(57)【要約】【課題】従来のマイコンの処理能力のままでも、ＰＷＭ信号生成時のオンデューティを高い分解能でデジタル調整することが可能な照明用電源装置を提供すること。【解決手段】照明用電源装置１０は、スイッチング電源回路４と、そのスイッチング素子５にＰＷＭ信号を発振するＰＷＭ制御回路８とを備える。ＰＷＭ制御回路８は、オンデューティの指令値を決定するデジタル演算部１４と、その指令値に応じた矩形波を生成する矩形波生成部１６とを有する。デジタル演算部１４は、ビット数で定められるオンデューティの分解能に基づいて生成し得るオンデューティの概算値を算出する。矩形波生成部１６は、オンデューティの概算値に基づく矩形波を生成する。デジタル演算部１４は、オンデューティの概算値で生成される矩形波の列をグループ分けし、各グループ内の少なくとも１つの矩形波のオンデューティをその分解能の単位で増減させるように構成される。【選択図】      図１
2019050088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源に電力を供給するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路に設けられたスイッチング素子にパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発振して該スイッチング素子をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御回路と、
を備えて構成される照明用電源装置であって、
前記ＰＷＭ制御回路は、前記ＰＷＭ信号のデューティ指令値を決定するためのデジタル演算部と、前記デューティ指令値に応じた矩形波を生成するための矩形波生成部と、を有し、
前記デジタル演算部は、該デジタル演算部のビット数で定められるデューティの分解能に基づいて、該分解能で生成し得るデューティ概算値を算出するように構成され、
前記矩形波生成部は、前記デューティ概算値に基づく矩形波を繰り返し生成するように構成され、
前記デジタル演算部は、さらに、前記デューティ指令値および前記デューティ概算値の差分を補償するために、前記デューティ概算値で生成される矩形波の列を複数の矩形波ごとにグループ分けし、各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のデューティを該デューティの前記分解能の単位で増減させるように構成されている、
ことを特徴とする照明用電源装置。
【請求項２】
照明用のスイッチング電源回路へのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するためのプログラムであって、
デジタル演算部および矩形波生成部を有して構成されるコンピュータに対し、
前記ＰＷＭ信号のデューティ指令値を決定する指令値決定ステップと、
前記デジタル演算部のビット数で定められるデューティの分解能に基づき、該分解能で生成し得るデューティ概算値を算出する概算値算出ステップと、
前記矩形波生成部に対して、前記デューティ概算値に基づく矩形波を繰り返し生成するように指令する矩形波生成ステップと、
前記矩形波生成ステップと同時に、前記デューティ指令値および前記デューティ概算値の差分を補償する差分補償ステップと、
を実行させ、
前記差分補償ステップでは、前記デューティ概算値で生成される矩形波の列を複数の矩形波ごとにグループ分けし、前記矩形波生成部に対して、各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のデューティを該デューティの前記分解能の単位で増減させるように指令する、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイコンによるＰＷＭ制御を実行可能な照明用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子などの発光体を用いた照明器具が汎用の照明器具分野に広まっている。特に、ＬＥＤ素子は、小さな電流でも点灯維持できるものが多くあり、また、実際の点灯電流は小さいのに人の視覚ではそれ程暗く感じられないという事情もあって、ゼロ付近から１００パーセントまでの広範囲での連続調光を可能にする照明器具のニーズがある。
【０００３】
