JP2011198580A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
調光時における自励発振式の定電流制御動作が安定なＬＥＤ点灯装置を具備した照明器具を提供する。
【解決手段】
照明器具本体1に配設されるＬＥＤ点灯装置2が、降圧チョッパのインピーダンス手段の電圧が基準値を越えたときに出力する比較手段および比較手段で制御されるターンオフ回路TOFと、比較手段の基準値が基準電圧源ZD2および基準電圧源の電圧を分圧し可変抵抗器R13を有する分圧回路VDにより基準値を変化させてＬＥＤ光源を調光点灯し、可変抵抗器の操作部Kが照明器具本体の外部に操作可能に露出している調光手段DMとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ光源を備えた照明器具に関する。

降圧チョッパを備えた発光ダイオード点灯装置は、既知である（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の図２に記載の降圧チョッパを備えた発光ダイオード点灯装置においては、第１のスイッチング素子であるＦＥＴ５と第１のインダクタ７との間に、抵抗値の小さい抵抗素子６１を接続し、この抵抗素子６１を第２のスイッチング素子であるバイポーラ形トランジスタ２１のベース・エミッタ間に接続している。前記トランジスタ２１のコレクタを前記ＦＥＴ５のゲート端子に接続し、エミッタを抵抗素子６１と第１のインダクタ７との接続点に接続している。

ＦＥＴ５がオン動作すると抵抗素子６１、第１のインダクタ７を介して電流が流れ、この電流が次第に増加するが、抵抗素子６１の両端間電圧がトランジスタ２１を動作するバイアスに達すると、トランジスタ２１がオン動作し、これによりＦＥＴ５はターンオフされる。抵抗素子６１の両端間電圧をトランジスタ２１のベースバイアスとし、この電圧が所定の電圧に達したときトランジスタ２１をオン動作してＦＥＴ５をターンオフさせるようにしているので、ターンオフのタイミングを第２のインダクタ１２に誘起される電圧値に影響されず常に正確に取ることができる。すなわち、ＦＥＴ５を常に正確にスイッチング動作できる。

また、トランジスタ２１をオン動作するベースバイアスはシリコントランジスタの場合で０．５Ｖと低く、このため、抵抗素子６１での消費電力はほとんど無く、無駄な電力消費を極力防止できる。

一方、特許文献１の図２には、上記トランジスタ２１のコレクタ・ベース間にフォトカプラ２４のホトトランジスタ２４Ｔを接続し、このホトトランジスタ２４ＴをＰＷＭ調光信号に対応してフォトカプラ２４の発光ダイオード２４Ｄを経由して低周波でオンさせると、図４に示すように降圧チョッパが間欠動作をするので、ＬＥＤ回路８１を調光制御する。

特許第４１２３８８６号公報

ところが、特許文献１の発光ダイオード点灯装置における第１のスイッチング素子と直列接続する抵抗素子の電力損失をより一層低減したいという要求がある。また、その温度特性がトランジスタ２１の温度特性で決まり、所望の温度特性を付与しにくいという問題がある。

また、特許文献１に記載されている調光制御の場合、調光信号がＰＷＭ方式であり、低周波のＰＷＭ調光信号が間欠波形（図４（ａ）参照。）となるため、降圧チョッパがＰＷＭ調光信号に対応して間欠的な動作をするので、動作を開始するたびに降圧チョッパを起動させる必要があり、自励発振動作が不安定になりやすいとともに回路効率が低下する。

本発明は、調光時における自励発振式の定電流制御動作が安定であるとともに、電流帰還用のインピーダンス手段の電力損失をより一層低減でき、しかも温度特性が良好で、出力電流のばらつきが少ないＬＥＤ点灯装置を具備した照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、照明器具本体と；照明器具本体の内部に配設したＬＥＤ点灯装置と；を具備し；前記ＬＥＤ点灯装置は、直流電源と、直流電源に接続した入力端、負荷を接続する出力端、スイッチング素子、インピーダンス手段およびインダクタを直列に含み入力端および出力端の間に接続した第１の回路、ならびにインダクタおよびフリーホイールダイオードを直列に含み出力端に接続した第２の回路を備えた降圧チョッパと、降圧チョッパの出力端に接続したＬＥＤ光源と、降圧チョッパのインダクタに駆動巻線を磁気結合し、駆動巻線に誘起した電圧をスイッチング素子の制御端子に駆動信号として印加して、そのスイッチング素子をオン状態に維持する駆動信号発生回路と、降圧チョッパのインピーダンス手段の電圧を検出して、その検出電圧が基準値を越えたときに出力する比較手段および比較手段の出力でオンされて駆動信号発生回路の出力端を短絡してスイッチング素子をターンオフさせるスイッチ素子を備えたターンオフ回路と、比較手段の基準値が基準電圧源および基準電圧源の電圧を分圧し可変抵抗器を有する分圧回路により形成されるとともに、可変抵抗器の操作により基準値を変化させてＬＥＤ光源を調光点灯するように構成されていて、かつ可変抵抗器の操作部が照明器具本体の外部に操作可能に露出している調光手段と、を備えている；ことを特徴としている。

