JP5999326B2

JP5999326B2 - Ｌｅｄ点灯装置、および照明器具

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Publication number: JP5999326B2
Application number: JP2012151692A
Authority: JP
Inventors: 裕司吉本; 勝信濱本; 浅野　寛之; 寛之浅野; 真史山本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-07-05
Also published as: JP2014017057A; US20140009077A1; CN103533704A; EP2683222A1; CN103533704B; US9167642B2

Description

本発明は、ＬＥＤ点灯装置、および照明器具に関するものである。

従来、ＬＥＤ素子を光源とするＬＥＤ点灯装置として、チョッパ回路を用いて調光するものが提案されている。例えば、スイッチング素子のオンデューティを可変制御するＰＷＭ制御によって、ＬＥＤ電流を制御して調光する構成（例えば、特許文献１参照）や、ＬＥＤ電流の振幅値を制御して調光する構成（例えば、特許文献２参照）等がある。

また、調光によりＬＥＤ素子の光出力が所定レベル以下になったとき、チョッパ回路の前段の力率改善回路の動作を停止させることによって、ＬＥＤ素子のちらつきを抑制するものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−２３１４７１号公報特開２００９−３０１８７６号公報特開２０１０−４０４００号公報

上述のＰＷＭ制御を用いてＬＥＤ電流を制御する場合、ＰＷＭ信号の周波数が低い（４０ｋＨｚ未満）と、インダクタを大型化する必要があった。

さらに、ＰＷＭ信号の周波数が３０〜４０ｋＨｚ付近であれば、ＬＥＤ電流の波形に重畳したＰＷＭ周波数のリプル成分によって、他機器の赤外線リモコンの信号に干渉する虞がある。このため、ＬＥＤ素子に並列接続した平滑コンデンサを大容量とする必要があった。

そこで、インダクタや平滑コンデンサを小型化するために、ＰＷＭ周波数を高周波化したＬＥＤ点灯装置が提案された。しかしながら、ＰＷＭ周波数を高周波化したことにより、調光レベルが低下してＬＥＤ電流が小さくなるにつれて、スイッチング素子のオン期間が著しく減少（例えば、０付近）してしまう。而して、ＰＷＭ周波数を高周波化したＬＥＤ点灯装置では、調光レベルが低いときに、スイッチング制御を行う制御回路の制御遅延時間や、スイッチング素子の駆動能力などの様々な要因のために、スイッチング動作が不安定になりやすいという問題点があった。すなわち、従来のＬＥＤ点灯装置では、調光レベルが低い場合に、安定した調光制御を行うことが難しかった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、調光レベルが低い場合でも、安定した調光制御を行うことができるＬＥＤ点灯装置、および照明器具を提供することにある。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、直流電源の両端間に接続されたスイッチング素子、インダクタ、コンデンサの直列回路を備えて、前記スイッチング素子がオン・オフすることによって、前記コンデンサに並列接続された１つ以上のＬＥＤ素子からなるＬＥＤ光源に電流を供給するＬＥＤ点灯装置であって、前記インダクタを流れるインダクタ電流を検出する電流検出部と、前記ＬＥＤ光源の調光レベルに応じた前記インダクタ電流の閾値を生成する閾値生成部と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記調光レベルに基づいて、前記調光レベルが低いほど、前記スイッチング素子がオンする周期を長くし、前記インダクタ電流の検出値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記インダクタ電流の目標値を決定し、前記インダクタ電流の検出値が前記閾値より大きい場合、前記目標値を低減させ、前記インダクタ電流の検出値が前記閾値より小さい場合、前記目標値を増加させて、前記インダクタ電流の検出値が前記目標値以上になった時点で、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする。

この発明において、前記制御部は、調光時において、前記インダクタを流れる電流が断続モードとなるように、前記スイッチング素子をオン・オフ制御し、前記調光レベルが高いほど、前記インダクタを流れる電流が臨界モードに近付くことが好ましい。

