(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、
電源電圧が供給される電源端子と、
接地される接地端子と、
前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、
前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、
一端が前記第２の出力端子に接続された第１のコイルと、
一端が前記第１のコイルの他端に接続された制御スイッチ素子と、
一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された電流検出手段と、
一端が前記第１のコイルの他端に接続され、前記第１のコイルとともにトランスを構成する第２のコイルと、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第１のコイルの他端に接続されたバランス用スイッチ回路を含み、前記第２のコイルに流れる電流に応じて、前記バランス用スイッチ回路のオン／オフを制御するエネルギーバランス回路と、
前記バランス用スイッチ回路の制御端子と前記第２のコイルの他端との間に接続され、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路と、
前記ＬＥＤ素子の調光率を規定する調光信号、前記第１のコイルに流れるチョーク電流、及び、前記電流検出手段に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備え、
前記エネルギーバランス回路は、  
前記制御スイッチ素子がオンしている期間において、前記バランス用スイッチ回路をオフし、
前記制御スイッチ素子がオフしている期間において、前記第２のコイルに流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧以上である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオンし、
一方、前記制御電圧が、前記バランス用閾値電圧未満である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオフする
ことを特徴とするＬＥＤ照明調光回路。
【請求項２】
前記エネルギーバランス回路の一端にカソードが接続され、前記エネルギーバランス回路の他端にアノードが接続された整流素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項３】
前記バランス用スイッチ回路は、
ドレインが前記整流素子のカソードに接続され、ソースが前記整流素子のアノードに接続され、ゲートが前記時定数調整回路を介して前記第２のコイルの他端に接続されたバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴと、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された抵抗素子と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項４】
前記整流素子は、前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのボディダイオードであることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項５】
前記時定数調整回路は、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートと前記第２のコイルとの間に接続された調整用抵抗と、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートと前記第２のコイルとの間で、前記調整用抵抗と直列に接続された調整用コンデンサと、を備える
ことを特徴とする請求項３乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項６】
前記時定数調整回路は、前記調整用抵抗の抵抗値、又は、前記調整用コンデンサの容量値の少なくとも何れかを調整することにより、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記チョーク電流がゼロになった時に、前記制御スイッチ素子をオンさせ、
一方、前記制御スイッチ素子に流れる電流が、前記調光信号が規定する調光率に対応した電流値に達した時に、前記制御スイッチ素子をオフさせる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記第１のコイルに流れるチョーク電流を検出し、前記チョーク電流がゼロになった時に、前記制御スイッチ素子をオンさせるための第１の検出信号を出力するゼロ電流検出部と、
前記電流検出手段に流れる電流に基づいた検出電圧と、前記調光信号が規定する調光率に一対一に対応した調光閾値電圧と、を比較し、前記検出電圧が前記調光閾値電圧に達した時に、前記制御スイッチ素子をオフさせるための第２の検出信号を出力するスイッチ電流検出部と、を備え、
前記制御回路は、前記第１の検出信号に応じて、前記スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子をオンし、前記第２の検出信号に応じて、前記スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子をオフする
ことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項９】
前記調光信号が規定する調光率が０％である場合に、前記調光閾値電圧は、０Ｖから正の第１の電圧の範囲の電圧である
ことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ照明調光回路。
【請求項１０】
