(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプと、
前記複数のＬＥＤ素子の直列数を切り替える切り替えスイッチと、
前記ＬＥＤランプの電流が流れるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作により電源電圧を降圧して、前記ＬＥＤランプに供給する降圧コンバータと、
オンになっている前記スイッチング素子に流れる電流が予め定められたピーク電流値に達した場合に、前記スイッチング素子を一定期間オフに切り替え、前記一定期間が経過した後、前記スイッチング素子をオンに切り替える第１の制御回路と、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなるほど前記一定期間を短くする第２の制御回路と、
を備え、
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が低くなるほど、前記一定期間を長くし、
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧と前記一定期間とを反比例させることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧によらず前記スイッチング素子に流れる電流の最小値が一定となるように、前記一定期間を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記第２の制御回路は、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧に応じた充電電流を出力する充電回路と、
前記充電電流が一端に供給される容量素子と、
前記容量素子の一端と接地との間に接続され、前記スイッチング素子がオンに切り替えられた時にオンし、前記スイッチング素子がオフに切り替えられた時にオフする放電スイッチと、
前記容量素子の一端の電圧が基準電圧値以上になった時に、前記第１の制御回路に前記スイッチング素子をオンに切り替えさせるコンパレータと、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記降圧コンバータは、
前記電源電圧が供給されると共に前記ＬＥＤランプのアノード側端子に接続されるカソードを有するダイオードと、
前記ＬＥＤランプのカソード側端子に接続される一端と、前記ダイオードのアノードに接続される他端と、を有するインダクタと、を有し、
前記スイッチング素子の一端は前記インダクタの他端に接続されている、ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
直列接続された複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプと、前記複数のＬＥＤ素子の直列数を切り替える切り替えスイッチと、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作により電源電圧を降圧して、前記ＬＥＤランプに供給する降圧コンバータと、を備えるＬＥＤ照明装置の制御方法であって、
オンになっている前記スイッチング素子に流れる電流が予め定められたピーク電流値に達した場合に、前記スイッチング素子を一定期間オフに切り替え、前記一定期間が経過した後、前記スイッチング素子をオンに切り替え、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなるほど前記一定期間を短くし、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が低くなるほど前記一定期間を長くし、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧と前記一定期間とを反比例させる、ことを特徴とするＬＥＤ照明装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子の直列数を切り替え可能なＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電源であるバッテリ、このバッテリの電力を変換して所定の出力電流を出力するＬＥＤドライバ回路、及び、出力電流が供給されて点灯する複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプを備えるＬＥＤ照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＬＥＤ照明装置は、二輪車等の車両のヘッドライト等に用いられる。
【０００３】
