JP4995777B2

JP4995777B2 - Ｌｅｄ用の点灯装置とｌｅｄランプ、およびｌｅｄの点灯方法

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Publication number: JP4995777B2
Application number: JP2008172319A
Authority: JP
Inventors: 龍海瀬戸本; 浩幸内藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-07-01
Also published as: JP2010015714A

Description

本発明は、ＬＥＤ用の点灯装置とＬＥＤランプ、およびＬＥＤの点灯方法に関し、特に位相制御調光器からの電力供給を受ける場合の点灯制御技術に関する。

近年、地球温暖化の防止を図るために省エネルギ化が求められており、これに応えるべく照明分野においても、従来の白熱電球などに比べて高いエネルギ効率が実現可能なＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を光源に用いたランプ（以下では、「ＬＥＤランプ」と記載する。）が研究開発されている（例えば、特許文献１、２などを参照）。

ところで、ＬＥＤランプを、従来の白熱電球の代替として普及させて行こうとする場合には、調光点灯への対応も必要となる。従来の白熱電球を対象とする調光器は、位相制御方式を用いたものが代表的であり、ユーザが調光ボリュームを操作することにより、白熱電球へのＡＣ入力エネルギが増減する。高温雰囲気下での使用では、ＬＥＤ点灯方法としてフィードバック形の定電流方式が用いられるのが一般的であり、ＡＣ入力エネルギが小さくなっても定電流、即ち、一定の光束を維持しようとする（例えば、松下電器産業製のインテリジェントパワーデバイス：ＭＩＰ５５ＸＸ）。このため、調光器の調光ボリュームに対応して光束を可変するためには、制御コントローラが新たに必要となる。

このような制御コントローラは、動作基準電圧Ｖ_０（例えば、５［Ｖ］）が必要となり、この動作基準電圧Ｖ_０を下回るとＬＥＤの点灯動作が不安定となり、調光動作が困難となる。
上記のような問題に対し、交流波形における欠落部分に対応する期間はＬＥＤを消灯し、見かけ上はＰＷＭ制御を行うＬＥＤ用の点灯装置（例えば、特許文献３を参照。）や、交流波形の欠落部分の増減に伴いＬＥＤへのパルス幅を変化させてＬＥＤへの印加電圧を閾値以上に維持するＬＥＤ用の点灯装置（例えば、特許文献４を参照。）などが提案されている。
特開２００８−９１１４０号公報特開２００８−１０３１１２号公報特開２００４−２７３２６７号公報特開２００６−１７２８２０号公報

しかしながら、上記特許文献３、４で提案されているＬＥＤ用の点灯装置を用いる場合には、ＡＣ入力エネルギが小さくなった場合、ＬＥＤにおいて、視覚上のちらつきが目立つという問題を生じる。即ち、上記特許文献３、４で提案されているＬＥＤ用の点灯装置では、ＡＣ入力エネルギが小さくなればなるほど、ＬＥＤへの印加パルスの間隔が広くなってしまい、ＬＥＤが消灯している期間が長くなる。このため、これら提案のＬＥＤ用の点灯装置を用いる場合には、ＡＣ入力エネルギが小さくなった場合に、ＬＥＤにおいて、視覚上のちらつきが目立ってしまうことになる。

本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、ＬＥＤ光源を用いることにより省エネルギ化を図ることができ、且つ、既存の位相制御方式による調光を行う場合にも、視覚上のちらつきが少ないＬＥＤ用の点灯装置とＬＥＤランプ、およびＬＥＤの点灯方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、次の構成を採用する。
本発明に係るＬＥＤ用の点灯装置は、位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を直流電力に変換して、直並列接続されてなる複数のＬＥＤへと供給する装置であって、直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、ＬＥＤへの直流電力の供給制御を行う制御部と、直流電力の供給先を、複数のＬＥＤの全てと、複数のＬＥＤの中の直列接続された一部のＬＥＤとの間で切り替えを行う切替部とを有する。そして、制御部は、電圧検出部で検出された電圧値（以下では、「検出電圧値」と記載する。）を取得し、この検出電圧値と、予め設定されている（動作）基準電圧値とを比較する。

