(57)【要約】【課題】構造の簡素化、コストの削減、電源効率の向上および耐久性の向上を図ることができる交流用ＬＥＤ点灯回路を提供する。【解決手段】本発明は、交流電源に整流器を介してＬＥＤ５が設けられる交流用ＬＥＤ点灯回路を対象とする。この交流用ＬＥＤ点灯回路は、複数のＬＥＤ５が直列に接続されるとともに、交流電源ＡＣと整流器１との間に蛍光灯安定器３が直列に接続され、各ＬＥＤ５による順方向降下電圧の総量が、蛍光灯安定器３に適合するランプの点灯電圧に対応するように、ＬＥＤ５の設置数が調整されるとともに、抵抗が直列に接続されてない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に整流器を介してＬＥＤが設けられる交流用ＬＥＤ点灯回路であって、
複数のＬＥＤが直列に接続されるとともに、
交流電源と整流器との間に蛍光灯安定器が直列に接続され、
各ＬＥＤによる順方向降下電圧の総量が、蛍光灯安定器に適合するランプの点灯電圧に対応するように、ＬＥＤの設置数が調整されるとともに、
抵抗が直列に接続されないことを特徴とする交流用ＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
各ＬＥＤによる順方向降下電圧の総量が、蛍光灯安定器における適合ランプの点灯電圧に対して１倍以上に設定されるとともに、各ＬＥＤの点灯を維持できる状態に設定される請求項１に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
蛍光灯安定器は、チョークコイル型の磁気式安定器によって構成される請求項１または２に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【請求項４】
ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路を含むことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源によりＬＥＤを動作させるようにした交流用ＬＥＤ点灯回路およびその回路を用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種店舗、公共施設、一般住宅等の屋内に設置される照明装置や、公園、街路、門柱等の屋外に設置される照明装置としては、蛍光灯や電球を光源とするものが一般に用いられている。
【０００３】
その一方、近年においては、省電力化、輝度性、耐久性等を考慮して、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を光源とするＬＥＤ照明装置が次世代の照明として注目されている。
【０００４】
ところがＬＥＤは、直流電源により動作するものであるため、商用交流電源に直結して使用できず、照明器具として十分に普及していないのが現状である。
【０００５】
そこで従来において下記特許文献１，２に示すように、ＬＥＤを商用交流電源により動作させるための装置（交流用ＬＥＤ点灯回路）が提案されている。
【０００６】
このような交流用ＬＥＤ点灯回路としては例えば、直流回路側で半導体により定電圧化および定電流化を図る直流定電圧電源回路および直流定電流電源回路、抵抗により分流させる抵抗分流型電源回路、コンデンサーにより電流を制限するコンデンサー式電流制限電源回路等が通常用いられている。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０４５４７０号
【特許文献２】特開２００７−１４７６６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、直流定電圧電源回路や直流定電流電源回路は、高価な多数の半導体が必要であるため、回路構造の複雑化およびコストの増大を来すという問題があった。
【０００８】
また抵抗分流型電源回路では、抵抗の分流により、熱損失が多く発生するため、電源効率の低下を来すという問題を抱えている。
【０００９】
さらにコンデンサー式電流制限電源回路では、定格の周波数以外の高調波が供給された際に、ＬＥＤに過度の電流が流れてしまい、耐久性（寿命）を低下させるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、構造の簡素化、コストの削減、電源効率の向上および耐久性の向上を図ることができる交流用ＬＥＤ点灯回路およびＬＥＤ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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、以下の構成を要旨としている。
【００１２】
［１］  交流電源に整流器を介してＬＥＤが設けられる交流用ＬＥＤ点灯回路であって、
複数のＬＥＤが直列に接続されるとともに、
交流電源と整流器との間に蛍光灯安定器が直列に接続され、
