(57)【要約】【課題】ＬＥＤなどの光源を点灯する点灯装置において、簡易な構成で製造コストを抑えつつ、電力損失を少なくし、チラツキを少なくする。【解決手段】電圧生成回路１０１（第一の電圧生成回路）は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧から脈流電圧（第一の脈流電圧）を生成し、光源回路３０１に印加する。電圧生成回路１０１が生成した脈流電圧が光源回路３０１の駆動電圧より小さい場合に、電圧生成回路１０２（第二の電圧生成回路）は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧から脈流電圧（第二の脈流電圧）を生成し、光源回路３０２に印加する。【選択図】図２
2011023231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を入力し、所定の駆動電圧以上の電圧を印加すると点灯する光源を有する光源回路に印加する電圧を生成する点灯装置において、
上記交流電圧から第一の脈流電圧を生成する第一の電圧生成回路と、
上記第一の電圧生成回路が生成する第一の脈流電圧が上記光源回路の駆動電圧より小さい場合に、上記交流電圧から第二の脈流電圧を生成する第二の電圧生成回路とを有することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
上記点灯装置は、上記交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して、脈流電圧を生成する全波整流回路を有し、
上記第一の電圧生成回路は、上記駆動電圧が所定の第一の駆動電圧である第一の光源回路を流れる電流を制限する第一の限流回路を有し、上記第一の限流回路を介して、上記全波整流回路が生成した脈流電圧を上記第一の光源回路に印加し、
上記第二の電圧生成回路は、上記駆動電圧が上記第一の駆動電圧より低い第二の駆動電圧である第二の光源回路を流れる電流を制限する第二の限流回路を有し、上記第二の限流回路を介して、上記全波整流回路が生成した脈流電圧を上記第二の光源回路に印加することを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
上記第二の電圧生成回路は、上記全波整流回路が生成した脈流電圧が所定の閾値電圧より小さい場合に、上記全波整流回路が生成した脈流電圧を上記第二の光源回路に印加することを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
上記第二の電圧生成回路は、上記第一の光源回路の光源が消灯している場合に、上記全波整流回路が生成した脈流電圧を上記第二の光源回路に印加することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の点灯装置。
【請求項５】
上記第一及び第二の電圧生成回路の少なくともいずれかは、上記交流電圧を入力し、入力した交流電圧を移相して、移相電圧を生成する位相制御回路を有し、上記位相制御回路が移相した移相電圧から上記脈流電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項６】
上記第一及び第二の電圧生成回路の少なくともいずれかは、上記位相制御回路が生成した移相電圧を全波整流する全波整流回路を有し、上記全波整流回路が全波整流した電圧を上記脈流電圧とすることを特徴とする請求項５に記載の点灯装置。
【請求項７】
所定の駆動電圧以上の電圧を印加すると点灯する光源を有する光源回路と、
上記光源回路に印加する電圧を生成する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の点灯装置とを有することを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＥＤなどの光源を点灯する点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤのように所定の直流電圧を印加することにより点灯する光源を、商用電源などの交流電源により点灯する場合、交流直流変換回路を用いて、直流電圧を生成して、光源を含む光源回路に印加する構成（第一の構成）が知られている。
また、光源回路を流れる電流を制限する限流回路を介して、交流電源から供給された交流電圧を全波整流しただけの脈流電圧を光源回路に印加する簡易な構成（第二の構成）も知られている。
また、複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路２つを逆並列に電気接続した回路を光源回路とし、限流回路を介して、交流電源から供給された交流電圧をそのまま光源回路に印加する構成（第三の構成）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第一の構成は、部品点数が多く、回路が複雑であるため、点灯装置の製造コストが高くなるなどの点で不利である。
逆に、第二あるいは第三の構成は、部品点数が少ないので、点灯装置の製造コストの点では有利だが、限流回路における電力損失が大きい点などが課題となる。また、光源が点灯していない期間が発生するため、チラツキの原因になる場合がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力損失を少なくし、チラツキを少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる点灯装置は、交流電圧を入力し、所定の駆動電圧以上の電圧を印加すると点灯する光源を有する光源回路に印加する電圧を生成する点灯装置において、上記交流電圧から第一の脈流電圧を生成する第一の電圧生成回路と、上記第一の電圧生成回路が生成する第一の脈流電圧が上記光源回路の駆動電圧より小さい場合に、上記交流電圧から第二の脈流電圧を生成する第二の電圧生成回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる点灯装置によれば、第一の電圧生成回路が生成する第一の脈流電圧が、光源回路の駆動電圧より小さい場合に、第二の電圧生成回路が第二の脈流電圧を生成して、光源回路の光源を点灯することができるので、電力損失を少なくし、チラツキを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の全体構成を示すブロック構成図。
【図２】実施の形態１における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図３】実施の形態１における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図。