照明器具の電源装置は、ＬＥＤ素子の順方向電圧と順方向電流の特性上、基本的には定電流制御を要する。そして、安定した連続電流を照明光源（ＬＥＤ素子）に供給するために、インダクタンス素子、スイッチング素子および電解コンデンサなどの蓄電素子からなるスイッチング電源回路の構成が、電源装置として一般的である。
【０００４】
また、スイッチング電源回路のスイッチング素子の動作を制御する制御回路として、通常はＰＷＭ制御回路が用いられる。ＰＷＭ制御回路は、オン期間を可変とする矩形波信号（ＰＷＭ信号と呼ぶ。）を繰り返し発振して、スイッチング素子をオンオフ動作させる。そして、外部からの調光信号に連動して、ＰＷＭ信号のオンデューティを変化させることで、調光信号に応じた照明器具の光出力が得られる。
【０００５】
最近では、ＰＷＭ制御回路をデジタル制御構成とするものが増えてきた。従来のアナログ制御によるＰＷＭ信号には、制御回路中のコンデンサや抵抗などの素子毎の特性の誤差に起因した制御特性のバラツキが生じる。これに対して、デジタル制御構成であれば、係数の設定によって制御回路の特性を定めているため、制御回路ごとの特性のバラツキがほとんど生じない。
【０００６】
デジタルＰＷＭ制御回路は、通常、Ａ／Ｄ変換部、デジタル演算部（ＣＰＵ）、ＰＷＭタイマー部、記憶部などから構成され、これら全体をマイクロ・コントローラー・ユニット（ＭＣＵ）と呼ぶ。本書ではマイコンと略す。例えば、ＣＰＵによるプログラムの実行によって、Ａ／Ｄ変換部が、外部からの調光信号や、電源装置の負荷電圧などのフィードバック信号などをデジタル値として読み取る。デジタル演算部は、読み取られた入力値に基づいて、スイッチングのオンデューティ値を算出する。そして、ＰＷＭタイマー部は、オンデューティ値に基づく計時処理を実行して所望のオン期間の矩形波を繰り返し作成し、ＰＷＭ信号として出力する。ＰＷＭ信号は、スイッチング素子のドライバーＩＣなどに送られ、スイッチング素子のオンオフ動作に用いられる。このようなデジタルＰＷＭ制御回路の例示として、特許文献１を挙げる。特許文献１には、スイッチング電源回路上の複数の検出点からの検出電圧値に基づいて、マイコンがオンオフ信号のオン幅をプログラムの数値計算によって決定し、ＬＥＤ素子の定電流制御を実行するＬＥＤ電源装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４‐０３２７４８号公報（図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、マイコンを用いてＰＷＭ制御を実行する際、ビット数の大きいＣＰＵやその周辺機器を備えたマイコンであればよいが、システム設計の簡略化や製造コストを抑えるなどの目的で、ビット数を抑えた８ビットや１６ビット等の汎用マイコンを積極的に利用したい場合もある。ここで「ビット数」は、通常、ＣＰＵのデータバスのデータ幅、あるいは、ＣＰＵが一度で処理できるデータ幅で定義される。
【０００９】
一方、上記のような汎用マイコンを用いる場合、例えば１００ＫＨｚ前後の高いスイッチング周波数に対応しつつ、生成するＰＷＭ信号のオンデューティの分解能も高い状態に維持するのは困難であり、使用するマイコンの性能によっては、オンデューティの分解能が低くなってしまう場合がある。例えば、８ビットマイコンを使って、１００ＫＨｚのスイッチング周波数を実行する場合、スイッチングの１サイクル（１０μ秒の周期）に８ビット分のクロック数（０〜２５５クロック）を割り当てれば、１クロックの処理時間は１０μ秒÷２５６＝約３９ｎ秒になり、マイコンに要求される処理速度（クロック周波数）の目安になる。また、ＰＷＭ信号の１サイクルの矩形波におけるオンデューティの分解能については、８ビットのクロック数が２５６であることから、１クロック分で調整可能なオンデューティの幅は１００％÷２５６＝約０.３９％になる。オンデューティを約０．３９％刻みで調整するのが、オンデューティの分解能の限度となる。
【００１０】
このように、ＰＷＭ信号生成時のオンデューティの分解能については、オンデューティをどんなに細かく調整しようとしても、マイコンのビット数で定まる１クロック分の増減量（例えば約０.３９％）を１単位として調整するのが限度であった。従って、スイッチングのオンデューティをより高い分解能で調整するには、高い仕様のマイコン（クロック周波数およびビット数）を選ぶ必要があった。