本発明に係る点灯装置では、上記比較の結果、検出電圧値が動作基準電圧値よりも高い場合、制御部が切替部に対して、直流電力の供給先を複数のＬＥＤの全てとする指令を発し、且つ、定電流制御により複数のＬＥＤの全てを定電流制御により直流電力を供給し点灯させる（定電流制御モード）。一方、検出電圧値が動作基準電圧値以下である場合、制御部は切替部に対して、直流電力の供給先を上記一部のＬＥＤとする指令を発し、且つ、当該一部のＬＥＤを上記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により直流電力を供給して点灯させる（電圧制御モード）。

また、本発明に係るＬＥＤランプは、直並列接続された複数のＬＥＤと、位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を直流電力に変換して複数のＬＥＤに対し供給する点灯装置とを有する照明装置である。そして、本発明に係るＬＥＤランプでは、点灯装置として、上記本発明に係るＬＥＤ用の点灯装置が適用されている。
また、本発明に係るＬＥＤの点灯方法は、位相制御調光器において位相制御された電力を直流電力に変換し、当該直流電力を直並列接続されてなる複数のＬＥＤへと供給して点灯駆動させる点灯方法である。そして、本発明に係るＬＥＤの点灯方法は、直流電力の電圧値を検出する電圧値検出ステップと、ＬＥＤへの直流電力の供給制御を行う制御ステップと、直流電力の供給先を、複数のＬＥＤの全てと、複数のＬＥＤの中の直列接続された一部のＬＥＤとの間で切り替える切替ステップとを有する。

本発明に係る点灯方法の制御ステップでは、電圧検出ステップで検出された電圧値（検出電圧値）を取得し、検出電圧値と、予め設定されている動作基準電圧値との比較を実行する。
本発明に係る点灯方法では、上記比較の結果、検出電圧値が動作基準電圧値よりも高い場合、切替ステップにおいて、直流電力の供給先を複数のＬＥＤの全てとし、当該複数のＬＥＤの全てを定電流制御により点灯させる。一方、検出電圧値が動作基準電圧値以下である場合には、切替ステップにおいて直流電力の供給先を上記一部のＬＥＤとし、当該一部のＬＥＤを、上記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる。

上述のように、本発明に係る点灯装置では、位相制御された入力電力を整流平滑し、複数のＬＥＤの全て、あるいは一部のＬＥＤに供給する。このため、本発明に係る点灯装置を用いる場合には、脈流直流電力をＬＥＤに供給する場合と異なり、電圧値がＬＥＤの動作開始電圧付近まで低下しても、視覚上のちらつきを生じることがない。
また、本発明に係る点灯装置では、制御部が検出電圧値と動作基準電圧値とを比較し、その結果に基づいて、切替部が直流電力の供給先を切り替え、当該供給先のＬＥＤを点灯させる。ここで、全てのＬＥＤを点灯させる際には、定電流制御方式が適用され、一部のＬＥＤを点灯させる際には、直流電力の電圧値に応じた電圧制御方式が適用される。よって、本発明に係る点灯装置では、ＬＥＤの点灯について、位相制御調光器により制御された入力電力に基づき、白熱電球の代替として望ましい調光点灯を実現することができる。

上記特許文献３、４に係る従来の点灯装置では、ＡＣ入力エネルギが小さくなればなるほど、ＬＥＤへの印加パルスの間隔が広くなってしまい、視覚上のちらつきが目立ってしまう。これに対して、本発明に係る点灯装置では、上記特許文献３、４のような見かけ上のＰＷＭ制御を行うものではなく、上述のように、ＡＣ入力エネルギが小さくなった場合にも、視覚上のちらつきという問題を生じ難い。

