(57)【要約】【課題】発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以下に制限され、外部からの調光信号に応じて全光から消灯までの範囲に亘って調光点灯可能である安価な構成のＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を具備するＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１は、電流検出回路５が検出した電流と最大許容電流とを比較する電流比較回路７と、外部から調光信号が入力され、その調光信号に応じた所定の直流電圧と電圧検出回路６が検出した電圧とを比較する電圧比較回路８と、電圧比較回路８から出力された比較結果に応じて直流点灯回路３から調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるように、電流比較回路７から出力された比較結果において発光ダイオード４に流れる電流が最大許容電流以上であるときには調光信号に応じた所定の直流電圧を低減するように直流点灯回路３を制御する制御手段９を具備する。【選択図】図１
2008310963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源回路と；
直流電源回路から出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する直流点灯回路と；
直流点灯回路から出力された直流電圧が印加され、当該直流電圧に応じて調光点灯する発光ダイオードと；
発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；
発光ダイオードの両端間に印加される電圧を検出する電圧検出回路と；
外部から調光信号が入力され、その調光信号に応じて発光ダイオードが全光点灯されるときに電流検出回路が検出した電流が最大許容電流以上であるときには直流点灯回路から出力されている調光信号に応じた所定の直流電圧を低減させ、調光信号に応じて発光ダイオードが調光点灯されるときには電圧検出回路が検出した電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路を制御する制御手段と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
直流電源回路と；
直流電源回路から出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する直流点灯回路と；
直流点灯回路から出力された直流電圧が印加され、当該直流電圧に応じて調光点灯する発光ダイオードと；
発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；
発光ダイオードの両端間に印加される電圧を検出する電圧検出回路と；
電流検出回路が検出した電流と最大許容電流とを比較し、その比較結果を出力する電流比較回路と；
外部から調光信号が入力され、その調光信号に応じた所定の直流電圧を生成し、当該所定の直流電圧と電圧検出回路が検出した電圧とを比較し、その比較結果を出力する電圧比較回路と；
電圧比較回路から出力された比較結果に応じて直流点灯回路から調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるように直流点灯回路を制御するとともに、電流比較回路から出力された比較結果において発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以上であるときには調光信号に応じた所定の直流電圧を低減するように直流点灯回路を制御する制御手段と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
制御手段は、電流比較回路および電圧比較回路のそれぞれの比較結果の合計比較結果が入力され、その合計比較結果に基づいて直流点灯回路から調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるようにかつ発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以上であるときには調光信号に応じた所定の直流電圧を低減するように直流点灯回路を制御することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置と；
発光ダイオードを配設している器具本体と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを点灯させるＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を具備する照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、順方向電圧と順方向電流がほぼ比例的な正特性を有し、流れる電流に応じて光出力が変化する特性を有するものであるが、順方向電圧が個体差のばらつきや雰囲気温度によって変動する。したがって、発光ダイオードは、一定の均一な光出力を得るために定電流制御されている。また、発光ダイオードの光出力は、使用時間とともに低下することが知られているが、これは自己発熱温度による樹脂パッケージの劣化が主要因であり、当該温度が高いほどその劣化が促進されると言われている。このため、発光ダイオードに最大許容電流を超える電流を流さないようにすることが行われている(例えば特許文献１参照。)。