【図４】実施の形態２における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図５】実施の形態２における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図。
【図６】実施の形態３における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図７】実施の形態３における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図。
【図８】実施の形態４における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図９】実施の形態５における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図１０】実施の形態５における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図。
【図１１】実施の形態６における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図１２】実施の形態７における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図１３】実施の形態８における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図１４】実施の形態９における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【図１５】実施の形態１０における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図３を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の全体構成を示すブロック構成図である。
照明器具８００は、点灯装置１００、２つの光源回路３０１，３０２を有する。
光源回路３０１，３０２（ＬＥＤ点灯部）は、ＬＥＤなどの光源を有する。光源回路３０１，３０２は、所定の駆動電圧以上の電圧を印加することにより、光源が点灯する回路である。光源回路３０１，３０２は、例えば複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路であり、直列に接続したＬＥＤの順方向降下電圧の合計以上の電圧を印加することにより、ＬＥＤが点灯する。
点灯装置１００は、商用電源などの交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、光源回路３０１，３０２に印加する電圧を生成する。点灯装置１００は、電圧生成回路１０１、電圧生成回路１０２を有する。
電圧生成回路１０１は、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、光源回路３０１に印加する電圧を生成する。電圧生成回路１０２は、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、光源回路３０２に印加する電圧を生成する。
点灯装置１００の製造コストを抑えるため、電圧生成回路１０１，１０２は、比較的簡易な構成とする。このため、電圧生成回路１０１，１０２は、光源回路３０１，３０２の駆動電圧以上の電圧を常に保持する直流電圧ではなく、交流電圧から比較的簡単に生成することができる脈流電圧を生成する。したがって、電圧生成回路１０１，１０２が生成する電圧には、光源回路３０１，３０２の駆動電圧未満となる期間が存在する。
点灯装置１００は、２つの電圧生成回路１０１，１０２が生成する電圧が光源回路３０１，３０２の駆動電圧未満となる期間をずらすことにより、２つの光源回路３０１，３０２がともに消灯している期間をできるだけ短くし、チラツキを抑える。
【００１０】
図２は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
光源回路３０１，３０２は、複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路である。光源回路３０１，３０２は、直列に接続したＬＥＤの順方向降下電圧の合計（駆動電圧）以上の電圧を印加した場合に、電流が流れ、ＬＥＤが点灯する。
光源回路３０１（第一の光源回路）の駆動電圧（第一の駆動電圧）は、光源回路３０２（第二の光源回路）の駆動電圧（第二の駆動電圧）より高い。例えば、光源回路３０１の駆動電圧は７０Ｖ、光源回路３０２の駆動電圧は３５Ｖである。例えば、光源回路３０１は、順方向降下電圧が３．５ＶのＬＥＤを２０個直列接続した回路である。例えば、光源回路３０２は、順方向降下電圧が３．５ＶのＬＥＤを１０個直列接続した回路である。なお、光源回路３０２のＬＥＤは、光源回路３０１のＬＥＤと光学的特性がほぼ同じであればよく、電気的特性が同じである必要はない。例えば、光源回路３０２は、順方向降下電圧が２．５ＶのＬＥＤを１４個直列接続した回路であってもよい。このように、光源回路３０１，３０２は、直列接続するＬＥＤの数や、各ＬＥＤの順方向降下電圧の違いにより、光源回路３０１の駆動電圧が光源回路３０２の駆動電圧より大きくなるよう、構成する。
【００１１】
照明器具８００（点灯装置１００）は、更に、全波整流回路１７０を有する。
全波整流回路１７０は、電圧生成回路１０１と電圧生成回路１０２とに共通する部分である。電圧生成回路１０１，１０２とは別に全波整流回路１７０を設けるのではなく、電圧生成回路１０１，１０２のなかにそれぞれ全波整流回路を設ける構成としてもよいが、電圧生成回路１０１，１０２とは別に全波整流回路１７０を設けるほうが、点灯装置１００の部品数を削減できるので、好ましい。
全波整流回路１７０（整流器）は、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して、脈流電圧を生成する。全波整流回路１７０は、例えば、ダイオードブリッジである。
【００１２】
電圧生成回路１０１は、限流回路１１１を有する。
限流回路１１１は、光源回路３０１に流れる電流を制限する。限流回路１１１は、例えば、光源回路３０１に直列接続する限流抵抗Ｒ１１である。限流抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１は、交流電源ＡＣから供給される交流電圧の最大値ＶＡＣ０−ｐと、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１と、光源回路３０１に流す電流の最大値Ｉ１ｐｅａｋとに基づいて、以下の算出式により算出する。
