(57)【要約】  全高調波歪率をより低下するように構成したＬＥＤ照明装置を提供する。ＬＥＤ照明装置は、第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列を含む第１ＬＥＤ列と、第３部分ＬＥＤ列及び第４部分ＬＥＤ列を含む第２ＬＥＤ列と、整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、整流器に対して第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第１切替回路と、整流器に対して、第３部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第３部分ＬＥＤ列及び第４部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第２切替回路を有し、第１切替回路による切替タイミングと、第２切替回路による切替タイミングとが異なる様に設定されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、
前記整流器に接続され、第１部分ＬＥＤ列及び前記第１部分ＬＥＤ列と直列に接続された第２部分ＬＥＤ列を含む第１ＬＥＤ列と、
前記整流器に対して前記第１ＬＥＤ列と並列に接続され、第３部分ＬＥＤ列及び前記第３部分ＬＥＤ列と直列に接続された第４部分ＬＥＤ列を含む第２ＬＥＤ列と、
前記整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第１切替回路と、
前記整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、前記整流器に対して、前記第３部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第３部分ＬＥＤ列及び前記第４部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第２切替回路と、を有し、
前記第１切替回路による切替タイミングと、前記第２切替回路による切替タイミングとが異なる様に設定されている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記第１切替回路は、前記第１ＬＥＤ列の少なくとも一部を流れる電流を検出し、検出した電流に応じて、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記第１切替回路は、前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列のそれぞれに、電流を検出するための電流検出抵抗を有する、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記第１切替回路は、前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列に対して、一つの電流を検出するための電流検出抵抗を有する、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記第１切替回路は、前記整流器から出力される全波整流電圧波形の電圧を検出し、検出した電圧に応じて、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記第１部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と前記第２部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせは、前記第３部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と前記第４部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせと異なるように設定されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列の内、前記全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数は、前記第３部分ＬＥＤ列及び前記第４部分ＬＥＤ列の内、前記全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数と異なるように設定されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記第１ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含み、前記第２ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記第１ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数と、前記第２ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数とが異なるように設定されている、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記第１ＬＥＤ列及び前記第１切替回路は一つのＬＥＤモジュールとして構成され、前記第２ＬＥＤ列及び前記第２切替回路は他のＬＥＤモジュールとして構成される、請求項１〜９の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全波整流波形でＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路を備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のＬＥＤが直列接続したＬＥＤ列を有し、全波整流波形の電圧の増減に応じてＬＥＤ列の直列段数を増減させ、点灯期間を長くし、輝度の向上やちらつきの防止を図るＬＥＤ駆動回路を備えたＬＥＤ照明装置が知られている。このようなＬＥＤ駆動回路のなかには、全波整流波形の増減に応じて、ＬＥＤ列に流れる電流を増減させ、力率や歪率を改善するものがある。【０００３】
図１１は、特許文献１に記載された光源回路２６００の回路図である。光源回路２６００は、ブリッジ整流器２６０５及びＬＥＤ列を含んでいる。ＬＥＤ列は、複数のＬＥＤが直列接続したＬＥＤ群２６０１、ＬＥＤ群２６０２、及びＬＥＤ群２６０３からなる。光源回路２６００は、有効順方向ターンオン電圧を下げるように動作するバイパス回路２６１０をさらに含んでいる。バイパス回路２６１０は、抵抗Ｒ２、Ｒ３、エンハンスメント型の電界効果トランジスタＱ１、及びバイポーラトランジスタＱ２を含んでいる。【０００４】
図１２により光電回路２６００の電流と電圧の関係を説明する。図１２Ａは光電回路２６００における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図であり、図１２Ｂは光電回路２６００の回路電流Ｉと時間ｔとの関係を示す波形図である。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂの時間軸の尺度は等しい。【０００５】
光源回路２６００においてブリッジ整流器２６０５の出力である全波整流電圧波形Ｖ１の電圧がＬＥＤ群２６０１、２６０２で決まる閾値電圧（有効順方向ターンオン電圧）未満である期間ｔ３０では、ＬＥＤ群２６０１、２６０２に電流Ｉは流れない。全波整流電圧波形Ｖ１の電圧がＬＥＤ群２６０１、２６０２で決まる閾値電圧以上で且つＬＥＤ列の閾値未満となる期間ｔ３１では、ＬＥＤ群２６０１、２６０２からバイパス回路２６１０を通って電流Ｉが流れる。このときバイパス回路２６１０は、電流値Ｉ３１で定電流動作する。全波整流電圧波形Ｖ１の電圧値がＬＥＤ列の閾値以上になる期間ｔ３２では、ＬＥＤ群１、２からＬＥＤ群３を通って電流が流れる。このとき抵抗Ｒ１の右側の端子からバイパス回路２６１０に所定値以上の電流が流れ込むと電界効果トランジスタＱ１がカットオフし、すべての電流ＩがＬＥＤ群２６０３を流れるようになる。この場合、抵抗Ｒ２に流れる電流は無視している。なお、全波整流電圧波形Ｖ１の電圧が下降するときは逆の過程をたどる。【０００６】
上述した様に、光電回路２６００は、複数のＬＥＤが直列接続したＬＥＤ列を有し、全波整流電圧波形Ｖ１の増減に応じてＬＥＤ列の直列段数を増減させるとともに、全波整流電圧波形Ｖ１の増減に応じてＬＥＤ列に流れる電流Ｉを増減させている。この結果、輝度、ちらつき、力率及び歪率の改善がある程度図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１３−５０２０８１号公報
【発明の概要】
【０００８】