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、電源電圧が供給される電源端子と、接地される接地端子と、前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、一端が前記第２の出力端子に接続された第１のコイルと、一端が前記第１のコイルの他端に接続された制御スイッチ素子と、一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された電流検出手段と、一端が前記第１のコイルの他端に接続され、前記第１のコイルとともにトランスを構成する第２のコイルと、一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第１のコイルの他端に接続されたバランス用スイッチ回路を含み、前記第２のコイルに流れる電流に応じて、前記バランス用スイッチ回路のオン／オフを制御するエネルギーバランス回路と、前記バランス用スイッチ回路の制御端子と前記第２のコイルの他端との間に接続され、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路と、前記ＬＥＤ素子の調光率を規定する調光信号、前記第１のコイルに流れるチョーク電流、及び、前記電流検出手段に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備えたＬＥＤ照明調光回路によるＬＥＤ照明調光方法であって、
前記制御スイッチ素子がオンしている期間において、前記バランス用スイッチ回路をオフし、
前記制御スイッチ素子がオフしている期間において、前記第２のコイルに流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧以上である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオンし、
一方、前記制御電圧が、前記バランス用閾値電圧未満である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオフする
ことを特徴とするＬＥＤ照明調光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明調光回路、およびＬＥＤ照明調光方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１、および特許文献２に記載のように、ＬＥＤ素子Ｘの調光を制御するＬＥＤ照明調光回路１００Ａがある（図４）。
【０００３】
このＬＥＤ照明調光回路１００Ａは、電源端子ＴＳに接続され、且つＬＥＤ素子Ｘのアノード側が接続される第１の出力端子Ｔｏｕｔ１と、ＬＥＤ素子Ｘのカソード側が接続される第２の出力端子Ｔｏｕｔ２と、一端が第１の出力端子Ｔｏｕｔ１が接続され、他端が第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続された出力コンデンサＣｏと、一端が出力コンデンサＣｏの他端に接続されたコイルＬと、一端がコイルＬａの他端に接続された制御スイッチ素子Ｑａと、一端が制御スイッチ素子Ｑａの他端に接続され、他端が接地端子ＴＧに接続された電流検出抵抗Ｒａと、電源端子ＴＳにカソードが接続され、コイルＬの他端にアノードが接続されたダイオードＤａと、  一端が電源端子ＴＳに接続され、他端が接地端子ＴＧに接続された入力コンデンサＣｉと、ＬＥＤ素子Ｘの調光率を規定する調光信号ＡＳ、コイルＬに流れるチョーク電流ＩＬ、及び、電流検出抵抗Ｒに流れる電流Ｉｄに応じて、スイッチ制御信号ＳＣにより制御スイッチ素子Ｑａの動作を制御する制御回路ＣＯＮと、を備える（図４）。
【０００４】
このＬＥＤ照明調光回路１００Ａにより、電流臨界動作で定電流制御を行う場合、制御スイッチ素子Ｑ１を制御して、ピーク電流を下げて調光（リニア調光）を行う。
【０００５】
しかし、上記従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａでは、電流臨界動作で定電流制御を行う場合、ピーク電流を下げて調光（リニア調光）を行うと、制御スイッチ素子Ｑａのスイッチング周波数が高くなる（オン幅が狭くなる）。
【０００６】
そして、この制御スイッチ素子Ｑを制御可能な最小オン幅以下には制御できないため、最小調光時に、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤが流れることとなる（図５）。
【０００７】
すなわち、従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａでは、リニア調光において、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤを最小調光時にゼロアンペアまで発振停止することなく連続して制御できない問題がある（図６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−０７６９２２号公報
【特許文献２】特許５７７８２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、リニア調光において、ＬＥＤ電流をゼロアンペアまで発振停止することなく連続して制御することが可能なＬＥＤ照明調光回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ照明調光回路は、  
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、
電源電圧が供給される電源端子と、
接地される接地端子と、
前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、
前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、
一端が前記第２の出力端子に接続された第１のコイルと、
一端が前記第１のコイルの他端に接続された制御スイッチ素子と、
一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された電流検出手段と、
一端が前記第１のコイルの他端に接続され、前記第１のコイルとともにトランスを構成する第２のコイルと、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第１のコイルの他端に接続されたバランス用スイッチ回路を含み、前記第２のコイルに流れる電流に応じて、前記バランス用スイッチ回路のオン／オフを制御するエネルギーバランス回路と、
