JP2011165394A - Ｌｅｄ駆動回路、調光装置、ｌｅｄ照明灯具、ｌｅｄ照明機器、及びｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの低輝度調光時のちらつきを低減することができるＬＥＤ駆動回路を提供する。
【解決手段】位相制御式調光器２からの交番電圧を入力してＬＥＤ（ＬＥＤモジュール３）を駆動するＬＥＤ駆動回路であって、位相制御式調光器２内部の位相制御素子がオフからオンになる位相角を検出する位相角検出部７と、前記ＬＥＤに電流を供給するスイッチング電源部５と、前記ＬＥＤに直列に接続されるスイッチング素子６と、位相角検出部７の出力に応じてスイッチング電源部５及びスイッチング素子６を制御する制御部８とを備え、制御部８が、位相角検出部７によって検出される位相角が所定値以下である場合に、スイッチング素子６を常時オン状態にし、位相角検出部７によって検出される位相角が前記所定値より大きい場合に、スイッチング素子６をパルス駆動するＬＥＤ駆動回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を駆動するＬＥＤ駆動回路及びＬＥＤの調光を行う調光装置並びにＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明灯具、ＬＥＤ照明機器及びＬＥＤ照明システムに関する。

ＬＥＤは低消費電流で長寿命などの特徴を有し、表示装置だけでなく照明器具等にもその用途が広がりつつある。なお、ＬＥＤ照明器具では、所望の照度を得るために、複数個のＬＥＤを使用する場合が多い。

一般的な照明器具は商用ＡＣ１００Ｖ電源を使用することが多く、白熱電球などの一般的な照明灯具に代えてＬＥＤ照明灯具を使用する場合などを考慮すると、ＬＥＤ照明灯具も一般的な照明灯具と同様に商用ＡＣ１００Ｖ電源を使用する構成であることが望ましい。

また、白熱電球を調光制御しようとした場合、スイッチング素子（一般的にはサイリスタ素子やトライアック素子）を交流電源電圧のある位相角でオンすることにより白熱電球への電源供給をボリューム素子一つで簡単に調光制御できる位相制御式調光器（一般に白熱ライコンと呼ばれている）が用いられている。

特開２００６−３１９１７２号公報 特開２００５−２６１４２号公報 特開２００４−３２７１５２号公報 特許第４１９９５６７号公報 特開２００６−２３６７０９号公報 特開２００２−２３１４７１号公報

白熱電球４１を位相制御式調光器２で動作させたとき（図１６参照）の各部電圧、電流波形の一例を図１７に示す。図１７では、交流電源１の出力電圧Ｖ₁の波形、白熱電球４１の両端電圧Ｖ₄₁の波形、白熱電球４１に流れる電流Ｉ₄₁の波形が図示されている。トライアックＴｒｉ１がオフからオンに切り替わると、白熱電球４１の両端電圧Ｖ₄₁が急峻に上昇し、白熱電球４１に流れる電流Ｉ₄₁も急峻に上昇して白熱電球４１が点灯する。その後、トライアックＴｒｉ１がオンしている間は白熱電球４１に電流が流れ続けるため、交流電源１の出力電圧Ｖ₁が０Ｖ付近になるまで白熱電球４１の点灯が維持される。

しかしながら、図１６に示すように白熱電球４１を位相制御式調光器２で調光する場合においても、白熱電球４１をワット数の小さな白熱電球にすると、チラツキや点滅が生じ正常に調光できないことが知られている。

交流電源使用のＬＥＤ照明灯具を調光制御しようとした場合、白熱電球を調光制御しようとした場合と同様に位相制御式調光器が用いられることが望まれる。ここで、交流電源使用のＬＥＤ照明灯具を調光制御することができるＬＥＤ照明システムの従来例を図１８に示す。

図１８に示すＬＥＤ照明システムは、位相制御式調光器２と、ダイオードブリッジＤＢ１、スイッチング制御回路ＣＮＴ１、スイッチング素子Ｑ１、コイルＬ２、ダイオードＤ１、コンデンサＣ４、及び抵抗Ｒ２を有するＬＥＤ駆動回路と、ＬＥＤモジュール３とを備えている。図１８に示すＬＥＤ照明システムでは、スイッチング制御回路ＣＮＴ１が、ダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧Ｖ₂の実効値と抵抗Ｒ２に流れる電流の値とを検出し、それらの検出結果に基づいてスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。

図１８に示すＬＥＤ照明システムにおけるダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧Ｖ₂の波形例を図１９Ａ及び図１９Ｂに示す。図１９Ａは明るい調光レベルでの電圧Ｖ₂の波形を示しており、図１９Ｂは暗い調光レベルでの電圧Ｖ₂の波形を示している。また、ＬＥＤモジュール３の電圧−電流特性を図２０に示す。

明るい調光レベルに設定された場合、小さい位相角（例えば４５°）でトライアックＴｒｉ１がオフからオンに切り替わり、ダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧Ｖ₂が急峻に立ち上がり（図１９Ａ参照）、ＬＥＤモジュール３が点灯する。その後、ＬＥＤモジュール３の両端電圧がＬＥＤモジュール３の順方向電圧を上回っている間ＬＥＤモジュール３の点灯が維持される。このとき、ＬＥＤモジュール３は図２０中の動作点Ａの動作点で制御される。

また、暗い調光レベルに設定された場合、大きい位相角（例えば１４１°）でトライアックＴｒｉ１がオフからオンに切り替わり、ダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧Ｖ₂が急峻に立ち上がり（図１９Ｂ参照）、ＬＥＤモジュール３が点灯する。その後、ＬＥＤモジュール３の両端電圧がＬＥＤモジュール３の順方向電圧を上回っている間ＬＥＤモジュール３の点灯が維持される。このとき、ＬＥＤモジュール３は図２０中の動作点Ｃの動作点で制御される。

一定の明るさを保つためには、ＬＥＤモジュール３の電流を一定値にする事が求められる。しかしながら、ＬＥＤモジュール３、ＬＥＤモジュール３に電流を供給するスイッチング電源部、位相制御式調光器２、交流電源１から出力される交番電圧等の温度特性や位相制御式調光器２のトライアックＴｒｉ１のスイッチノイズ、ＬＥＤモジュール３に電流を供給するスイッチング電源部のスイッチングノイズ等のノイズにより、ＬＥＤモジュール３の電流値の微小な変化は不可避となる。

