(57)【要約】【課題】電力損失及び雑音を低減させた小型の照明点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置は、商用交流電源１から電力供給を受けて直流電圧を出力する直流電源回路２と、直流電源回路２から直流電圧を受けて点灯する複数のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤモジュール部３とで構成される。ＬＥＤモジュール部３は、複数のＬＥＤ素子に対して直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１を有し、このスイッチング素子Ｑ１のオン・オフによりＬＥＤ素子に流れる実効電流を制御している。しかも、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いているため、スイッチング時の損失を低減することができるとともに発熱量を抑えることができ、その結果、装置を小型化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子に印加される電流・電圧を断続的に変化させることで前記発光素子の出力を制御する出力制御回路を備え、前記出力制御回路を構成する半導体素子のうち少なくとも１つがワイドバンドギャップ半導体からなることを特徴とする照明点灯装置。
【請求項２】
前記出力制御回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなり、前記発光素子と直列に接続されるとともに所定の高周波でオン・オフされるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン・オフの比率を変えることで前記発光素子に流れる電流を制御して当該発光素子の出力を制御することを特徴とする請求項１記載の照明点灯装置。
【請求項３】
前記出力制御回路は、前記発光素子に定電流を供給する非チョッパ型の定電流回路又は前記発光素子に定電圧を供給する非チョッパ型の定電圧回路の何れか一方からなることを特徴とする請求項１又は２記載の照明点灯装置。
【請求項４】
前記出力制御回路は、直列接続された複数の前記発光素子の出力を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明点灯装置。
【請求項５】
前記発光素子が実装された回路基板を備え、前記回路基板上にワイドバンドギャップ半導体からなる半導体素子が実装されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の照明点灯装置。
【請求項６】
前記出力制御回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなり、所定の高周波でオン・オフされることで前記発光素子への供給電流を制御するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオンの比率が高くなるにつれて前記スイッチング素子のゲート電圧を高くするか又はゲート抵抗を低くしていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明点灯装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の照明点灯装置を備えていることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子からなるＬＥＤモジュール部の調光制御を行うＬＥＤ点灯装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。このＬＥＤ点灯装置は、商用交流電源を受けて直流電圧を出力する直流電源回路と、直流電源回路からの直流電圧を受けて点灯する複数のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤモジュール部とで構成される。ＬＥＤモジュール部には複数のＬＥＤ素子と直列にスイッチング素子が接続されており、このスイッチング素子のオン・オフでＬＥＤ素子に流れる実効電流を制御している。したがって、スイッチング素子のオン・オフの比率を変えることで、ＬＥＤ素子に流れる実効電流を可変させてＬＥＤモジュール部の調光制御を行うことができる。
【０００３】
また従来より、ＥＬ素子を発光させるためのＥＬ発光装置も提供されている（例えば特許文献２参照）。このＥＬ発光装置は、ＥＬ素子と直列に接続されたコンデンサと、スイッチング素子、ダイオード及び制御トランジスタで構成されたスイッチ回路と、制御トランジスタの動作を制御する駆動制御回路と、ＥＬ素子とスイッチング素子の接続点及び制御トランジスタの制御極に接続された電流制限素子と、制御トランジスタの制御極及びグランドに接続された第１抵抗とを備える。そして、このＥＬ発光装置では、駆動制御回路により制御トランジスタのオン・オフを制御することでＥＬ素子に対して定電圧が供給されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３７０９０１号（段落［００３８］−段落［００４１］、及び、第１１図）
【特許文献２】特許第４３７２２７１号（段落［００２８］−段落［００５０］、及び、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に示したＬＥＤ点灯装置や特許文献２に示したＥＬ発光装置では、負荷に供給されるメイン電流が常に流れるため、常に大きな損失が発生する。また、発光素子には断続的な電流・電圧が印加される。したがって、ダイオードのリカバリ損失やスイッチング素子のスイッチング損失など、半導体部品における電力損失が大きくなり、効率低下の原因となっている。
【０００６】