前記バランス用スイッチ回路の制御端子と前記第２のコイルの他端との間に接続され、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路と、
前記ＬＥＤ素子の調光率を規定する調光信号、前記第１のコイルに流れるチョーク電流、及び、前記電流検出手段に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備え、
前記エネルギーバランス回路は、
前記制御スイッチ素子がオンしている期間において、前記バランス用スイッチ回路をオフし、
前記制御スイッチ素子がオフしている期間において、前記第２のコイルに流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧以上である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオンし、
一方、前記制御電圧が、前記バランス用閾値電圧未満である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオフする
ことを特徴とする。
【００１１】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記エネルギーバランス回路の一端にカソードが接続され、前記エネルギーバランス回路の他端にアノードが接続された整流素子が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記調光信号が規定する調光率が０％である場合に、前記調光閾値電圧は、０Ｖから正の第１の電圧の範囲の電圧である
ことを特徴とする。
【００１３】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記バランス用スイッチ回路は、
ドレインが前記整流素子のカソードに接続され、ソースが前記整流素子のアノードに接続され、ゲートが前記時定数調整回路を介して前記第２のコイルの他端に接続されたバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴと、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された抵抗素子と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記時定数調整回路は、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートと前記第２のコイルとの間に接続された調整用抵抗と、
前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートと前記第２のコイルとの間で、前記調整用抵抗と直列に接続された調整用コンデンサと、を備える
ことを特徴とする。
【００１５】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記時定数調整回路は、前記調整用抵抗の抵抗値、又は、前記調整用コンデンサの容量値の少なくとも何れかを調整することにより、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する
ことを特徴とする。
【００１６】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記制御回路は、
前記チョーク電流がゼロになった時に、前記制御スイッチ素子をオンさせ、
一方、前記制御スイッチ素子に流れる電流が、前記調光信号が規定する調光率に対応した電流値に達した時に、前記制御スイッチ素子をオフさせる
ことを特徴とする。
【００１７】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記制御回路は、
前記第１のコイルに流れるチョーク電流を検出し、前記チョーク電流がゼロになった時に、前記制御スイッチ素子をオンさせるための第１の検出信号を出力するゼロ電流検出部と、
前記電流検出抵抗に流れる電流に基づいた検出電圧と、前記調光信号が規定する調光率に一対一に対応した調光閾値電圧と、を比較し、前記検出電圧が前記調光閾値電圧に達した時に、前記制御スイッチ素子をオフさせるための第２の検出信号を出力するスイッチ電流検出部と、を備え、
前記制御回路は、前記第１の検出信号に応じて、前記スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子をオンし、前記第２の検出信号に応じて、前記スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子をオフする
ことを特徴とする。
【００１８】
前記ＬＥＤランプ点灯制御回路において、
前記整流素子は、前記バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのボディダイオードであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ照明調光方法は、
ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、電源電圧が供給される電源端子と、接地される接地端子と、前記電源端子に接続され、且つ前記ＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、前記ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、一端が前記第２の出力端子に接続された第１のコイルと、一端が前記第１のコイルの他端に接続された制御スイッチ素子と、一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された電流検出手段と、一端が前記第１のコイルの他端に接続され、前記第１のコイルとともにトランスを構成する第２のコイルと、一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第１のコイルの他端に接続されたバランス用スイッチ回路を含み、前記第２のコイルに流れる電流に応じて、前記バランス用スイッチ回路のオン／オフを制御するエネルギーバランス回路と、前記バランス用スイッチ回路の制御端子と前記第２のコイルの他端との間に接続され、前記第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路と、前記ＬＥＤ素子の調光率を規定する調光信号、前記第１のコイルに流れるチョーク電流、及び、前記電流検出手段に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により前記制御スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備えたＬＥＤ照明調光回路によるＬＥＤ照明調光方法であって、
