(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極が電源の正極に、他方の電極がフライホイールダイオードを介して前記電源の負極に接続されるとともにチョークコイルを介してＬＥＤの正極側ラインに接続されたスイッチング素子と、
前記ＬＥＤの負極側ラインに直列に接続された電流検出抵抗と、
第１乃至第３の抵抗からなり、前記第１および第２の抵抗は直列に接続され、該直列回路の一端が前記電源の正極に接続され、他端が前記電源の負極に接続されており、前記第１および第２の抵抗の接続点が前記第３の抵抗を介して前記スイッチング素子の他方の電極に接続された比較電圧生成回路と、
一方の入力が前記ＬＥＤと前記電流検出抵抗を接続するラインに接続され、他方の入力が前記第１および第２の抵抗の接続点に接続され、これら入力に供給される電圧間の大小比較に応じて前記スイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する比較回路とを有する、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記電源の出力をパルス幅変調する変調回路をさらに有する、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤは、赤光を出力する赤ＬＥＤと緑光を出力する緑ＬＥＤと青光を出力する青ＬＥＤの３つのＬＥＤを直列に接続した構成とされ、
前記３つのＬＥＤのそれぞれに設けられた、当該ＬＥＤにおける電流の流れる期間を調整するための第２のスイッチング素子をさらに有する、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型基板上にＬＥＤおよび電流制限回路を搭載したＬＥＤ点灯装置が知られている。この種のＬＥＤ点灯装置は、任意のサイズに容易に分割できる構造になっており、器具や家具の一部に組み込むことで、部分照明や装飾として利用することができる。したがって、利便性を考えた場合、装置基板は、なるべく小型であるとともに、発熱を抑えるために損失が小さいことが望ましい。加えて、発光強度も一定であることが望ましい。さらに、なるべく低コストであることが望まれる。
【０００３】
ＬＥＤは電流制御型素子であり、一般にＬＥＤに流れる電流を制御することで発光強度を制御することができる。すなわち、ＬＥＤに流れる電流を一定とすることで、一定の発光強度を得ることができる。ＬＥＤに流れる電流を一定とする代表的な電流制限回路として、図５Ａ〜図５Ｃに示すような電流制限回路がある。
【０００４】
図５Ａに示す電流制限回路は、ＬＥＤ１００と抵抗ＲＬを直列に接続した回路である。ＬＥＤ１００を流れる電流ＩLEDは、
【０００５】
【数１】
0004741942.tif 000002
で与えられる。ここで、ＶＦは、直列に配置されたＬＥＤ１００の順方向降下電圧の総和である。
【０００６】
図５Ｂに示す電流制限回路は、ＬＥＤ１００、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ６を直列に接続した回路と、トランジスタＱ１のコレクタ電流でもあるＬＥＤ１００を流れる電流ILEDを制御する演算増幅器であるＩＣ１０１とを有する。ＩＣ１０１の「＋」側入力には、電源電圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧した電圧Ｖ４が供給されており、「−」側入力には、抵抗Ｒ６にて発生する電圧Ｖ３が供給されている。ＩＣ回路１０１は、電圧Ｖ３が比較電圧Ｖ４に常に等しくなるように動作する。この場合、電流ＩLEDは、
【０００７】
【数２】
0004741942.tif 000003
で与えられる値に正確に維持され、ＬＥＤ１００の順方向降下電圧のばらつきの影響を受けない。
【０００８】
