしながら、最近ではＣＯ２の削減という要請からさらに消費電力の少ない発光ダイオードを光源として用いられている照明器具が急速に市場に提供されてきている。
【０００３】
特に、外殻を電球形状や蛍光灯形状として、電源を供給する器具本体を変更せずに該器具本体からの電源にて発光ダイオードを点灯させるタイプのものが提供されている。そして、従来の蛍光灯と同形状として内部に発光ダイオード群及びこれらの発光ダイオードを点灯駆動する点灯回路を備えたＬＥＤ照明装置として、例えば、以下の特許文献１、２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３５２７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２２３４号公報
【０００５】
上記特許文献１は、インバータ安定器からの高周波を整流する全波整流回路と、この全波整流回路の出力側に並列に接続される平滑コンデンサと、この平滑コンデンサに並列に接続した複数の発光ダイオードで構成したＬＥＤユニットとで構成され、さらに、上記平滑コンデンサの容量を小さくして低価格にすべく該平滑コンデンサに流入するリップル電流を抑制するためのインダクタ素子を上記全波整流回路と平滑コンデンサとの間に設けているものである。
【０００６】
上記特許文献２で用いている電源回路は、器具側の両側のソケットのそれぞれ２つの端子の内、１つの端子を給電用として、両側の１つの端子から整流回路に電源を供給した回路構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１においては、インバータ安定器から高周波電源が全波整流回路に直接供給される回路構成のために、消費電力が抑制されない可能性があり、発光ダイオードを用いているものの、省エネに反してしまうことになる。なお、かかる点に関しては本発明の欄で説明する。
【０００８】
また、上記特許文献２では、照明装置の両端部から突設された一対の端子のうち一方だけが照明装置内の回路と接続されている構造となっているために、蛍光灯用器具への取付方向を誤ると照明装置が点灯しないという問題を有している。かかる場合、使用者に不安感を与えることになる。
【０００９】
ところで、化粧品や食品などの商品を陳列する棚には、商品を見易くするための細長い照明器具が配設されており、この照明器具に用いられている蛍光灯は、一般の家庭用の蛍光灯とは異なり、ランプ径が１５．５ｍｍ〜２０ｍｍの極めて細径のＴ５管、Ｔ６管と呼ばれている蛍光灯が使用されている。しかも、ランプ長も４００ｍｍ程度から１４００ｍｍ程度の長さの異なる複数種類のものが用いられている。なお、一般の家庭用の蛍光灯のランプ径は３２ｍｍである。
【００１０】
この種の照明器具の蛍光灯は、ランプ長が長いために、通常の高周波インバータでは始動しにくく、そのため、始動時にランプのフィラメント間に高電圧を印加して始動点灯させている。始動時だけランプに高電圧を印加して蛍光灯を点灯駆動するタイプの高周波インバータを電源として、整流回路、定電流回路、及びＬＥＤユニットからなるＬＥＤ照明装置を接続した場合には、上記始動時に印加される高電圧により定電流回路やＬＥＤユニットの半導体素子が破壊されるという問題がある。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を持ったＬＥＤ電源回路を提供するものである。
（１）蛍光灯の管状に形成したＬＥＤ照明装置をインバータ回路の器具に取付方向を気にすることなく取り付けることができ、確実に点灯できるようにすること。
（２）ＬＥＤ照明装置を点灯させている場合でも、電源供給側の高周波インバータの発振が停止することなく、高周波インバータを正常に動作可能とすること。
（３）消費電力を抑制して省エネルギー化を一層図ること。
（４）同一構成のＬＥＤ照明装置で、発振周波数や出力電圧が異なる高周波インバータに対しても、使用できるようにし、しかも、半導体素子が破壊されないようにすること。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明の請求項１に記載のＬＥＤ電源回路では、蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路９からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路９からの高周波電圧を整流する整流回路１１の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路１１の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路１３とが接続され、
