JP6052674B2 - Ｌｅｄ点灯装置および、これを用いた照明器具，照明システム - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ点灯装置および、これを用いた照明器具，照明システムに関するものである。

従来、発光ダイオード（ＬＥＤ（LightEmitting Diode）素子）を有するＬＥＤユニットを、光源として点灯させるＬＥＤ点灯装置がある。図８に、従来のＬＥＤ点灯装置の回路構成図を示す。このＬＥＤ点灯装置は、交流電源Ｅ１０１を入力電源として、ＬＥＤユニット１０７を点灯させるものである。ＬＥＤ点灯装置は、整流回路１０１，力率改善回路１０２，ＰＦＣ制御回路１０３，降圧コンバータ回路１０４，降圧コンバータ制御回路１０５を主構成とする。以下に、従来のＬＥＤ点灯装置の各構成について説明する。

整流回路１０１は、複数のダイオード（図示なし）からなるダイオードブリッジ回路で構成されている。そして、整流回路１０１は、交流電源Ｅ１０１から印加される交流電圧を整流して後段の力率改善回路１０２に出力する。

力率改善回路１０２（ＰＦＣ（Power FactorCorrection）回路）は、昇圧チョッパ回路で構成される。そして、ＰＦＣ制御回路１０３によってスイッチング素子（図示なし）がスイッチング制御されることで、整流回路１０１の出力電圧を昇圧した直流電圧を生成し、後段の降圧コンバータ回路１０４に出力する。

降圧コンバータ回路１０４は、スイッチング素子Ｑ１０１，インダクタＬ１０１，コンデンサＣ１０１，ダイオードＤ１０１を主構成とする。具体的には、力率改善回路１０２の出力端間に、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１０１，インダクタＬ１０１，平滑用のコンデンサＣ１０１，電流検出用の抵抗Ｒ１０１の直列回路が接続されている。また、インダクタＬ１０１，コンデンサＣ１０１，抵抗Ｒ１０１の直列回路と並列に、回生用のダイオードＤ１０１が接続されている。また、コンデンサＣ１０１と並列に、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤユニット１０７が接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ１０１が降圧コンバータ制御回路１０５によってスイッチング制御されることで、力率改善回路１０２の出力電圧を降圧してＬＥＤユニット１０７に印加する。これにより、ＬＥＤユニット１０７に直流のＬＥＤ電流が供給されて点灯する。

降圧コンバータ制御回路１０５は、抵抗Ｒ１０１の両端電圧（ＬＥＤ電流に相当）に基づいて、スイッチング素子Ｑ１０１をスイッチング制御することで、ＬＥＤ電流を定電流制御する。

ところで、安全性を向上させるために、ＬＥＤユニット（ＬＥＤランプ）の装着有無を検出し、ＬＥＤユニットが装着されていない場合に電源回路を停止させるＬＥＤ点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１６０３２１号公報

しかし、特許文献１のＬＥＤ点灯装置の出力は、１個のＬＥＤユニットにのみ対応しており、脱着可能な１乃至複数のＬＥＤユニットが接続されることについては考慮されていなかった。ＬＥＤユニットの接続個数を１乃至複数のいずれにも対応させる場合、ＬＥＤ点灯装置の出力電圧範囲を幅広くする必要があり、回路部品のストレス増大や騒音発生などの不具合が発生するという問題があった。

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、１乃至複数いずれかのＬＥＤユニットが接続された場合であっても、回路部品のストレス増大や騒音発生などの不具合を防止するこができるＬＥＤ点灯装置および、これを用いた照明器具，照明システムを提供することにある。

本発明のＬＥＤ点灯装置は、出力端間に直列接続された複数の出力コネクタを有し、前記出力コネクタそれぞれに接続されるＬＥＤユニットまたはダミーユニットに、直流電流を供給する降圧コンバータ回路と、前記降圧コンバータ回路の出力を制御する降圧コンバータ制御回路と、前記出力コネクタに接続された前記ＬＥＤユニットの個数を判別する個数判別回路とを備え、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続された第１の抵抗を有し、前記ダミーユニットは、前記第１の抵抗の抵抗値と異なる抵抗値である第２の抵抗を有し、前記個数判別回路は、複数の前記出力コネクタからなる直列回路の両端間抵抗に基づいて、前記ＬＥＤユニットの接続個数を判別し、前記降圧コンバータ制御回路は、前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数に応じて、前記降圧コンバータ回路の出力を制御することを特徴とする。

このＬＥＤ点灯装置において、前記降圧コンバータ制御回路は、前記降圧コンバータ回路の出力電流を定電流制御することが好ましい。

このＬＥＤ点灯装置において、前記降圧コンバータ制御回路は、前記ＬＥＤユニットの接続個数が第１の閾値以下である場合に、前記降圧コンバータ回路の出力電流を低減させることが好ましい。