また、本発明に係る点灯装置では、ＬＥＤを対象とするものであるので、白熱電球などよりも省エネルギ化が図られる。
以上より、本発明に係る点灯装置は、ＬＥＤ光源を用いることにより省エネルギ化を図ることができ、且つ、既存の位相制御方式による調光を行う場合にも、視覚上のちらつきが少ない。

本発明に係るＬＥＤランプでは、点灯装置として上記本発明に係る点灯装置を備えるので、上記同様の効果を有する。
本発明に係るＬＥＤの点灯方法では、制御ステップでの比較結果に基づいて、切替ステップにおいて、直流電力の供給先を複数のＬＥＤの全てと、その中の直列接続された一部のＬＥＤとを切り替え、各々定電流制御モードと電圧制御モードとで点灯駆動を実行する。よって、本発明に係る点灯方法では、上述の点灯装置と同様の効果を奏することができる。

本発明に係る点灯装置、ＬＥＤランプおよび点灯方法では、次のようなバリエーションを採用することができる。
上記本発明に係る点灯装置およびＬＥＤランプでは、制御部がマイコン回路を含んでなり、切替部がマルチプレクサを含んでなる、という構成を採用することができる。ここで、マイコン回路は検出電圧値と基準電圧値とを比較演算する回路であり、マルチプレクサは、マイコン回路での比較結果に基づき、複数のＬＥＤの全てと、一部のＬＥＤとの何れかを選択的に切り替える。

また、上記本発明に係る点灯装置およびＬＥＤランプでは、ノーマルクローズのマルチプレクサを適用することもできる。
また、上記本発明に係る点灯装置およびＬＥＤランプでは、電圧検出部とＬＥＤへの直流電力の出力端との間の電力流通路中に、ＬＥＤドライバが挿設されている、という構成を採用することができる。ここで、ＬＥＤドライバは、制御部からの指令に基づき、定電流制御と電圧制御とを選択的に実行する。

また、上記本発明に係る点灯装置およびＬＥＤランプでは、制御部に対して、３．３［Ｖ］以上であって、ＬＥＤの直列接続数と、ＬＥＤの定格電圧の１／２の値との積以下である電圧値が、動作基準電圧値として予め設定されている、という構成を採用することができる。
また、上記本発明銘に係る点灯装置およびＬＥＤランプでは、検出電圧値がＥＤの動作開始電圧よりも低くなった場合に、制御部がＬＥＤへの直流電力の供給を停止する旨の指令を出力する、という構成を採用することができる。

また、上記本発明に係るＬＥＤランプでは、電力の供給端としての給電用口金と、給電用口金が一端の口部に接合され、内方に前記点灯回路が収納されたケースと、ケースの他端に接合され、複数のＬＥＤを覆う透光性カバーとを有する、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係るＬＥＤランプでは、ケースが、樹脂材料、または銅、アルミニウム、鉄の内から選択される少なくとも一種、若しくはこれらを含む合金、またはこれらの組み合わせにより構成されている、という構成を採用することができる。

また、上記本発明に係るＬＥＤランプでは、給電用口金として、エジソンベース口金を適用することができる。
上記本発明に係る点灯方法では、制御ステップが、検出電圧値と基準電圧値とを比較演算する演算サブステップと、演算サブステップでの比較結果に基づき、複数のＬＥＤの全てを定電流制御で直流電力を供給する定電流制御モードと、一部のＬＥＤを電圧制御で直流電力を供給する電圧制御モードとを選択するモード選択サブステップとを有する、という構成を採用することができる。

また、上記本発明に係る点灯方法では、直流電力をＬＥＤへと供給するに際して、検出電圧値と動作基準電圧値との比較結果に基づき、定電流制御モードと電圧制御モードとを選択する制御方式選択ステップを有する、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係る点灯方法では、３．３［Ｖ］以上であって、ＬＥＤの直列接続数と、ＬＥＤの定格電圧の１／２の値との積以下である電圧値を、制御ステップにおける基準電圧値として採用する、という構成を採用することができる。

