(57)【要約】【課題】照度センサ部への電力供給を小規模かつ高効率に実現する。【解決手段】ＬＥＤドライバモジュール１０（発光素子駆動回路）は、直流入力電圧Ｖｄｃから直流出力電圧Ｖｏを生成してＬＥＤモジュール２０（発光素子）に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ部１３と、周囲照度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ部１３を制御する照度センサ部１４と、を同一基板上に有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、内部電源電圧Ｖｄｄを生成するレギュレータ３１を含む。レギュレータ３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の内部回路だけでなく照度センサ部１４にも内部電源電圧Ｖｄｄを供給する。【選択図】図１
2016012423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧から直流出力電圧を生成して発光素子に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、周囲照度に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御する照度センサ部と、を同一基板上に有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、内部電源電圧を生成するレギュレータを含み、
前記レギュレータは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の内部回路だけでなく前記照度センサ部にも前記内部電源電圧を供給する、
ことを特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項２】
前記照度センサ部は、周囲照度が所定の閾値照度よりも低いときに前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から前記発光素子への電力供給を許可し、前記周囲照度が前記閾値照度よりも高いときに前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から前記発光素子への電力供給を禁止することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
【請求項３】
前記照度センサ部は、
前記周囲照度を検出する照度センサと、
前記照度センサの検出結果に対して所定の時定数とヒステリシスを持って前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御するセンサ制御部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動回路。
【請求項４】
前記センサ制御部は、
前記照度センサに流れるセンサ電流を第１電圧に変換する電流／電圧変換部と、
前記第１電圧を鈍らせて第２電圧を生成するフィルタ部と、
前記第２電圧を増幅して第３電圧を生成する増幅部と、
入出力端間が抵抗を介して短絡された遅延段を用いて前記第３電圧を遅延させることにより第４電圧を生成する遅延部と、
前記第４電圧に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御する出力部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光素子駆動回路。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、
出力トランジスタをオン／オフさせて第１巻線を駆動することにより前記直流入力電圧から前記直流出力電圧を生成するスイッチング電源回路と、
前記第１巻線と磁気的に結合した第２巻線に現れる誘起電圧を利用して前記照度センサ部への電力供給を補助する補助電源回路と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発光素子駆動回路。
【請求項６】
交流入力電圧から前記直流入力電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発光素子駆動回路。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光素子駆動回路と、
前記発光素子駆動回路によって駆動される発光素子と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記発光素子は、ＬＥＤ［light emitting diode］素子、または、有機ＥＬ［electro-luminescence］素子であることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
道路灯または防犯灯として使用されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