前記制御スイッチ素子がオンしている期間において、前記バランス用スイッチ回路をオフし、
前記制御スイッチ素子がオフしている期間において、前記第２のコイルに流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧以上である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオンし、
一方、前記制御電圧が、前記バランス用閾値電圧未満である場合には、前記バランス用スイッチ回路をオフする
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様に係るＬＥＤ照明調光回路は、ＬＥＤ素子の調光を制御するＬＥＤ照明調光回路であって、電源電圧が供給される電源端子と、接地される接地端子と、電源端子に接続され、且つＬＥＤ素子のアノード側が接続される第１の出力端子と、ＬＥＤ素子のカソード側が接続される第２の出力端子と、一端が第２の出力端子に接続された第１のコイルと、一端が第１のコイルの他端に接続された制御スイッチ素子と、一端が制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が接地端子に接続された電流検出手段と、一端が第１のコイルの他端に接続され、第１のコイルとともにトランスを構成する第２のコイルと、一端が電源端子に接続され且つ他端が第１のコイルの他端に接続されたバランス用スイッチ回路を含み、第２のコイルに流れる電流に応じて、バランス用スイッチ回路のオン／オフを制御するエネルギーバランス回路と、バランス用スイッチ回路の制御端子と第２のコイルの他端との間に接続され、第２のコイルに流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路と、ＬＥＤ素子の調光率を規定する調光信号、第１のコイルに流れるチョーク電流、及び、電流検出手段に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により制御スイッチ素子の動作を制御する制御回路と、を備える。
【００２１】
そして、エネルギーバランス回路は、制御スイッチ素子がオンしている期間において、バランス用スイッチ回路をオフし、制御スイッチ素子がオフしている期間において、第２のコイルに流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧以上である場合には、バランス用スイッチ回路をオンし、一方、制御電圧が、バランス用閾値電圧未満である場合には、バランス用スイッチ回路をオフする。  
このエネルギーバランス回路の動作により、ＬＥＤ素子側（出力コンデンサ）に供給されたエネルギーを回生することができるとともに、最小調光時に、制御スイッチ素子を最小オン幅以下には制御する必要がない。
【００２２】
これにより、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路は、リニア調光において、ＬＥＤ電流をゼロアンペアまで発振停止することなく連続して制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一態様である実施例１に係るＬＥＤ照明調光回路１００の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の動作波形の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の調光特性の一例を示す図である。
【図４】図４は、従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａの構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、図４に示す従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａの動作波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、図４に示す従来のＬＥＤ照明調光回路１００Ａの調光特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。
【第１の実施形態】
【００２５】
図１は、本発明の一態様である実施例１に係るＬＥＤ照明調光回路１００の構成の一例を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、このＬＥＤ照明調光回路１００は、調光信号ＡＳに応じて、ＬＥＤ素子Ｘの調光を制御するようになっている。
【００２７】
このＬＥＤ照明調光回路１００は、例えば、図１に示すように、電源端子ＴＳと、接地端子ＴＧと、第１の出力端子Ｔｏｕｔ１と、第２の出力端子Ｔｏｕｔ２と、第１のコイルＬ１と、第２のコイルＬ２と、制御スイッチ素子Ｑ１と、電流検出手段Ｒ１と、エネルギーバランス回路ＥＢＣと、時定数調整回路ＴＡと、整流素子Ｄ１と、出力コンデンサＣｏと、入力コンデンサＣｉと、ＬＥＤ素子Ｘと、制御回路ＣＯＮと、を備える。    
図１に示すように、電源端子ＴＳは、電源電圧Ｖｉが供給されるようになっている。
【００２８】
また、接地端子ＴＧは、接地されている。
【００２９】
また、入力コンデンサＣｉは、一端が電源端子ＴＳに接続され、他端が接地端子ＴＧに接続されている。
【００３０】
また、第１の出力端子Ｔｏｕｔ１は、電源端子ＴＳに接続され、且つＬＥＤ素子Ｘのアノード側が接続されている。
【００３１】
また、第２の出力端子Ｔｏｕｔ２は、ＬＥＤ素子Ｘのカソード側が接続されている。
【００３２】
出力コンデンサＣｏは、一端が第１の出力端子Ｔｏｕｔ１が接続され、他端が第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続されている。
