JP2013222516A - Ｌｅｄ点灯装置及びそれを用いた車両用照明装置並びに照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ点灯装置において、ＤＣ電源回路にＣｕｋ回路を用い、ＬＥＤの任意点灯に要する出力電流の立ち上がり時間が早くする。
【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１は、ＬＥＤ３へ電流を供給するＤＣ電源回路５と、ＤＣ電源回路５からＬＥＤ３への供給電流を制御する制御部６と、を備える。ＤＣ電源回路５は、入出力ラインに夫々チョークコイルが配されたＣｕｋ回路を有し、制御部６は、ＬＥＤ３の連続点灯時に、ＬＥＤ３の負荷電圧を検出する検出部６１を有し、検出部６１による検出結果に基づいてＣｕｋ回路のスイッチ素子Ｑ１を駆動させる駆動信号を出力するフィードバック制御を行ない、ＬＥＤ３の点灯開始時に、Ｃｕｋ回路のスイッチ素子Ｑ１を駆動させる駆動信号のデューティに所定の初期値Ａを与える。駆動信号のデューティが０から初期値Ａまで達する時間Ｔ１だけ、ＬＥＤ３の任意点灯に要する出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり時間を早くすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤを点灯駆動させるＬＥＤ点灯装置及びそれを用いた車両用照明装置並びに照明器具に関する。

発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）は、低電力で高輝度の発光が可能であり、表示等や照明器具等の様々な電気機器の光源として使用されている。また、近年では、ＬＥＤが放電灯に換わる車載用照明装置用の光源として利用されている。

ＬＥＤを光源とする車載用照明装置においては、カーバッテリー（ＤＣ電源）の直流電源電圧をＬＥＤの点灯駆動に適合した所定の電圧に変換するＤＣ電源回路を搭載したＬＥＤ点灯装置が用いられる。一般的なＤＣ電源回路には、トランスを組み込んだＤＣ−ＤＣコンバータが用いられている。ところが、このトランスを組み込んだＤＣ−ＤＣコンバータは、演算処理が早い高スペックなマイコンを用いた制御部等を要するので、装置がコスト高となる。そこで、ＬＥＤを光源とする照明装置においては、トランスに換えて入出力ラインに夫々チョークコイルを配したＣｕｋ回路を用いたＤＣ−ＤＣコンバータが採用されている（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、直流電源ＤＣとＬＥＤ（負荷）との間に、一般的なＣｕｋ回路を用いたＤＣ電源回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）から成るＬＥＤ点灯装置が組み込まれた構成を示す。Ｃｕｋ回路は、平滑化用の入力コンデンサＣ１及び出力コンデンサＣ３の間に、直列に配された２つのチョークコイル（入力インダクタＬ１及び出力インダクタＬ２）と、これらの間に設けられた結合コンデンサＣ２と、を有する。また、入力インダクタＬ１と結合コンデンサＣ２との間には入力インダクタＬ１への電流をオンオフするスイッチ素子Ｑ１が配され、結合コンデンサＣ２と出力インダクタＬ２との間には、整流用のダイオードＤ１が配されている。なお、このＤＣ電源回路は、Ｃｕｋ回路の出力側にはＬＥＤの負荷を検出する検出用抵抗Ｒｓを有する。このようなＣｕｋ回路を用いれば、スイッチ素子Ｑ１をスイッチングする比較的スペックの低いマイコンによる駆動制御が可能であり、装置の低コスト化を図ることができる。

特開２００５−２２４０９４号公報

しかしながら、Ｃｕｋ回路を用いたＤＣ−ＤＣコンバータには、ＬＥＤを任意点灯させる出力電流を得るために必要な立ち上がり時間が遅いという問題がある。具体的には、Ｃｕｋ回路において、ＬＥＤの点灯開始時に、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号のデューティが０から徐々に増加したとき、スイッチ素子Ｑ１のオフ時にＣｕｋ回路の結合コンデンサＣ２から入力側に電流が逆流する。そのため、図１２（ａ）に示すように、入力インダクタＬ１に流れる電流ＩＬ１が瞬間的に負の状態になる。なお、結合コンデンサＣ２の充電が完了すると、図１２（ｂ）に示すように、電流ＩＬ１が常に正の状態になる。