例えば、上記のＬＥＤ点灯装置では、スイッチング素子を光のちらつきが目立たない程度の高周波、例えば数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚ或いはそれ以上の高周波でスイッチングするため、高周波駆動による電力損失が大きく、また上記のＥＬ発光装置においても電力損失が大きい。
【０００７】
また、上述のように電力損失が大きいと部品の発熱量も増加し、これが装置の大型化や放熱構造の複雑化、組立性の悪化、デザインの制約、そして熱に対する信頼性低下の原因となっている。特に近年では、二酸化炭素の排出量の削減や用途拡大のため、ＬＥＤや有機ＥＬの高出力化が検討されており、これにより負荷電流がますます増大することから、低損失化、小型化がより大きな課題となっている。
【０００８】
さらに、従来のＳｉ系半導体素子では、数十ｎｓ程度の逆回復時間が存在し、この逆回復時間が数十ＭＨｚ程度の周波数帯の雑音スペクトルの発生要因（雑音端子電圧、雑音電力、輻射雑音など）となっている。そして、この雑音は周囲機器に悪影響を及ぼす原因となる場合がある。また、従来のＳｉ系半導体素子では、上記の逆回復時間が温度特性を持っているため、発生する雑音スペクトルの周波数帯が温度により変化する。したがって、より広い温度領域で雑音を抑えるためにはより広い周波数帯に対応させた雑音対策が必要であり、その結果、装置の大型化や構造複雑化、デザイン制約などの原因となってしまう。
【０００９】
また、照明器具の場合には、その形状が１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの雑音帯域に影響を与えて、雑音レベルが変化することも知られている。例えば、電子安定器の出力側（ランプ線側）からランプ線を経由して器具に誘導される電流を介して電源線に重畳されるものが確認されており、またこの帯域の雑音はアースの取り方、アース安定度によっても変わることが確認されている。そして、上記のＳｉ系半導体素子を用いた場合には、上記の理由により１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域の雑音が増大する。したがって、特に照明器具では、雑音の増大やこの雑音を対策するために器具設計が限定されるなどの原因となっている。上記の現象は数十ｋＨｚ以上の高周波で動作する電源装置でみられる現象であるが、電源装置に無関係な筐体がたまたま電源装置に近接している場合でも影響を受けることがある。
【００１０】
ところで、装置の小型化を実現するためには、上記の直流電源回路や定電圧回路を発光素子にできるだけ近づけて配置するのが望ましいが、この場合、発光素子が回路からの熱影響を受け、例えばＬＥＤ素子の場合には効率低下や短寿命化といった不具合が生じてしまう。また逆に、直流電源回路や定電圧回路が発光素子からの熱影響を受け、信頼性低下といった不具合も考えられる。そのため、これらの不具合を回避するためには直流電圧回路や定電圧回路を発光素子から離して配置する必要があり、その結果、装置が大型化することに加えて、直流電圧回路や定電圧回路から発光素子への配線が長くなることから、雑音増大や損失増加などの不具合が発生する可能性があった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電力損失及び雑音を低減させた小型の照明点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の照明点灯装置は、発光素子に印加される電流・電圧を断続的に変化させることで発光素子の出力を制御する出力制御回路を備え、出力制御回路を構成する半導体素子のうち少なくとも１つがワイドバンドギャップ半導体からなることを特徴とする。
【００１３】
この照明点灯装置において、出力制御回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなり、発光素子と直列に接続されるとともに所定の高周波でオン・オフされるスイッチング素子を有し、スイッチング素子のオン・オフの比率を変えることで発光素子に流れる電流を制御して当該発光素子の出力を制御するのが好ましい。
【００１４】
また、この照明点灯装置において、出力制御回路は、発光素子に定電流を供給する非チョッパ型の定電流回路又は発光素子に定電圧を供給する非チョッパ型の定電圧回路の何れか一方からなるのも好ましい。
【００１５】
さらに、この照明点灯装置において、出力制御回路は、直列接続された複数の発光素子の出力を制御するのも好ましい。
【００１６】
また、この照明点灯装置において、発光素子が実装された回路基板を備え、回路基板上にワイドバンドギャップ半導体からなる半導体素子が実装されるのも好ましい。
【００１７】
さらに、この照明点灯装置において、出力制御回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなり、所定の高周波でオン・オフされることで発光素子への供給電流を制御するスイッチング素子を有し、スイッチング素子のオンの比率が高くなるにつれてスイッチング素子のゲート電圧を高くするか又はゲート抵抗を低くしているのも好ましい。
【００１８】
本発明の照明器具は、上記の照明点灯装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
電力損失及び雑音を低減させた小型の照明点灯装置及び照明器具を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。
【図２】同上の他の例を示す回路図である。
【図３】同上のさらに他の例の要部を示す回路図である。