本発明は、以下の態様を許容する。

照明器具は、発光ダイオードを光源とする装置である。照明器具本体は、照明器具からＬＥＤ点灯装置を除外した残余の部分をいう。

ＬＥＤ点灯装置は、直流電源と、降圧チョッパと、ＬＥＤ光源と、駆動信号発生回路と、ターンオフ回路と、調光手段と、を備えている。

直流電源は、交流電源、例えば商用交流電源電圧を整流して発光ダイオードを点灯するための電力を直流の態様で後述する降圧チョッパに供給する。整流の態様は、特段限定されないが、全波整流が好ましい。しかし、整流化直流電源だけでなく、バッテリーなどからなる直流電源であってもよい。また、直流電源が整流化直流電源である場合、その出力端間に平滑コンデンサを接続して直流出力電圧を平滑化するように構成することができる。

降圧チョッパは、第１および第２の回路からなり、入力端にスイッチング素子および第１のインダクタを直列に接続し、第１のインダクタおよびフリーホイールダイオードが出力端に直列に接続してなる周知のチョッパ回路であり、降圧チョッパのスイッチング素子と直列にインピーダンス手段を接続し、後述するターンオフ回路を動作させて、スイッチング素子をターンオフさせる自励発振式の定電流制御によりＬＥＤ光源を点灯する。

ＬＥＤ光源は、光源としての発光ダイオードを含み、降圧チョッパの出力端に負荷として接続し、降圧チョッパの出力電流により付勢されて点灯する。降圧チョッパの出力端に接続されるＬＥＤ光源は、発光ダイオードの複数が直列接続した直列回路でもよいし、単独でもよい。また、これらの複数が並列接続して負荷回路を構成していてもよい。また、発光ダイオードは、その発光特性およびパッケージ態様なども特段限定されないので、既知の各種発光特性、パッケージ態様および定格などを適宜選択して用いることができる。

駆動信号発生回路は、降圧チョッパのインダクタに磁気結合した駆動巻線を備え、駆動巻線に誘起した電圧をスイッチング素子の制御端子に印加して、そのスイッチング素子をオン状態に維持する。所望により駆動巻線と上記制御端子の間に例えばコンデンサおよび抵抗の直列回路などのインピーダンス素子を介在させることができる。

ターンオフ回路は、比較手段およびスイッチ素子を備え、降圧チョッパのインピーダンス手段の電圧を検出して、その検出電圧が基準値を越えたときに発生する比較手段の出力でスイッチ素子をオンさせる。そして、スイッチ素子は、駆動信号発生回路の出力端を短絡する。この短絡で降圧チョッパのスイッチング素子はターンオフする。

比較手段は、ターンオフ回路をスイッチ素子、例えばトランジスタにより構成して、その入力電圧を、スイッチ素子をオンするときのベース・エミッタ電圧より明らかに低い例えば０．３Ｖ以下の電圧に設定することができる。これにより、インピーダンス手段のインピーダンスを小さくしてそこに生じる電力損失を頗る小さい値にすることができる。

また、比較手段の出力電圧でスイッチ素子をオンさせるように、比較手段をインピーダンス手段とスイッチ素子との間に介在させることにより、降圧チョッパのターンオフの温度特性が比較手段の介在に伴いスイッチ素子の影響を受けなくなる。その結果、ＬＥＤ点灯装置の温度特性が良好になる。すなわち、比較手段は、その入力電圧を内部に設定される基準電圧と比較して、入力電圧が基準電圧を越えている場合に入力電圧を高い電圧に増幅して出力する。