図１２Ｂで示した電流Ｉの波形は、正弦波に似せているとはいっても、電流Ｉが大きな階段状の変形部分をもっていることから、正弦波と大きく異なる。したがって、光電回路２６００では、高調波ノイズが発生し、全高調波歪率（ＴＨＤ：total harmonic distortion)が充分に低下しない。すなわち、光源回路２６００は、小さな電流で駆動するときには外部への影響が小さいとしても、大きな電流で駆動するときには高調波ノイズによって外部に影響を与える可能性がある。
【０００９】
本願発明は、全高調波歪率をさらに低下させることが可能なＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
ＬＥＤ照明装置は、整流器と、整流器に接続され且つ第１部分ＬＥＤ列及び第１部分ＬＥＤ列と直列に接続された第２部分ＬＥＤ列を含む第１ＬＥＤ列と、整流器に対して第１ＬＥＤ列と並列に接続され且つ第３部分ＬＥＤ列及び第３部分ＬＥＤ列と直列に接続された第４部分ＬＥＤ列を含む第２ＬＥＤ列と、整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、整流器に対して、第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第１切替回路と、整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、整流器に対して、第３部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第３部分ＬＥＤ列及び第４部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第２切替回路とを有し、第１切替回路による切替タイミングと、第２切替回路による切替タイミングとが異なる様に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１切替回路は、第１ＬＥＤ列の少なくとも一部を流れる電流を検出し、検出した電流に応じて、整流器に対して、第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替えることが好ましい。
【００１２】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１切替回路は、第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列のそれぞれに、電流を検出するための電流検出抵抗を有することが好ましい。
【００１３】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１切替回路は、第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列に対して、一つの電流を検出するための電流検出抵抗を有することが好ましい。
【００１４】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１切替回路は、整流器から出力される全波整流電圧波形の電圧を検出し、検出した電圧に応じて、整流器に対して、第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替えることが好ましい。
【００１５】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と第２部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせは、第３部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と第４部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせと異なるように設定されていることが好ましい。
【００１６】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１部分ＬＥＤ列及び第２部分ＬＥＤ列の内、全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数は、第３部分ＬＥＤ列及び第４部分ＬＥＤ列の内、全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数と異なるように設定されていることが好ましい。
【００１７】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含み、第２ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含むことが好ましい。
【００１８】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数と、第２ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数とが異なるように設定されていることが好ましい。
【００１９】
上記ＬＥＤ照明装置では、第１ＬＥＤ列及び第１切替回路は一つのＬＥＤモジュールとして構成され、第２ＬＥＤ列及び第２切替回路は他のＬＥＤモジュールとして構成されることが好ましい。
【００２０】
上記のＬＥＤ照明装置では、第１切替回路による第１ＬＥＤ列の接続状態の切替タイミングと、第２切替回路による第２ＬＥＤ列の接続状態の切替タイミングが異なる様に設定されているため、全高調波歪率をより低下させることが可能となる。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置は、全波整流波形の電圧の増減にともないＬＥＤ列内の直列段数及びＬＥＤ列に流れる電流を増減させるＬＥＤ駆動回路を備えたＬＥＤ照明装置において、複数のＬＥＤが直列接続した第１ＬＥＤ列を含み、全波整流波形の電圧に応じて前記第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を増減する第１ＬＥＤ駆動回路と、複数のＬＥＤが直列接続した第２ＬＥＤ列を含み、全波整流波形の電圧に応じて前記第２ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を増減する第２ＬＥＤ駆動回路とを備え、前記第１ＬＥＤ駆動回路と前記第２ＬＥＤ駆動回路は並列接続し、前記第１ＬＥＤ列の前記直列段数が切替わるタイミングと、前記第２ＬＥＤ列の前記直列段数が切替わるタイミングが異なっていることを特徴とする。
【００２２】
上記のＬＥＤ照明装置は、全波整流波形の電圧の増減にともないＬＥＤ列内の直列段数及びＬＥＤ列に流れる電流を増減させる第１及び第２ＬＥＤ駆動回路を有している。この第１及び第２ＬＥＤ駆動回路は、それぞれ第１及び第２のＬＥＤ列を備え、全波整流波形の電圧変化に応じて第１ＬＥＤ列の直列段数が切替わるタイミングと第２ＬＥＤ列の直列段数が切替わるタイミングとを異ならせている。ＬＥＤ照明装置には第１ＬＥＤ列に流れる電流と第２ＬＥＤ列に流れる電流の和となる電流が流れ、この電流が全波整流波形の電圧変化に応じて小刻みに変化する。すなわちその電流波形が正弦波に近づく結果、全高調波歪率が低下する。
【００２３】
ＬＥＤ照明装置において、前記第１ＬＥＤ列を分割して得た部分ＬＥＤ列の直列段数に係る組み合わせと、前記第２ＬＥＤ列を分割して得た部分ＬＥＤ列の直列段数に係る組み合わせが異なると良い。
【００２４】
ＬＥＤ照明装置において、前記第１ＬＥＤ列に含まれ、前記全波整流波形のもっとも電圧の低い期間で点灯する前記部分ＬＥＤ列の直列段数と、前記第２ＬＥＤ列に含まれ、前記全波整流波形のもっとも電圧の低い期間で点灯する前記部分ＬＥＤ列の直列段数が異なっていても良い。
【００２５】
ＬＥＤ照明装置において、前記第１及び第２ＬＥＤ駆動回路がそれぞれ唯一の電流検出抵抗を備え、前記電圧検出抵抗の両端間電圧又はその分圧電圧により前記１及び第２のＬＥＤ列の直列段数を切り替えても良い。
【００２６】
ＬＥＤ照明装置において、前記第１及び第２ＬＥＤ駆動回路は前記全波整流波形の電圧を計測して前記第１及び第２のＬＥＤ列の直列段数を切替えても良い。
【００２７】
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＬＥＤ照明装置１０のブロック図である。
【図２】図１に示したＬＥＤ照明装置１０の回路図である。
【図３Ａ】ＬＥＤ照明装置１０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図３Ｂ】第１ＬＥＤ駆動回路１３に流れ込む電流Ｉ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図３Ｃ】第２ＬＥＤ駆動回路１４に流れ込む電流Ｉ２と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図３Ｄ】全体の電流Ｉ０と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図４Ａ】第１ＬＥＤ駆動回路１３の平面図である。
