(57)【要約】  ２つのＬＥＤアレイ（２１１）、（２１５）を並列に接続し、その両端を交流電源ＡＣに接続する。各ＬＥＤアレイはコンデンサと３つのＬＥＤブロック（合計４つの構成要素）を直列接続したものであり、さらに各ＬＥＤブロックは２つのＬＥＤを互いに逆向きに接続して構成される。そして、２つのＬＥＤアレイ間で、各構成要素の接続点同士がそれぞれバリスタを介して接続されている。  いずれかのＬＥＤが断線故障しても、そのＬＥＤに直列接続されたＬＥＤに対してバリスタを介する電流経路が形成され、他のＬＥＤが消灯しないようにできる。また、バリスタ自身が短絡故障しても各ＬＥＤが正常であれば正常な点灯動作を維持することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続された複数の同一内部構成のＬＥＤアレイを備え、
該ＬＥＤアレイは複数の構成要素を順次直列接続して構成されているとともに、前記複数の構成要素のうちの少なくとも２つがＬＥＤブロックであり、
互いに異なる２つのＬＥＤアレイ間で、同一順次であって少なくとも一方の構成要素が前記ＬＥＤブロックである２つの構成要素間の接続点同士を双方向降伏電圧を有する素子を介して接続したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤブロックが１つのＬＥＤからなり、全ＬＥＤブロックのＬＥＤが同方向を向いて配置されてい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ＬＥＤアレイの少なくとも１つの構成要素がコンデンサであるとともに、前記ＬＥＤブロックが互いに逆方向で並列接続された２つのＬＥＤからな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４】
前記双方向降伏電圧を有する素子の降伏電圧が前記ＬＥＤブロックの順方向電圧降下と略等しいことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記双方向降伏電圧を有する素子がバリスタであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記双方向降伏電圧を有する素子が互いに逆方向で直列接続された２つのツェナーダイオードからなることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記双方向降伏電圧を有する素子が互いに逆方向で並列接続された２つのダイオードからなることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源もしくは交流電源で駆動するＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（light-emitting diode、発光ダイオード）は発光効率が高いことで知られているが、昨今の省エネルギー化と高輝度白色発光ダイオードの商品化、低価格化によって、照明用にもＬＥＤを利用することが考えられている。【０００３】
照明用にＬＥＤを利用するものの文献としては特許文献１がある。特許文献１に開示されたＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤを直並列に配置して直流電圧を印加して駆動するもので、各ＬＥＤに並列に例えばバリスタやツェナーダイオードのような降伏電圧を有する素子を接続することによって、いずれか１つのＬＥＤが断線故障して消灯してもそれを迂回して電流を流すことによって他のＬＥＤが消灯しないようにしている。すなわち、バリスタやツェナーダイオードがＬＥＤに対してフォールト・トレラントを与えるように働くようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１３４３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置においては、仮にバリスタやツェナーダイオードが短絡故障を起こすと、それが接続されたＬＥＤは、自分自身が故障していなくても消灯するという問題がある。これではフォールト・トレラントの意味がなくなる。【０００５】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、フォールト・トレラントを与える素子の短絡故障がＬＥＤの点灯に影響を与えないようにしたＬＥＤ照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のＬＥＤ照明装置においては、互いに並列に接続された複数の同一内部構成のＬＥＤアレイを備え、該ＬＥＤアレイは複数の構成要素を順次直列接続して構成されているとともに、前記複数の構成要素のうちの少なくとも２つがＬＥＤブロックであり、互いに異なる２つのＬＥＤアレイ間で、同一順次であって少なくとも一方の構成要素が前記ＬＥＤブロックである２つの構成要素間の接続点同士を双方向降伏電圧を有する素子を介して接続したことを特徴とする。【０００７】