さらに、比較手段において入力電圧と比較するための基準電圧は、ツェナーダイオードを用いて設定するのが一般的である。比較手段の温度特性は、基準電圧を設定するツェナーダイオードの温度特性によってほぼ決まるので、その温度特性をターンオフ回路の温度特性として好適なやや負特性ないしフラットな温度特性を有するツェナーダイオードを選ぶことは容易である。

さらにまた、降圧チョッパのスイッチング素子のターンオフ制御を比較手段の動作を介して行うので、降圧チョッパの出力電流のばらつき管理が容易で、しかもばらつきが低減する。

本発明において、比較手段およびスイッチ素子を備えたターンオフ回路を、オペアンプを用いた電圧比較器すなわちコンパレータを主体として構成することができる。この場合、コンパレータとその出力電圧でオンするスイッチ素子とでターンオフ回路を構成する第１の態様、ならびにシンク電流容量の比較的大きなコンパレータのみで上記ターンオフ回路を構成する第２の態様のいずれであってもよい。なお、第２の態様においては、コンパレータ自体が、そのシンク電流容量が比較的大きいので、スイッチ素子の機能を奏するから、別設のスイッチ素子が不要になる。

次に、調光手段について説明する。ターンオフ回路の比較手段に入力する基準値は、基準電圧源および可変抵抗器を含む分圧回路により形成される。そして、可変抵抗器を操作して基準値を変化させることができ、基準値がＬＥＤ光源の全光時のそれより小さい値に変化すると、降圧チョッパの第１の回路に流れる電流値のピーク値が小さくなり、その結果降圧チョッパの出力電流が小さくなるので、ＬＥＤ光源は調光点灯する。

本発明において、基準値の変化範囲、したがって調光範囲は、ＬＥＤ光源の全光時における高圧チョッパの出力電流に対して２０〜１００％の範囲内で設定することができる。調光範囲の下限が２０％未満になると、駆動巻線による帰還量が少なくなって降圧チョッパの自励式電流制御動作が不安定になりやすくなるので、注意しなければならない。また、１００％を超えると、ＬＥＤ光源が過負荷点灯を行うことになって、ＬＥＤ光源の温度上昇が多くなり寿命短縮が起こりやすくなる。なお、上記調光範囲は、２５〜１００％であり、この範囲であれば、調光下限付近でより安定した点灯が行われる。

以上の理由から、調光範囲は、上記の範囲内において所望の態様で設定すれば、降圧チョッパが自励式電流制御動作を安定に行いながらＬＥＤ光源を調光点灯させることができる。例えば、上記範囲内で連続的に、または段階的に調光したり、３０〜１００％の範囲より狭い範囲で連続的に、または段階的に設定したりすることができる。なお、段階的に設定する場合には、少なくとも３段階で調光範囲を選択可能にするのがよい。

調光操作のために、可変抵抗器の操作部を照明器具本体から外部へ露出させてある。これにより、操作部を手動で操作して所望の調光レベルを選択することができる。

本発明によれば、降圧チョッパのスイッチング素子をターンオフさせるターンオフ回路が、スイッチング素子に駆動信号を供給する駆動信号発生回路の出力端を短絡するスイッチ素子と、降圧チョッパのスイッチング素子と直列のインピーダンス手段およびスイッチ素子の間に介在する比較手段とを備えるとともに、比較手段の基準値を基準電圧源および基準電圧源の電圧を分圧し可変抵抗器を有する分圧回路により変化させていることにより、降圧チョッパが安定な自励式電流制御動作を行いながらＬＥＤ光源を調光点灯させることができるばかりでなく、上記インピーダンス手段のインピーダンスを一層小さくしてインピーダンス手段の電力損失をより一層低減できるとともに、温度特性が良好で、しかも出力電流のばらつきが少ないＬＥＤ点灯装置でＬＥＤ光源を点灯する照明器具を提供することができる。

本発明の照明器具を実施するための一形態としてのスポットライトを示す図である。 同じくＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。 同じく基準値を可変にする回路部分の詳細を示す回路図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の照明器具１０は、図１の（ａ）正面図および（ｂ）斜視図に示すように、照明器具本体１、ＬＥＤ点灯装置２を具備し、例えば室内などに設置された配電ダクトに装着されて給電を受けるように構成されている。