上記のノイズはＬＥＤモジュール３の電流量によらず同様な量が入ってくるため、ＬＥＤモジュール３の電流が少ないときは相対的に大きく、ＬＥＤモジュール３の電流が多いときは相対的に小さくなる。例えば、ＬＥＤモジュール３の電流値が上記のノイズにより１ｍＡ変化したとき、動作点Ａではほぼ１％の電流変化量となり、目に見えるような光（輝度）の変化にはならないのに対して、動作点ＣではＬＥＤが点滅することになり、目に見える光（輝度）の変化が発生してしまう。

本発明は、上記の状況に鑑み、ＬＥＤの低輝度調光時のちらつきを低減することができるＬＥＤ駆動回路、位相制御式調光装置、ＬＥＤ照明灯具、ＬＥＤ照明機器、及びＬＥＤ照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、位相制御式調光器からの交番電圧を入力してＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、前記位相制御式調光器内部の位相制御素子がオフからオンになる位相角を検出する位相角検出部と、前記ＬＥＤに電流を供給するスイッチング電源部と、前記ＬＥＤに直列に接続されるスイッチング素子と、前記位相角検出部の出力に応じて前記スイッチング電源部及び前記スイッチング素子を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記位相角検出部によって検出される位相角が所定値以下である場合に、前記スイッチング素子を常時オン状態にし、前記位相角検出部によって検出される位相角が前記所定値より大きい場合に、前記スイッチング素子をパルス駆動する構成（第１の構成）とする。

また、上記第１の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記ＬＥＤに流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記制御部が、前記位相角検出部の出力及び前記電流検出部の出力に応じて前記スイッチング電源部及び前記スイッチング素子を制御する構成（第２の構成）としてもよい。

また、上記第１または第２の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記スイッチング素子がオン状態であるとき、前記制御部が、前記スイッチング電源部のオンデューティの最小値を制限する構成（第３の構成）としてもよい。

また、上記第１〜３のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記ＬＥＤに流れる電流がある一定値を下回ると、前記制御部が、前記スイッチング素子をオフ状態にする構成（第４の構成）としてもよい。

また、上記第４の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記制御部が、前記交番電圧の周期にあわせて前記スイッチング素子をオン状態にする構成（第５の構成）としてもよい。

また、上記第１〜３のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記位相角検出部によって検出される位相角がある一定値より大きくなると、前記制御部が、前記スイッチング素子を常時オフ状態にし、前記ＬＥＤの点灯を停止する構成（第６の構成）としてもよい。

また、上記第１〜３のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記制御部が、前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流のピーク値を、前記スイッチング電源部の入力電圧に応じて制御する構成（第７の構成）としてもよい。

また、上記第１〜３のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記スイッチング電源部の入力電圧がある一定値を下回ると、前記制御部が、前記スイッチング電源部の動作を停止させる構成（第８の構成）としてもよい。

また、上記第１〜８のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記スイッチング電源部が、昇圧型スイッチング電源回路である構成（第９の構成）としてもよい。

また、上記第９の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記制御部が、前記スイッチング電源部内のスイッチング素子のオン／オフをスイッチング制御する第１のドライブ回路と、前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流値を一定にするように前記スイッチング電源部内のスイッチング素子の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御する第２のドライブ回路と、前記スイッチング電源部の入力電圧、前記ＬＥＤ駆動回路の入力電流、又は前記ＬＥＤに流れる電流に応じて、前記第１のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動及び前記第２のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動のいずれか一方を選択する選択部とを有する構成（第１０の構成）としてもよい。

また、上記第１０の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記第２のドライブ回路の制御により一定となる前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流値が切り替え可能である構成（第１１の構成）としてもよい。

また、上記第１０の構成のＬＥＤ駆動回路において、前記選択部が前記第１のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動を選択しているときは、前記第２のドライブ回路の動作を停止する構成（第１２の構成）としてもよい。

また、上記第１〜８のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記スイッチング電源部が、降圧型スイッチング電源回路である構成（第１３の構成）としてもよい。

また、上記第１〜８のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路において、前記スイッチング電源部が、トランスを有するスイッチング電源回路である構成（第１４の構成）としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明灯具は、上記第１〜１４のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路と、前記ＬＥＤ駆動回路の出力側に接続されたＬＥＤとを備える構成（第１５の構成）とする。

また、本発明に係るＬＥＤ照明機器は、上記第１〜１４のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路又は上記第１５の構成のＬＥＤ照明灯具を備える構成（第１６の構成）とする。

また、本発明に係るＬＥＤ照明システムは、上記第１５の構成のＬＥＤ照明灯具又は上記第１６の構成のＬＥＤ照明機器と、当該ＬＥＤ照明灯具又はＬＥＤ照明機器の入力側に接続された位相制御式調光器とを備える構成（第１７の構成）とする。

また、本発明に係る調光装置は、上記第１〜１４のいずれかの構成のＬＥＤ駆動回路と、前記ＬＥＤ駆動回路に交番電圧を供給する位相制御式調光器とを備える構成（第１８の構成）とする。

また、本発明に係るＬＥＤ照明システムは、ＬＥＤ照明灯具と、前記ＬＥＤ照明灯具の入力側に接続された上記第１８の構成の調光装置とを備える構成（第１９の構成）であってもよい。

