(57)【要約】【課題】ＬＥＤを位相制御された交流電圧に応じて調光点灯させることができ、さらに、ＬＥＤが白熱ランプと同様な調光をすることのできるＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１は、実効値検出回路５により検出された実効値に応じて予め設定されたＬＥＤ負荷２に流れる目標電流を出力する関数回路１６と、ＬＥＤ電流検出回路４により検出されるＬＥＤ負荷２に流れる電流が関数回路１６より出力された目標電流となるように整流回路３から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷２の両端間に印加するように構成されているＬＥＤ電流調整回路６を具備する。【選択図】図５
2004327152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数個の発光ダイオードを有してなるＬＥＤ負荷と；
ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出回路と；
位相制御された交流電圧を入力し得るとともに、この交流電圧を直流電圧に変換して出力する整流回路と；
整流回路に入力される交流電圧の実効値または整流回路から出力される直流電圧の実効値を検出する実効値検出回路と；
ＬＥＤ電流検出回路により検出されるＬＥＤ負荷に流れる電流が実効値検出回路により検出された前記実効値に応じた電流値となるように整流回路から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷の両端間に印加するように構成されているＬＥＤ電流調整回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
直列接続された複数個の発光ダイオードを有してなるＬＥＤ負荷と；
ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出回路と；
位相制御された交流電圧を入力し得るとともに、この交流電圧を直流電圧に変換して出力する整流回路と；
整流回路に入力される交流電圧の実効値または整流回路から出力される直流電圧の実効値を検出する実効値検出回路と；
実効値検出回路により検出された前記実効値に応じて予め設定されたＬＥＤ負荷に流れる目標電流を出力する関数回路と；
ＬＥＤ電流検出回路により検出されるＬＥＤ負荷に流れる電流が関数回路より出力された目標電流となるように整流回路から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷の両端間に印加するように構成されているＬＥＤ電流調整回路と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
ＬＥＤ電流調整回路は、整流回路に入力される交流電圧の電圧波形と交流電流の電流波形が略相似するように力率改善回路を有していることを特徴とする請求項１または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；
このＬＥＤ点灯装置を配設しているＬＥＤ照明器具本体と；
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤを調光点灯させるＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハロゲンランプのような白熱ランプは、位相制御を行う調光器により位相制御された交流電圧に応じて調光点灯されている（例えば、特許文献１参照。）。一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）を点灯するＬＥＤ点灯装置にＰＷＭ調光信号を送出する調光器を用いて、ＬＥＤの連続調光を行うものが提供されている（例えば、特許文献２参照。）。このＬＥＤ点灯装置は、調光器から出力される調光信号のデューティ比に応じてＬＥＤが調光される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９３５８８号公報（第３頁、第３図）
【０００４】
【特許文献２】特開２００２−２３１４７１号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】位相制御を行う調光器を用いて、ＬＥＤを調光点灯させることのできるＬＥＤ点灯装置は提供されていない。したがって、ＬＥＤと白熱ランプを同一の場所で調光点灯させて使用する場合、ＬＥＤ用の調光器および白熱ランプ用の調光器の両方が必要になるという欠点を有する。
【０００６】
また、通常、ＬＥＤと白熱ランプのそれぞれの調光曲線は異なっており、ＬＥＤを白熱ランプと同様に調光することのできるＬＥＤ点灯装置は提供されていない。
【０００７】