照明器具本体１は、本形態において基体部１１、支持部１２および灯体部１３を備えている。

基体部１１は、長方形のケースを主体として構成され、図１の（ａ）に点線で示すように、内部に後述するＬＥＤ点灯装置２を収納しており、長手方向の一端側に受電プラグ１１ａ、同じく他端側に支持用プラグ１１ｂがそれぞれ配設されている。受電プラグ１１ａおよび支持用プラグ１１ｂにより基体部１１が配電ダクトに支持されるために、照明器具本体１を確実に取付けることができる。また、基体部１１の長手方向の灯体部１３に対して反対側の端面から、基体部１１内に収納されている後述する可変抵抗器の操作部Ｋすなわち調光摘みが露出している。

支持部１２は、基体部１１の長手方向の一端側に偏った位置に配設され、二又状をなしていて、二又の中心軸をピボットＰ１により水平面内で回動可能に支持し、二又の腕部の先端に配設されたピボットＰ２により後述する灯体部１３を垂直面内で俯迎可能に支持する。その結果、灯体部１３からの投光方向を３次元にわたり調整可能にしている。

灯体部１３は、前面に投光面部１３ａを、後面に放熱部１３ｂを、それぞれ備えている。投光面部１３ａは、ＬＥＤ光源LEDを備えている。ＬＥＤ光源LEDは、分散して配置された複数の発光ダイオード有している。放熱部１３ｂは、ＬＥＤ光源LEDからの発生熱を背方へ放熱させるように放熱フィンを備えている。なお、図１（ｂ）において、灯体部１３は、図において水平方向右側へ向けた状態と、上側へ向けた状態とを重ねて示している。

ＬＥＤ点灯装置２は、図２に示すように、直流電源ＤＣ、降圧チョッパＳＤＣ、ＬＥＤ光源LED、駆動信号発生回路ＤＳＧ、ターンオフ回路ＴＯＦ、調光手段ＤＭおよび過電圧保護回路ＯＶＰを具備して構成されている。上記の各構成要素に加えて、起動回路ＳＴおよび過電圧保護回路ＯＶＰがさらに付設されている。

直流電源ＤＣは、入力端が交流電源ＡＣに接続する全波整流回路ＤＢおよびコンデンサＣ１を備えている。コンデンサＣ１は、高周波カットコンデンサおよび平滑コンデンサのいずれであってもよい。そして、全波整流回路ＤＢの出力端間に接続している。なお、全波整流回路ＤＢの入力端間に接続しているのは雑音防止用コンデンサＣ２である。

降圧チョッパＳＤＣは、直流電源ＤＣに接続した入力端ｔ１、ｔ２、負荷を接続する出力端ｔ３、ｔ４、スイッチング素子Ｑ１、インピーダンス手段Ｚ１およびインダクタＬ１を直列に含み、入力端ｔ１および出力端ｔ３の間に接続した第１の回路Ａ、ならびに第１のインダクタＬ１およびダイオードＤ１を直列に含み出力端ｔ３、ｔ４間に接続した第２の回路Ｂを備えて構成されている。また、出力端ｔ３、ｔ４間には出力コンデンサＣ３が接続している。

本形態において、降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ１はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなり、そのドレイン・ソースが第１の回路Ａに接続される。そして、第１の回路Ａが出力コンデンサＣ３および／または後述する負荷回路ＬＣを介してインダクタＬ１の電磁エネルギー蓄積回路を形成し、第２の回路Ｂが、インダクタＬ１およびダイオードＤ１が出力コンデンサＣ３および／または後述する負荷回路ＬＣを介してインダクタＬ１の電磁エネルギー放出回路を形成している。なお、本形態において、インピーダンス手段Ｚ１は、抵抗器からなるが、所望により適度の抵抗成分を有するインダクタまたはコンデンサなどを用いることができる。

ＬＥＤ光源LEDは、その所望数が直列接続し、かつ出力コンデンサＣ３と直列接続して負荷回路ＬＣを形成し、降圧チョッパＳＤＣの出力端ｔ３、ｔ４間に接続して、付勢されて点灯する。

駆動信号発生回路ＤＳＧは、降圧チョッパＳＤＣの第１のインダクタＬ１に磁気結合した駆動巻線ＤＷを備えている。そして、駆動巻線ＤＷに誘起した電圧をスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）と一方の主端子（ドレイン）の間に駆動信号として印加して、そのスイッチング素子Ｑ１をオン状態に維持する。なお、駆動巻線ＤＷの他端は、インピーダンス手段Ｚ１を介してスイッチング素子Ｑ１の他方の主端子（ソース）に接続している。