本発明の照明器具は、本発明のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤ点灯装置から電流を供給される１つ以上のＬＥＤ素子とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、調光レベルが低い場合、スイッチング素子のスイッチング周波数が低くなることによって、低調光レベルであっても、スイッチング素子のオン期間が、著しく減少することがない。したがって、低調光レベルであっても、制御動作の不安定さを改善することができ、ＬＥＤ電流をより低い値に制御することが可能となる。すなわち、調光レベルが低い場合でも、安定した調光制御を行うことができるという効果がある。

実施形態１のＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。同上のクロック信号の周波数特性を示すグラフ図である。（ａ）〜（ｄ）同上の調光レベルが高い場合における各部の波形を示す波形図である。（ａ）〜（ｄ）同上の調光レベルが低い場合における各部の波形を示す波形図である。同上の他の構成を示す回路図である。実施形態２のＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。同上のタイマ信号のタイマ時間特性を示すグラフ図である。（ａ）〜（ｄ）同上の調光レベルが高い場合における各部の波形を示す波形図である。（ａ）〜（ｄ）同上の調光レベルが低い場合における各部の波形を示す波形図である。実施形態３の照明器具の構成を示す断面図である。同上の別の照明器具の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態のＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す。

ＬＥＤ点灯装置は、整流回路１と、力率改善回路２と、降圧チョッパ回路３と、制御部４とを備えて、１乃至複数のＬＥＤ素子１０ａで構成されるＬＥＤ光源１０に電流を供給する。

整流回路１は、商用電源ＰＳを入力とし、商用電源ＰＳの交流電圧を整流（例えば全波整流）した整流電圧を出力する。

力率改善回路２は、整流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路で構成されている。力率改善回路２の出力端間には、平滑用のコンデンサＣａを設けており、コンデンサＣａの両端間に昇圧電圧が発生する。このコンデンサＣａが、本発明の直流電源を構成する。なお、昇圧チョッパ回路を用いた力率改善回路２の具体構成は周知であり、詳細な説明は省略する。

次に、降圧チョッパ回路３について説明する。

まず、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）からなるスイッチング素子Ｑ１と、インダクタＬ１と、コンデンサＣ１との直列回路が、コンデンサＣａの両端間に接続している。インダクタＬ１とコンデンサＣ１との直列回路には、回生用のダイオードＤ１が並列接続している。そして、コンデンサＣ１には、ＬＥＤ光源１０が並列接続している。ＬＥＤ光源１０は、複数のＬＥＤ素子１０ａが直列接続して構成される。

また、ＬＥＤ光源１０とダイオードＤ１との間には、抵抗Ｒ１が介挿されている。この抵抗Ｒ１は、本発明の電流検出部を構成しており、インダクタＬ１を流れる電流（インダクタ電流Ｉ１）を検出する。

そして、制御部４が、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御する。制御部４は、調光制御部４１と、閾値生成部４２と、クロック信号発生部４３と、スイッチング制御部４４と、ハイサイドドライバ４５とを、主たる構成要素として備える。

調光制御部４１は、オペアンプＯＰ１を備えて、オペアンプＯＰ１の反転入力と出力との間には、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との並列回路が接続されており、オペアンプＯＰ１は積分動作を行う。そして、オペアンプＯＰ１の反転入力には、抵抗Ｒ１の両端電圧が、抵抗Ｒ３を介して入力されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力には、閾値生成部４２の可変電圧源４２ｂが接続する。さらに、オペアンプＯＰ１の出力は、抵抗Ｒ４を介して、スイッチング制御部４４の入力ピンＰ２（ＣＯＭＰ端子）に接続している。

スイッチング制御部４４は、臨界モード制御機能を有するチョッパ回路の制御用ＩＣで構成される。

スイッチング制御部４４は、入力ピンＰ１〜Ｐ３、出力ピンＰ４を備える。

入力ピンＰ１（ＺＣＤ端子）は、本来、チョッパ回路のインダクタ電流の検出値が入力される。スイッチング制御部４４は、このインダクタ電流が０になるゼロクロスを検出する機能を有し、インダクタ電流のゼロクロスタイミングにおいて、出力ピンＰ４（ＯＵＴ端子）からスイッチング素子Ｑ１をオンする制御信号Ｓ１を出力する。本実施形態では、クロック信号発生部４３が発生する後述のクロック信号ＣＬを、抵抗Ｒ６を介して入力ピンＰ１に入力している。スイッチング制御部４４は、このクロック信号ＣＬのゼロクロスタイミングにおいて、出力ピンＰ４からスイッチング素子Ｑ１をオンする制御信号Ｓ１を出力する。