各ＬＥＤによる順方向降下電圧の総量が、蛍光灯安定器に適合するランプの点灯電圧に対応するように、ＬＥＤの設置数が調整されるとともに、
抵抗が直列に接続されないことを特徴とする交流用ＬＥＤ点灯回路。
【００１３】
［２］  各ＬＥＤによる順方向降下電圧の総量が、蛍光灯安定器における適合ランプの点灯電圧に対して１倍以上に設定されるとともに、各ＬＥＤの点灯を維持できる状態に設定される前項１に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【００１４】
［３］  蛍光灯安定器は、チョークコイル型の磁気式安定器によって構成される前項１または２に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路。
【００１５】
［４］  ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置であって、
前項１〜３のいずれか１項に記載の交流用ＬＥＤ点灯回路を含むことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の効果】
【００１６】
発明［１］の交流用ＬＥＤ点灯回路によれば、電流および電圧の制御用に蛍光灯安定器を用いるとともに、各ＬＥＤによる降下電圧総量を、蛍光灯安定器の適合ランプ点灯電圧に対応させるように、ＬＥＤの設置数（接続数）を調整するようにしているため、構造の簡素化、コストの削減、電源効率の向上および耐久性の向上を図ることができる。
【００１７】
発明［２］［３］の交流用ＬＥＤ点灯回路によれば、上記の効果を、より一層確実に得ることができる。
【００１８】
発明［４］によれば、上記と同様の作用効果を有するＬＥＤ照明装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１はこの発明の実施形態である交流用ＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。同図に示すように、この交流用ＬＥＤ点灯回路は、ＡＣ／ＤＣ変換器としての整流器（１）を含み、１００Ｖの商用交流電源（ＡＣ）から整流器（１）までの交流回路側には、交流電源（ＡＣ）側から順に、スイッチ機構（２）、蛍光灯安定器（３）およびヒューズ（４）が直列に接続されるとともに、整流器（１）による整流後の直流回路側には、光源としての複数のＬＥＤ（５）…が直列に接続されている。
【００２０】
なお本実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路においては、後に詳述するように実質的に抵抗として機能する電子部品が直列に接続されることははい。
【００２１】
整流器（１）は、４つのダイオードをブリッジ状に接続した全波整流回路によって構成されており、交流電流を直流電流に変換するものである。言うまでもなく、本発明において整流器（１）は、上記のものだけに限られることはなく、交流電流を直流電流に変換できる構成であればどのようなものでも採用することができる。
【００２２】
スイッチ機構（２）は、ホタルスイッチを構成するものであり、スイッチ本体（２１）に対して並列に、抵抗器（２２）および位置表示灯（２３）が接続されている。そしてスイッチ本体（２１）がオフ（開き状態）の場合には、抵抗器（２２）を介して位置表示灯（２３）に通電されて点灯される一方、オン（閉じ状態）の場合には、位置表示灯（２３）に通電されず消灯されるようになっている。
【００２３】
蛍光灯安定器（３）は、鉄心に銅線が巻き付けられたチョークコイル型の磁気式安定器によって構成されている。この蛍光灯安定器（３）は、その安定器（３）に適合する蛍光ランプ（適合ランプ）に合った電圧（点灯電圧）に調整するトランスとしての機能と、適合ランプに合った電流（動作電流）に調整するリアクターとしての機能とを有している。
【００２４】
本実施形態においては、直流回路側に複数設けられるＬＥＤ（５）の設置数や種類は、上記蛍光灯安定器（３）の機種に基づいて求められる。換言すれば、設置しようとするＬＥＤ（５）の種類や設置数に応じて、蛍光灯安定器（３）の機種が選定される。
【００２５】
すなわち本実施形態では、蛍光灯安定器（３）に適合する蛍光ランプの点灯電圧（ランプ電圧）と、直列に接続される各ＬＥＤ（５）…による順方向降下電圧の総量とが一致するように、ＬＥＤ（５）の設置数が調整されている。
【００２６】
具体的は、ＬＥＤ（５）の順方向降下電圧を「ＶＦ」、蛍光灯安定器（３）に適合する蛍光ランプの点灯電圧を「ＶＬ」としたとき、ＶＦの総量（トータルＶＦ）が、ＶＬに近似（一致）するように、ＬＥＤ（５）の種類および設置数や、蛍光灯安定器（３）の機種（規格）を調整するものである。
【００２７】