【０００３】
そして、ＬＣＤのバックライトや照明等の駆動装置において、広い範囲で輝度を調整するためにＰＷＭ制御方式を採用しているものが知られている。例えば、出力電圧調整部を有し、外部からの信号によって出力電圧を変化させることが可能である定電圧電源と、発光ダイオードのカソード側に接続され、外部からのＰＷＭ信号に応じてオン／オフ制御されるスイッチ回路と、回路に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部による電流入力値を一定期間維持するサンプルホールド回路とを有し、出力電圧調整部は、サンプルホールド回路からスイッチ回路がオン時の電流値が入力され、この値が予め定められた設定値になるように定電圧電源の出力を調整することにより、発光ダイオードに流れる電流を一定に制御する発光素子駆動装置が提案されている(特許文献２参照。)。
【０００４】
この従来技術の発光素子駆動装置は、発光ダイオードにＰＷＭ信号に応じた一定（設定値）の電流が流れるように構成されているので、発光ダイオードの個体差のばらつきや雰囲気温度によらずに、全光（１００％）から消灯（０％）までの広いダイナミックレンジで安定した輝度調整（調光点灯）が行える。また、全光点灯時においても、一定の電流に制御されるので、発光ダイオードに最大許容電流を超える電流が流れないものである。
【特許文献１】特開２００５−２５２２１１号公報（第５頁、第１図）
【特許文献２】特開２００６−１４０４３８号公報（第８−９頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の発光素子駆動装置は、ＰＷＭ周期の期間、電流検出抵抗によって検出された発光ダイオードに流れる電流に相関する電圧を維持するピークホールド回路を有するので、高機能であり、高価になるという欠点を有する。
【０００６】
本発明は、発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以下に制限され、外部からの調光信号に応じて全光から消灯までの範囲に亘って調光点灯可能である安価な構成のＬＥＤ点灯装置およびこのＬＥＤ点灯装置を具備するＬＥＤ照明器具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】
【０００７】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、直流電源回路と；直流電源回路から出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する直流点灯回路と；直流点灯回路から出力された直流電圧が印加され、当該直流電圧に応じて調光点灯する発光ダイオードと；発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；発光ダイオードの両端間に印加される電圧を検出する電圧検出回路と；外部から調光信号が入力され、その調光信号に応じて発光ダイオードが全光点灯されるときに電流検出回路が検出した電流が最大許容電流以上であるときには直流点灯回路から出力されている調光信号に応じた所定の直流電圧を低減させ、調光信号に応じて発光ダイオードが調光点灯されるときには電圧検出回路が検出した電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路を制御する制御手段と；を具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００９】
発光ダイオードは、一個であってもよく、複数個であってもよい。
【００１０】
最大許容電流は、発光ダイオードが正常に点灯(動作)することのできる最大の電流をいう。
【００１１】
制御手段は、発光ダイオードに最大許容電流が流れるときに、発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流を若干下回るように直流点灯回路から出力する所定の直流電圧を低減するとよい。
【００１２】
本発明によれば、制御手段は、発光ダイオードを調光点灯させるときに、発光ダイオードの個体差や雰囲気温度などに係わらず、電圧検出回路が検出した電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路の出力電圧を制御するので、当該所定の直流電圧の下で、発光ダイオードからの光出力が行われる。また、発光ダイオードを全光点灯させるときに、発光ダイオードに最大許容電流以上の電流が流れるときには、直流点灯回路の直流電圧の出力を低減するので、発光ダイオードに最大許容電流が継続して流れなくなる。
【００１３】
請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、直流電源回路と；直流電源回路から出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する直流点灯回路と；直流点灯回路から出力された直流電圧が印加され、当該直流電圧に応じて調光点灯する発光ダイオードと；発光ダイオードに流れる電流を検出する電流検出回路と；発光ダイオードの両端間に印加される電圧を検出する電圧検出回路と；電流検出回路が検出した電流と最大許容電流とを比較し、その比較結果を出力する電流比較回路と；外部から調光信号が入力され、その調光信号に応じた所定の直流電圧を生成し、当該所定の直流電圧と電圧検出回路が検出した電圧とを比較し、その比較結果を出力する電圧比較回路と；電圧比較回路から出力された比較結果に応じて直流点灯回路から調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるように直流点灯回路を制御するとともに、電流比較回路から出力された比較結果において発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以上であるときには調光信号に応じた所定の直流電圧を低減するように直流点灯回路を制御する制御手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１４】