前記整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を設けていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載のＬＥＤ電源回路では、蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路９からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路９からの高周波電圧を整流する整流回路１１の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路１３との直列回路が前記整流回路１１の出力側に並列に接続され、
前記整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を並列に接続していることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載のＬＥＤ電源回路では、蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路９からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路９からの高周波電圧を整流する整流回路１１の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路１１の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２に定電流を流して前記発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路１３とが接続され、
前記定電流回路１３に印加される電圧が所定以上高い場合には、前記インバータ回路９から入力された高周波電圧を抑制するフィードバック制御回路を設け、
前記整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を並列に接続していることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載のＬＥＤ電源回路では、請求項３に記載のＬＥＤ電源回路において、
前記フィードバック制御回路を、
前記定電流回路１３に印加される電圧が所定以上高い場合にオンしたトランジスタＱ３により発光する発光ダイオード１５ａと、この発光ダイオード１５ａからの投光によりオンするトライアック１５ｂとからなるフォトトライアックカップラ１５と、
前記フォトトライアックカップラ１５と直列に接続される可変インダクタンス素子Ｌ３とで構成され、
前記フォトトライアックカップラ１５のトライアック１５ｂと前記可変インダクタンス素子Ｌ３との直列回路を前記整流回路１１の入力側に並列に接続していることを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載のＬＥＤ電源回路では、蛍光灯を高周波にて点灯させるインバータ回路９からの高周波電圧を電源として発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ電源回路であって、
前記蛍光灯の口金ピンが接続される一方の一対のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方の一対のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とし、
前記インバータ回路９からの高周波電圧を整流する整流回路１１の入力側が前記Ａ端子とＢ端子に接続され、
前記整流回路１１の出力側に複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２に流れる電流を検出する電流検出回路１７とが接続され、
前記電流検出回路１７により検出された電流が増加した場合には、前記ＬＥＤユニット１２に流れる電流を抑制して該ＬＥＤユニット１２を定電流動作を行ななわしめるフィードバック制御回路を設け、
前記整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を並列に接続していることを特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載のＬＥＤ電源回路では、請求項５に記載のＬＥＤ電源回路において、
前記フィードバック制御回路を、
前記電流検出回路１７に流れる電流が増加した場合にオンしたトランジスタＱ５により発光する発光ダイオード１５ａと、この発光ダイオード１５ａからの投光によりオンするトライアック１５ｂとからなるフォトトライアックカップラ１５で構成され、
前記フォトトライアックカップラ１５のトライアック１５ｂと前記インダクタンス素子Ｌ２との直列回路を前記整流回路１１の入力側に並列に接続していることを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載のＬＥＤ電源回路では、請求項６に記載のＬＥＤ電源回路において、
前記電流検出回路１７は抵抗Ｒ１１にて構成されており、前記ＬＥＤユニット１２と該抵抗Ｒ１１とを直列に接続し、