例えば実際にＬＥＤ点灯回路を設計（製作）するに際して、ＬＥＤ（５）の設置数を決定する場合には、使用する予定のＬＥＤ（５）の順方向電圧（ＶＦ）の総量が、使用する予定の蛍光灯安定器（３）の適合ランプ点灯電圧（ＶＬ）に一致するように、ＬＥＤ（５）の設置数を決定して、その設置数を基準の設置数とし、その基準の設置数において、電流値や、明るさ、熱量、電圧等を算出し、その算出結果に問題がなければ、上記基準の設置数が、製作予定のＬＥＤ点灯回路におけるＬＥＤ（５）の正規の設置数とする。また電流値が過大である等、算出結果に問題がある場合には、ＬＥＤ（５）を基準の設置数から増やして上記と同様に検討し、問題がなければ、その増やした設置数を、製作予定のＬＥＤ点灯回路におけるＬＥＤ（５）の正規の設置数とする。なお、ＬＥＤ（５）を増やしていっても、満足な結果が得られないような場合、例えばＬＥＤ（５）に適度な明るさが得られないような場合には、蛍光灯安定器（３）の機種や、ＬＥＤ（５）の機種を変更する等して、はじめから設計をやり直すことになる。
【００２８】
ここで本実施形態においては、ＶＬに対するＶＦ総量（トータルＶＦ／ＶＬ）の下限値を１倍以上に設定するのが好ましい。すなわちＶＦ総量がＶＬに対し小さ過ぎる場合には、各ＬＥＤ（５）に過度の電流が供給されて、ＬＥＤ（５）が劣化し易くなり、寿命を低下させるおそれがある。
【００２９】
なお、ＬＥＤ（５）の設置数が多過ぎる場合（ＶＦ総量が大き過ぎる場合）には、各ＬＥＤ（５）に電圧が十分に供給されず、ＬＥＤ（５）を点灯できないおそれがある。従ってＬＥＤ（５）の設置数の上限は、ＬＥＤ（５）の点灯を維持できる電圧以下にならないように調整するのが良い。
【００３０】
ＬＥＤ設置数の調整方法を具体例を挙げて説明すると、図３（ａ）に示す規格の磁気式安定器からなる蛍光灯安定器（３）を使用する場合、この蛍光灯安定器（３）に適合する蛍光ランプは、「ＦＬ６」であり、「ＦＬ６」の点灯電圧は「４８Ｖ」となっている。従って順方向降下電圧の総量が「４８Ｖ」と一致するように、ＬＥＤ（５）の設置数や種類が求められる。仮に順方向降下電圧が「２Ｖ」のＬＥＤ（５）を用いる場合には、ＬＥＤ設置数を２４個前後に調整する。なお同図の例において、ＬＥＤ設置数を２４個に設定した状態で、ＬＥＤ（５）に供給される電流値が過大となる場合には上記したように、ＬＥＤ（５）の設置数をさらに増やしていき、電流値が過大とならないように調整する。
【００３１】
また同図（ｂ）に示す規格の磁気式安定器からなる蛍光灯安定器（３）を使用する場合、適合ランプは点灯電圧が「４６Ｖ」の「ＦＬ１０」となり、この点灯電圧と、順方向降下電圧の総量とが一致するように、ＬＥＤ（５）の設置数や種類が調整される。なお上記と同様に、実際にＬＥＤ（５）に供給される電流が過大となる場合には、ＬＥＤ設置数を増やすようにすれば良い。
【００３２】
さらに同図（ｃ）に示す規格の磁気式安定器からなる蛍光灯安定器（３）を使用する場合、適合ランプは点灯電圧が「４８Ｖ」の「ＦＬ１５」となり、この点灯電圧と、順方向降下電圧の総量とが一致するように、ＬＥＤ（５）の設置数や種類が調整される。なお上記と同様に、実際にＬＥＤ（５）に供給される電流が過大となる場合には、ＬＥＤ設置数を増やすようにすれば良い。
【００３３】
ところで上記の例では、蛍光灯安定器（３）の機種を基に、ＬＥＤ（５）の設置数や種類を調整するようにしているが、言うまでもなく、ＬＥＤ（５）の設置数や種類を先に選定しておき、そのＬＥＤ（５）による順方向降下電圧の総量に対し、適合ランプ点灯電圧が一致するように、蛍光灯安定器（３）の機種を選択するようにしても良い。
【００３４】
図２は上記実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路を含むＬＥＤ照明装置を模式化して示すブロック図である。同図に示すように、このＬＥＤ照明装置は、アルミニウムまたはそのアルミニウム合金のダイキャスト製品によって構成されるケーシング（１０）を備え、そのケーシング（１０）の一面側に８個のＬＥＤ（５）…が設置されるとともに、全てのＬＥＤ（５）…が高透過性合成樹脂によって被覆充填されている。
【００３５】
またケーシング（１０）には、上記した整流器（１）、蛍光灯安定器（３）およびヒューズ（４）等の電子部品が組み付けられた回路基板（１１）が内蔵されている。さらに内部の回路基板（１１）が図示しない屋内配線を介して、商業用交流電源（ＡＣ）に接続されるとともに、屋内配線の途中にホタルスイッチ等のスイッチ機構（２）が設けられている。
【００３６】
なおＬＥＤ（５）としては例えば、０．５ＷウォームホワイトのＬＥＤが使用されている。
【００３７】
このＬＥＤ照明装置を点灯した際には、蛍光灯安定器（３）によって電圧および電流が適度に調整されて、各ＬＥＤ（５）…に適正な電圧および電流が供給されるため、各ＬＥＤ（５）…が安定した状態で点灯され、照明器具として優れた性能を発揮することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ照明装置（交流用ＬＥＤ点灯回路）によれば、ＬＥＤ（５）に供給する電圧および電流の制御用として、安価で汎用の蛍光灯安定器（３）を採用するものであるため、多数の半導体を用いて電圧および電流を制御する場合と比較して、回路構成を簡素に仕上げることができるとともに、コストも大幅に削減することができる。