本発明は、ＬＥＤを位相制御された交流電圧に応じて調光点灯させることができ、さらに、ＬＥＤが白熱ランプと同様な調光をすることのできるＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、直列接続された複数個の発光ダイオードを有してなるＬＥＤ負荷と；ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出回路と；位相制御された交流電圧を入力し得るとともに、この交流電圧を直流電圧に変換して出力する整流回路と；整流回路に入力される交流電圧の実効値または整流回路から出力される直流電圧の実効値を検出する実効値検出回路と；ＬＥＤ電流検出回路により検出されるＬＥＤ負荷に流れる電流が実効値検出回路により検出された前記実効値に応じた電流値となるように整流回路から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷の両端間に印加するように構成されているＬＥＤ電流調整回路と；を具備していることを特徴とする。
【０００９】
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。
【００１０】
「整流回路が位相制御された交流電圧を入力し得る」とは、位相制御された交流電圧および位相制御されていない交流電圧が入力されることを意味する。
【００１１】
ＬＥＤ電流調整回路は、整流装置およびＬＥＤ負荷に介挿され、整流回路から出力される直流電圧を昇圧または降圧して、ＬＥＤ負荷の両端間に印加するように構成されている。
【００１２】
本発明によれば、位相制御された交流電圧は、実効値検出回路により実効値に変換される。そして、当該実効値に応じた電流値がＬＥＤ負荷に流れるようにＬＥＤ電流調整回路により整流回路から出力される直流電圧が調整されてＬＥＤ負荷の両端間に印加される。したがって、位相制御された交流電圧に応じて、ＬＥＤ負荷が調光点灯される。
【００１３】
請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、直列接続された複数個の発光ダイオードを有してなるＬＥＤ負荷と；ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出回路と；位相制御された交流電圧を入力し得るとともに、この交流電圧を直流電圧に変換して出力する整流回路と；整流回路に入力される交流電圧の実効値または整流回路から出力される直流電圧の実効値を検出する実効値検出回路と；実効値検出回路により検出された前記実効値に応じて予め設定されたＬＥＤ負荷に流れる目標電流を出力する関数回路と；ＬＥＤ電流検出回路により検出されたＬＥＤ負荷に流れる電流が関数回路より出力された目標電流となるように整流回路から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷の両端間に印加するように構成されているＬＥＤ電流調整回路と；を具備していることを特徴とする。
【００１４】
関数回路は、ＬＥＤ負荷に対する調光曲線が白熱ランプなどの他の光源の調光曲線と略同一となるように、実効値検出回路により検出された実効値をＬＥＤ負荷の目標電流に変換させるように構成されている。
【００１５】
本発明によれば、位相制御された交流電圧は、実効値検出回路により実効値に変換される。そして、当該実効値に応じたＬＥＤ負荷に流れる目標電流が関数回路より出力され、ＬＥＤ負荷に流れる電流が当該目標電流となるようにＬＥＤ電流調整回路により整流回路から出力される直流電圧が調整されてＬＥＤ負荷の両端間に印加される。したがって、位相制御された交流電圧に応じて、例えば白熱ランプの調光と同様に、ＬＥＤ負荷が調光される。
【００１６】
請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置において、ＬＥＤ電流調整回路は、整流回路に入力される交流電圧の電圧波形と交流電流の電流波形が略相似するように力率改善回路を有していることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、整流回路に入力される交流電圧の電圧波形と交流電流の電流波形が略相似するので、ＬＥＤ点灯装置の入力力率が改善される。
【００１８】
請求項４に記載のＬＥＤ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；このＬＥＤ点灯装置を配設しているＬＥＤ照明器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、位相制御を行う調光器によりＬＥＤ負荷が調光点灯され、さらに、例えば白熱ランプの調光曲線と同様に調光させることのできるＬＥＤ照明器具が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】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。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図である。ＬＥＤ点灯装置１は、ＬＥＤ負荷２、整流回路３、ＬＥＤ電流検出回路４、実効値検出回路５およびＬＥＤ電流調整回路６を有して構成されている。
【００２２】
