JP2012109168A - Ｌｅｄ駆動回路およびｌｅｄ照明機器 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の位相制御式調光器に接続した場合においてもＬＥＤを適切に駆動することができるＬＥＤ駆動回路およびＬＥＤ照明機器を提供する。
【解決手段】位相制御式調光器に接続可能であり、交流電圧に基づく電圧を入力されてＬＥＤ負荷を駆動するＬＥＤ駆動回路において、接続された位相制御式調光器の特性に応じた調整信号を発生させる調整信号発生部と、前記調整信号を受け前記ＬＥＤ負荷を駆動する特性を調整する調整部と、を備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を駆動するＬＥＤ駆動回路並びにＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明機器に関する。

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（例えば、特許文献１、２を参照）。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交流１００Ｖ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器具に代えてＬＥＤ照明器具を使用する場合などを考慮すると、ＬＥＤ照明器具も一般的な照明器具と同様に商用交流１００Ｖ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２００８−２３５５３０号公報 特開２００６−３１９１７２号公報

既存の位相制御式調光器にＬＥＤ照明器具を接続するためには様々な工夫が必要であるが、その工夫である設計値は使用する調光器に大きく依存する。しかしながら、調光器には様々な種類があり、ＬＥＤ照明器具が有するＬＥＤ駆動回路およびＬＥＤの設計をする際に、どの調光器に接続されるか想定できないことが多い。ある調光器において誤動作が発生せず、調光特性も適切なものであったとしても、別の調光器においてチラツキなどの誤動作が発生したり、調光特性が不適であったりする。また、様々な調光器に対応できるよう、設計値を設定したことにより、ＬＥＤの消費電流が増大し、効率が低下することがある。

上記問題点を鑑み、本発明は、任意の位相制御式調光器に接続した場合においてもＬＥＤを適切に駆動することができるＬＥＤ駆動回路およびＬＥＤ照明器具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は、位相制御式調光器に接続可能であり、交流電圧に基づく電圧を入力されてＬＥＤ負荷を駆動するＬＥＤ駆動回路において、接続された位相制御式調光器の特性に応じた調整信号を発生させる調整信号発生部と、前記調整信号を受け前記ＬＥＤ負荷を駆動する特性を調整する調整部と、を備えた構成とする。

また、上記構成において、前記調整信号発生部は、接続された位相制御式調光器の特性を検知し、その検知結果に応じた調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、上記構成において、前記調整信号発生部は、スイッチの切替えに応じた調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器のオフ時のインピーダンスに応じた電圧の調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、本構成において、前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に応じた電流引抜き量で前記位相制御式調光器のオフ時に、前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜く構成としてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器の最大光量時位相角、最小光量時位相角の少なくとも一方に応じた調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、本構成において、前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき調光特性を調整する構成としてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器が有する電流保持手段の電流が共振する箇所の振幅、共振周波数、共振パルス数の少なくともいずれかに応じた調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、本構成において、前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき電流引抜き量、電流引抜き時間の少なくともいずれかを決定し、決定結果に基づき前記位相制御式調光器がオンとなるタイミングから前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜く構成としてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器が有する電流保持手段の保持電流に応じた電圧の調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、本構成において、前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき電流引抜き量を決定し、決定結果に基づき前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜く構成としてもよい。

また、上記構成において、前記ＬＥＤ負荷の光を受光するフォトダイオードを備え、前記調整信号発生部は、前記フォトダイオードの出力に基づき前記調整信号を発生させる構成としてもよい。

また、上記構成において、前記調整信号発生部は、外部スイッチを有し、前記外部スイッチの操作により接続された位相制御式調光器の複数種類の特性に応じた各調整信号の組合せを切替えて発生させる構成としてもよい。