【図４Ｂ】第１ＬＥＤ駆動回路１３の正面図である。
【図５】第１モジュール１３Ｐ及び第２モジュール１４Ｐの接続状況を示した図である。
【図６】他のＬＥＤ照明装置５０の回路図である。
【図７Ａ】ＬＥＤ照明装置５０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図７Ｂ】第１ＬＥＤ駆動回路５３に流れ込む電流Ｉ５１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図７Ｃ】第２ＬＥＤ駆動回路１４に流れ込む電流Ｉ２と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図７Ｄ】全体の電流Ｉ５０と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図８】さらに他のＬＥＤ照明装置６０の回路図である。
【図９】さらに他のＬＥＤ照明装置７０の回路図である。
【図１０Ａ】ＬＥＤ照明装置７０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図１０Ｂ】第１ＬＥＤ駆動回路７３に流れ込む電流Ｉ７１と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図１０Ｃ】第２ＬＥＤ駆動回路７４に流れ込む電流Ｉ７２と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図１０Ｄ】全体の電流Ｉ７０と時間ｔとの関係を示す波形図である。
【図１１】特許文献１に記載された光源回路２６００の回路図である。
【図１２Ａ】図１１に示す光源回路２６００における一周期分の全波整流電圧波形を示す波形図である。
【図１２Ｂ】図１１に示す光電回路２６００の回路電流を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＬＥＤ照明装置の実施の形態を詳述する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお、各図面の寸法は正確な寸法を反映したものではなく、説明のため部品の大きさが誇張して描かれることがあり、説明のため一部の部品を省略することがある。同一要素には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【００３０】
図１は、ＬＥＤ照明装置１０のブロック図である。
【００３１】
図１に示すようにＬＥＤ照明装置１０は、ブリッジ整流回路１１と、第１ＬＥＤ駆動回路１３と、第２ＬＥＤ駆動回路１４を含む。なお便宜上、図１では、ブリッジ整流回路１１に接続された商用交流電源１２が示されている。
【００３２】
商用交流電源１２はブリッジ整流回路１１の入力端子に接続している。ブリッジ整流回路１１は配線１５を介して全波整流波形を第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４に印加する。この結果、ブリッジ整流回路１１から電流Ｉ０が出力され、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４にそれぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れ込む。第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４からは配線１６を介してブリッジ整流回路１１に電流が戻ってくる。すなわち配線１６はグランド配線である。
【００３３】
第１ＬＥＤ駆動回路１３は、複数のＬＥＤが直列接続した第１ＬＥＤ列を含み、全波整流波形の電圧に応じて第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数が増減する。同様に第２ＬＥＤ駆動回路１４も、複数のＬＥＤが直列接続した第２ＬＥＤ列を含み、全波整流波形の電圧に応じて第２ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数が増減する。
【００３４】
第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４に流れる電流Ｉ１、Ｉ２も全波整流波形に応じて増減するが、第１ＬＥＤ列の直列段数が切替わるタイミングと、第２ＬＥＤ列の直列段数が切替わるタイミングは異なるように設定されている。この結果、電流Ｉ１や電流Ｉ２の電流値が大きく変化するタイミングもそれぞれの間で異なる。したがって、ＬＥＤ照明装置１０は、電流Ｉ１や電流Ｉ２等を合算した全体の電流Ｉ０を小刻みに増減させて、全高調波歪率をより低い状態となる様に構成されている。
【００３５】
図２は、図１に示したＬＥＤ照明装置１０の回路図である。
【００３６】
図２に示すようにブリッジ整流回路１１は、４個のダイオードからなり、入力端子と出力端子を備えている。ブリッジ整流回路１１の入力端子には、商用交流電源１２が接続され、出力端子には、全波整流波形を印加するための配線１５、及びグランド配線である配線１６が接続されている。
【００３７】
第１ＬＥＤ駆動回路１３では、５個の部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅが直列接続している。各部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅでは、それぞれ複数のＬＥＤ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅが直列接続している。部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅが直列接続したＬＥＤ列が、第１ＬＥＤ駆動回路１３に含まれる第１ＬＥＤ列に相当する。
【００３８】
第１ＬＥＤ駆動回路１３において、部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの接続部には、それぞれバイパス回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが接続され、部分ＬＥＤ列３１ｅのカソードには定電流回路３２ｅが接続されている。バイパス回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び定電流回路３２ｅは、それぞれディプレッション型のＦＥＴ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅと抵抗３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅを含んでいる。バイパス回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び定電流回路３２ｅは、全波整流波形の電圧に応じて第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００３９】
バイパス回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び定電流回路３２ｅでは、ＦＥＴ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅのドレインが電流入力端子であり、抵抗３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅの左端子が電流出力端子である。バイパス回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、抵抗３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの右端子が他の電流入力端子であり、それぞれの他の電流入力端子にバイパス回路３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び定電流回路３２ｅの電流出力端子が接続している。
【００４０】
第２ＬＥＤ駆動回路１４では、５個の部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅが直列接続している。各部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅでは、それぞれ複数のＬＥＤ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅが直列接続している。部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅが直列接続したＬＥＤ列が、第２ＬＥＤ駆動回路１４に含まれる第２ＬＥＤ列に相当する。
【００４１】