このＬＥＤ点灯装置において、前記降圧コンバータ回路の出力電圧と第２の閾値とを比較し、前記降圧コンバータ回路の出力電圧が前記第２の閾値以上である場合に、出力異常状態であると判別する異常判別回路と、前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数が第３の閾値以下である場合に、前記第２の閾値を低減させる閾値制御回路とを備え、前記降圧コンバータ制御回路は、前記異常判別回路が前記出力異常状態であると判別した場合に、前記降圧コンバータ回路の出力を低減させることが好ましい。

このＬＥＤ点灯装置において、前記出力コネクタに接続される前記ＬＥＤユニットそれぞれは、互いに同一仕様であることが好ましい。

このＬＥＤ点灯装置において、 前記第２の抵抗の抵抗値は、前記第１の抵抗の抵抗値より小さいことが好ましい。

本発明の照明器具は、出力端間に直列接続された複数の出力コネクタを有し、前記出力コネクタそれぞれに接続されるＬＥＤユニットまたはダミーユニットに、直流電流を供給する降圧コンバータ回路と、前記降圧コンバータ回路の出力を制御する降圧コンバータ制御回路と、前記出力コネクタに接続された前記ＬＥＤユニットの個数を判別する個数判別回路とを備え、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続された第１の抵抗を有し、前記ダミーユニットは、前記第１の抵抗の抵抗値と異なる抵抗値である第２の抵抗を有し、前記個数判別回路は、複数の前記出力コネクタからなる直列回路の両端間抵抗に基づいて、前記ＬＥＤユニットの接続個数を判別し、前記降圧コンバータ制御回路は、前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数に応じて、前記降圧コンバータ回路の出力を制御するＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続される第１の抵抗を有し、前記ＬＥＤ点灯装置から直流電流が供給されるＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤ点灯装置および前記ＬＥＤユニットが取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明の照明システムは、出力端間に直列接続された複数の出力コネクタを有し、前記出力コネクタそれぞれに接続されるＬＥＤユニットまたはダミーユニットに、直流電流を供給する降圧コンバータ回路と、前記降圧コンバータ回路の出力を制御する降圧コンバータ制御回路と、前記出力コネクタに接続された前記ＬＥＤユニットの個数を判別する個数判別回路とを備え、前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続された第１の抵抗を有し、前記ダミーユニットは、前記第１の抵抗の抵抗値と異なる抵抗値である第２の抵抗を有し、前記個数判別回路は、複数の前記出力コネクタからなる直列回路の両端間抵抗に基づいて、前記ＬＥＤユニットの接続個数を判別し、前記降圧コンバータ制御回路は、前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数に応じて、前記降圧コンバータ回路の出力を制御するＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続される第１の抵抗を有し、前記ＬＥＤ点灯装置から直流電流が供給されるＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤ点灯装置および前記ＬＥＤユニットが取り付けられる器具本体とを備える複数の照明器具と、複数の前記照明器具を制御するコントローラ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、ＬＥＤユニットの接続個数を判別し、ＬＥＤユニットの接続個数に応じた出力制御を行うことがで、１乃至複数いずれかのＬＥＤユニットが接続された場合であっても、回路部品のストレス増大や騒音発生などの不具合を防止することができるという効果がある。

本発明の実施形態１のＬＥＤ点灯装置の回路構成図である。 同上の別構成のＬＥＤ点灯装置の回路構成図である。 （ａ）駆動信号の波形図である。（ｂ）インダクタ電流の波形図である。（ｃ）ＬＥＤ電流の波形図である。 （ａ）駆動信号の波形図である。（ｂ）インダクタ電流の波形図である。（ｃ）ＬＥＤ電流の波形図である。 実施形態３のＬＥＤ点灯装置の回路構成図である。 実施形態４の照明器具の外観斜視図である。 同上の照明器具の断面図である。 従来のＬＥＤ点灯装置の回路構成図である。

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）
本実施形態のＬＥＤ点灯装置の回路構成図を図１に示す。本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、交流電源Ｅ１を入力電源として、ＬＥＤユニット７を点灯させるものである。本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、整流回路１，力率改善回路２，ＰＦＣ制御回路３，降圧コンバータ回路４，降圧コンバータ制御回路５，個数判別回路６を主構成とする。以下に、ＬＥＤ点灯装置の各構成について説明する。

整流回路１は、複数のダイオード（図示なし）からなるダイオードブリッジ回路で構成されている。そして、整流回路１は、商用電源である交流電源Ｅ１から印加される交流電圧を整流して後段の力率改善回路２に出力する。