電圧比較回路における所定の直流電圧は、直流点灯回路から出力される所定の直流電圧と同一の電圧値である必要はなく、相関する電圧であればよい。電圧検出回路が検出する発光ダイオードの両端間に印加される電圧についても同様である。
【００１５】
本発明によれば、制御手段は、発光ダイオードの個体差や雰囲気温度などに係わらず、電圧検出回路が検出した電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路の出力電圧を制御するので、当該所定の直流電圧の下で、発光ダイオードからの光出力が行われる。また、発光ダイオードに最大許容電流以上の電流が流れるときに、直流点灯回路の直流電圧の出力を低減するので、発光ダイオードに最大許容電流が継続して流れなくなる。
【００１６】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、請求項２記載のＬＥＤ点灯装置において、制御手段は、電流比較回路および電圧比較回路のそれぞれの比較結果の合計比較結果が入力され、その合計比較結果に基づいて直流点灯回路から調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるようにかつ発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以上であるときには調光信号に応じた所定の直流電圧を低減するように直流点灯回路を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、制御手段は、前記合計比較結果に基づいて直流点灯回路を制御し、電流比較回路および電圧比較回路のそれぞれの比較結果を個別に演算処理することを要しないので、直流点灯回路の制御が簡単に行える。
【００１８】
請求項４に記載の照明器具の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置と；発光ダイオードを配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１９】
ＬＥＤ点灯装置は、発光ダイオードと一体に形成されていてもよく、別体に形成されていてもよい。
【００２０】
本発明によれば、請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置を具備するＬＥＤ照明器具が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、全光点灯時、発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以下に制限されるので、発光ダイオードの劣化を防止できて長寿命化させることができるとともに、調光点灯時には、電圧検出回路が検出する電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路の出力電圧を制御する構成であるので、発光ダイオードを全光点灯から消灯までの広い範囲で調光点灯させることができ、簡素な構成でＬＥＤ点灯装置を安価にすることができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、電圧検出回路が検出する電圧が調光信号に応じた所定の直流電圧となるように直流点灯回路の出力電圧を制御する構成であるので、発光ダイオードを全光点灯から消灯までの広い範囲で調光点灯させることができ、簡素な構成でＬＥＤ点灯装置を安価にすることができるとともに、発光ダイオードに流れる電流が最大許容電流以下に制限されるので、発光ダイオードの劣化を防止できて長寿命化させることができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、制御手段は、電流比較回路および電圧比較回路のそれぞれの比較結果の合計比較結果に応じて直流点灯回路の制御が簡単に行えるので、少なくとも制御手段の構成が簡素化されて、ＬＥＤ点灯装置を安価に形成することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ点灯装置を具備するので、安価であって信頼性の向上するＬＥＤ照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２６】
図１および図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１はＬＥＤ点灯装置の概略回路図、図２はＬＥＤ点灯装置の負荷特性図である。
【００２７】
図１において、ＬＥＤ点灯装置１は、直流電源回路２、直流点灯回路３、発光ダイオード４、電流検出回路５、電圧検出回路６、電流比較回路７、電圧比較回路８および制御手段としての制御回路９を有して構成されている。
【００２８】