第２ＬＥＤ駆動回路１４において、部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅの接続部には、それぞれバイパス回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが接続され、部分ＬＥＤ列４１ｅのカソードには定電流回路４２ｅが接続されている。バイパス回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び定電流回路４２ｅは、それぞれディプレッション型のＦＥＴ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅと抵抗４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅを含んでいる。バイパス回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び定電流回路４２ｅは、全波整流波形の電圧に応じて第２ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００４２】
バイパス回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び定電流回路４２ｅでは、ＦＥＴ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅのドレインが電流入力端子であり、抵抗４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅの左端子が電流出力端子である。バイパス回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、抵抗４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの右端子が他の電流入力端子であり、それぞれの他の電流入力端子にバイパス回路４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び定電流回路４２ｅの電流出力端子が接続している。
【００４３】
第１ＬＥＤ駆動回路１３では、部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅにおけるＬＥＤ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅの直列段数を、それぞれ２０、２０、２０、１７、１３としている。第２ＬＥＤ駆動回路１４では、部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅにおけるＬＥＤ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅの直列段数を、それぞれ１０、２０、２０、１７、２３としている。部分ＬＥＤ列３１ａと部分ＬＥＤ列４１ａの直列段数、及び、部分ＬＥＤ列３１ｅと部分ＬＥＤ列４１ｅ同士の直列段数が異なっている。第１及び第２のＬＥＤ列の直列段数の総数は、ともに９０で等しい。
【００４４】
ＬＥＤの順方向電圧は約３Ｖであり、第１及び第２のＬＥＤ列の直列段数の総数はともに９０であるので、全数のＬＥＤが点灯する電圧が約２７０Ｖとなる。すなわち、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４は、実効値が２４０Ｖ（最大電圧約３３６Ｖ）の商用交流電源に適応するよう設計されている。
【００４５】
図３Ａは、ＬＥＤ照明装置１０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図３Ｂは、第１ＬＥＤ駆動回路１３に流れ込む電流Ｉ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図３Ｃは、第２ＬＥＤ駆動回路１４に流れ込む電流Ｉ２と時間ｔとの関係を示す波形図である。図３Ｄは、全体の電流Ｉ０と時間ｔとの関係を示す波形図である。なお、図３Ａ〜図３Ｄの時間軸の尺度は等しい。
【００４６】
図３Ａ及び図３Ｂにより第１ＬＥＤ駆動回路１３の動作を説明する。期間ｔ０は、全波整流電圧波形Ｖ１が部分ＬＥＤ列３１ａの閾値（ＬＥＤ３３ａの順方向電圧と直列段数の積、以下同様）に達しない期間である。期間ｔ０では、部分ＬＥＤ列３１ａに電流Ｉ１が流れない。
【００４７】
期間ｔ１は、全波整流電圧波形Ｖ１が部分ＬＥＤ列３１ａの閾値を超え、部分ＬＥＤ列３１ａの閾値と部分ＬＥＤ列３１ｂの閾値との合算値以下の期間である。期間ｔ１では、電流Ｉ１は部分ＬＥＤ列３１ａからバイパス回路３２ａを通りブリッジ整流回路１１に戻る。このとき抵抗３５ａの電圧降下がＦＥＴ３４ａにフィードバックするので、バイパス回路３２ａには一定の電流Ｉ１１が流れる。なお、電流Ｉ１が０（Ａ）から電流Ｉ１１に変わる過渡的な状況は無視している（以下同様）。
【００４８】
期間ｔ２は、全波整流電圧波形Ｖ１が部分ＬＥＤ列３１ａの閾値と部分ＬＥＤ列３１ｂの閾値の合算値を超え、部分ＬＥＤ列３１ａの閾値と部分ＬＥＤ列３１ｂの閾値と部分ＬＥＤ列３１ｃの閾値の合算値以下の期間である。期間ｔ２では、部分ＬＥＤ列３１ｂからバイパス回路３２ｂに電流が流れる。この電流によりＦＥＴ３４ａはソース電圧が上昇するためカットオフし、ＦＥＴ３４ｂのソースドレイン間に電流Ｉ１が流れ、その電流値が電流Ｉ１２となる。
【００４９】
以上のようにして部分ＬＥＤ列３１ｃ、３１ｄ、３１ｅに電流が流れ始めると、順番にバイパス回路３２ｂ、３２ｃ、３２ｄがカットオフし、それぞれの期間ｔ３、ｔ４、ｔ５における電流Ｉ１の値が電流Ｉ１３、Ｉ１４、１１５となる。なお、期間ｔ５では電流Ｉ１が電流Ｉ１４からＩ１５に大きく変わるように設定したので、図３Ｂには期間ｔ５の過渡状態もあわせて示した。また、全波整流電圧波形Ｖ１が下降する期間（期間ｔ６〜期間ｔ１０）では、第１ＬＥＤ駆動回路１３は上昇するときの逆の過程をたどる。
【００５０】
図３Ａ及び図３Ｃにより第２ＬＥＤ駆動回路１４の動作を説明する。図３Ｃに示すように、電流Ｉ２の最初の立ち上がりが図３Ｂの期間ｔ０の中間部に存在する。第１ＬＥＤ駆動回路１３では、全波整流電圧波形Ｖ１が６０Ｖ（３Ｖ＊２０段）のときに、電流Ｉ１の最初の立ち上がりが現れる（図３Ｂ参照）。一方、第２ＬＥＤ駆動回路１４では、全波整流電圧波形Ｖ１が３０Ｖ（３Ｖ＊１０段）のときに、電流Ｉ２の最初の立ち上がりが現れている。同様に、電流Ｉ２の２番目から４番目の立ち上がりはそれぞれ図３Ｂの期間ｔ１、ｔ２、ｔ３の中間部に現れる。なお、電流Ｉ１及び電流Ｉ２の５番目の立ち上がりはともに全波整流電圧波形Ｖ１が２７０Ｖ（３Ｖ＊９０段）のときに現れる（図３Ｂ及び図３Ｃ参照）。
【００５１】
第１ＬＥＤ駆動回路１３及び第２ＬＥＤ駆動回路１４において、ＦＥＴ３４ａ〜３４ｅ及びＦＥＴ４４ａ〜４４ｅは全て同等である。抵抗３５ａ及び抵抗４５ａは５４Ω、抵抗３５ｂ及び抵抗４５ｂは３２．４Ω、抵抗３５ｃ及び抵抗４５ｃは２１．６Ω、抵抗３５ｄ及び抵抗４５ｄは１０．８Ω、抵抗３５ｅ及び抵抗４５ｅは５．４Ωに設定した。この結果、例えば電流Ｉ１の最初の平坦部（電流Ｉ１１）は電流Ｉ２の最初の平坦部の電流値と等しくなる。
【００５２】
図３Ｄに示す電流Ｉ０は、図３Ｂの電流Ｉ１と図３Ｃの電流Ｉ２を足し合わせたものであり、期間ｔ５を除いて小刻みに増減している。このように電流Ｉ０の増減を小刻みにすると、全高調波歪率が低減する。なお期間ｔ５では第１及び第２のＬＥＤ列全体に比較的大きめの電流Ｉ０を流し、輝度が向上するようにしている。
【００５３】
図２に示すＬＥＤ照明装置１０では、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４以外にも、さらに多くのＬＥＤ駆動回路をブリッジ整流回路１１に対して第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４と並列に接続することができる。追加されたＬＥＤ駆動回路の直列段数の切替タイミングを第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４の直列段数の切替えタイミングと異ならせることによって、電流Ｉ０の増減をさらに小刻みにすることができる。
【００５４】
ＬＥＤ照明装置１０では、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４に含まれる部分ＬＥＤ列の個数は、ともに５個としたが、これに限定されることなく、他の個数となるようにしても良い。また、各部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数及び全ＬＥＤ列に含まれる総数も、上記した個数に限定されることは無く、利用する商用交流電源の実効値等に応じて、適宜選択することができる。さらに、１つの部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数は１個であっても良い。
【００５５】