力率改善回路２（ＰＦＣ（Power FactorCorrection）回路）は、トランスＴ１，スイッチング素子Ｑ１，ダイオードＤ１，コンデンサＣ１を主構成とする昇圧チョッパ回路で構成されている。具体的には、整流回路１の出力端間に、トランスＴ１の一次巻線ｎ１，ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１，電流検出用の抵抗Ｒ１の直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１，抵抗Ｒ１の直列回路と並列に、逆流防止用のダイオードＤ１，平滑用のコンデンサＣ１の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ゲートが抵抗Ｒ２を介してＰＦＣ制御回路３に接続されている。そして、力率改善回路２は、ＰＦＣ制御回路３によってスイッチング素子Ｑ１がスイッチング制御（オン・オフ駆動）されることによって、整流回路１の出力電圧を昇圧した所望の直流電圧を生成し、後段の降圧コンバータ回路４に出力する。

ＰＦＣ制御回路３は、以下の入力パラメータに基づいて、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する。整流回路１の出力端間に、抵抗Ｒ３，抵抗Ｒ４の直列回路が接続されている。そして、ＰＦＣ制御回路３は、抵抗Ｒ３，Ｒ４による整流回路１の出力電圧の抵抗分圧を検出することで、力率改善回路２の入力電圧値を検出する。また、トランスＴ１の二次巻線ｎ２は、一端が回路グランドに接続され、他端が抵抗Ｒ５を介してＰＦＣ制御回路３に接続されている。そして、ＰＦＣ制御回路３は、二次巻線ｎ２の両端電圧を検出することで、一次巻線ｎ１に流れる電流値を検出する。また、スイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１との接続点は、抵抗Ｒ６を介してＰＦＣ制御回路３に接続されている。そして、ＰＦＣ制御回路３は、抵抗Ｒ１の両端電圧を検出することで、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流値を検出する。また、コンデンサＣ１と並列に、抵抗Ｒ７，抵抗Ｒ８の直列回路が接続されている。そして、ＰＦＣ制御回路３は、抵抗Ｒ７，Ｒ８によるコンデンサＣ１の両端電圧（力率改善回路２の出力電圧）の抵抗分圧を検出することで、力率改善回路２の出力電圧値を検出する。

そして、ＰＦＣ制御回路３は、力率改善回路２の入力電圧値，一次巻線ｎ１に流れる電流値，スイッチング素子Ｑ１に流れる電流値，力率改善回路２の出力電圧値に基づいて、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動（スイッチング制御）する。スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることによって、整流回路１の出力電圧が昇圧される。本実施形態では、ＰＦＣ制御回路３は、力率改善回路２の出力電圧値が所望の電圧値となるように、フィードバック制御している。なお、力率改善回路２，ＰＦＣ制御回路３の構成，制御は、従来周知であるので、詳細な説明は省略する。

降圧コンバータ回路４は、スイッチング素子Ｑ２，インダクタＬ１，コンデンサＣ２，ダイオードＤ２を主構成とする。具体的には、力率改善回路２の出力端間に、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２，インダクタＬ１，平滑用のコンデンサＣ２，電流検出用の抵抗Ｒ９の直列回路が接続されている。また、インダクタＬ１，コンデンサＣ２，抵抗Ｒ９の直列回路と並列に、回生用のダイオードＤ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、ゲートが抵抗Ｒ１０を介して降圧コンバータ制御回路５に接続されている。また、コンデンサＣ２の両端間（降圧コンバータ回路４の出力端間）には、３つの出力コネクタ４１からなる直列回路４２が接続されており、出力コネクタ４１それぞれに、ＬＥＤユニット７が接続されている。そして、降圧コンバータ回路４は、降圧コンバータ制御回路５によってスイッチング素子Ｑ２がスイッチング制御（オン・オフ駆動）されることによって、力率改善回路２の出力電圧を降圧した直流電圧を生成し、３つの出力コネクタ４１（ＬＥＤユニット７）からなる直列回路４２の両端間に印加する。

ＬＥＤユニット７は、発光部７１，抵抗Ｒ１１（第１の抵抗）で構成されている。発光部７１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ（LightEmitting Diode）素子）（図示なし）を、直列接続または並列接続または直列，並列を組み合わせた接続で構成されている。抵抗Ｒ１１は、発光部７１に並列接続されており、後述するＬＥＤユニット７の接続個数判別に用いられる。そして、３つの出力コネクタ４１それぞれにＬＥＤユニット７が接続されることで、コンデンサＣ２と並列に各発光部７１が直列接続され、降圧コンバータ回路４から直流のＬＥＤ電流Ｉ１が供給されることでＬＥＤ素子が発光する。

