(57)【要約】【課題】電力変換回路ユニットに接続されるＬＥＤ負荷のＬＥＤの個数が異なっても各ＬＥＤの発光を一定に制御する。しかも、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処する。【解決手段】出力が定電流特性を有する同一構成の複数のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nを用意し、各コンバータユニットの入力端子Ｉ1，Ｉ2を直列接続して電源に接続する。また、各コンバータユニットの出力端子Ｏ1，Ｏ2に、個々にＬＥＤ負荷１２-1〜１２-nを接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと；
前記各電力変換回路ユニットの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷と；
を具備することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと；
前記各電力変換回路ユニットの出力端子を直列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と；
を具備することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと；
前記各電力変換回路ユニットの出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と；
を具備することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと；
前記各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を直列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と；
前記各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と；
前記各電力変換回路ユニットの残りの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷と；
を具備することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと；
前記各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を直列接続した両端間、または、前記各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と；
前記各電力変換回路ユニットの残りの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷と；
を具備することを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一構成の複数の電力変換回路ユニットを使用したＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同一構成の複数の電力変換回路ユニットを使用した電力変換装置としては、全波整流回路を使用した電源回路に、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの入力端子を直列接続してその両端を接続し、また、この複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子を直列接続してその両端間に、負荷として、例えば放電灯を接続するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３２５４６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この公報のものは、負荷として放電灯のような負荷を対象としているため、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子を直列接続して放電灯を点灯するに必要な電圧の確保は要求されるが定電流については考慮されていない。このため、この電力変換装置を使用し、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子にそれぞれ直列接続する個数が異なるＬＥＤ負荷を接続して点灯しようとすると、ＬＥＤ負荷毎に流れる電流が異なってＬＥＤの発光にばらつきが生じる問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、電力変換回路ユニットに接続されるＬＥＤ負荷におけるＬＥＤの個数が異なっても各ＬＥＤの発光を一定に制御でき、しかも、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処できるＬＥＤ点灯装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと、各電力変換回路ユニットの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷とを具備するＬＥＤ点灯装置にある。
【０００６】
電力変換回路ユニットとしては、ＤＣ−ＤＣコンバータユニットやＡＣ−ＤＣコンバータユニットがある。また、電力変換回路の回路方式としては、絶縁型構成のものや直結型構成のものが使用でき、絶縁型構成においてはトランスを使用したものやフォワード構成のものが使用でき、また、直結型構成においては昇圧構成のものや極性反転構成のものが使用できる。
【０００７】
本発明の他の態様は、直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと、各電力変換回路ユニットの出力端子を直列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷とを具備するＬＥＤ点灯装置にある。
【０００８】
本発明の他の態様は、直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと、各電力変換回路ユニットの出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷とを具備するＬＥＤ点灯装置にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと、各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を直列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と、各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と、各電力変換回路ユニットの残りの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷とを具備するＬＥＤ点灯装置にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、直列接続または並列接続して電源に接続する電源入力端子および出力端子を有し、出力が定電流特性を有する同一構成の複数の電力変換回路ユニットと、各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を直列接続した両端間、または、各電力変換回路ユニットの一部の出力端子を並列接続した両端間に接続されたＬＥＤ負荷と、各電力変換回路ユニットの残りの出力端子に個々に接続されたＬＥＤ負荷とを具備するＬＥＤ点灯装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電力変換回路ユニットに接続されるＬＥＤ負荷におけるＬＥＤの個数が異なっても各ＬＥＤの発光を一定に制御でき、しかも、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処できるＬＥＤ点灯装置を提供できる。