前記ＬＥＤユニット１２に流れる電流を前記抵抗Ｒ１１に生じる電圧により検出し、
前記抵抗Ｒ１１に流れる電流が増加した場合に該抵抗Ｒ１１の陽極側の上昇する電圧により前記トランジスタＱ５をオン駆動するようにしていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に記載のＬＥＤ電源回路によれば、整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を設けているので、このインダクタンス素子Ｌ２によりＡ端子とＢ端子間の電圧が抑制されると共に、高周波整流回路１１、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２に流れる電流が抑制される。これにより、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２への供給電力を抑制し、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２の発熱を抑えることができ、消費電力を抑制でき、省エネルギー化を一層図ることができる。また、インバータ回路９の発振が停止するということもなく、インバータ回路９を正常に動作させることができる。
また、ＬＥＤ照明装置１０側では、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂを短絡すると共に、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄも短絡しているので、管状のＬＥＤ照明装置１０の取付方向を気にせずに取り付けることができ、ＬＥＤ照明装置１０の点灯を確実にしている。
【００２０】
請求項２に記載のＬＥＤ電源回路によれば、整流回路１１の入力側に入力電流抑制用のインダクタンス素子Ｌ２を設けているので、このインダクタンス素子Ｌ２によりＡ端子とＢ端子間の電圧が抑制されると共に、高周波整流回路１１、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２に流れる電流が抑制される。これにより、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２への供給電力を抑制し、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２の発熱を抑えることができ、消費電力を抑制でき、省エネルギー化を一層図ることができる。また、インバータ回路９の発振が停止するということもなく、インバータ回路９を正常に動作させることができる。
また、ＬＥＤ照明装置１０側では、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂを短絡すると共に、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄも短絡しているので、管状のＬＥＤ照明装置１０の取付方向を気にせずに取り付けることができ、ＬＥＤ照明装置１０の点灯を確実にしている。
【００２１】
請求項３に記載のＬＥＤ電源回路によれば、インバータ回路９の出力電圧が高い場合には、フィードバック制御回路によりＬＥＤユニット１２、定電流回路１３の電力をフィードバック制御して、ＬＥＤユニット１２、定電流回路１３の発熱を抑えると共に、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子や、定電流回路１３の半導体素子の破壊を防止することができる。また、フィードバック制御を行なっていることで、出力電圧等の仕様が異なるインバータ回路９に対しても、入力電流、消費電力を抑えることができ、１種類のＬＥＤ電源回路（ＬＥＤ照明装置１０）にて、仕様の異なるインバータ回路９に対応できるものである。
【００２２】
請求項４に記載のＬＥＤ電源回路によれば、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子等を破壊するような高い出力電圧が出力されるインバータ回路や、該インバータ回路の発振周波数が異なる場合でも、フォトトライアックカップラ１５によるフィードバック制御や、可変インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値の調整を行なうことで、発振周波数、出力電圧等の仕様が異なるインバータ回路９に対しても、入力電流、消費電力を抑えることができ、また、発振周波数、出力電圧等の仕様が異なるインバータ回路９に対して１種類のＬＥＤ電源回路（ＬＥＤ照明装置１０）にて、対応できるものである。また、定電流回路１３やＬＥＤユニット１２内の半導体素子が破壊されるのを防止することができる。
また、ＬＥＤ照明装置１０側では、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂを短絡すると共に、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄも短絡しているので、管状のＬＥＤ照明装置１０の取付方向を気にせずに取り付けることができ、ＬＥＤ照明装置１０の点灯を確実にしている。