また、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニット７の接続個数の増減に対応している。ＬＥＤユニット７の接続個数を出力コネクタ４１の個数よりも少なくする場合（例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数を１つとする場合）、ＬＥＤユニット７が接続されていない出力コネクタ４１には、ダミーユニット７２が接続される（図２参照）。ダミーユニット７２は、一対の端子間を接続する抵抗Ｒ１２（第２の抵抗）で構成されている。抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ１２は、ＬＥＤユニット７の抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１１より十分小さく、抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１１に対して抵抗値ｒ１２≒０Ωとみなせる値である。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１１＝１００ｋΩとした場合、抵抗値ｒ１２＜１ｋΩであれば、抵抗値ｒ１２≒０Ωとみなすことができる。

降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７に供給されるＬＥＤ電流Ｉ１が目標値となるようにフィードバック制御する。具体的には、抵抗Ｒ９は、３つの出力コネクタ４１からなる直列回路４２に直列接続されており、降圧コンバータ制御回路５は、抵抗Ｒ９の両端電圧を検出することで、ＬＥＤ電流Ｉ１の電流値を検出する。そして、降圧コンバータ回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１が目標値となるように、スイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御することで、ＬＥＤ電流Ｉ１を定電流制御する。また、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を増減させることで、ＬＥＤユニット７を調光制御する。

本実施形態の降圧コンバータ制御回路５は、所定周期でスイッチング素子Ｑ２をターンオンする周波数固定方式を用いてスイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御している。図３（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングチャートを用いて、周波数固定方式について説明する。図３（ａ）は、降圧コンバータ制御回路５がスイッチング素子Ｑ２に出力する駆動信号Ｓ１の波形図である。図３（ｂ）は、インダクタＬ１に流れるインダクタ電流Ｉ２の波形図である。図３（ｃ）は、ＬＥＤユニット７に流れるＬＥＤ電流Ｉ１の波形図である。まず、降圧コンバータ制御回路５は、駆動信号Ｓ１をＨレベルにすることでスイッチング素子Ｑ２をターンオンする（時間ｔ０）。スイッチング素子Ｑ２がオンされることによって、インダクタＬ１を介してコンデンサＣ２および各ＬＥＤユニット７に電流が流れ、電流検出用の抵抗Ｒ９を介して回路グランドに流れる。降圧コンバータ制御回路５は、抵抗Ｒ９の両端電圧を検出しており、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値に基づいて設定された閾値と比較する。そして、降圧コンバータ制御回路５は、抵抗Ｒ９の両端電圧が閾値に達すると駆動信号Ｓ１をＬレベルにすることでスイッチング素子Ｑ２をターンオフする（時間ｔ１）。スイッチング素子Ｑ２がオフされると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが放出され、コンデンサＣ２，各ＬＥＤユニット７とダイオードＤ２とを介して回生電流が流れる。時間ｔ２には、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが全て放出され、インダクタ電流Ｉ２がゼロとなる。そして、降圧コンバータ制御回路５は、前回スイッチング素子Ｑ２をターンオンしたタイミング（時間ｔ０）から、所定期間経過した時間ｔ３に再びスイッチング素子Ｑ２をターンオンする。降圧コンバータ制御回路５は、上記動作を繰り返すことで、ＬＥＤユニット７に供給されるＬＥＤ電流Ｉ１が目標値となるように定電流制御する。このように、周波数固定方式とは、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング周期（時間ｔ０〜ｔ３）が固定されている。さらに、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング一周期の間に、インダクタＬ１に電流が流れている導通期間Ｔ１（時間ｔ０〜ｔ２）と、インダクタＬ１に電流が流れていない休止期間Ｔ２（時間ｔ２〜ｔ３）とが設けられる方式である。

ここで、降圧コンバータ制御回路５が上述した周波数固定方式を用いてスイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御する場合、ＬＥＤユニット７の接続個数およびＬＥＤ電流Ｉ１が増減することによって、導通期間Ｔ１が以下のように変動する。

ＬＥＤユニット７の接続個数が多い場合、降圧コンバータ回路４の出力電圧（コンデンサＣ２の両端電圧）が高くなり、導通期間Ｔ１は短くなる。一方、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合、降圧コンバータ回路４の出力電圧が低くなり、導通期間Ｔ１は長くなる。また、ＬＥＤ電流Ｉ１が大きい場合、導通期間Ｔ１は長くなる。一方、ＬＥＤ電流Ｉ１が小さい場合、導通期間Ｔ１は短くなる。

したがって、ＬＥＤユニット７の接続個数が少なくＬＥＤ電流Ｉ１が大きい場合（例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数が１つで、ＬＥＤユニット７を全点灯（ＬＥＤ電流Ｉ１が定格時の点灯状態）させる場合）、導通期間Ｔ１が長くなり過ぎてしまう。その結果、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、インダクタＬ１が回生電流を流している期間（図４における時間ｔ１ａ〜ｔ３）中に、スイッチング素子Ｑ２がターンオンされ次のスイッチングが開始する連続モードとなる。降圧コンバータ回路４が連続モードで動作した場合、スイッチング素子Ｑ２やダイオードＤ２等の部品に過大なストレスが発生し、回路故障に至るという問題があった。