【００１２】
また、本発明によれば、さらに、多数のＬＥＤを直列点灯するのに適したＬＥＤ点灯装置を提供できる。
【００１３】
また、本発明によれば、さらに、通電電流の大きなＬＥＤを点灯するのに適したＬＥＤ点灯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。  
（第１の実施の形態）
図１に示すように、電力変換回路ユニットとしてｎ個のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1，１１-2，…，１１-(n-1)，１１-nを用意し、この各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を直列接続している。そして、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1の入力端子Ｉ1に接続した端子Ｉ10と前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-nの入力端子Ｉ2に接続した端子Ｉ20を、電源（図示せず）に接続している。前記電源としては、例えば、商用交流電源を全波整流し平滑した直流電源を使用する。なお、バッテリーからなる直流電源であっても良い。
【００１５】
前記各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nは、図２に示すように、例えば、絶縁型構成のもので、入力端子Ｉ1，Ｉ2間に、コンデンサ２１を接続するとともにトランス２２の１次巻線２２ｐを介してＮＰＮ型のトランジスタ２３を接続している。そして、前記トランス２２の２次巻線２２ｓの一端を、ダイオード２４を順極性に介してコンデンサ２５の一端に接続するとともに一方の出力端子Ｏ1に接続している。また、前記トランス２２の２次巻線２２ｓの他端を、電流検出回路２６を介して前記コンデンサ２５の他端に接続するとともに他方の出力端子Ｏ2に接続している。
【００１６】
前記トランジスタ２３を駆動回路２７によってスイッチング駆動するようになっている。そして、前記電流検出回路２６は出力端子Ｏ2から流れ込む電流値を検出し、この電流値が一定になるように前記駆動回路２７を制御する。前記駆動回路２７は前記電流検出回路２６に制御されて出力電流が定電流になるように前記トランジスタ２３をスイッチング駆動する。
【００１７】
前記各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの出力端子Ｏ1，Ｏ2に、個々にＬＥＤ負荷１２-1，１２-2，…，１２-(n-1)，１２-nを接続している。前記ＬＥＤ負荷１２-1は３個のＬＥＤ１３を直列接続した負荷であり、前記ＬＥＤ負荷１２-2は１個のＬＥＤ１３からなる負荷であり、…、前記ＬＥＤ負荷１２-(n-1)は５個のＬＥＤ１３を直列接続した負荷であり、前記ＬＥＤ負荷１２-nは３個のＬＥＤ１３を直列接続した負荷である。
【００１８】
このような構成においては、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nは出力端子Ｏ1，Ｏ2からそれぞれＬＥＤ負荷１２-1〜１２-nに対して一定の電流を通電する。これにより、各ＬＥＤ負荷１２-1〜１２-nのＬＥＤ１３は接続する個数に関係なく一定の電流が流れ、各ＬＥＤ１３は同じ発光量で発光する。すなわち、各ＬＥＤ負荷１２-1〜１２-nのＬＥＤ１３の発光を一定に制御できる。
【００１９】
また、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nはユニット化されているので、ＬＥＤ負荷１２-1〜１２-nの増減に合わせて接続するＤＣ−ＤＣコンバータユニットの数を変更すればよく、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処できる。
【００２０】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-n自体は１つのＬＥＤ負荷を点灯できればよく、コンパクト化を図ることができる。従って、点灯するＬＥＤ負荷が少ない場合は装置全体の小形軽量化を図ることができる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
図３に示すように、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの出力端子Ｏ1，Ｏ2を直列接続し、その直列接続の両端である、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1の出力端子Ｏ1と前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-nの出力端子Ｏ2との間に、ｍ個のＬＥＤ１３を直列接続したＬＥＤ負荷１４を接続している。その他の構成は前述した第１の実施の形態と同一である。
【００２２】
このような構成においてはＬＥＤ負荷１４として多数のＬＥＤ１３を点灯制御できる。しかも、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nは、ＬＥＤ負荷１４に対して一定の電流を通電する。これにより、ＬＥＤ負荷１４のＬＥＤ１３の発光を一定に制御できる。また、接続するＬＥＤ１３の個数に応じて必要な出力電圧を確保するために使用するＤＣ−ＤＣコンバータユニットの個数を増減させればよく、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処できる。
【００２３】
（第３の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
図４に示すように、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの出力端子Ｏ1，Ｏ2を並列接続し、その並列接続の両端である、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1の出力端子Ｏ1，Ｏ2間に、ｋ個のＬＥＤ１３を直列接続したＬＥＤ負荷１５を接続している。その他の構成は前述した第１の実施の形態と同一である。
【００２４】
このような構成においてはＬＥＤ負荷１５として電流容量の大きなＬＥＤ１３を使用した場合に各ＬＥＤ１３を定電流で点灯制御できる。これにより、ＬＥＤ負荷１５のＬＥＤ１３の発光を一定に制御できる。また、使用するＬＥＤ１３の電流容量の大きに応じて使用するＤＣ−ＤＣコンバータユニットの個数を増減させればよく、ＬＥＤ負荷の変更に対して簡単に対処できる。
【００２５】
（第４の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図５に示すように、前述した第１の実施の形態において、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を並列に接続し、それを端子Ｉ10，Ｉ20に接続したものである。その他の構成は第１の実施の形態と同一である。
【００２６】
この実施の形態においては、端子Ｉ10，Ｉ20に接続される直流電源がバッテリーのように電圧が低く電流容量の大きなものに適している。その他においては、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００２７】
（第５の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図６に示すように、前述した第２の実施の形態において、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を並列に接続し、それを端子Ｉ10，Ｉ20に接続したものである。その他の構成は第２の実施の形態と同一である。
【００２８】