【数１１】
2011023231.tif 000003
例えば、交流電源ＡＣから供給される交流電圧の実効値が１００Ｖ（最大値ＶＡＣ０−ｐは１４１Ｖ）であり、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１が１００Ｖ、光源回路３０１を流れる電流を最大５００ｍＡとしたい場合であれば、限流抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１は、約８３Ωに設定する。
【００１３】
電圧生成回路１０２は、限流回路１１２、判定回路１２２、スイッチング回路１６２を有する。
限流回路１１２は、限流回路１１１と同様、光源回路３０２に流れる電流を制限する。限流回路１１２は、例えば、光源回路３０２に直接接続する限流抵抗Ｒ１２である。
なお、限流回路１１１，１１２は、抵抗ではなく、コイルやコンデンサなどにより構成してもよい。そうすれば、限流回路１１１，１１２における電力損失をなくすことができる。また、限流回路１１１，１１２は、抵抗・コイル・コンデンサなどを組み合わせたインピーダンス回路であってもよい。
【００１４】
判定回路１２２は、光源回路３０１のＬＥＤが点灯しているか否かを判定する。判定回路１２２は、例えば、フォトトランジスタＱ２２、分圧抵抗Ｒ３２，Ｒ４２、コンデンサＣ５２を有する。フォトトランジスタＱ２２、分圧抵抗Ｒ４２、コンデンサＣ５２は、互いに並列に電気接続し、分圧抵抗Ｒ３２と直列に電気接続している。フォトトランジスタＱ２２は、光源回路３０１のＬＥＤが発する光を受光してオンオフする。光源回路３０１のＬＥＤが点灯している場合、フォトトランジスタＱ２２がオンになるので、分圧抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ５２の両端が短絡し、コンデンサＣ５２の両端電圧は０になる。光源回路３０１のＬＥＤが消灯している場合、フォトトランジスタＱ２２がオフになるので、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧を、分圧抵抗Ｒ３２，Ｒ４２で分圧した電圧が、コンデンサＣ５２に充電される。このように、光源回路３０１のＬＥＤが点灯しているか否かにより、コンデンサＣ５２の両端電圧が変化する。
【００１５】
スイッチング回路１６２は、判定回路１２２の判定結果に基づいてオンオフするスイッチであり、光源回路３０２に直列に電気接続されている。スイッチング回路１６２は、例えば、バイポーラトランジスタなどのスイッチング素子Ｑ６２である。スイッチング素子Ｑ６２のベース−エミッタ間には、コンデンサＣ５２が電気接続されている。光源回路３０１のＬＥＤが点灯していると判定回路１２２が判定した場合、コンデンサＣ５２の両端電圧が０になるので、スイッチング素子Ｑ６２がオフになる。光源回路３０１のＬＥＤが消灯していると判定回路１２２が判定した場合、コンデンサＣ５２の両端電圧が上昇し、スイッチング素子Ｑ６２がオンになる。
したがって、光源回路３０２のＬＥＤは、光源回路３０１のＬＥＤが消灯している場合のみ点灯し、光源回路３０１のＬＥＤが点灯している場合は点灯しない。
【００１６】
限流抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ２は、限流抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１を算出したのと同様にして算出し、設定する。限流抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ２は、光源回路３０１，３０２の駆動電圧Ｖ１，Ｖ２と、光源回路３０２に流す電流の最大値Ｉ２ｐｅａｋとに基づいて設定する。全波整流回路１７０が生成する脈流電圧が光源回路３０１の駆動電圧以上であれば、光源回路３０１のＬＥＤが点灯するので、スイッチング回路１６２がオフになり、光源回路３０２には電圧が印加されない。したがって、光源回路３０２に印加される可能性のある電圧の最大値は、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１である。したがって、限流抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ２は、以下の算出式により算出する。
【数１２】
2011023231.tif 000004
例えば、光源回路３０１の駆動電圧が１００Ｖ、光源回路３０２の駆動電圧が５０Ｖ、光源回路３０２を流れる電流を最大５００ｍＡとしたい場合であれば、限流抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ２は、約１００Ωに設定する。
【００１７】
図３は、この実施の形態における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図である。
横軸は時刻ｔを表わす。曲線５１１は、全波整流回路１７０が生成する脈流電圧ｖ０を表わす。曲線５２１は、光源回路３０１を流れる電流ｉ１を表わす。曲線５２２は、光源回路３０２を流れる電流ｉ２を表わす。曲線５３１は、光源回路３０１，３０２のＬＥＤの明るさの合計ｌｍを表わす。
脈流電圧ｖ０が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１以上である場合、光源回路３０１に電流ｉ１が流れる。限流抵抗Ｒ１１の働きにより、電流ｉ１は、脈流電圧ｖ０と駆動電圧Ｖ１との差に比例する電流に制限される。判定回路１２２が光源回路３０１の点灯を検出し、スイッチング回路１６２がオフになるので、光源回路３０１の電流ｉ２は０である。
【００１８】
脈流電圧ｖ０が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１未満である場合、光源回路３０１の電流ｉ１は０になる。判定回路１２２が光源回路３０１の消灯を検出し、スイッチング回路１６２がオンになる。
ここで、脈流電圧ｖ０が光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２以上であれば、光源回路３０２に電流ｉ２が流れる。限流抵抗Ｒ１２の働きにより、電流ｉ２は、脈流電圧ｖ０と駆動電圧Ｖ２との差に比例する電流に制限される。
脈流電圧ｖ０が光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２未満である場合は、スイッチング回路１６２がオンであっても、光源回路３０２の電流ｉ２は０である。