電球形ランプ、環形ランプ、直管形ランプ、シーリングライト、または、ダウンライトとして使用されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子駆動回路及びこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、周囲の明るさを照度センサで検出し、その検出結果に基づいて発光素子（ＬＥＤ［light emitting diode］素子や有機ＥＬ［electro-luminescence］素子など）の点消灯制御や調光制御などを行う照明装置が提案されている。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例として、特許文献１には、外部電源入力部と；半導体発光素子と；照度を検出する照度センサと；外部電源入力部と半導体発光素子との間に設けられるとともに外部電源電圧を変換して半導体発光素子に供給する電源電圧変換部と；照度センサの検出に基づいて電源電圧変換部を制御するセンサ制御部と；外部電源入力部と電源電圧変換部との間に設けられるとともに外部電源電圧よりも低い電圧を照度センサ及びセンサ制御部に供給するセンサ電源部と；電源電圧変換部及び照度センサが共通に設けられている基板と；を備えた照明装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１の照明装置によれば、電源電圧変換部、照度センサ、及び、センサ制御部がいずれも同一基板上に設けられているので、電源電圧変換部と照度センサとが別体に設けられた場合と比べて、外部雑音の影響や照度センサの温度特性による影響を緩和することができ、延いては、照度センサによる照度の検出を安定させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１６４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、電源電圧変換部と照度センサを同一基板上に設けても、照度センサによる照度の検出に対して電源電圧変換部からの出力による影響を受けにくいように、外部電源入力部と電源電圧変換部との間に、照度センサ専用のセンサ電源部が設けられていた。そのため、回路規模や電力効率を鑑みると、さらなる改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、本願の発明者により見出された上記の課題に鑑み、照度センサ部への電力供給を小規模かつ高効率に実現することのできる発光素子駆動回路、及び、これを用いた照明装置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】
本明細書中に開示されている発光素子駆動回路は、直流入力電圧から直流出力電圧を生成して発光素子に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、周囲照度に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御する照度センサ部と、を同一基板上に有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、内部電源電圧を生成するレギュレータを含み、前記レギュレータは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の内部回路だけでなく前記照度センサ部にも前記内部電源電圧を供給する構成（第１の構成）とされている。
【０００９】
なお、上記第１の構成から成る発光素子駆動回路において、前記照度センサ部は、周囲照度が所定の閾値照度よりも低いときに前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から前記発光素子への電力供給を許可し、前記周囲照度が前記閾値照度よりも高いときに前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から前記発光素子への電力供給を禁止する構成（第２の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第２の構成から成る発光素子駆動回路において、前記照度センサ部は、前記周囲照度を検出する照度センサと、前記照度センサの検出結果に対して所定の時定数とヒステリシスを持って前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御するセンサ制御部と、を含む構成（第３の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第３の構成から成る発光素子駆動回路において、前記センサ制御部は、前記照度センサに流れるセンサ電流を第１電圧に変換する電流／電圧変換部と、前記第１電圧を鈍らせて第２電圧を生成するフィルタ部と、前記第２電圧を増幅して第３電圧を生成する増幅部と、入出力端間が抵抗を介して短絡された遅延段を用いて前記第３電圧を遅延させることにより第４電圧を生成する遅延部と、前記第４電圧に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部を制御する出力部と、を含む構成（第４の構成）にするとよい。