また、本発明のＬＥＤ照明機器は、上記いずれかの構成のＬＥＤ駆動回路と、前記ＬＥＤ駆動回路の出力側に接続されたＬＥＤ負荷とを備える。

本発明によると、任意の位相制御式調光器に接続した場合においてもＬＥＤを適切に駆動することができる。

本発明の第１実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 第１実施形態のＬＥＤ照明システムにおいて位相制御式調光器およびＬＥＤ駆動回路とＬＥＤモジュールとからなる部分をインピーダンス表示した図である。 本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ電流制御回路の構成を示す図である。 基準調光特性を示す図である。 調光特性の調整の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態における共振防止調整信号発生部の構成を示す図である。 トライアック電流の共振の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第４実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を示す図である。 ＬＥＤ駆動回路入力電圧の波形の一例を示す図である。 電流引抜き制御を示すための各信号波形を示す図である。 本発明の第１実施形態においてフォトダイオードを追加した実施形態の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態においてフォトダイオードを追加した実施形態の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態においてフォトダイオードを追加した実施形態の構成を示す図である。 本発明の第４実施形態においてフォトダイオードを追加した実施形態の構成を示す図である。 外部スイッチにより調整信号の組合せを切替える実施形態についての構成を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。第１実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を図１に示す。図１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と、ＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤ駆動回路４とを備えている。ＬＥＤ駆動回路４は、ＬＥＤ電流制御回路５と、インピーダンス調整信号発生部６と、電流引抜部７とを有している。図１に示すＬＥＤ照明システムでは、交流電源１と位相制御式調光器２とダイオードブリッジＤＢ１とＬＥＤ電流制御回路５と１個以上のＬＥＤからなるＬＥＤモジュール３とが直列に接続され、ダイオードブリッジＤＢ１とＬＥＤ電流制御回路５との間にインピーダンス調整信号発生部６および電流引抜部７が設けられている。

位相制御式調光器２では、半固定抵抗Ｒｖａｒ１のツマミ（不図示）がある位置に設定されると、その設定された位置に対応する電源位相角でトライアックＴｒｉ１がオンになる。さらに、位相制御式調光器２では、コンデンサＣ１とインダクタＬ１による雑音防止回路が設けられており、位相制御式調光器２から電源ラインに帰還する端子雑音が当該雑音防止回路によって低減される。また、ＬＥＤ電流制御回路５はＬＥＤモジュール３に所定電流以上の電流が流れることがないようにするための回路部である。

調整部としての電流引抜部７は、ＬＥＤ駆動電流をＬＥＤモジュール３に供給するための電源供給ラインＬＮ１から電流を引抜く。

インピーダンス調整信号発生部６は、位相制御式調光器２のオフ時のインピーダンスを自動的に検出するために、交流電源１が１０Ｖの瞬時値となっているときのＬＥＤ駆動回路４の入力電圧を検出する（なお、位相制御式調光器２のオフ時とは、位相制御式調光器２内部の電流保持手段であるトライアックＴｒｉ１がオフ時をいう）。なお、位相制御式調光器２がオフであれば１０Ｖに限ることはない。

図２は、位相制御式調光器２およびＬＥＤ駆動回路４とＬＥＤモジュール３とからなる部分Ａをインピーダンス表示したものである。交流電源１が１０Ｖの瞬時値となっているときのダイオードブリッジＤＢ１の出力電圧ＶＤＲをインピーダンス調整信号発生部６が検出すると、インピーダンス調整信号発生部６は（１）式を用いて位相制御式調光器２のオフ時のインピーダンスを算出する。ここで、トライアックＴｒｉ１がオフのとき、コンデンサＣ１を通じて電流が流れる。オフ時の位相制御式調光器２のインピーダンスは、コンデンサＣ１のインピーダンスとほぼ等しくなる。
Ｚｌｃ＝（１０−ＶＤＲ）／ＶＤＲ×Ｚｄ （１）
但し、Ｚｌｃ：位相制御式調光器２のインピーダンス、Ｚｄ：部分Ａ（図２）のインピーダンス（予め定められた値）、ＶＤＲ：ダイオードブリッジＤＢ１の出力電圧

そして、インピーダンス調整信号発生部６は、上記算出された位相制御式調光器２のオフ時のインピーダンスに応じた調整信号を発生させる。例えば、インピーダンスが２０ｋΩであれば２．０Ｖの調整信号を発生させ、インピーダンスが４０ｋΩであれば１．０Ｖの調整信号を発生させる。これは、インピーダンスの範囲を規定したテーブルを参照して調整信号を決定してもよいし、数式により連続的に調整信号を決定してもよい。

なお、調整信号は交流電源の周期ごとに発生させてもよいし、初回だけ発生させて以降保持するようにしてもよい。また、不揮発性の外部記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）に調整信号を記憶するようにしてもよい。これにより、毎回インピーダンスを検知する必要がなくなり、検知のバラツキによる影響を防止できる。