そのため、ＬＥＤの点灯開始時には、図１２（ｃ）に例示すように、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり波形が階段状になり、出力電流ＩｏｕｔがＬＥＤの任意点灯に必要な一定値を持続する連続モードへの移行が遅くなる。また、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり波形が階段状になると、特に、ＬＥＤを任意点灯できる出力電流Ｉｏｕｔを１００％としたとき、一般的なトランスを用いたＤＣ電源回路に比べて、出力電流Ｉｏｕｔがその５０％に達する時間が遅くなる。

車載用照明装置は、一般的な照明器具に比べて、点灯スイッチのオン操作に対して即座に光源（ＬＥＤ）を所望の光出力で点灯させる必要がある。そのため、必要とされる出力電流を得るために必要な立ち上がり時間が遅いＣｕｋ回路は、車載用照明装置用のＬＥＤ点灯装置のＤＣ電源回路に適用することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するものであって、ＤＣ電源回路にＣｕｋ回路を用い、しかもＬＥＤを任意点灯させる出力電流を得るために必要な立ち上がり時間が早いＬＥＤ点灯装置及びそれを用いた車両用照明装置並びに照明器具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ＬＥＤへ電流を供給するＤＣ電源回路と、前記ＤＣ電源回路からＬＥＤへの供給電流を制御する制御部と、を備えたＬＥＤ点灯装置であって、前記ＤＣ電源回路は、入出力ラインに夫々チョークコイルが配されたＣｕｋ回路を有し、前記制御部は、ＬＥＤの連続点灯時には、ＬＥＤの負荷電圧を検出する検出部を有し、前記検出部による検出結果に基づいて前記Ｃｕｋ回路のスイッチを駆動させる駆動信号を出力するフィードバック制御を行ない、ＬＥＤの点灯開始時には、前記Ｃｕｋ回路のスイッチを駆動させる駆動信号のデューティに所定の初期値を与えることを特徴とする。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記制御部は、前記Ｃｕｋ回路の入力側の印加電圧を検知する入力電圧検知部を有し、前記駆動信号のデューティの初期値は、前記入力電圧検知部による検知電圧に応じて決定されることが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記制御部は、前記検出部により検出されたＬＥＤの負荷を記憶する記憶部を有し、前記駆動信号のデューティの初期値は、前記記憶部に記憶されたＬＥＤの前回駆動時の負荷に応じて決定されることが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記制御部は、単位時間あたりのＬＥＤに対する出力電流の変化分を一定に制御することが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記制御部は、前記記憶部においてＬＥＤの前回駆動時の負荷に異常状態が記憶されている場合、前記駆動信号のデューティを０から開始することが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記制御部は、所定の外部電圧の抵抗分圧によるの入力電圧に基づいて前記駆動信号のデューティの初期値を設定し、前記入力電圧が外付け抵抗によって変更可能とされていることが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置において、前記ＤＣ電源回路は、前記Ｃｕｋ回路における一次側のグランドラインと二次側のアノードラインとの間に、コンデンサ及び検出用抵抗が並列に配された検出回路を有し、前記制御部は、前記検出回路の検出用抵抗の両端電圧から該過電流検出用抵抗に流れる電流を検出する過電流検出部を有することが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置は、車載用照明装置に用いられることが好ましい。