【００１２】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る発光素子駆動回路において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、出力トランジスタをオン／オフさせて第１巻線を駆動することにより前記直流入力電圧から前記直流出力電圧を生成するスイッチング電源回路と、前記第１巻線と磁気的に結合した第２巻線に現れる誘起電圧を利用して前記照度センサ部への電力供給を補助する補助電源回路と、をさらに含む構成（第５の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第１〜第５いずれかの構成から成る発光素子駆動回路は、交流入力電圧から前記直流入力電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ部をさらに有する構成（第６の構成）にするとよい。
【００１４】
また、本明細書中に開示されている照明装置は、上記第１〜第６いずれかの構成から成る発光素子駆動回路と、前記発光素子駆動回路によって駆動される発光素子と、を有する構成（第７の構成）にするとよい。
【００１５】
なお、上記第７の構成から成る照明装置において、前記発光素子は、ＬＥＤ素子、または、有機ＥＬ素子である構成（第８の構成）にするとよい。
【００１６】
また、上記第７または第８の構成から成る照明装置は、道路灯または防犯灯として使用される構成（第９の構成）にするとよい。
【００１７】
また、上記第７または第８の構成から成る照明装置は、電球形ランプ、環形ランプ、直管形ランプ、シーリングライト、または、ダウンライトとして使用される構成（第１０の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本明細書中に開示されている発明によれば、照度センサ部への電力供給を小規模かつ高効率に実現することのできる発光素子駆動回路、及び、これを用いた照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＬＥＤ照明装置１の全体構成例を示すブロック図
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の一構成例を示す回路図
【図３】スイッチング制御ＩＣ３０の一構成例を示すブロック図
【図４】照度センサ部１４の一構成例を示す回路図
【図５】電圧Ｖ２の立上り挙動を示す図
【図６】インバータＩＮＶの入出力回路図
【図７】インバータＩＮＶの入出力遅延図
【図８】インバータＩＮＶの入出力特性図
【図９】内部電源電圧Ｖｄｄに対するノイズ重畳の一例を示す波形図
【図１０】ＬＥＤ照明装置１の第１適用例（ＬＥＤ道路灯）を示す外観図
【図１１】ＬＥＤ照明装置１の第２適用例（ＬＥＤ防犯灯）を示す外観図
【図１２】ＬＥＤ照明装置１の第３適用例（ＬＥＤランプ）を示す外観図
【図１３】ＬＥＤ照明装置１の第４適用例（ＬＥＤシーリングライト）を示す外観図
【図１４】ＬＥＤ照明装置１の第５適用例（ＬＥＤダウンライト）を示す外観図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜ＬＥＤ照明装置＞
図１は、ＬＥＤ照明装置１の全体構成例を示すブロック図である。本構成例のＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤドライバモジュール１０と、ＬＥＤモジュール２０と、を有する。
【００２１】
ＬＥＤモジュール２０は、例えば、昼光色（色温度６７００Ｋ）、昼白色（色温度５０００Ｋ）、白色（色温度４２００Ｋ）、温白色（色温度３５００Ｋ）、ないしは、電球色（色温度３０００Ｋ）の光を発するＬＥＤ照明装置１の光源であり、単一のＬＥＤ素子、または、直列ないしは並列に接続された複数のＬＥＤ素子を含む。ただし、発光素子はＬＥＤ素子に限定されるものではなく、有機ＥＬ素子などを用いても構わない。
【００２２】
ＬＥＤドライバモジュール２０は、商用交流電源２からの交流入力電圧Ｖｉ（例えばＡＣ９０〜１１０Ｖ）を直流出力電圧Ｖｏ（例えばＤＣ１５Ｖ（＠Ｖｄｃ基準））に変換してＬＥＤモジュール１０に供給する発光素子駆動回路である。ＬＥＤドライバモジュール２０は、フィルタ部１１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ部１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３と、照度センサ部１４を同一のプリント配線基板上に搭載して成る。
【００２３】
フィルタ部１１は、交流入力電圧Ｖｉに重畳するノイズやサージを除去する。フィルタ部１１は、Ｘキャパシタ、コモンモードフィルタ、及び、ヒューズ素子などを含む。