さらに、スイッチング制御部４４は、オペアンプＯＰ１の出力が入力ピンＰ２（ＣＯＭＰ端子）に入力され、抵抗Ｒ１によるインダクタ電流Ｉ１の検出値が入力ピンＰ３（ＣＳ端子）に入力されている。抵抗Ｒ１の両端間には、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３との直列回路が接続されており、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３との接続点が入力ピンＰ３に接続している。スイッチング制御部４４は、ソース／シンクする定電流源を内蔵しており、入力ピンＰ２の電圧に応じたインダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓのデータを生成する。そして、スイッチング制御部４４は、インダクタ電流Ｉ１の検出値（入力ピンＰ３の電圧）が、目標値Ｉｓ以上になると、出力ピンＰ４からスイッチング素子Ｑ１をオフする制御信号Ｓ１を出力する。

スイッチング素子Ｑ１は、力率改善回路２の出力の高電位側に接続している。そこで、ハイサイドドライバ４５は、スイッチング制御部４４から出力される制御信号Ｓ１をレベルシフトさせた後に、抵抗Ｒ７を介してスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加することによって、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動する。

次に、ＬＥＤ点灯装置の調光時の動作について説明する。

まず、調光信号出力部Ｘ１から調光指示信号が閾値生成部４２に入力される。この調光指示信号は、ＬＥＤ光源１０の調光レベルを指示するものであって、閾値生成部４２の信号変換部４２ａは、調光指示信号を、直流電圧信号である調光信号に変換する。そして、可変電圧源４２ｂは、信号変換部４２ａからの調光信号によって、出力電圧を制御される。具体的に、可変電圧源４２ｂは、調光信号が示す調光レベルが高いほど、高い直流電圧を閾値Ｖｓとして発生する。

なお、調光信号出力部Ｘ１は、ＬＥＤ点灯装置の外部に設けられる場合、調光レベルに応じたデューティ信号またはデジタル信号を出力する調光器、コントローラ等で構成され、信号経路は、有線、無線（電波、赤外線等）を問わない。また、調光信号出力部Ｘ１は、ＬＥＤ点灯装置の内部に設けられる場合、マイコン等で構成される。

さらに、調光信号出力部Ｘ１は、予め定められたプログラムに応じて調光信号を出力してもよい。例えば、一日の所定時刻に予め定められた調光レベルに調光することによって、省電力制御を行うタイムスケジュール制御を行う。

そして、オペアンプＯＰ１は、抵抗Ｒ１によるインダクタ電流Ｉ１の検出値と、閾値生成部４２による閾値Ｖｓとを比較し、インダクタ電流Ｉ１の検出値が閾値Ｖｓより大きくなると、オペアンプＯＰ１の出力はシンク動作を行う。そして、オペアンプＯＰ１の出力がシンク動作を行うことによって、スイッチング制御部４４の入力ピンＰ２の電圧も徐々に低下する。スイッチング制御部４４は、入力ピンＰ２の電圧に応じたインダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓのデータを生成しており、入力ピンＰ２の電圧が低下するにしたがって、インダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓを低下させる。

そして、スイッチング制御部４４は、入力ピンＰ３に入力されているインダクタ電流Ｉ１の検出値が、目標値Ｉｓ以上になった時点で、出力ピンＰ４からスイッチング素子Ｑ１をオフする制御信号Ｓ１を出力する。すなわち、上述のように、インダクタ電流Ｉ１の検出値が閾値Ｖｓより大きくなると、インダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓが低下し、スイッチング素子Ｑ１のオフタイミングを早めることによって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間を短くし、ＬＥＤ光源１０に流れるＬＥＤ電流Ｉ２を低減させる方向に制御する。