ＬＥＤ負荷２は、複数個の発光ダイオード２Ａを直列接続して形成されていると共に、順方向電圧が整流回路３に入力される交流電圧のピーク電圧以上となるように、発光ダイオード２Ａの数量が予め設定されている。そして、ＬＥＤ負荷２は、０（ｍＡ）から予め設定された負荷最大電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の範囲で電流が供給されるようにされている。ここで、ＬＥＤ負荷２は、０（ｍＡ）のときに消灯（０％）状態であり、負荷最大電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）のときに全光（１００％）状態であり、０（ｍＡ）〜負荷最大電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）のときに調光状態であり、ＬＥＤ負荷２に流れる電流（目標電流）により調光レベルが変化する。
【００２３】
整流回路３は、整流器７を有して構成され、入力端子３Ａ，３Ａに調光器８から位相制御された交流電圧が入力される。整流器７は、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、位相制御された交流電圧を直流電圧に変換して出力する。調光器８は、整流回路３および商用交流電源Ｖｓに介挿され、位相制御素子としてのトライアックＴＲ１を有して構成されている。トライアックＴＲ１は、ゲートに印加される外部からの制御信号に応じて、商用交流電源Ｖｓから入力される交流電圧を位相制御する。
【００２４】
ＬＥＤ電流検出回路４は、ＬＥＤ負荷２に流れる電流を検出するものであり、抵抗Ｒ１により形成されている。抵抗Ｒ１の両端電圧は、当該電流に相関するものであり、誤差増幅器９の一方の入力端子に入力されている。
【００２５】
そして、整流回路３の整流器７の出力側に、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路からなる直流電圧検出回路１０が形成されており、抵抗Ｒ３の両端電圧が実効値検出回路５に入力されている。抵抗Ｒ３の両端電圧は、整流回路３から出力される直流電圧に相関している。
【００２６】
実効値検出回路５は、抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値を演算して、誤差増幅器９の他方の入力端子に出力するように構成されている。そして、調光器８により位相制御された交流電圧に応じて、整流回路３が出力する直流電圧すなわち抵抗Ｒ３の両端電圧が変化するので、実効値検出回路５の実効値は、図２（ｄ）に示すように、０（Ｖ）から予め設定された実効値最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ）（例えば、１Ｖ）の範囲で変化する。ここで、０（Ｖ）は、調光器８により商用交流電源Ｖｓからの交流電圧が完全に位相制御されている状態を示し、実効値最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ）は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧が位相制御されていない状態を示している。
【００２７】
実効値検出回路５が検出する実効値は、上述したように、整流回路３が出力する直流電圧に相関する電圧である。言い換えれば、整流回路３に入力されている位相制御された交流電圧に相関する電圧である。したがって、実効値検出回路５は、整流回路３に入力される交流電圧の実効値を検出するようにしてもよい。
【００２８】
そして、実効値検出回路５の実効値（出力電圧）は、図３に示すように、比例的にＬＥＤ負荷２に流れる目標電流（負荷電流）に相関されている。すなわち、後述のＬＥＤ電流調整回路６の動作により、０（Ｖ）のときにＬＥＤ負荷２に流れる電流は０（ｍＡ）、実効値最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ）のときにＬＥＤ負荷２に流れる電流は負荷最大電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）とされるものである。
【００２９】
ＬＥＤ電流調整回路６は、直流電圧検出回路１０、昇圧チョッパ回路１１、乗算回路１２、ＰＷＭ回路１３および誤差増幅器９を有して構成され、整流回路３およびＬＥＤ負荷２に介挿されている。
【００３０】
昇圧チョッパ回路１１は、インダクタＬ１およびスイッチング素子としての電界効果トランジスタＦＥＴ１の直列回路が整流器７の出力側に接続され、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１の直列回路が電界効果トランジスタＦＥＴ１に並列的に接続されている。そして、コンデンサＣ１の両端がＬＥＤ負荷２およびＬＥＤ電流検出回路４（抵抗Ｒ１）の直列回路に接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ１のソース側がアースＥに接続されている。昇圧チョッパ回路１１は、整流回路３（整流器７）が出力する直流電圧を昇圧して、ＬＥＤ負荷２の両端間に印加する。