電流引抜部７は、インピーダンス調整信号発生部６により発生され出力された調整信号に応じて、位相制御式調光器２がオフ時にＭＯＳトランジスタ（不図示）を用いて電源供給ラインＬＮ１から電流を引抜く。例えば、調整信号が２．０Ｖであれば引抜き量を１０ｍＡとして引抜き、調整信号が１．０Ｖであれば引抜き量を５ｍＡとして引抜く。つまり、算出された位相制御式調光器２のオフ時のインピーダンスが小さいほど、電流の引抜き量を大きくする。ＬＥＤ駆動回路４にかかる電圧を例えば５０Ｖとすると、ＬＥＤ駆動回路４とＬＥＤモジュール３とからなる部分Ａ（図２）のインピーダンスは、５０Ｖ／１０ｍＡ＝５ｋΩ、５０Ｖ／５ｍＡ＝１０ｋΩとなる。これにより、ＬＥＤ駆動回路４とＬＥＤモジュール３とからなる部分Ａ（図２）のインピーダンスを位相制御式調光器２のオフ時のインピーダンスよりも小さくすることができ、位相制御式調光器２の誤動作を低減できる。もしＬＥＤ駆動回路４とＬＥＤモジュール３とからなる部分Ａ（図２）のインピーダンスが高いと、位相制御式調光器２に電圧がかからず、トライアックＴｒｉ１がオンせず、位相制御式調光２の調光ツマミ設定と位相角の関係がずれることが起こりうる。

なお、誤動作を低減するには電流の引抜き量を大きくし、部分Ａ（図２）のインピーダンスをなるべく小さくするのが好ましいが、ＬＥＤの発光に寄与しない電流を流すので電源効率の面からは引抜き電流を最小限にする必要がある。

また、第１実施形態においてインピーダンス調整部６を図３に示すような構成にしてもよい。位相制御式調光器２のインピーダンスは個体により決まっており、例えば、オフ時の調光器のインピーダンスが２０ｋΩの位相制御式調光器２に接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフとすることにより、２．０Ｖの調整信号を発生させ、オフ時の調光器のインピーダンスが４０ｋΩの位相制御式調光器２に接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンとすることにより、１．０Ｖの調整信号を発生させる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を図４に示す。図４に示すＬＥＤ照明システムでは、ＬＥＤ駆動回路８は、ＬＥＤ電流制御回路９と、調光特性調整信号発生部１０と、調光特性調整部１１とを備える。

図５にＬＥＤ電流制御回路９の構成を示す。ＬＥＤ電流制御回路９は、位相角検出部９ａと、発振器９ｂと、フリップフロップ９ｃと、ドライバ９ｄと、コンパレータ９ｅと、基準電圧９ｆと、パワーＭＯＳ９ｇと、電流検出抵抗９ｈと、インダクタ９ｉと、ダイオード９ｊと、コンデンサ９ｋとを有している。発振器９ｂがＨｉｇｈレベルとなることにより、フリップフロップ９ｃがリセットされ、Ｑバー出力がＨｉｇｈレベルとなりパワーＭＯＳ９ｇがオンとなり、電流が流れる。電流検出抵抗９ｈに発生する電圧が基準電圧９ｆに達するとフリップフロップ９ｃがセットされ、パワーＭＯＳ９ｇがオフとなる。電力調整による調光を行うため、基準電圧９ｆは位相角検出部９ａにより検出された位相角に応じて設定される。また、位相角検出部９ａによる検出値は調光特性調整部１１により調整される。

調光特性調整信号発生部１０は、ユーザが押圧可能なスイッチ（不図示）が設けられる。このスイッチが押されると調光特性調整信号発生部１０は、そのときのＬＥＤ駆動回路８の入力電圧を平均化し、平均化された入力電圧と相関のある調整信号を不揮発性の記憶装置（不図示）に記憶させる。この平均化されたＬＥＤ駆動回路８の入力電圧は位相角を表している。