【００１９】
各ＬＥＤの明るさは、各ＬＥＤにおける消費電力にほぼ比例する。すなわち、各ＬＥＤにおける順方向降下電圧と各ＬＥＤを流れる電流との積にほぼ比例する。光源回路３０１，３０２のＬＥＤの明るさの合計ｌｍは、光源回路３０１，３０２のＬＥＤにおける消費電力の合計にほぼ比例する。
【００２０】
限流回路１１１として抵抗を用いる場合、限流抵抗Ｒ１１に、全波整流回路１７０が生成する脈流電圧ｖ０と光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１との差にあたる電圧が印加され、ＬＥＤの点灯に寄与しない電力損失が発生されるので、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１は、なるべく高いほうが望ましい。また、必要な光量を確保するという観点から見ても、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１が高いほうが、光源回路３０１のＬＥＤにおける消費電力を大きくすることができるので望ましい。
他方、光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１が高いと、全波整流回路１７０が生成する脈流電圧ｖ０が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１未満となり光源回路３０１が消灯する期間が長くなる。
【００２１】
この実施の形態における点灯装置１００は、光源回路３０１のＬＥＤが消灯している期間に、光源回路３０１よりも駆動電圧が低い光源回路３０２のＬＥＤを点灯するので、２つの光源回路３０１，３０２のＬＥＤがともに消灯している期間が短くなり、チラツキを抑えることができる。
また、全波整流回路１７０が生成する脈流電圧ｖ０が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１以上であり、光源回路３０１のＬＥＤが点灯している場合には、スイッチング回路１６２がオフになり、光源回路３０２を消灯するので、光源回路３０２が点灯する期間を長くするため、光源回路３０２の駆動電圧を低くしても、限流抵抗Ｒ１２における電力損失を抑えることができる。
【００２２】
例えば、交流電源ＡＣの交流電圧が実効値１００Ｖ、光源回路３０１の駆動電圧が１００Ｖ、光源回路３０２の駆動電圧が５０Ｖ、限流抵抗Ｒ１１の抵抗値が８３Ω、限流抵抗Ｒ１２の抵抗値が１００Ωの場合、光源回路３０１及び光源回路３０２での消費電力の合計が約２０Ｗ、限流抵抗Ｒ１１及び限流抵抗Ｒ１２での電力損失の合計が約７．８Ｗとなり、電力利用効率は約７２％である。
これとほぼ同じ点灯期間及び明るさを、電圧生成回路１０２及び光源回路３０２を設けず、光源回路３０１だけで確保しようとすると、光源回路３０１の駆動電圧を５０Ｖにし、限流抵抗Ｒ１１の抵抗値を２８０Ωにする必要があり、その場合、光源回路３０１での消費電力が約２０Ｗ、限流抵抗Ｒ１１での電力損失が約１１．８Ｗとなり、電力利用効率は約４１％になる。
【００２３】
このように、この実施の形態における点灯装置１００は、製造コストの低い簡易な構成でありながら、すべての光源が消灯している期間を短くしてチラツキを抑えることができ、なおかつ、電力効率が高い。
【００２４】
なお、フォトトランジスタＱ２２に代えて、光源回路３０１と直列に電気接続した発光ダイオードを有するフォトカプラを用いる構成としてもよい。その場合、光源回路３０２のＬＥＤやその他の外光の影響を排除できるので好ましい。
また、フォトトランジスタＱ２２に代えて、バイポーラトランジスタなどのスイッチング素子を設け、光源回路３０１と直列に電気接続した抵抗により、光源回路３０１を流れる電流を検出し、抵抗の両端電圧をスイッチング素子の入力とすることで、光源回路３０１の点灯消灯を判定する構成としてもよい。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態２について、図４〜図５を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
図４は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
照明器具８００は、３つの光源回路３０１〜３０３を有する。また、照明器具８００（点灯装置１００）は、３つの電圧生成回路１０１〜１０３を有する。
光源回路３０３の駆動電圧は、光源回路３０２の駆動電圧よりも更に低い。例えば、光源回路３０１の駆動電圧は１２０Ｖ、光源回路３０２の駆動電圧は８０Ｖ、光源回路３０３の駆動電圧は４０Ｖである。
電圧生成回路１０３は、電圧生成回路１０２と同様、限流回路１１３、判定回路１２３、スイッチング回路１６３を有する。
限流回路１１３は、光源回路３０３を流れる電流を制限する。限流回路１１３は、例えば、光源回路３０３と直列に電気接続した限流抵抗Ｒ１３である。
判定回路１２３は、光源回路３０２のＬＥＤが点灯しているか否かを判定する。
電圧生成回路１０３は、スイッチング回路１６２を介して、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧を入力する。したがって、電圧生成回路１０３は、スイッチング回路１６２がオフの場合、動作せず、スイッチング回路１６２がオンの場合のみ動作する。電圧生成回路１０３は、スイッチング回路１６２がオンであり、かつ、光源回路３０２のＬＥＤが消灯している場合に、光源回路３０３を点灯する電圧を生成する。
【００２７】
図５は、この実施の形態における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図である。
曲線５２３は、光源回路３０３を流れる電流ｉ３を表わす。
【００２８】
全波整流回路１７０が生成した脈流電圧ｖ０が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１未満である場合、判定回路１２２が光源回路３０１の消灯を検出して、スイッチング回路１６２がオンになるので、電圧生成回路１０３が動作する。
脈流電圧ｖ０が光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２以上であれば、光源回路３０２が点灯する。判定回路１２３が光源回路３０２の点灯を検出して、スイッチング回路１６３がオフになり、光源回路３０３は消灯する。
【００２９】