本発明によると、ＬＥＤに直列に接続されるスイッチング素子が低輝度調光時にパルス駆動するので、ＬＥＤが図２Ｂ及び図２０中の動作点Ｃのようなノイズに弱い動作点で制御されることを回避することができる。したがって、ＬＥＤの低輝度調光時のちらつきを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 交流電源の出力電圧の波形とダイオードブリッジの正極側出力端に発生する電圧の波形例とを示す図である。 ダイオードブリッジの正極側出力端に発生する電圧の位相角とＬＥＤモジュールの電流との理想曲線例を示す図である。 位相制御式調光器の位相制御素子が位相角４５°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子の状態及びＬＥＤモジュールの電流のタイミングチャートである。 位相制御式調光器の位相制御素子が位相角１３５°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子の状態及びＬＥＤモジュールの電流のタイミングチャートである。 位相制御式調光器の位相制御素子が位相角１４１°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子の状態及びＬＥＤモジュールの電流のタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 図４のＬＥＤ照明システムが備えるスイッチング素子制御部の一構成例を示す図である。 高輝度調光時でＬＥＤモジュールに流れる電流が最も小さいときの、スイッチング素子の状態及びＬＥＤモジュールに流れる電流のタイミングチャートである。 低輝度調光時の、スイッチング素子の状態及びＬＥＤモジュールに流れる電流のタイミングチャートである。 第２変形例の概要を示す図である。 第３変形例の概要を示す図である。 第４変形例の概要を示す図である。 第７変形例の概要を示す図である。 第８変形例に係るＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 第９変形例に係るＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 第１の製品形態の概要を示す図である。 第２の製品形態の概要を示す図である。 第３の製品形態の概要を示す図である。 本発明に係るＬＥＤ照明灯具、本発明に係るＬＥＤ照明機器、及び本発明に係るＬＥＤ照明システムの概略構造例を示す図である。 本発明に係るＬＥＤ照明灯具の他の概略構造例を示す図である。 白熱電球照明システムの一構成例を示す図である。 図１６に示す白熱電球照明システムの各部電圧・電流波形の一例を示す図である。 従来のＬＥＤ照明システムの一例を示す図である。 明るい調光レベルに設定された場合の図１８に示すＬＥＤ照明システムにおけるダイオードブリッジの正極側出力端に発生する電圧の波形例を示す図である。 暗い調光レベルに設定された場合の図１８に示すＬＥＤ照明システムにおけるダイオードブリッジの正極側出力端に発生する電圧の波形例を示す図である。 ＬＥＤモジュールの電圧−電流特性を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成を図１に示す。なお、図１において図１８と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図１に示す本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムは、位相制御式調光器２と、ＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤ駆動回路４Ａとを備えている。ＬＥＤ駆動回路４Ａは、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の一例であり、ダイオードブリッジＤＢ１と、スイッチング電源部５と、スイッチング素子６と、ダイオードブリッジＤＢ１の出力電圧電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が急峻に立ち上がるときの位相角を検出する位相角検出部７と、位相角検出部７によって検出された位相角に応じてスイッチング電源部５及びスイッチング素子６を制御する制御部８とを有している。図１に示す本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムでは、交流電源１と位相制御式調光器２とがダイオードブリッジＤＢ１の入力側に直列に接続され、スイッチング電源部５の入力側がダイオードブリッジＤＢ１の出力側に接続され、１個以上のＬＥＤからなるＬＥＤモジュール３とスイッチング素子６とがスイッチング電源部５の出力側に直列に接続されている。

本実施形態においては、制御部８は、例えば、スイッチング電源部５の出力電圧又はスイッチング電源部５の出力電力をフィードバックして、スイッチング電源部５をフィードバック制御する。

交流電源１の出力電圧Ｖ₁の波形と、図１に示す本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムにおけるダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧Ｖ₂の波形例とを図２Ａに示す。また、電圧Ｖ₂の位相角とＬＥＤモジュール３の電流との理想曲線例を図２Ｂに示す。さらに、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角４５°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子６の状態及びＬＥＤモジュール３の電流のタイミングチャートを図３Ａに示し、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１３５°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子６の状態及びＬＥＤモジュール３の電流のタイミングチャートを図３Ｂに示し、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１４１°でオフからオンに切り替わる場合の、スイッチング素子６の状態及びＬＥＤモジュール３の電流のタイミングチャートを図３Ｃに示す。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１３５°以下でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°以下である場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６が常時オン状態になり、スイッチング電源部５が図２Ｂの理想曲線例に則した電流をＬＥＤモジュール３に供給する。ここで、図２Ｂ中の動作点ＢはＬＥＤモジュール３の電流がノイズなどの影響を受けてもちらつきとならない領域の中で最も電流値が小さい動作点である。本実施形態では、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１３５°でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合に、ＬＥＤモジュール３が動作点Ｂで制御される。なお、ＬＥＤモジュール３に動作点Ｂ以上の電流が常時流れるような調光レベルに設定されているときを、高輝度調光時と呼び、それ以外のときを低輝度調光時と呼ぶ。

一方、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が１３５°より大きい位相角でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°より大きい場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６がスイッチング動作を行い、スイッチング素子６がオン状態である間スイッチング電源部５が図２Ｂ中の動作点Ｂとなる様ＬＥＤモジュール３に電力を供給する。例えば、図３Ｃのように、制御部８が、オンデューティ５０％でスイッチング素子６をパルス駆動すると、ＬＥＤモジュール３に流れる電流の平均値は図３Ｂと比較して半分になる。位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が１３５°より大きい位相角でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、制御部８は、スイッチング素子６のパルス駆動のオンデューティを、位相角検出部７によって検出された位相角に応じて連続的に又は段階的に調整する。

このような動作により、ＬＥＤモジュール３が図２Ｂ及び図２０中の動作点Ｃのようなノイズに弱い動作点で制御されることを回避することができるので、ＬＥＤモジュール３の低輝度調光時のちらつきを低減することができる。

＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成を図４に示す。なお、図４において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図４に示す本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムは、図１に示す本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明システムのＬＥＤ駆動回路４ＡをＬＥＤ駆動回路４Ｂに置換した構成である。

ＬＥＤ駆動回路４Ｂは、ＬＥＤモジュール３の電流を検出する電流検出器９をＬＥＤ駆動回路４Ａに追加した構成である。また、ＬＥＤ駆動回路４Ｂでは、スイッチング素子１０を有する昇圧型スイッチング電源回路がスイッチング電源部５として用いられ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタでスイッチング素子６が構成され、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２並びにコンデンサＣ０で位相検出器７が構成され、スイッチング素子制御部１１、第１ドライバ１２、エラーアンプ１３、発振器１４、コンパレータ１５、第２ドライバ１６、逆流防止用ダイオードＤ１及びＤ２、並びに定電圧源１７で制御部８が構成されている。

本実施形態においては、制御部８は、ＬＥＤモジュール３の電流をフィードバックして、スイッチング電源部５をフィードバック制御する。ＬＥＤモジュール３の光量はＬＥＤモジュール３の電流と比例関係にある。このため、本実施形態のように、制御部８が、ＬＥＤモジュール３の電流をフィードバックして、スイッチング電源部５をフィードバック制御する構成にした方が、制御部８が、スイッチング電源部５の出力電圧又はスイッチング電源部５の出力電力をフィードバックして、スイッチング電源部５をフィードバック制御する構成（上述した第１実施形態の構成）に比べて、ＬＥＤモジュール３の光量を精度良く制御することができる。