ＬＥＤドライバ回路は、降圧コンバータである降圧チョッパを有しており、降圧チョッパのスイッチング素子に流れる電流のピーク値が一定となるように、オフ幅固定（オフ時間固定）でスイッチング素子を制御している。
【０００４】
ハイビーム／ロービームの切り替えを行ってＬＥＤランプ内のＬＥＤ素子の直列数（点灯数）が変化した場合でも、１つのＬＥＤ素子の明るさが変化しないように、ＬＥＤドライバ回路は、負荷急変に応じた高速応答が可能であることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５２７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＬＥＤ素子の直列数が変化した場合、ＬＥＤランプの両端間の電圧（ＬＥＤ素子の順方向電圧ＶＦの総和）が変化するので、スイッチング素子がオフした後にＬＥＤランプに流れる電流の単位時間当たりの減少量（傾き）が変化する。ここで、図４に示すように、スイッチング素子のオフ時間（オフ幅）は一定であるため、ＬＥＤ素子の直列数に応じて最小の電流値が変化することになる。これにより、ＬＥＤ素子の直列数に応じて、ＬＥＤランプに流れる電流のリップルが変化し、結果として平均電流値が大きく変動してしまう。平均電流値の変動が大きいと、ＬＥＤランプの信頼性の観点から好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、ＬＥＤランプに流れる平均電流値の変動を抑制できるＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の制御方法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】
【０００８】
本発明の一態様に係るＬＥＤ照明装置は、
直列接続された複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプと、
前記複数のＬＥＤ素子の直列数を切り替える切り替えスイッチと、
前記ＬＥＤランプの電流が流れるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作により電源電圧を降圧して、前記ＬＥＤランプに供給する降圧コンバータと、
オンになっている前記スイッチング素子に流れる電流が予め定められたピーク電流値に達した場合に、前記スイッチング素子を一定期間オフに切り替え、前記一定期間が経過した後、前記スイッチング素子をオンに切り替える第１の制御回路と、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなるほど前記一定期間を短くする第２の制御回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ＬＥＤ照明装置において、
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が低くなるほど、前記一定期間を長くしてもよい。
【００１０】
また、前記ＬＥＤ照明装置において、
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧と前記一定期間とを反比例させてもよい。
【００１１】
また、前記ＬＥＤ照明装置において、
前記第２の制御回路は、前記ＬＥＤランプの両端間の電圧によらず前記スイッチング素子に流れる電流の最小値が一定となるように、前記一定期間を制御してもよい。
【００１２】
また、前記ＬＥＤ照明装置において、
前記第２の制御回路は、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧に応じた充電電流を出力する充電回路と、
前記充電電流が一端に供給される容量素子と、
前記容量素子の一端と接地との間に接続され、前記スイッチング素子がオンに切り替えられた時にオンし、前記スイッチング素子がオフに切り替えられた時にオフする放電スイッチと、
前記容量素子の一端の電圧が基準電圧値以上になった時に、前記第１の制御回路に前記スイッチング素子をオンに切り替えさせるコンパレータと、
を有してもよい。
【００１３】
また、前記ＬＥＤ照明装置において、
前記降圧コンバータは、
前記電源電圧が供給されると共に前記ＬＥＤランプのアノード側端子に接続されるカソードを有するダイオードと、
前記ＬＥＤランプのカソード側端子に接続される一端と、前記ダイオードのアノードに接続される他端と、を有するインダクタと、を有し、
前記スイッチング素子の一端は前記インダクタの他端に接続されていてもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係るＬＥＤ照明装置の制御方法は、