【００２４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ部１２は、フィルタ部１１を介して入力される交流入力電圧Ｖｉから直流入力電圧Ｖｄｃ（例えばＤＣ１２６〜１５４Ｖ（＠ＧＮＤ基準））を生成する。ＡＣ／ＤＣコンバータ部１２は、ダイオードブリッジや平滑キャパシタなどを含む。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、直流入力電圧Ｖｄｃを昇圧して直流出力電圧Ｖｏを生成し、これをＬＥＤモジュール２０に供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、内部電源電圧Ｖｄｄ（例えばＤＣ５．９Ｖ（＠ＧＮＤ基準））を生成するレギュレータ３１を含む。レギュレータ３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の内部回路だけでなく、照度センサ部１４にも内部電源電圧Ｖｄｄを供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の構成及び動作については、後ほど詳述する。
【００２６】
照度センサ部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３から内部電源電圧Ｖｄｄの供給を受けて動作し、周囲照度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ部１３を制御する。より具体的に述べると、照度センサ部１４は、周囲照度が所定の閾値照度よりも低いとき（例えば夜間）にＤＣ／ＤＣコンバータ部１３からＬＥＤモジュール２０への電力供給を許可し、周囲照度が閾値照度よりも高いとき（例えば昼間）にＤＣ／ＤＣコンバータ部１３からＬＥＤモジュール２０への電力供給を禁止する。照度センサ部１４の構成及び動作については、後ほど詳述する。
【００２７】
＜ＤＣ／ＤＣコンバータ部＞
図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の一構成例を示す回路図である。本構成例のＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、スイッチング制御ＩＣ３０と、これに外部接続される種々のディスクリート部品（抵抗Ｒ１〜Ｒ９、キャパシタＣ１〜Ｃ６、ダイオードＤ１〜Ｄ８、ツェナダイオードＺＤ１、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＱ１、トランスＴＲ１）と、を含む。
【００２８】
スイッチング制御ＩＣ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の制御主体である。スイッチング制御ＩＣ３０は、外部との電気的な接続を確立するための手段として、６本の外部端子（Ｄピン（ドレイン端子）、Ｓピン（ソース端子）、Ｖピン（入力監視端子）、Ｒピン（基準端子）、ＢＰピン（バイパス端子）、及び、ＦＢピン（帰還端子））を有する。
【００２９】
ダイオードＤ１のアノードは、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、キャパシタＣ１の第１端と抵抗Ｒ１の第１端に各々接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と抵抗Ｒ２の第１端は、いずれもスイッチング制御ＩＣ３０のＶピンに接続されている。キャパシタＣ１の第２端と抵抗Ｒ２の第２端は、いずれも接地端に接続されている。このように接続されたダイオードＤ１、キャパシタＣ１、並びに、抵抗Ｒ１及びＲ２は、直流入力電圧Ｖｄｃに応じたモニタ電圧Ｖｍを生成するモニタ電圧生成回路として機能する。
【００３０】
トランスＴＲ１は、互いに磁気的に結合された第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２を含む。第１巻線Ｌ１の第１端は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。第１巻線Ｌ１の第２端は、ダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、スイッチング制御ＩＣ３０のＤピンに接続されている。スイッチング制御ＩＣ３０の内部には、ＤピンとＳピンとの間に出力トランジスタ３２（後出の図３を参照）が集積化されている。スイッチング制御ＩＣ３０のＳピンは、接地端に接続されている。スイッチング制御ＩＣ３０のＲピンは、抵抗Ｒ３を介して接地端に接続されている。このように接続されたスイッチング制御ＩＣ３０と第１巻線Ｌ１は、出力トランジスタ３２をオン／オフさせて第１巻線Ｌ１を駆動することにより、直流入力電圧Ｖｄｃを昇圧して所望の直流出力電圧Ｖｏを生成する昇圧型スイッチング電源回路の一部として機能する。
【００３１】
ダイオードＤ３のアノードは、第１巻線Ｌ１の第２端に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは、キャパシタＣ２の第１端と抵抗Ｒ４の第１端に各々接続されている。キャパシタＣ２の第２端と抵抗Ｒ４の第２端は、いずれも直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。このように接続されたダイオードＤ３、キャパシタＣ２、及び、抵抗Ｒ４は、第１巻線Ｌ１の第２端に現れるスイッチ電圧Ｖｓｗの跳ね上がりを抑制するスナバ回路として機能する。
【００３２】