その際、前記ＬＥＤブロックが１つのＬＥＤからなり、全ＬＥＤブロックのＬＥＤが同方向を向いて配置されていてもよいし、前記ＬＥＤアレイの少なくとも１つの構成要素がコンデンサであるとともに、前記ＬＥＤブロックが互いに逆方向で並列接続された２つのＬＥＤからなるものであってもよい。【０００８】
また、前記双方向降伏電圧を有する素子の降伏電圧が前記ＬＥＤブロックの順方向電圧降下と略等しいことが望ましい。【０００９】
さらに、前記双方向降伏電圧を有する素子がバリスタであってもよいし、互いに逆方向で直列接続された２つのツェナーダイオードからなっていてもよいし、互いに逆方向で並列接続された２つのダイオードからなっていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、複数のＬＥＤのうちの１つが断線や短絡することによって消灯しても極力他のＬＥＤに悪影響が及ばないようにし、その消灯を防止することができる。また、そのために付加するフォールト・トレラントを与える素子の数を少なくして、小型化、低価格化を図ることができる。しかも、フォールト・トレラントを与える素子が短絡故障した場合にもＬＥＤの点灯を阻害しないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のＬＥＤ照明装置の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１のＬＥＤ照明装置における各ＬＥＤに流れる電流の時間波形を示す特性図である。
【図３】図１のＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ１が断線した場合の各ＬＥＤに流れる電流の時間波形を示す特性図である。
【図４】本発明のＬＥＤ照明装置の別の実施例を示す回路図である。
【図５】本発明のＬＥＤ照明装置で用いる双方向降伏電圧を有する素子の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
３１０、３２０…ＬＥＤ照明装置
２１１、２１５、２２１、２２５…ＬＥＤアレイ
１１２、１１３、１１４、１１６、１１７、１１８、１２２、１２３、１２４、１２６、１２７、１２８…ＬＥＤブロック
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１８…ＬＥＤ
Ｚ１〜Ｚ５…バリスタ
Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ
ＡＣ…交流電源
Ｒ１、Ｒ２…抵抗
ＤＣ…直流電源
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施例１）
図１に、本発明のＬＥＤ照明装置の一実施例の回路図を示す。図１に示すように、ＬＥＤ照明装置３１０は、それぞれ２つの端子を有する２つのＬＥＤアレイ２１１、２１５を備えている。ＬＥＤアレイ２１１、２１５は並列に接続されていて、その両端は交流電源ＡＣに接続されている。【００１４】
ＬＥＤアレイ２１１は２つの端子間に順次直列に接続されたコンデンサＣ１とＬＥＤブロック１１２、１１３、１１４（それぞれ第１、第２、第３のＬＥＤブロック）という４つの構成要素を備えている。各構成要素間の接続点を順にａ点、ｂ点、ｃ点とする。この３つの構成要素間の接続点は、いずれも少なくとも一方の構成要素がＬＥＤブロックとなっている。ＬＥＤアレイ２１５も２つの端子間に順次直列に接続されたコンデンサＣ２とＬＥＤブロック１１６、１１７、１１８（それぞれ第１、第２、第３のＬＥＤブロック）という４つの構成要素を備えている。各構成要素間の接続点を順にｄ点、ｅ点、ｆ点とする。この３つの構成要素間の接続点も、いずれも少なくとも一方の構成要素がＬＥＤブロックとなっている。コンデンサＣ１、Ｃ２は無極性のコンデンサである。【００１５】
