(57)【要約】【課題】一次側に略正弦波の交流電流が供給されるトランスと、その二次側に接続した発光ダイオードとを備えた照明装置において、発光ダイオードの特性に起因するトランス一次側電圧における雑音発生を抑制する。【解決手段】発光ダイオードＤ１、Ｄ２にはインピーダンス回路Ｚ１が、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８にはインピーダンス回路Ｚ２が直列に接続される。このため、トランスの二次側に交流電圧が印加されると、発光ダイオードにおいては印加電圧が最低発光電圧以上にならないと電流が流れず、最低発光電圧以上になると電流に関係なく両端電圧が略一定となるので、電圧波形が矩形波に近くなるが、インピーダンス回路においては電流に応じて電圧降下が生じる。従って、トランスの二次側の両端電圧波形、そしてトランスの一次側の両端電圧波形が正弦波に近づく。このため、トランス一次側電圧における雑音発生を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側に交流電源から略正弦波の交流電流が供給されるトランスと、前記トランスの二次側に接続される光源ユニットと、を備えた照明装置において、
前記光源ユニットは、発光ダイオードと、前記発光ダイオードに直列接続されたインピーダンス回路と、を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記インピーダンス回路は半導体を含むことを特徴とする請求項１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、発光ダイオードを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トランスに照明器具を接続し、電磁誘導作用より無接触で給電して照明器具を点灯させる照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、トランスの代わりにコイルに、照明器具として放電管、電球又は蛍光灯を接続し、そのコイル内に電線又は導体を貫通させ、これら電線又は導体に電流を流して、電磁誘導作用により無結線で放電管、電球又は蛍光灯に給電する照明装置が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００３】
上記のような照明装置においては、光源が放電管等であるが、これに代えて、発光ダイオードを用いたいとの要請がある。そこで、トランスに発光ダイオードを接続した照明装置の回路構成を図４に示す。この照明装置１０は、略正弦波の交流電流を供給する交流電源１１に接続されたトランス１２と、このトランス１２の二次側に接続された複数の発光ダイオード５０〜６５とを備え、発光ダイオード５０〜５７と発光ダイオード５８〜６５とはそれぞれ互いに直列に接続され、発光ダイオード５０〜５７と発光ダイオード５８〜６５とは並列に接続されている。
【０００４】
上記の構成においては、トランス１２を介して交流電圧を発光ダイオード５０〜６５に印加すると、発光ダイオード５０〜６５は印加電圧が最低発光電圧以上にならないと電流が流れず、最低発光電圧以上になると電流に関係なく両端電圧が略一定となるので、発光ダイオード５０〜６５の両端の電圧波形、すなわちトランス１２の二次側の両端電圧ｖ２は図５（ａ）に示されるような矩形波に近い波形となる。従って、トランス１２の一次側の両端電圧ｖ１の波形は、上記のようにトランス１２の二次側電圧波形が矩形波に近い波形となるので、相互誘導により、図５（ｂ）に示されるような矩形波に近い波形となる。このため、１次側電圧は高調波成分を多く含むことになり、雑音が大きくなる。
【特許文献１】実開平７−１２２４４７号公報
【特許文献２】実開昭５９−４６４９６号公報
【特許文献３】実開平１−１８０１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、一次側に略正弦波の交流電流が供給されるトランスの二次側に発光ダイオードを接続した場合に、発光ダイオードの特性に起因するトランス一次側電圧における雑音発生を抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、一次側に交流電源から略正弦波の交流電流が供給されるトランスと、前記トランスの二次側に接続される光源ユニットと、を備えた照明装置において、前記光源ユニットは、発光ダイオードと、前記発光ダイオードに直列接続されたインピーダンス回路と、を備えているものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記インピーダンス回路は半導体を含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、トランスの二次側に交流電圧が印加されると、発光ダイオードにおいては印加電圧が最低発光電圧以上にならないと電流が流れず、最低発光電圧以上になると電流に関係なく両端電圧が略一定となるので、電圧波形が矩形波に近くなるが、インピーダンス回路においては電流に応じて電圧降下が生じるので、トランスの二次側の両端電圧波形、そしてトランスの一次側の両端電圧波形は正弦波に近づく。このため、トランス一次側電圧における雑音発生を抑制することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、半導体により所定値以上の電流が発光ダイオードに流れないようにすることができ、従って、発光ダイオードを保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各種実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置の回路構成を示す。本実施形態に係る照明装置１は、一次側に定電流源２（交流電源）から略正弦波の交流電流が供給されるトランス３、４と、トランス３、４の二次側にそれぞれ接続される光源ユニット５、６とを備える。
【００１２】
光源ユニット５は、発光ダイオードＤ１、Ｄ２と、これらに直列接続されたインピーダンス回路Ｚ１とを備えている。発光ダイオードＤ１、Ｄ２は互いに順方向が逆となるように並列接続されている。
【００１３】
光源ユニット６は、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８と、これらに直列接続されたインピーダンス回路Ｚ２とを備えている。発光ダイオードＤ３〜Ｄ１０と発光ダイオードＤ１１〜Ｄ１８はそれぞれ直列接続され、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１０と発光ダイオードＤ１１〜Ｄ１８とは順方向が互いに反対となるように並列接続されている。