直流電源回路２は、整流装置１０の入力側がコンデンサＣ１およびインダクタＬ１からなるノイズフィルター回路１１を介して商用交流電源Ｖｓに接続され、整流装置１０の出力側が平滑用コンデンサＣ２に接続されている。整流装置１０の負極出力側は、コンデンサＣ３を介してアースＥに接続されている。直流電源回路２は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）を直流電圧に変換して平滑用コンデンサＣ２の両端間に出力する。
【００２９】
直流点灯回路３は、インバータトランスＴ１、電界効果トランジスタＱ１、スナバ回路１２、逆流防止用のダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ４からなる平滑回路を有して構成されている。すなわち、直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の両端間にインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび電界効果トランジスタＱ１の直列回路が接続され、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂの両端にダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ４の直列回路が接続され、一次巻線Ｔ１ａの両端間にスナバ回路１２が接続されている。平滑用コンデンサＣ４の負極側と直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の負極側は、共通に接続されている。そして、電界効果トランジスタＱ１のゲートは、抵抗Ｒ１を介して制御回路９に接続されている。
【００３０】
直流点灯回路３は、制御回路９の制御により電界効果トランジスタＱ１が所定のオンデューティー比でオンオフされることにより、直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の両端間電圧(直流電圧)を所定の直流電圧に昇圧変換して平滑用コンデンサＣ４の両端間に出力する。スナバ回路１２は、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ５および逆流防止用のダイオードＤ２を有して形成され、電界効果トランジスタＱ１がオフしたときにインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに流れる電流を回生する。
【００３１】
発光ダイオード４は、複数個例えば５０個が直列接続され、直流点灯回路３の平滑用コンデンサＣ４の両端間に接続され、平滑用コンデンサＣ４の両端間電圧、すなわち直流点灯回路３から出力された所定の直流電圧が印加される。そして、当該直流電圧に応じて調光点灯する。
【００３２】
電流検出回路５は、平滑用コンデンサＣ４の負極側と発光ダイオード４との中間に介挿された抵抗Ｒ３からなっている。電流検出回路５は、発光ダイオード４に流れる電流を電圧に変換して検出する。
【００３３】
電圧検出回路６は、直列接続された発光ダイオード４の両端間に接続された抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列回路からなっている。電圧検出回路６は、直流点灯回路３から出力されて直列接続された発光ダイオード４の両端間に印加される電圧を抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５により分圧して検出する。
【００３４】
電流比較回路７は、比較器１３およびこの比較器１３の反転入力端子と直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２との間に接続された基準電源Ｖｒｅｆ１を有して形成されている。比較器１３は、非反転入力端子に電流検出回路５から発光ダイオード４に流れる電流が電圧に変換されて入力され、反転入力端子に基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧が入力される。この基準電圧は、発光ダイオード４に流れる最大許容電流に相当する電圧に予め設定されている。ここで、最大許容電流は、発光ダイオード４が継続して正常に点灯することのできる最大の電流であり、全光時に発光ダイオード４に流れる電流としている。
【００３５】
また、比較器１３の非反転入力端子および出力端子間には、コンデンサＣ６が接続されており、非反転入力端子への入力速度を遅くしている。電流比較回路７は、最大許容電流と発光ダイオード４に流れる電流とを比較し、その比較結果として、発光ダイオード４に流れる電流が最大許容電流以上であるときにハイ信号を出力し、発光ダイオード４に流れる電流が最大許容電流を下回るとロウ信号を出力する。
【００３６】
電圧比較回路８は、比較器１４、基準電源Ｖｒｅｆ２、フォトカプラＰｈＣ１および整流装置１５などを有して形成されている。比較器１４は、その非反転入力端子が電圧検出回路６の抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の中点に接続され、電圧検出回路６が検出した発光ダイオード４の両端間に印加される電圧を入力する。そして、比較器１４の反転入力端子には、発光ダイオード４の両端間電圧と比較するＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧が入力される。比較器１４は、当該所定の直流電圧と発光ダイオード４の両端間電圧とを比較し、その比較結果として、発光ダイオード４の両端間電圧が所定の直流電圧以上のときにハイ信号を出力し、発光ダイオード４の両端間電圧が所定の直流電圧を下回るときにロウ信号を出力する。