ダイオードＤ７のアノードは、第１巻線Ｌ１の第２端に接続されている。ダイオードＤ７のカソードは、直流出力電圧Ｖｏの正出力端（＋）（ＬＥＤモジュール２０のアノード端）に接続されている。直流出力電圧Ｖｏの負出力端（−）（ＬＥＤモジュール２０のカソード端）は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。キャパシタＣ５の第１端は、直流出力電圧Ｖｏの正出力端（＋）に接続されている。キャパシタＣ５の第２端は、直流出力電圧Ｖｏの負出力端（−）に接続されている。このように接続されたダイオードＤ７及びキャパシタＣ５は、スイッチ電圧Ｖｓｗから直流出力電圧Ｖｏを生成する整流平滑回路として機能する。
【００３３】
ダイオードＤ８のアノードは、直流出力電圧Ｖｏの正出力端（＋）に接続されている。ダイオードＤ８のカソードは、キャパシタＣ６の第１端、抵抗Ｒ７の第１端、及び、抵抗Ｒ９の第１端に各々接続されている。抵抗Ｒ７の第２端と抵抗Ｒ８の第１端は、いずれもトランジスタＱ１のベースに接続されている。抵抗Ｒ９の第２端は、トランジスタＱ１のエミッタに接続されている。キャパシタＣ６の第２端と抵抗Ｒ８の第２端は、いずれも直流出力電圧Ｖｏの負出力端（−）に接続されている。トランジスタＱ１のコレクタは、帰還電圧Ｖｆｂの出力端として、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンに接続されている。このように接続されたトランジスタＱ１、抵抗Ｒ７〜Ｒ９、キャパシタＣ６、及び、ダイオードＤ８は、直流出力電圧Ｖｏに応じた帰還電圧Ｖｆｂを生成する帰還電圧生成回路として機能する。なお、帰還電圧Ｖｆｂは、照度センサ部１４によっても制御されるが、この点については後述する。
【００３４】
トランスＴＲ１を形成する第２巻線Ｌ２の第１端は、ダイオードＤ６のアノードに接続されている。第２巻線Ｌ２の第２端は、接地端に接続されている。ダイオードＤ６のカソードは、ダイオードＤ５のアノードとキャパシタＣ４の第１端に各々接続されている。キャパシタＣ４の第２端は、接地端に接続されている。ダイオードＤ５のカソードは、抵抗Ｒ５の第１端とキャパシタＣ３の第１端に各々接続されている。キャパシタＣ３の第２端は、接地端に接続されている。抵抗Ｒ５の第２端は、スイッチング制御ＩＣ３０のＢＰピン（内部電源電圧Ｖｄｄの出力端子）に接続される一方、照度センサ部１４の電源入力端にも接続されている。このように接続された第２巻線Ｌ２、ダイオードＤ５及びＤ６、キャパシタＣ３及びＣ４、並びに、抵抗Ｒ５は、第１巻線Ｌ１のスイッチング駆動に伴って第２巻線Ｌ２に現れる誘起電圧を利用して照度センサ部１４への電力供給を補助する補助電源回路として機能する。特に、ダイオードＤ６とキャパシタＣ４は、整流平滑回路として機能し、ダイオードＤ５、抵抗Ｒ５、及び、キャパシタＣ５は、ノイズフィルタ回路として機能する。
【００３５】
抵抗Ｒ６の第１端は、ダイオードＤ６のカソードに接続されている。抵抗Ｒ６の第2端は、ツェナダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。ツェナダイオードＺＤ１のアノードは、ダイオードＤ４のアノードに接続されている。ダイオードＤ４のカソードは、スイッチング制御ＩＣ３０のＶピンに接続されている。このように接続された抵抗Ｒ６、ダイオードＤ４、及び、ツェナダイオードＺＤ１は、第２巻線Ｌ２に現れる誘起電圧が過電圧状態となったときにモニタ電圧Ｖｍを強制的に引き上げてスイッチング制御ＩＣ３０の過電圧保護機能を発動させるトリガ回路として機能する。なお、第２巻線Ｌ２の誘起電圧が正常範囲内であるときには、ダイオードＤ４が逆バイアス状態となるので、スイッチング制御ＩＣ３０のＶピン側からＢＰピン側に電力が供給されることはない。
【００３６】
＜スイッチング制御ＩＣ＞
図３は、スイッチング制御ＩＣ３０の一構成例を示すブロック図である。本構成例のスイッチング制御ＩＣ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の制御主体となる半導体集積回路装置であり、レギュレータ３１と、出力トランジスタ３２と、ゲートドライバ３３と、コントローラ３４とを含む。なお、スイッチ制御ＩＣ３０には、上記回路ブロックのほかにも、異常保護回路などを適宜組み込むことが可能である。
【００３７】
レギュレータ３１は、Ｄピンに印加されるドレイン電圧ＶＤから内部電源電圧Ｖｄｄを生成して、ゲートドライバ３３やコントローラ３４に供給する。また、レギュレータ３１は、ＢＰピンを介して照度センサ部１４にも内部電源電圧Ｖｄｄを供給する。なお、照度センサ部１４の消費電力は、スイッチング制御ＩＣ３０の消費電力と比べて十分に小さいので、内部電源電圧Ｖｄｄを照度センサ部１４に供給しても、スイッチング制御ＩＣ３０の動作に支障が生じることはない。また、スイッチング制御ＩＣ３０のＤピンには、出力トランジスタ３２のスイッチング停止時（ＬＥＤモジュール２０の消灯時）にも一定のドレイン電圧ＶＤ（ほぼ直流入力電圧Ｖｄｃ）が印加されるので、照度センサ部１４に対して継続的に電力を供給することが可能である。
【００３８】
出力トランジスタ３２は、Ｎチャネル型ＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタである。出力トランジスタ３２のドレインは、Ｄピンに接続されている。出力トランジスタ３２のソースは、Ｓピンに接続されている。出力トランジスタ３２のゲートはゲートドライバ３３の出力端（ゲート信号Ｇ１の印加端）に接続されている。出力トランジスタ３２は、ゲート信号Ｇ１がハイレベルであるときにオンとなり、ゲート信号Ｇ１がローレベルであるときにオフとなる。