図４Ａは第１ＬＥＤ駆動回路１３の平面図であり、図４Ｂは第１ＬＥＤ駆動回路１３の正面図である。図４Ａ及び図４Ｂでは、第１ＬＥＤ駆動回路１３を第１モジュール１３Ｐとして構成した場合を示している。
【００５６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１モジュール１３Ｐは実装基板１３１上にダム材１３２、１３３で区切った領域を備えている。ダム材１３２で囲まれた円形の領域にはＬＥＤ３３ａ〜３３ｅ（図２参照）が実装されており、互いにワイヤで直列接続している。ダム材１３２とダム材１３３で区切られた２か所の領域にはＦＥＴ３４ａ〜３４ｅ及び抵抗３５ａ〜３５ｅが実装されている。ＬＥＤ３３ａ〜３３ｅ、ＦＥＴ３４ａ〜３４ｅ及び抵抗３５ａ〜３５ｅは蛍光体を含有した樹脂で被覆されている。実装基板の表面には全波整流波形が入力される端子１３５及びグランド配線が接続される端子１３７が設けられ、端子１３５、１３７とそれぞれ接続する配線１３６、１３８がダム材１３２、１３３の内側に延びている。
【００５７】
図５は、第１モジュール１３Ｐ及び第２ＬＥＤ駆動回路１４をモジュールとして構成した第２モジュール１４Ｐの接続状況を示した図である。
【００５８】
図５に示すように、第１モジュール１３Ｐ及び第２モジュール１４Ｐは、それぞれ単独のモジュールとして並列接続されている。配線１５は全波整流波形を印加する配線であり、配線１６はグランド配線である。第２ＬＥＤ駆動回路１４をモジュールとして構成した第２モジュール１４Ｐでは、各部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの数が異なるので、ダム材に囲まれる円形の領域に実装されたＬＥＤ４３ａ〜４３ｅのワイヤボンディングの仕方が異なっている。第２モジュール１４Ｐのその他の構成は、前述した第１モジュール１３Ｐと同様である。なお、第１ＬＥＤ駆動回路１３及び第２ＬＥＤ駆動回路１４を一つのモジュールとして構成しても良い。
【００５９】
図１及び図２に示すように、ＬＥＤ照明装置１０は、並列接続するＬＥＤ駆動回路を２個（第１ＬＥＤ駆動回路１３と第２ＬＥＤ駆動回路１４）有している。しかしながら、ＬＥＤ照明装置において並列接続されるＬＥＤ駆動回路は２個に限られない。例えば、２個の第１ＬＥＤ駆動回路１３と２個の第２ＬＥＤ駆動回路１４とを並列接続しても良い。また、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４とはＬＥＤ列の直列段数の切替わりタイミングが異なる第３のＬＥＤ駆動回路を並列接続しても良い。
【００６０】
また、第１ＬＥＤ駆動回路１３が有する部分ＬＥＤ列の数は５つに限定されない。例えば、２個の部分ＬＥＤ列のみを有するようにしても良い。その場合、第１ＬＥＤ駆動回路１３は、部分ＬＥＤ列３１ａ及び３１ｅと、バイパス回路３２ａ及び定電流回路３２ｅとのみから構成すれば良い。第２ＬＥＤ駆動回路１４についても同様である。
【００６１】
ＬＥＤ照明装置１０では、第１ＬＥＤ駆動回路１３に含まれる第１ＬＥＤ列を分割した部分ＬＥＤ列３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの直列段数に係る組み合わせを、２０段、２０段、２０段、１７段、１３段とした。また、第２ＬＥＤ駆動回路１４に含まれる第２ＬＥＤ列を分割した部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅの直列段数に係る組み合わせを、１０段、２０段、２０段、１７段、２３段とした。このようにＬＥＤ照明装置１０では、第１ＬＥＤ駆動回路１３と第２ＬＥＤ駆動回路１４において、部分ＬＥＤ列の直列段数に係る組み合わせが異なるように設定している。
【００６２】
しかしながら、第１ＬＥＤ駆動回路１３及び第２ＬＥＤ駆動回路１４に示す様に、部分ＬＥＤ列の直列段数に係る組み合わせを大きく変更する必要はない。例えば、第１ＬＥＤ駆動回路１３においてもっとも電圧の低い期間で点灯する部分ＬＥＤ列３１ａの直列段数（２０段）と、第２ＬＥＤ駆動回路１４においてもっとも電圧の低い期間で点灯する部分ＬＥＤ列４１ａの直列段数（１０段）とのみを異なるように設定するだけでも良い。
【００６３】
図２に示した抵抗３５ａ等は単体の素子であったが、例えば、抵抗３５ａの左端とＦＥＴ３４ａの間にゲート保護抵抗を追加挿入する場合、このゲート保護抵抗と抵抗３５ａを一体化してネットワーク抵抗としても良い。上記の変更は、他の全てのバイパス回路及び定電流回路にも適用することができる。
【００６４】
図６は、他のＬＥＤ照明装置５０の回路図である。
【００６５】
図６に示すＬＥＤ照明装置５０と図２に示すＬＥＤ照明装置１０との差異は、ＬＥＤ照明装置５０が有する第１ＬＥＤ駆動回路５３が、ＬＥＤ照明装置１０が有する第１ＬＥＤ駆動回路１３と異なる点のみである。他の構成は、ＬＥＤ照明装置１０と同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
第１ＬＥＤ駆動回路５３では、４個の部分ＬＥＤ列５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが直列接続している。各部分ＬＥＤ列５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄでは、それぞれ複数のＬＥＤ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが直列接続している。部分ＬＥＤ列５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが直列接続したＬＥＤ列が、第１ＬＥＤ駆動回路５３に含まれる第１ＬＥＤ列に相当する。
【００６７】
第１ＬＥＤ駆動回路５３において、部分ＬＥＤ列５１ａ、５１ｂ、５１ｃの接続部には、それぞれバイパス回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃが接続され、部分ＬＥＤ列５１ｄのカソードには定電流回路５２ｄが接続されている。バイパス回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び定電流回路５２ｄは、それぞれディプレッション型のＦＥＴ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄと抵抗５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄを含んでいる。バイパス回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び定電流回路５２ｄは、全波整流波形の電圧に応じて第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００６８】
バイパス回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び定電流回路５２ｄでは、ＦＥＴ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄのドレインが電流入力端子であり、抵抗５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄの左端子が電流出力端子である。バイパス回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、抵抗５５ａ、５５ｂ、５５ｃの右端子が他の電流入力端子であり、それぞれの他の電流入力端子にバイパス回路５２ｂ、５２ｃ及び定電流回路５２ｄの電流出力端子が接続している。
【００６９】
第１ＬＥＤ駆動回路５３では、部分ＬＥＤ列５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄにおけるＬＥＤ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの直列段数を、それぞれ２０、２０、２０、３０としている。第２ＬＥＤ駆動回路１４では、部分ＬＥＤ列４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅにおけるＬＥＤ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅの直列段数を、それぞれ１０、２０、２０、１７、２３としている。第１及び第２ＬＥＤ列の直列段数の総数は、ともに９０で等しい。
【００７０】
ＬＥＤの順方向電圧は約３Ｖであり、第１及び第２のＬＥＤ列の直列段数の総数はともに９０であるので、全数のＬＥＤが点灯する電圧が約２７０Ｖとなる。すなわち、第１ＬＥＤ駆動回路５３及び第２ＬＥＤ駆動回路１４は、実効値が２４０Ｖ（最大電圧約３３６Ｖ）の商用交流電源に適応するよう設計されている。
【００７１】