また、フォトトライアックカップラ１５と可変インダクタンス素子Ｌ３にてフィードバック制御回路を構成している。そのため、簡単な回路で、且つ低コストにフィードバック制御回路を構成することができる。
【００２３】
請求項５に記載のＬＥＤ電源回路によれば、電流検出回路１７にてＬＥＤユニット１２に流れる電流を検出し、発振周波数が高い場合及び／又は出力電圧の高いインバータ回路９における電流の増加を検出して、この検出結果をフィードバック制御回路によりフィードバック制御を行なうことで、発振周波数、出力電圧の異なるインバータ回路９にも対応できるものである。
【００２４】
請求項６に記載のＬＥＤ電源回路によれば、電流検出回路１７にてＬＥＤユニット１２に流れる電流を検出し、発振周波数が高い場合及び／又は出力電圧の高いインバータ回路９における電流の増加を検出して、この検出結果をフィードバック制御回路によりフィードバック制御を行なうことで、発振周波数、出力電圧の異なるインバータ回路９にも対応できるものである。
また、フォトトライアックカップラ１５にてフィードバック制御回路を構成している。そのため、簡単な回路で、且つ低コストにフィードバック制御回路を構成することができる。
【００２５】
請求項７に記載のＬＥＤ電源回路によれば、前記電流検出回路１７は抵抗Ｒ１１にて構成されており、前記ＬＥＤユニット１２と該抵抗Ｒ１１とを直列に接続し、前記ＬＥＤユニット１２に流れる電流を前記抵抗Ｒ１１に生じる電圧により検出し、前記抵抗Ｒ１１に流れる電流が増加した場合に該抵抗Ｒ１１の陽極側の上昇する電圧により前記トランジスタＱ５をオン駆動するようにしているものであり、ＬＥＤユニット１２に流れる電流を検出する電流検出回路１７を抵抗Ｒ１１にて構成していることで、回路を簡素化でき、また、ＬＥＤユニット１２を駆動するのに定電流回路を用いる必要がなく、そのため、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】蛍光灯を点灯させるインバータ回路の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＴ５管での実験結果を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＴ６管での実験結果を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるフィードバック制御を行なう場合の回路図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるフィードバック制御を行なう場合の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、蛍光灯を高周波インバータにて点灯させるインバータ回路９を示しており、このインバータ回路９は、商用電源ＡＣを整流して平滑する整流平滑回路１と、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、このスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動するドライブ回路２と、このドライブ回路２をＰＷＭ制御してスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン、オフ制御する制御回路３と、蛍光灯４を始動時に予熱する予熱回路としてのチョークコイルＬ１及び共振用コンデンサＣ１等で構成されている。
【００２８】
上記整流平滑回路１は、ダイオードブリッジ及び平滑用コンデンサ等で構成されていて、また、各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のドレイン・ソース間に並列にフリーホイールダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ接続されている。また、チョークコイルＬ１と蛍光灯４の間にはコンデンサＣ２が直列に接続されている。
【００２９】
蛍光灯４の口金ピンと接続されるインバータ回路９（照明器具）の一方のソケットには一対のランプ出力端子５ａ、５ｂが設けられており、また他方のソケットにも一対のランプ出力端子５ｃ、５ｄが設けられている。そして、蛍光灯４の口金ピンをソケットに接続することで、蛍光灯４の一方のフィラメントが一方のランプ出力端子５ａ、５ｂに接続され、他方のフィラメントが他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄに接続される。
そして、点灯開始時には図示する電流Ｉ1 が流れて、蛍光灯４の放電が開始して蛍光灯４が点灯すると、図示する電流Ｉ2 が流れる。
【００３０】
本発明は図１に示すような蛍光灯点灯用のインバータ回路９を用い、蛍光灯４の代わりに、該蛍光灯４のランプ径やランプ長をほぼ同じとした管状のＬＥＤ照明装置を装着して、該ＬＥＤ照明装置に内蔵した発光ダイオードにより点灯させるものである。