上記ＬＥＤ点灯装置は、照明器具に用いられることが好ましい。

本発明によれば、Ｃｕｋ回路のスイッチを駆動させる駆動信号のデューティに所定の初期値を与えたので、駆動信号のデューティが０からその初期値まで達する時間だけ、ＬＥＤを任意点灯に要する出力電流の立ち上がり時間を早くすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置を用いた車載用照明装置の概略構成を示す斜視図。 同ＬＥＤ点灯装置の回路図。 （ａ）は同ＬＥＤ点灯装置における出力電流を制御する駆動信号のデューティの制御例を示す図、（ｂ）は他の制御例を示す図。 （ａ）はＣｕｋ回路を用いたＬＥＤ点灯装置における出力電流の立ち上がり波形と単位時間当たりの出力電流の変化分の推移を示す図、（ｂ）は同ＬＥＤ点灯装置の変形例であって、上記立ち上がり波形と単位時間当たりの出力電流の変化分の制御例を示す図。 同ＬＥＤ点灯装置の変形例における負荷異常時における出力停止動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置の回路図。 同ＬＥＤ点灯装置における出力電流を制御する駆動信号のデューティの制御例を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置の回路図。 同ＬＥＤ点灯装置の検出部において検知される出力電流の変化と出力停止動作の制御例を示す図。 （ａ）は同ＬＥＤ点灯装置を用いた照明器具の側面図、（ｂ）は正面図。 一般的なＣｕｋ回路を用いたＬＥＤ点灯装置の回路図。 （ａ）は一般的なＣｕｋ回路を用いたＬＥＤ点灯装置において駆動開示時の入力インダクタに流れる電流の変化を示す図、（ｂ）同駆動開示後の入力インダクタに流れる電流の変化を示す図、（ｃ）は同ＬＥＤ点灯装置の出力電流の立ち上がり波形を示す図。

本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置、及びそれを用いた車載用照明装置について、図１乃至図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ点灯装置１は、車載用照明装置２に用いられる。車載用照明装置２は、光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤ３）を用いた灯具４と、ＬＥＤ３へ電流を供給するバッテリー（直流電源ＤＣ）と、ＬＥＤ３への供給電流をオンオフするスイッチＳＷと、備える。ＬＥＤ点灯装置１は、スイッチＳＷにおけるオンオフ操作に従って直流電源ＤＣからＬＥＤ３へを供給電流を制御する。図例では、左右一対の灯具４（前照灯）の夫々にＬＥＤ点灯装置１が配された例を示すが、一つのＬＥＤ点灯装置１が複数の灯具４におけるＬＥＤ３の供給電流を制御するように構成されていてもよい。

図２に示すように、ＬＥＤ点灯装置１は、直流電源ＤＣと灯具４との間に配され、ＬＥＤ３へ電流を供給するＤＣ電源回路５と、ＤＣ電源回路５からＬＥＤ３への供給電流Ｉｏを制御する制御部６と、を備える。なお、以下の説明において、ＬＥＤ３とは、直列に配された一群の発光ダイオード素子を総称していう。ＤＣ電源回路５は、入出力ラインに夫々チョークコイルを配したＣｕｋ回路を用いたＤＣ−ＤＣコンバータである。

ＬＥＤ３には、所望の光色の照明光を出射できるＬＥＤ、例えば、ＧａＮ系青色ＬＥＤチップにＹＡＧ系黄色蛍光体が被覆され、青色光と黄色光とを混光させて白色光を出射する白色ＬＥＤが用いられる。なお、白色ＬＥＤに限らず、赤、緑及び緑の発光色が異なる複数のＬＥＤが適宜に組み合わされて用いられてもよく、また、発光部に有機発光材料を用いたＯＬＥＤが用いられてもよい。

ＤＣ電源回路５のＣｕｋ回路は、平滑化用の入力コンデンサＣ１及び出力コンデンサＣ３の間に、直接に配された２つのインダクタ要素（入力インダクタＬ１及び出力インダクタＬ２）と、これらの間に設けられた結合コンデンサＣ２と、を有する。また、入力インダクタＬ１と結合コンデンサＣ２との間には入力インダクタＬ１への電流をオンオフするスイッチ素子Ｑ１が配され、結合コンデンサＣ２と出力インダクタＬ２との間には、整流用のダイオードＤ１が配されている。なお、ＤＣ電源回路５は、Ｃｕｋ回路の出力側にＬＥＤの負荷電圧を検出するための検出用抵抗Ｒｓを有し、この検出用抵抗Ｒｓの両端が、抵抗Ｒ１〜Ｒ４及びオペアンプＯＰから成る増幅回路を介して、制御部６の検出部６１のコンパレータＣＰ１に接続されている。