本形態において、駆動信号発生回路ＤＳＧには、上記構成に加えてコンデンサＣ４が駆動巻線ＤＷの一端とスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）との間に直列に介在している。また、駆動信号発生回路ＤＳＧの出力端間にツェナーダイオードＺＤ１が接続して、スイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）と一方の主端子（ドレイン）の間に過電圧が印加されてスイッチング素子Ｑ１が破壊されないよう過電圧保護回路を形成している。

ターンオフ回路ＴＯＦは、コンパレータＣＰ１、スイッチ素子Ｑ２、第１および第２の制御回路電源ＥＳ１、ＥＳ２を備えている。そして、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には基準値が入力する。基準値は、後述する調光手段ＤＭにより形成される。コンパレータＣＰ１の非反転入力端子にはインピーダンス手段Ｚ１の電圧が入力し、コンパレータＣＰ１が基準値と比較する。

スイッチ素子Ｑ２は、トランジスタからなり、そのコレクタが第１のスイッチング素子Ｑ１の制御端子に接続し、エミッタがインピーダンス素子Ｚ１および第１のインダクタＬ１の接続点に接続している。したがって、スイッチ素子Ｑ２がオンすることによって、駆動信号発生回路ＤＳＧの出力端を短絡する。これにより、スイッチング素子Ｑ１はターンオフする。

第１の制御回路電源ＥＳ１は、駆動巻線ＤＷの両端にダイオードＤ２およびコンデンサＣ５の直列回路を接続して構成されており、インダクタＬ１に増加する電流が流れているときに駆動巻線ＤＷに発生する誘起電圧でダイオードＤ２を経由してコンデンサＣ５が充電され、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ５の接続点からプラスの電位を出力して抵抗器Ｒ７を介してコンパレータＣＰ１の出力端子に制御電圧を印加するように構成されている。

第２の制御回路電源ＥＳ２は、インダクタＬ１に磁気結合する３次巻線Ｗ３の両端にダイオードＤ３およびコンデンサＣ６の直列回路を接続して構成されており、インダクタＬ１から減少する電流が流れるときに３次巻線Ｗ３に発生する誘起電圧でダイオードＤ３を経由してコンデンサＣ６が充電され、ダイオードＤ３およびコンデンサＣ６の接続点からプラスの電圧を出力して基準電圧源ＺＤ２に制御電圧を印加して基準電圧を生成するように構成されている。

調光手段ＤＭは、基準電圧源ＺＤ２および分圧回路ＶＤからなる。基準電圧源ＺＤ２は、本形態においてツェナーダイオードからなるが、直列安定化電源回路であってもよい。分圧回路ＶＤは、図３に示すように構成されている。すなわち、抵抗器Ｒ１１、可変抵抗器Ｒ１２、可変抵抗器Ｒ１３および抵抗器Ｒ１４の直列回路が基準電圧源ＺＤ２に並列接続し、可変抵抗器Ｒ１２および可変抵抗器Ｒ１３の接続点がコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に接続して、コンパレータＣＰ１に基準値が入力される。そして、最初に可変抵抗器Ｒ１２を調整してＬＥＤ光源LEDの全光レベルが工場において設定される。次に、可変抵抗器Ｒ１３の可変範囲が調光範囲となるように設定される。また、可変抵抗器Ｒ１３の操作部が図１において照明器具本体１から外部へ露出される操作部Ｋとなる。したがって、照明器具１０の使用時に操作部Ｋを操作すると、灯体部１３から放射される照明光が調光範囲ないで所望レベルに調光される。

過電圧保護回路ＯＶＰは、第２の制御回路電源ＥＳ２およびコンパレータＣＰ２を主体として構成されている。

コンパレータＣＰ２は、その反転入力端子が抵抗器Ｒ４および抵抗器Ｒ５の接続点に接続し、抵抗器Ｒ４および抵抗器Ｒ５の直列回路が第２の制御回路電源ＥＳ２のコンデンサＣ６に並列接続している。なお、抵抗器Ｒ４および抵抗器Ｒ５は、電圧分圧回路を構成していて、分圧された抵抗器Ｒ５の端子電圧が反転入力端子に印加される。また、非反転入力端子Ｐ７がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に接続している。