上記ＬＥＤ照明装置の両側には、図示はしないが、蛍光灯４と同じ口金ピンがそれぞれ設けられており、該口金ピンをソケットのランプ出力端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに接続する。
【００３１】
図２は図１に示すようなインバータ回路９のソケットのランプ出力端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに上記ＬＥＤ照明装置１０を接続した状態を回路にて示したものである。このＬＥＤ照明装置１０の入力側において、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂ間を短絡した短絡部をＡ端子とし、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄ間を短絡した短絡部をＢ端子とする。
【００３２】
そして、Ａ端子とＢ端子はフューズＦを介して高周波整流回路１１の入力側に接続され、高周波整流回路１１の出力側には複数の発光ダイオードからなるＬＥＤユニット１２と、このＬＥＤユニット１２の発光ダイオードに定電流を流して該発光ダイオードを点灯駆動する定電流回路１３との直列回路が並列に接続されている。なお、上記高周波整流回路１１は、４つのファーストリカバリーダイオードで構成されていて、Ａ端子とＢ端子間から入力される高周波を全波整流している。
また、高周波整流回路１１の入力側には、本発明の要旨であり回路全般の電流を抑制するためのインダクタンス素子Ｌ２が並列に接続されている。
【００３３】
インバータ回路９からの高周波電圧がＬＥＤ照明装置１０に電源として供給されると、高周波整流回路１１にて高周波が全波整流され、定電流回路１３にて定電流がＬＥＤユニット１２に流れる。ＬＥＤユニット１２では、各発光ダイオードが定電流にて駆動されて発光（点灯）する。発光源として発光ダイオードを用いているので、蛍光灯４と比べて大幅に消費電力を小さくすることができる。
また、ＬＥＤ照明装置１０側では、インバータ回路９の一方のランプ出力端子５ａ、５ｂを短絡すると共に、他方のランプ出力端子５ｃ、５ｄも短絡しているので、管状のＬＥＤ照明装置１０の取付方向を気にせずに取り付けることができ、ＬＥＤ照明装置１０の点灯を確実にしている。すなわち、ＬＥＤ照明装置１０の左右を逆向きに取り付けても点灯させることができる。
【００３４】
ここで、インバータ回路９からの高周波が印加されるＡ端子とＢ端子間にインダクタンス素子Ｌ２を設けているので、このインダクタンス素子Ｌ２によりＡ端子とＢ端子間の電圧が抑制されると共に、高周波整流回路１１、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２に流れる電流が抑制される。
すなわち、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２への供給電力を抑制し、定電流回路１３及びＬＥＤユニット１２の発熱を抑えることができ、消費電力を抑制でき、省エネルギー化を一層図ることができる。また、インバータ回路９の発振が停止するということもなく、インバータ回路９を正常に動作させることができる。
【００３５】
なお、本ＬＥＤ電源回路における実験結果として、インバータ回路９の発振周波数が８０ｋＨｚの場合で上記インダクタンス素子Ｌ２を設けていない場合（上記特許文献１に該当）では、図１に示す整流平滑回路１の入力側における入力電流は０．１９Ａで、全体の消費電力は１９．１Ｗであった。
これに対して、インダクタンス素子Ｌ２を設け、該インダクタンス素子Ｌ２の値を６７０μＨとした場合、入力電流は０．１３Ａで、消費電力は１２．２Ｗであった。また、Ａ端子とＢ端子間の電圧は、約８０Ｖであり、高周波整流回路１１に印加される電圧値を低くでき、そのため、高周波整流回路１１のダイオード、定電流回路１３を構成している素子や、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子の破壊を防ぐことができる。また、インバータ回路９の発振が停止するということもなく、高周波インバータであるインバータ回路９を正常に動作させることができた。
【００３６】
なお、上記の数値はインバータ回路９の発振周波数を８０ｋＨｚとした場合であり、蛍光灯のランプ長により、インバータ回路９の発振周波数は４０〜５０ｋＨｚや、また、７５〜８５ｋＨｚの種々のものが提供されている。
また、インバータ回路９の出力電圧も、１１０〜２６０Ｖ程度で、蛍光灯のランプ長の長さにより異なっている。蛍光灯のランプ長が長いほど出力電圧が高くなっている。
【００３７】
そこで、インバータ回路９の発振周波数が異なる場合で、Ｔ５管、Ｔ６管と呼ばれている蛍光灯を点灯させるインバータ回路９を電源として、図２の回路による実験結果を図３及び図４に示す。図３はＴ５管に対応したインバータ回路９であって、発振周波数を５１．０ｋＨｚと、７８．７ｋＨｚの場合を示し、図４はＴ６管に対応したインバータ回路９であって、発振周波数を４４．２ｋＨｚと、８５．４ｋＨｚの場合を示している。