制御部６は、ＬＥＤ３の負荷電圧を検出する検出部６１と、検出部６１による検知結果に基づいてＣｕｋ回路のスイッチ素子Ｑ１を駆動させる駆動信号の出力する駆動信号発信部６２と、を有する。駆動信号発信部６２は、ＬＥＤ３の連続点灯時には、検出部６１による検知結果に基づいてＣｕｋ回路のスイッチ素子Ｑ１を駆動させる駆動信号のデューティを出力することにより、フィードバック制御を行う。また、制御部６は、Ｃｕｋ回路の入力側の印加電圧を検知する入力電圧検知部６３と、検出部６１により検出されたＬＥＤ３の負荷を記憶する記憶部６４と、を有する。

本実施形態において、制御部６は、ＬＥＤ３の点灯開始時に、駆動信号発信部６２から出力される駆動信号のデューティに、図３（ａ）に示すように、所定の初期値Ａを与えるように構成されている。このように、駆動信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）に初期値Ａを与えることで、デューティが０からＡまで達する時間（Ｔ１）だけ、ＬＥＤ３の任意点灯に要する出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり時間を早くすることができる。また、出力電流ＩｏｕｔがＬＥＤの任意点灯に必要な駆動信号のデューティ（一定値Ｂ）を持続する連続モードへの移行が早くなり、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり波形がリニアに近づく（後述する図４（ｂ）参照）。

ここで、初期値Ａは、ＬＥＤ３の個体差に基づく光量ばらつき、ＤＣ−ＤＣコンバータの特性、駆動信号発信部６２に用いられるマイコンの応答性等を鑑み、回路のオーバーシュートを抑制するため、上記一定値Ｂよりも低い値に設定される。

また、図３（ｂ）に示すように、初期値Ａから上記一定値Ｂに達するまでのデューティ（Ｄｕｔｙ）−時間波形の傾きを小さくすれば、より効果的に回路オーバーシュートの抑制することができる。なお、この傾きが小さければ、一定値Ｂに達するまでの時間が時間Ｔだけ遅くなる。しかし、この遅れ時間Ｔ２が上記Ｔ１より短くなるように上記傾きを設定すれば、デューティに初期値Ａを与えなかった場合に比べて、ＬＥＤ３を任意点灯させる出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり時間を早く、且つ効果的にオーバーシュートを抑制することができる。

ところで、ＬＥＤ３を任意点灯させる出力電流Ｉｏｕｔを得るために必要な駆動信号のデューティは、ＤＣ電源回路５の入力電圧、及びＬＥＤ３の負荷の大きさによって異なる。例えば、ＤＣ電源回路５の入力電圧が低く、ＬＥＤ３の負荷が大きい場合には、駆動信号のデューティ値は高くなり、ＤＣ電源回路５の入力電圧が高く、ＬＥＤ３の負荷が小さい場合には、駆動信号のデューティ値は低くなる。そこで、本実施形態においては、Ｃｕｋ回路のスイッチ素子Ｑ１を駆動させる駆動信号のデューティの初期値Ａは、適宜に変更される。