脈流電圧ｖ０が光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２未満であれば、光源回路３０２が消灯し、判定回路１２３が光源回路３０２の消灯を検出するので、スイッチング回路１６３がオンになる。
脈流電圧ｖ０が光源回路３０３の駆動電圧Ｖ３以上の場合、光源回路３０３に電流ｉ３が流れる。
脈流電圧ｖ０が光源回路３０３の駆動電圧Ｖ３未満の場合、光源回路３０３の電流ｉ３は０になる。
【００３０】
このように、電圧生成回路１０１〜１０３及び光源回路３０１〜３０３をそれぞれ３つずつ設けることにより、最も駆動電圧が低い光源回路３０３の駆動電圧を更に低くすることができるので、光源回路３０１〜３０３すべてが消灯している期間を更に短くすることができる。また、最も駆動電圧が高い光源回路３０１の駆動電圧を更に高くすることができ、各光源回路３０１〜３０３の駆動電圧の差を小さくすることができるので、限流抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３で損失する電力を更に少なくすることができる。
【００３１】
例えば、交流電源ＡＣの交流電圧が実効値１００Ｖ、光源回路３０１の駆動電圧が１２０Ｖ、光源回路３０２の駆動電圧が８０Ｖ、光源回路３０３の駆動電圧が４０Ｖ、限流抵抗Ｒ１１の抵抗値が４７Ω、限流抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の抵抗値が８７Ωの場合、光源回路３０１〜３０３での消費電力の合計が約２０Ｗ、限流抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３での電力損失の合計が約４．９Ｗとなり、電力利用効率が約８０％になる。
【００３２】
なお、電圧生成回路及び光源回路の数を、更に多くしてもよい。そうすれば、すべての光源回路が消灯している期間を更に短くすることができるとともに、電力利用効率を更に高くすることができる。
【００３３】
実施の形態３．
実施の形態３について、図６〜図７を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図６は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
照明器具８００は、光源回路３０１に代えて、光源回路３０４を有する。光源回路３０４は、光源回路３０１，３０２と同様、複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路である。
電圧生成回路１０１が生成した電圧は、光源回路３０２と光源回路３０４とを直列に電気接続した回路に印加される。
判定回路１２２は、光源回路３０４が点灯しているか否かを判定し、スイッチング回路１６２をオンオフする。
【００３５】
図７は、この実施の形態における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図である。
曲線５２４は、光源回路３０４を流れる電流ｉ４を表わす。
【００３６】
全波整流回路１７０が生成した脈流電圧が光源回路３０２の駆動電圧と光源回路３０４の駆動電圧との合計より低い場合、光源回路３０４のＬＥＤは点灯しない。光源回路３０４のＬＥＤが消灯していると判定回路１２２が判定し、スイッチング回路１６２をオンにする。全波整流回路１７０が生成した脈流電圧が光源回路３０２の駆動電圧より高ければ、光源回路３０２のＬＥＤが点灯する。
全波整流回路１７０が生成した脈流電圧が上昇して、光源回路３０２の駆動電圧と光源回路３０４の駆動電圧との合計以上になると、限流抵抗Ｒ１２における電圧降下が光源回路３０４の駆動電圧以上になり、光源回路３０４のＬＥＤが点灯する。光源回路３０４のＬＥＤが点灯していると判定回路１２２が判定し、スイッチング回路１６２をオフにする。光源回路３０２には、光源回路３０４を流れる電流と同じ電流が流れるので、光源回路３０２のＬＥＤは、点灯を続ける。
【００３７】
このように、光源回路３０１に代えて、光源回路３０４を設け、電圧生成回路１０１が生成した電圧を光源回路３０２と光源回路３０４との直列回路に印加する構成としても、実施の形態１と同様の効果を奏する。それに加えて、光源回路のＬＥＤの数の合計を少なくすることができる。
なお、このようにしてＬＥＤの合計数を少なくする構成は、実施の形態２で説明した光源回路が３つ以上ある構成にも応用が可能である。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４について、図８を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
図８は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
判定回路１２２は、光源回路３０１が点灯しているか否かを判定するのではなく、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧の瞬時値が所定の閾値電圧以上であるか否かを判定する。判定回路１２２は、例えば、フォトトランジスタＱ２２に代えて、スイッチング素子Ｑ６４を有し、更に、定電圧ダイオードＺ２４、２つの分圧抵抗Ｒ３４，Ｒ４４、コンデンサＣ５４を有する。スイッチング素子Ｑ６４は、例えば、バイポーラトランジスタである。定電圧ダイオードＺ２４及び２つの分圧抵抗Ｒ３４，４４は、直列に電気接続している。コンデンサＣ５４は、分圧抵抗Ｒ４４に並列に電気接続しているとともに、スイッチング素子Ｑ６４のベース−エミッタ間に電気接続している。
全波整流回路１７０が生成した脈流電圧が定電圧ダイオードＺ２４の降伏電圧以上の場合、定電圧ダイオードＺ２４を電流が流れ、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧とＺ定電圧ダイオードＺ２４の降伏電圧との差を分圧抵抗Ｒ３４，Ｒ４４で分圧した電圧が、コンデンサＣ５４に充電され、スイッチング素子Ｑ６４がオンになる。
全波整流回路１７０が生成した脈流電圧が定電圧ダイオードＺ２４の降伏電圧未満の場合、定電圧ダイオードＺ２４を電流が流れず、コンデンサＣ５４が分圧抵抗Ｒ４４を介して放電するので、スイッチング素子Ｑ６４がオフになる。
したがって、判定回路１２２は、定電圧ダイオードＺ２４の降伏電圧を閾値電圧とし、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧の瞬時値が閾値電圧以上の場合、スイッチング回路１６２をオフにし、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧の瞬時値が閾値電圧未満の場合、スイッチング回路１６２をオンにする。