なお、ＰＷＭ制御はオンデューティを調整する場合とオフデューティを調整する場合とがあり、いずれの場合もマイコンの処理能力が同じままでは、デューティをより高い分解能で調整することは困難であった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、従来のマイコンの処理能力のままでも、ＰＷＭ信号生成時のデューティを高い分解能でデジタル調整することが可能な照明用電源装置、および、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明の照明用電源装置は、
照明光源に電力を供給するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路に設けられたスイッチング素子にパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発振して該スイッチング素子をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御回路と、
を備えて構成され、
前記ＰＷＭ制御回路は、前記ＰＷＭ信号のデューティ指令値（例えば３９．９％）を決定するためのデジタル演算部と、前記デューティ指令値に応じた矩形波を生成するための矩形波生成部と、を有し、
前記デジタル演算部は、該デジタル演算部のビット数で定められるデューティの分解能（例えば１％）に基づいて、該分解能で生成し得るデューティ概算値（例えば４０％）を算出するように構成され、
前記矩形波生成部は、前記デューティ概算値（４０％）に基づく矩形波を繰り返し生成するように構成され、
前記デジタル演算部は、さらに、前記デューティ指令値（３９．９％）および前記デューティ概算値（４０％）の差分（０．１％）を補償するために、前記デューティ概算値（４０％）で生成される矩形波の列を複数（例えば１０個）の矩形波ごとにグループ分けし、各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のデューティを該デューティの前記分解能（１％）の単位で増減させる（例えばグループ内の１個の矩形波のデューティ４０％を１％だけ減らす）、ように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
なお、カッコ内の数値は一例である。ここで、「スイッチング電源回路」には、インダクタンス素子、スイッチング素子および蓄電素子からなる各種のチョッパー回路やフライバック式の電力変換回路などが含まれるが、これらに限定されるものではなく、少なくともスイッチング素子のオンオフ動作によって照明光源に所望の電力を供給できる回路が含まれるものとする。
また、ＰＷＭ信号のオンデューティを調整する場合にも、オフデューティを調整する場合にも、本発明を適用することができる。
【００１４】
次に、本発明のプログラムは、照明用のスイッチング電源回路へのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するためのもので、
デジタル演算部および矩形波生成部を有して構成されるコンピュータに対し、
前記ＰＷＭ信号のデューティ指令値を決定する指令値決定ステップと、
前記デジタル演算部のビット数で定められるデューティの分解能に基づき、該分解能で生成し得るデューティ概算値を算出する概算値算出ステップと、
前記矩形波生成部に対して、前記デューティ概算値に基づく矩形波を繰り返し生成するように指令する矩形波生成ステップと、
前記矩形波生成ステップと同時に、前記デューティ指令値および前記デューティ概算値の差分を補償する差分補償ステップと、
を実行させ、
前記差分補償ステップでは、前記デューティ概算値で生成される矩形波の列を複数の矩形波ごとにグループ分けし、前記矩形波生成部に対して、各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のデューティを該デューティの前記分解能の単位で増減させるように指令する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、ＰＷＭ信号を生成する際のデューティ指令値（例えば３９．９％）が、マイコンのビット数で定められるデューティの分解能（例えば１％）では生成できないレベルであっても、まずは、その分解能で生成できるレベルのデューティ概算値（例えば４０％）を算出して矩形波を生成することにした。そして、デューティ指令値（３９．