具体的には、入力電圧検知部６３が、Ｃｕｋ回路の入力側の印加電圧、すなわち入力電圧を常に監視する。また、記憶部６４は、検出部６１により検出されたＬＥＤ３の負荷を記憶する。ここで、記憶部６４は、入力電圧が一定値を下回った場合のみＬＥＤ３の負荷を記憶する、又は定期的にＬＥＤ３の負荷を記憶し、最新の状態を更新する。後者の場合、入力電圧検知部６３において電圧供給の停止が検出された場合には、ＬＥＤ３の負荷の記憶の更新を止める。また、記憶部６４には、入力電圧と、ＬＥＤ３の前回駆動時の負荷との組み合わせに対する適切なデューティの初期値を規定したテーブル（不図示）が予め記憶されている。そして、駆動信号発信部６２は、ＬＥＤ３の点灯開始時に、入力電圧検知部６３により検知された入力電圧、及び記憶部６４に記憶されたＬＥＤ３の前回駆動時の負荷を参照して、上記テーブルから駆動信号のデューティの初期値Ａを読み出す。以上により、ＬＥＤ３の点灯開始時に、駆動信号発信部６２は、多様な入力電圧条件、及びＬＥＤ３の負荷条件において、最適な駆動信号のデューティの初期値Ａを読み出すことができる。

次に、上記実施形態の変形例に係るＬＥＤ点灯装置について、図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、Ｃｕｋ回路を用いたＤＣ電源回路５は、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり波形が階段状となり、他のＤＣ−ＤＣコンバータ方式と比較し、ＬＥＤ３の任意点灯に必要な出力電流Ｉ１に到達するまでにかかる時間が長くなる。そこで、この変形例においては、検出部６１が、単位時間ｄｔ当たりの出力電流Ｉｏｕｔの変化分ｄｉを監視し、図４（ｂ）に示すように、時間（Ｔｉｍｅ）に対して、単位時間当たりの出力電流Ｉｏｕｔの変化分（ｄｉ／ｄｔ）が一定になるように、駆動信号発信部６２から出力される駆動信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）を制御する。

上記ｄｉ／ｄｔを一定にする方法として、まず、制御部６は、ｄｉ／ｄｔと駆動信号のデューティとを関連付けたテーブルを記憶部６４に記憶させる。そして、駆動信号発信部６２は、上記テーブルを参照して、ｄｉ／ｄｔの値が、所定値（ｄｉ１／ｄｔ１）よりも低いときに、駆動信号のデューティの増分を大きくする制御を行なう。反対に、駆動信号発信部６２は、ｄｉ／ｄｔの値が所定値（ｄｉ１／ｄｔ１）よりも高い場合には、デューティの増分を小さくする制御を行う。上記ｄｉ／ｄｔの一定制御は、回路のオーバーシュートを抑制するため、出力電流ＩｏｕｔがＬＥＤ３の任意点灯に必要な出力電流Ｉ１に到達する直前まで行なわれ、出力電流Ｉｏｕｔ出力電流Ｉ１に到達すると、制御部６は、通常のフィードバック制御のみを行なう。この変形例によれば、制御部６が、上記制御を行なうことで、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり波形がリニアに近づけることができる。

次に、上記実施形態の別の変形例に係るＬＥＤ点灯装置について、図５を参照して説明する。上記実施形態で説明したように、駆動信号発信部６２が出力する駆動信号のデューティに初期値Ａが設定されている場合、制御部６がＬＥＤ３（負荷）のオープン及びショート等の異常を検出し、停止後に再駆動した際に、ＬＥＤ３に過電圧及び過電流が生じる。そこで、この変形例においては、記憶部６４に、ＬＥＤ３の点灯時の負荷状態を記憶させ、ＬＥＤ３の点灯開始時に、ＬＥＤ３の前回駆動時の異常状態が記憶されていた場合には、駆動信号のデューティの初期値Ａを０にリセットする。

一般的に、車載用照明装置に用いられるＬＥＤ点灯装置においては、ＬＥＤ３がショート又はオープン状態となった場合、制御部６がＬＥＤ３の負荷状態の異常を検出し、ＤＣ電源回路５への駆動信号発信を停止し、入力電圧の再投入まで同回路を停止若しくは維持、又は一定間隔で繰り返し動作させる。しかしながら、仮にＬＥＤ３がショートしていた場合の再始動時に、駆動信号のデューティに初期値Ａが与えられていると、直流電源ＤＣからグランドＧＮＤまで導通して、過大な電流がＤＣ電源回路５に流れて、同回路がダメージを受ける虞がある。