ＬＥＤアレイ２１１の第１のＬＥＤブロック１１２は、２つのＬＥＤ（ＬＥＤ１、ＬＥＤ２）を互いに逆向きに並列接続して構成されている。第２のＬＥＤブロック１１３、第３のＬＥＤブロック１１４も同様にそれぞれＬＥＤ３、ＬＥＤ４からなる並列回路、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６からなる並列回路となっている。【００１６】
ＬＥＤアレイ２１５の第１のＬＥＤブロック１１６、第２のＬＥＤブロック１１７、第３のＬＥＤブロック１１８も同様にそれぞれＬＥＤ７、ＬＥＤ８からなる並列回路、ＬＥＤ９、ＬＥＤ１０からなる並列回路、ＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２からなる並列回路となっている。【００１７】
そして、ＬＥＤアレイ２１１における１番目と２番目の構成要素であるコンデンサＣ１とＬＥＤブロック１１２の接続点（ａ点）と、ＬＥＤアレイ２１５における同じく１番目と２番目の構成要素であるコンデンサＣ２とＬＥＤブロック１１６の接続点（ｄ点）との間は双方向降伏電圧を有する素子であるバリスタＺ１を介して接続されている。また、ＬＥＤアレイ２１１における２番目と３番目の構成要素であるＬＥＤブロック１１２、１１３の接続点（ｂ点）と、ＬＥＤアレイ２１５における同じく２番目と３番目の構成要素であるＬＥＤブロック１１６、１１７の接続点（ｅ点）との間はバリスタＺ２を介して接続されている。さらに、ＬＥＤアレイ２１１における３番目と４番目の構成要素であるＬＥＤブロック１１３、１１４の接続点（ｃ点）と、ＬＥＤアレイ２１５における同じく３番目と４番目の構成要素であるＬＥＤブロック１１７、１１８の接続点（ｆ点）との間もバリスタＺ３を介して接続されている。このように、２つのＬＥＤアレイ２１１、２１５間で、同一順次であって少なくとも一方の構成要素がＬＥＤブロックである２つの構成要素間の接続点同士を双方向降伏電圧を有する素子を介して接続している。【００１８】
バリスタＺ１、Ｚ２、Ｚ３の双方向降伏電圧は各ＬＥＤブロックの順方向電圧降下、この場合はその中の各ＬＥＤの順方向電圧降下と略等しい値に設定している。【００１９】
このように構成されたＬＥＤ照明装置３１０の動作について以下に説明する。まず、２つのＬＥＤアレイ２１１、２１５には交流電源ＡＣの電圧が直接印加される。なお、交流電源ＡＣは商用交流電源をそのまま利用してもよいし、トランスを利用して降圧したものでも構わない。【００２０】
ＬＥＤアレイ２１１に印加された交流電圧はコンデンサＣ１、ＬＥＤブロック１１２、１１３、１１４にそれぞれ印加されるが、大部分の電圧はコンデンサＣ１に印加され、ＬＥＤブロック１１２、１１３、１１４にはそれぞれ数Ｖ程度の電圧が印加される。逆に言えば、ＬＥＤブロック１１２、１１３、１１４に印加される電圧が数Ｖ程度になるように交流電源ＡＣの電圧、その周波数に対応してコンデンサＣ１の容量値が設定される。例えばＬＥＤ照明装置３１０の場合には、商用電源の電圧がＡＣ５０Ｈｚ、１００Ｖ（２８３Ｖｐ−ｐ）であり、実質的に直列接続されるＬＥＤの数が３つである。各ＬＥＤの点灯条件が３．６Ｖ、５００ｍＡとすると、３つのＬＥＤブロックに印加される電圧は合計で１０．８Ｖとなり、コンデンサＣ１で必要な電圧降下量は２７２．２Ｖ、抵抗値でいえば５４４．４Ωとなる。そのため、コンデンサＣ１の容量は約５．８μＦとすればよい。ＬＥＤアレイ２１５もＬＥＤアレイ２１１と同じ構成とすればよい。【００２１】
ＬＥＤ照明装置３１０に交流電圧が印加されるとＬＥＤアレイ２１１のＬＥＤブロック１１２には所定の交流電圧が印加される。交流電圧がＬＥＤ１にとって順方向電圧となる期間には、ＬＥＤ１に電流が流れ、点灯する。逆に交流電圧がＬＥＤ２にとって順方向電圧となる期間には、ＬＥＤ２に電流が流れ、点灯する。ＬＥＤアレイ２１１の他のＬＥＤブロック１１３、１１４においても同様に電流が流れ、その期間に順方向電流の流れるＬＥＤが点灯する。ＬＥＤアレイ２１５の各ＬＥＤブロック１１６、１１７、１１８においても同様に電流が流れ、それぞれの期間に順方向電流が流れるＬＥＤが点灯する。なお、各ＬＥＤに流れる電流の時間波形は図２に示す特性図になる。図２においてはＬＥＤ２にとって順方向を正として表示している。【００２２】