９％）とデューティ概算値（４０％）との差分（０．１％）を補償するために、以下のように、矩形波の列のグループ分けと、グループ内のいくつかの矩形波のデューティの増減処理を実行することにした。すなわち、デューティ概算値（４０％）で生成される矩形波の列は、複数の矩形波ごとにグループ分けされ、各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のデューティが分解能（１％）の単位で増減される。例えば、１０個の矩形波を１グループとして、そのうちの１個の矩形波のデューティだけ３９％にすると、グループの平均デューティは、（４０％×９＋３９％×１）÷１０＝３９．９％となり、デューティ指令値と同じになる。このような矩形波の列をＰＷＭ信号として用いることで、グループ毎の平均デューティは、デューティ指令値と同レベルになり、従来のマイコンの処理能力のままでも、ＰＷＭ信号を生成する際のデューティを高い分解能でデジタル調整することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る照明用電源装置の概略構成図である。
【図２】前記実施形態の処理フロー図である。
【図３】従来のＰＷＭ制御のイメージ図である。
【図４】前記実施形態のＰＷＭ制御のイメージ図である。
【図５】前記実施形態でのＰＷＭ制御の分解能の向上を説明するための図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る調光制御のイメージ図である。
【図７】前記実施形態でのパルス（矩形波）の間引き処理を説明するための図である。
【図８】前記実施形態での光出力（％）とスイッチングのオンデューティ（％）との関係を示すグラフである。
【図９】前記実施形態での光出力（％）と調光信号（％）との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る照明用ＬＥＤ電源の概略構成を図１に示す。照明用ＬＥＤ電源１０は、スイッチング電源回路４と、このスイッチング電源回路４に設けられたスイッチング素子５をオンオフ動作させるドライバーＩＣ６と、このドライバーＩＣ６に向けてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発振することによってスイッチング素子５をＰＷＭ制御するデジタルＰＷＭ制御回路８と、を備えて構成されている。スイッチング電源回路４は、外部の交流電源３からの電力を受けて、照明光源であるＬＥＤ素子２に所定の電流を供給する。
【００１８】
図１にはＬＥＤ素子２のハイサイド側をスイッチングする方式のスイッチング電源回路の構成を示すが、これに限られず、ローサイド側をスイッチングする方式の電源回路でも構わない。また、スイッチング電源回路として、インダクタンス素子、スイッチング素子および蓄電素子からなる各種のチョッパー回路やフライバック式の電力変換回路などを採用してもよい。
【００１９】
デジタルＰＷＭ制御回路８は、ワンチップマイコン等で構成され、外部の調光コントローラなどからの調光信号が入力される。また、スイッチング電源回路４の図示しない検出点の電圧値などがフィードバック（ＦＢ）信号として入力されるようになっている。
【００２０】
デジタルＰＷＭ制御回路８は、調光信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部１２、各種のデジタル演算を担うデジタル演算部（ＣＰＵ）１４、矩形波生成部（ＰＷＭタイマー等）１６、プログラムや各種パラメータを保存する記憶部１８などから構成されている。
【００２１】
デジタル演算部１４は、記憶部１８のプログラムを実行することで、ＰＷＭ信号のオンデューティの指令値を決定する等の各機能が実現されるように構成されている。具体的には、デジタル演算部１４は、オンデューティの指令値（デューティ指令値）の決定部２０と、オンデューティの概算値（デューティ概算値）の算出部２２と、これらの差分を補償するための差分補償部２４と、を含み、差分補償部２４についてはグループ分け部２６およびオンデューティの増減部２８を有している。
【００２２】
矩形波生成部１６は、決定されたオンデューティの指令値に応じた矩形波を生成し、これをドライバーＩＣ６へ繰り返し出力するために設けられている。
【００２３】