【００３１】
乗算回路１２は、直流電圧検出回路１０の抵抗Ｒ３の両端電圧と、誤差増幅器９の出力信号（出力電圧）が入力され、それらを乗算して、乗算信号をＰＷＭ回路１３に出力するように構成されている。そして、抵抗Ｒ３の両端電圧が入力されることにより、整流回路３から出力されている直流電圧の電圧波形、すなわち整流回路３に入力されている交流電圧（位相制御された交流電圧）の電圧波形を検出している。
【００３２】
ＰＷＭ回路１３は、オンデューティ比を演算する演算生成回路および駆動回路（共に図示しない。）を有して構成されている。そして、演算生成回路が乗算回路１２から出力された乗算信号に基づいて、整流回路３に入力される位相制御された交流電圧および交流電流のそれぞれの電圧波形および電流波形が略相似するように、かつ誤差増幅器９から出力される誤差分が零となるように電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンデューティ比の演算を行い、駆動回路が電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作を行う。これにより、昇圧チョッパ回路１１の入力電流が乗算回路１２の乗算信号（出力信号）に比例して制御されることになると共に、図２（ｂ）に示すように、整流回路３の入力端子３Ａ，３Ａに入力される入力電圧波形（交流電圧波形）に相似形の入力電流波形（交流電流波形）が生成されるようになり、整流回路３における入力力率が向上する。すなわち、ＬＥＤ電流調整回路６は、力率改善回路（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）を有して形成されており、実効値検出回路５から出力された実効値と抵抗Ｒ１の両端電圧が一致（略一致）するように直流回路３の直流電圧を調整している。
【００３３】
実効値検出回路５から出力された実効値とＬＥＤ電流検出回路４により検出された抵抗Ｒ１の両端電圧が一致（略一致）することにより、ＬＥＤ負荷２に目標電流が流れる。すなわち、ＬＥＤ負荷２に流れる電流が実効値検出回路５により検出された前記実効値に応じた電流値（目標電流）となるものである。
【００３４】
上述したように、実効値検出回路５、誤差増幅器９、乗算回路１２およびＰＷＭ回路１３は、昇圧チョッパ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作を制御する制御回路１４を構成している。また、ＬＥＤ電流調整回路６の直流電圧検出回路１０、昇圧チョッパ回路１１、乗算回路１２およびＰＷＭ回路１３は、力率改善回路を構成している。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００３６】
整流回路３の整流器７は、入力端子３Ａ，３Ａに入力される調光器８からの位相制御された交流電圧に応じて、図２（ｃ）に示すように、直流電圧を出力する。そして、実効値検出回路５は、図２（ｄ）に示すように、当該直流電圧に相関する抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値を演算して、誤差増幅器９の他方の入力端子に入力させる。当該実効値は、図３に示すように、ＬＥＤ負荷２に流れる目標電流に相関している。
【００３７】
誤差増幅器９の一方の入力端子には、ＬＥＤ電流検出回路４により検出された抵抗Ｒ１の両端電圧が入力される。そして、誤差増幅器９は、抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値および抵抗Ｒ１の両端電圧の誤差分を乗算回路１２に出力する。
【００３８】
乗算回路１２には、誤差増幅器９からの前記誤差分の他に、抵抗Ｒ３の両端電圧が入力される。乗算回路１２は、抵抗Ｒ３の両端電圧により、整流回路３から出力されている直流電圧の電圧波形、すなわち整流回路３に入力されている位相制御された交流電圧の電圧波形を監視している。乗算回路１２は、誤差増幅器９からの前記誤差分および抵抗Ｒ３の両端電圧の乗算を行い、ＰＷＭ回路１３に出力する。
【００３９】
ＰＷＭ回路１３は、乗算回路１２から出力された乗算信号に基づいて、電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作を行う。すなわち、抵抗Ｒ３の両端電圧に応じて、言い換えれば、整流回路３から出力される直流電圧の電圧波形に応じて、かつ誤差増幅器９から出力される前記誤差分が零となるように電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンデューティ比の演算を行い、電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作を行う。これにより、昇圧チョッパ回路１１の入力電流の電流波形、すなわち整流回路３の直流電流の電流波形が整流回路３の直流電圧の電圧波形と略相似すると共に、昇圧チョッパ回路１１の入力電流が乗算回路１２の乗算信号（出力信号）に比例して制御されることになり、実効値検出回路５から出力された目標電流（抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値）とＬＥＤ負荷２に流れる電流（抵抗Ｒ１の両端電圧）が一致（略一致）するようになる。