そこで、図５のフローチャートに示すように、記憶部６４がＬＥＤ３の前回駆動時の負荷状態を記憶し、駆動信号発信部６２は、ＬＥＤ３の点灯開始時に、前回駆動時の負荷状態が正常であれば、駆動信号のデューティに初期値Ａを設定する。一方、前回駆動時の負荷状態に異常があれば、駆動信号のデューティに初期値を０とする。なお、記憶部６４に前回の負荷状態が記憶されていないときは、安全の為、ＬＥＤ３の点灯開始時は初期値を０とする。また、制御部６は、ＬＥＤ３の点灯開始後に、ＬＥＤ３の負荷状態が正常であることが検出されれば、駆動信号のデューティに初期値Ａを設定する。そして、ＬＥＤ３の負荷状態が正常であることが再度検出されると、出力電流ＩｏｕｔがＬＥＤ３の任意点灯に必要な駆動信号のデューティ（一定値Ｂ）を出力する。一方、ＬＥＤ３の負荷状態に異常が検出されると、駆動信号の出力を完全停止する。

この変形例によれば、制御部６が、上記制御を行なうことで、前回駆動時の負荷状態が正常であえば、出力電流Ｉｏｕｔの立ち上がり早め、異常時には過電流や過電圧を最小限に抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６に示すように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１は、制御部６の駆動信号発信部６２が、所定の外部電圧Ｖｃｃの抵抗分圧によるの入力電圧（指令値）に基づいて、駆動信号のデューティの初期値Ａを設定する。制御部６には、外部電圧Ｖｃｃが印加される抵抗Ｒ５が配され、入力電圧（指令値）は、外付け抵抗Ｒｄによって変更可能となるように構成されている。外付け抵抗Ｒｄは、好ましくは可変抵抗であり、その抵抗値を任意に設定することができる。

ＬＥＤ３の任意点灯に必要な出力電流Ｉｏｕｔの設定値までの立ち上がり時間は、ＬＥＤ３の負荷が重いほど遅くなる。従って、立ち上がりが遅い重負荷のＬＥＤ３については、初期値Ａをより大きく設定する必要がある。そこで、本実施形態においては、図７に示すように、ＬＥＤ点灯装置１の制御対象である２種のＬＥＤ３の任意点灯に必要な駆動信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）が夫々Ｂ１，Ｂ２（Ｂ２＞Ｂ１）であるとき、駆動信号のデューティの初期値を夫々Ａ１，Ａ２（Ａ２＞Ａ１）にする。そして、駆動信号発信部６２に初期値Ａ１，Ａ２の夫々を出力させる際の入力電圧（指令値）は、外付け抵抗Ｒｄの抵抗値を変更することで切り替えられる。

本実施形態によれば、駆動信号のデューティの初期値は、外付け抵抗Ｒｄの抵抗値により設定されるので、外付け抵抗Ｒｄの抵抗値を変えることで、ＬＥＤ３の負荷に重さに応じて適切な初期値を容易に設定することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ点灯装置について、図８及び図９を参照して説明する。図８に示すように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１は、ＤＣ電源回路５のＣｕｋ回路における一次側のグランドラインと二次側のアノードラインとの間に、コンデンサＣ４及び検出用抵抗Ｒｓ２が並列に配された検出回路５１が配されている。また、制御部６は、検出用抵抗Ｒｓ２の両端電圧から、この検出用抵抗Ｒｓ２に流れる電流を検出する過電流検出部を有する。この過電流検出部は、検出用抵抗Ｒｓ２に接続されたコンパレータＣＰ２を有する。他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。なお、以下の説明で、上記第１の実施形態で説明した検出部６１を第１検出部６１ａといい、本実施形態で用いられる過電流検出部を第２検出部６１ｂという。また、図８において、上記第１の実施形態で説明した検出用抵抗Ｒｓを、区別のため検出用抵抗Ｒｓ１と表記している。