そして、スイッチング制御部４４は、ＬＥＤ電流Ｉ２を低減させる方向に制御することによって、インダクタ電流Ｉ１の検出値も低下し、インダクタ電流Ｉ１の検出値が閾値Ｖｓに等しくなると、オペアンプＯＰ１の出力のシンク動作は停止する。

したがって、調光レベルが高いほど、スイッチング素子Ｑ１のオフタイミングが遅くなって、ＬＥＤ電流Ｉ２は増加し、調光レベルが低いほど、スイッチング素子Ｑ１のオフタイミングが早くなって、ＬＥＤ電流Ｉ２は減少する。而して、ＬＥＤ光源１０の光量を調光レベルに応じて制御することが可能となる。

また、オペアンプＯＰ１は、抵抗Ｒ１によるインダクタ電流Ｉ１の検出値と、閾値生成部４２による閾値Ｖｓとを比較し、インダクタ電流Ｉ１の検出値が閾値Ｖｓより小さくなると、オペアンプＯＰ１の出力はソース動作を行う。そして、オペアンプＯＰ１の出力がソース動作を行うことによって、スイッチング制御部４４の入力ピンＰ２の電圧も徐々に上昇する。スイッチング制御部４４は、入力ピンＰ２の電圧に応じたインダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓのデータを生成しており、入力ピンＰ２の電圧が上昇するにしたがって、インダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓを増加させる。すなわち、インダクタ電流Ｉ１の検出値が閾値Ｖｓより小さくなると、インダクタ電流Ｉ１の目標値Ｉｓが増加し、スイッチング素子Ｑ１のオフタイミングを遅くすることによって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間を長くし、ＬＥＤ光源１０に流れるＬＥＤ電流Ｉ２を増加させる方向に制御する。

一方、信号変換部４２ａが生成した調光信号は、クロック信号発生部４３にも入力される。クロック信号発生部４３は、信号変換部４２ａからの調光信号に基づいて、ＨレベルとＬレベルとを交互に繰り返すクロック信号ＣＬを出力する。具体的に、クロック信号発生部４３は、信号変換部４２ａから入力される調光信号の電圧値に応じて、クロック信号ＣＬの周波数を変化させる。クロック信号発生部４３は、図２に示すように、調光レベルが高く、ＬＥＤ電流Ｉ２が大きくなる場合、クロック信号ＣＬの周波数を高くし、調光レベルが低く、ＬＥＤ電流Ｉ２が小さくなる場合、クロック信号ＣＬの周波数を低くする。

そして、クロック信号発生部４３が生成したクロック信号ＣＬは、スイッチング制御部４４の入力ピンＰ１に入力される。スイッチング制御部４４は、このクロック信号ＣＬのゼロクロスタイミングに、出力ピンＰ４からスイッチング素子Ｑ１をオンする制御信号Ｓ１を出力する。

このように、制御部４は、調光レベルが低いほど、スイッチング素子Ｑ１がオンする周期を長くして、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を低くする。

例えば、調光レベルが高い場合における各部の波形を図３に示す。図３（ａ）は、インダクタ電流Ｉ１、図３（ｂ）は、制御信号Ｓ１、図３（ｃ）は、クロック信号ＣＬ、図３（ｄ）は、ＬＥＤ電流Ｉ２の各波形を示す。そして、調光レベルが高い場合、クロック信号ＣＬの周期（＝スイッチング素子Ｑ１のオン周期）が比較的短いＴ１になり、インダクタ電流Ｉ１が、比較的高い目標値Ｉｓ１に達した時点で、スイッチング素子Ｑ１はオンからオフに切り替わる。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔ１１は比較的長くなり、オフ期間Ｔ１２は比較的短くなる。

次に、調光レベルが低い場合における各部の波形を図４に示しており、図４（ａ）は、インダクタ電流Ｉ１、図４（ｂ）は、制御信号Ｓ１、図４（ｃ）は、クロック信号ＣＬ、図４（ｄ）は、ＬＥＤ電流Ｉ２の各波形を示す。そして、調光レベルが低い場合、クロック信号ＣＬの周期（＝スイッチング素子Ｑ１のオン周期）が比較的長いＴ２（＞Ｔ１）であり、インダクタ電流Ｉ１が、比較的低い目標値Ｉｓ２（＜Ｉｓ１）に達した時点で、スイッチング素子Ｑ１はオンからオフに切り替わる。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔ２１は比較的短くなり、オフ期間Ｔ２２は比較的長くなる。