ここで、ＬＥＤアレイ間の連結部分について考える。全ＬＥＤがほぼ同じ特性を有し、しかも正常に動作している場合、ＬＥＤアレイ２１１におけるａ点の電位とＬＥＤアレイ２１５におけるｄ点の電位はほぼ等しい。そのため、両者の間に接続されるバリスタＺ１の両端電圧はほぼゼロＶとなり、バリスタＺ１には降伏電流は流れない。また、ＬＥＤアレイ２１１におけるｂ点の電位とＬＥＤアレイ２１５におけるｅ点の電位もほぼ等しい。そのため、両者の間に接続されるバリスタＺ２の両端電圧はほぼゼロＶとなり、バリスタＺ２には降伏電流は流れない。さらに、ＬＥＤアレイ２１１におけるｃ点の電位とＬＥＤアレイ２１５におけるｆ点の電位もほぼ等しい。そのため、両者の間に接続されるバリスタＺ３の両端電圧もほぼゼロＶとなり、バリスタＺ３には降伏電流は流れない。すなわち、２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介した電流が流れることはなく、実質的にバリスタＺ１、Ｚ２、Ｚ３が設けられていない場合と同じ状態となる。【００２３】
次に、仮にＬＥＤブロック１１２のＬＥＤ１が断線故障することを考える。この場合、ＬＥＤ１に順方向電圧が印加される期間にはＬＥＤブロック１１２に電流が流れなくなるため、２つのＬＥＤアレイ間で各構成要素間の電位バランスが崩れる。具体的にはＬＥＤアレイ２１１のａ点の電位がＬＥＤアレイ２１５のｄ点の電位より高くなり、ａ点からｄ点へバリスタＺ１を介して電流が流れる。また、ＬＥＤアレイ２１１のｂ点の電位がＬＥＤアレイ２１５のｅ点の電位より低くなり、ｅ点からｂ点へバリスタＺ２を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２１１のコンデンサＣ１、ＬＥＤ３および５にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ３、５の消灯が防止できる。【００２４】
なお、この場合は本来ＬＥＤ１に流れるべき電流がＬＥＤ７を流れることになるため、図３に示す特性図のようにＬＥＤ７の電流の最大振幅がＬＥＤ２等の約２倍になる。また、ＬＥＤ９および１１からなる直列回路の両端電圧はＬＥＤ３および５からなる直列回路の両端電圧に比べてバリスタＺ２の降伏電圧の分だけ大きくなる。そのため、流れる電流の最大振幅もＬＥＤ９、１１の方がＬＥＤ３、５より大きくなる。【００２５】
同様に、ＬＥＤブロック１１３のＬＥＤ３が断線故障する場合には、ＬＥＤ３に順方向電圧が印加される期間に、ＬＥＤアレイ２１１のｂ点の電位がＬＥＤアレイ２１５のｅ点の電位より高くなり、ｂ点からｅ点へバリスタＺ２を介して電流が流れる。また、ＬＥＤアレイ２１１のｃ点の電位がＬＥＤアレイ２１５のｆ点の電位より低くなり、ｆ点からｃ点へバリスタＺ３を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２１１のコンデンサＣ１、ＬＥＤ１および５にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ１、５の消灯が防止できる。【００２６】
図示は省略するが、この場合も、ＬＥＤ９の電流の最大振幅が他のＬＥＤの約２倍になる。また、ＬＥＤ７、１１の方がＬＥＤ１、５より電流の最大振幅が大きくなる。【００２７】
さらに、ＬＥＤブロック１１４のＬＥＤ５が断線故障する場合には、ＬＥＤ５に順方向電圧が印加される期間に、ＬＥＤアレイ２１１のｃ点の電位がＬＥＤアレイ２１５のｆ点の電位より高くなり、ｃ点からｆ点へバリスタＺ３を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２１１のコンデンサＣ１、ＬＥＤ１および３にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ１、３の消灯が防止できる。【００２８】
図示は省略するが、この場合もＬＥＤ１１の電流の最大振幅が他のＬＥＤの約２倍になる。また、ＬＥＤ７、９の方がＬＥＤ１、３より電流の最大振幅が大きくなる。【００２９】
ＬＥＤ１、３、５以外の他のＬＥＤが断線故障する場合も同様にバリスタを通る電流経路ができ、断線故障したＬＥＤ以外のＬＥＤの消灯を防止できる。【００３０】
なお、断線故障したＬＥＤに逆方向電圧が印加される期間に関しては、それぞれＬＥＤ１、３、５の断線の有無にかかわらず動作に違いは生じない。【００３１】