【００４０】
このように、光源回路３０１のＬＥＤが点灯しているか否かを判定回路１２２が判定するのではなく、全波整流回路１７０が生成した脈流電圧と閾値電圧との大小関係を判定回路１２２が判定する構成としても、判定のための閾値電圧が光源回路３０１の駆動電圧とほぼ同じに設定すれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。また、閾値電圧を光源回路３０１の駆動電圧より少し高めに設定すれば、光源回路３０１のＬＥＤがある程度の暗さになったときに光源回路３０２のＬＥＤを点灯することができる。このように、光源回路３０１のＬＥＤと光源回路３０２のＬＥＤとが両方とも点灯する期間を設けることにより、更に、チラツキ感を少なくすることができる。
なお、このように、判定回路１２２が脈流電圧と所定の閾値電圧とを比較する構成は、実施の形態２で説明した光源回路が３つ以上ある構成や、実施の形態３で説明したＬＥＤの合計数を少なくする構成にも、応用が可能である。実施の形態２で説明した光源回路が３つ以上ある構成に応用する場合、複数の判定回路すべてを、この実施の形態で説明した構成としてもよいし、判定回路のうちの１つまたはいくつかのみを、この実施の形態で説明した構成としてもよい。
【００４１】
実施の形態５．
実施の形態５について、図９〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
図９は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
電圧生成回路１０１は、限流回路１１５、全波整流回路１７１を有する。電圧生成回路１０２は、限流回路１１６、全波整流回路１７２を有する。
なお、光源回路３０１の駆動電圧と光源回路３０２の駆動電圧とは、いずれが大きくてもよいし、同じであってもよい。例えば、光源回路３０１及び光源回路３０２の駆動電圧は、ともに１００Ｖである。
【００４３】
全波整流回路１７１，１７２は、限流回路１１５あるいは限流回路１１６を介して、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して、脈流電圧を生成する。全波整流回路１７１，１７２が生成した脈流電圧は、光源回路３０１あるいは光源回路３０２に印加される。
限流回路１１５（限流素子）は、光源回路３０１を流れる電流を制限する。限流回路１１５は、例えば、全波整流回路１７１を介して光源回路３０１と直列に電気接続した限流コイルＬ１５である。
限流回路１１６（限流素子）は、光源回路３０２を流れる電流を制限する。限流回路１１６は、例えば、全波整流回路１７２を介して光源回路３０２と直列に電気接続した限流コンデンサＣ１６である。
【００４４】
限流回路１１５，１１６を抵抗ではなく、限流コイルＬ１５や限流コンデンサＣ１６で構成することにより、限流回路１１５，１１６における電力損失をなくすことができる。また、限流回路１１５（位相制御回路、逆移相回路）が限流コイルＬ１５などの誘導性インピーダンスであることにより、全波整流回路１７１が入力する交流電圧は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧よりも、位相が遅れた電圧となる。限流回路１１６（位相制御回路、移相回路）が限流コンデンサＣ１６などの容量性インピーダンスであることにより、全波整流回路１７２が入力する交流電圧は、逆に、交流電源ＡＣから供給された交流電圧よりも、位相が進んだ電圧となる。
【００４５】
図１０は、この実施の形態における照明器具８００の各部の電圧などを示すグラフ図である。
細い曲線５１２は、交流電源ＡＣから供給される交流電圧を表わす。曲線５１３は、全波整流回路１７１が入力する交流電圧ｖ１を表わす。曲線５１４は、全波整流回路１７２が入力する交流電圧ｖ２を表わす。
【００４６】
交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１未満である場合、光源回路３０１に電流が流れず、限流コイルＬ１５にも電流が流れない。
交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値が光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１以上になると、交流電源ＡＣから供給された交流電圧と光源回路３０１の駆動電圧Ｖ１との差にあたる電圧が限流コイルＬ１５に印加され、光源回路３０１を流れる電流ｉ１は、限流コイルＬ１５の働きにより増加を制限されつつ、大きくなっていく。
その後、交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値が光源回路３０１の駆動電圧未満になると、光源回路３０１を流れる電流ｉ１は、すぐに０にはならず、限流コイルＬ１５の働きにより減少を制限されつつ、小さくなっていき、少し遅れて０になる。
このように、限流回路１１５が限流コイルＬ１５であることにより、限流回路が抵抗である場合よりも位相が遅れた電流が、光源回路３０１に流れる。
【００４７】
交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値が光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２以上である場合、交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値と光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２との差にあたる電圧が限流コンデンサＣ１６に充電される。
交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値がピークを過ぎると、限流コンデンサＣ１６が放電されないので、光源回路３０２に印加される電圧は、交流電源ＡＣから供給された電圧の絶対値から限流コンデンサＣ１６に充電された電圧を差し引いた電圧となる。したがって、光源回路３０２に印加される電圧は、光源回路３０２の駆動電圧Ｖ２未満となり、光源回路３０２を流れる電流ｉ２は０になる。
交流電源ＡＣから供給された交流電圧がゼロクロスすると、光源回路３０２に印加される電圧は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値に限流コンデンサＣ１６に充電された電圧を加えた電圧となる。このため、交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値が光源回路３０２の駆動電圧に達するよりも前に、交流電源ＡＣから供給された交流電圧の絶対値と限流コンデンサＣ１６に充電された電圧との合計電圧が光源回路３０２の駆動電圧以上になり、その時点で、光源回路３０２に電流が流れ始める。