以下、本発明に特徴的なデジタルＰＷＭ制御回路８の具体的な演算処理のフローについて図２を用いて説明する。一連の演算処理は、デジタル演算部１８が記憶部１８のプログラムを実行することによって開始される。
【００２４】
まず、図２のＡ／Ｄ変換ステップ（Ｓ１０）では、アナログ電圧の調光信号（例えば５０．１％）がＡ／Ｄ変換部１２でデジタル値に変換される。また、スイッチング電源回路４の各検出値が必要に応じてＡ／Ｄ変換される。例えば、変換された調光データを各検出値のデータで適宜補正して、基準データとして扱ってもよい。この場合の基準データは、調光信号の情報がベースになっており、次のオンデューティのデジタル演算ステップ（Ｓ２０）によって、スイッチング素子５へのＰＷＭ信号のオンデューティの指令値が基準データに基づいて算出される。ここでは、説明を簡単にするため、変換された調光データをそのまま用いて、オンデューティの指令値を決定する手順を説明する。また、外部からの信号がデジタル信号の場合は、Ａ／Ｄ変換なしでデジタルＰＷＭ制御回路に入力される。
【００２５】
オンデューティのデジタル演算ステップ（Ｓ２０）では、デジタル演算部１８内の指令値決定部２０によって、調光データに基づくオンデューティの指令値が算出される。例えば、５０．１％の調光データに基づいて、３９．９％のオンデューティの指令値が算出される。このステップにおいて、デジタル演算部１８が、予め記憶部１８に保存されたデータテーブルを利用する場合は、調光データのテーブル換算を行って、オンデューティの指令値が算出される。または、デジタル演算部１８が、プログラム上の組み込まれた制御式を利用する場合は、調光データに所定の係数を掛け合せる処理を行って、オンデューティの指令値が算出される。なお、テーブル換算と制御式の利用との両方を利用してオンデューティの指令値を算出してもよい。
【００２６】
また、デジタル演算ステップ（Ｓ２０）では、デジタル演算部１８内の概算値算出部２２が、デジタル演算部１４のビット数で定められるオンデューティの分解能に基づいて、この分解能で生成し得るオンデューティの概算値を算出する。例えば、デジタル演算部１４のビット数で定められるオンデューティの分解能がちょうど１％であるとすると、３９．９％のオンデューティの指令値に対するオンデューティの概算値は３９％もしくは４０％になる。ここでは、指令値に近い４０％をオンデューティの概算値として用いる場合を説明する。
【００２７】
次に、デジタル演算されたオンデューティの指令値に相当する矩形波の生成手順について説明する。図２の矩形波生成ステップ（Ｓ３０）では、矩形波生成部１６が、オンデューティの概算値（４０％）に基づく矩形波を生成する。このような矩形波を繰り返し出力することで、スイッチング素子５へのＰＷＭ信号が形成される。
【００２８】
矩形波生成ステップ（Ｓ３０）と同時に、デジタル演算部１８内の差分補償部２４が、オンデューティの指令値（３９．９％）と概算値（４０％）との差分（０．１％）を補償するための処理を実行する。具体的には、差分補償部２４内のグループ分け部２６が、オンデューティの概算値（４０％）で生成される矩形波の列を、例えば１０個の矩形波ごとにグループ分けする。ここでは、オンデューティの分解能が１％であって、補償すべき差分が０．１％であることから、各グループに含める矩形波の数を１０個とし、かつ、各グループ内の１０個の矩形波のうちの１個の矩形波のオンデューティを４０％から分解能の１％を差し引いた３９％に変更する。このようなオンデューティの変更対象となる矩形波の選択、および、その矩形波のオンデューティの変更処理については、差分補償部２４内のオンデューティ増減部２８によって実行される。このような差分の補償を実行することで、各グループの平均オンデューティは、例えば（４０％×９＋３９％×１）÷１０＝３９．９％となり、オンデューティの指令値と同じになる。
【００２９】
オンデューティの指令値が３９．７％である場合は、補償すべき差分が０．３％になり、１０個の矩形波のグループのうちの３個の矩形波についてオンデューティを４０％から分解能の１％を差し引いた３９％にそれぞれ変更すればよい。あるいは、１０個の矩形波のグループのうちの１個の矩形波についてオンデューティを４０％から分解能の１％の３倍である３％を差し引いた３６％に変更してもよい。いずれの処理も、グループ毎の平均オンデューティがオンデューティの指令値と同じになるという結果になる。この処理において、１グループから複数の矩形波を選ぶ際は、デューティの調整対象の矩形波ができる限り偏らないように、矩形波の列の全体からまんべんなく選択するのがよい。