【００３７】
そして、比較器１４の反転入力端子には、基準電源Ｖｒｅｆ２の負極が直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の負極側に接続されて、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７および基準電源Ｖｒｅｆ２の直列回路が接続されている。また、その直列回路にそれぞれ並列的に接続されたコンデンサＣ７および抵抗Ｒ８からなる安定化回路が接続されている。基準電源Ｖｒｅｆ２の基準電圧は、全光時の発光ダイオード４の両端間に印加される電圧よりも幾分高い電圧値に予め設定されている。したがって、発光ダイオード４の全光点灯時には、比較器１４からロウ信号が出力されるものである。
【００３８】
そして、フォトカプラＰｈＣ１は、そのフォトトランジスタＰｈＴｒ１が抵抗Ｒ９と直列回路を形成している。その直列回路は、制御回路９を駆動する内部電源を形成している後述の平滑用コンデンサＣ９の両端間に接続されているとともに、直列的に接続された抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ８からなる積分回路が接続されている。そして、抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ８の中点と、抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７の中点とがダイオードＤ３を介して接続され、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ８の接続点が基準電源Ｖｒｅｆ２の負極に接続されている。ここで、ダイオードＤ３のカソード側が抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ８の中点に接続されている。
【００３９】
また、フォトカプラＰｈＣ１のフォトダイオードＰｈＤ１は、整流装置１５の出力端子間に接続されている。整流装置１５の入力端子は、抵抗Ｒ１１を介して入力端子Ｓ１，Ｓ２に接続されている。そして、入力端子Ｓ１，Ｓ２には、ＰＷＭ調光信号を出力する調光器１６が接続されている。
調光器１６から入力端子Ｓ１，Ｓ２にＰＷＭ調光信号が入力されると、ＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間、フォトダイオードＰｈＤ１が発光してフォトトランジスタＰｈＴｒ１がオンする。フォトトランジスタＰｈＴｒ１がオンすると、制御回路９の駆動電源である平滑用コンデンサＣ９から抵抗Ｒ９に電流が流れて電圧が発生する。抵抗Ｒ９に発生した電圧は、抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ８により積分され、ＰＷＭ調光信号のオンデューティーに応じた電圧がコンデンサＣ８の両端間に発生する。すると、比較器１４の反転入力端子に入力される基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧がダイオードＤ３を介してコンデンサＣ８側へ引き抜かれて、反転入力端子に入力する電圧値が減少する。こうして、ＰＷＭ調光信号に応じた所定の電圧が生成されて、比較器１４の反転入力端子に入力される。
【００４０】
そして、比較器１３および比較器１４のそれぞれの比較結果であるハイ信号またはロウ信号は、ＯＲ回路１７に入力される。ここで、比較器１３からハイ信号が入力されているときには、比較器１４からはロウ信号が入力され、比較器１３からロウ信号が入力されているときに、比較器１４からハイ信号が入力される。ＯＲ回路１７は、ハイ信号を出力している比較器１３または比較器１４の比較結果を制御回路９に出力する。
【００４１】
制御回路９は、ＯＲ回路１７から出力された前記比較結果に応じて直流点灯回路３の電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を変化させる。すなわち、比較器１３からハイ信号が出力されると、発光ダイオード４に流れる電流が最大許容電流を下回るように電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を幾分低くして直流点灯回路３から出力する出力電圧(平滑用コンデンサＣ４の両端間電圧)を幾分低減させる。また、比較器１４からハイ信号が出力されると、比較器１４において発光ダイオード４の両端間電圧がＰＷＭ調光信号に応じた所定の電圧となるように、電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を低減して直流点灯回路３から出力する出力電圧(平滑用コンデンサＣ４の両端間電圧)を低減させ、比較器１４からロウ信号が出力されると、電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を増加して直流点灯回路３の出力電圧を上昇させる。こうして、電流比較回路１３および電圧比較回路１４から出力された比較結果に応じて直流点灯回路３が制御される。すなわち、直流点灯回路３は、図２に示すように、ＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧を出力する。
【００４２】