図５Ｃに示すような電流制限回路は、トランジスタＱ１、チョークコイルＬ１、ＬＥＤ１００、抵抗Ｒ６を直列に接続した回路と、トランジスタＱ１のオン／オフを制御するスイッチング電源制御用ＩＣ１０２とを有する。トランジスタＱ１のエミッタは、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１のコレクタは、ダイオードＤ１を介して電源の負極側ラインに接続されている。チョークコイルＬ１とＬＥＤ１００を接続するラインは、コンデンサＣ１を介して電源の負極側ラインに接続されている。
【０００９】
スイッチング電源制御用ＩＣ１０２は、比較用三角波の発振器（ＯＳＣ）１０３、誤差増幅器Ａ１、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）電圧比較器Ａ２および出力増幅器Ａ３からなる。誤差増幅器Ａ１の「＋」側入力には、参照電圧Ｖｒｅｆ（比較電圧Ｖ４）が供給されており、「−」側入力には、ＬＥＤ１００と抵抗Ｒ６を接続するラインが抵抗Ｒ７を介して接続されている。誤差増幅器Ａ１の「−」側入力は、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ８を並列に接続した回路を介して誤差増幅器Ａ１の出力に接続されている。ＰＷＭ電圧比較器Ａ２の「＋」側入力には、誤差増幅器Ａ１の出力が供給されており、「−」側入力には、発振器（ＯＳＣ）１０３の出力が供給されている。ＰＷＭ電圧比較器Ａ２の出力は、出力増幅器Ａ３の入力に供給されており、この出力増幅器Ａ３の出力がスイッチング電源制御用ＩＣ１０２の出力となっている。
【００１０】
図６は図５Ｃに示した電流制限回路の各部における波形である。図６中、（ａ）は電源電圧Ｖｉｎの波形を示し、（ｂ）はトランジスタＱ１とチョークコイルＬ１を接続するラインの、ダイオードＤ１が接続された点における電圧Ｖ１の波形を示し、（ｃ）はＬＥＤ１００に流れる電流ＩＬＥＤの波形、およびチョークコイルＬ１とＬＥＤ１００を接続するラインの、コンデンサＣ１が接続された点における電圧Ｖ２の波形をそれぞれ示し、（ｄ）は抵抗６に発生する電圧Ｖ３および比較電圧Ｖ４の各波形を示す。
【００１１】
図５Ｃに示す電流制限回路において、ＬＥＤ１００を流れる電流ＩLEDは抵抗Ｒ６にて電圧Ｖ３に変換される。誤差増幅器Ａ１によって、電圧Ｖ３と基準電圧Ｖｒｅｆが比較され、その電圧差が増幅される。そして、ＰＷＭ電圧比較器Ａ２にて、誤差増幅器Ａ１で増幅された電圧差と、発振器（ＯＳＣ）１０３から供給された基準信号である三角波とが比較され、その比較結果に基づくＰＷＭ信号が出力される。このような一連の動作によって、電流制限回路は、常に、電圧Ｖ３が比較電圧Ｖ４となるように動作する。この結果、電流ＩLEDは、上述の式２で与えられる値に維持される。
【００１２】
上述した代表的な電流制限回路の他に、特許文献１に記載されたようなＬＥＤ用電源装置もある。図７に、このＬＥＤ用電源装置の主回路部の構成を示す。
【００１３】
図７に示す主回路部３０は、２つのコネクタ３１、３２を備える。コネクタ３１は電源に接続され、コネクタ３２はＬＥＤ２１に接続されている。入力電圧Ｖｉはスイッチング回路としてのトランジスタＴｒ１を介してＬＥＤ２１へ入力されるとともに、トランジスタＴｒ３のコレクタに印加される。トランジスタＴｒ３がオンのとき、比較器駆動電圧ＶｃがトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５に印加されるとともに、基準電圧ＶｒがトランジスタＴｒ５のベースへ印加される。この場合、トランジスタＴｒ３は基準電圧発生回路として機能する。
【００１４】
他方、ＬＥＤ２１のフィードバック電圧ＶｆはトランジスタＴｒ４のベースへ印加される。基準電圧Ｖｒがフィードバック電圧Ｖｆより大きい場合は、トランジスタＴｒ４はオンになり、トランジスタＴｒ５はオフになる。基準電圧Ｖｒがフィードバック電圧Ｖｆより小さい場合は、トランジスタＴｒ４はオフになり、トランジスタＴｒ５はオンになる。したがって、基準電圧Ｖｒがフィードバック電圧Ｖｆより大きい場合（ＬＥＤの出力が基準値に満たない場合）は、トランジスタＴｒ４がオンとなり、トランジスタＴｒ２のベース電位がハイとなって、トランジスタＴｒ２がオンとなる。その結果、トランジスタＴｒ１のベース電位がロウとなって、トランジスタＴｒ１がオンとなる。これにより、電源からのパワーがＬＥＤ２１へ印加される。