【００３０】
グループに含める矩形波の数の設定については、オンデューティの分解能の大きさとの関係で決定するとよい。例えば、オンデューティの分解能が０．３９％である場合を考えると、指令値（３９．７％）に対するオンデューティの概算値は３９．７８％になり、補償すべき差分は０．０８％になる。補償の手順の一例としては、グループに含まれる矩形波の数を２０個として、そのうちの３個の矩形波についてのオンデューティを３９．７８％から０．３９％を差し引いて３９．３９％にする。その結果、グループ毎の平均オンデューティが約３９．７２％となり、概算値の３９．７８％よりも指令値の３９．７％に近づけることができる。以上のように１つのグループに含める矩形波の数を１０個よりも多くすることも、１０個未満にすることも可能である。連続する矩形波を計時する都合上、８ビットのＭＣＵを用いる場合、１グループの矩形波の数の最大は２５６個になる。この場合の実質的なオンデューティの分解能は、１００％÷２５６÷２５６＝約０.００１５％まで向上する。よって、１グループの波数の最大を使用するデジタル演算部のビット数に応じて決定してもよい。
【００３１】
また、オンデューティの指令値が例えば３９．２％になった場合、オンデューティの概算値を４０％から３９％に変更する。そして、差分（０．２％）を補償する処理では、各グループ内の１０個の矩形波のうちの２個の矩形波のオンデューティを３９％から分解能の１％を加えた４０％に変更する。この結果、各グループの平均オンデューティがオンデューティの指令値と同じになる。
【００３２】
以上の様々なケースから分かるように、補償すべき差分の大きさに応じて、グループ内からのオンデューティを変更すべき矩形波の数を決定し、決定された１つ以上の矩形波について、オンデューティをその分解能の単位で増減させることにした。このようにオンデューティを増減された矩形波の列をＰＷＭ信号として用いることで、グループ毎の平均オンデューティは、オンデューティの指令値と同レベルになり、従来のマイコンの処理能力のままでも、ＰＷＭ信号生成時のオンデューティを高い分解能でデジタル調整することが可能になる。
【００３３】
実際に、デジタルＰＷＭ制御回路８で実行されるＰＷＭ信号生成プログラムは以下のように構成される。すなわち、ＰＷＭ信号生成プログラムは、Ａ／Ｄ変換後の調光信号などのデータに基づいて、指令値決定部２０にＰＷＭ信号のオンデューティの指令値を決定させるステップと、概算値算出部２２にビット数で定められるオンデューティの分解能に基づいて生成し得るオンデューティの概算値を算出させるステップと、矩形波生成部１６にオンデューティの概算値に基づく矩形波を繰り返し生成させるステップと、この矩形波の生成と同時に、差分補償部２４にオンデューティの指令値および概算値の差分を補償させるステップと、を備えて構成される。そして、差分補償のステップでは、グループ分け部２６に矩形波の列を複数の矩形波ごとにグループ分けさせて、オンデューティ増減部２８に各グループ内の複数の矩形波のうちの少なくとも１つの矩形波のオンデューティを該オンデューティの分解能の単位で増減させる。このようなプログラムを実行することで、矩形波生成部１６で生成されるＰＷＭ信号の平均オンデューティを指令値に近づけることができる。
【００３４】
図３に従来の制御イメージを示す。オンデューティの分解能が１％である場合は、オンデューティの指令値が５０％から４９．９％になったとしても、出力されるＰＷＭ信号のオンデューティは５０％のままか、指令値よりも大幅に小さい４９％まで下げるかのいずれかの選択肢になってしまう。一方、図４に示す本実施形態の制御方法によれば、オンデューティの分解能が１％のままであっても、複数の矩形波のグループの平均オンデューティを指令値と同じ４９．９％にすることができる。図５に模式的に示すように、デジタルＰＷＭ制御においては、どうしてもオンデューティが非連続な変化になってしまうが、本実施形態の制御方法を用いれば、ＣＰＵのビット数によって定まるオンデューティの分解能が例えば１％のままであっても、それよりも高い分解能でオンデューティを段階的に変化させることができる。