次にＬＥＤの短絡故障について検討する。例えばＬＥＤアレイ２１１に含まれるＬＥＤ１が短絡する場合、ＬＥＤ１を経由する電流経路そのものは確保されるため、ａ点とｄ点の間、ｂ点とｅ点の間でバリスタの降伏電圧を超えるような大きな電位差は生じない。そのため、２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。実際にはＬＥＤ１による電圧降下がなくなる分だけＬＥＤアレイ２１１を流れる電流が若干増加し、コンデンサＣ１による電圧降下が増加する。ＬＥＤ３、５における電圧降下はほとんど変化しない。電流経路がそのまま確保されるため、短絡故障したＬＥＤ以外のＬＥＤが消灯することはない。【００３２】
他のＬＥＤが短絡故障した場合も同様に２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。【００３３】
最後に、２つのＬＥＤアレイ間に設けられたバリスタの故障について考える。バリスタが断線故障した場合には、当然ながら２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。したがって、フォールト・トレラントとしては役割を果たさない。但し、上述のようにＬＥＤの正常時にはバリスタを介する電流経路は形成されない。したがって、仮にバリスタが断線故障しても、それによってＬＥＤの点灯に悪影響を与えることはない。【００３４】
次に、バリスタが短絡故障した場合を考える。上述のように各ＬＥＤが正常に動作している時は２つのＬＥＤアレイ間に設けられたバリスタに印加される電圧はほぼゼロＶとなる。そのため、仮にバリスタが短絡故障したとしてもそこに電流が流れることはほとんどなく、各ＬＥＤの点灯に悪影響を与えることはない。【００３５】
なお、これは各ＬＥＤが正常な場合のことである。仮にＬＥＤ１が短絡故障し、さらにバリスタＺ１、Ｚ２が短絡故障するようなことがあると、ＬＥＤアレイ２１５のＬＥＤ７を流れるべき電流が短絡したＬＥＤ１、バリスタＺ１、Ｚ２を流れることになり、ＬＥＤ７が消灯してしまい、フォールト・トレラントの効果がなくなる。したがって、各バリスタを設ける代わりに直接短絡するような構成は採用できない。【００３６】
以上の説明のように、本発明のＬＥＤ照明装置３１０においては、ＬＥＤアレイ間にバリスタを設けることによって、１つのＬＥＤが断線故障や短絡故障を起こして消灯しても他のＬＥＤが消灯するのを防止することができる。また、仮にバリスタ自身に断線や短絡の故障が生じても、ＬＥＤに故障がない限りＬＥＤが消灯するという不具合を防止することができる。しかも、特許文献１の場合のように各ＬＥＤに並列にバリスタを設ける方法に比べるとバリスタの数を低減することができる。具体的には、図１の回路において特許文献１のように６つのＬＥＤブロックのそれぞれに並列にバリスタを設けると６個必要になるが、ＬＥＤ照明装置３１０の場合は３個で済む。したがって、特許文献１の構成に比べて小型化、低コスト化が実現できる（実施例２）
図４に、本発明のＬＥＤ照明装置の別の実施例の回路概念図を示す。図４に示すＬＥＤ照明装置３２０においては、それぞれ２つの端子を有する２つのＬＥＤアレイ２２１、２２５を備えている。ＬＥＤアレイ２２１、２２５は並列に接続されていて、その両端は直流電源ＤＣに接続されている。【００３７】
ＬＥＤアレイ２２１は２つの端子間に順次直列に接続された抵抗Ｒ１とＬＥＤブロック１２２、１２３、１２４（それぞれ第１、第２、第３のＬＥＤブロック）という４つの構成要素を備えている。各ＬＥＤブロック間の接続点を順にｇ点、ｈ点とする。ＬＥＤアレイ２５も２つの端子間に順次直列に接続された抵抗Ｒ２とＬＥＤブロック１２６、１２７、１２８（それぞれ第１、第２、第３のＬＥＤブロック）という４つの構成要素を備えている。各ＬＥＤブロック間の接続点を順にｉ点、ｊ点とする。【００３８】
ＬＥＤアレイ２２１の各ＬＥＤブロック１２２、１２３、１２４はそれぞれ１つのＬＥＤ１３、１４、１５から構成されており、同じ方向を向いて接続されている。ＬＥＤアレイ２５の各ＬＥＤブロック１２６、１２７、１２８もそれぞれ１つのＬＥＤ１６、１７、１８から構成されており、同じ方向を向いて接続されている。【００３９】
そして、ＬＥＤアレイ２２１のＬＥＤブロック１２２、１２３の接続点（ｇ点）と、ＬＥＤアレイ２５のＬＥＤブロック１２６、１２７の接続点（ｉ点）との間はバリスタＺ４を介して接続されている。さらに、ＬＥＤアレイ２２１のＬＥＤブロック１２３、１２４の接続点（ｈ点）と、ＬＥＤアレイ２５のＬＥＤブロック１２７、１２８の接続点（ｊ点）との間もバリスタＺ５を介して接続されている。このように、２つのＬＥＤアレイ２２１、２２５間で、同一順次であって少なくとも一方の構成要素がＬＥＤブロックである２つの構成要素間の接続点同士を双方向降伏電圧を有する素子を介して接続している。【００４０】