【００３９】
ゲートドライバ３３は、コントローラ３４の指示に応じてゲート信号Ｇ１を生成し、これを出力トランジスタ３２のゲートに供給する。
【００４０】
コントローラ３４は、Ｖピンに入力されるモニタ電圧Ｖｍに応じて力率改善制御を行いつつ、ＦＢピンに入力される帰還電圧Ｖｆｂに応じた出力帰還制御を行うことにより、出力トランジスタ３２のスイッチング駆動（ＰＷＭ［pulse width modulation］駆動、または、ＰＦＭ［pulse frequency modulation］駆動）を行う。なお、コントローラ３４における力率改善制御や出力帰還制御の手法については、周知技術を適用すれば足りるので、詳細な説明を割愛する。
【００４１】
＜昇圧動作＞
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の基本動作（昇圧動作）について説明する。出力トランジスタ３２がオン状態にされると、第１巻線Ｌ１には出力トランジスタ３２を介して接地端に向けたスイッチ電流が流れ、その電気エネルギが蓄えられる。このとき、スイッチ電圧Ｖｓｗは、出力トランジスタ３２を介してほぼ接地電圧ＧＮＤまで低下するので、ダイオードＤ７は逆バイアス状態となり、キャパシタＣ５から出力トランジスタ３２に向けて電流が流れることはない。一方、出力トランジスタ３２がオフ状態にされると、第１巻線Ｌ１に蓄積されていた電気エネルギが逆起電圧として放出される。このとき、ダイオードＤ７は順バイアス状態となるので、ダイオードＤ７を介して流れる電流は、直流出力電圧Ｖｏの正出力端（＋）からＬＥＤモジュール２０のアノード端に流れ込むとともに、キャパシタＣ５を介して直流出力電圧Ｖｏの負出力端（−）にも流れ込み、キャパシタＣ５を充電することになる。上記の動作が繰り返されることにより、ＬＥＤモジュール２０には、直流入力電圧Ｖｄｃを昇圧した直流出力電圧Ｖｏが供給される。
【００４２】
ただし、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の出力方式は、何ら昇圧型に限定されるものではなく、降圧型であってもよいし、或いは、昇降圧型であってもよい。
【００４３】
＜照度センサ部＞
図４は、照度センサ部１４の一構成例を示す回路図である。本構成例の照度センサ部１４は、照度センサＰＳ１と、Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＰ１と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＮ１と、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４と、キャパシタＣ７と、ダイオードＤ９と、インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２と、を含む。
【００４４】
照度センサＰＳ１は、周囲照度を検出してセンサ電流Ｉｓを生成する。なお、照度センサＰＳ１としては、フォトトランジスタやフォトダイオードなどを用いることができる。
【００４５】
照度センサＰＳ１以外の回路要素（Ｐ１、Ｎ１、Ｒ１０〜Ｒ１４、Ｃ７、Ｄ９、ＩＮＶ１及びＩＮＶ２）は、照度センサＰＳ１の検出結果に対して所定の時定数とヒステリシスを持ってＤＣ／ＤＣコンバータ部１３（特にスイッチング制御ＩＣ３０）を制御するセンサ制御部として機能する。
【００４６】
抵抗Ｒ１０の第１端は、内部電源電圧Ｖｄｄの印加端に接続されている。抵抗Ｒ１０の第２端（電圧Ｖ１の印加端に相当）は、照度センサＰＳ１の第１端に接続されている。照度センサＰＳ１の第２端は、接地端に接続されている。このように接続された抵抗Ｒ１０は、照度センサＰＳ１に流れるセンサ電流Ｉｓを電圧Ｖ１（＝Ｖｄｄ−Ｉｓ×Ｒ１０）に変換する電流／電圧変換部として機能する。なお、電流／電圧変換部としては、トランスインピーダンスアンプなどを用いることも可能である。
【００４７】
抵抗Ｒ１１の第１端は、電圧Ｖ１の印加端に接続されている。抵抗Ｒ１１の第２端は、キャパシタＣ７の第１端（電圧Ｖ２の印加端に相当）に接続されている。キャパシタＣ７の第２端は、接地端に接続されている。このように接続された抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ７は、電圧Ｖ１を鈍らせて電圧Ｖ２を生成するＲＣローパスフィルタ部として機能する。
【００４８】
トランジスタＰ１のソースは、内部電源電圧Ｖｄｄの印加端に接続されている。トランジスタＰ１のゲートは、電圧Ｖ２の印加端に接続されている。トランジスタＰ１のドレインは、抵抗Ｒ１２の第１端と抵抗Ｒ１３の第１端にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１２の第２端は、接地端に接続されている。抵抗Ｒ１３の第２端は、電圧Ｖ３の印加端に相当する。このように接続されたトランジスタＰ１と抵抗Ｒ１２及びＲ１３は、電圧Ｖ２を増幅して電圧Ｖ３を生成する増幅部（ソースフォロワ）として機能する。なお、増幅部としては、オペアンプなどを用いることも可能である。
【００４９】