【図４】同上を用いた照明器具の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態２を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態３を示す回路図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態４を示す回路図、（ｂ）は同上の他の例の要部を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る照明点灯装置及び照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１は本実施形態のＬＥＤ点灯装置（照明点灯装置）の一例を示す回路図であり、本点灯装置は、商用交流電源１から電力供給を受けて直流電圧を出力する直流電源回路２と、直流電源回路２から出力される直流電圧により点灯する複数のＬＥＤ素子（発光素子）を具備したＬＥＤモジュール部３とを備える。
【００２３】
直流電源回路２は、商用交流電源１の交流電圧を全波整流することで直流電圧を生成する整流回路２３と、ＬＥＤモジュール部３の複数のＬＥＤ素子を点灯させるのに必要な電流が供給できるように、整流回路２３により整流された電圧を所定の直流電圧に変換する定電流回路２０とを備える。また、定電流回路２０は、整流回路２３により整流された電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ０と、ＬＥＤ素子に流れる電流を検出する電流検出手段２２と、電流検出手段２２の検出結果に応じてＬＥＤモジュール部３に供給すべき直流電圧を出力する直流電圧変換回路２１とで構成される。つまり、上記の直流電源回路２では、ＬＥＤ素子に流れる電流がフィードバックされ、この電流がＬＥＤ素子を点灯させるのに必要な電流となるように出力電圧を調整するのである。
【００２４】
一方、ＬＥＤモジュール部３は、複数のＬＥＤ素子とスイッチング素子Ｑ１の直列回路を有し、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフすることでＬＥＤ素子に流れる実効電流を制御することができる。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフの比率を変えることで、ＬＥＤ素子に流れる実効電流を可変させてＬＥＤモジュール部３の調光制御を行うことができる。なお、スイッチング素子Ｑ１は、図示しないタイマー回路から入力されるゲート信号Ｖ１によりオン・オフが切り替えられるようになっている。
【００２５】
ここで、上記のスイッチング素子Ｑ１は、光のちらつきが目立たない程度に高い周波数、例えば数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚ或いはそれ以上の高周波でスイッチングされることから、高周波駆動によるスイッチング損失が大きくなって効率低下の原因となってしまう。また、スイッチング素子Ｑ１の電力損失が大きくなるにつれて発熱量も増加することから、装置の大型化や放熱構造の複雑化、組立性の悪化、デザインの制約、そして熱に対する信頼性低下の原因となってしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態では、上記の問題を解決すべく、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子（例えば、ＧａＮ系半導体素子やＳｉＣ系半導体素子）を用いている。ここにおいて、ワイドバンドギャップ半導体とは、周期律表第２周期の軽元素（Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ）を構成要素とする半導体であり、バンドギャップ（禁止帯）がＳｉ系半導体の２倍以上（２．０ｅＶ以上）のものをいう。このワイドバンドギャップ半導体は、従来のＳｉ系半導体に比べて通電損失やオン抵抗が十分小さくなっており（１桁から２桁小さい）、また高温時の動作も可能となっている。
【００２７】
その結果、従来のＳｉ系半導体素子を用いた場合に比べて、スイッチング素子Ｑ１で発生する電力損失を低減することができる。また、電力損失を低減することで発熱量を抑えることができ、しかもワイドバンドギャップ半導体素子は高温時の動作も可能であることから、複雑な放熱構造を設けなくてもよく、小型のＬＥＤ点灯装置を提供することができる。さらに、放熱構造の簡素化、組立性向上、デザインの自由度向上、及び熱に対する信頼性向上なども期待できる。ここに、本実施形態では、定電流回路２０とスイッチング素子Ｑ１とタイマ回路（図示せず）とで出力制御回路が構成されている。
【００２８】
次に、図４は本発明に係る照明器具の一例を示す断面図であり、照明器具の器具本体７内に、直流電源回路２とＬＥＤモジュール部３とが収納されている。器具本体７は下面が開放された金属製の円筒体からなり、下面開放部分は光拡散板８で覆われている。そして、この光拡散板８に対向するようにしてＬＥＤモジュール部３が配置されている。このＬＥＤモジュール部３は、ＬＥＤ実装基板３１の下面に複数（図４では４個）のＬＥＤ素子が実装され、また上面には上記のスイッチング素子Ｑ１が実装されている。ＬＥＤ実装基板３１の上方には電源回路基板２４が配置されており、上述した直流電源回路２を構成する電子部品が実装されている。また、ＬＥＤ実装基板３１は、器具本体７内において放熱板（例えば、アルミ板や銅板など）７１に接触するように配置されており、ＬＥＤ素子で発生する熱を放熱板７１を介して器具本体７に逃がすようになっている。さらに、ＬＥＤ実装基板３１と電源回路基板２４の間はリード線６で電気的に接続されている。
【００２９】