【００３９】
さらに本実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路は、整流器（１）、スイッチ機構（２）、蛍光灯安定器（３）およびヒューズ（４）等のＬＥＤ以外の構成部品（電子部品）が少ないため、構造の簡素化、生産性の向上およびコストの削減をより確実に図ることができる。
【００４０】
また本実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路によれば、適合ランプの点灯電圧と、設置されるＬＥＤ（５）…の降下電圧総量とを一致させて、ＬＥＤ（５）…に印加される電圧を調整するようにしているため、直列に抵抗器等を配置して電流量を調整する場合と異なり、抵抗器によって多大な電力が消費されるような熱損失がなく、供給されるほぼ全ての電力をＬＥＤ（５）…だけで消費することができ、電源効率を向上させることができる。
【００４１】
また本実施形態においては、蛍光灯安定器（３）によって、各ＬＥＤ（５）…にそれぞれ供給される電流が適正に調整されるため、過度な電流がＬＥＤ（５）に流れるのを確実に防止でき、ＬＥＤ（５）への負荷が軽減されて、耐久性の向上（高寿命化）を図ることができる。
【００４２】
さらに本実施形態においては、蛍光灯安定器（３）として、シンプルな構成の電磁式安定器を用いているため、安定器自体の寿命が長く、故障も少なくなり、装置全体としての耐久性を一層向上させることができる。
【００４３】
また本実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路に採用される蛍光灯安定器（３）は、通電時のノイズの発生が少なく、ノイズによる他機器への悪影響を有効に回避でき、動作信頼性を一段と向上させることができ、より一層、製品品質を向上させることができる。
【００４４】
また本実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路においては、位相制御型調光器を組み付けることにより、調光の制御も可能となり、使用用途に応じて、適正な構成を採用することができ、汎用性をさらに向上させることができる。
【００４５】
なお上記実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路においては、抵抗器やコンデンサー等の抵抗が直列に接続されていないが、本発明の交流用ＬＥＤ点灯回路は、抵抗を並列に接続するものを除外するものではなく例えば、通電表示等のために抵抗を並列に接続するようにしても良い。
【００４６】
さらに実質的に抵抗とならない電子部品例えば、半導体スイッチ、電磁開閉器等のスイッチ等は、直列に接続するようにしても良い。ただし、通電時に実質的に抵抗として作用するもの、例えばＦＥＴ（Field-Effect Transistor:電界効果トランジスタ)等のＯＮ抵抗となるものを、直列に接続することは本発明の要旨を逸脱する。
【００４７】
また上記実施形態においては、直列接続された複数のＬＥＤを、１列に配置する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、直列接続された複数のＬＥＤを、複数並列に配置するようにしても良い。
【００４８】
また上記実施形態においては、１００Ｖの商業用交流電源に対応して、交流用ＬＥＤ点灯回路を作製するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、供給される交流電源に合わせて、ＬＥＤ点灯回路を作製すれば良く、例えば２００Ｖの交流電源の場合には、その交流電源に対応させて、交流用ＬＥＤ点灯回路を作製すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明の交流用ＬＥＤ点灯回路は、室内灯や外灯等のＬＥＤ照明器具として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施形態である交流用ＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。
【図２】実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路が適用されたＬＥＤ照明装置を模式化して示すブロック図である。
【図３】実施形態の交流用ＬＥＤ点灯回路に適用可能な蛍光灯安定器の定格表（規格表）を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…整流器
３…蛍光灯安定器
４…ＬＥＤ
１０…ＬＥＤ照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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