また、上記本発明に係る点灯方法では、制御ステップにおいて、検出電圧値が、ＬＥＤの動作開始電圧よりも低くなった場合、ＬＥＤへの直流電力の供給を停止する、という構成を採用することができる。

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外において、何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
１．ＬＥＤランプ１の全体構成
本実施の形態に係るＬＥＤランプ１の全体構成について、図１を用い説明する。

図１に示すように、ＬＥＤランプ１は、透光性カバーとしてのグローブ３０と、筒型のヒートシンク２０と、漏斗状のケース４０とエジソンベースの口金５０との組み合わせを以って、その外観が構成されている。ヒートシンク２０におけるＺ軸方向上側の表面上には、ＬＥＤユニット１０が載置固定されており、ドーム状のグローブ３０内により外側が覆われている。

ケース４０内には、点灯回路６０が収納されている。点灯回路６０は、リード７０によりＬＥＤユニット１０と接続が図られており、口金５０の両極とも図示を省略するリードにより接続が図られている。ヒートシンク２０は、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）、またはそれらの合金、あるいはそれらにフィラーを混ぜた樹脂などにより形成されている。これより、ＬＥＤランプ１の発光駆動によりＬＥＤユニット１０から発生した熱が、ヒートシンク２０へと伝達され、外部へと放出される。

２．ＬＥＤユニット１０の構成
ＬＥＤランプ１の構成要素のうち、発光源としてのＬＥＤユニット１０の構成について、図２を用い説明する。図２は、ＬＥＤユニット１０を図１におけるＺ軸方向上側から平面視した図である。
図２に示すように、ＬＥＤユニット１０は、矩形状の基板１１の一方の主面上に１２個のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３が実装された構成を有する。１２個のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３は、３直４並に接続されている。即ち、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３、ＬＥＤ素子Ｌ_２１〜Ｌ_２３、ＬＥＤ素子Ｌ_３１〜Ｌ_３３、ＬＥＤ素子Ｌ_４１〜Ｌ_４３、それぞれにおいて直列接続されてなる構成を有し、互いに並列接続されている。

ＬＥＤユニット１０では、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３からなる群が、基板１１上の配線１２、１３に接続されており、残りのＬＥＤ素子Ｌ_２１〜Ｌ_４３は、配線１３、１４に接続されている。図１に示す３本のリード７０は、配線１２〜１４のそれぞれに接続されている。
３．ＬＥＤランプ１における回路構成
ＬＥＤランプ１の回路構成について、図３を用い説明する。

図３に示すように、ＬＥＤランプ１の口金５０に対しては、交流電源５００からの交流電力が、位相制御調光器５１０を介して供給される。即ち、ＬＥＤランプ１の口金５０には、位相制御された電力であって、位相制御調光器５１０における調光ボリューム（図示を省略。）によりＡＣ入力エネルギが所定値に設定された電力が供給されることになる。
口金５０には、ラインフィルタ回路６１を介して、２つの整流平滑回路６２、６３が接続されている。一方の整流平滑回路６２は、ＬＥＤドライバ回路６４に接続されており、他方の整流平滑回路６３は、マイコン回路６５に接続されている。整流平滑回路６２とＬＥＤドライバ回路６４との間の電力流通路中には、電圧降圧回路６６が介挿されており、電圧降圧回路６６からは電圧値に関する信号（以下では、「検出電圧信号」と記載する。）がマイコン回路６５に対して出力される構成となっている。

また、マイコン回路６５からは、ＬＥＤドライバ回路６４に対して調光に係る信号（以下では、「調光信号」と記載する。）が出力される構成となっている。ＬＥＤドライバ回路６４には、リード７０ａを介してＬＥＤユニット１０に接続されているとともに、マルチプレクサ６７に接続されている。マルチプレクサ６７は、ノーマルクローズタイプであって、定常状態では、リード７０ｂおよびリード７０ｃの両方との接続を閉状態としており、マイコン回路６５からの指令を受けた場合には、リード７０ｃとの接続の閉状態を維持しながら、リード７０ｂとの接続を開状態とする。