そして、制御回路９は、平滑用コンデンサＣ９の両端間電圧を駆動電源として動作する。平滑用コンデンサＣ９の両端間には、インバータトランスＴ１の三次巻線Ｔ１ｃおよびダイオードＤ４の直列回路が接続されている。平滑用コンデンサＣ９は、電界効果トランジスタＱ１のスイッチング動作により三次巻線Ｔ１ｃに流れる電流により充電されて駆動電源が生成される。また、制御回路９は、商用交流電源Ｖｓが投入された起動時には、直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の正極側から起動用抵抗Ｒ１２を介して駆動電源が供給されて動作する。制御回路９は、起動時、発光ダイオード４が全光点灯するように電界効果トランジスタＱ１を制御する。
【００４３】
制御回路９、ＯＲ回路１７および平滑用コンデンサＣ９などにより、制御手段が形成されている。
【００４４】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００４５】
商用交流電源Ｖｓが投入されると、制御回路９は、起動用抵抗Ｒ１１からの電流によって起動し、発光ダイオード４を全光点灯させる調光信号に応じた所定の直流電圧が直流点灯回路３の平滑用コンデンサＣ４の両端間に発生するように電界効果トランジスタＱ１をスイッチング動作させる。これにより、発光ダイオード４は、最大許容電流が流れて全光点灯する。
【００４６】
そして、制御回路９は、比較器１４からハイ信号が出力されていないと、発光ダイオード４を全光点灯させるように直流点灯回路３の電界効果トランジスタＱ１を制御する。すなわち、発光ダイオード４に最大許容電流が流れていると、比較器１３は、ハイ信号を出力する。制御回路９は、電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を幾分低減させて、直流点灯回路３から出力する出力電圧（所定の直流電圧）を幾分低下させる。これにより、発光ダイオード４に最大許容電流を下回る電流が流れるようになり、比較器１３からロウ信号が出力される。比較器１３からロウ信号が出力されると、制御回路９は、前記所定の直流電圧が直流点灯回路３から出力されるように電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を増加させる。これにより、発光ダイオード４には、最大許容電流が流れる。
【００４７】
以下、上述が繰り返され、発光ダイオード４には、図２に示すように、ほぼ全光点灯時の所定の電圧が印加され、ほぼ最大許容電流Ｉｆ０が流れる。そして、発光ダイオード４の雰囲気温度が上昇して、直列接続された個々の発光ダイオード４の順方向電圧が減少し、発光ダイオード４に流れる電流が増加しようとしても、上述したように、最大許容電流Ｉｆ０に制限される。したがって、発光ダイオード４の異常温度上昇が抑制されるので、発光ダイオード４の劣化が防止され、発光ダイオード４が長寿命化される。
【００４８】
発光ダイオード４の全光点灯時、比較器１４の反転入力端子に入力している基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧は、発光ダイオード４の両端間電圧よりも大きくなるように予め設定されているので、比較器１４からロウ信号が出力される。そして、調光器１６からＰＷＭ調光信号が出力されると、電圧比較回路８のコンデンサＣ８の両端間にＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間に応じた電圧が発生して、基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧を引き抜く。そして、ＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間が大きくなるにしたがい、比較器１４の反転入力端子に入力する電圧値が次第に減少していく。そして、オンデューティーの期間が例えば５％になると、比較器１４の反転入力端子に入力する電圧値が全光点灯時の発光ダイオード４の両端間電圧となり、比較器１４は、ハイ信号を出力する。
【００４９】
電流比較回路７の比較器１３は、ハイ信号およびロウ信号を繰り返し出力しているので、そのロウ信号が出力されているときに、ＯＲ回路１７は、比較器１４からのハイ信号を制御回路９に入力する。制御回路９は、発光ダイオード４の両端間電圧が比較器１４の反転入力端子に入力する電圧値（所定の直流電圧）となるように直流点灯回路３の電界効果トランジスタＱ１のオンデューティー比を低減させて直流点灯回路３の出力電圧を低下させる。これにより、発光ダイオード４には、最大許容電流を下回る電流が流れて調光点灯されるようになり、比較器１３からはロウ信号が出力される。このように、ＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間が例えば５％になるまでは、発光ダイオード４は、全光点灯される。
【００５０】