【００３３】
また、第１のコイルＬ１は、一端が第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続されている。
【００３４】
そして、整流素子Ｄ１は、電源端子ＴＳにカソードが接続され、第１のコイルＬ１の他端にアノードが接続されている。この整流素子Ｄ１は、例えば、図１に示すように、電源端子ＴＳにカソードが接続され、第１のコイルＬ１の他端にアノードが接続されたダイオードである。
【００３５】
また、制御スイッチ素子Ｑ１は、一端が第１のコイルＬ１の他端（整流素子Ｄ１のアノード）に接続され、他端が電流検出手段Ｒ１の一端に接続されている。
【００３６】
この制御スイッチ素子Ｑ１は、ソースが第１のコイルＬ１の他端に接続され、ドレインが電流検出手段（電流検出抵抗）Ｒ１の一端に接続され、ゲートにスイッチ制御信号ＳＣが入力される制御用ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。
【００３７】
また、電流検出手段Ｒ１は、一端が制御スイッチ素子Ｑ１の他端（ソース）に接続され、他端が接地端子ＴＧに接続されている。この電流検出手段Ｒ１は、例えば、図１に示すように、一端が制御スイッチ素子Ｑ１の他端（ソース）に接続され、他端が接地端子ＴＧに接続され電流検出抵抗である。
【００３８】
また、第２のコイルＬ２は、一端が第１のコイルＬ１の他端に接続され、第１のコイルＬ１とともにトランスＺを構成する。
【００３９】
このエネルギーバランス回路ＥＢＣは、例えば、図１に示すように、一端が電源端子ＴＳ（整流素子Ｄ１のカソード）に接続され且つ他端が前記第１のコイルＬ１の他端（整流素子Ｄ１のアノード）に接続されたバランス用スイッチ回路ＢＳＣを含む。このエネルギーバランス回路ＥＢＣは、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じて、バランス用スイッチ回路ＢＳＣのオン／オフを制御するようになっている。
【００４０】
例えば、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオンしている期間において、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフするようになっている。
【００４１】
そして、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧ＢＶｔｈ以上である場合には、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオンするようになっている。
【００４２】
一方、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、該制御電圧が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満である場合には、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフするようになっている。
【００４３】
このバランス用スイッチ回路ＢＳＣは、例えば、図１に示すように、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２と、抵抗素子Ｒ２と、を備える。  
【００４４】
バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２は、ドレインが整流素子Ｄ１のカソードに接続され、ソースが整流素子Ｄ１のアノードに接続され、ゲートが時定数調整回路ＴＡを介して第２のコイルＬ２の他端に接続されている。なお、この場合、既述の整流素子Ｄ１は、このバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のボディダイオードで代用するようにしてもよい。
【００４５】
また、抵抗素子Ｒ２は、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続されている。
【００４６】
すなわち、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２は、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じて、抵抗素子Ｒ２の電位差が変化することで、オン／オフするようになっている。
【００４７】
また、時定数調整回路ＴＡは、例えば、図１に示すように、バランス用スイッチ回路ＢＳＣの制御端子（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート）と第２のコイルＬ２の他端との間に接続されている。
【００４８】
この時定数調整回路ＴＡは、第２のコイルＬ２に流れる電流の変化の時定数を調整するようになっている。
【００４９】
この時定数調整回路ＴＡは、例えば、図１に示すように、調整用抵抗ＴＡＲと、調整用コンデンサＴＡＣと、を備える。
【００５０】
調整用抵抗ＴＡＲは、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートと第２のコイルＬ２との間に接続されている。
【００５１】
そして、調整用コンデンサＴＡＣは、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートと第２のコイルＬ２との間で、調整用抵抗ＴＡＲと直列に接続されている。
【００５２】
このような構成を有する時定数調整回路ＴＡは、調整用抵抗ＴＡＲの抵抗値、又は、調整用コンデンサＴＡＣの容量値の少なくとも何れかを調整することにより、第２のコイルＬ２に流れる電流の変化の時定数を調整するようになっている。
【００５３】
また、制御回路ＣＯＮは、ＬＥＤ素子Ｘの調光率を規定する調光信号ＡＳ、第１のコイルＬ１に流れるチョーク電流ＩＬ１、及び、電流検出手段Ｒ１に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号ＳＣにより制御スイッチ素子Ｑ１の動作を制御するようになっている。
【００５４】