位相角検出部７は、ダイオードブリッジＤＢ１の出力電圧電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）を分圧抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧し、コンデンサＣ０でその分圧を平均化する。交流電源１の出力電圧の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも低い周波数（例えば５〜６Ｈｚ）の時定数を持つ分圧抵抗Ｒ１及びＲ２並びにコンデンサＣ０を使用する事で、上記平均化が可能となる。

エラーアンプ１３は、位相検出器７の出力が電流検出器９の出力より大きい場合にＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の場合にＬｏｗレベルとなるエラー信号を出力する。コンパレータ１５は、エラーアンプ１３から出力されるエラー信号が発振器１４から出力される三角波信号より大きい場合にＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の場合にＬｏｗレベルとなるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力する。そして、第２ドライバ１６は、コンパレータ１５から出力されるＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルであるときに、スイッチング電源部５のスイッチング素子１０をオン状態にし、コンパレータ１５から出力されるＰＷＭ信号がＬｏｗレベルであるときに、スイッチング電源部５のスイッチング素子１０をオフ状態にする。

例えば、位相角検出部７での分圧比が１／５０であり、電流検出器９の電流−電圧変換係数が１８Ωであり、交流電源１の出力電圧の振幅が１４１Ｖであるとする。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角０°でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が０°である場合、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）は平均化されると約９０Ｖになるので、エラーアンプ１３の非反転入力端子に印加される電圧は１．８Ｖ（＝９０Ｖ／５０）となる。この場合、スイッチング電源部５は電流検出器９の出力が１．８ＶになるようにＰＷＭ制御されるため、ＬＥＤモジュール３の電流は１００ｍＡ（＝１．８Ｖ×１０００／１８Ω）となる。

また、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角９０°でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が９０°である場合、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）は平均化されると約４５Ｖになるので、エラーアンプ１３の非反転入力端子に印加される電圧は０．９Ｖ（＝４５Ｖ／５０）となる。この場合、スイッチング電源部５は電流検出器９の出力が０．９ＶになるようにＰＷＭ制御されるため、ＬＥＤモジュール３の電流は５０ｍＡ（＝０．９Ｖ×１０００／１８Ω）となる。

スイッチング素子制御部１１は、高輝度調光時にはスイッチング素子６を常時オン状態にし、低輝度調光時にはスイッチング素子６をパルス駆動する。

また、本実施形態では、スイッチング素子６がオン状態であるときに、ＬＥＤモジュール３の電流がＬＥＤモジュール３に流れる電流が動作点Ｂ（図２Ｂ及び図２０参照）未満になることを防止するために、定電圧源１７を設け、コンパレータ１５の非反転入力端子に入力される電圧の下限を定電圧源１７から出力される定電圧で設定している。これにより、スイッチング素子６がオン状態であるとき、スイッチング電源部５のオンデューティの最小値が制限される。当該下限の設定値は、位相検出器７の出力が０．１８Ｖとなり、ＬＥＤモジュール３の電流が１０ｍＡとなるときにコンパレータ１５の非反転入力端子に入力される電圧と等しくすることが好ましい。

続いて、スイッチング素子制御部１１の一構成例について図５を参照して説明する。図５に示す構成例では、スイッチング素子制御部１１は、コンパレータ１８及び１９と、フリップフロップ２０と、ＯＲ回路２１と、定電圧源２２及び２３とを備えている。コンパレータ１８の非反転入力端子には位相角検出部７の出力が入力され、コンパレータ１９の非反転入力端子には電流検出器９の出力が入力され、ＯＲ回路２１の出力が第１ドライバ１２に供給される。

高輝度調光時にはスイッチング素子６を常時オン状態にするために、高輝度調光時には位相角検出部７の出力が定電圧源２２の出力電圧より大きくなるように、定電圧源２２の出力電圧を設定している。上記の例では、位相角検出部７の出力が０．１８ＶとなるときＬＥＤモジュール３の電流が１０ｍＡ（最大電流１００ｍＡの１／１０）となる。したがって、定電圧源２２の出力電圧を０．１８Ｖに設定することで、高輝度調光時にコンパレータ１８の出力が常時Ｈｉｇｈレベルになり、スイッチング素子６を常時オン状態にすることができる。

逆に、低輝度調光時には、位相角検出部７の出力が０．１８Ｖを下回り、コンパレータ１８からＯＲ回路２１にＬｏｗレベルの信号が供給されるので、ＯＲ回路２１はコンパレータ１９の出力に応じてスイッチング素子６をＯＮ／ＯＦＦ制御できる。

ＯＲ回路２１は、電流検出器９の出力が定電圧源２３の出力電圧より大きくないとき、すなわち電流検出器９によって検出される電流がある一定値を下回るときに、スイッチング素子６をオフ状態にする。また、フリップフロップ２０のリセットにより、交流電源１から出力される交番電圧の周期でスイッチング素子６のオフ状態がリセットされる。ダイオードブリッジＤＢ１の出力電圧またはその立ち上がりを検出することで、上記リセットの周期を検出することができる。

ここで、高輝度調光時でＬＥＤモジュール３に流れる電流が最も小さいときの、スイッチング素子６の状態及びＬＥＤモジュール３に流れる電流のタイミングチャートを図６Ａに示す。また、低輝度調光時の、スイッチング素子６の状態及びＬＥＤモジュール３に流れる電流のタイミングチャートを図６Ｂに示す。ここで、ＬＥＤモジュール３に流れる電流に生じているリップル電流は、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の変動により発生し、交流電源１の出力電圧の周期で発生する。（電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低い時はスイッチング電源部５からＬＥＤモジュール３に供給する電流が低下する）

スイッチング素子６がオン状態であるとき、スイッチング電源部５のオンデューティの最小値が制限されているが、位相角が大きくなるにつれ、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の平均値が低くなるため、ＬＥＤモジュール３に流れる電流の平均値は低下し、図２Ｂ中の動作点Ｂよりも低くなる。ここで、ＬＥＤモジュール３に流れる電流が例えば８ｍＡを下回るとき、制御部８がスイッチング素子６をオフ状態にする。この制御動作により、低輝度調光時に、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオフからオンに切り替わる位相角が大きくなるにつれて、スイッチング素子６のオフ時間を長くすることができる。

＜＜変形例＞＞
以上、本発明に係るＬＥＤ照明システムについて２つの実施形態を説明したが、本発明の範囲は当然の事ながらこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。以下にいくつかの変形例を示す。