起動回路ＳＴは、第１のスイッチング素子Ｑ１のドレイン・ゲート間に接続した抵抗器Ｒ３およびコンデンサＣ４に並列接続した抵抗器Ｒ１０により構成され、直流電源ＤＣの投入時に抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ１０の抵抗比で主として決まるプラスの起動電圧が第１のスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加されて降圧チョッパＳＤＣが起動する。

次に、回路動作について説明する。

直流電源ＤＣが投入され、起動回路ＳＴにより降圧チョッパＳＤＣが起動すると、スイッチング素子Ｑ１がオンして、直流電源ＤＣから第１の回路Ａ内を負荷回路ＬＣの出力コンデンサＣ３または／および発光ダイオードＬＥＤを経由して直線的に増加する電流が流れ出す。この電流により、駆動信号発生回路ＤＳＧの駆動巻線ＤＷにはコンデンサＣ４側がプラスとなる電圧が誘起され、この誘起電圧がコンデンサＣ４を経由してスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）にプラスの電圧を印加するので、スイッチング素子Ｑ１はオン状態に維持され増加する電流が流れ続ける。これと同時に、増加する電流によりインピーダンス手段Ｚ１に電圧降下が生じ、その降下電圧がターンオフ回路ＴＯＦのコンパレータＣＰ１の反転入力端子に入力電圧として印加される。

上記増加する電流の増大に伴いコンパレータＣＰ１の入力電圧が増加して調光手段ＤＭの出力である基準値を超えると、コンパレータＣＰ１が動作して、プラスの出力電圧が発生する。その結果、ターンオフ回路ＴＯＦのスイッチ素子Ｑ２がオンして駆動信号発生回路ＤＳＧの出力端を短絡するので、降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ１がオフし、上記増加する電流が遮断される。

スイッチング素子Ｑ１がオフすると、インダクタＬ１に上記増加する電流が流れることによってそこに蓄積されていた電磁エネルギーが放出されて、インダクタＬ１およびダイオードＤ１を含む第２の回路Ｂの内部を負荷回路ＬＣの出力コンデンサＣ３または／および発光ダイオードＬＥＤを経由して減少する電流が流れ出す。この減少する電流により、駆動信号発生回路ＤＳＧの駆動巻線ＤＷにはコンデンサＣ４側がマイナスとなる電圧が誘起され、この誘起電圧がツェナーダイオードＺＤ１を経由してコンデンサＣ４にマイナスの電位を印加するとともに、スイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）に負電位が印加されるので、スイッチング素子Ｑ１はオフ状態に維持され、減少する電流が流れ続ける。

インダクタＬ１内に蓄積されていた電磁エネルギーの放出が終了して減少する電流が０になると、インダクタＬ１に逆起電力が発生して、駆動巻線ＤＷに誘起される電圧が逆転し、コンデンサＣ４側が再びプラスに転じるので、この誘起電圧がコンデンサＣ４および抵抗器Ｒ１を経由してスイッチング素子Ｑ１のゲートにプラスの電圧を印加すると、スイッチング素子Ｑ１は再びオン状態に反転して、再び増加する電流が流れ出す。

以後、以上と同様の回路動作が繰り返されて、増加する電流および減少する電流が合成されて三角波形の負荷電流が流れることにより、負荷回路ＬＣのＬＥＤ光源LEDは点灯する。

以上の回路動作において、ターンオフ回路ＴＯＦの動作は、コンパレータＣＰ１およびスイッチ素子Ｑ２の２段階動作により遂行され、コンパレータＣＰ１は、入力電圧が０．３Ｖ以下でも安定かつ正確に動作する。このため、インピーダンス手段Ｚ１の抵抗値を小さくすることができるから、従来技術における入力電圧が０．５Ｖであるとしても、本発明によれば、従来技術におけるのよりインピーダンス手段Ｚ１の電力損失が４０％以上低減させることができる。

また、ターンオフ回路ＴＯＦの温度特性は、コンパレータＣＰ１側で決まり、コンパレータＣＰ１に対して所望の良好な温度特性を付与することができるので、従来のようにスイッチ素子Ｑ２の温度特性に起因する問題はなくなる。なお、コンパレータＣＰ１の温度特性は、例えば基準電圧源に用いるツェナーダイオードとして、その温度特性が若干負特性ないしフラットな特性を有するものを選択することが容易であるから、このような特性をコンパレータＣＰ１の温度特性として寄与させることができる。これにより、温度特性が良好な発光ダイオード点灯装置を得ることができる。