例えば、制御回路ＣＯＮは、チョーク電流ＩＬ１がゼロになった時に、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせるようになっている。
【００５５】
一方、制御部ＣＯＮは、制御スイッチ素子Ｑ１に流れる電流が、調光信号ＡＳが規定する調光率に対応した電流値Ｉｔｈに達した時に、制御スイッチ素子Ｑ１をオフさせるようになっている。
【００５６】
この制御回路ＣＯＮは、例えば、図１に示すように、ゼロ電流検出部ＺＩＤと、フィルタ回路ＦＣと、スイッチ電流検出部ＳＩＤと、フリップフロップ回路ＦＦと、を備える。
【００５７】
ゼロ電流検出部ＺＩＤは、第１のコイルＬ１に流れるチョーク電流ＩＬ１を検出し、チョーク電流ＩＬ１がゼロになった（流れなくなった）時に、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせるための第１の検出信号ＳＤ１を出力するようになっている。
【００５８】
また、フィルタ回路ＦＣは、検出電圧ＶＲ１をフィルタリングしてスイッチ電流検出部ＦＣに出力するようになっている。
【００５９】
なお、このフィルタ回路ＦＣは、必要に応じて、省略されてもよい。なお、検出電圧ＶＲ１は、例えば、図１に示すように、電流検出手段Ｒ１の一端（制御スイッチ素子Ｑ１の他端）の電圧である。
【００６０】
また、スイッチ電流検出部ＳＩＤは、電流検出素子Ｒ１に流れる電流Ｉｄに基づいた検出電圧ＶＲ１（フィルタ回路ＦＣによりフィルタリングされた検出電圧ＶＲ１）と、調光信号ＡＳが規定する調光率に一対一に対応した調光閾値電圧ＡＶｔｈと、を比較し、検出電圧ＶＲ１が調光閾値電圧ＡＶｔｈに達した時に、制御スイッチ素子Ｑ１をオフさせるための第２の検出信ＳＤ２を出力するようになっている。
【００６１】
なお、調光信号ＡＳが規定する調光率は、当該調光率が０％から１００％の間において、調光閾値電圧ＡＶｔｈに正比例し、当該調光率が０％から１００％の間の基準調光率において、調光閾値電圧ＡＶｔｈに対する調光率の傾きが変化するように設定されている。
【００６２】
そして、調光閾値電圧ＡＶｔｈが調光信号ＡＳの電圧と同じになるように設定してもよい。
【００６３】
また、フリップフロップ回路ＦＦは、セット端子Ｓに第１の検出信号ＳＤ１が入力され、リセット端子Ｒに第２の検出信号ＳＤ２が入力され、出力端子Ｑからスイッチ制御信号ＳＣを出力するようになっている。
【００６４】
このフリップフロップ回路ＦＦは、第１の検出信号ＳＤ１（“Ｈｉｇｈ”レベルの信号）に応じて、スイッチ制御信号ＳＣ（“Ｈｉｇｈ”レベルの信号）により制御スイッチ素子Ｑ１をオンし、第２の検出信号ＳＤ２（“Ｈｉｇｈ”レベルの信号）に応じて、スイッチ制御信ＳＣ（“Ｌｏｗ”レベルの信号）により制御スイッチ素子Ｑ１をオフするようになっている。
【００６５】
次に、以上のような構成を有するＬＥＤ照明調光回路１００の動作の一例について説明する。図２は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の動作波形の一例を示す図である。また、図３は、図１に示すＬＥＤ照明調光回路１００の調光特性の一例を示す図である。なお、図２の（ａ）は、１００％の調光時の波形を示し、（ｂ）は、調光特性が変化する時の波形を示し、（ｃ）は、最小調光時の波形を示す。また、図３に示すように、調光信号ＡＳが規定する調光率は、当該調光率が０％から１００％の間において、調光閾値電圧ＡＶｔｈに正比例し、当該調光率が０％から１００％の間の基準調光率において、調光閾値電圧ＡＶｔｈに対する調光率の傾きが変化するように設定されている。また、調光信号ＡＳが規定する調光率が０％である場合に、調光閾値電圧ＡＶｔｈは、０Ｖから正の第１の電圧Ｖ１の範囲の電圧である（図３）。また、調光信号ＡＳが規定する調光率が１００％である場合に、調光閾値電圧は、該第１の電圧Ｖ１よりも高い第２の電圧Ｖ２から第３の電圧Ｖ３の範囲である（図３）。
【００６６】
ここで、例えば、図２の１００％の調光時（ａ）では、調光閾値電圧ＡＶｔｈが既述の第２の電圧Ｖ２に設定される。    
【００６７】
そして、例えば、制御回路ＣＯＮは、チョーク電流ＩＬ１がゼロになると（時刻ｔａ１）に、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤが上昇する。
【００６８】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が低くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となるので、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフさせる。
【００６９】
その後、時刻ｔａ２において、制御部ＣＯＮは、電流検出素子Ｒ１に流れる電流Ｉｄに基づいた検出電圧ＶＲ１が調光閾値電圧ＡＶｔｈ（第２の電圧Ｖ２）に達する（制御スイッチ素子Ｑ１に流れる電流が、調光信号ＡＳが規定する調光率に対応した電流値Ｉｔｈに達する）と、制御スイッチ素子Ｑ１をオフさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が降下する。
【００７０】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が高くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔａ２〜ｔａ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ以上となると、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオンする（時刻ｔａ２〜ｔａｘ）。
【００７１】
これにより、電流Ｉｄ２が流れて、電力が回生される。
【００７２】
その後、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔａ２〜ｔａ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となると、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフする（時刻ｔａｘ〜ｔａ３）。
【００７３】
これにより、電流Ｉｄ２が遮断されるが、整流素子Ｄ１の電流ＩＦが流れることとなる。
【００７４】