【００４０】
整流回路３の直流電流の電流波形および直流電圧の電圧波形が略相似すると、整流回路３に入力されている位相制御された交流電圧の電圧波形および交流電流の電流波形が略相似することになり、整流回路３における入力力率が改善されることになる。
【００４１】
また、実効値検出回路５から出力された目標電流（抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値）とＬＥＤ負荷２に流れる電流（抵抗Ｒ１の両端電圧）が一致（略一致）すると、その時点での電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンデューティ比において、以後、電界効果トランジスタＦＥＴ１がスイッチング動作される。すなわち、実効値検出回路５で検出された抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に応じた電流値（目標電流）となるように、ＬＥＤ電流調整回路６により直流回路３から出力された直流電圧が調整され、ＬＥＤ負荷２の両端間に印加される。これにより、ＬＥＤ負荷２に当該目標電流が流れる。
【００４２】
実効値検出回路５が検出する抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値、すなわち整流回路３から出力される直流電圧の実効値は、調光器８から出力される位相制御された交流電圧に応じて変化するので、ＬＥＤ負荷２に流れる電流（目標電流）は、調光器８から出力される位相制御された交流電圧に応じて変化することになる。
【００４３】
そして、ＬＥＤ負荷２は、図４に示すように、ＬＥＤ負荷２に流れる電流（負荷電流）が変化することにより、ＬＥＤ負荷２の光出力が変化する。光出力は、ＬＥＤ負荷２に流れる電流に対して略比例して変化する。すなわち、ＬＥＤ負荷２に流れる電流が０（ｍＡ）〜負荷最大電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の範囲で変化すると、調光レベルが０〜１００％の範囲で変化する。このようにして、ＬＥＤ点灯装置１は、調光器８による位相制御された交流電圧に応じて、ＬＥＤ負荷２が０〜１００％の範囲で調光点灯される。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図である。なお、図１と同一部分には部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００４６】
図５に示すＬＥＤ点灯装置１５は、図１に示すＬＥＤ点灯装置１において、実効値検出回路５および誤差増幅器９の他方の入力端子の間に関数回路１６が介挿されている。そして、実効値検出回路５、誤差増幅器９、乗算回路１２、ＰＷＭ回路１３および関数回路１６により、昇圧チョッパ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作を制御する制御回路１７が形成されている。
【００４７】
関数回路１６は、整流回路３の直流電圧の実効値に相関している抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値が実効値検出回路５から入力されている。そして、抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に応じて予め設定されたＬＥＤ負荷２に流れる目標電流を誤差増幅器９の他方の入力端子に出力するように構成されている。
【００４８】
図６は、白熱ランプ例えばハロゲンランプの整流回路３の入力端子３Ａ，３Ａに入力される入力電圧（位相制御された交流電圧の実効値）に対する光出力（調光レベル）の変化を示している。白熱ランプは、図４に示すＬＥＤ負荷２の調光曲線と異なる調光曲線を有している。
【００４９】
ＬＥＤ負荷２が白熱ランプと同様な調光曲線を有するようにさせるためには、実効値検出回路５で演算された抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に相関されているＬＥＤ負荷２に流れる目標電流を白熱ランプと同様な調光曲線を有する目標電流に変換する必要がある。すなわち、図７において、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）がＬＥＤ負荷２に流れるときに、調光曲線Ａおよび調光曲線Ｂにおいて、ＬＥＤ負荷２は全光点灯（調光レベル１００％）されるようにする。ここで、調光曲線Ａは、ＬＥＤ負荷２の通常の調光曲線、調光曲線Ｂは白熱ランプと同様な調光となる調光曲線である。なお、以下において、ＬＥＤ負荷２に流れる電流を負荷電流という。
【００５０】