さらに、ターンオフ回路ＴＯＦにコンパレータＣＰ１を配設することにより、スイッチ素子Ｑ２を安定に、かつ正確に動作させることができるので、発光ダイオード点灯装置の出力のばらつきが低減する。

次に、調光動作について説明する。すなわち、調光手段ＤＭの可変抵抗器Ｒ１３の抵抗値を、操作部Ｋを操作して全光時のときより小さくすると、分圧回路ＶＤから出力されて、コンパレータＣＰ１の反転入力端子に入力する基準値が小さくなるから、降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ１のオフが早くなり、増加する電流が小さくなる。その結果、降圧チョッパＳＤＣの出力電流が小さくなり、ＬＥＤ光源LEDが調光点灯を行う。

次に、過電圧保護回路ＯＶＰの動作について説明する。すなわち、負荷回路ＬＣの発光ダイオードＬＥＤが点灯中に何らかの理由で異常となり、降圧チョッパＳＤＣの出力が過電圧になると、インダクタＬ１に磁気結合していてインダクタＬ１から減少電流が流れているときに３次巻線Ｗ３に誘起される電圧が降圧チョッパＳＤＣの出力電圧に比例するので、第２の制御回路電源ＥＳ２のコンデンサＣ６の端子電圧も比例して増大する。その結果、コンデンサＣ６の端子電圧が抵抗器Ｒ４、Ｒ５で分圧され、コンパレータＣＰ２の反転入力端子Ｐ６に入力する電圧が基準電圧を超えるので、マイナスの出力電圧が出力端子から出力される。このため、第１のスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）の電位がマイナスになり、第１のスイッチング素子Ｑ１がオフし、発光ダイオードＬＥＤが消灯して保護される。その後は、後述する起動回路ＳＴの抵抗器Ｒ３およびＲ１０の抵抗値の設定により再起動できないように構成されている。

１…照明器具本体、２…ＬＥＤ点灯装置、１０…照明器具、Ａ…第１の回路、Ｂ…第２の回路、Ｃ３…出力コンデンサ、ＣＰ１、ＣＰ２…コンパレータ、ＤＢ…全波整流回路、ＤＣ…直流電源、ＤＭ…調光手段、ＤＳＧ…駆動信号発生回路、ＤＷ…駆動巻線、ＥＳ１…第１の制御回路電源、ＥＳ２…第２の制御回路電源、Ｌ１…インダクタ、Ｋ…操作部、ＬＣ…負荷回路、LED…ＬＥＤ光源、Ｑ１…スイッチング素子、Ｑ２…スイッチ素子、ＳＤＣ…降圧チョッパ、ＳＴ…起動回路、ｔ１、ｔ２…入力端、ｔ３、ｔ４…出力端、ＴＯＦ…ターンオフ回路、Ｚ１…インピーダンス手段

Claims (1)

1. 照明器具本体と；
   照明器具本体の内部に配設したＬＥＤ点灯装置と；
   を具備し；
   前記ＬＥＤ点灯装置は、直流電源と、直流電源に接続した入力端、負荷を接続する出力端、スイッチング素子、インピーダンス手段およびインダクタを直列に含み入力端および出力端の間に接続した第１の回路、ならびにインダクタおよびフリーホイールダイオードを直列に含み出力端に接続した第２の回路を備えた降圧チョッパと、降圧チョッパの出力端に接続したＬＥＤ光源と、降圧チョッパのインダクタに駆動巻線を磁気結合し、駆動巻線に誘起した電圧をスイッチング素子の制御端子に駆動信号として印加して、そのスイッチング素子をオン状態に維持する駆動信号発生回路と、降圧チョッパのインピーダンス手段の電圧を検出して、その検出電圧が基準値を越えたときに出力する比較手段および比較手段の出力でオンされて駆動信号発生回路の出力端を短絡してスイッチング素子をターンオフさせるスイッチ素子を備えたターンオフ回路と、比較手段の基準値が基準電圧源および基準電圧源の電圧を分圧し可変抵抗器を有する分圧回路により形成されるとともに、可変抵抗器の操作により基準値を変化させてＬＥＤ光源を調光点灯するように構成されていて、かつ可変抵抗器の操作部が照明器具本体の外部に操作可能に露出している調光手段と、を備えている；
   ことを特徴とする照明器具。

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