そして、制御回路ＣＯＮは、チョーク電流ＩＬ１がゼロになると（時刻ｔａ３）に、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が上昇する。
【００７５】
以降は同様の動作が繰り返される。
【００７６】
なお、時定数調整回路ＴＡにより第２のコイルＬ２に流れる電流の変化の時定数を調整することにより、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のオン期間（時刻ｔａ２〜ｔａｘ）を調整することができる（図２、図３）。
【００７７】
次に、図２の調光特性の変化時（ｂ）では、調光閾値電圧ＡＶｔｈが第２の電圧Ｖ２よりも低く第１の電圧Ｖ１よりも高い電圧ＶＸに設定される（図３）。    
【００７８】
そして、例えば、制御回路ＣＯＮは、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２がオフするタイミングとチョーク電流ＩＬ１がゼロになるタイミングが同時であり、（時刻ｔｂ１）、そのタイミングで制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が上昇する。
【００７９】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が低くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となるので、バランス用スイッチ回路ＢＳＣはオフする。
【００８０】
その後、時刻ｔｂ２において、制御部ＣＯＮは、電流検出素子Ｒ１に流れる電流Ｉｄに基づいた検出電圧ＶＲ１が調光閾値電圧ＡＶｔｈ（電圧ＶＸ）に達する（制御スイッチ素子Ｑ１に流れる電流が、調光信号ＡＳが規定する調光率に対応した電流値Ｉｔｈに達する）と、制御スイッチ素子Ｑ１をオフさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が降下する。
【００８１】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が高くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ以上となると、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオンする（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）。
【００８２】
これにより、電流Ｉｄ２が流れて、電力が回生される。
【００８３】
なお、この調光特性の変化時（ｂ）では、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満にならない。これにより、整流素子Ｄ１の電流ＩＦが流れない。
【００８４】
そして、この時刻ｔｃ３において、制御回路ＣＯＮは、チョーク電流ＩＬ１がゼロになるタイミングと同時に第１のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となり、制御スイッチ素子Ｑ２がオフする。それにより制御部ＣＯＮのゼロ電流検出部が動作し、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤが上昇する。
【００８５】
以降は同様の動作が繰り返される。
【００８６】
次に、図２の最小調光時（ｃ）では、調光閾値電圧ＡＶｔｈが第１の電圧Ｖ１に設定される（図３）。    
【００８７】
そして、例えば、制御回路ＣＯＮは、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳがバランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となりＱ２がオフした後（時刻ｔｃ１）に、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤが上昇する。
【００８８】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が低くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となるので、バランス用スイッチ回路ＢＳＣはオフする。
【００８９】
その後、時刻ｔｃ２において、制御部ＣＯＮは、電流検出素子Ｒ１に流れる電流Ｉｄに基づいた検出電圧ＶＲ１が調光閾値電圧ＡＶｔｈ（電圧ＶＸ）に達する（制御スイッチ素子Ｑ１に流れる電流が、調光信号ＡＳが規定する調光率に対応した電流値Ｉｔｈに達する）と、制御スイッチ素子Ｑ１をオフさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が降下する。
【００９０】
このとき、第２のコイルＬ２の一端の電圧ＶＬ２が高くなる。これにより、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ以上となると、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオンする（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）。
【００９１】
これにより、電流Ｉｄ２が流れて、電力が回生される。
【００９２】
なお、この最小調光時（ｃ）では、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間（時刻ｔｃ２〜ｔｃ３）において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳ）が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満にならない。これにより、整流素子Ｄ１の電流ＩＦが流れない。
【００９３】
そして、この時刻ｔｃ３において、バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のＶＧＳがバランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満となりバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２がオフした後、制御回路ＣＯＮは、制御スイッチ素子Ｑ１をオンさせる。これにより、チョーク電流ＩＬ１が上昇する。