図６は、位相角とＬＥＤモジュール３への出力電力との相関関係である基準調光特性を示す。位相制御式調光器２が最大光量時位相角（最小位相角）に設定された状態でスイッチが押されると、調光特性調整信号発生部１０は、ＬＥＤ駆動回路８の入力電圧を平均化し、平均化された入力電圧から最大光量時位相角を検知し、検知された最大光量時位相角と基準調光特性において対応する出力電力を表す調整信号Ｖ１を発生させる。同様に、位相制御式調光器２が最小光量時位相角（最大位相角）に設定された状態でスイッチが押されると、調光特性調整信号発生部１０は、調整信号Ｖ２（図６）を発生させる。調整信号Ｖ１、Ｖ２はスイッチが押されるごとに順に上書きされる。

図７は、基準調光特性の一例を示す。最小位相角が４５°で最大位相角が１４５°である或る調光器Ａを位相制御式調光器２として接続した場合に、最小位相角に対してはＬＥＤモジュール３への出力電力が１２Ｗであり、最大位相角に対しては出力電力が０Ｗであるとする。この場合、調光特性はＰ０＝−０．１２Ｘ＋１７．４（Ｐ０：出力電力、Ｘ：位相角）となり、これを基準調光特性とする。

ここで、最小位相角が３０°で最大位相角が１３０°である別の調光器Ｂを接続した場合、基準調光特性においては最小位相角に対してはＬＥＤモジュール３への出力電力が１３．８Ｗとなり、最大位相角に対しては出力電力が１．８Ｗとなる。すると、調光器Ａの場合と比較して最小位相角のときのＬＥＤの明るさが明るくなりすぎ、最大位相角のときのＬＥＤの明るさが十分に暗くならない。そこで、最小位相角３０°に対して出力電力が１２Ｗとなり、最大位相角１３０°に対して出力電力が０Ｗとなるように調光特性を調整する必要がある（図７の破線部）。

調光特性調整部１１は、調光特性調整信号発生部１０から上記の調整信号Ｖ１、Ｖ２を受け、調整信号Ｖ１、Ｖ２と基準調光特性から最小位相角および最大位相角を検知する（図７の例であれば３０°と１３０°）。そして、調光特性調整部１１は、検知した最小位相角に対しては出力電力が所定の最大出力電力（図７の例であれば１２Ｗ）となり、検知した最大位相角に対しては出力電力が所定の最小出力電力（図７の例であれば０Ｗ）となるような調光特性を求める。この調整後の調光特性は図７の例であれば、Ｐ０＝−０．１２Ｘ＋１５．６となる。そして、調光特性調整部１１は、求めた調光特性となるよう位相角検出部９ａにより検出された検出値を調整する。これにより、接続した位相制御式調光器２に依らず、調光特性を適切なものとすることができる。

また、第２実施形態において調光特性調整信号発生部１０は図８のような構成でもよい。例えば、最小位相角が４５°で最大位相角が１４５°の位相制御式調光器２に接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ３を電圧Ｖ１側、スイッチＳＷ４を電圧Ｖ２側に切替えることにより、電圧Ｖ１、Ｖ２の調整信号を発生させ、最小位相角が３０°で最大位相角が１３０°の位相制御式調光器２に接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ３を電圧Ｖ１’側、スイッチＳＷ４を電圧Ｖ２’側に切替えることにより、電圧Ｖ１’、Ｖ２’の調整信号を発生させる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を図９に示す。図９に示すＬＥＤ照明システムでは、ＬＥＤ駆動回路１２は、ＬＥＤ電流制御回路１３と、共振防止調整信号発生部１４と、電流引抜部１５とを備える。また、図１０に、共振防止調整信号発生部１４の構成を示す。共振防止調整信号発生部１４は、ハイパスフィルタ１４ａと、Ｆ−Ｖ変換器１４ｂと、電流電圧変換回路１４ｃと、共振パルスカウンタ１４ｄとを備えている。

共振防止調整信号発生部１４は、トライアック電流の共振する部分から振幅、周波数および共振パルス数を検知する。図１１に、トライアック電流の波形例を示す。図１１では、期間Ｔ１、Ｔ２で共振が発生している。トライアックＴｒｉ１がオンされた際にこのような共振は発生する。