＜第１変形例＞
上述した第１実施形態または第２実施形態において、制御部８は、位相角検出部７によって検出された位相角がある一定値より大きくなると、スイッチング素子６のパルス駆動のオンデューティを０％とし、スイッチング素子６を常時オフ状態にし、ＬＥＤモジュール３の点灯を停止するようにしてもよい。

位相制御式調光器を有するＬＥＤ照明システムにおいて、ＬＥＤと位相制御式調光器の組みあわせによっては、位相制御式調光器の最大位相角でもＬＥＤが点灯する場合がある。このような場合には、相制御式調光器の位相制御素子のスイッチノイズ、ＬＥＤに電流を供給するスイッチング電源部のスイッチングノイズ等のノイズによりＬＥＤが微点灯するおそれがある。このため、最も低輝度調光となるときに消灯する事が望まれる場合がある。例えば、位相角検出部７の出力がある一定値（例えば０．０１８Ｖ）を下回るときにはスイッチング素子６を常時オフ状態にする制御を制御部８が実行することにより、１％以下の低輝度調光を消灯とすることができる。

＜第２変形例＞
図４に示す本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムにおいて、エラーアンプ１３がスイッチング電源部５の出力電力と所定値との誤差を出力するように変形し、さらに、図７に示す分圧抵抗Ｒ３及びＲ４、コンパレータ２４、ＡＮＤ回路２５、並びに電流検出器２６を追加してもよい。

コンパレータ２４は、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧値と、電流検出器２６の出力（スイッチング電源部５のスイッチング素子１０に流れる電流に比例した電圧値）とを比較する。第２ドライバ１６は、コンパレータ１５の出力とコンパレータ２４の出力との論理積に応じてスイッチング素子１０を駆動し、スイッチング素子１０に流れる電流が多くなるときに、スイッチング素子１０をオフ状態にして、スイッチング電源部５の動作を停止する。

本変形例では、スイッチング電源部５は、スイッチング電源部５の出力電力がほぼ一定になるように制御される。また、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）は０Ｖ〜１４１Ｖ（交流電源１が実効電圧１００Ｖの交番電源である場合）で変化する。そのため、図７に示す分圧抵抗Ｒ３及びＲ４、コンパレータ２４、ＡＮＤ回路２５、並びに電流検出器２６を追加しなければ、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低いときにはスイッチング素子１０に多く電流が流れ、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が高いときにはスイッチング素子１０に流れる電流が少なくなる。このような電流変化は、力率を低下させる要因となる。

したがって、本変形例では、力率を向上させるために、図７に示す分圧抵抗Ｒ３及びＲ４、コンパレータ２４、ＡＮＤ回路２５、並びに電流検出器２６を追加し、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低いときにはスイッチング素子１０に流れる電流を小さくし、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が高いときにはスイッチング素子１０に流れる電流を大きくするようにし、スイッチング電源部５の入力電圧（＝電圧（Ｖ₂−Ｖ_L））に応じて、スイッチング素子１０に流れる電流のピーク値を制御するようにしている。

また、このように、スイッチング素子１０に流れる電流に制限を設けることで、スイッチング電源部５のコイル及びスイッチング素子１０に流れる電流を制限でき、スイッチング電源部５のコイル及びスイッチング素子１０の定格電流を小さく設定でき、スイッチング電源部５の低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

＜第３変形例＞
図４に示す本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムに、図８に示す分圧抵抗Ｒ５及びＲ６、コンパレータ２４、ＡＮＤ回路２５、並びに定電圧源２７を追加してもよい。

図４に示す本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムでは、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオフであるときは、位相制御式調光器２内のインピーダンスが、ＬＥＤモジュール３とＬＥＤ駆動回路４Ｂの総インピーダンスよりも高くなり、位相制御式調光器２からＬＥＤ駆動回路４Ｂにエネルギが供給されず、位相制御式調光器２からＬＥＤ駆動回路４Ｂに電流が供給されないため、制御部８が正常動作しなくなる。したがって、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオフであるときは、制御部８の異常動作を回避するために、ＬＥＤ駆動回路４Ｂが位相制御式調光器２から電流を引かない構成とする必要がある。

そのため、本実施例では、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低いときスイッチング素子１０をオフ状態にして、スイッチング電源部５の動作を停止する。定電圧源２７から出力される電圧の値は、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオフしているときに分圧抵抗Ｒ５及びＲ６により生成される電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧以上であって、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオンし有効にＬＥＤモジュール３に電流が供給されるときに分圧抵抗Ｒ５及びＲ６により生成される電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧以下に設定する（例えば、定電圧源２７の出力電圧を１Ｖとし、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が５０Ｖ以下のときにスイッチング素子１０をオフ状態にする。）。

＜第４変形例＞
図４に示す本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明システムにおいて、第２ドライバ１６を図９に示すドライブ２８に置換し、さらに、図９に示す分圧抵抗Ｒ７及びＲ８、コンパレータ２９、基準電圧源３０、並びに電流検出器３１を追加してもよい。なお、ドライブ２８は、コンパレータ１５の出力に応じてスイッチング素子１０のオン／オフをスイッチング制御するドライブ回路３２と、基準電圧源３３と、スイッチング素子１０に流れる電流値を一定にするように基準電圧源３３から出力される基準電圧と電流検出器３１の出力との差に応じてスイッチング素子１０の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御するドライブ回路３４と、ドライブ回路３２の出力とドライブ回路３４の出力とを択一的に選択してスイッチング素子１０の制御端子に供給するスイッチ３５とによって構成されている。

分圧抵抗Ｒ７及びＲ８により生成される電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧が基準電圧源３０から出力される電圧よりも大きければ、スイッチ３５はドライブ回路３２の出力を選択する。一方、分圧抵抗Ｒ７及びＲ８により生成される電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧が基準電圧源３０から出力される電圧よりも大きくなければ、スイッチ３５はドライブ回路３４の出力を選択する。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオフしている場合であって電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低い状態のときは、スイッチング素子１０をオンにする事で、ＬＥＤモジュール３とＬＥＤ駆動回路４Ｂの総インピーダンスを位相制御式調光器２内のインピーダンスよりも低くすることができる。

また、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオンしている場合であって電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低い状態のときは、スイッチング素子１０をオフにしてスイッチング制御部５の動作を停止すると、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が交流電源１から出力される交番電圧が０Ｖになる前にオフしてしまう可能性がある。このとき、ＬＥＤモジュール３のちらつきが発生する可能性があるため、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオンしている場合であって電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が低い状態のときは、スイッチング素子１０に定電流を流す動作が必要となる。当該動作は、上述した通り、分圧抵抗Ｒ７及びＲ８により生成される電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）の分圧が定電圧源３０から出力される電圧よりも大きいときにスイッチ３５がドライブ回路３４の出力を選択することによって、実現される。