そして、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の９０％の負荷電流が流れるときの調光曲線Ｂの光出力は、調光レベル５２％である。この調光レベル５２％における調光曲線Ａの負荷電流は、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の３５％である。すなわち、ＬＥＤ負荷２に最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の３５％の負荷電流が流れると、白熱ランプの調光レベル５２％が得られるものである。言い換えれば、ＬＥＤ負荷２の負荷電流を９０％から３５％に変換することにより、ＬＥＤ負荷２の調光レベルは、白熱ランプの調光レベル５２％と同様になる。
【００５１】
また、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の７５％の負荷電流が流れるときの調光曲線Ｂの光出力は、調光レベル２５％であり、この調光レベル２５％における調光曲線Ａの負荷電流は、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の１７％である。したがって、ＬＥＤ負荷２の負荷電流を７５％から１７％に変換することにより、ＬＥＤ負荷２の調光レベルは、白熱ランプの調光レベル２５％と同様になる。
【００５２】
また、最大負荷電流Ｉｍａｘ（ｍＡ）の５０％の負荷電流が流れるときの調光曲線Ｂの光出力は、調光レベル７％であり、この調光レベル７％における調光曲線Ａの負荷電流は、最大負荷電流Ｉｍａｘの５％である。したがって、ＬＥＤ負荷２の負荷電流を５０％から５％に変換することにより、ＬＥＤ負荷２の調光レベルは、白熱ランプの調光レベル７％と同様になる。
【００５３】
このようにして、ＬＥＤ負荷２の負荷電流に対する白熱ランプの調光レベルの負荷電流を算出すると、図８に示す対応（変換）関係が得られる。そして、図３に示すように、実効値検出回路５により演算されて出力された抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値は、ＬＥＤ負荷２の負荷電流と比例的に相関されているので、図８における対応関係は、抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に対する白熱ランプの調光とする目標電流となっている。関数回路１６は、上述したようにして、抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に応じて、ＬＥＤ負荷２に流れる目標電流を予め設定している。
【００５４】
関数回路１６は、実効値検出回路５により出力された抵抗Ｒ３の両端電圧の実効値に応じて、図８に示す対応関係にしたがい、ＬＥＤ負荷２に流れる目標電流に相関する目標電圧を誤差増幅器９の他方の入力端子に出力する。そして、誤差増幅器９において、関数回路１６から出力された目標電圧とＬＥＤ電流検出回路４から出力された抵抗Ｒ１の両端電圧が一致（略一致）するように、昇圧チョッパ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作が制御される。このようにして、ＬＥＤ電流調整回路６は、ＬＥＤ電流検出回路４により検出されるＬＥＤ負荷２に流れる電流が関数回路１６より出力された目標電流となるように、整流回路３から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷２の両端間に印加する。これにより、調光器８からの位相制御された交流電圧の実効値に応じて、ＬＥＤ負荷２は、白熱ランプと同様な調光をする。
【００５５】
上述したように、ＬＥＤ点灯装置１５は、ＬＥＤ負荷２を白熱ランプと同様に調光させるので、同一の場所で白熱ランプと一緒に使用して、同一の調光器８より調光点灯させても、不快感や違和感などを与えることが抑制される。
【００５６】
なお、図７に示す調光曲線Ｂは、適宜の調光曲線に形成することができる。これにより、ＬＥＤ負荷２の調光が多様化される。
【００５７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５８】
図９は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図である。なお、図５と同一部分には部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５９】