したがって、調光レベルが高い場合における降圧チョッパ回路３の動作は、図３に示すように、インダクタ電流Ｉ１が臨界モードに近い断続モードとなる。したがって、インダクタ電流Ｉ１が連続モードで動作する場合に比べて、インダクタＬ１のインダクタンスを小さくすることができる。

なお、断続モードは、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間にインダクタ電流Ｉ１がゼロになる期間が存在するモードである。臨界モードは、インダクタ電流Ｉ１が略ゼロにまで減少した時点でスイッチング素子Ｑ１をオンさせるモードである。連続モードは、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフに関わらず、インダクタ電流Ｉ１が連続的に流れるモードである。

また、調光レベルが低い場合における降圧チョッパ回路３の動作は、図４に示すように、インダクタ電流Ｉ１が断続モードとなる。一般に、断続モードで動作する場合、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間におけるＬＥＤ電流Ｉ２を供給するために、平滑用のコンデンサＣ１には、比較的大きな容量が必要になる。しかしながら、本実施形態では、調光レベルが低い場合、ＬＥＤ電流Ｉ２が低いために消費電力も少なく、平滑用のコンデンサＣ１の容量は、比較的低容量として、小型化を図ることができる。

また、調光レベルが低い場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が低くなることによって、低調光レベルであっても、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が、著しく減少（例えば、０付近）することがない（図４中のオン期間Ｔ２１）。したがって、低調光レベルであっても、制御動作の不安定さを改善することができ、ＬＥＤ電流Ｉ２をより低い値に制御することが可能となる。すなわち、調光レベルが低い場合でも、安定した調光制御を行うことができ、調光範囲を広げることができる。

また、図１では、スイッチング素子Ｑ１を、力率改善回路２の出力の高電位側に接続しているが、図５のように、スイッチング素子Ｑ１を、力率改善回路２の出力の低電位側に接続してもよい。この場合、ハイサイドドライバ４５は必要なく、スイッチング制御部４４の出力ピンＰ４を、抵抗Ｒ７を介してスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続できる。

なお、本実施形態では、スイッチング制御部４４として、臨界モード制御機能を有するチョッパ回路の制御用ＩＣを用いたが、同様の機能を有する他の形態であってもよい。また、調光制御部４１、クロック信号発生部４３、スイッチング制御部４４を集積化して、１つのＩＣとして構成してもよい。

（実施形態２）
図６は、本実施形態のＬＥＤ点灯装置の回路構成を示す。

本実施形態は、クロック信号発生部４３の代わりに、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングを制御するタイマ部４６を備えるものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。

タイマ部４６は、タイマ回路４６ａと、ダイオード４６ｂとで構成される。タイマ回路４６ａは、信号変換部４２ａからの調光信号に基づいて、タイマ信号ＴＭを、スイッチング制御部４４の入力ピンＰ１へダイオード４６ｂを介して出力する。タイマ回路４６ａは、スイッチング制御部４４の出力ピンＰ４から出力される制御信号Ｓ１がＨレベルのとき、Ｈレベルのタイマ信号ＴＭを出力する。そして、タイマ回路４６ａは、制御信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに切り替わった時点から、タイマ時間Ｔａのカウントを開始し、タイマ時間Ｔａのカウントが完了したタイミングで、タイマ信号ＴＭをＨレベルからＬレベルに切り替える。

具体的に、タイマ回路４６ａは、信号変換部４２ａから入力される調光信号の電圧値に応じて、タイマ時間Ｔａを変化させる。タイマ回路４６ａは、図７に示すように、調光レベルが高く、ＬＥＤ電流Ｉ２が大きくなる場合、タイマ時間Ｔａを短くし、調光レベルが低く、ＬＥＤ電流Ｉ２が小さくなる場合、タイマ時間Ｔａを長くする。