マルチプレクサ６７は、リード７０ｂ、７０ｃを介してＬＥＤユニット１０に接続されている。なお、図３では、符号を付していないが、リード７０ａは、ＬＥＤユニット１０における配線１２に接続されており、リード７０ｂは、配線１４に接続され、リード７０ｃは、配線１３に接続されている（図２を参照）。
ここで、２つの整流平滑回路６２、６３は、整流平滑回路６２がＬＥＤユニット１０の駆動用であり、整流平滑回路６３がマイコン回路６５の駆動用である。
上記構成の内、ラインフィルタ６１からマルチプレクサ６７までが、点灯回路６０としてＬＥＤランプ１のケース４０の内部に収納されている。

４．マイコン回路６５の動作
次に、本実施の形態において、主な特徴となるマイコン回路６５の動作と、これに伴うＬＥＤランプ１の発光駆動について、図４〜図７を用い説明する。
図４に示すように、マイコン回路６５は、ＬＥＤランプ１に電力が投入されると、電圧降圧回路６６からの検出電圧信号Ｖ_Ｘが、予め設定された動作基準電圧Ｖ_０よりも大きいか否かを比較する（ステップＳ１）。ここで、動作基準電圧Ｖ_０は、例えば、次のように規定される。

ＬＥＤユニット１０の並列接続数がｍ（＝４）であり、１直列の最低基準電圧をＶ_ＬＯＷであるとき、指令電圧の最低電圧が（Ｖ_ＬＯＷ／ｍ）と定義される。そして、動作基準電圧Ｖ_０は、指令電圧の最低電圧（Ｖ_ＬＯＷ／ｍ）と同じ値に設定される。
ステップＳ１における比較の結果、マイコン回路６５が（Ｖ_Ｘ＞Ｖ_０）と判定した場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、マイコン回路６５は、マルチプレクサ６７に対してＬＥＤユニット１０における全てのＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３に直流電力の供給路を維持する旨の指令する（ステップＳ２）。なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ６７は、ノーマルクローズ（ＮＣ）であるので、マイコン回路６５からの切り替え指令を受けるまで、リード７０ｂ、７０ｃの両方を閉状態としており、全てのＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３を選択する。

また、マイコン回路６５が（Ｖ_Ｘ＞Ｖ_０）と判定した場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、マイコン回路部６５は、ＬＥＤドライバ回路６４に対し、ＬＥＤユニット１０における全てのＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３を指令電圧による定電流制御で発光駆動させる旨の調光信号を出力する（ステップＳ３）。これにより、ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤユニット１０における１２個全てのＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３が点灯する。マイコン回路６５は、ステップＳ１において、（Ｖ_Ｘ＞Ｖ_０）と判定する場合、上記全点灯（定電流制御）モードでの発光駆動を実行させる。

なお、マイコン回路６５は、指令電圧とＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の出力電流とを関連付けた参照テーブルが予め記憶されている。その一例を、図５に示す。マイコン回路６５は、図５に示すテーブルを参照し、各指令電圧に対応する出力電流でＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３を定電流制御により発光駆動させる。
図４に戻って、ステップＳ１においてマイコン回路６５が（Ｖ_Ｘ≦Ｖ_０）と判定した場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、マイコン回路６５は、マルチプレクサ６７に対してＬＥＤユニット１０における一部のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３に直流電力の供給を切り替える旨の指令する（ステップＳ４）。当該指令を受けたマルチプレクサ６７は、リード７０ｃとの接続の閉状態を維持し、リード７０ｂとの接続を開状態とする切り替えを実行する。