【００９４】
以降は同様の動作が繰り返される。
【００９５】
この図２の最小調光時（ｃ）では、制御スイッチ素子Ｑ１が最小オン幅以上で、ＬＥＤ電流ＩＬＥＤは、０Ａにできる（ＬＥＤ素子Ｘを消灯できる）。
【００９６】
上記エネルギーバランス回路ＢＳＣの動作により、ＬＥＤ素子Ｘ側（出力コンデンサＣｏ）に供給されたエネルギーを回生することができるとともに、最小調光時に、制御スイッチ素子Ｑ１を最小オン幅以下には制御する必要がない。
【００９７】
以上のように、本発明の一態様に係るＬＥＤ照明調光回路は、電源電圧が供給される電源端子と、接地される接地端子ＴＧと、電源端子ＴＳに接続され、且つＬＥＤ素子Ｘのアノード側が接続される第１の出力端子Ｔｏｕｔ１と、ＬＥＤ素子Ｘのカソード側が接続される第２の出力端子Ｔｏｕｔ２と、一端が第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続された第１のコイルＬ１と、一端が第１のコイルＬ１の他端に接続された制御スイッチ素子Ｑ１と、一端が制御スイッチ素子Ｑ１の他端に接続され、他端が接地端子ＴＧに接続された電流検出手段Ｒ１と、一端が第１のコイルＬ１の他端に接続され、第１のコイルＬ１とともにトランスＺを構成する第２のコイルＬ２と、一端が電源端子ＴＳに接続され且つ他端が第１のコイルＬ１の他端に接続されたバランス用スイッチ回路ＢＳＣを含み、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じて、バランス用スイッチ回路ＢＳＣのオン／オフを制御するエネルギーバランス回路ＥＢＣと、バランス用スイッチ回路ＢＳＣの制御端子（バランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート）と第２のコイルＬ２の他端との間に接続され、第２のコイルＬ２に流れる電流の変化の時定数を調整する時定数調整回路ＴＡと、ＬＥＤ素子Ｘの調光率を規定する調光信号ＡＳ、第１のコイルＬ１に流れるチョーク電流ＩＬ１、及び、電流検出手段Ｒ１に流れる電流に応じて、スイッチ制御信号により制御スイッチ素子Ｑ１の動作を制御する制御回路ＣＯＮと、を備える。
【００９８】
そして、エネルギーバランス回路ＥＢＣは、制御スイッチ素子Ｑ１がオンしている期間において、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフし、制御スイッチ素子Ｑ１がオフしている期間において、第２のコイルＬ２に流れる電流に応じた制御電圧が、予め設定されたバランス用閾値電圧ＢＶｔｈ以上である場合には、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオンし、一方、制御電圧が、バランス用閾値電圧ＢＶｔｈ未満である場合には、バランス用スイッチ回路ＢＳＣをオフする。  
【００９９】
このエネルギーバランス回路ＢＳＣの動作により、ＬＥＤ素子Ｘ側（出力コンデンサ）に供給されたエネルギーを回生することができるとともに、最小調光時に、制御スイッチ素子Ｑ１を最小オン幅以下には制御する必要がない。
【０１００】
これにより、本発明に係るＬＥＤ照明調光回路は、リニア調光において、ＬＥＤ電流をゼロアンペアまで発振停止することなく連続して制御することが可能となる。
【０１０１】
なお、既述の図1において、時定数調整回路ＴＡは抵抗ＴＡＲとコンデンサＴＡＣを用いた最も簡単な回路を例として示したが、抵抗とコンデンサとｎｐｎトランジスタを用いた回路や論理回路（NOT回路)を用いた遅延回路を適用することもできる。
【０１０２】
すなわち、該ｎｐｎトランジスタのコレクタをバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに接続し、該ｎｐｎトランジスタのエミッタをバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースに接続し、該ｎｐｎトランジスタのベース・エミッタ間に追加のコンデンサを接続し、該ｎｐｎトランジスタのベースとL2の出力側端子間に追加の抵抗を接続した回路により、該追加の抵抗と該追加のコンデンサの時定数と該ｎｐｎトランジスタの閾値電圧VBEによって決まる時間をバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のオン時間として制御することも可能である。
【０１０３】
また、集積回路化する場合には、該追加の抵抗と該追加のコンデンサによる時定数回路の代わりに、直列に接続された２つのNOT回路と、それらの接続点とバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のソース間に接続されたコンデンサによって生成される伝達遅延時間をバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のオン時間として該ｎｐｎトランジスタのベース電流を制御する方法でもよい。
【０１０４】
これらはバランス用ｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ２のオン時間を制御する方法のいくつかの例であり、図１に示す時定数調整回路ＴＡは本発明の範囲を限定することは意図していない。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  ＬＥＤ照明調光回路
ＴＳ  電源端子
ＴＧ  接地端子
Ｔｏｕｔ１  第１の出力端子
Ｔｏｕｔ２  第２の出力端子
Ｌ１  第１のコイル
Ｌ２  第２のコイル
Ｑ１  制御スイッチ素子
Ｒ１  電流検出手段
ＥＢＣ  エネルギーバランス回路
ＴＡ  時定数調整回路
Ｄ１  整流素子
Ｃｏ  出力コンデンサ
Ｃｉ  入力コンデンサ
Ｘ  ＬＥＤ素子
ＣＯＮ  制御回路
【図１】
0006615672.tif 000002
【図２】
0006615672.tif 000003
【図３】
0006615672.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006615672.tif 000006
【図６】
0006615672.tif 000007