また、位相制御式調光器２の共振による誤動作防止のため、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が立ち上がったときに数百ｍＡ、数百μｓ程度の電流を流すＬＥＤ駆動回路に関する発明を本出願人が既に特許出願している（特願２００９−５３３０７号）。図９に示す構成では、電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が立ち上がったときにスイッチ３５がドライブ回路３４の出力を選択し、スイッチング制御部５が定電流動作しているので、位相制御式調光器２の共振による誤動作を防止することができる。なお、特願２００９−５３３０７号で提案した発明では、電流引き抜き部で電流を損失させていたが、図９に示す構成では、スイッチング制御部５内のコイルに電流が蓄えられるため、電流の損失が少ない。

なお、ドライブ回路３４は、スイッチング素子１０の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御するため、消費電流が多くなる（たとえば数百μＡ程度）。このため、スイッチ３５がドライブ回路３２を選択している間は、ドライブ回路３４への電源供給を停止して低消費電流化を図ることが望ましい。当該動作は、例えば、ドライブ回路３４への電源供給ラインに開閉スイッチを設けることで簡単に実現することができる。

＜第５変形例＞
上述した第４変形例では、ドライブ回路３２の出力とドライブ回路３４の出力との選択を電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）に応じて切り替えたが、これに代えて、ＬＥＤ駆動回路に入力する電流を検知し、ドライブ回路３２の出力とドライブ回路３４の出力との選択をＬＥＤ駆動回路に入力する電流に応じて切り替えるようにしてもよい。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が交流電源１から出力される交番電圧が０Ｖになる前にオフしてしまう現象は、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）の電流が保持電流以下になるときに発生するので、ＬＥＤ駆動回路に入力する電流を検知する事により、上記現象の発生を精度よく防止することができる。なお、ＬＥＤ駆動回路に入力する電流の検知は、ＬＥＤ駆動回路の入力端に抵抗などの電流検知手段を設ける事により行うとよい。

＜第６変形例＞
上述した第４変形例では、ドライブ回路３２の出力とドライブ回路３４の出力との選択を電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）に応じて切り替えたが、これに代えて、ＬＥＤモジュール３に流れる電流を検知し、ドライブ回路３２の出力とドライブ回路３４の出力との選択をＬＥＤモジュール３に流れる電流に応じて切り替えるようにしてもよい。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が交流電源１から出力される交番電圧が０Ｖになる前にオフしてしまう現象は、位相制御式調光器２の位相制御素子の電流が保持電流以下になるときに発生するので、上記現象の発生を精度よく防止する観点から、位相制御式調光器２の出力電流（＝ＬＥＤ駆動回路に入力する電流）を検知する事が好ましいが、ＬＥＤモジュール３に流れる電流を検知する事によっても、上記現象の発生を防止することができる。なお、ＬＥＤモジュール３に流れる電流の検知は、電流検出器９を使用できるので、新たな検出器は不要となる。

＜第７変形例＞
位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が交流電源１から出力される交番電圧が０Ｖになる前にオフしてしまう現象の発生を回避するためには、数十ｍＡ程度電流を流す必要がある。一方、位相制御式調光器２の共振誤動作を回避のためには数百ｍＡの電流を流す必要がある。

図１０に示すように、ドライブ３６が制御すべき目標電流を切り替える構成にすることにより、スイッチング素子１０のオン／オフをスイッチング制御するドライブ１つと、スイッチング素子１０の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御するドライブ１つとでスイッチング素子１０を制御する構成で、上述した二つの回避を両立することができる。これに対して、スイッチング素子１０の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御するドライブが制御すべき目標電流を切り替えない構成では、上述した二つの回避を両立するために、スイッチング素子１０のオン／オフをスイッチング制御するドライブ１つと、スイッチング素子１０の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御するドライブ２つとでスイッチング素子１０を制御する構成にする必要がある。

図１０において図９と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。本変形例では、図１０に示すように、図９に示す変形例のドライブ２８をドライブ３６に置換している。ドライブ３６は、基準電圧源３３とは値の異なる基準電圧を出力する基準電圧源３７と、基準電圧源３３の出力と基準電圧源３７の出力とを択一的に選択してドライブ回路３４に供給するスイッチ３８とを、ドライブ２８に追加した構成である。

通常時において、スイッチ３８が基準電圧源３３の出力を選択し、スイッチング素子１０の電流が数十ｍＡ程度に制御される（例えば、電流検出器３１の電流−電圧変換係数を１Ωとし、基準電圧源３３から出力される基準電圧を５０ｍＡとすることで、スイッチング素子１０の電流を５０ｍＡとすることができる。）。

一方、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）がオンした後、数百ｍＡの電流を流す条件において、スイッチ３８が基準電圧源３７の出力を選択し、スイッチング素子１０の電流が数百ｍＡ程度に制御される（例えば、電流検出器３１の電流−電圧変換係数を１Ωとし、基準電圧源３７から出力される基準電圧を２５０ｍＡとすることで、スイッチング素子１０の電流を２５０ｍＡとすることができる。）。

＜第８変形例＞
上述した本発明の第２実施形態では、昇圧型スイッチング電源回路を備えるＬＥＤ駆動回路に本発明を適用したが、図１１に示すように、降圧型スイッチング電源回路を備えるＬＥＤ駆動回路に本発明を適用してもよい。

図１１に示す第８変形例に係るＬＥＤ照明システムは、位相制御式調光器２と、ＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤ駆動回路４Ｃとを備えている。ＬＥＤ駆動回路４Ｃは、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の一例であり、ダイオードブリッジＤＢ１と、降圧型スイッチング電源回路３９と、スイッチング素子６と、ダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が急峻に立ち上がるときの位相角を検出する位相角検出部７と、位相角検出部７によって検出された位相角に応じて降圧型スイッチング電源回路３９及びスイッチング素子６を制御する制御部８とを有している。図１１に示す第８変形例に係るＬＥＤ照明システムでは、交流電源１と位相制御式調光器２とがダイオードブリッジＤＢ１の入力側に直列に接続され、降圧型スイッチング電源回路３９の入力側がダイオードブリッジＤＢ１の出力側に接続され、１個以上のＬＥＤからなるＬＥＤモジュール３とスイッチング素子６とが降圧型スイッチング電源回路３９の出力側に直列に接続されている。