図７Ａは、ＬＥＤ照明装置５０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図７Ｂは、第１ＬＥＤ駆動回路５３に流れ込む電流Ｉ５１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図７Ｃは、第２ＬＥＤ駆動回路１４に流れ込む電流Ｉ２と時間ｔとの関係を示す波形図である。図７Ｄは、全体の電流Ｉ５０と時間ｔとの関係を示す波形図である。なお、図７Ａ〜図７Ｄの時間軸の尺度は等しい。また、図７Ａは図３Ａと同じ波形図であり、図７Ｃは図３Ｃと同じ波形図である。
【００７２】
図７Ｂに示すように、全波整流電圧波形Ｖ１（図７Ａ参照）に対し、第１ＬＥＤ駆動回路５３に流れる電流Ｉ５１は、５段階となる（Ｉ５１＝０（Ａ）も含む）。ここで電流Ｉ５１が電流値Ｉ１５となる期間（ｔ１１）は、図３Ｂの期間ｔ４、期間ｔ５及び期間ｔ６を合わせた期間と等しい。なお、抵抗５５ｄを図２の抵抗３５ｅと等しくすることによって、ＬＥＤ照明装置１０とＬＥＤ照明装置５０の最大電流が等しくなるように設定している。図７Ｄに示すＬＥＤ照明装置５０に流れる電流Ｉ５０は、図７Ｂに示す電流Ｉ５１と図７Ｃに示す電流Ｉ２の合算である。
【００７３】
ＬＥＤ照明装置５０においても、第１ＬＥＤ駆動回路５３を流れる電流Ｉ５１が立ち上がるタイミングと、第２ＬＥＤ駆動回路１４を流れる電流Ｉ２が立ち上がるタイミングが異なるように設定している。この結果、図７Ｄに示す電流Ｉ５０は、図３Ｂの電流Ｉ１と図３Ｃの電流Ｉ２を足し合わせたものであり、期間ｔ１１を除いて小刻みに増減している。このように電流Ｉ５０の増減を小刻みにすると、全高調波歪率が低減する。なお期間ｔ１１では第１及び第２のＬＥＤ列全体に比較的大きめの電流Ｉ５０を流し、輝度を向上するようにしている。
【００７４】
前述したＬＥＤ照明装置１０では、第１ＬＥＤ駆動回路１３に含まれる部分ＬＥＤ列の数と、第２ＬＥＤ駆動回路１４に含まれる部分ＬＥＤ列の数を等しく設定した（ともに、５個）。さらに、ＬＥＤ照明装置１０では、第１ＬＥＤ駆動回路１３に含まれる部分ＬＥＤ列の個数を切替えるタイミングと、第２ＬＥＤ駆動回路１４に含まれる部分ＬＥＤ列の個数を切替えるタイミングとが異なるように設定した。この結果、ＬＥＤ照明装置１０を流れる全体の電流（Ｉ０）の変化を小刻みにしてノイズ発生を抑えることが可能となった。しかしながら、ＬＥＤ照明装置６０のように、第１ＬＥＤ駆動回路５３に含まれる部分ＬＥＤ列の数と、第２ＬＥＤ駆動回路１４に含まれる部分ＬＥＤ列の数を違えても、全体の電流（Ｉ５０）の変化を小刻みにしてノイズ発生を抑えることが可能である。
【００７５】
図８は、さらに他のＬＥＤ照明装置６０を示す回路図である。
【００７６】
図８ではＬＥＤ照明装置６０に含まれる商用交流電源１２（図１参照）及びブリッジ整流回路１１（図１参照）が図１に示すＬＥＤ照明装置１０と同じものになるため、これらを図示していない。図８に示すようにＬＥＤ照明装置６０は、第１ＬＥＤ駆動回路６３と第２ＬＥＤ駆動回路６４を備えている。なお、ＬＥＤ照明装置６０において、図２に示すＬＥＤ照明装置１０と同じ構成には同じ番号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
図２に示したＬＥＤ照明装置１０に含まれる第１ＬＥＤ駆動回路１３は、部分ＬＥＤ列３１ａ等とバイパス回路３２ａ等からなる回路ブロックが梯子段状に接続した構成を有する。第１ＬＥＤ駆動回路１３に含まれる抵抗３５ａ〜３５ｅは、電流Ｉ１を検出し、それぞれのＦＥＴ３４ａ〜３４ｅをフィードバック制御（定電流化）及びカットオフするための電流検出抵抗であった（第２ＬＥＤ駆動回路１４も同様）。これに対して、ＬＥＤ照明装置６０の第１ＬＥＤ駆動回路６３及び第２のＬＥＤ駆動回路６４では、電流検出抵抗をそれぞれ１つのみとし、その分圧電圧だけでＦＥＴ３４ａ〜３４ｅを制御している。
【００７８】
図８に示すように、第１ＬＥＤ駆動回路６３では、ＦＥＴ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅのソース同士が接続し、唯一の電流検出抵抗６２の右端子に接続している。第１ＬＥＤ駆動回路６３では、電流検出抵抗６２の両端間電圧又はその分圧電圧で、ＦＥＴ３４ａ〜３４ｅを制御している。まず、電流検出抵抗６２を抵抗３５ａ（図２参照）と同じ値（５４Ω）に設定する。次に、抵抗６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ間の比を抵抗３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ間の比（図２参照）と等しくすると、第１ＬＥＤ駆動回路６３と第１ＬＥＤ駆動回路１３とは、ほぼ同じ動作をする。なお、抵抗６１ａ〜６１ｅは十分に高い抵抗値を有するものとする。点線６７で示す様に、ＦＥＴ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、抵抗６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ及び電流検出抵抗６２は、全波整流波形の電圧に応じて第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００７９】
図８に示すように、第２ＬＥＤ駆動回路６４では、ＦＥＴ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅのソース同士が接続し、唯一の電流検出抵抗６６の右端子に接続している。第２ＬＥＤ駆動回路６４では、電流検出抵抗６６の両端間電圧又はその分圧電圧でＦＥＴ４４ａ〜４４ｅを制御している。第２ＬＥＤ駆動回路６４でも、まず、電流検出抵抗６６を抵抗４５ａ（図２参照）と同じ値（５４Ω）に設定する。次に、抵抗６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ間の比を抵抗４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ間の比（図２参照）と等しくすると、第２ＬＥＤ駆動回路６４と第２ＬＥＤ駆動回路１４とは、ほぼ同じ動作をする。なお、抵抗６５ａ〜６５ｅは十分に高い抵抗値を有するものとする。点線６８で示す様に、ＦＥＴ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、抵抗６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ及び電流検出抵抗６６は、全波整流波形の電圧に応じて第２ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００８０】
ＬＥＤ照明装置６０では、第１ＬＥＤ駆動回路６３が一の定電流状態から他の定電流状態に移行する過渡状態について改善されるため、図２に示したＬＥＤ照明装置１０より輝度が向上する（第２ＬＥＤ駆動回路６４も同様）。
【００８１】
また、ＬＥＤ照明装置６０では、抵抗６１ａ〜６１ｅを高抵抗化及び小型化することが可能である。また、抵抗６１ａ〜６１ｅは、相互の比のみを安定して再現できれば良いので、比較的低抵抗であり許容電力を大きくしなければならない電流検出抵抗６２と組み合わせて、ネットワーク抵抗として構成し易いという利点がある（第２ＬＥＤ駆動回路６４の抵抗６５ａ〜６５ｅも同様）。ここで、図２に示すＬＥＤ照明装置１０に含まれる第１ＬＥＤ駆動回路１３において、期間ｔ４から期間ｔ５への過渡期における、ＦＥＴ３４ｅのゲインＧ１０は、ドレイン抵抗Ｒｄ１０／ソース抵抗Ｒｓ１０（Ｒ３５ａ＋Ｒ３５ｂ＋Ｒ３５ｃ＋Ｒ３５ｄ＋Ｒ３５ｅ）と考えられる（「Ｒ３５ａ」は抵抗３５ａの抵抗値を表す。他の抵抗についても同様である。）。同様に、図８に示すＬＥＤ照明装置６０に含まれる第１ＬＥＤ駆動回路６３において、期間ｔ４から期間ｔ５への過渡期における、ＦＥＴ３４ｅのゲインＧ６０は、ドレイン抵抗Ｒｄ６０／ソース抵抗Ｒｓ６０（Ｒ６２）と考えられる。Ｒｄ１０とＲｄ６０はほぼ同じ値であり、Ｒｓ１０＞Ｒｓ６０なので、Ｇ６０＞Ｇ１０となる。すなわち、ＬＥＤ照明装置６０では、ＦＥＴ３４ｅのゲインＧ６０がより大きいので、過渡応答特性がＬＥＤ照明装置１０より向上する。
【００８２】
図９は、さらに他のＬＥＤ照明装置７０の回路図である。
【００８３】
前述したＬＥＤ照明装置１０、５０、６０では、第１又は第２ＬＥＤ列に流れる電流を検出して、第１又は第２ＬＥＤ列の直列段数を切替えていた。しかしながら、第１又は第２ＬＥＤ列の直列段数の切替えは、電流を検出による方式に限定されず、電圧を検出する方式を採用することができる。図９に示すＬＥＤ照明装置７０は、全波整流波形の電圧を検出して第１及び第２ＬＥＤ列の直列段数を切替える第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４を含んでいる。
【００８４】