そして、ＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間が例えば５％以上になると、比較器１４の反転入力端子には、当該ＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧が入力されるようになる。制御回路９は、電圧検出回路６が検出する電圧がＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧となるように、すなわち直流点灯回路３から当該所定の直流電圧が出力されるように電界効果トランジスタＱ１のスイッチング動作を制御する。こうして、発光ダイオード４は、ＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧が印加されて、全光点灯から消灯までの広い範囲で調光点灯するようになる。そして、発光ダイオード４は、図２に示すように、例えば全光点灯に対して６０％、７０％、８０％の調光比で点灯させると、それぞれ最大許容電流Ｉｆ０よりも小さいＩｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３の電流が流れるように設定されている。そして、発光ダイオード４の雰囲気温度が上昇し、発光ダイオード４の順方向電圧が低下すると、それぞれの負荷特性曲線上で発光ダイオード４に流れる電流が変化し、光出力が変化するものである。
【００５１】
上述したように、電圧検出回路６が検出する発光ダイオード４の両端間電圧が調光器１６からのＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧となるように制御回路９が直流点灯回路３の出力電圧を制御する簡素な構成であり、制御回路９が発光ダイオード４の雰囲気温度や個体差などに応じて発光ダイオード４に流れる電流を一定制御するものでもなく、調光信号を入力して当該調光信号により直流点灯回路３を制御する構成ではないので、安価に形成することができる。また、発光ダイオード４の雰囲気温度が上昇して発光ダイオード４の順方向電圧が低下しても、発光ダイオード４に流れる電流が最大許容電流以下に制限されるように制御しているので、発光ダイオード４の劣化を防止することができて、発光ダイオード４を長寿命化させることができる。
【００５２】
なお、図１において、制御手段は、制御回路９、ＯＲ回路１７および平滑用コンデンサＣ９などにより形成しているが、これに加えて、電流比較回路７および電圧比較回路８を包含して形成するようにしてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５４】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５５】
図３に示すＬＥＤ点灯装置１８は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１において、直流点灯回路３、電流比較回路７および電圧比較回路８に代えて、直流点灯回路１９、電流比較回路２０および電圧比較回路２１を有する。
【００５６】
直流点灯回路１９は、インダクタＬ２、電界効果トランジスタＱ１、ダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ４を有する昇圧チョッパ回路に形成されている。そして、インバータトランスＴ１を有しないので、制御回路９の駆動電源である平滑用コンデンサＣ９を充電するインバータトランスＴ１の三次巻線Ｔ１ｃおよびダイオードＤ４の直列回路が除去されている。制御手段は、制御回路９および平滑用コンデンサＣ９により形成されている。
【００５７】
電流比較回路２０は、図１に示す電流比較回路７において、出力端子が抵抗Ｒ１３を介して制御回路９に接続されている。
【００５８】
電圧比較回路２１は、出力端子に抵抗Ｒ１４の一端が接続され抵抗１４の他端が電流比較回路２０の抵抗Ｒ１３の制御回路９側に接続されている。こうして、電流比較回路２０の比較結果と、電圧比較回路２１の比較結果の合計比較結果が制御回路９に入力するようにしている。
【００５９】
そして、比較器１４の非反転入力端子および出力端子には、感度調整用の抵抗Ｒ１５が接続されている。そして、比較器１４の非反転入力端子および直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の負極側との間に、積分回路を構成するコンデンサＣ１０および抵抗Ｒ１６がそれぞれ接続されている。また、定電圧源Ｖｃｃおよび直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の負極側との間に、抵抗Ｒ１６およびＮＰＮ形トランジスタＱ２の直列回路が接続されている。ＮＰＮ形トランジスタＱ２のベース、エミツタ間には、抵抗Ｒ１６を介してコンデンサＣ１１が接続されている。そして、ＮＰＮ形トランジスタＱ２のベースおよび調光器１６の間には、コンデンサＣ１１と積分回路を形成する抵抗Ｒ１７が接続されている。
【００６０】
調光器１６からＰＷＭ調光信号が出力されると、当該ＰＷＭ調光信号のオンデューティーの期間に応じた電圧がコンデンサＣ１１の両端間に発生し、コンデンサＣ１１の両端間電圧に応じた電流が定電圧源ＶｃｃからＮＰＮ形トランジスタＱ２を介して抵抗Ｒ１６に流れる。そして、抵抗Ｒ１６およびコンデンサＣ１０の積分回路により積分されて、コンデンサＣ１０の両端間にＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧が発生して、比較器１４の反転入力端子に入力される。
【００６１】
電流比較回路２０の比較器１３から出力される比較結果（ハイ信号およびロウ信号）および電圧比較回路２１の比較器１４から出力される比較結果（ハイ信号およびロウ信号）は、抵抗Ｒ１３および抵抗Ｒ１４により平均化されて、制御回路９に入力される。
【００６２】