振幅については、電流電圧変換回路１４ｃが電源供給ラインＬＮ１に流れる電流を電圧に変換後、電流振幅に相関した調整信号（第１調整信号）を出力する。また、Ｆ−Ｖ変換器１４ａは、ＬＥＤ駆動回路１２の入力電圧からハイパスフィルタ１４ａにより抽出された高周波成分の共振周波数を電圧に変換する（共振周波数は数ｋ〜数１０ｋＨｚ）。そして、共振パルスカウンタ１４ｄは、ＬＥＤ駆動回路１２の入力電圧からハイパスフィルタ１４ａにより抽出された高周波成分の共振パルス数をカウントし、カウントされた共振パル数を上記共振周波数から変換された電圧で除算した電圧の調整信号（第２調整信号）を出力する。

例えば、表１および表２に示すように、或る調光器Ａを接続した場合にトライアック電流の共振部分の電流振幅が１００ｍＡ、共振周波数が１０ｋＨｚ、共振パルス数が５回では、第１調整信号として０．５Ｖを、第２調整信号として５Ｖを出力する。また例えば、表１および表２に示すように、或る調光器Ｂを接続した場合にトライアック電流の共振部分の電流振幅が２００ｍＡ、共振周波数が２０ｋＨｚ、共振パルス数が５回では、第１調整信号として１Ｖを、第２調整信号として２．５Ｖを出力する。

なお、調整信号は交流電源の周期ごとに求めてもよいし、ＬＥＤ電流駆動回路１２に電圧が印加されたときに求め値を保持してもよい。また、不揮発性の外部記憶装置に記憶してもよい。

電流引抜部１５は、共振防止調整信号発生部１４から受けた第１調整信号に応じて電流の引抜き量を決定すると共に、共振防止調整信号発生部１４から受けた第２調整信号に応じて電流の引抜き時間を決定し、決定された引抜き量、引抜き時間でトライアックＴｒｉ１がオンのタイミングからＭＯＳトランジスタ（不図示）を用いて電源供給ラインＬＮ１から電流を引抜く。例えば、調光器Ａを接続した場合、第１調整信号０．５Ｖを受けて引抜き電流量を１００ｍＡ、第２調整信号５Ｖを受けて引抜き時間を０．５ｍｓに決定する。また、調光器Ｂを接続した場合、第１調整信号１Ｖを受けて引抜き電流量を２００ｍＡ、第２調整信号２．５Ｖを受けて引抜き時間を０．２５ｍｓに決定する。引抜き電流量および引抜き時間は、調整信号の範囲を規定したテーブルを参照して決定してもよいし、数式から連続的に決定してもよい。これにより、任意の位相制御式調光器２を接続しても、トライアックＴｒｉ１がオンの際に生じるトライアック電流の共振を抑えてＬＥＤのチラツキを低減でき、効率を向上させることができる。

また、第３実施形態において共振防止調整信号発生部１４は図１２のような構成でもよい。例えば、調光器Ａに接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ５を電圧０．５Ｖ側、スイッチＳＷ６を電圧５Ｖ側に切替えることにより、０．５Ｖの第１調整信号および５Ｖの第２調整信号を発生させ、調光器Ｂに接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ５を電圧１Ｖ側、スイッチＳＷ６を電圧２．５Ｖ側に切替えることにより、１Ｖの第１調整信号および２．５Ｖの第２調整信号を発生させる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態のＬＥＤ照明システムの構成を図１３に示す。図１３に示すＬＥＤ照明システムでは、ＬＥＤ駆動回路１６は、ＬＥＤ電流制御回路１７と、電流保持手段維持調整信号発生部１８と、電流引抜部１９とを備える。

電流保持手段維持調整信号発生部１８は、ＬＥＤ駆動回路１６の入力電圧が印加された時点でテストモードに入る。テストモードに入ると電流保持手段維持調整信号発生部１８は、電流引抜部１９に電源供給ラインＬＮ１から電流引抜きを開始させ、ＬＥＤ駆動回路１６の入力電圧の監視も開始する。電流保持手段維持調整信号発生部１８は、電流引抜部１９による引抜き量を減少させてゆき、入力電圧を監視する。電流引抜きによりトライアックＴｒｉ１がオンしている状態では、交流電源と同じ波形の電圧がＬＥＤ駆動回路１６に入力されるが、引抜き量の減少によりトライアックＴｒｉ１がオフすると、入力電圧が急激に減少する（図１４のタイミングｔ１）。電流保持手段維持調整信号発生部１８は、この入力電圧の急激な減少を検出すると、そのときの引抜き電流量をトライアックＴｒｉ１の保持電流量と判断し、保持電流量に応じた電圧の第１調整信号を発生させ出力する。