また、マイコン回路６５が（Ｖ_Ｘ≦Ｖ_０）と判定した場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ＬＥＤドライバ回路６４に対し、ＬＥＤユニット１０における一部のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３を位相制御による電圧制御で発光駆動させる旨の調光信号を出力する（ステップＳ５）。
マイコン回路６５は、検出電圧信号Ｖ_Ｘと、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の各々の動作開始電圧Ｖ_１とを比較し（ステップＳ６）、比較結果が（Ｖ_Ｘ＜Ｖ_１）と判定した場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＬＥＤユニット１０への電力供給を停止する。逆に、比較結果が（Ｖ_Ｘ≧Ｖ_１）であると判定した場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って動作を継続する。

なお、図５に示すように、（Ｖ_Ｘ≦Ｖ_０）である場合にも、マイコン回路６５に予め設定されている参照テーブルに基づき、位相制御による電圧制御により、ＬＥＤユニット１０における一部のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３が発光駆動される。
ここで、図５に示すように、本実施の形態では、上記動作基準電圧Ｖ_０および動作開始電圧Ｖ_１を次のように規定している。

動作基準電圧Ｖ_０＝３．３００［Ｖ］
動作開始電圧Ｖ_１＝２．３００［Ｖ］
なお、動作基準電圧Ｖ_０および動作開始電圧Ｖ_１については、採用するＬＥＤ素子の種類などにより適宜変更されるものである。
図６に示すように、上記のようにマイコン回路６５が制御する発光駆動では、検出電圧信号Ｖ_Ｘが２．３００［Ｖ］〜３．３００［Ｖ］の範囲では、１２個のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の内、直列接続された３個のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３を、位相制御による電圧制御で点灯駆動させる（全点灯モード）。そして、検出電圧信号Ｖ_Ｘが３．３００［Ｖ］よりも高い場合には、１２個全てのＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３を、マイコン回路６５の指令電圧による定電流制御で点灯駆動させる（１列点灯モード）。ＬＥＤランプ１では、上記点灯駆動を実行することにより、図６に示すようなリニアな光束変化が得られることになる。

５．優位性
上記構成および駆動形態を採用する本実施の形態に係るＬＥＤランプ１では、次のような優位性を有する。
本実施の形態に係るＬＥＤランプ１では、点灯回路６０の整流平滑回路６２において、位相制御された入力ＡＣ電力を整流平滑し、複数のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の全て、あるいは一部のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３に供給する。このため、ＬＥＤランプ１では、脈流直流電力をＬＥＤ素子に供給する場合と異なり、調光により電圧値がＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の動作開始電圧Ｖ_１付近まで低下しても、視覚上のちらつきを生じることがない。

また、ＬＥＤランプ１では、マイコン回路６５が検出電圧信号Ｖ_Ｘの値と動作基準電圧Ｖ_０の値とを比較し、その比較結果に基づいて、ＬＥＤドライバ回路６４およびマルチプレクサ６７に対して、定電流制御モードでの点灯駆動と電圧制御モードでの点灯駆動とを切り替え指示を行う。そして、定電流制御モードでの点灯駆動では、複数のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の全てを点灯させ、電圧制御モードでの点灯駆動では、直列接続された一部のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_１３を点灯させる。よって、ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３の点灯について、位相制御調光器により制御された入力電力に基づき、白熱電球の代替として望ましい調光点灯を実現することができる。また、ＬＥＤランプ１では、上記特許文献３、４に開示されたような”見かけ上のＰＷＭ制御”を行うものではなく、ＡＣ入力エネルギが小さくなった場合にも、視覚上のちらつきという問題を生じ難い。

また、ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３を発光源とするので、白熱電球などよりも省エネルギ化が図られる。
６．その他の事項
上記実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するための一例であり、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、上記実施の形態では、点灯回路６０がケース４０内に収納された構成を採用したが、点灯回路６０については、必ずしもランプと一体構成である必要はない。即ち、ＬＥＤユニット１０などと点灯回路６０とが、別体であるような形態の場合にも、本発明を適用することで上記同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態に係るＬＥＤランプ１では、ＬＥＤユニット１０に１２個のＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３が含まれている構成を採用したが、ＬＥＤ素子の実装個数や、実装形態などはこれに限定されるものではない。実装形態については、例えば、同心円状に複数列のＬＥＤ素子群を構成することとしてもよい。
また、上記実施の形態では、ＬＥＤ素子Ｌ_１１〜Ｌ_４３への直流電力の供給経路の切り替えに、マルチプレクサ６７を用いることとしたが、スイッチングにより切り替え動作を実行することも可能である。