そこで、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別する個数判別回路６を備え、ＬＥＤユニット７の接続個数に応じてＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を変動させる。

個数判別回路６は、定電圧生成回路６１，個数検出回路６２，比較回路６３を主構成とする。力率改善回路２の出力端間（コンデンサＣ１の両端間）に、抵抗Ｒ１３，定電圧生成回路６１，上述した電流検出用の抵抗Ｒ９の直列回路が接続されている。定電圧生成回路６１は、ツェナーダイオードＺＤ１で構成されており、力率改善回路２の出力電圧から所定の定電圧を生成する。そして、定電圧生成回路６１と並列に、抵抗Ｒ１４，３つの出力コネクタ４１の直列回路が接続されている。個数検出回路６２は、抵抗Ｒ１５，抵抗Ｒ１６，抵抗Ｒ１７の直列回路で構成されており、３つの出力コネクタ４２，抵抗Ｒ９の直列回路と並列に接続されている。また、抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１７との接続点は、比較回路６３に接続されている。上記構成により、定電圧生成回路６１は、３つの出力コネクタ４１からなる直列回路４２の両端間に所定の電圧を発生させる。そして、個数検出回路６２は、直列回路４２の両端間電圧の抵抗分圧値を個数検出信号として、比較回路６３に出力する。比較回路６３は、個数検出信号の信号レベルと閾値とを比較することによって、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別し、判別結果を降圧コンバータ制御回路５に出力する。

ここで、直列回路４２の両端間電圧は、直列回路４２の両端間抵抗によって決定される。出力コネクタ４１には、ＬＥＤユニット７またはダミーユニット７２が接続される（図１，２参照）。上述したように、ダミーユニット７２が有する抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ１２は、ＬＥＤユニット７が有する抵抗Ｒ１１の抵抗値ｒ１１よりも十分小さい値に設定されている。したがって、ＬＥＤユニット７の接続個数が多くなるにつれて、直列回路４２の両端間抵抗が大きくなり、直列回路４２の両端間電圧も大きくなる。直列回路４２の両端間電圧が大きくなることによって、個数検出回路６２が出力する個数検出信号の信号レベルも大きくなる。また、比較回路６３には、ＬＥＤユニット７の接続個数に応じた閾値が予め設定されている。そして、比較回路６３は、予め設定された閾値と、個数検出信号の信号レベルとを比較することによって、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別することができる。なお、定電圧生成回路６１が生成する定電圧の値は、この定電圧によってＬＥＤユニット７の発光部７１が点灯しない値に設定されている。

本実施形態では、交流電源Ｅ１からＬＥＤ点灯装置に電源投入された際、降圧コンバータ制御回路５は、降圧コンバータ回路４の動作を開始させる前に、ＬＥＤユニット７の接続個数情報を比較回路６３から取得する。そして、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７の接続個数に基づいて、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を設定する。ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）より多い場合（例えば、図１に示すように、ＬＥＤユニット７の接続個数が３個である場合）、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値に設定し、ＬＥＤユニット７を全点灯させる。一方、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）以下である場合（例えば、図２に示すように、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個である場合）、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値よりも低く設定し、ＬＥＤユニット７を調光点灯させる。もし、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個の場合に、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値に設定すると、上述したようにＬＥＤユニット７の接続個数が３個の場合に比べて導通期間Ｔ１が長くなり、降圧コンバータ回路４の動作モードが連続モードとなる（図４参照）。しかし、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合（ＬＥＤユニット７の接続個数が１個以下である場合）、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値よりも低く設定している。これにより、導通期間Ｔ１が長くなり過ぎることを抑制し、降圧コンバータ回路４の動作モードが連続モードとなることを防止することができる。また、ＬＥＤユニット７の接続個数が０個の場合、降圧コンバータ制御回路５は、降圧コンバータ回路４の動作を停止させる。

このように、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別し、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合に、ＬＥＤ電流Ｉ１を低減させる。これにより、降圧コンバータ回路４を周波数固定方式で動作させる場合であっても、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ないことによる連続モードへの移行を防止することができる。したがって、スイッチング素子Ｑ２やダイオードＤ２等の部品への過大なストレスが抑制され、回路故障を防止して安全性を向上させることができる。

なお、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、３個の出力コネクタ４１を備え、最大３個のＬＥＤユニット７が接続可能であるが、出力コネクタ４１の個数およびＬＥＤユニット７の最大接続個数は、３個に限定するものではない。