直列接続された複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプと、前記複数のＬＥＤ素子の直列数を切り替える切り替えスイッチと、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作により電源電圧を降圧して、前記ＬＥＤランプに供給する降圧コンバータと、を備えるＬＥＤ照明装置の制御方法であって、
オンになっている前記スイッチング素子に流れる電流が予め定められたピーク電流値に達した場合に、前記スイッチング素子を一定期間オフに切り替え、前記一定期間が経過した後、前記スイッチング素子をオンに切り替え、
前記ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなるほど前記一定期間を短くする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなるほどオフ時間を短く制御するようにしているので、ＬＥＤ素子の直列数が多くなり、ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなった場合に、オフ時間が短くなる。ＬＥＤランプの両端間の電圧が高くなると、スイッチング素子がオフした後にＬＥＤランプに流れる電流の単位時間当たりの減少量が大きくなる。ここで、オフ時間を短くすることにより、ＬＥＤランプに流れる電流の最小値を、ＬＥＤ素子の直列数を切り替える前の値とほぼ等しくすることができる。つまり、ＬＥＤランプに流れる電流のリップルの変化を抑制できる。従って、ＬＥＤランプに流れる平均電流値の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図２】図１のオフ時間制御回路の回路図である。
【図３】図１のＬＥＤランプを流れる電流等の波形図である。
【図４】従来のＬＥＤランプを流れる電流の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。この実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１８】
図１は、一実施形態に係るＬＥＤ照明装置の回路図である。図１に示すように、ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤランプ１と、切り替えスイッチＳＷ１と、降圧コンバータ２と、スイッチング制御回路（第１の制御回路）３と、ＵＶＬＯ回路（低電圧誤動作防止回路）４と、オフ時間制御回路（第２の制御回路）５と、を備える。
【００１９】
ＬＥＤランプ１は、直列接続された複数のＬＥＤ素子１ａ（一例として、６個のＬＥＤ素子１ａ）を有する。
【００２０】
切り替えスイッチＳＷ１は、１個又は直列接続された複数のＬＥＤ素子１ａ（一例として、３個のＬＥＤ素子１ａ）と並列に接続されている。切り替えスイッチＳＷ１は、ユーザによりオン又はオフに切り替えられ、複数のＬＥＤ素子１ａの直列数、即ち点灯するＬＥＤ素子１ａの数を切り替える。
【００２１】
ＬＥＤランプ１は、例えば、二輪車のヘッドライトである。ここでは、切り替えスイッチＳＷ１がオフの時、ＬＥＤ素子１ａの直列数は６個であり、全てのＬＥＤ素子１ａに電流が流れ、ハイビーム状態となる。切り替えスイッチＳＷ１がオンの時、ＬＥＤ素子１ａの直列数は３個であり、切り替えスイッチＳＷ１に並列に接続された３個のＬＥＤ素子１ａには電流が流れず、ロービーム状態となる。
【００２２】
ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤは、６個又は３個のＬＥＤ素子１ａの順方向電圧ＶＦの総和である。従って、切り替えスイッチＳＷ１がオンの時のＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤは、切り替えスイッチＳＷ１がオフの時の電圧ＶＬＥＤより低くなる。
【００２３】
降圧コンバータ２は、スイッチング素子ＮＭ１と、ダイオードＤ１と、インダクタＬ１と、を有する。降圧コンバータ２は、スイッチング素子ＮＭ１のスイッチング動作により電源電圧Ｖｃｃを降圧して、ＬＥＤランプ１に供給する。スイッチング素子ＮＭ１には、オンの時にＬＥＤランプ１の電流Ｉｏｕｔが流れる。スイッチング素子ＮＭ１は、例えば、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである。
【００２４】
ダイオードＤ１は、電源電圧Ｖｃｃが供給されると共にＬＥＤランプ１のアノード側端子１Ａに接続されるカソードを有する。ダイオードＤ１は、スイッチング素子ＮＭ１がオフの時に電流Ｉｏｕｔが流れる。