バリスタＺ４、Ｚ５の双方向降伏電圧は各ＬＥＤブロックの順方向電圧降下、この場合は各ＬＥＤの順方向電圧降下と略等しい値に設定している。【００４１】
このように構成されたＬＥＤ照明装置３２０の動作について以下に説明する。まず、２つのＬＥＤアレイ２２１、２２５には直流電源ＤＣの電圧が直接印加される。【００４２】
ＬＥＤアレイ２２１に印加された直流電圧は抵抗Ｒ１、ＬＥＤブロック１２２、１２３、１２４にそれぞれ印加される。各ＬＥＤの点灯条件が３．６Ｖ、５００ｍＡとすると、３つのＬＥＤブロックに印加される電圧は合計で１０．８Ｖとなる。直流電源ＤＣの電圧は１５Ｖとなっている。そして、抵抗Ｒ１は電流値を安定化させるためのバラスト抵抗で、この実施例では５００ｍＡの電流が流れたときに電圧降下が１５Ｖ−１０．８Ｖ＝４．２Ｖとなるように８．４Ωに設定されている。ＬＥＤアレイ２５に関しても同様に構成される。【００４３】
ＬＥＤ照明装置３２０に交流電圧が印加されるとＬＥＤアレイ２２１の各ＬＥＤ１３、１４、１５には所定の電圧が印加され、電流が流れ、点灯する。ＬＥＤアレイ２５の各ＬＥＤ１６、１７、１８においても同様に電流が流れ、点灯する。【００４４】
ここで、ＬＥＤアレイ間の連結部分について考える。全ＬＥＤが正常に動作している場合、ＬＥＤアレイ２２１におけるｇ点の電位とＬＥＤアレイ２５におけるｉ点の電位はほぼ等しい。そのため、両者の間に接続されるバリスタＺ４の両端電圧はほぼゼロＶとなり、バリスタＺ４には降伏電流は流れない。また、ＬＥＤアレイ２２１におけるｈ点の電位とＬＥＤアレイ２５におけるｊ点の電位もほぼ等しい。そのため、両者の間に接続されるバリスタＺ５の両端電圧はほぼゼロＶとなり、バリスタＺ５には降伏電流は流れない。すなわち、２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して電流が流れることはなく、実質的にバリスタＺ４、Ｚ５が設けられていない場合と同じ状態となる。【００４５】
ここで、仮にＬＥＤブロック１２２のＬＥＤ１３が断線故障することを考える。この場合、抵抗Ｒ１、ＬＥＤ１３に電流が流れなくなるため、２つのＬＥＤアレイ間で各構成要素間の電位バランスが崩れる。具体的にはＬＥＤアレイ２２１のｇ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｉ点の電位より低くなり、ｉ点からｇ点へバリスタＺ４を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２２１のＬＥＤ１４および１５にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ１４、１５の消灯が防止できる。なおこの場合、ＬＥＤアレイ２２１のｈ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｊ点の電位より低くなり、ｊ点からｈ点へバリスタＺ５を介して電流が流れる可能性もあるが、バリスタＺ４を介して電流が流れ始めるとｊ点とｈ点との間の電位差は小さくなるため、それがバリスタＺ５の降伏電圧以下になる場合にはバリスタＺ５を介する電流は流れない。【００４６】
同様にＬＥＤブロック１２３のＬＥＤ１４が断線故障する場合には、ＬＥＤ１４に電流が流れなくなるため、２つのＬＥＤアレイ間で各構成要素間の電位バランスが崩れる。具体的にはＬＥＤアレイ２２１のｇ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｉ点の電位より高くなり、ｇ点からｉ点へバリスタＺ４を介して電流が流れる。また、ＬＥＤアレイ２２１のｈ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｊ点の電位より低くなり、ｊ点からｈ点へバリスタＺ５を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２２１のＬＥＤ１３および１５にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ１３、１５の消灯が防止できる。【００４７】