また、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）の場合にＬＥＤ電流Ｉ１を低減させているが、第１の閾値を１個に限定するものではない。例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数が２個以下の場合に、ＬＥＤ電流Ｉ１を低減させるように構成してもよい。また、ＬＥＤユニット７の接続個数が少なくなるにつれて、ＬＥＤ電流Ｉ１を段階的に低減させるように構成してもよい。

また、定電圧生成回路６１の構成は、ツェナーダイオードＺＤ１に限定するものではなく、例えば、定電圧を生成可能な従来周知のレギュレータ回路で構成されていてもよい。

また、本実施形態の力率改善回路２は、入力側と出力側とが非絶縁状態に構成されている。したがって、力率改善回路２の動作前であっても、交流電源Ｅ１からＬＥＤ点灯装置に電源投入された際に、定電圧生成回路６１は定電圧を生成することができ、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別可能である。

（実施形態２）
実施形態１のＬＥＤ点灯装置は、周波数固定方式を用いて降圧コンバータ回路４を動作させていたのに対し、本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、臨界制御方式用いて降圧コンバータ回路４を動作させる。ＬＥＤ点灯装置の構成は、実施形態１と同一（図１，２参照）であるので、説明を省略する。

本実施形態の降圧コンバータ制御回路５は、インダクタ電流Ｉ２がゼロになるとスイッチング素子Ｑ２をターンオンする臨界制御方式を用いてスイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御することで、ＬＥＤ電流Ｉ１を目標値に定電流制御している。

ここで、降圧コンバータ制御回路５が臨界制御方式を用いてスイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御する場合、ＬＥＤユニット７の接続個数およびＬＥＤ電流Ｉ１が増減することによって、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数が以下のように変動する。

ＬＥＤユニット７の接続個数が多い場合、降圧コンバータ回路４の出力電圧が高くなり、スイッチング周波数が高くなる。一方、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合、降圧コンバータ回路４の出力電圧が低くなり、スイッチング周波数が低くなる。また、ＬＥＤ電流Ｉ１を大きくする場合、スイッチング周波数を高く設定する。一方、ＬＥＤ電流Ｉ１を小さくする場合、スイッチング周波数を低く設定する。

したがって、ＬＥＤユニット７の接続個数が少なくＬＥＤ電流Ｉ１が大きい場合（例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数が１つで全点灯させる場合）、スイッチング周波数が低くなって可聴域の周波数に近づき、騒音が発生するという問題があった。

そこで、本実施形態では、交流電源Ｅ１からＬＥＤ点灯装置に電源投入された際、降圧コンバータ制御回路５は、降圧コンバータ回路４の動作を開始させる前に、比較回路６３からＬＥＤユニット７の接続個数情報を取得する。そして、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７の接続個数に基づいて、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を設定する。なお、ＬＥＤユニット７の接続個数の判別方法は、実施形態１と同様である。

ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）より多い場合（例えば、図１に示すように、ＬＥＤユニット７の接続個数が３個である場合）、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値に設定し、ＬＥＤユニット７を全点灯させる。一方、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）以下である場合（例えば、図２に示すように、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個である場合）、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値よりも低く設定し、ＬＥＤユニット７を調光点灯させる。もし、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個の場合に、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値に設定すると、上述したようにスイッチング周波数が可聴域に近づき、騒音が発生するおそれがあった。しかし、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個以下である場合、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値よりも低く設定し、ＬＥＤユニット７を調光点灯させる。これにより、スイッチング周波数が低くなり過ぎることを抑制し、騒音の発生を防止することができる。また、ＬＥＤユニット７の接続個数が０個の場合、降圧コンバータ制御回路５は、降圧コンバータ回路４の動作を停止させる。

このように、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数を判別し、ＬＥＤユニットの接続個数が多い場合にＬＥＤ電流Ｉ１を定格値に設定し、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合にＬＥＤ電流Ｉ１を定格値よりも低く設定する。これにより、降圧コンバータ回路４を臨界制御方式で動作させる場合であっても、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ないことによる騒音の発生を防止することができる。

さらに、本実施形態では、ＬＥＤユニット７の接続個数が多い場合（ＬＥＤユニット７の接続個数が１個より多い場合）、ＬＥＤ電流Ｉ１の目標値を定格値に設定しているので、スイッチング周波数が高くなり過ぎることを抑制することができる。したがって、スイッチング周波数の変動幅が拡がり過ぎず、降圧コンバータ回路４の設計制約を少なくすることができる。

なお、本実施形態においても、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第１の閾値）の場合にＬＥＤ電流Ｉ１を低減させているが、第１の閾値を１個に限定するものではない。例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数が２個以下の場合に、ＬＥＤ電流Ｉ１を低減させるように構成してもよい。また、ＬＥＤユニット７の接続個数が少なくなるにつれて、ＬＥＤ電流Ｉ１を段階的に低減させるように構成してもよい。