ところで、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いていることから、図４に示すようにスイッチング素子Ｑ１とＬＥＤ素子を近づけて配置することが可能になり、その結果、ＬＥＤ実装基板３１を小型化することができ、装置の小型化が可能になるという利点がある。また、スイッチング素子Ｑ１の発熱量を抑えられることからＬＥＤ素子（発光素子）への熱の影響を低減することができ、効率改善や長寿命化が図れる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体素子は高温時の動作が可能であることから、ＬＥＤ素子からの熱の影響が少なく、高い信頼性を確保することができる。なお、上記の電源回路基板２４は器具本体７の外部にあってもいいし、またＬＥＤ実装基板３１と合わせて１つの基板にまとめてもよい。
【００３０】
ここで、従来のＳｉ系半導体素子は、上述したように数十ｎｓ程度の逆回復時間が存在し、さらにこの逆回復時間が温度特性を持っているため、数十ＭＨｚ程度の周波数帯の雑音を発生させる。また、上述したように照明器具の形状が１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの雑音帯域に影響し、雑音レベルが変化する場合もある。例えば、図４に示す照明器具において、スイッチング素子Ｑ１にＳｉ系半導体素子を用いた場合には、スイッチング素子Ｑ１で発生した雑音がＬＥＤ実装基板３１を介して放熱板７１に誘導され、さらに放熱板７１と電気的に接触する器具本体７を流れることで上記の雑音が電源線に重畳される可能性がある。
【００３１】
これに対して本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いており、このワイドバンドギャップ半導体素子は、Ｓｉ系半導体素子に比べて逆回復時間や逆回復時間の温度特性がほとんどないことから、広い温度領域での雑音低減が可能である。そして、雑音源であるスイッチング素子Ｑ１の雑音を低減することで、ＬＥＤ実装基板３１を介して誘導される１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ帯域の雑音を抑えることもできる。
【００３２】
ここにおいて、上記のスイッチング素子Ｑ１にＧａＮ系半導体素子を用いた場合には高周波特性がさらに良くなることから高効率化を図ることができ、またスイッチング素子Ｑ１にＳｉＣ系半導体素子を用いた場合にはオン抵抗が低く高耐圧な素子を実現できるため、より高い電圧を印加することができ、複数のＬＥＤ素子を直列接続した場合の信頼性が向上するという利点がある。
【００３３】
次に、図２は本実施形態のＬＥＤ点灯装置の他の例を示す回路図であり、図１に示したＬＥＤ点灯装置ではスイッチング素子Ｑ１をＬＥＤモジュール部３側に設けているが、本例では定電流回路２０側に設けている点で相違している。なお、それ以外の構成については図１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本例においても、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、同様に電力損失及び雑音を低減することができるとともに、発熱量を小さくできることから装置の小型化が可能になるという利点がある。
【００３５】
また、図３は上記のＬＥＤモジュール部３の他の例を示し、このＬＥＤモジュール部３は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６及びトランジスタ（半導体素子）Ｑ１〜Ｑ５で構成された定電流回路が設けられている。したがって、上記のトランジスタＱ１〜Ｑ５にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、同様に電力損失及び雑音を低減することができるとともに、発熱量を小さくできることから装置の小型化が可能になるという利点がある。
【００３６】
ここにおいて、本実施形態のように複数のＬＥＤ素子を直列に接続した場合、定電流回路２０からＬＥＤ素子への配線（基板上のパターン）の引き回しが長くなるため、この配線から輻射される分も含めた雑音が大きな問題となり、特に、接続されるＬＥＤ素子が二桁以上になる場合には雑音の問題が顕著になる。しかしながら、本実施形態ではスイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いているため、上記の雑音を低減することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、発光素子がＬＥＤ素子である場合について説明したが、例えば有機ＥＬ素子であってもよい。また、本実施形態では、調光機能を備えたＬＥＤ点灯装置を例に説明したが、調光機能を備えていないＬＥＤ点灯装置であってもよい。
【００３８】
（実施形態２）
図５は本実施形態のＬＥＤ点灯装置（照明点灯装置）の一例を示す回路図であり、図２に示したＬＥＤ点灯装置に対して信号変換回路２５を設けた点で相違しており、それ以外の構成については図２と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
信号変換回路２５は、外部から調光信号を受けてスイッチング素子Ｑ１のオン・オフ制御信号に変換する機能を有し、外部から入力される調光信号としては、例えば周波数が一定でデューティ可変の矩形波信号（例えば、周波数１ｋＨｚ、ＤＣ電圧振幅１０Ｖ）が用いられる。この信号変換回路２５では、上記の調光信号が誤接続防止用の整流器２５１を介して入力され、入力電圧をフォトカプラＰＣ１により絶縁するとともに、２段のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２により波形改善を行う。そして、入力された矩形波信号とデューティ比が同じ信号によりスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ制御する。
【００４０】