【００１５】
このとき、トランジスタＴｒ５はオフとなるので、トランジスタＴｒ３は、オフ状態に遷移して基準電圧発生回路として機能しなくなるが、これと入れ替わりに、トランジスタＴｒ１を通過した電圧がコンデンサ３４と抵抗３５を介して基準電圧ＶｒとしてトランジスタＴｒ５のベースに印加されることとなる。この場合、コンデンサ３４、抵抗３５及びツェナーダイオード３６により第２の基準電圧発生回路が構成される。これにより、トランジスタＴｒ５がオフ、トランジスタＴｒ４がオンの状態となる。
【００１６】
トランジスタＴｒ１がオンとなってＬＥＤ２１の出力が高くなると、フィードバック電圧Ｖｆも高くなる。フィードバック電圧Ｖｆが基準電圧Ｖｒより大きくなると、トランジスタＴｒ４がオフになると同時にトランジスタＴｒ５がオンなり、次いでトランジスタＴｒ２がオフになり、次いでトランジスタＴｒ１がオフとなって、ＬＥＤ２１への給電がストップする。トランジスタＴｒ１がオフとなるので、コンデンサ３４及び抵抗３５を介しての基準電圧の生成が不能になり、第１の基準電圧に戻る。このように回路全体が発振して、ＬＥＤ２１に印加される電流を実質的に一定に保っている。
【特許文献１】特開２００５−８０３５３号公報（図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、上述した従来の装置には、以下のような問題がある。
【００１８】
図５Ａに示す電流制限回路においては、降下電圧ＶＦは、製造ばらつきが大きい上に、温度によっても変化するため、式１で計算される電流ＩLEDが変動し、ひいては発光強度も変動することになる。電流ＩLEDの変動を抑えるためには、降下電圧ＶＦに対して、電源電圧Ｖｉｎを大きく設定する必要があるが、その場合、抵抗ＲＬで発生する電力損失が大きくなってしまう。抵抗ＲＬで発生する電力損失ＰRLは、
【００１９】
【数３】
0004741942.tif 000004
で与えられられる。このように、図５Ａに示す電流制限回路には、ＬＥＤに流れる電流のバラツキが大きいことや、抵抗で損失が発生して発熱するなどの問題がある。
【００２０】
図５Ｂに示す電流制限回路において、電流ＩLEDは、上述した式２で与えられる値に正確に維持され、ＬＥＤは降下電圧ＶＦのばらつきの影響を受けない。しかし、トランジスタＱ１において、電力損失［（Ｖｉｎ-ＶＦ-Ｖ３）×ＩLED）］が発生して発熱するという問題がある。なお、電源電圧Ｖｉｎを電圧（ＶＦ＋Ｖ３）の値に近づければ、電力損失を小さくできる。しかし、電源電圧Ｖｉｎは、降下電圧ＶＦのばらつきと温度変化を考慮して決めるため、ある程度の電力損失が必ず発生する。また、電力損失の問題に加えて、電力損失をなるべく小さくするためには電圧（ＶＦ＋Ｖ３）の値に近い電源電圧Ｖｉｎを発生するように制御された電源を特別に用意する必要があるため、装置コストが高くなる、という問題もある。
【００２１】
図５Ｃに示した電流制限回路においては、ＬＥＤ１００の入力段にスイッチング回路を持つ構成であるため、電力損失を低く抑えるることができ、また、電流ＩLEDも正確に決まる。しかし、ＩＣ１０２自体の価格が高価であり、部品点数も多いことから、回路規模が大きくなり、コストも高くなる、という問題がある。
【００２２】
図７に示すＬＥＤ用電源装置においては、トランジスタＴｒ３、抵抗Ｒ３およびツェナーダイオードＺＤ１によって定電圧回路である基準電圧源が構成されており、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧値からトランジスタＴｒ３のＢ−Ｅ間の電圧値を引いた値である比較器駆動電圧Ｖｃが、トランジスタＴｒ４とトランジスタＴｒ５で構成される比較器に供給される。このように、基準電圧源（定電圧回路）が必要であるため、その分、回路規模が大きくなり、コストも高くなる、という問題がある。
【００２３】