（実施形態３）
本実施形態のＬＥＤ点灯装置の回路構成図を図５に示す。本実施形態のＬＥＤ点灯装置は、実施形態１，２のＬＥＤ点灯装置の構成に加えて、降圧コンバータ回路４の出力異常時に降圧コンバータ回路４を停止させる保護回路８を備える。他の構成は、実施形態１，２の構成と同一であるので、実施形態１，２と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

保護回路８は、出力検出回路８１，異常判別回路８２を主構成とする。出力検出回路８１は、抵抗Ｒ１８，抵抗Ｒ１９，抵抗Ｒ２０の直列回路で構成されており、コンデンサＣ２，抵抗Ｒ９の直列回路と並列に接続されている。そして、抵抗Ｒ１９と抵抗Ｒ２０との接続点が、異常判別回路８２に接続されている。すなわち、出力検出回路８１は、降圧コンバータ回路４の出力電圧（コンデンサＣ２の両端電圧）の抵抗分圧値を出力電圧検出信号として、異常判別回路８２に出力する。そして、異常判別回路８２は、出力電圧検出信号の信号レベルと閾値（第２の閾値）とを比較する。異常判別回路８２は、出力電圧検出信号の信号レベルが閾値以上である場合、降圧コンバータ回路４は出力異常状態であると判別し、出力電圧検出信号の信号レベルが閾値未満である場合、降圧コンバータ回路４は出力正常状態であると判別する。そして、異常判別回路８２が、降圧コンバータ回路４は出力電圧が異常状態であると判別した場合、降圧コンバータ制御回路５は、降圧コンバータ回路４を出力低減または出力停止させる。

ここで、降圧コンバータ回路４の出力電圧は、ＬＥＤユニット７の接続個数に応じて増減する。ＬＥＤユニット７の接続個数が多くなるにつれて、降圧コンバータ回路４の出力電圧も大きくなる。したがって、従来では、ＬＥＤユニット７の接続個数が最も多い時の出力電圧に基づいて閾値を設定し、出力正常時の誤判別を防止する必要があった。しかし、このように閾値を設定すると、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合に、正常時における出力電圧検出信号の信号レベル（出力電圧の抵抗分圧値）と閾値との差が大きくなる。そのため、ＬＥＤユニット７の接続異常（例えばバッドコンタクト（接触不良）など）が発生して出力電圧が上昇しても、この出力異常状態を検出できないおそれがあり、ＬＥＤユニット７に過大なストレスが発生するという問題があった。

そこで、本実施形態では、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７の接続個数に基づいて、異常判別回路８２に設定する閾値（第２の閾値）を変動させる。なお、ＬＥＤユニット７の接続個数の判別方法は、実施形態１，２と同様である。なお、本実施形態では、降圧コンバータ制御回路５が、異常判別回路８２の閾値（第２の閾値）を設定する閾値制御回路としての機能を兼用している。

降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７の接続個数が少なくなるにつれて、異常判別回路８２に設定する閾値を段階的に低減させる。例えば、ＬＥＤユニット７の接続個数が１個（第３の閾値）である場合、降圧コンバータ制御回５は、ＬＥＤユニット７の接続個数が３個の場合に比べて閾値を低く設定する。このように、本実施形態では、降圧コンバータ制御回路５は、ＬＥＤユニット７の接続個数に応じて変動する出力電圧に合わせて、異常判別回路８２に設定する閾値（第２の閾値）を変動させる。これにより、ＬＥＤユニット７の接続個数が少ない場合であっても、正常時における出力電圧検出信号の信号レベルと閾値との差が拡がらない。したがって、異常判別回路８２は、ＬＥＤユニット７の故障や接続異常による降圧コンバータ回路４の出力異常状態を、より確実に検出することができるので、降圧コンバータ回路４の出力上昇を抑制し、安全性を向上させることができる。

（実施形態４）
本実施形態の照明器具の外観斜視図を図６、断面図を図７に示す。本実施形態の照明器具は、実施形態１〜３のうちいずれかのＬＥＤ点灯装置１０と、ＬＥＤ点灯装置１０に取り付けられるＬＥＤユニット７と、器具本体１１とで構成される。なお、実施形態１〜３のＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニット７を１個〜３個まで接続可能な装置として説明したが、本実施形態の照明器具に用いられるＬＥＤ点灯装置は、ＬＥＤユニット７を１個〜４個まで接続することができる。