このように、限流回路１１６が限流コンデンサＣ１６であることにより、限流回路が抵抗である場合よりも位相が進んだ電流が、光源回路３０２に流れる。
【００４８】
これにより、光源回路３０１のＬＥＤが点灯する期間は少し遅れ、光源回路３０２のＬＥＤが点灯する期間は少し早まり、両者の点灯期間の間にずれが生じる。したがって、２つの光源回路３０１，３０２がともに消灯している期間は、短くなる。
また、交流電源ＡＣから見て、電圧生成回路１０１が誘導性の負荷であり、電圧生成回路１０２が容量性の負荷であって、電圧生成回路１０１と電圧生成回路１０２とが並列に接続していることから、両者のリアクタンス成分が打ち消しあい、照明器具８００は、全体として、交流電源ＡＣから見て、リアクタンス成分の小さい負荷となる。したがって、照明器具８００が消費する電力の力率が改善される。
【００４９】
実施の形態６．
実施の形態６について、図１１を用いて説明する。
なお、実施の形態５と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
図１１は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
電圧生成回路１０１は、実施の形態５と比較して、全波整流回路１７１と限流回路１１５との順序が逆である。すなわち、全波整流回路１７１は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成し、全波整流回路１７１が生成した脈流電圧は、限流回路１１５を介して、光源回路３０１に印加する。
限流回路１１５（位相制御回路、逆移相回路）は、実施の形態５の限流回路１１５と同様、光源回路３０１を流れる電流を制限するとともに、光源回路３０１を流れる電流の位相を遅らせて、光源回路３０１が点灯する時期を遅くする。限流回路１１５は、例えば、平滑コンデンサＣ２５、限流抵抗Ｒ３５を有する。
平滑コンデンサＣ２５は、全波整流回路１７１が生成した脈流電圧により充電される。限流抵抗Ｒ３５は、光源回路３０１を流れる電流を制限する。全波整流回路１７１が生成した脈流電圧が光源回路３０１の駆動電圧より低くなっても、平滑コンデンサＣ２５に充電された電圧が光源回路３０１の駆動電圧より高ければ、光源回路３０１には、限流抵抗Ｒ３５を介して、平滑コンデンサＣ２５から電流が供給される。
【００５１】
このようにして、光源回路３０１のＬＥＤの点灯期間を遅らせる構成としても、実施の形態５と同様、２つの光源回路３０１のＬＥＤがともに消灯している期間を短くすることができる。
また、限流回路１１５にコイルを使用する構成の場合、交流電源ＡＣの周波数が例えば５０Ｈｚ〜６０Ｈｚというように比較的低い周波数だと、光源回路３０１を流れる電流を制限するため、例えば数１００ｍＨ程度の大きなコイルが必要になる。これに対し、平滑コンデンサＣ２５は、全波整流回路１７１が生成する脈流電圧のリプルを除去することを目的として設けられるものではなく、光源回路３０１に供給される電流の位相を遅らせることを目的として設けられるものであるから、通常用いられる平滑コンデンサよりも容量の小さいコンデンサでよい。したがって、比較的安価な部品で限流回路１１５を構成することができる。
【００５２】
このように、限流回路１１５は、光源回路３０１を流れる電流を制限しつつ、光源回路３０１を流れる電流の位相を遅らせることができる回路であれば、任意の回路でよい。
また、限流回路１１６（位相制御回路、移相回路）も同様に、光源回路３０２を流れる電流を制限しつつ、光源回路３０１を流れる電流の位相を進ませることができる回路であれば、任意の回路でよい。
また、限流回路１１５または限流回路１１６のいずれか一方は、例えば抵抗など、光源回路を流れる電流の位相はそのまま、光源回路を流れる電流を制限する機能だけを有する回路であってもよい。
【００５３】
更に、電圧生成回路における全波整流回路と限流回路（位相制御回路、移相回路、逆移相回路）との順序はどちらが先でもよい。すなわち、この実施の形態の電圧生成回路１０１のように、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を全波整流回路が全波整流して脈流電圧を生成し、限流回路を介して光源回路に供給する構成であってもよいし、この実施の形態の電圧生成回路１０２や実施の形態５の電圧生成回路１０１，１０２のように、ＡＣから供給された交流電圧を、限流回路を介して全波整流回路が入力し、全波整流して生成した脈流電圧を、光源回路に供給する構成であってもよい。更に、全波整流回路の前後両方に、限流回路を設ける構成であってもよい。
また、電圧生成回路１０１，１０２が、ともに、全波整流回路が前段、限流回路が後段という構成である場合、実施の形態１のように、全波整流回路を共通化した構成としてもよい。
【００５４】
実施の形態７．
実施の形態７について、図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態５と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
図１２は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
光源回路３０１，３０２は、複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路２つを逆並列に電気接続した回路である。したがって、光源回路３０１，３０２には、逆方向に電流を流すこともできる。
これにより、電圧生成回路１０１，１０２は、全波整流回路を有する必要がない。すなわち、電圧生成回路１０１は、限流回路１１５（位相制御回路、逆移相回路）のみからなり、電圧生成回路１０２は、限流回路１１６（位相制御回路、移相回路）のみからなる。
このような構成とした場合でも、実施の形態５と同様の効果を奏する。更に、電圧生成回路１０１，１０２の部品点数を少なくすることができる。また、各ＬＥＤが点灯する時間が半分になるので、光源回路３０１，３０２の寿命が延びる。
【００５６】
実施の形態８．
実施の形態８について、図１３を用いて説明する。
なお、実施の形態５と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図１３は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