インバータＩＮＶ１の入力端は、電圧Ｖ３の印加端に接続されている。インバータＩＮＶ１の出力端は、インバータＩＮＶ２の入力端に接続されている。インバータＩＮＶ２の出力端は、電圧Ｖ４の印加端に相当する。抵抗Ｒ１４の第１端は、インバータＩＮＶ１の入力端に接続されている。抵抗Ｒ１４の第２端は、インバータＩＮＶ２の出力端に接続されている。インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２の正電源端は、いずれも内部電源電圧Ｖｄｄの印加端に接続されている。インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２の負電源端は、いずれも接地端に接続されている。このように接続されたインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２と抵抗Ｒ１４は、その入出力端間が抵抗Ｒ１４を介して短絡されたインバータ遅延段（インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２）を用いて電圧Ｖ３を遅延させることにより電圧Ｖ４を生成する遅延部として機能する。
【００５０】
トランジスタＮ１のゲートは、電圧Ｖ４の印加端に接続されている。トランジスタＮ１のソースは、接地端に接続されている。トランジスタＮ１のドレインは、ダイオードＤ９のカソードに接続されている。ダイオードＤ９のアノードは、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンに接続されている。このように接続されたトランジスタＮ１及びダイオードＤ９は、電圧Ｖ４に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ部１３（特にスイッチング制御ＩＣ３０）を制御するオープンドレイン出力部として機能する。
【００５１】
＜照度検出動作＞
次に、照度センサ部１４の基本動作（照度検出動作）について説明する。周囲照度が低い（周囲が暗い）ほど、センサ電流Ｉｓが小さくなるので、電圧Ｖ１が高くなり、延いては、電圧Ｖ２が高くなる。そして、トランジスタＰ１のゲート・ソース間電圧（＝Ｖｄｄ−Ｖ２）がトランジスタＰ１のオンスレッショルド電圧Ｖｔｈよりも低くなると、トランジスタＰ１がオフする。トランジスタＰ１がオフすると、電圧Ｖ３がローレベルとなり、延いては、電圧Ｖ４がローレベルとなる。電圧Ｖ４がローレベルになると、トランジスタＮ１がオフするので、照度センサ部１４は、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンから離脱される。その結果、スイッチング制御ＩＣ３０では、帰還電圧Ｖｆｂに応じた出力トランジスタ３２のスイッチング駆動が実施される。このように、照度センサ部１４は、周囲照度が所定の閾値照度よりも低いとき（例えば夜間）にＤＣ／ＤＣコンバータ部１３からＬＥＤモジュール２０への電力供給を許可し、ＬＥＤモジュール２０を点灯させる。
【００５２】
逆に、周囲照度が高い（周囲が明るい）ほど、センサ電流Ｉｓが大きくなるので、電圧Ｖ１が低くなり、延いては、電圧Ｖ２が低くなる。そして、トランジスタＰ１のゲート・ソース間電圧（＝Ｖｄｄ−Ｖ２）がトランジスタＰ１のオンスレッショルド電圧Ｖｔｈよりも高くなると、トランジスタＰ１がオンする。トランジスタＰ１がオンすると、電圧Ｖ３がハイレベルとなり、延いては、電圧Ｖ４がハイレベルとなる。電圧Ｖ４がハイレベルになると、トランジスタＮ１がオンするので、帰還電圧Ｖｆｂがほぼ接地電圧ＧＮＤまで引き下げられる。その結果、スイッチング制御ＩＣ３０では、帰還電圧Ｖｆｂに応じた出力トランジスタ３２のスイッチング駆動が強制的に停止される。このように、照度センサ部１４は、周囲照度が所定の閾値照度よりも高いとき（例えば昼間）にＤＣ／ＤＣコンバータ部１３からＬＥＤモジュール２０への電力供給を禁止し、ＬＥＤモジュール２０を消灯させる。
【００５３】
＜ノイズ対策＞
ところで、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３から照度センサ部１４に対して供給される内部電源電圧Ｖｄｄには、出力トランジスタ３２のスイッチング駆動に起因するノイズが重畳しやすい。そこで、照度センサ部１４には、電源電圧Ｖｄｄにノイズが重畳したとしても周囲照度を安定して検出することができるように、種々のノイズ対策が施されている。
【００５４】
図５は、電圧Ｖ２の立上り挙動を示す図である。トランジスタＰ１のゲートに印加される電圧Ｖ２は、抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ７から成るＲＣローパスフィルタ部により、所定の時定数τ（＝ＲＣ）で電圧Ｖ１を鈍らせた波形（Ｖ２＝Ｖ１×｛１−ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ）｝となる。このような構成とすることにより、内部電源電圧Ｖｄｄに重畳したノイズが電圧Ｖ１に回り込んだとしても、トランジスタＰ１の誤オンや誤オフを生じにくい。
【００５５】
図６〜図８は、それぞれ、インバータ遅延段を形成するインバータＩＮＶ（図４のインバータＩＮＶ１またはインバータＩＮＶ２に相当）の入出力回路図、入出力遅延図（入力信号ＩＮ及び出力信号ＯＵＴのタイミングチャート）、及び、入出力特性図（入力信号ＩＮと出力信号ＯＵＴとの相関図）である。