器具本体１１は、矩形箱状に形成されており、下面が天井２０と面一となるように、天井２０に設けられた開口に埋込配設されている。そして、器具本体１１は、ＬＥＤ点灯装置１０，ＬＥＤユニット７を収納している。ＬＥＤ点灯装置１０は、器具本体１１の底面に固定されており、ＬＥＤ点灯装置１０からケーブル４３を介して導出された出力コネクタ４１は、器具本体１１内に設けられた構造材１２によって保持されている。そして、各出力コネクタ４１には、ＬＥＤユニット７またはダミーユニット７２が接続される。なお、図７に示す例では、２つの出力コネクタ４１を図示しており、一方の出力コネクタ４１にＬＥＤユニット７が接続され、他方の出力コネクタ４１にダミーユニット７２が接続されている。また、出力コネクタ４１に接続されていないＬＥＤユニット７については、出力コネクタ４１からダミーユニット７２を取り外し、図示しないコネクタを出力コネクタ４１に接続することで点灯させることができる。

また、器具本体１１の下面は、３×３のマス目状に開口が形成されており、この開口から露出するように４つのＬＥＤユニット７と、５つの化粧用のプレート８が取り付けられる。図６に示すように、ＬＥＤユニット７は、器具本体１１の下面の四隅に配置され、プレート８は、各ＬＥＤユニット７間に十字状に配置されている。ＬＥＤユニット７は、下面が開口した箱状のハウジング７３に、発光部７１，抵抗Ｒ１１が実装された基板７４を収納し、ハウジング７３の開口を覆うように透光性のカバー７５が設けられることで構成されている。

本実施形態の照明器具は、実施形態１〜３いずれかのＬＥＤ点灯装置１０を備えており、実施形態１〜３いずれかと同様の効果を得ることができる。

また、上述した複数の照明器具と、これら複数の照明器具の点灯状態等を制御するコントローラ（図示なし）とで、照明システムを構成した場合であっても、実施形態１〜３いずれかと同様の効果を得ることができる。

１ 整流回路
２ 力率改善回路
３ ＰＦＣ制御回路
４ 降圧コンバータ回路
４１ 出力コネクタ
５ 降圧コンバータ制御回路
６ 個数判別回路
６１ 定電圧生成回路
６２ 個数検出回路
６３ 比較回路
７ ＬＥＤユニット
７１ 発光部
Ｒ１１ 抵抗（第１の抵抗）
Ｒ１２ 抵抗（第２の抵抗）

Claims (8)

1. 出力端間に直列接続された複数の出力コネクタを有し、前記出力コネクタそれぞれに接続されるＬＥＤユニットまたはダミーユニットに、直流電流を供給する降圧コンバータ回路と、
   前記降圧コンバータ回路の出力を制御する降圧コンバータ制御回路と、
   前記出力コネクタに接続された前記ＬＥＤユニットの個数を判別する個数判別回路とを備え、
   前記ＬＥＤユニットは、ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続された第１の抵抗を有し、
   前記ダミーユニットは、前記第１の抵抗の抵抗値と異なる抵抗値である第２の抵抗を有し、
   前記個数判別回路は、複数の前記出力コネクタからなる直列回路の両端間抵抗に基づいて、前記ＬＥＤユニットの接続個数を判別し、
   前記降圧コンバータ制御回路は、前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数に応じて、前記降圧コンバータ回路の出力を制御する
   ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
2. 前記降圧コンバータ制御回路は、前記降圧コンバータ回路の出力電流を定電流制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
3. 前記降圧コンバータ制御回路は、前記ＬＥＤユニットの接続個数が第１の閾値以下である場合に、前記降圧コンバータ回路の出力電流を低減させる
   ことを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置。
4. 前記降圧コンバータ回路の出力電圧と第２の閾値とを比較し、前記降圧コンバータ回路の出力電圧が前記第２の閾値以上である場合に、出力異常状態であると判別する異常判別回路と、
   前記個数判別回路が判別した前記ＬＥＤユニットの接続個数が第３の閾値以下である場合に、前記第２の閾値を低減させる閾値制御回路とを備え、
   前記降圧コンバータ制御回路は、前記異常判別回路が前記出力異常状態であると判別した場合に、前記降圧コンバータ回路の出力を低減させる
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の記載のＬＥＤ点灯装置。
5. 前記出力コネクタに接続される前記ＬＥＤユニットそれぞれは、互いに同一仕様である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
6. 前記第２の抵抗の抵抗値は、前記第１の抵抗の抵抗値より小さい
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置と、
   ＬＥＤ素子からなる発光部および、前記発光部に並列接続される第１の抵抗を有し、前記ＬＥＤ点灯装置から直流電流が供給されるＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤ点灯装置および前記ＬＥＤユニットが取り付けられる器具本体とを備える
   ことを特徴とする照明器具。
8. 請求項７記載の複数の照明器具と、
   複数の前記照明器具を制御するコントローラとを備える
   ことを特徴とする照明システム。

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