そして、スイッチング制御部４４は、ＨレベルからＬレベルに切り替わったタイマ信号ＴＭのゼロクロスタイミングにおいて、出力ピンＰ４からスイッチング素子Ｑ１をオンする制御信号Ｓ１を出力する。すなわち、スイッチング制御部４４は、タイマ信号ＴＭのゼロクロスタイミングに、スイッチング素子Ｑ１をオンする制御信号Ｓ１を出力する。

例えば、調光レベルが高い場合における各部の波形を図８に示す。図８（ａ）は、スイッチング素子Ｑ１を流れるスイッチング電流Ｉ３、図８（ｂ）は、制御信号Ｓ１、図８（ｃ）は、タイマ信号ＴＭ、図８（ｄ）は、ＬＥＤ電流Ｉ２の各波形を示す。そして、調光レベルが高い場合、タイマ時間Ｔａは比較的短く、タイマ信号ＴＭがＨレベル→Ｌレベルに切り替わる周期（＝スイッチング素子Ｑ１のオン周期）が比較的短いＴ３になり、インダクタ電流Ｉ１が、比較的高い目標値Ｉｓ３に達した時点で、スイッチング素子Ｑ１はオンからオフに切り替わる。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔ３１は比較的長くなり、オフ期間Ｔ３２は比較的短くなる。なお、スイッチング電流Ｉ３は、オン期間Ｔ３１におけるインダクタ電流Ｉ１と等しくなる。

次に、調光レベルが低い場合における各部の波形を図９に示しており、図９（ａ）は、スイッチング電流Ｉ３、図９（ｂ）は、制御信号Ｓ１、図９（ｃ）は、タイマ信号ＴＭ、図９（ｄ）は、ＬＥＤ電流Ｉ２の各波形を示す。そして、調光レベルが低い場合、タイマ時間Ｔａは比較的長く、タイマ信号ＴＭがＨレベル→Ｌレベルに切り替わる周期（＝スイッチング素子Ｑ１のオン周期）が比較的長いＴ４（＞Ｔ３）であり、インダクタ電流Ｉ１が、比較的低い目標値Ｉｓ４（＜Ｉｓ３）に達した時点で、スイッチング素子Ｑ１はオンからオフに切り替わる。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔ４１は比較的短くなり、オフ期間Ｔ４２は比較的長くなる。なお、スイッチング電流Ｉ３は、オン期間Ｔ４１におけるインダクタ電流Ｉ１と等しくなる。

したがって、調光レベルが高い場合における降圧チョッパ回路３の動作は、インダクタ電流Ｉ１が臨界モードに近い断続モードとすることができる。したがって、インダクタ電流Ｉ１が連続モードで動作する場合に比べて、インダクタＬ１のインダクタンスを小さくすることができる。

また、調光レベルが低い場合における降圧チョッパ回路３の動作は、インダクタ電流Ｉ１が断続モードとなる。しかし、調光レベルが低い場合、ＬＥＤ電流Ｉ２が低いために消費電力も少なく、平滑用のコンデンサＣ１の容量は、比較的低容量として、小型化を図ることができる。

また、調光レベルが低い場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が低くなることによって、低調光レベルであっても、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が、著しく減少（例えば、０付近）することがない（図９中のオン期間Ｔ４１）。したがって、低調光レベルであっても、制御動作の不安定さを改善することができ、ＬＥＤ電流Ｉ２をより低い値に制御することが可能となる。すなわち、調光レベルが低い場合でも、安定した調光制御を行うことができ、調光範囲を広げることができる。

また、図６では、スイッチング素子Ｑ１を、力率改善回路２の出力の高電位側に接続しているが、スイッチング素子Ｑ１を、力率改善回路２の出力の低電位側に接続してもよい。この場合、ハイサイドドライバ４５は必要なく、スイッチング制御部４４の出力ピンＰ４を、スイッチング素子Ｑ１のゲートに接続できる。