本変形例においては、制御部８は、例えば、降圧型スイッチング電源回路３９の出力電圧又は降圧型スイッチング電源回路３９の出力電力をフィードバックして、降圧型スイッチング電源回路３９をフィードバック制御する。なお、上述した本発明の第２実施形態と同様に、制御部８が、ＬＥＤモジュール３の電流を、フィードバックして、降圧型スイッチング電源回路３９をフィードバック制御するようにしてもよい。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１３５°以下でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°以下である場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６が常時オン状態になり、降圧型スイッチング電源回路３９が図２Ｂの理想曲線例に則した電流をＬＥＤモジュール３に供給する。

一方、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が１３５°より大きい位相角でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°より大きい場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６がスイッチング動作を行い、スイッチング素子６がオン状態である間降圧型スイッチング電源回路３９が図２Ｂ中の動作点Ｂでの電流値を維持してＬＥＤモジュール３に電流を供給する。

＜第９変形例＞
上述した本発明の第２実施形態では、トランスレスの昇圧型スイッチング電源回路を備えるＬＥＤ駆動回路に本発明を適用したが、図１２に示すように、トランスを有するスイッチング電源回路を備えるＬＥＤ駆動回路に本発明を適用してもよい。

図１２に示す第９変形例に係るＬＥＤ照明システムは、位相制御式調光器２と、ＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤ駆動回路４Ｄとを備えている。ＬＥＤ駆動回路４Ｄは、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の一例であり、ダイオードブリッジＤＢ１と、フライバックトランスを有するスイッチング電源回路４０（以下、スイッチング電源回路４０と略す）と、スイッチング素子６と、ダイオードブリッジＤＢ１の正極側出力端に発生する電圧（Ｖ₂−Ｖ_L）が急峻に立ち上がるときの位相角を検出する位相角検出部７と、位相角検出部７によって検出された位相角に応じてスイッチング電源回路４０及びスイッチング素子６を制御する制御部８とを有している。図１２に示す第９変形例に係るＬＥＤ照明システムでは、交流電源１と位相制御式調光器２とがダイオードブリッジＤＢ１の入力側に直列に接続され、スイッチング電源回路４０の入力側がダイオードブリッジＤＢ１の出力側に接続され、１個以上のＬＥＤからなるＬＥＤモジュール３とスイッチング素子６とがスイッチング電源回路４０の出力側に直列に接続されている。

本変形例においては、制御部８は、例えば、スイッチング電源回路４０の出力電圧又はスイッチング電源回路４０の出力電力をフィードバックして、スイッチング電源回路４０をフィードバック制御する。なお、上述した本発明の第２実施形態と同様に、制御部８が、ＬＥＤモジュール３の電流を、フィードバックして、スイッチング電源回路４０をフィードバック制御するようにしてもよい。

位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が位相角１３５°以下でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°以下である場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６が常時オン状態になり、スイッチング電源回路４０が図２Ｂの理想曲線例に則した電流をＬＥＤモジュール３に供給する。

一方、位相制御式調光器２の位相制御素子（例えばトライアック）が１３５°より大きい位相角でオフからオンに切り替わる調光レベルに設定されている場合、すなわち、位相角検出部７によって検出される位相角が１３５°より大きい場合、制御部８の制御により、スイッチング素子６がスイッチング動作を行い、スイッチング素子６がオン状態である間スイッチング電源回路４０が図２Ｂ中の動作点Ｂでの電流値を維持してＬＥＤモジュール３に電流を供給する。

＜＜本発明に係る照明システムの製品形態＞＞
本発明に係る照明システムの製品形態は、次の３つの形態に大別される。

＜第１の製品形態＞
第１の製品形態は、図１３Ａに示すように、位相制御式調光器に、本発明に係るＬＥＤ駆動回路をユニット化したアダプタユニットを接続し、当該アダプタユニットに、ＬＥＤモジュールをユニット化したＬＥＤ照明灯具を接続する形態である。

＜第２の製品形態＞
第２の製品形態は、図１３Ｂに示すように、位相制御式調光器と本発明に係るＬＥＤ駆動回路とをユニット化した調光装置（本発明に係る調光装置）に、ＬＥＤモジュールを内蔵するＬＥＤ照明灯具を接続する形態である。

＜第３の製品形態＞
第３の製品形態は、図１３Ｃに示すように、位相制御式調光器に、本発明に係るＬＥＤ駆動回路とＬＥＤモジュールとをユニット化したＬＥＤ照明灯具（本発明に係るＬＥＤ照明灯具）を接続する形態である。

ここで、第３の製品形態における、本発明に係るＬＥＤ照明灯具、本発明に係るＬＥＤ照明機器、及び本発明に係るＬＥＤ照明システムの概略構造例を図１４に示す。図１４では、電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００を部分切り欠き図で示している。電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００は、筐体または基板２０２と、筐体または基板２０２の正面（電球形の頭部側）に設置される１個以上のＬＥＤからなるＬＥＤモジュール２０１と、筐体または基板２０２の背面（電球形の下部側）に設置され回路２０３とを内部に備えている。回路２０３には、例えば上述した本発明に係るＬＥＤ駆動回路の各例を用いることができる。

電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００がねじ込まれて装着されるＬＥＤ照明灯具装着部３００と、ライトコントロール器（位相制御式調光器）４００とが、交流電源１に直列に接続される。電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００とＬＥＤ照明灯具装着部３００によって、ＬＥＤ照明機器（シーリングライト，ペンダントライト，キッチンライト，ダウンライト，スタンドライト，スポットライト，フットライト等）が構成される。そして、電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００と、ＬＥＤ照明灯具装着部３００と、ライトコントロール器４００とによって、本発明に係るＬＥＤ照明システム５００が構成される。ＬＥＤ照明灯具装着部３００は例えば室内の天井壁面に配設され、ライトコントロール器４００は例えば室内の側方壁面に配設される。

電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００がＬＥＤ照明灯具装着部３００に対して着脱自在であるため、例えば、従来は白熱灯、蛍光灯等の照明灯具を用いていた既存の照明機器及び照明システムにおいて、白熱灯、蛍光灯等の照明灯具を電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具２００に交換するだけで、低輝度調光時にＬＥＤがちらついて点灯することを低減することができる。