例えば、表３のように、調光器Ａの場合に保持電流量が２０ｍＡと判断されると、２Ｖの第１調整信号を出力し、調光器Ｂの場合に保持電流量が１０ｍＡと判断されると、１Ｖの第１調整信号を出力する。

また、テストモードに入った電流保持手段維持調整信号発生部１８は、ＬＥＤ駆動回路１６の入力電圧が急激に減少したときの入力電圧に基づきトライアックＴｒｉ１がオフになってから交番電圧が０Ｖになるまでの時間を算出し、算出された時間に相関する第２調整信号を出力する。

なお、電流保持手段維持調整信号発生部１８は、入力電圧が印加されている間、調整信号の出力を保持する。また、スイッチを設け、スイッチが押された時点でテストモードに入り、調整信号を不揮発性記憶装置に記憶するようにしてもよい。

電流引抜部１９は、電流保持手段維持調整信号発生部１８から第１調整信号を受けて引抜き電流量を決定すると共に、第２調整信号を受けて電流を引抜く時間および電流引抜き開始電圧を決定する。

例えば、第１調整信号が上記のように２Ｖであれば、引抜き電流量を２０ｍＡとし、第１調整信号が１Ｖであれば、引抜き電流量を１０ｍＡとする。

電流を引抜く時間は、第２調整信号が表すトライアックＴｒｉ１がオフになってから交番電圧が０Ｖになるまでの時間と同じ時間とする。電流引抜き開始電圧は、例えば、トライアックＴｒｉ１がオフになってから交番電圧が０Ｖになるまでの時間が０．５ｍｓで、実効電圧１００Ｖの交番電圧とした場合、１４１×Ｓｉｎ（２π×５０Ｈｚ×０．５ｍｓ）＝２２Ｖとする。

そして、電流引抜部１９は、決定された電流引抜き開始電圧にＬＥＤ駆動回路１６の入力電圧がなったタイミングから決定された引抜き電流量および引抜き時間でＭＯＳトランジスタ（不図示）を用いて電源供給ラインＬＮ１から電流を引抜く。図１５では、電流引抜き開始電圧Ｖｓから時間Ｔ３だけ電流を引抜く。これにより、任意の位相制御式調光器２でチラツキを抑え、かつ効率の良いＬＥＤ駆動回路が実現できる。

なお、上述した図３に示す構成と同様な構成により、例えば、上記調光器Ａに接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフとすることにより、２．０Ｖの第１調整信号を発生させ、調光器Ｂに接続する場合は、ユーザがスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンとすることにより、１．０Ｖの第１調整信号を発生させるようにしてもよい。

＜フォトダイオードを用いた実施形態＞
次に、上述した第１実施形態〜第４実施形態についてフォトダイオードを追加した実施形態を説明する。図１６に、第１実施形態においてフォトダイオードを追加した実施形態に係る構成を示す。この実施形態では、ＬＥＤ駆動回路４に、フォトダイオードＰＤ、ローパスフィルタ２０および振幅検知部２１が追加される。

フォトダイオードＰＤによりＬＥＤモジュール３の光の状態を検知する。目に見えるチラツキの周波数は約３０Ｈｚ以下であるので、カット周波数が３０Ｈｚ程度のローパスフィルタ２０によりフォトダイオードＰＤの出力から低周波成分を抽出する。そして、振幅検知部２１は、ローパスフィルタ２０で抽出された低周波成分の振幅が一定値を超えたとき、チラツキが発生したと判断し、振幅検知信号をインピーダンス調整信号発生部６に出力する。インピーダンス調整信号発生部６は、発生した調整信号に振幅検知信号を加えたものを補正した調整信号として出力する。これにより、ＬＥＤのチラツキを抑えることができる。

図１８、図１９に示す第３、第４実施形態にフォトダイオードを追加した実施形態についても上記と同様の調整信号の補正を行えばよい。

また、図１７に第２実施形態にフォトダイオードを追加した実施形態の構成を示す。この実施形態では、調光特性調整部１１は、フォトダイオードＰＤに流れる電流からＬＥＤモジュール３への出力電力を算出し、算出された出力電力に基づきＬＥＤ電流制御回路９が有する位相角検出部９ａ（図５）により検出された検出値を調整する。これにより、算出された出力電力が目標電力に一致するよう制御され、より良好な調光特性となる。