【００３８】
図３において、上段の「蛍光灯」は、図１に示す回路でＴ５管の蛍光灯を点灯させた場合の、入力電流、消費電力をそれぞれ示し、下段の「ＬＥＤ」は、ＬＥＤ照明装置１０を蛍光灯の代わりに用いた場合で、インダクタンス素子Ｌ２が無い場合と、インダクタンス素子Ｌ２を用いた場合をそれぞれ示している。
【００３９】
発振周波数が５１．０ｋＨｚのインバータ回路９では、蛍光灯を点灯させた場合の入力電流、消費電力は、０．２４３Ａ、２４．３Ｗである。ＬＥＤ照明装置１０を用いた場合でインダクタンス素子Ｌ２を接続しない場合の入力電流、消費電力は、０．１６２Ａ、１６．１Ｗであるのに対して、インダクタンス素子Ｌ２を接続した場合には入力電流、消費電力は、０．１０２Ａ、１０．１Ｗであった。
【００４０】
このように、インダクタンス素子Ｌ２を接続することで、入力電流、消費電力共に抑制できて、省エネルギー化を図ることができる。なお、インダクタンス素子Ｌ２の値は、１７００μＨ〜２２００μＨの範囲であり、１７００μＨ以下の場合は、入力電流が下がり、ＬＥＤ照明装置１０の発光ダイオードが暗くなっていき、更に値を低くしていくと、発光ダイオードが点灯しない状態となる。
また、２２００μＨより大きい値を用いると、インダクタンス素子Ｌ２が接続されていない状態に近くなり、入力電流が上昇し、消費電力も上昇していく。それで、発振周波数が５１．０ｋＨｚのインバータ回路９では、ＬＥＤ照明装置１０に用いるインダクタンス素子Ｌ２の値は、１７００μＨ〜２２００μＨの範囲が好適例である。また、このインダクタンス素子Ｌ２を接続していることで、蛍光灯の場合と同等の明るさを得ている。
【００４１】
なお、以降に説明するインダクタンス素子Ｌ２の値の範囲は上記と同じ理由であり、そのため、その都度の説明は省略する。また、図４に示す数値も同様である。
【００４２】
また、図３において、発振周波数が７８．７ｋＨｚのインバータ回路９にて蛍光灯を点灯させた場合の入力電流、消費電力は、０．２２８Ａ、２２．５Ｗである。ＬＥＤ照明装置１０を用いた場合でインダクタンス素子Ｌ２を接続しない場合の入力電流、消費電力は、０．１９Ａ、１９．０Ｗであるのに対して、インダクタンス素子Ｌ２を接続した場合の入力電流、消費電力は、０．１３Ａ、１２．３Ｗであった。なお、インダクタンス素子Ｌ２の値は５６０μＨ〜８８０μＨの範囲が好適例である。
【００４３】
図４は、Ｔ６管の蛍光灯を点灯させる場合のインバータ回路９で、発振周波数がそれぞれ４４．２ｋＨｚ、８５．４ｋＨｚの場合であり、図３の場合と同様なので詳細な説明は省略する。
図４に示すように、ＬＥＤ照明装置１０にインダクタンス素子Ｌ２を設けることで、入力電流、消費電力を大幅に抑制でき、省エネルギー化を図ることができる。また、図３及び図４に示すように、Ｔ５管、Ｔ６管のようにランプの種類が異なったり、発振周波数が異なるインバータ回路９からの高周波電圧をＬＥＤ照明装置１０に電源として供給しても、ＬＥＤユニット１２を点灯させることができると共に、入力電流、消費電力を共に抑えることができるものである。
【００４４】
ところで、化粧品や食品を陳列する棚に据え付ける照明器具に使用されるＴ５管、Ｔ６管と呼ばれている蛍光灯には、上述したようにランプ長が異なる複数種類のものがあり、ランプ長に合わせてインバータ回路９の出力周波数、出力電圧等も異ならせている。
図２に示すＬＥＤ照明装置１０の回路におけるインダクタンス素子Ｌ２の値を、上述したようにインバータ回路９の出力周波数、出力電圧ごとに適宜な値に該インバータ回路９の仕様が異なる毎にそれぞれ設定する必要がある。
【００４５】
そこで、どのようなタイプのインバータ回路でも、１種類のＬＥＤ照明装置１０として使用できるようにしたのが、図５に示すＬＥＤ照明装置１０である。すなわち、本実施形態では、フィードバック制御によりインバータ回路の発振周波数や出力電圧の異なるインバータ回路に対しても対応できるようにしたものである。
【００４６】
図５に示すように、インバータ回路９の出力電圧が高い場合には、フォトトライアックカップラ１５によりフィードバック制御をしてＬＥＤユニット１２や定電流回路１３に印加される電圧を低下させ、また、インバータ回路９の発振周波数が異なる場合には、高周波整流回路１１の入力側に設けた可変インダクタンス素子Ｌ３により調整できるようにしている。
【００４７】
高周波整流回路１１の入力側には、可変インダクタンス素子Ｌ３とフォトトライアックカップラ１５のトライアックからなる受光部１５ｂとの直列回路を並列に接続している。また、高周波整流回路１１の出力側では、ＬＥＤユニット１２と定電流回路１３が接続され、この定電流回路１３は、トランジスタＱ４と、ツエナーダイオードＺＤ１と、抵抗Ｒ４〜Ｒ６等で構成されている。
【００４８】
抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との直列回路が高周波整流回路１１の出力側と並列に接続され、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点がトランジスタＱ４のベースに接続されている。また、ツエナーダイオードＺＤ１のカソードがトランジスタＱ４のベースに接続され、ツエナーダイオードＺＤ１のアノードは高周波整流回路１１の陰極側に接続されている。さらに、抵抗Ｒ６はトランジスタＱ４のエミッタと高周波整流回路１１の陰極側に接続されている。
【００４９】
また、ＬＥＤユニット１２は高周波整流回路１１の陽極側とトランジスタＱ４のコレクタとの間に設けられ、トランジスタＱ４のコレクタは抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ３のベースに接続されている。抵抗Ｒ１とフォトトライアックカップラ１５の発光ダイオードからなる投光部１５ａとの直列回路が、高周波整流回路１１の陽極側とトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続されている。
また、トランジスタＱ３のベースにはボリュームＶＲ１が接続され、抵抗Ｒ２がトランジスタＱ３のエミッタに接続され、ボリュームＶＲ１及び抵抗Ｒ２の他端は高周波整流回路１１の陰極側に接続されている。
【００５０】
ここで、高周波整流回路１１の出力電圧にて、定電流回路１３のトランジスタＱ４がオンするように、ツエナーダイオードＺＤ１のツエナー電圧及び抵抗Ｒ４〜Ｒ６の抵抗値が設定されている。そして、インバータ回路９の出力電圧が高く、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子を破壊するような出力電圧の場合は、トランジスタＱ３がオンするようにボリュームＶＲ１の値を適宜設定する。
【００５１】
すなわち、インバータ回路９の出力電圧が高くない場合は、トランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ３をオフ状態に維持しており、定電流回路１３によりＬＥＤユニット１２へ安定した電流を流してＬＥＤユニット１２を点灯させている。
インバータ回路９の出力電圧が高くなった場合には、トランジスタＱ４のコレクタの電位が上がりトランジスタＱ３をオンさせて、フォトトライアックカップラ１５の投光部１５ａの発光ダイオードを発光させる。
【００５２】
フォトトライアックカップラ１５の投光部１５ａが発光すると、この光をフォトトライアックカップラ１５の受光部１５ｂが受けて、受光部１５ｂたるトライアックがオンして高周波整流回路１１の入力側の電圧を低下させる。
このように、フォトトライアックカップラ１５にて高周波整流回路１１の出力側の出力電圧を監視して、所定の電圧値より高い場合にはフォトトライアックカップラ１５により高周波整流回路１１の入力側にフィードバックして、ＬＥＤユニット１２、定電流回路１３に印加される電圧を低下させる。
【００５３】
つまり、インバータ回路９の出力電圧が高い場合には、フォトトライアックカップラ１５によりＬＥＤユニット１２、定電流回路１３への電力をフィードバック制御して、ＬＥＤユニット１２、定電流回路１３の発熱を抑えると共に、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子や、定電流回路１３のトランジスタＱ４やツエナーダイオードＺＤ１の破壊を防止している。
【００５４】
また、インバータ回路９の発振周波数が異なる場合には、定電流回路１３によりＬＥＤユニット１２に安定した電流を流しつつ、入力電流を抑制する方向に可変インダクタンス素子Ｌ３を変化させる。
これにより、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子の破壊を防止すると共に、消費電力を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
【００５５】
なお、図２及び図５において、インダクタンス素子Ｌ２を高周波整流回路１１の入力側と並列に設けていたが、Ａ端子あるいはＢ端子に対して直列に設けるようにしても良い。また、図５において、可変インダクタンス素子Ｌ３をＡ端子あるいはＢ端子に対して直列に設けるようにしても良い。
【００５６】
このように、図５に示す実施形態では、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子等を破壊するような高い出力電圧が出力されるインバータ回路や、該インバータ回路の発振周波数が異なる場合でも、フォトトライアックカップラ１５によるフィードバック制御や、可変インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値の調整を行なうことで、発振周波数、出力電圧等の仕様が異なるインバータ回路９に対しても、入力電流、消費電力を抑えることができ、また、発振周波数、出力電圧等の仕様が異なるインバータ回路９に対して１種類のＬＥＤ電源回路（ＬＥＤ照明装置１０）にて、対応できるものである。また、ＬＥＤユニット１２の発光ダイオード素子が破壊されるのを防止することができる。