図１４では、ライトコントロール器４００が図１８中の位相制御式調光器である場合のライトコントロール器４００の外観を図示しており、つまみ式ボリュームにより調光の度合いを変更できるようにしている。なお、つまみ式に代えてスライド式ボリュームにより調光の度合いを変更できるようにしても良いことはいうまでもない。

上記では前記ライトコントロール器４００としてつまみ式ボリュームやスライド式ボリュームにより人が直接操作するものを挙げたが、これに限らず、リモコン等の無線信号により人が遠隔操作するものであっても良い。即ち、受信側である前記ライトコントロール器本体に無線信号受信部を設け、送信側である送信機本体（例えば、リモコン送信機、携帯端末等）に前記無線信号受信部へライトコントロール信号（例えば、調光信号、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号等）を送信する無線信号送信部を設けることで遠隔操作できる。

また、本発明に係るＬＥＤ照明灯具は、電球形のＬＥＤ照明灯具に限らず、例えば、図１５に示す電灯形のＬＥＤ照明灯具６００、環形のＬＥＤ照明灯具７００、又は直管形のＬＥＤ照明灯具８００であってもよい。

１ 交流電源
２ 位相制御式調光器
３ ＬＥＤモジュール
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ ＬＥＤ駆動回路
５ スイッチング電源部
６ スイッチング素子
７ 位相角検出部
８ 制御部
９、２６、３１ 電流検出器
１０ スイッチング素子
１１ スイッチング素子制御部
１２ 第１ドライバ
１３ エラーアンプ
１４ 発振器
１５、２４、２９ コンパレータ
１６ 第２ドライバ
１７、２２、２３、２７、３０ 定電圧源
１８、１９ コンパレータ
２０ フリップフロップ
２１ ＯＲ回路
２５ ＡＮＤ回路
２８、３６ ドライブ
３２、３４ ドライブ回路
３３、３７ 基準電圧源
３５、３８ スイッチ
３９ 降圧型スイッチング電源回路
４０ フライバックトランスを有するスイッチング電源回路
２００ 電球形の本発明に係るＬＥＤ照明灯具
２０１ ＬＥＤモジュール
２０２ 筐体または基板
２０３ 回路
３００ ＬＥＤ照明灯具装着部
４００ ライトコントロール器
５００ 本発明に係るＬＥＤ照明システム
６００ 本発明に係る電灯形のＬＥＤ灯具
７００ 本発明に係る環形のＬＥＤ灯具
８００ 本発明に係る直管形のＬＥＤ灯具
Ｃ０ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ 逆流防止用ダイオード
ＤＢ１ ダイオードブリッジ
Ｒ１〜Ｒ８ 分圧抵抗

Claims (19)

1. 位相制御式調光器からの交番電圧を入力してＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
   前記位相制御式調光器内部の位相制御素子がオフからオンになる位相角を検出する位相角検出部と、
   前記ＬＥＤに電流を供給するスイッチング電源部と、
   前記ＬＥＤに直列に接続されるスイッチング素子と、
   前記位相角検出部の出力に応じて前記スイッチング電源部及び前記スイッチング素子を制御する制御部とを備え、
   前記制御部が、前記位相角検出部によって検出される位相角が所定値以下である場合に、前記スイッチング素子を常時オン状態にし、前記位相角検出部によって検出される位相角が前記所定値より大きい場合に、前記スイッチング素子をパルス駆動することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記ＬＥＤに流れる電流を検出する電流検出部を備え、
   前記制御部が、前記位相角検出部の出力及び前記電流検出部の出力に応じて前記スイッチング電源部及び前記スイッチング素子を制御する請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 前記スイッチング素子がオン状態であるとき、前記制御部が、前記スイッチング電源部のオンデューティの最小値を制限する請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記ＬＥＤに流れる電流がある一定値を下回ると、前記制御部が、前記スイッチング素子をオフ状態にする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
5. 前記制御部が、前記交番電圧の周期にあわせて前記スイッチング素子をオン状態にする請求項４に記載のＬＥＤ駆動回路。
6. 前記位相角検出部によって検出される位相角がある一定値より大きくなると、前記制御部が、前記スイッチング素子を常時オフ状態にし、前記ＬＥＤの点灯を停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
7. 前記制御部が、前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流のピーク値を、前記スイッチング電源部の入力電圧に応じて制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
8. 前記スイッチング電源部の入力電圧がある一定値を下回ると、前記制御部が、前記スイッチング電源部の動作を停止させる請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
9. 前記スイッチング電源部が、昇圧型スイッチング電源回路である請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
10. 前記制御部が、
    前記スイッチング電源部内のスイッチング素子のオン／オフをスイッチング制御する第１のドライブ回路と、
    前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流値を一定にするように前記スイッチング電源部内のスイッチング素子の制御端子への供給電圧をアナログ的に制御する第２のドライブ回路と、
    前記スイッチング電源部の入力電圧、前記ＬＥＤ駆動回路の入力電流、又は前記ＬＥＤに流れる電流に応じて、前記第１のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動及び前記第２のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動のいずれか一方を選択する選択部とを有することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ駆動回路。
11. 前記第２のドライブ回路の制御により一定となる前記スイッチング電源部内のスイッチング素子に流れる電流値が切り替え可能であることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ駆動回路。
12. 前記選択部が前記第１のドライブ回路による前記スイッチング電源部の駆動を選択しているときは、前記第２のドライブ回路の動作を停止することを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ駆動回路。
13. 前記スイッチング電源部が、降圧型スイッチング電源回路である請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
14. 前記スイッチング電源部が、トランスを有するスイッチング電源回路である請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路と、前記ＬＥＤ駆動回路の出力側に接続されたＬＥＤとを備えることを特徴とするＬＥＤ照明灯具。
16. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路又は請求項１５に記載のＬＥＤ照明灯具を備えることを特徴とするＬＥＤ照明機器。
17. 請求項１５に記載のＬＥＤ照明灯具又は請求項１６に記載のＬＥＤ照明機器と、当該ＬＥＤ照明灯具又はＬＥＤ照明機器の入力側に接続された位相制御式調光器とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明システム。
18. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＬＥＤ駆動回路と、
    前記ＬＥＤ駆動回路に交番電圧を供給する位相制御式調光器とを備えることを特徴とする調光装置。
19. ＬＥＤ照明灯具と、
    前記ＬＥＤ照明灯具の入力側に接続された請求項１８に記載の調光装置とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明システム。

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