本発明の目的は、上記各問題を解決し、簡単な回路構成で損失の少ないＬＥＤ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤ点灯装置は、一方の電極が電源の正極に、他方の電極がフライホイールダイオードを介して前記電源の負極に接続されるとともにチョークコイルを介してＬＥＤの正極側ラインに接続されたスイッチング素子と、
前記ＬＥＤの負極側ラインに直列に接続された電流検出抵抗と、
第１乃至第３の抵抗からなり、前記第１および第２の抵抗は直列に接続され、該直列回路の一端が前記電源の正極に接続され、他端が前記電源の負極に接続されており、前記第１および第２の抵抗の接続点が前記第３の抵抗を介して前記スイッチング素子の他方の電極に接続された比較電圧生成回路と、
一方の入力が前記ＬＥＤと前記電流検出抵抗を接続するラインに接続され、他方の入力が前記第１および第２の抵抗の接続点に接続され、これら入力に供給される電圧間の大小比較に応じて前記スイッチング素子をオン／オフ制御する比較回路とを有する。
【００２５】
上記の構成によれば、ＬＥＤに流れる電流を制限する主たる回路を、ＬＥＤの入力段に設けられたスイッチング素子およびチョークコイルにより構成したので、電力損失を抑えることが可能となっている。
【００２６】
また、自励発振作用によってスイッチング素子のオン／オフの制御を行う構成になっているので、三角波発振回路や誤差増幅器やＰＷＭ電圧比較器などの回路は不要である。
【００２７】
また、比較電圧生成回路は、第１乃至第３の抵抗のみからなる簡易な構成とされている。よって、バンドギャップリファレンス素子はもとより、トランジスタや低電圧ダイオードなどを使用した基準電圧源（定電圧回路）を必要としない。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、三角波発振回路、誤差増幅器、ＰＷＭ電圧比較器、基準電圧源（定電圧回路）などの回路が不要であるので、回路の簡単化および小型化を行うことができるとともに、価格も低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。
【００３０】
図１を参照すると、ＬＥＤ点灯装置は、直列に接続された複数のＬＥＤ１００を点灯するものであって、電源１０と、スイッチング素子Ｑ１およびフライホイールダイオードＤ１からなるスイッチング回路と、チョークコイルＬ１および平滑コンデンサＣ１からなるフィルター回路と、ＬＥＤ１００に流れる電流ＩLEDを検出するための抵抗Ｒ６と、電圧比較器であるＩＣ１と、比較電圧Ｖ４を発生し、ＩＣ１にヒステリシス特性を持たせるための抵抗器Ｒ３〜Ｒ５とを有する。ＩＣ１および抵抗器Ｒ３〜Ｒ５により、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ切り替えを制御する制御回路が構成されている。ここでは、スイッチング素子Ｑ１として、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタが用いられている。
【００３１】
電源１０は電源電圧Ｖｉｎを供給する直流電源であって、正極側ラインが、スイッチング素子Ｑ１のエミッタおよび抵抗Ｒ２の一方の端子にそれぞれ接続されるとともに、抵抗Ｒ４、５を直列に接続した回路を介して負極側ラインに接続されている。スイッチング素子Ｑ１のベースは、抵抗Ｒ２の他方の端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ１を介してＩＣ１の出力に接続されている。
【００３２】
スイッチング素子Ｑ１のコレクタは、チョークコイルＬ１の一方の端子に接続されるとともに、フライホイールダイオードＤ１を介して電源１０の負極側ラインに接続されている。スイッチング素子Ｑ１とチョークコイルＬ１を接続するラインは、抵抗Ｒ３を介して、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５を接続するラインに接続されている。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５を接続するラインは、ＩＣ１の「−」側入力に接続されている。