【００２５】
インダクタＬ１は、ＬＥＤランプ１のカソード側端子１Ｂに接続される一端と、ダイオードＤ１のアノードに接続される他端と、を有する。
スイッチング素子ＮＭ１の一端（ドレイン）はインダクタＬ１の他端に接続されている。
【００２６】
ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間には、出力コンデンサが接続されていない。そのため、より高速の応答が可能であり、ＬＥＤ素子１ａの直列数（点灯数）が変化した場合（負荷が急変した場合）であっても、負荷急変による影響を受け難く、過大な出力電流Ｉｏｕｔを抑制できる。
【００２７】
スイッチング制御回路３は、オンになっているスイッチング素子ＮＭ１に流れる電流が予め定められたピーク電流値Ｉｐに達した場合に、スイッチング素子ＮＭ１をオフ時間（一定期間）オフに切り替え、オフ時間が経過した後、スイッチング素子ＮＭ１を再びオンに切り替える。後述するように、このオフ時間は、オフ時間制御回路５により制御される可変の時間である。
【００２８】
ここでは、スイッチング制御回路３は、抵抗Ｒ１と、コンパレータＣＭＰ１と、フリップフロップＦＦ１と、論理回路３１と、バッファ３２と、を有する。
【００２９】
抵抗Ｒ１は、スイッチング素子ＮＭ１の他端（ソース）と接地との間に接続され、スイッチング素子ＮＭ１に流れる電流を検出する。
【００３０】
コンパレータＣＭＰ１は、スイッチング素子ＮＭ１の他端に接続された非反転入力端子と、基準電圧Ｖ１が供給される反転入力端子と、フリップフロップＦＦ１のリセット端子Ｒに接続された出力端子と、を有する。コンパレータＣＭＰ１は、スイッチング素子ＮＭ１に流れる電流がピーク電流値Ｉｐに達した場合に、ハイの信号ＲＥＳＥＴを出力し、スイッチング素子ＮＭ１に流れる電流がピーク電流値Ｉｐ未満の場合に、ローの信号ＲＥＳＥＴを出力する。
【００３１】
ＵＶＬＯ回路４は、電源電圧Ｖｃｃが動作しきい値電圧未満の場合にローの信号を出力し、電源電圧Ｖｃｃが動作しきい値電圧以上の場合にハイの信号を出力する。
【００３２】
論理回路３１は、ＵＶＬＯ回路４の出力信号がローからハイになると、短期間だけハイの信号ＳＥＴを出力する。これにより、ＬＥＤ照明装置が起動する。論理回路３１は、その後、ＵＶＬＯ回路４の出力信号がハイの間、オフ時間制御回路５からの制御信号Ｓ１と同じ論理の信号ＳＥＴをフリップフロップ回路ＦＦ１のセット端子Ｓに供給する。
【００３３】
フリップフロップ回路ＦＦ１は、ＲＳフリップフロップであり、リセット端子Ｒの信号ＲＥＳＥＴがローの時にセット端子Ｓにハイの信号ＳＥＴが供給されると、ハイの信号ＱＯＵＴを出力端子Ｑから出力する。また、フリップフロップ回路ＦＦ１は、セット端子Ｓの信号ＳＥＴがローの時にリセット端子Ｒにハイの信号ＲＥＳＥＴが供給されると、ローの信号ＱＯＵＴを出力端子Ｑから出力する。
【００３４】
バッファ３２は、信号ＱＯＵＴに応じて、スイッチング素子ＮＭ１を駆動させる。
【００３５】
オフ時間制御回路５は、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤが高くなるほどオフ時間を短くする。オフ時間制御回路５は、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤが低くなるほど、オフ時間を長くする。例えば、オフ時間制御回路５は、電圧ＶＬＥＤの低下に比例してオフ時間を長くしてもよい。また、オフ時間制御回路５は、電圧ＶＬＥＤとオフ時間とを反比例させてもよい。オフ時間制御回路５は、オフ時間を制御するための制御信号Ｓ１を出力する。
【００３６】
図２は、図１のオフ時間制御回路５の回路図である。図２に示すように、オフ時間制御回路５は、充電回路５１と、容量素子Ｃ１と、放電スイッチＳＷ２と、コンパレータＣＭＰ２と、を有する。
【００３７】
充電回路５１は、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤに応じた充電電流Ｉｃを出力する。ここでは、充電回路５１は、増幅回路ＡＭＰ１と、オペアンプＯＰ１と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２と、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ１，ＰＭ２と、抵抗Ｒ２と、を有する。
【００３８】
増幅回路ＡＭＰ１は、電圧ＶＬＥＤを予め定められた増幅率（例えば、１未満の増幅率）で増幅して、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に供給する。
【００３９】