図９に示すＬＥＤ点灯装置１８は、図５に示すＬＥＤ点灯装置１５において、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧を検出する抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列回路からなる出力電圧検出回路１９を設け、抵抗Ｒ５の両端電圧を誤差増幅器２０の一方の入力端子に入力し、誤差増幅器２０の他方の入力端子に基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧を入力して定電圧出力回路２１を構成したものである。抵抗Ｒ５の両端電圧は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧に相関されている。そして、昇圧チョッパ回路１１の出力側に降圧チョッパ回路２２を有するＬＥＤ電流調整回路２３が接続されたものである。降圧チョッパ回路２３は、スイッチング素子としての電界効果トランジスタＦＥＴ２、ダイオードＤ２およびインダクタＬ２により構成されている。すなわち、電界効果トランジスタＦＥＴ２およびダイオードＤ２の直列回路が定電圧出力回路２１の昇圧チョッパ回路１１の出力間に接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ２およびダイオードＤ２の中点ＣとＬＥＤ負荷２の間にインダクタＬ２が接続されている。
【００６０】
昇圧チョッパ回路１１は、その出力電圧が基準電源Ｖｒｅｆ１の基準電圧と略一致するように、電界効果トランジスタＦＥＴ１のスイッチング動作が制御される。また、ＬＥＤ負荷２は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧が降圧チョッパ回路２２により調整されるので、発光ダイオード２Ａの接続数を少なくすることが可能となっている。
【００６１】
そして、実効値検出回路５、関数回路１６、誤差増幅器９、ＰＷＭ回路２４、乗算回路１２、ＰＷＭ回路１３、誤差増幅器２０および基準電源Ｖｒｅｆ１により、昇圧チョッパ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１および降圧チョッパ回路２２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のそれぞれのスイッチング動作を制御する制御回路２５が形成されている。
【００６２】
ＬＥＤ電流調整回路２３において、関数回路１６から出力された目標電流（目標電圧）およびＬＥＤ負荷２に流れる電流（抵抗Ｒ１の両端電圧）が一致（略一致）するように、ＰＷＭ回路２４で電界効果トランジスタＦＥＴ２のオンデューティ比が演算され、当該オンデューティ比で電界効果トランジスタＦＥＴ２がスイッチング動作される。このようにして、ＬＥＤ電流調整回路２３は、ＬＥＤ電流検出回路４により検出されるＬＥＤ負荷２に流れる電流が関数回路１６より出力された目標電流となるように、定電圧出力回路２１（整流回路３）から出力される直流電圧を調整してＬＥＤ負荷２の両端間に印加する。これにより、調光器８からの位相制御された交流電圧の実効値に応じて、ＬＥＤ負荷２は、白熱ランプと同様な調光曲線で調光される。
【００６３】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６４】
図１０は、本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図である。なお、図９と同一部分には部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
図１０に示すＬＥＤ点灯装置２６は、図９に示すＬＥＤ点灯装置１８において、制御回路２５のＰＷＭ回路１３の駆動回路２７およびＰＷＭ回路２４の駆動回路２８を除く残余をマイクロプロセッサ２９に形成したものである。そして、制御回路２５の動作は、プログラムに基づいて行うようにしている。これにより、ＬＥＤ点灯装置２６は、制御回路２５の部品点数が削減されている。
【００６６】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【００６７】
図１１は、本発明の第５の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図である。なお、図９と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６８】
図１１に示すＬＥＤ点灯装置３０は、図９に示すＬＥＤ点灯装置１８において、関数回路１６および誤差増幅器９の他方の入力端子の間に切換えスイッチ３１が設けられ、関数回路１６から出力されたＬＥＤ負荷２に流れる目標電流（目標電圧）または調光信号入力端子３２からのインターフェース回路３３を介する調光信号例えばＰＷＭ調光信号のいずれか一方がＬＥＤ負荷２に流れる電流と比較されるものである。インターフェース回路３３は、ＰＷＭ調光信号のオンデューティ比０〜１００％に対して、図３において説明した０（Ｖ）〜実効値最大電圧Ｖｍａｘ（Ｖ）の電圧値を誤差増幅器９の他方の入力端子に出力するように構成されている。
【００６９】
切換えスイッチ３１を関数回路１６に接続すると、調光器８からの位相制御された交流電圧の実効値に応じて、ＬＥＤ負荷２は、図７の調光曲線Ｂに示すような調光が行える。一方、切換えスイッチ３１を調光信号入力端子３２側に接続すると、ＰＷＭ調光信号に応じて、ＬＥＤ負荷２は、図４に示すように、通常の調光が行われる。
【００７０】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００７１】