【００５７】
なお、図５において、フォトトライアックカップラ１５と可変インダクタンス素子Ｌ３にてフィードバック制御回路を構成している。そのため、簡単な回路で、且つ低コストにフィードバック制御回路を構成することができる。
【００５８】
図６は第３の実施形態を示し、発振周波数の高いインバータ回路９、又はランプ長の違いによる出力電圧の高いインバータ回路９にでも無調整にてＬＥＤユニット１２を点灯させるようにしたものである。
図５の場合と同様にフォトトライアックカップラ１５を用い、このフォトトライアックカップラ１５の受光部１５ｂとインダクタンス素子Ｌ２との直列回路を整流回路１１の入力側に並列に接続している。そして、フォトトライアックカップラ１５のトライアック１５ｂと、抵抗Ｒ１０と、トランジスタＱ５と、抵抗Ｒ１４との直列回路を整流回路１１の出力側に並列に接続している。
【００５９】
また、ＬＥＤユニット１２と、電流検出回路１７としての抵抗Ｒ１１との直列回路を整流回路１１の出力側に並列に接続し、該ＬＥＤユニット１２と抵抗Ｒ１１との接続部を抵抗Ｒ１２を介してトランジスタＱ５のベースに接続している。また、トランジスタＱ５のベースに抵抗Ｒ１３の一端が接続され、該抵抗Ｒ１３の他端は整流回路１１の陰極側に接続されている。
【００６０】
本実施形態においても、インダクタンス素子Ｌ２により、ＬＥＤユニット１２に流れる電流を抑制している。そして、発振周波数の高いインバータ回路９、又はランプ長の違いによる出力電圧の高いインバータ回路９が接続された場合、ＬＥＤユニット１２に流れる電流が増加する。
ＬＥＤユニット１２に流れる電流が増加することにより、抵抗Ｒ１１のＤ点の電圧が高くなる。このＤ点の電圧が高くなると、トランジスタＱ５がオンする。トランジスタＱ５がオンすると投光部１５ａの発光ダイオードを発光させる。
【００６１】
フォトトライアックカップラ１５の投光部１５ａが発光すると、この光をフォトトライアックカップラ１５の受光部１５ｂが受けて、受光部１５ｂたるトライアックがオンして高周波整流回路１１の入力側の電圧を低下させると共に、ＬＥＤユニット１２に流れる電流を抑制し、ＬＥＤユニット１２に流れる電流に対して定電流動作を行なう。
このように、抵抗Ｒ１１にてＬＥＤユニット１２に流れる電流を監視し、発振周波数が高い場合及び／又は出力電圧の高いインバータ回路９における電流の増加を検出して、この検出結果をフォトトライアックカップラ１５によるフィードバック制御を行なうことで、発振周波数、出力電圧の異なるインバータ回路９にも対応できるものである。
【００６２】
また、本実施形態では、前記電流検出回路１７は抵抗Ｒ１１にて構成されており、前記ＬＥＤユニット１２と該抵抗Ｒ１１とを直列に接続し、前記ＬＥＤユニット１２に流れる電流を前記抵抗Ｒ１１に生じる電圧により検出し、前記抵抗Ｒ１１に流れる電流が増加した場合に該抵抗Ｒ１１の陽極側の上昇する電圧により前記トランジスタＱ５をオン駆動するようにしているものであり、ＬＥＤユニット１２に流れる電流を検出する電流検出回路１７を抵抗Ｒ１１にて構成していることで、回路を簡素化でき、また、ＬＥＤユニット１２を駆動するのに定電流回路を用いる必要がなく、そのため、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
なお、図６において、発光ダイオードで構成される投光部１５ａと、この投光部１５ａからの発光によりオンするトライアックで構成される受光部１５ｂからなるフォトトライアックカップラ１５にてフィードバック制御回路を構成している。そのため、簡単な回路で、且つ低コストにフィードバック制御回路を構成することができる。
【００６４】
また、上記各実施形態では、細径の蛍光灯を点灯させるインバータ回路９の場合について説明したが、一般の家庭用の照明器具で、高周波インバータ出力にて蛍光灯を点灯させている場合にも、本発明のＬＥＤ照明装置１０を適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
５ａ、５ｂ  ランプ出力端子
５ｃ、５ｄ  ランプ出力端子
９  インバータ回路
１０  ＬＥＤ照明装置
１１  高周波整流回路
１２  ＬＥＤユニット
１３  定電流回路
１５  フォトトライアックカップラ
１５ａ  投光部
１５ｂ  受光部
１７  電流検出回路
Ｌ２  インダクタンス素子
Ｌ３  可変インダクタンス素子
Ｑ３  トランジスタ
Ｑ５  トランジスタ
Ｒ１１  抵抗
【図１】
2011243331.tif 000003
【図２】
2011243331.tif 000004
【図３】
2011243331.tif 000005
【図４】
2011243331.tif 000006
【図５】
2011243331.tif 000007
【図６】
2011243331.tif 000008