この実施の形態においては、端子Ｉ10，Ｉ20に接続される直流電源がバッテリーのように電圧が低く電流容量の大きなものに適している。その他においては、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００２９】
（第６の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図７に示すように、前述した第３の実施の形態において、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を並列に接続し、それを端子Ｉ10，Ｉ20に接続したものである。その他の構成は第３の実施の形態と同一である。
【００３０】
この実施の形態においては、端子Ｉ10，Ｉ20に接続される直流電源がバッテリーのように電圧が低く電流容量の大きなものに適している。その他においては、第３の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００３１】
（第７の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図８に示すように、ｎ個のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1，１１-2，…，１１-(n-2)，１１-(n-1)，１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を直列接続している。そして、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1の入力端子Ｉ1を端子Ｉ10に接続し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-nの入力端子Ｉ2を端子Ｉ20に接続している。
【００３２】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1，１１-2の出力端子Ｏ1，Ｏ2を直列接続し、その直列接続の両端である、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1の出力端子Ｏ1と前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-2の出力端子Ｏ2との間に、６個のＬＥＤ１３を直列接続したＬＥＤ負荷１６を接続している。
【００３３】
また、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-(n-2)の出力端子Ｏ1，Ｏ2に３個のＬＥＤ１３を直列接続したＬＥＤ負荷１７を接続している。  
また、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-(n-1)，１１-nの出力端子Ｏ1，Ｏ2を並列接続し、その並列接続の両端である、前記ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-(n-1)の出力端子Ｏ1，Ｏ2間に、５個のＬＥＤ１３を直列接続したＬＥＤ負荷１８を接続している。
【００３４】
このような構成においては、ｎ個のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの出力端子Ｏ1，Ｏ2を、その一部を直列接続することで高い電圧が要求されるＬＥＤ負荷１６を点灯制御でき、また、その一部を並列接続することで電流容量の大きなＬＥＤ１３を使用したＬＥＤ負荷１８を点灯制御できる。また、単独のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-(n-2)によってＬＥＤ負荷１７を点灯制御できる。
【００３５】
すなわち、ｎ個のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nを、その出力端子を直列接続あるいは並列接続することによって、あるいは単独で使用することによって、様々なＬＤＥ負荷に対して対処することができ汎用性を向上できる。
【００３６】
なお、この場合においても、ＬＥＤ負荷１６及びＬＥＤ負荷１７の各ＬＥＤ１３には一定の電流を通電して発光量を同一に制御できる。また、ＬＥＤ負荷１８の各ＬＥＤ１３にはＬＥＤ負荷１６，１７の２倍の一定の電流を通電して発光制御ができる。
【００３７】
（第８の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図９に示すように、前述した第７の実施の形態において、各ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nの入力端子Ｉ1，Ｉ2を並列に接続し、それを端子Ｉ10，Ｉ20に接続したものである。その他の構成は第７の実施の形態と同一である。
【００３８】
この実施の形態においては、端子Ｉ10，Ｉ20に接続される直流電源がバッテリーのように電圧が低く電流容量の大きなものに適している。その他においては、第７の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００３９】
なお、前述した各実施の形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nとして、図２に示したトランスを使用した絶縁型構成のものについて述べたがこれに限定するものではなく、直結型構成のものであってもよい。
【００４０】
すなわち、直結型構成のＤＣ−ＤＣコンバータユニットは、図１０に示すように、入力端子Ｉ1，Ｉ2間に、コンデンサ３１を接続する。そして、一方の入力端子Ｉ1を、ＮＰＮ型トランジスタ３２のコレクタ、エミッタを介して電流検出回路３３の入力端子に接続している。前記電流検出回路３３の出力端子をダイオード３４のカソード端子に接続するとともにインダクタ３５を直列に介して一方の出力端子Ｏ1に接続している。
【００４１】
また、他方の入力端子Ｉ2を、前記ダイオード３４のアノード端子に接続するとともに他方の出力端子Ｏ1に接続している。前記出力端子Ｏ1，Ｏ2間にコンデンサ３６を接続している。
【００４２】
前記トランジスタ３２を駆動回路３７によってスイッチング駆動するようになっている。そして、前記電流検出回路３３は前記トランジスタ３２を介して流れる電流値を検出し、この電流値が一定になるように前記駆動回路３７を制御する。前記駆動回路３７は前記電流検出回路３３に制御されて前記トランジスタ３２を介して流れる電流が定電流になるように前記トランジスタ３２をスイッチング駆動する。
【００４３】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１１-1〜１１-nとしては、その他、絶縁型構成においてフォワード構成のもの、また、直結型構成において、昇圧構成のものや極性反転構成のものなどが使用できる。
【００４４】
なお、前述した各実施の形態では、電力変換回路ユニットとしてＤＣ−ＤＣコンバータユニットを使用したがこれに限定されるものではなく、出力が定電流特性を有していればＡＣ−ＤＣコンバータユニットを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータユニットの回路構成を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第８の実施の形態に係るＬＥＤ点灯装置の要部構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の各実施の形態に使用されるＤＣ−ＤＣコンバータユニットの他の回路構成を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１１-1〜１１-n…ＤＣ−ＤＣコンバータユニット、１２-1〜１２-n，１４，１５，１６，１７，１８…ＬＥＤ負荷、１３…ＬＥＤ。
【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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