図９において商用交流電源１２とブリッジ整流回路１１は図２と共通であるが、低電圧で直列段数を制御するため抵抗７１、７２により全波整流波形を低電圧化した信号を伝達する配線７５を加えた。なお、ＬＥＤ照明装置７０において、図２に示すＬＥＤ照明装置１０と同じ構成には同じ番号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
図９に示すように第１ＬＥＤ駆動回路７３では、３個の部分ＬＥＤ列８１ａ、８１ｂ、８１ｃが直列接続している。各部分ＬＥＤ列８１ａ、８１ｂ、８１ｃでは、それぞれ複数のＬＥＤ８３ａ、８３ｂ、８３ｃが直列接続している。部分ＬＥＤ列８１ａ、８１ｂ、８１ｃが直列接続したＬＥＤ列が、第１ＬＥＤ駆動回路７３に含まれる第１ＬＥＤ列に相当する。
【００８６】
第１ＬＥＤ駆動回路７３において、部分ＬＥＤ列８１ａ、８１ｂ、８１ｃ間の接続部にはそれぞれバイパス回路が接続され、部分ＬＥＤ列８１ｃのカソードに定電流回路が接続されている。部分ＬＥＤ列８１ａ、８１ｂ間の接続部に接続するバイパス回路は、コンパレータ８４ａ、ＡＮＤ素子８５ａ、エンハンスメント型のＦＥＴ８６ａ及び電流制限回路８７ａを含んでいる。部分ＬＥＤ列８１ｂ、８１ｃ間の接続部に接続するバイパス回路は、コンパレータ８４ｂ、ＡＮＤ素子８５ｂ、エンハンスメント型のＦＥＴ８６ｂ及び電流制限回路８７ｂを含んでいる。定電流回路は、コンパレータ８４ｃ、エンハンスメント型のＦＥＴ８６ｃ及び電流制限回路８７ｃを含んでいる。コンパレータ８４ａ〜８４ｃのプラス入力端子には配線７５が接続され、マイナス入力端子には基準電圧発生回路８８から出力する基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ３が入力される。点線７６に示す様に、コンパレータ８４ａ〜ｃ、ＡＮＤ素子８５ａ、８５ｂ、ＦＥＴ８６ａ〜ｃ、電流制限回路８７ａ〜ｃ及び基準電圧発生回路８８は、全波整流波形の電圧に応じて第１ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００８７】
図９に示すように第２ＬＥＤ駆動回路７４では、３個の部分ＬＥＤ列９１ａ、９１ｂ、９１ｃが直列接続している。各部分ＬＥＤ列９１ａ、９１ｂ、９１ｃでは、それぞれ複数のＬＥＤ９３ａ、９３ｂ、９３ｃが直列接続している。部分ＬＥＤ列９１ａ、９１ｂ、９１ｃが直列接続したＬＥＤ列が第２ＬＥＤ駆動回路７４に含まれる第２ＬＥＤ列に相当する。
【００８８】
第２ＬＥＤ駆動回路７４において、部分ＬＥＤ列９１ａ、９１ｂ、９１ｃ間の接続部にはそれぞれバイパス回路が接続され、部分ＬＥＤ列９１ｃのカソードに定電流回路が接続されている。部分ＬＥＤ列９１ａ、９１ｂ間の接続部に接続するバイパス回路は、コンパレータ９４ａ、ＡＮＤ素子９５ａ、エンハンスメント型のＦＥＴ９６ａ及び電流制限回路９７ａを含んでいる。部分ＬＥＤ列９１ｂ、９１ｃ間の接続部に接続するバイパス回路は、コンパレータ９４ｂ、ＡＮＤ素子９５ｂ、エンハンスメント型のＦＥＴ９６ｂ及び電流制限回路９７ｂを含んでいる。定電流回路は、コンパレータ９４ｃ、エンハンスメント型のＦＥＴ９６ｃ及び電流制限回路９７ｃを含んでいる。コンパレータ９４ａ〜９４ｃのプラス入力端子には配線７５が接続し、マイナス入力端子には基準電圧発生回路９８が出力する基準電圧Ｖｒｅｆ４、Ｖｒｅｆ５、Ｖｒｅｆ６が入力される。点線７７に示す様に、コンパレータ９４ａ〜ｃ、ＡＮＤ素子９５ａ、９５ｂ、ＦＥＴ９６ａ〜ｃ、電流制限回路９７ａ〜ｃ及び基準電圧発生回路９８は、全波整流波形の電圧に応じて第２ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数を切替える切替回路として機能する。
【００８９】
第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４に含まれる第１及び第２のＬＥＤ列の直列段数の最大数は、図２で示した第１及び第２ＬＥＤ駆動回路１３、１４と同様に９０である。部分ＬＥＤ列８１ａ〜８１ｃ、９１ａ〜９１ｃの直列段数は、それぞれ、後述するように基準電圧Ｖｒｅｆ１〜３、Ｖｒｅｆ４〜６に基づいて定める。例えば、全て同じ段数（３０段）としても良い。電流制限回路８７ａと電流制限回路９７ａの上限電流は等しく、電流制限回路８７ｂと電流制限回路９７ｂの上限電流も等しく、電流制限回路８７ｃと電流制限回路９７ｃの上限電流も等しく設定されている。電流制限回路８７ａ、９７ａの上限電流はもっとも小さな値となり、電流制限回路８７ｂ、９７ｂの上限電流が中間的な値となり、電流制限回路８７ｃ、９７ｃの上限電流が最も大きな値に設定される。
【００９０】
基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ６は、以下のような関係となるように設定される。
Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ４＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ５＜Ｖｒｅｆ３＜Ｖｒｅｆ６
【００９１】
図１０Ａは、ＬＥＤ照明装置７０における一周期分の全波整流電圧波形Ｖ１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図１０Ｂは、第１ＬＥＤ駆動回路７３に流れ込む電流Ｉ７１と時間ｔとの関係を示す波形図である。図１０Ｃは、第２ＬＥＤ駆動回路７４に流れ込む電流Ｉ７２と時間ｔとの関係を示す波形図である。図１０Ｄは、全体の電流Ｉ７０と時間ｔとの関係を示す波形図である。なお、図１０Ａ〜図１０Ｄの時間軸の尺度は等しい。また、図１０Ａは図３Ａと同じ波形図である。
【００９２】
図１０Ａ及び図１０Ｂにより第１ＬＥＤ駆動回路７３の動作を説明する。期間ｔ２０は、全波整流電圧波形Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆ１より小さい期間である。期間ｔ２０では、コンパレータ８４ａ〜８４ｃの出力はローレベルとなるためＦＥＴ８６ａ〜８６ｃがオフし電流Ｉ７１は流れない。
【００９３】
期間ｔ２１は、全波整流電圧波形Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆ２の間にある期間であり、ＡＮＤ素子８５ａの出力がハイレベルになりＦＥＴ８６ａがオンし、電流制限回路８７ａに、その上限電流に等しい電流が流れる。
【００９４】
期間ｔ２２は、全波整流電圧波形Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆ２と基準電圧Ｖｒｅｆ３の間にある期間であり、電流制限回路８７ｂに、その上限電流に等しい電流が流れる。
【００９５】
期間ｔ２３は、全波整流電圧波形Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆ３以上である期間であり、電流制限回路８７ｃに、その上限電流に等しい電流が流れる。また、全波整流電圧波形Ｖ１が下降する期間（期間ｔ２４〜期間ｔ２６）では、第１ＬＥＤ駆動回路７３は上昇するときと逆の過程をたどる。
【００９６】
第２ＬＥＤ駆動回路７４にも、３つのレベルを持つ電流Ｉ７２が流れる。しかしながら、基準電圧Ｖｒｅｆ４〜Ｖｒｅｆ６がそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ３と異なっているため、電流Ｉ７２の立ち上がるタイミングが電流Ｉ７１の立ち上がるタイミングと異なるように設定されている。
【００９７】
部分ＬＥＤ列８１ａ、９１ａは、基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ４で決まるタイミングで、充分に電流Ｉ７１、Ｉ７２を流せるようにＬＥＤの個数（段数）が設定されている。部分ＬＥＤ列８１ｂ、９１ｂは、基準電圧Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ５で決まるタイミングで、充分に電流Ｉ７１、Ｉ７２を流せるようにＬＥＤの個数（段数）が設定されている。部分ＬＥＤ列８１ｃ、９１ｃは基準電圧Ｖｒｅｆ３、Ｖｒｅｆ６で決まるタイミングで、充分に電流Ｉ７１、Ｉ７２を流せるようにＬＥＤの個数（段数）が設定されている。
【００９８】
図１０Ｄに示す電流Ｉ７０は図１０Ｂの電流Ｉ７１と図１０Ｃの電流Ｉ７２を足し合わせたもので、全波整流電圧波形Ｖ１の増減に応じて小刻みに増減している。このように電流Ｉ７０の増減が小刻みにすると高調波歪率が低減する。
【００９９】
図９に示すＬＥＤ照明装置７０では、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４以外にも、さらに多くのＬＥＤ駆動回路をブリッジ整流回路１１に対して第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４と並列に接続することができる。追加されたＬＥＤ駆動回路の直列段数の切替タイミングを第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４の直列段数の切替えタイミングと異ならせることによって、電流Ｉ７０の増減をさらに小刻みにすることができる。