また、上記でも触れたが、図５に示したテーブルは、一実施の形態として示したものであって、ＬＥＤ素子の実装数や、ＬＥＤ素子の特性などにより適宜変更が可能である。
また、上記実施の形態に係るＬＥＤランプ１では、給電端としてエジソンベースの口金５０を備えることとしたが、必ずしもエジソンベースの口金である必要はない。例えば、２本の口金ピンを有するような口金や、リード線により本体から延出されたコネクタを給電端とするような形態を採用することも可能である。

また、上記実施の形態に係るＬＥＤランプ１のマイコン回路６５には、１チップマイコンを用いることもできるし、ディスクリート部品によるロジック回路により構成されたものを用いることもできる。

本発明は、省エネルギ化を実現しながら、既存の調光器にも対応して白熱電球と同等の自然な調光が可能なＬＥＤ照明を実現するのに有用である。

実施の形態に係るＬＥＤランプ１の構成を示す側面図（一部、切欠き断面図）である。ＬＥＤランプ１におけるＬＥＤユニット１０の構成を示す平面図である。ＬＥＤランプ１における点灯回路６０の構成を示すブロック図である。点灯回路６０におけるマイコン回路６５が実行する動作のフローチャートである。マイコン回路６５における参照テーブルを示す図である。ＬＥＤランプ１の発光動作での、電圧と相対光束との関係を示す特性図である。ＬＥＤに印加される順電圧と、ＬＥＤを流れる順電流との関係を示す特性図である。

符号の説明

１．ＬＥＤランプ
１０．ＬＥＤユニット
１１．基板
１２〜１４．基板リード
２０．ヒートシンク
３０．グローブ
４０．ケース
５０．口金
６０．点灯回路
６１．ラインフィルタ回路
６２、６３．整流平滑回路
６４．ＬＥＤドライバ回路
６５．マイコン回路
６６．電圧降下回路
６７．マルチプレクサ
７０、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ．リード
５００．交流電源
５１０．位相制御調光器
Ｌ_１１〜Ｌ_４３．ＬＥＤ素子