【００３５】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態に係るＰＷＭ制御の内容について図６および図７を用いて説明する。照明用ＬＥＤ電源の構成は、前述の実施形態の構成と同じであるが、オンデューティの下限（調光下限）を従来よりも小さくできることに特徴がある。
【００３６】
本実施形態においてもデジタル演算部１４のビット数で定められるオンデューティの分解能が１％であるとする。図６には、デジタル演算ステップ（Ｓ２０）で算出されたオンデューティの指令値が１％から０．９％に変化する場合に出力されるＰＷＭ信号のパターンが示されている。
【００３７】
まず、前述の実施形態と同様に、デジタル演算ステップ（Ｓ２０）で、オンデューティの分解能で生成し得るオンデューティの概算値が算出される。ここでは、１％の概算値になる。
次に、矩形波生成ステップ（Ｓ３０）で、算出されたオンデューティの概算値（１％）に基づく矩形波が生成され、繰り返し出力される。
また、矩形波生成ステップ（Ｓ３０）と同時に、オンデューティの指令値（０．９％）と概算値（１％）との差分（０．１％）を補償するための処理が実行される。具体的には、オンデューティの概算値（１％）で生成される矩形波の列が、例えば１０個の矩形波ごとにグループ分けされて、各グループ内の１０個の矩形波のうちの１個の矩形波のオンデューティを１％から分解能の１％を差し引いた０％に変更する。つまり、１０個の矩形波の列から１個の矩形波を間引く。なお、間引き処理の対象となる１個の矩形波の選択は、図７に示すように、１０個の矩形波の列の中から任意に選べばよい。このような間引き処理を実行することで、各グループの平均オンデューティは、（１％×９＋０％×１）÷１０＝０．９％となり、オンデューティの指令値と同じになる。
【００３８】
オンデューティの指令値が０．７％である場合は、補償すべき差分が０．３％になり、１０個の矩形波のグループのうちの３個の矩形波についてオンデューティを１％から０％にそれぞれ変更すればよい。
【００３９】
なお、同じグループの中から、２個以上の矩形波を間引く場合は、２個の連続する矩形波が間引かれないように選択した方が好ましい。また、グループの最前および最後の両方の矩形波が間引かれないように選択した方が好ましい。間引きの対象になった矩形波が続いて存在すると、負荷電流の休止期間が長くなってＬＥＤ素子のちらつきの原因になる場合があるからである。
【００４０】
図８にＬＥＤ素子の光出力（％）とスイッチングのオンデューティ（％）との関係をグラフで示す。このグラフのように、実際の設計においては、スイッチングを例えば８０％のオンデューティで実行した際に、定格１００％の光出力が得られるように、両社の関係が設定されている。５０％の光出力を得るには、オンデューティを５０％×０．８＝４０％に設定する。
【００４１】
また、図９にＬＥＤ素子の光出力（％）と調光信号との関係をグラフで示す。このグラフのように、光出力（％）と調光信号とが直線関係になるように設定することも、両社が非直線関係になるように設定することも可能である。後者の場合、図９に示すように、５０％の光出力を得る際の調光信号は約２０％になる。上記の実施形態においてテーブル換算する際には、図９のような様々なデータテーブルが適用され得る。
【００４２】
以上の実施形態においては、ＣＰＵ等のデジタル演算部が、外部からの調光信号に応じた調光が可能になるように、スイッチングのオンデューティを算出する場合を説明したが、
調光機能を備えていないスイッチング電源回路にも本発明を適用するメリットがある。例えば、スイッチング電源回路がマイコン等による定電流制御を受ける場合に、本発明を適用するとよい。
なお、スイッチング電源回路の形式によっては、オンデューティの調整によるＰＷＭ制御ではなく、オフデューティを調整するものもある。本発明は、これらのオンデューティ調整、オフデューティ調整の区別なく、ＰＷＭ制御のデューティ調整に広く適用され得る。
【符号の説明】
【００４３】
２      ＬＥＤ素子（照明光源）
４      スイッチング電源回路
５      スイッチング素子
８      ＰＷＭ制御回路
１０    照明用電源装置
１４    デジタル演算部（ＣＰＵ）
１６    矩形波生成部
【図１】
2019050088.tif 000003
【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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