【０１００】
ＬＥＤ照明装置７０では、第１及び第２ＬＥＤ駆動回路７３、７４に含まれる部分ＬＥＤ列の個数は、ともに３個としたが、これに限定されることなく、他の個数としても良い。また、各部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数及び全ＬＥＤ列に含まれる総数も、上記した個数に限定されることは無く、利用する商用交流電源の実効値等に応じて、適宜選択することができる。
【０１０１】
上記したＬＥＤ照明装置１０、５０、６０、７０では、各ＬＥＤ列で発光する部分ＬＥＤ列の個数が切替わるタイミングが、相互に異なっていることが重要である。各ＬＥＤ列で発光する部分ＬＥＤ列の個数が切替わるタイミングは、部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数（段数）、部分ＬＥＤ列の個数、を変化させることによって調整できる。
【０１０２】
また、各ＬＥＤ列で発光する部分ＬＥＤ列の個数が切替わるタイミングは、部分ＬＥＤ列を流れる電流値の検出方法を変化させることによって調整することもできる。例えば、図２において抵抗３５ａと抵抗４５ａの値を異ならせることで、部分ＬＥＤ列３１ａと部分ＬＥＤ列４１ａが発光するタイミングを調整することができる。さらに、各ＬＥＤ列で発光する部分ＬＥＤ列の個数が切替わるタイミングは、全波整流波形の電圧の検出方法を変化させることによって調整することもできる。
【０１０３】
上記したＬＥＤ照明装置１０、５０、６０、７０では、第１ＬＥＤ列（ＬＥＤ３３ａ〜３３ｅ等）及び第２ＬＥＤ列（ＬＥＤ４３ａ〜４３ｅ等）が一つのブリッジ整流回路１１に対して並列接続されていた。しかしながら、ＬＥＤ照明装置は、一つのブリッジ整流回路に第１ＬＥＤ列と第２ＬＥＤ列を並列接続する場合に限定されない。例えば、商用交流電源１２（図２参照）に対し第１のブリッジ整流回路と第２のブリッジ整流回路を並列接続し、第１のブリッジ整流回路に第１ＬＥＤ列を接続し、第２のブリッジ整流回路に第２ＬＥＤ列を接続しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、５０、６０、７０    ＬＥＤ照明装置
１１    ブリッジ整流回路
１２    商用交流電源
１３、５３、６３、７３    第１ＬＥＤ駆動回路
１４、６４、７４    第２ＬＥＤ駆動回路
３１ａ〜３１ｅ、４１ａ〜４１ｅ、５１ａ〜５１ｄ、８１ａ〜８１ｃ、９１ａ〜９１ｃ    部分ＬＥＤ列
３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄ、５２ａ〜５２ｃ    バイパス回路
３２ｅ、４２ｅ、５２ｄ    定電流回路
３３ａ〜３３ｅ、４３ａ〜４３ｅ、５３ａ〜５３ｄ、８３ａ〜８３ｃ、９３ａ〜９３ｃ    ＬＥＤ
３４ａ〜３４ｅ、４４ａ〜４４ｅ、５４ａ〜５４ｄ    ＦＥＴ（ディプレッション型）
３５ａ〜３５ｅ、４５ａ〜４５ｅ、５５ａ〜５５ｄ、６１ａ〜６１ｅ、６５ａ〜６５ｅ、７１、７２    抵抗
６２、６６    電流検出抵抗
８４ａ〜８４ｃ、９４ａ〜９４ｃ    コンパレータ
８５ａ、８５ｂ、９５ａ、９５ｂ    ＡＮＤ素子
８６ａ〜８６ｃ、９６ａ〜９６ｃ    ＦＥＴ（エンハンスメント型）
８７ａ〜８７ｃ、９７ａ〜９７ｃ    電流制限回路
８８、９８    基準電圧発生回路
【図１】
2015141685.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
2015141685.tif 000019
【図１０Ｂ】
2015141685.tif 000020
【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、
前記整流器に接続され、第１部分ＬＥＤ列及び前記第１部分ＬＥＤ列と直列に接続された第２部分ＬＥＤ列を含む第１ＬＥＤ列と、
前記整流器に対して前記第１ＬＥＤ列と並列に接続され、第３部分ＬＥＤ列及び前記第３部分ＬＥＤ列と直列に接続された第４部分ＬＥＤ列を含む第２ＬＥＤ列と、
前記整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第１切替回路と、
前記整流器から出力される全波整流電圧波形の増減に伴い、前記整流器に対して、前記第３部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第３部分ＬＥＤ列及び前記第４部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える第２切替回路と、を有し、
前記第１切替回路による切替タイミングと、前記第２切替回路による切替タイミングとが異なる様に設定され、
前記整流器によって前記第１ＬＥＤ列に印加される電圧及び前記整流器によって前記第２ＬＥＤ列に印加される電圧は同位相である、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記第１切替回路は、前記第１ＬＥＤ列の少なくとも一部を流れる電流を検出し、検出した電流に応じて、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記第１切替回路は、前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列のそれぞれに、電流を検出するための電流検出抵抗を有する、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記第１切替回路は、前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列に対して、一つの電流を検出するための電流検出抵抗を有する、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記第１切替回路は、前記整流器から出力される全波整流電圧波形の電圧を検出し、検出した電圧に応じて、前記整流器に対して、前記第１部分ＬＥＤ列のみが接続される状態と、直列に接続された前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列が接続される状態とを切替える、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記第１部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と前記第２部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせは、前記第３部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数と前記第４部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの個数の組み合わせと異なるように設定されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記第１部分ＬＥＤ列及び前記第２部分ＬＥＤ列の内、前記全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数は、前記第３部分ＬＥＤ列及び前記第４部分ＬＥＤ列の内、前記全波整流電圧波形のもっとも低い電圧期間で点灯する部分ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤの直列段数と異なるように設定されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記第１ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含み、前記第２ＬＥＤ列は、さらに他の部分ＬＥＤ列を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記第１ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数と、前記第２ＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列の個数とが異なるように設定されている、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記第１ＬＥＤ列及び前記第１切替回路は一つのＬＥＤモジュールとして構成され、前記第２ＬＥＤ列及び前記第２切替回路は他のＬＥＤモジュールとして構成される、請求項１〜９の何れか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【国際調査報告】
2015141685.tif 000026
2015141685.tif 000027