オペアンプＯＰ１の反転入力端子は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２のソースに接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２のゲートに接続されている。
【００４０】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２のソースは、抵抗Ｒ２の一端にも接続されている。抵抗Ｒ２の他端は接地されている。
【００４１】
Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ２のドレインは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ１のドレイン及びゲートと、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ２のゲートと、に接続されている。
【００４２】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ１，ＰＭ２のソースには、電源電圧Ｖｃｃが供給される。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ２のドレインは、充電電流Ｉｃを出力する。
【００４３】
このような構成により、充電回路５１は、電圧ＶＬＥＤが高くなるほど充電電流Ｉｃを増加させ、電圧ＶＬＥＤが低くなるほど充電電流Ｉｃを減少させる。
【００４４】
容量素子Ｃ１は、充電電流Ｉｃが一端に供給され、他端が接地されている。
放電スイッチＳＷ２は、容量素子Ｃ１の一端と接地との間に接続されている。放電スイッチＳＷ２は、フリップフロップＦＦ１からの信号ＱＯＵＴに応じて、スイッチング素子ＮＭ１がオンに切り替えられた時にオンし、スイッチング素子ＮＭ１がオフに切り替えられた時にオフする。
【００４５】
コンパレータＣＭＰ２は、容量素子Ｃ１の一端の電圧が予め定められた基準電圧値Ｖ２以上になった時に、制御信号Ｓ１をローからハイに変化させ、スイッチング制御回路３にスイッチング素子ＮＭ１をオンに切り替えさせる。
【００４６】
従って、放電スイッチＳＷ２がオンすると、容量素子Ｃ１は放電スイッチＳＷ２を介して放電され、制御信号Ｓ１はローになる。また、放電スイッチＳＷ２がオフすると、容量素子Ｃ１は充電電流Ｉｃで充電され、放電スイッチＳＷ２がオフしてからオフ時間が経過した後に制御信号Ｓ１はハイになる。
【００４７】
電圧ＶＬＥＤが高くなるほど充電電流Ｉｃが増加し、容量素子Ｃ１の充電が高速になるため、オフ時間は短くなる。一方、電圧ＶＬＥＤが低くなるほど充電電流Ｉｃが減少し、容量素子Ｃ１の充電が低速になるため、オフ時間は長くなる。
【００４８】
次に、図３を参照してＬＥＤ照明装置の動作をより詳しく説明する。
図３は、図１のＬＥＤランプ１を流れる電流Ｉｏｕｔ等の波形図である。具体的には、図３は、切り替えスイッチＳＷ１がオフでＬＥＤ素子１ａの直列数が多い場合の電流Ｉｏｕｔの波形３００と、切り替えスイッチＳＷ１がオンでＬＥＤ素子１ａの直列数が少ない場合の電流Ｉｏｕｔの波形３０１と、を示す。また、図３は、ＬＥＤ素子１ａの直列数が多い場合の信号ＱＯＵＴ，ＳＥＴ，ＲＥＳＥＴの波形の一部を示す。
【００４９】
まず、ＬＥＤ素子１ａの直列数が多い場合について説明する。
時刻ｔ１において、信号ＳＥＴがハイになることで、信号ＱＯＵＴがハイになる。これにより、スイッチング素子ＮＭ１がオンして、電流Ｉｏｕｔが増加し始める。また、信号ＱＯＵＴがハイになることで、放電スイッチＳＷ２がオンする。これにより、時刻ｔ２において、制御信号Ｓ１及び信号ＳＥＴはローになる。
【００５０】
次に、時刻ｔ３において、スイッチング素子ＮＭ１に流れる電流Ｉｏｕｔがピーク電流値Ｉｐに達すると、信号ＲＥＳＥＴがハイになることで、信号ＱＯＵＴがローになる。これにより、スイッチング素子ＮＭ１がオフして、電流Ｉｏｕｔが減少し始める。また、信号ＱＯＵＴがローになることで、放電スイッチＳＷ２がオフする。これにより、容量素子Ｃ１の充電が開始される。また、電流Ｉｏｕｔが減少すると、時刻ｔ４において、信号ＲＥＳＥＴはローになる。
【００５１】
次に、時刻ｔ５において、容量素子Ｃ１の一端の電圧が基準電圧値Ｖ２以上になると、制御信号Ｓ１及び信号ＳＥＴはハイになる。従って、時刻ｔ３から時刻ｔ５の間がオフ時間となる。これにより、時刻ｔ１以降と同じ動作が行われる。これ以降の信号ＱＯＵＴ，ＳＥＴ，ＲＥＳＥＴの波形は図示を省略している。
【００５２】
これに対して、ＬＥＤ素子１ａの直列数が少ない場合には、充電電流Ｉｃが減少するため、容量素子Ｃ１の充電に要する時間が長くなる。従って、時刻ｔ５より遅い時刻ｔ５Ａにおいて、信号ＳＥＴはハイになる（図示せず）。つまり、時刻ｔ３から時刻ｔ５Ａの間がオフ時間となり、この場合のオフ時間は、ＬＥＤ素子１ａの直列数が多い場合のオフ時間より長い。