さらに、ＬＥＤブロック１２４のＬＥＤ１５が断線故障する場合には、ＬＥＤ１５に電流が流れなくなるため、２つのＬＥＤアレイ間で各構成要素間の電位バランスが崩れる。具体的にはＬＥＤアレイ２２１のｈ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｊ点の電位より高くなり、ｈ点からｊ点へバリスタＺ５を介して電流が流れる。その結果、ＬＥＤアレイ２２１のＬＥＤ１３および１４にも電流が流れるようになり、ＬＥＤ１３、１４の消灯が防止できる。なおこの場合、ＬＥＤアレイ２２１のｇ点の電位がＬＥＤアレイ２５のｉ点の電位より高くなり、ｇ点からｉ点へバリスタＺ４を介して電流が流れる可能性もあるが、バリスタＺ５を介して電流が流れ始めるとｇ点とｉ点との間の電位差は小さくなるため、それがバリスタＺ４の降伏電圧以下になる場合にはバリスタＺ４を介する電流は流れない。【００４８】
ＬＥＤ１３、１４、１５以外の他のＬＥＤが断線故障する場合も同様にバリスタを通る電流経路ができ、断線故障したＬＥＤ以外のＬＥＤの消灯を防止できる。【００４９】
次にＬＥＤの短絡故障について検討する。例えばＬＥＤアレイ２２１に含まれるＬＥＤ１３が短絡する場合、ＬＥＤ１３を経由する電流経路そのものは確保されるため、ｇ点とｉ点の間、ｈ点とｊ点の間でバリスタの降伏電圧を超えるような大きな電位差は生じない。そのため、２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。実際にはＬＥＤ１３による電圧降下がなくなる分だけＬＥＤアレイ２２１を流れる電流が若干増加し、抵抗Ｒ１による電圧降下が増加する。ＬＥＤ１４、１５における電圧降下はほとんど変化しない。電流経路がそのまま確保されるため、短絡故障したＬＥＤ以外のＬＥＤが消灯することはない。【００５０】
他のＬＥＤが短絡故障した場合も同様に２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。【００５１】
最後に、２つのＬＥＤアレイ間に設けられたバリスタの故障について考える。バリスタが断線故障した場合には、当然ながら２つのＬＥＤアレイ間にバリスタを介して流れる電流経路はできない。したがって、フォールト・トレラントとしては役割を果たさない。但し、上述のようにＬＥＤの正常時にはバリスタを介する電流経路は形成されない。したがって、仮にバリスタが断線故障しても、それによってＬＥＤの点灯に悪影響を与えることはない。【００５２】
次に、バリスタが短絡故障した場合を考える。上述のように各ＬＥＤが正常に動作している時は２つのＬＥＤアレイ間に設けられたバリスタに印加される電圧はほぼゼロＶとなる。そのため、仮にバリスタが短絡故障したとしてもそこに電流が流れることはほとんどなく、各ＬＥＤの点灯に悪影響を与えることはない。【００５３】
なお、これは各ＬＥＤが正常な場合のことである。仮にＬＥＤ１４が短絡故障し、さらにバリスタＺ４、Ｚ５が短絡故障するようなことがあると、ＬＥＤアレイ２５のＬＥＤ１７を流れるべき電流が短絡したＬＥＤ１４、バリスタＺ４、Ｚ５を流れることになり、ＬＥＤ１７が消灯してしまい、フォールト・トレラントの効果がなくなる。【００５４】
このように、本発明のＬＥＤ照明装置３２０においても、ＬＥＤアレイ間にバリスタを設けることによって、１つのＬＥＤが断線故障や短絡故障を起こして消灯しても他のＬＥＤが消灯するのを防止することができる。また、ＬＥＤに故障がない限り、仮にバリスタ自身に断線や短絡の故障が生じても、それによるＬＥＤの消灯を防止することができる。しかも、特許文献１の場合のように各ＬＥＤに並列にバリスタを設ける方法に比べるとバリスタの数を低減することができ、小型化、低コスト化が実現できる。【００５５】
なお、上記の２つの実施例では双方向降伏電圧を有する素子としてバリスタを採用しているが、同様の機能を備えていれば別の素子でも構わない。例えば図５（ａ）に示すように２つのツェナーダイオードを互いに逆向きに直列接続したものでも良い。この場合は各ツェナーダイオードの降伏電圧ＶZがほぼ素子としての双方向降伏電圧となる。降伏電圧ＶZを変えることによって様々な双方向降伏電圧を有する素子が実現できる。また、図５（ｂ）に示すように２つのダイオードを互いに逆向きに並列接続したものでも良い。この場合はダイオードの順方向電圧ＶFがほぼ素子としての双方向降伏電圧となる。
【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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【国際調査報告】
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