ここで、スイッチング素子Ｑ１に従来のＳｉ系半導体素子を用いた場合、逆回復時間の温度特性に起因する雑音の問題は調光制御を行う場合に特に顕著となり、例えば１００％出力に近い場合には電流が増えてスイッチング素子Ｑ１の温度が高くなるため、スイッチング素子Ｑ１の温度特性により、発生する雑音スペクトルの周波数帯が大幅に変化することになる。
【００４１】
これに対して本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いており、このワイドバンドギャップ半導体素子は、Ｓｉ系半導体素子に比べて逆回復時間や逆回復時間の温度特性がほとんどないことから、広い温度領域、すなわち広い調光範囲での雑音低減が可能となる。そして、雑音源であるスイッチング素子Ｑ１の雑音を低減することで、照明器具等との結合で影響の出る数十ＭＨｚ帯域の雑音を低減することもできる。
【００４２】
ここにおいて、本実施形態の点灯装置は、全点灯（ＦＵＬＬ点灯）と調光比５０％に対応させた段調光型のＬＥＤ点灯装置であり、全点灯時の入力電流は調光点灯時（５０％調光時）の入力電流の約２倍程度になるため、大きな損失差を生じる。例えば、スイッチング素子Ｑ１にＳｉ系半導体素子を用いた場合には、全点灯時の温度は調光点灯時の温度よりも数十℃程度高くなる場合があり、これをＳｉ系半導体素子の逆回復時間の温度特性に換算すると雑音スペクトルが数ＭＨｚ程度ずれるのに相当し、より広い周波数範囲に亘って雑音対策を行わなければならないことを意味する。
【００４３】
これに対して本実施形態では、定電流回路２０を構成するスイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いているため、発熱量を低減することができて温度差を小さくすることができ、また逆回復時間や逆回復時間の温度特性がほとんどないため、雑音についても低減することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、調光比が５０％の場合について説明したが、調光比は０％〜１００％の間であればよい。また、本実施形態では、段調光型のＬＥＤ点灯装置を例に説明したが、連続調光型のものであってもよい。
【００４５】
（実施形態３）
図６は本実施形態のＬＥＤ点灯装置の一例を示す回路図であり、本点灯装置は、直流電源回路２とＬＥＤモジュール部３とを備える。
【００４６】
ＬＥＤモジュール部３は、複数のＬＥＤ素子、スイッチング素子Ｑ１及び抵抗Ｒ１の直列回路と、抵抗Ｒ２及びスイッチング素子Ｑ２の直列回路とが並列に接続されるとともに、直流電源回路２の出力端間に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のベース端子は抵抗Ｒ２とスイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子との接続点に接続され、スイッチング素子Ｑ２のベース端子は抵抗Ｒ１とスイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子との接続点に接続されている。ここに、本実施形態では、上記のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２及び抵抗Ｒ１，Ｒ２により非チョッパ型の定電流回路（出力制御回路）が形成され、さらにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にワイドバンドギャップ半導体素子を用いている。なお、定電流回路については従来周知の回路であるから、詳細な説明は省略する。
【００４７】
ここにおいて、非チョッパ型の定電流回路では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフ状態に関わらずメイン電流が常に回路に流れるとともに、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフ状態に応じて断続的な電流・電圧が発光素子に印加され、しかも回路損失が大きい。そのため、上述のようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、非チョッパ型の定電流回路における電力損失を抑えることができて高効率化が図れる。また、電力損失を抑えることで発熱量も低減できることから装置の小型化が可能であり、さらに低雑音化を図ることもできる。
【００４８】
なお、本実施形態では、出力制御回路を非チョッパ型の定電流回路で構成した場合を例に説明したが、例えば従来周知の非チョッパ型の定電圧回路（例えばシリーズレギュレータ回路など）で構成してもよく、この場合、定電圧回路を構成するスイッチング素子やダイオードなどの半導体素子にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、同様の効果が得られる。また、出力制御回路を従来周知のカレントミラー回路で構成してもよく、この場合、カレントミラー回路を構成するスイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、同様の効果が得られる。またこの場合、スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体素子を用いることで、各スイッチング素子からの発熱が抑えられることから、両スイッチング素子を近づけて配置しても互いに温度影響を受けにくくなるという利点がある。さらに、実施形態１で説明した図１及び図２において、スイッチング素子Ｑ１の代わりに上記の定電流回路を設けてもよい。
【００４９】
（実施形態４）