【００３３】
チョークコイルＬ１の他方の端子は、ＬＥＤ１００の一方の電極端子に接続されるとともに、平滑コンデンサＣ１を介して電源１０の負極側ラインに接続されている。ＬＥＤ１００の他方の電極端子は、抵抗Ｒ６を介して電源１０の負極側ラインに接続されている。ＬＥＤ１００と抵抗Ｒ６を接続するラインは、ＩＣ１の「＋」側入力に接続されている。
【００３４】
図２に、図１に示したＬＥＤ点灯装置の各部の出力波形を示す。図２の（ａ）は電源１０から供給される電源電圧Ｖｉの波形を示す。図２の（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１とチョークコイルＬ１を接続するライン上の、フライホイールダイオードＤ１との接続点において発生する電圧Ｖ１の波形を示す。図２の（ｃ）は、電流ＩLEDの波形、およびチョークコイルＬ１とＬＥＤ１００を接続するライン上の、コンデンサＣ１との接点において発生する電圧Ｖ２の波形をそれぞれ示す。図２の（ｄ）は、抵抗６に発生する電圧Ｖ３（ＩＣ１の「＋」側入力に供給される電圧）および比較電圧Ｖ４（ＩＣ１の「−」側入力に供給される電圧）の各波形を示す。図２の（ｅ）は、ＩＣ１の出力電圧Ｖ５の波形を示す。
【００３５】
以下、図１および図２を参照して、本実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を具体的に説明する。
【００３６】
スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態になると、チョークコイルＬ１のインダクタンスと平滑コンデンサＣ１のキャパシタンスによる作用で、ＬＥＤ１００に流れる電流ＩLEDが徐々に上昇する。電流ＩLEDは、電流検出用の抵抗Ｒ６によって、電圧Ｖ３（＝ＩLED×Ｒ６）に変換されてＩＣ１の「＋」側入力に供給される。
【００３７】
ＩＣ１の「−」側入力には、抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる回路で発生した比較電圧Ｖ４が供給される。このとき、スイッチング素子Ｑ１はＯＮ状態であるので、抵抗Ｒ３の一方の端子には、ほぼ電源電圧Ｖｉｎに等しい電圧Ｖ１が供給されている。このため、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５で合成される比較電圧Ｖ４は、最大電圧値Ｖ４ｍａｘとなっている。この最大電圧値Ｖ４ｍａｘよりも電圧値Ｖ３が大きくなると、ＩＣ１の出力電圧Ｖ５が反転し、その結果、スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。
【００３８】
スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態になると、チョークコイルＬ１とフライホイールダイオードＤ１の作用により、電圧Ｖ１は、ほぼ０Ｖに低下する。また、電流ＩLEDは、チョークコイルＬ１に流れる電流の減少と共に、チョークコイルＬ１のインダクタンスと平滑コンデンサＣ１のキャパシタンスによる作用で徐々に減少する。この電流ＩLEDの減少に伴って、電圧値Ｖ３も減少する。このとき、上述したように電圧値Ｖ１はほぼ０Ｖになっているため、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５で合成される電圧値Ｖ４は、最小電圧値Ｖ４ｍｉｎとなっている。この最小電圧値Ｖ４ｍｉｎよりも電圧値Ｖ３が小さくなると、ＩＣ１の出力電圧Ｖ５が反転し、その結果、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。
【００３９】
上記の動作を繰り返すことによって、自励発振が発生し、電圧値Ｖ３は最大電圧値Ｖ４ｍａｘと最小電圧値Ｖ４ｍｉｎの間を上下する。これは、電流ＩLEDが、Ｖ４ｍａｘ／Ｒ６（最大電圧値Ｖ４ｍａｘの値をＲ６の抵抗値で割ったもの）で与えられる最大電流値と、Ｖ４ｍｉｎ／Ｒ６（最小電圧値Ｖ４ｍｉｎをＲ６の抵抗値で割ったもの）で与えられる最小電流値との間を繰り返し上下することを意味する。この場合の電流ＩLEDの平均電流は、（Ｖ４ｍａｘ+Ｖ４ｍｉｎ）／（２×Ｒ６）で与えられ、ほぼ一定値に保たれる。