【００５３】
このように、ＬＥＤ素子１ａの直列数が少ない場合と比較して、直列数が多い場合では、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤが高くなるため、スイッチング素子ＮＭ１がオフした後にＬＥＤランプ１に流れる電流Ｉｏｕｔの単位時間当たりの減少量が大きくなる（波形３００）。即ち、電流Ｉｏｕｔの負の傾きの絶対値が大きくなる。そこで、オフ時間を短くすることにより、ＬＥＤランプ１に流れる電流Ｉｏｕｔの最小値Ｉｍが小さくなり過ぎないようにすることができる。
【００５４】
従って、図３に示すように、ＬＥＤ素子１ａの直列数によらず、電流Ｉｏｕｔのピーク電流値Ｉｐはほぼ一定になり、最小値Ｉｍもほぼ一定になる。結果として、ＬＥＤ素子１ａの直列数によらず、電流Ｉｏｕｔのリップルもほぼ一定になる。
【００５５】
このように、オフ時間制御回路５は、ＬＥＤ素子１ａの直列数、即ちＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤによらずスイッチング素子ＮＭ１に流れる電流Ｉｏｕｔの最小値Ｉｍがほぼ一定となるように、オフ時間を制御しているとも言える。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間の電圧ＶＬＥＤが高くなるほどオフ時間を短く制御するようにしているので、ＬＥＤ素子１ａの直列数が多くなり、電圧ＶＬＥＤが高くなった場合に、オフ時間が短くなる。電圧ＶＬＥＤが高くなると、スイッチング素子ＮＭ１がオフした後にＬＥＤランプ１に流れる電流Ｉｏｕｔの単位時間当たりの減少量が大きくなる。ここで、オフ時間を短くすることにより、電流Ｉｏｕｔの最小値Ｉｍを、ＬＥＤ素子１ａの直列数を切り替える前の値とほぼ等しくすることができる。つまり、電流Ｉｏｕｔのリップルの変化を抑制できる。従って、ＬＥＤランプ１に流れる平均電流値の変動を抑制できる。よって、ＬＥＤランプ１の信頼性を向上できる。
【００５７】
ところで、オフ時間が変化しない従来のＬＥＤ照明装置では、何らかの原因でＬＥＤランプの両端間が短絡した場合、時間の経過に伴って平均電流が増加する。その理由は、短絡により、スイッチング素子がオフした後にインダクタに流れる電流の単位時間あたりの減少量がさらに小さくなり、オフ時間が一定であるため、スイッチング素子がオフの間に電流が十分に減少しないためである。しかも、スイッチング素子のオン時間は、回路の遅延により最小値があるため、ゼロにはならない。従って、オフ時間が経過して再度スイッチング素子がオンすると、電流はピーク電流値を超えてしまう。このような動作を繰り返すことで、時間の経過に伴って平均電流が増加する。従って、ＬＥＤ照明装置の信頼性が低下する恐れがある。
【００５８】
これに対して、本実施形態では、ＬＥＤランプ１の両端１Ａ，１Ｂ間が短絡した場合、オフ時間が長くなるため、このオフ時間の間に電流が十分に減少する。従って、オフ時間が経過して再度スイッチング素子ＮＭ１がオンしても、電流Ｉｏｕｔはピーク電流値Ｉｐを超えることがない。そのため、時間の経過に伴って平均電流が増加せず、ＬＥＤ照明装置の信頼性を向上できる。
【００５９】
なお、以上の実施形態では、ＬＥＤランプ１に並列に出力コンデンサが接続されていないＬＥＤ照明装置について説明したが、このような出力コンデンサが接続されていてもよい。
また、各信号のハイとローは逆にしてもよい。
【００６０】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ＬＥＤランプ
１ａ  ＬＥＤ素子
ＳＷ１  切り替えスイッチ
２  降圧コンバータ
３  スイッチング制御回路（第１の制御回路）
４  ＵＶＬＯ回路
５  オフ時間制御回路（第２の制御回路）
ＮＭ１  スイッチング素子
Ｄ１  ダイオード
Ｌ１  インダクタ
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
ＣＭＰ１  コンパレータ
ＦＦ１  フリップフロップ
３１  論理回路
３２  バッファ
５１  充電回路
Ｃ１  容量素子
ＳＷ２  放電スイッチ
ＣＭＰ２  コンパレータ
ＡＭＰ１  増幅回路
ＯＰ１  オペアンプ
ＮＭ２  Ｎ型ＭＯＳトランジスタ
ＰＭ１，ＰＭ２  Ｐ型ＭＯＳトランジスタ
【図１】
0006305908.tif 000002
【図２】
0006305908.tif 000003
【図３】
0006305908.tif 000004
【図４】
0006305908.tif 000005