照明器具８００は、光源回路３０１，３０２に代えて、光源回路３０５を有する。光源回路３０５は、光源回路３０１，３０２と同様、複数のＬＥＤを直列に電気接続したものである。光源回路３０５は、光源回路３０１，３０２と異なり、電圧生成回路１０１，１０２に共通の負荷である。
負荷を共通化したことに伴い、全波整流回路１７１，１７２を構成するダイオードブリッジの４つの整流素子のうち２つを共通化して、整流回路１７５とし、残りの２つの整流素子からなる整流回路１７３，１７４のみを、電圧生成回路１０１，１０２それぞれのなかに残す。すなわち、照明器具８００（点灯装置１００）は、更に、整流回路１７５を有し、整流回路１７５は、２つの整流ダイオードＤ７５，Ｄ８５を有する。電圧生成回路１０１は、限流回路１１５（位相制御回路、逆移相回路）、整流回路１７３を有し、整流回路１７３は、２つの整流ダイオードＤ７３，Ｄ８３を有する。電圧生成回路１０２は、限流回路１１６（位相制御回路、移相回路）、整流回路１７４を有し、整流回路１７４は、２つの整流ダイオードＤ７４，Ｄ８４を有する。
整流回路１７３及び整流回路１７４により、２つの電圧生成回路１０１，１０２が生成する電圧は分離されているので、光源回路３０５には、２つの電圧生成回路１０１，１０２が生成する電圧のうち、絶対値が高いほうの電圧が印加される。
このような構成とした場合でも、実施の形態５と同様の効果を奏する。更に、光源回路のＬＥＤの数の合計を少なくすることができる。
【００５８】
実施の形態９．
実施の形態９について、図１４を用いて説明する。
なお、実施の形態８と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
図１４は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
光源回路３０５は、実施の形態７の光源回路３０１，３０２と同様、複数のＬＥＤを直列に電気接続した回路２つを逆並列に電気接続した回路である。
これにより、照明器具８００（点灯装置１００）は、整流回路１７５を有する必要がない。なお、整流回路１７３，１７４は、２つの電圧生成回路１０１，１０２の出力を分離するために必要である。
このような構成とした場合でも、実施の形態８と同様の効果を奏する。更に、実施の形態７と同様の効果も奏する。
【００６０】
実施の形態１０．
実施の形態１０について、図１５を用いて説明する。
なお、実施の形態８と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
図１５は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す電気回路図である。
照明器具８００は、更に、光源回路３０３を有する。光源回路３０３の駆動電圧は、光源回路３０５の駆動電圧より低い。
また、照明器具８００（点灯装置１００）が、更に、全波整流回路１７６、電圧生成回路１０３を有する。
全波整流回路１７６は、実施の形態１で説明した全波整流回路１７０と同様、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して、脈流電圧を生成する。
電圧生成回路１０３は、実施の形態１で説明した電圧生成回路１０２や、実施の形態２で説明した電圧生成回路１０２，１０３と同様、光源回路３０５のＬＥＤが消灯している場合のみ、全波整流回路１７６が生成した脈流電圧を光源回路３０３に印加する。電圧生成回路１０３は、限流回路１１３、判定回路１２３、スイッチング回路１６３を有する。限流回路１１３は、光源回路３０３を流れる電流を制限する。判定回路１２３は、光源回路３０５のＬＥＤが点灯しているか否かを判定する。スイッチング回路１６３は、判定回路１２３の判定結果にしたがって、オンオフする。
【００６２】
上述したように、限流回路１１５（位相制御回路、逆移相回路）が限流コイルＬ１５により構成され、限流回路１１６（位相制御回路、移相回路）が限流コンデンサＣ１６により構成されているので、限流回路１１５，１１６が抵抗により構成されている場合と異なり、限流回路１１５，１１６における電力損失はない。したがって、光源回路３０５の駆動電圧は比較的低く設定してもよいが、その場合、光源回路３０５を流れる電流を制限するため、比較的大きな限流コイルＬ１５を用いる必要が生じる。限流コイルＬ１５を小さくして部品コストを抑えようとする場合は、光源回路３０５の駆動電圧を比較的高く設定すればよい。
【００６３】
電圧生成回路１０３は、光源回路３０５のＬＥＤが消灯している場合のみ、光源回路３０３に電圧を印加し、光源回路３０３のＬＥＤを点灯する。これにより、光源回路３０５の駆動電圧が比較的高い場合であっても、２つの光源回路３０５，３０３がともに消灯している期間を短くし、チラツキを抑えることができる。
【００６４】
なお、ここでは、実施の形態８で説明した構成に、全波整流回路１７６、電圧生成回路１０３、光源回路３０３を追加する構成について説明したが、もととなる構成は、実施の形態８で説明した構成に限らず、他の実施の形態で説明した構成であってもよい。また、追加する構成も、実施の形態１で説明した構成に限らず、他の実施の形態で説明した構成であってもよい。このように、実施の形態１〜実施の形態９で説明した構成を適宜組み合わせた構成とすることにより、各実施の形態の効果を相乗し、更に顕著な効果を奏するよう構成することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  点灯装置、１０１，１０２，１０３  電圧生成回路、１１１，１１２，１１３，１１５，１１６  限流回路、１２２，１２３  判定回路、１６２，１６３  スイッチング回路、１７０，１７１，１７２，１７６  全波整流回路、１７３，１７４，１７５  整流回路、３０１，３０２，３０３，３０４，３０５  光源回路、５１１，５１２，５１３，５１４，５２１，５２２，５２３，５３１  曲線、８００  照明器具、ＡＣ  交流電源、Ｃ２５  平滑コンデンサ、Ｃ５２，Ｃ５４  コンデンサ、Ｃ１６  限流コンデンサ、Ｄ７３，Ｄ７４，Ｄ７５，Ｄ８３，Ｄ８４，Ｄ８５  整流ダイオード、Ｌ１５  限流コイル、Ｑ２２  フォトトランジスタ、Ｑ６２，Ｑ６４  スイッチング素子、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３  限流抵抗、Ｒ３２，Ｒ３４，Ｒ４２，Ｒ４４  分圧抵抗、Ｒ３５  限流抵抗、Ｚ２４  定電圧ダイオード。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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