【００４０】
以上の本実施形態のＬＥＤ点灯装置によれば、ＬＥＤ電流を制限する回路を、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦとチョークコイルとコンデンサによるフィルター作用に拠っているため、積極的に電力損失を発生する部分が無く、損失が小さくなるという効果がある。
【００４１】
また、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御に自励発振作用を用いているため、スイッチング制御のための三角波発振回路や誤差増幅器やＰＷＭ電圧比較器などの回路は不要である。よって、回路が簡単になり、部品点数も少なくなる。
【００４２】
また、ＩＣ１を安価な汎用電圧比較器（コンパレータ）で構成することができ、しかも定電流回路ではなく、自励発振動作の電流制限回路を構成したことで、少ない部品点数で、低コスト、低損失で実現できる。
【００４３】
また、従来として図７に示したＬＥＤ用電源装置においては、トランジスタＴｒ３、抵抗Ｒ３およびツェナーダイオードＺＤ１によって定電圧回路である基準電圧源が構成されているのに対して、本実施形態では、比較電圧を得るための回路（比較電圧生成回路）は、３つの抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる簡単な回路で構成されている。このように、本実施形態では、バンドギャップリファレンス素子はもとより、トランジスタや定電圧ダイオードなどを使用した基準電圧源（定電圧回路）は必要ないので、その分、回路を簡単かつ小型にするこことができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、上述した第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置に、ＬＥＤの発光強度を可変する機能を追加したものである。
【００４５】
本実施形態のＬＥＤ点灯装置では、図３に示すように、電源１０の正極側ラインにＰＷＭ変調回路１１が挿入されている。これ以外の構成は、図１に示した回路構成と同じである。ＰＷＭ変調回路１１は、既存の回路であって、外部装置から供給される調光信号に基づいて電源１０の出力をＰＷＭ変調する。このＰＷＭ変調により、一定の電流値に制限されたＬＥＤ１００の電流が断続することになり、点灯時間と消灯時間の割合に応じてＬＥＤ１００の発光強度を変化させることができる。
【００４６】
なお、ＰＷＭ変調回路１１以外の構成および動作は、第１の実施形態のものと同じであるので、その説明は省略する。
【００４７】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、上述した第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置に、ＬＥＤ色合い可変機能を追加したものである。
【００４８】
本実施形態のＬＥＤ点灯装置では、図４に示すように、ＬＥＤ１００としてＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−ＧおよびＬＥＤ−Ｒを直列に接続してなる３原色ＬＥＤが用いられ、それぞれのＬＥＤに発光強度可変回路が設けられている。これ以外の構成は、図１に示した回路構成と同じである。
【００４９】
トランジスタＱＲよりなる発光強度可変回路がＬＥＤ−Ｒに並列に接続され、トランジスタＱＧよりなる発光強度可変回路がＬＥＤ−Ｒに並列に接続され、トランジスタＱＢよりなる発光強度可変回路がＬＥＤ−Ｒに並列に接続されている。トランジスタＱＲ、ＱＧ、ＱＢのベースには、外部装置から赤ＰＷＭ信号、緑ＰＷＭ信号、青ＰＷＭ信号がそれぞれ供給される。
【００５０】