＜その他の実施形態＞
調整信号発生部として、図２０に示すように外部スイッチＳＷ７と、インピーダンス調整信号発生部６と、調光特性調整信号発生部１０と、共振防止調整信号発生部１４とを有した調整信号発生部２２としてもよい。この実施形態では、接続する調光器に応じてユーザが外部スイッチＳＷ７によりインピーダンス調整信号発生部６と、調光特性調整信号発生部１０と、共振防止調整信号発生部１４とが出力する各調整信号の組合せを切替える。これにより、任意の位相制御式調光器を接続しても、調光特性、チラツキの調整を一括かつ簡単に行うことができる。

なお、以上説明した実施形態に係るＬＥＤ駆動回路を有するＬＥＤ照明機器としては、例えば、ダイオードブリッジ、ＬＥＤ駆動回路およびＬＥＤモジュールを備えたＬＥＤ電球等とすればよい。

１ 交流電源
２ 位相制御式調光器
３ ＬＥＤモジュール
４ ＬＥＤ駆動回路
５ ＬＥＤ電流制御回路
６ インピーダンス調整信号発生部
７ 電流引抜部
８ ＬＥＤ駆動回路
９ ＬＥＤ電流制御回路
１０ 調光特性調整信号発生部
１１ 調光特性調整部
１２ ＬＥＤ駆動回路
１３ ＬＥＤ電流制御回路
１４ 共振防止調整信号発生部
１５ 電流引抜部
１６ ＬＥＤ駆動回路
１７ ＬＥＤ電流制御回路
１８ 電流保持手段維持調整信号発生部
１９ 電流引抜部
２０ ローパスフィルタ
２１ 振幅検知部
２２ 調整信号発生部
ＤＢ１ ダイオードブリッジ
ＬＮ１ 電源供給ライン
ＰＤ フォトダイオード

Claims (14)

1. 位相制御式調光器に接続可能であり、交流電圧に基づく電圧を入力されてＬＥＤ負荷を駆動するＬＥＤ駆動回路において、接続された位相制御式調光器の特性に応じた調整信号を発生させる調整信号発生部と、前記調整信号を受け前記ＬＥＤ負荷を駆動する特性を調整する調整部と、を備えたことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記調整信号発生部は、接続された位相制御式調光器の特性を検知し、その検知結果に応じた調整信号を発生させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 前記調整信号発生部は、スイッチの切替えに応じた調整信号を発生させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器のオフ時のインピーダンスに応じた電圧の調整信号を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路。
5. 前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に応じた電流引抜き量で前記位相制御式調光器のオフ時に、前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜くことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ駆動回路。
6. 前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器の最大光量時位相角、最小光量時位相角の少なくとも一方に応じた調整信号を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路。
7. 前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき調光特性を調整することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ駆動回路。
8. 前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器が有する電流保持手段の電流が共振する箇所の振幅、共振周波数、共振パルス数の少なくともいずれかに応じた調整信号を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路。
9. 前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき電流引抜き量、電流引抜き時間の少なくともいずれかを決定し、決定結果に基づき前記位相制御式調光器がオンとなるタイミングから前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜くことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ駆動回路。
10. 前記調整信号発生部は、前記位相制御式調光器が有する電流保持手段の保持電流に応じた電圧の調整信号を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路。
11. 前記調整部は、前記調整信号発生部から受けた前記調整信号に基づき電流引抜き量を決定し、決定結果に基づき前記ＬＥＤ負荷に駆動電流を供給するための電源供給ラインから電流を引抜くことを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ駆動回路。
12. 前記ＬＥＤ負荷の光を受光するフォトダイオードを備え、前記調整信号発生部は、前記フォトダイオードの出力に基づき前記調整信号を発生させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
13. 前記調整信号発生部は、外部スイッチを有し、前記外部スイッチの操作により接続された位相制御式調光器の複数種類の特性に応じた各調整信号の組合せを切替えて発生させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路と、前記ＬＥＤ駆動回路の出力側に接続されたＬＥＤ負荷とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明機器。

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