Claims

位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を整流平滑して直流電力に変換し、直並列接続されてなる複数のＬＥＤに供給して点灯駆動させるＬＥＤ用の点灯装置であって、
前記直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記複数のＬＥＤへの前記直流電力の供給制御を行う制御部と、
前記直流電力の供給先を、前記複数のＬＥＤの全てと、前記複数のＬＥＤの中の直列接続された一部のＬＥＤとの間で切り替える切替部とを有し、
前記制御部は、
前記電圧検出部で検出された電圧値を取得し、取得した電圧値と、予め設定されている基準電圧値とを比較し、
前記取得した電圧値が前記基準電圧よりも高い場合において、前記切替部に対して前記直流電力の供給先を前記複数のＬＥＤの全てとする指令を発し、且つ、当該全てのＬＥＤを定電流制御により点灯させ、
前記取得した電圧値が前記基準電圧以下である場合において、前記切替部に対して前記直流電力の供給先を前記一部のＬＥＤとする指令を発し、且つ、当該一部のＬＥＤを前記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる
ことを特徴とする点灯装置。
前記制御部は、前記取得した電圧値と、前記基準電圧値とを比較演算するマイコン回路を含んで構成され、
前記切替部は、マルチプレクサを含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
前記マルチプレクサは、ノーマルクローズタイプである
ことを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
前記電圧検出部と前記ＬＥＤへの直流電力の出力端との間の電力流通路中には、
前記制御部からの指令に基づき、前記定電流制御と前記電圧制御とを選択的に実行するＬＥＤドライバが介挿されている
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の点灯装置。
前記制御部には、３．３Ｖ以上であって、前記ＬＥＤの直列接続数と、前記ＬＥＤの定格電圧の１／２の値との積以下である電圧値が、前記基準電圧値として予め設定されている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の点灯装置。
前記制御部は、前記取得した電圧値が、前記ＬＥＤの動作開始電圧よりも低くなった場合、前記ＬＥＤへの直流電力の供給を停止する
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の点灯装置。
直並列接続された複数のＬＥＤと、当該複数のＬＥＤの一部または全部に対し、位相制御調光器において位相制御された電力の供給を受け、当該供給電力を整流平滑して直流電力に変換し、供給する点灯装置とを有するＬＥＤランプであって、
前記点灯装置として、請求項１から４の何れかの点灯装置が適用されている
ことを特徴とするＬＥＤランプ。
前記電力の供給端としての給電用口金と、
前記給電用口金が一端の口部に接合され、内方に前記点灯回路が収納されたケースと、
前記ケースの他端に接合され、前記複数のＬＥＤを覆う透光性カバーとを有する
ことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤランプ。
前記ケースは、樹脂材料、または銅、アルミニウム、鉄の内から選択される少なくとも一種、若しくはこれらを含む合金、またはこれらの組み合わせにより構成されている
ことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤランプ。
前記給電用口金が、エジソンベース口金である
ことを特徴とする請求項８または９に記載のＬＥＤランプ。
位相制御調光器において位相制御された電力を整流平滑して直流電力に変換し、当該直流電力を直並列接続されてなる複数のＬＥＤに供給して点灯駆動させるＬＥＤの点灯方法であって、
前記直流電力の電圧値を検出する電圧値検出ステップと、
前記ＬＥＤへの前記直流電力の供給制御を行う制御ステップと、
前記直流電力の供給先を、前記複数のＬＥＤの全てと、前記複数のＬＥＤの中の直列接続された一部のＬＥＤとの間で切り替える切替ステップとを有し、
前記制御ステップでは、前記電圧検出ステップで検出された電圧値を取得し、取得した電圧値と、予め設定されている基準電圧値とを比較し、
前記取得した電圧値が前記基準電圧よりも高い場合には、前記切替ステップで前記直流電力の供給先を前記複数のＬＥＤの全てとし、且つ、当該複数のＬＥＤの全てを定電流制御により点灯させ、
前記取得した電圧値が前記基準電圧以下である場合には、前記切替ステップで前記直流電力の供給先を前記一部のＬＥＤとし、且つ、当該一部のＬＥＤを前記直流電力の電圧値に応じた電圧制御により点灯させる
ことを特徴とする点灯方法。
前記制御ステップは、
前記取得した電圧値と、前記基準電圧値とを比較演算する演算サブステップと、
前記演算サブステップでの比較結果に基づき、前記複数のＬＥＤの全てを定電流制御で前記直流電力を供給する定電流制御モードと、前記一部のＬＥＤを電圧制御で前記直流電力を供給する電圧制御モードとを選択するモード選択サブステップとを有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の点灯方法。
前記直流電力を前記ＬＥＤへと供給するに際して、
前記取得した電圧値と、前記予め設定されている基準電圧値との比較結果に基づき、前記定電流制御と前記電圧制御とを選択する制御方式選択ステップを有する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の点灯方法。
前記制御ステップでは、３．３Ｖ以上であって、前記ＬＥＤの直列接続数と、前記ＬＥＤの定格電圧の１／２の値との積以下である電圧値を、前記基準電圧値として採用する
ことを特徴とする請求項１１から１３の何れかに記載の点灯方法。
前記制御ステップは、前記取得した電圧値が、前記ＬＥＤの動作開始電圧よりも低くなった場合、前記ＬＥＤへの直流電力の供給を停止する
ことを特徴とする請求項１１から１４の何れかに記載の点灯方法。