【００５６】
インバータＩＮＶは、入力信号ＩＮを論理反転させた出力信号ＯＵＴを生成する。その際、出力信号ＯＵＴの論理切替タイミングは、入力信号ＩＮの論理切替タイミングに対して遅延時間ｄｔだけ遅れたものとなる。
【００５７】
ところで、内部電源電圧Ｖｄｄと接地電圧ＧＮＤとの間で動作するインバータＩＮＶの出力論理が切り替わるスレッショルド電圧ＶＴはＶｄｄ／２である。すなわち、内部電源電圧Ｖｄｄが高ければインバータＩＮＶのスレッショルド電圧ＶＴも高くなり、逆に、内部電源電圧Ｖｄｄが低ければインバータＩＮＶのスレッショルド電圧ＶＴも低くなる。
【００５８】
図９は、内部電源電圧Ｖｄｄに対するノイズ重畳の一例を示す波形図である。例えば、６Ｖの内部電源電圧Ｖｄｄに対して±３Ｖのノイズが重畳した場合を考える。この場合、ａ点（Ｖｄｄ＝９Ｖ）では、インバータＩＮＶのスレッショルド電圧ＶＴが４．５Ｖ（＝９Ｖ／２）となり、ｂ点（Ｖｄｄ＝３Ｖ）では、インバータＩＮＶのスレッショルド電圧ＶＴが１．５Ｖ（＝３Ｖ／２）となる。
【００５９】
先にも述べたように、内部電源電圧Ｖｄｄは非常にノイジーであり、出力トランジスタ３２のスイッチング駆動中には、図９のようなノイズが定常的に重畳する。そのため、インバータＩＮＶに対して１．５Ｖ〜４．５Ｖの入力信号ＩＮが入力された場合には、出力信号ＯＵＴがハイレベル及びローレベルのいずれにもなり得る状態（出力論理レベルの不定状態）となる。
【００６０】
そこで、照度センサ部１４では、抵抗Ｒ１４を介してインバータ遅延段（インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２）の入出力端間を短絡している。このような構成とすることにより、インバータ遅延段（インバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２）のスレッショルド電圧ＶＴにヒステリシスを持たせることができるので、内部電源電圧Ｖｄｄにノイズが重畳したとしても電圧Ｖ４の論理レベルが不必要に切り替わらず、トランジスタＮ１の誤オン／誤オフを防止することが可能となる。
【００６１】
＜ＬＥＤ照明装置の具体的な適用例＞
図１０〜図１４は、それぞれ、ＬＥＤ照明機器１の第１〜第５適用例を示す外観図である。図１０には、ＬＥＤ道路灯１ａが示されている。図１１には、ＬＥＤ防犯灯１ｂが示されている。図１２には、電球形ＬＥＤランプ１ｃ、環形ＬＥＤランプ１ｄ、及び、直管形ＬＥＤランプ１ｅが示されている。図１３には、ＬＥＤシーリングライト１ｆが示されている。図１４には、ＬＥＤダウンライト１ｇが示されている。これらの図示はいずれも例示であり、ＬＥＤ照明機器１は、多種多様な形態で用いることが可能である。
【００６２】
＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本明細書中に開示されている照明装置は、例えば、道路灯や防犯灯として利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１    ＬＥＤ照明装置
１ａ    ＬＥＤ道路灯
１ｂ    ＬＥＤ防犯灯
１ｃ    電球形ＬＥＤランプ
１ｄ    環形ＬＥＤランプ
１ｅ    直管形ＬＥＤランプ
１ｆ    ＬＥＤシーリングライト
１ｇ    ＬＥＤダウンライト
２    商用交流電源
１０    ＬＥＤドライバモジュール（発光素子駆動回路）
１１    フィルタ部
１２    ＡＣ／ＤＣコンバータ部
１３    ＤＣ／ＤＣコンバータ部
１４    照度センサ部
２０    ＬＥＤモジュール
３０    スイッチング制御ＩＣ
３１    レギュレータ
３２    出力トランジスタ（Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ）
３３    ゲートドライバ
３４    コントローラ
Ｒ１〜Ｒ１４    抵抗
Ｃ１〜Ｃ７    キャパシタ
Ｄ１〜Ｄ９    ダイオード
ＺＤ１    ツェナダイオード
Ｑ１    ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
ＴＲ１    トランス
Ｌ１    第１巻線
Ｌ２    第２巻線
Ｐ１    Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｎ１    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
ＩＮＶ、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２    インバータ
ＰＳ１    照度センサ
【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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【図１３】
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【図１４】
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