図７（ａ）は本実施形態のＬＥＤ点灯装置の一例を示す回路図であり、図１に示したＬＥＤ点灯装置に対してスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を調整可能とした点で相違している。なお、それ以外の構成については図１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本点灯装置は、直流電源回路２とＬＥＤモジュール部３とを備え、直流電源回路２は、整流回路２３と、定電流回路２０と、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を調整するゲート抵抗制御回路２６と、スイッチング素子Ｑ１へのゲート電圧を発生させるゲート電圧発生回路２７とで構成される。また、ゲート電圧発生回路２７の出力端とスイッチング素子Ｑ１のゲートの間には可変抵抗ＶＲ１が接続され、ゲート抵抗制御回路２６によってその抵抗値が決定される。
【００５１】
ところで、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティを変化させてＬＥＤ素子を調光する場合、調光レベルによって素子温度に差が生じ、このとき温度特性によって素子特性が変化することから制御が難しくなる場合がある。例えば、スイッチング素子Ｑ１にワイドバンドギャップ半導体素子を用いた場合には、高温時にゲート電流が増大することからすべての状態で最適制御するのが難しくなってしまう。そこで、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティに応じてスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を調整することで素子の温度特性を改善している。
【００５２】
具体的には、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが高くなるにつれてゲート抵抗制御回路２６によって可変抵抗ＶＲ１の抵抗値が低く設定され、ゲート波形のなまりがなくなることから電力消費量が低下する。その結果、調光比による素子温度差を小さくすることができて、温度特性による影響を小さくすることができる。また、ゲート電流が増大する高温時にオンデューティを高くした場合でも、ゲート抵抗を低く設定していることからゲート電流をより供給しやすくなるという利点がある。さらに、雑音が大きくなりやすい調光時にはスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を高くすることで雑音を低減することができ、全点灯時（オンデューティ１００％時）にはゲート抵抗を低くすることで素子の発熱を低減することができる。
【００５３】
なおここでは、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが高くなるにつれてゲート抵抗を低くすることで電力消費量を減らしているが、例えばゲート抵抗を低くする代わりにゲート電圧を高くしてもよく、この場合スイッチング素子Ｑ１のオン抵抗が低くなるため、同様に電力消費量を減らすことができ、その結果、調光比による素子温度差を小さくすることができて、温度特性による影響を小さくすることができる。
【００５４】
図７（ｂ）は本実施形態のＬＥＤ点灯装置の他の例の要部を示す回路図であり、図７（ａ）に示す例ではゲート電圧発生回路２７とスイッチング素子Ｑ１のゲート端子の間に接続された可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整しているが、本例ではゲート抵抗制御回路２６によってスイッチ２８のオン・オフを切り替えることでスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を調整できるようになっている。具体的に説明すると、ゲート電圧発生回路２７の出力端とスイッチング素子Ｑ１のゲートの間には抵抗Ｒ１が接続され、また抵抗Ｒ１と並列に抵抗Ｒ２及びスイッチ２８の直列回路が接続されている。そして、ゲート抵抗制御回路２６によりスイッチ２８をオン・オフすることで、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗を調整できるようになっている。
【００５５】
例えば、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが低い状態では、スイッチ２８はオフのままであるからスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗はＲ１であり、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが高くなると、スイッチ２８がオンにされてスイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗は（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）となって、オンデューティが低い状態よりもゲート抵抗が低く設定される。したがって、この場合も電力量を減らすことができることから、調光比による素子温度差を小さくすることができて、温度特性による影響を小さくすることができる。なお、本例においても、ゲート抵抗を低くする代わりにゲート電圧を高くしてもよく、同様の効果が得られる。
【００５６】
なお、本実施形態では、ゲート抵抗制御回路２６とゲート電圧発生回路２７とでスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧又はゲート抵抗を調整する回路を構成しているが、ゲート抵抗制御回路２６及びゲート電圧発生回路２７の代わりにマイコンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  商用交流電源
２  直流電源回路
３  ＬＥＤモジュール部
Ｑ１  スイッチング素子
【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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