各ＬＥＤでは、並列に接続されたスイッチング素子がＯＦＦの状態の場合は、ＬＥＤに電流が流れて点灯する。一方、スイッチング素子がＯＮの状態の場合は、ＬＥＤの端子間にかかる電圧がＬＥＤの順方向降下電圧ＶＦよりも小さくなるように設定されているため、ＬＥＤに電流が流れず、ほとんど全ての電流がスイッチング素子に流れることになる。このため、ＬＥＤは消灯する。スイッチング素子のＯＮとＯＦＦの割合を外部からのＰＷＭ信号でＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ毎に行うことにより、明るさと色合いを可変する。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、各ＬＥＤに流れる電流値を一定に制御すると共に、各ＬＥＤに並列に配置したスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを外部から与えるＰＷＭ信号で制御することにより、各ＬＥＤの色合いを可変する。
【００５２】
本実施形態によれば、例えば、１５ｍｍ×３０ｍｍの小型基板上に３原色ＬＥＤを２個搭載した、調光、調色制御が可能な点灯装置を低価格で実現することができる。
【００５３】
上述した第１から第３の実施形態のＬＥＤ点灯装置は、本発明の一例であり、その構成は適宜変更することができる。例えば、図１に示した回路構成において、コンデンサＣ１はＬＥＤに流れる電流の時間的な変化を遅くし、自励発振周波数を必要以上に上げないために配置しているが、回路動作そのものにとっては副次的な効果でしかなく、自励発振周波数が高くなることを容認すれば、このコンデンサＣ１は無くてもかまわない。
【００５４】
また、スイッチング素子（トランジスタ）は、電流をＯＮ／ＯＦＦするという目的を達成できる素子であればよい。このスイッチング素子は、バイポーラトランジスタの他、ＭＯＳ型ＦＥＴなどのスイッチング素子を用いることができる。
【００５５】
さらに、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５からなる回路でＩＣ１の比較電圧を電源電圧から生成するように構成されているが、略一定の比較電圧が得られ、ＩＣ１にヒステリシス特性を持たせることのできるのであれば、別の回路、例えばツェナーダイオードや電圧標準素子を用いた回路を用いてもよい。
【００５６】
以上説明した本発明のＬＥＤ点灯装置における電流制限回路は、ＬＥＤ以外を負荷とする回路、例えばヒーターや白熱電球や有機ＥＬなどを駆動する回路における電流制限回路として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。
【図２】図１に示したＬＥＤ点灯装置の各部の出力波形図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態であるＬＥＤ点灯装置の主要部を示す回路図である。
【図５Ａ】代表的な電流制限回路を示す回路図である。
【図５Ｂ】代表的な別の電流制限回路を示す回路図である。
【図５Ｃ】代表的な他の電流制限回路を示す回路図である。
【図６】図５Ｃに示す電流制限回路の各部の出力波形図である。
【図７】従来のＬＥＤ用電源装置の主回路部の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ＩＣ
１０  電源
Ｑ１  スイッチング素子
Ｄ１  フライホイールダイオード
１００  ＬＥＤ
Ｌ１  チョークコイル
Ｃ１  平滑コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
【図１】
0004741942.tif 000005
【図２】
0004741942.tif 000006
【図３】
0004741942.tif 000007
【図４】
0004741942.tif 000008
【図５Ａ】
0004741942.tif 000009
【図５Ｂ】
0004741942.tif 000010
【図５Ｃ】
0004741942.tif 000011
【図６】
0004741942.tif 000012
【図７】
0004741942.tif 000013