図１２は、本発明の第６の実施形態を示すＬＥＤ照明器具の一部切り欠き概略側面図である。なお、図５と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００７２】
図１２に示すＬＥＤ照明器具３４は、天井面３５に配設される直付け照明器具であり、図５に示すＬＥＤ点灯装置１５およびＬＥＤ照明器具本体３６を有して構成されている。
【００７３】
ＬＥＤ照明器具本体３６は、下面に開口３６ａを有して箱状に形成され、内部に基板３７を配設している。基板３７には、直列接続された複数の発光ダイオード２Ａが開口３６ａに臨んで配設されている。そして、ＬＥＤ照明器具本体３６は、上面側に設けられた所定長の連結管３８，３８よりアダプタ３９に支持されている。
【００７４】
アダプタ３９は、略円柱状に形成され、内部にＬＥＤ用点灯装置４０を収納している。ＬＥＤ用点灯装置４０は、ＬＥＤ点灯装置１５より発光ダイオード２Ａ（ＬＥＤ負荷２）が除去されたものである。そして、アダプタ３９は、天井面３５に配設された引掛シーリング４１に接続されている。そして、ＬＥＤ用点灯装置４０の出力端子からリード線４２，４２が導出され、このリード線４２，４２は、連結管３８，３８内を挿通して基板３７に接続されている。
【００７５】
ＬＥＤ照明器具３４は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を位相制御する調光器８の調光操作により、図７の調光曲線Ｂに示すように、白熱ランプと同様な調光をする。したがって、同一場所において、ＬＥＤ照明器具３４を白熱ランプが搭載されている照明器具と共に使用しても、調光に対して違和感を生じさせないものである。
【００７６】
なお、ＬＥＤ照明器具本体３６は、箱状に限定されるものではなく、円状など、その形状は問わない。また、ＬＥＤ照明器具は、直付け形照明器具に限らず、吊り下げ形照明器具、ダウンライトなどの埋込形照明器具など、その用途は問わない。
【００７７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、位相制御された交流電圧は、実効値検出回路により実効値に変換され、当該実効値に応じた電流値がＬＥＤ負荷に流れるようにＬＥＤ電流調整回路により整流回路から出力される直流電圧が調整されてＬＥＤ負荷の両端間に印加されるので、位相制御された交流電圧に応じて、ＬＥＤ負荷を調光点灯させることができる。
【００７８】
請求項２の発明によれば、位相制御された交流電圧は、実効値検出回路により実効値に変換され、当該実効値に応じたＬＥＤ負荷に流れる目標電流が関数回路より出力されて、ＬＥＤ負荷に流れる電流が当該目標電流となるようにＬＥＤ電流調整回路により整流回路から出力される直流電圧が調整されてＬＥＤ負荷の両端間に印加されるので、位相制御された交流電圧に応じて、例えば白熱ランプの調光と同様に、ＬＥＤ負荷を調光させることができる。
【００７９】
請求項３の発明によれば、整流回路に入力される交流電圧の電圧波形と交流電流の電流波形が略相似するので、ＬＥＤ点灯装置の入力力率を改善することができる。
【００８０】
請求項４の発明によれば、位相制御を行う調光器により調光可能であり、さらに、例えば白熱ランプと同様の調光をすることのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図。
【図２】同じく、入出力特性を示し、（ａ）は整流回路に入力される入力電圧波形図、（ｂ）は整流回路に入力される入力電流波形図、（ｃ）は整流回路から出力される直流電圧の電圧波形図、（ｄ）は実効値検出回路から出力される実効値の変化図。
【図３】同じく、実効値検出回路の実効値に対するＬＥＤ負荷に流れる目標電流を示す相関図。
【図４】同じく、負荷電流に対する光出力を示す特性図。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図。
【図６】同じく、白熱ランプの入力電圧に対する光出力の特性図。
【図７】同じく、調光曲線Ａは通常のＬＥＤ負荷、調光曲線Ｂは白熱ランプである負荷電流に対する光出力の特性図。
【図８】同じく、実効値検出回路の実効値に対するＬＥＤ負荷に流れる目標電流を示す相関図。
【図９】本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図。
【図１１】本発明の第５の実施形態を示すＬＥＤ点灯装置の回路図。
【図１２】本発明の第６の実施形態を示すＬＥＤ照明器具の一部切り欠き概略側面図。
【符号の説明】
１，１５，１８，２６，３０…ＬＥＤ点灯装置、２…ＬＥＤ負荷、３…整流回路、４…ＬＥＤ電流検出回路、５…実効値検出回路、１６…関数回路、６，２３…ＬＥＤ電流調整回路、３４…ＬＥＤ照明器具、３６…ＬＥＤ照明器具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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