【００１４】
インピーダンス回路Ｚ１、Ｚ２はそれぞれ、図示のように例えば抵抗で構成されるが、これに限定されず、平滑化回路又はハイパスフィルタ等で構成されていてもよい。
【００１５】
ここで、定電流源２から供給される電流をｉ１、トランス４の一次側の両端電圧をｖ１、トランス４の二次側の両端電圧をｖ２とする。
【００１６】
上記の構成を有する照明装置１においては、定電流源２からトランス４の一次側に、図２（ａ）に示されるような略正弦波形の電流ｉ１が供給され、相互誘導によりトランス４の二次側に交流の起電力が発生し、交流電圧が印加される。この交流電圧は発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８とインピーダンス回路Ｚ２とで分圧される。
【００１７】
発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８においては、印加電圧が最低発光電圧以上にならないと電流が流れず、最低発光電圧以上になると電流に関係なく両端電圧が略一定となるので、電圧波形は矩形波に近いものとなる。一方、インピーダンス回路Ｚ２においては、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８への印加電圧が最低発光電圧以上である間でも電流が流れ、その値に応じて電圧降下が生じる。従って、トランス４の二次側の両端電圧ｖ２は、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８の電圧とインピーダンス回路Ｚ２の電圧とを足したものであるので、図２（ｂ）に示されるように、従来（破線で示す）と比べ、波形が正弦波に近づく。
【００１８】
従って、トランス４の一次側の両端電圧ｖ１の波形は、上記のように二次側電圧波形が正弦波に近づくので、相互誘導により、図２（ｃ）に示されるように、従来（破線で示す）と比べ、正弦波に近づく。これにより、発光ダイオードＤ３〜Ｄ１８の最低発光電圧特性及び定電圧特性に起因するトランス４一次側電圧における雑音発生を抑制できる。光源ユニット５においても上記と同様な作用効果を奏することができる。その結果として、光源ユニット５、６以外の各種電気機器をさらに接続する場合において、各種電気機器に上記の雑音が影響することを防止できる。
【００１９】
また、光源ユニット５、６には無接触で電源を供給できるので、雨水等による漏電の発生率を抑えて屋外で光源ユニット５、６を使用することができる。
【００２０】
また、光源ユニット間において発光ダイオードの最低発光電圧が異なる場合において、定電流源２は、最低発光電圧がより高い発光ダイオードに対してその電圧を速く最低発光電圧に到達させて、定電流供給を確保するため、出力電圧を昇圧する。従って、全ての発光ダイオードを略同じタイミングで点灯させ、その点灯期間を略同じにすることができるので、照明のちらつきを防ぐことができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置の回路構成を示す。同図において上記第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付す。本実施形態の照明装置１は、上記第１の実施形態と比べ、インピーダンス回路にトランジスタＱ１（半導体）を含む点で異なる。
【００２２】
照明装置１は、一次側に定電流源２から交流電流が供給されるトランス７と、その二次側に接続される光源ユニット８とを備える。光源ユニット８は、トランス７の二次側電圧を全波整流するダイオードブリッジ８１と、その全波整流された電圧が印加される発光ダイオードＤ１９と、ダイオードブリッジ８１と発光ダイオードＤ１９との間に設けられ、発光ダイオードＤ１９に直列接続されたインピーダンス回路Ｚ３とを備える。
【００２３】
インピーダンス回路Ｚ３は上述のトランジスタＱ１で構成される。トランジスタＱ１にはツェナーダイオードＤ２０及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３が接続され、これらは一般の保護回路として動作する。ツェナーダイオードＤ２０は過電圧時に電流が流れて電圧を降下させる。抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、ダイオードブリッジ８１により全波整流された電圧値を分圧し、トランジスタＱ１のエミッタ−ベース間にはその分圧された電圧が印加される。この電圧が所定値以上となったとき、トランジスタＱ１はコレクタ−エミッタ間を流れる電流値、すなわち発光ダイオードＤ１９に流れる電流値が所定の値以上とならないように動作し、発光ダイオードＤ１９を保護する。
【００２４】
本実施形態においては、トランジスタＱ１により所定値以上の電流が発光ダイオードＤ１９に流れないようにすることができ、従って、発光ダイオードを保護することができる。なお、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、トランスの二次側に接続される光源ユニット数は上記に限定されず、幾つであってもよい。また、光源ユニット内の発光ダイオードの配置は上記に限定されない。また、その個数も上記に限定されず、幾つであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の回路構成図。
【図２】（ａ）は上記照明装置のトランス一次側に供給される電流波形図、（ｂ）は同トランス二次側の両端電圧波形図、（ｃ）は同トランス一次側の両端電圧波形図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の回路構成図。
【図４】従来の照明装置の回路構成図。
【図５】（ａ）は上記照明装置のトランス二次側の両端電圧波形図、（ｂ）は同トランス一次側の両端電圧波形図。
【符号の説明】
【００２７】
１  照明装置
２  定電流源（交流電源）
３、４、７  トランス
Ｄ１〜Ｄ１９  発光ダイオード
Ｑ１  トランジスタ（半導体）
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３  インピーダンス回路
【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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