また、調光制御部４１、スイッチング制御部４４、タイマ部４６を集積化して、１つのＩＣとして構成してもよい。

なお、他の構成は実施形態１と同様であり、説明は省略する。

（実施形態３）
図１０は、実施形態１または実施形態２のＬＥＤ点灯装置（以降、ＬＥＤ点灯装置Ａと称す）を用いた電源別置型の照明器具Ｂ１の概略構成を示している。

この照明器具Ｂ１では、ＬＥＤ点灯装置Ａが、ＬＥＤ光源１０の筐体１０ｂとは別のケース１１に内蔵されている。したがって、ＬＥＤ光源１０を薄型化することが可能となり、さらには別置型の電源ユニットとしてのＬＥＤ点灯装置Ａも小型化を図ることができるので、設置場所を限定されることが少ない。

ＬＥＤ光源１０の筐体１０ｂは、一端を開放した金属製の円筒体よりなり、一端の開放部は光拡散板１０ｃで覆われている。筐体１０ｂの他端側の底面には、光拡散板１０ｃに対向するように、複数のＬＥＤ素子１０ａが実装された実装基板１０ｄが配置されている。

そして、筐体１０ｂは、天井１００に埋め込まれており、ＬＥＤ光源１０は、天井裏に配置されたＬＥＤ点灯装置Ａに、リード線９１とコネクタ９２とを介して配線されている。

また、図１１に概略構成を示す一体型の照明器具Ｂ２を用いてもよい。照明器具Ｂ２は、ＬＥＤ点灯装置Ａと、ＬＥＤ光源１０とを、ケース１２に内蔵している。

ケース１２は、一端を開放した円筒体よりなり、一端の開放部は光拡散板１２ａで覆われている。ケース１２内は、仕切り板１２ｂによって、一端側と他端側とが仕切られており、仕切り板１２ｂの一面には、光拡散板１２ａに対向するように、ＬＥＤ光源１０が配置されている。ＬＥＤ光源１０は、複数のＬＥＤ素子１０ａが実装された実装基板１０ｄを有する。また、ケース１２の仕切り板１２ｂの他面側には、ＬＥＤ点灯装置Ａが収納されており、ＬＥＤ点灯装置Ａは、実装基板１３上に各部品を実装して構成される。

仕切り板１２ｂには開口１２ｃが設けられており、ＬＥＤ光源１０は、開口１２ｃを通るリード線９３を介して、ＬＥＤ点灯装置Ａに配線されている。

そして、ケース１２が、天井１００に埋め込まれて、設置される。

また、本発明のＬＥＤ点灯装置は、照明器具に限らず、各種の光源、例えば、液晶ディスプレイのバックライトや、複写機、スキャナ、プロジェクタなどの光源として利用してもよい。

３降圧チョッパ回路
４制御部
１０ＬＥＤ光源
１０ａＬＥＤ素子
４２閾値生成部
Ｑ１スイッチング素子
Ｌ１インダクタ
Ｃ１コンデンサ
Ｒ１抵抗（電流検出部）
Ｃａコンデンサ（直流電源）

Claims

直流電源の両端間に接続されたスイッチング素子、インダクタ、コンデンサの直列回路を備えて、前記スイッチング素子がオン・オフすることによって、前記コンデンサに並列接続された１つ以上のＬＥＤ素子からなるＬＥＤ光源に電流を供給するＬＥＤ点灯装置であって、
前記インダクタを流れるインダクタ電流を検出する電流検出部と、
前記ＬＥＤ光源の調光レベルに応じた前記インダクタ電流の閾値を生成する閾値生成部と、
前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記調光レベルに基づいて、前記調光レベルが低いほど、前記スイッチング素子がオンする周期を長くし、
前記インダクタ電流の検出値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記インダクタ電流の目標値を決定し、前記インダクタ電流の検出値が前記閾値より大きい場合、前記目標値を低減させ、前記インダクタ電流の検出値が前記閾値より小さい場合、前記目標値を増加させて、
前記インダクタ電流の検出値が前記目標値以上になった時点で、前記スイッチング素子をオフする
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
前記制御部は、調光時において、前記インダクタを流れる電流が断続モードとなるように、前記スイッチング素子をオン・オフ制御し、前記調光レベルが高いほど、前記インダクタを流れる電流が臨界モードに近付くことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤ点灯装置から電流を供給される１つ以上のＬＥＤ素子とを備えることを特徴とする照明器具。