そして、制御回路９は、発光ダイオード４が全光点灯されるときには、比較器１３から出力される比較結果に基づいて、発光ダイオード４に最大許容電流Ｉｆ０以上の電流が継続して流れないように直流点灯回路１９の電界効果トランジスタＱ１のスイッチング動作を制御する。また、発光ダイオード４が調光点灯されるときには、比較器１４から出力される比較結果に基づいて、直流点灯回路１９からＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧が出力されるように直流点灯回路１９の電界効果トランジスタＱ１のスイッチング動作を制御する。
【００６３】
比較器１３および比較器１４のそれぞれの比較結果の合計比較結果が制御回路９に入力されるので、ＯＲ回路１７を要しなく、また、制御回路９で合計比較結果による直流点灯回路１９の制御が簡単に行えるので、構成が簡素となって、ＬＥＤ点灯装置１８を安価に形成することができる。
【００６４】
なお、制御手段は、制御回路９および平滑用コンデンサＣ９により形成しているが、これに加えて、電流比較回路２０および電圧比較回路２１を包含して形成するようにしてもよい。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６６】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明器具の概略断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６７】
図４に示すＬＥＤ照明器具２２は、天井等の造営物に埋設されるダウンライトであり、発光ダイオード４、器具本体２３、金属体２４およびＬＥＤ用点灯装置２５を有して構成されている。
【００６８】
発光ダイオード４は、例えばガラスエポキシ材からなる円形の基板２６の一面に複数個例えば５０個が面実装されている。そして、この面実装形の発光ダイオード４は、白色光を放射する構造に形成されている。
【００６９】
器具本体２３は、金属板例えば鉄板からなり、有底の円筒体２７およびこの円筒体２７の開口部２８の周囲に設けられたフランジ部２９を有して形成されている。器具本体２３は、フランジ部２９の上面が例えば天井（図示しない。）の下面に当接されるようにして、天井に埋設される。
【００７０】
金属体２４は、アルミニウム（Ａｌ）からなり、円筒体３０、この円筒体３０と一体的に形成され、円筒体３０の下側に、反射面３１ａが発光ダイオード４からの光を照射する方向に拡開している載頭円錐形の反射部（拡開部）３１および円筒体３０と反射部３１の境界付近に円形に切り欠きされた支持部３２を有している。そして、当該支持部３２に基板２６が嵌め込まれ、基板２６は接着材により固着されている。支持部３２は、基板２６の外周に沿っている。金属体２４は、発光ダイオード４を面実装している基板２６を配設している。
【００７１】
そして、金属体２４は、器具本体２３の開口部２８の端縁２３ａに反射部３１の開口側先端が位置するように開口部２８に収容されている。そして、器具本体２３の内面には、一対の箱状の支持部材３３，３３が溶接等によって固定されており、この支持部材３３，３３の側面に金属体２４の円筒体３０がねじ等（図示しない。）により取り付けられている。こうして、金属体２４が器具本体２３の開口部２８に収容されて配設されることにより、発光ダイオード４を配設している基板２６が器具本体２３の開口部２８に配設されている。
【００７２】
金属体２４の反射部３１は、複数の発光ダイオード４を全周に亘って囲んでおり、その反射面３１ａは、発光ダイオード４からの放射光を反射する。
【００７３】
ＬＥＤ用点灯装置２５は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１から発光ダイオード４が除去されて構成されたものであり、支持部材３３，３３の上面に配設された固定板３４に配設されている。そして、ＬＥＤ用点灯装置２５からリード線３５が導出され、基板２６に接続されている。また、ＬＥＤ用点灯装置２５は、図示しない電源線により外部電源に接続され、図示しない調光線により調光器１６に接続されている。ＬＥＤ用点灯装置２５は、外部電源から給電されると動作し、調光器１６からのＰＷＭ調光信号に応じた所定の直流電圧を出力する。この直流電圧がリード線３５を介して発光ダイオード４に印加されることにより、発光ダイオード４が調光点灯する。そして、発光ダイオード４から白色光が放射される。
【００７４】
ＬＥＤ照明器具２２は、発光ダイオード４の雰囲気温度が上昇しても発光ダイオード４に最大許容電流Ｉｆ０以上の電流が継続して流れないようにしているので、発光ダイオード４の寿命などに対する信頼性が向上するとともに、安価なＬＥＤ用点灯装置２５を具備するので、安価に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図２】同じく、ＬＥＤ点灯装置の負荷特性図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の概略回路図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明器具の概略断面図。
【符号の説明】
【００７６】
１，１８…ＬＥＤ点灯装置
２…直流電源回路
３，１９…直流点灯回路
４…発光ダイオード
５…電流検出回路
６…電圧検出回路
７，２０…電流比較回路
８，２１…電圧比較回路
９…制御手段としての制御回路
２２…ＬＥＤ照明器具
２３…器具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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