第１検出部６１ａは、出力電流Ｉｏｕｔをフィードバック制御するために、出力ラインに配された検出用抵抗Ｒｓ１に印加される電圧値を検出し、コンパレータＣＰ１によって設定された所定の第１過電流閾値と比較する。検出された電圧値が第１過電流閾値よりも高い場合には、駆動信号発信部６２における駆動信号の出力を完全停止し、過電流を抑制する。この際、出力ラインに設置される検出用抵抗Ｒｓ１は、回路ロスを抑えるために、非常に抵抗値が低く設定されている。従って、検出用抵抗Ｒｓ１に印加される電圧値は非常に小さいので、制御部６がフィードバック制御を行なうには、オペアンプＯＰによる信号増幅が必要となる。

ところで、ＬＥＤ点灯装置１が停止している間にＬＥＤ３がショートしていて、その後、ＬＥＤ点灯装置１が駆動したときに、駆動信号のデューティに初期値Ａが与えられていると、回路に過電流が流れる虞がある。しかしながら、第１検出部６１ａは、オペアンプＯＰによる増幅回路を介してＤＣ電源回路５と接続されており、これらの煩雑な回路により、制御部６への信号伝達が遅い。そのため、第１検出部６１ａは、緩やかな電流上昇には対応できるが、急峻な電流上昇には対応できず、駆動信号の出力停止が遅れてしまい、過電流から回路を保護できなくなる虞がある。

これに対して、第２検出部６１ｂは、検出用抵抗Ｒｓ２に印加される電圧値を検出し、コンパレータＣＰ２によって設定された所定の第２過電流閾値と比較する。検出された電圧値が第２過電流閾値よりも高い場合には、駆動信号発信部６２における駆動信号の出力を完全停止し、過電流を抑制する。この第２検出部６１ｂは、オペアンプＯＰによる信号増幅といった信号伝達の遅れの原因となる電子部品が、第１検出部６１ａに比べて少ないので、急峻な電流上昇にも対応することができる。なお、ＤＣ電源回路５及びＬＥＤ３の負荷状態が正常であれば、検出用抵抗Ｒｓ２の抵抗値がある程度大きいと、並列に配されたコンデンサＣ４が主な電流経路となるので、回路ロスは少ない。

図９において、第１検出部６１ａにおける出力電流Ｉｏｕｔの検出波形を破線で、第２検出部６１ｂにおける出力電流Ｉｏｕｔの検出波形を実線で示す。つまり、第１検出部６１ａは、第２検出部６１ｂに比べて僅かに検出時間の遅れがある。

本実施形態においては、第１検出部６１ａ及び第２検出部６１ｂを併用し、かつ第２過電流閾値（実線）が、第１過電流閾値（破線）よりも大きくなるように設定される。こうすれば、短時間に重度な過電流が一度でも生じた際には、第２検出部６１ｂが動作して駆動信号の出力を停止っさえる。また、軽度な過電流が生じた際には、第１検出部６１ａが動作して駆動信号のデューティを減衰させ可能な限り点灯動作を維持する。そして、軽度な過電流が複数回生じた際には、第１検出部６１ａが動作して駆動信号の出力を停止さえて、過電流から回路を保護することができる。

上述した実施形態に係るＬＥＤ点灯装置１は、車載用照明装置に限らず、ＬＥＤを光源とした照明器具に適用することができる。ここでは、図１０（ａ）（ｃ）に示すように、天井等に埋め込まれるダウンライト型の照明器具７を例に挙げる。照明器具７は、回路基板上に複数のダイオード素子Ｄ１、Ｄ２（総称してＬＥＤ３）が実装された光源部７１と、光源部７１のＬＥＤ３を点灯させるＬＥＤ点灯装置１を収容する本体部７２と、を備える。また、照明器具７は、天井等に形成された開口部に嵌め込まれて光源部７１等を保持する枠体部７３と、商用電源ＡＣから電源供給を受けるための電源線が接続される端子台７４と、枠体部７３を天井等に固定するための取付バネ７５と、を備える。なお、このような照明器具７に用いられる場合、上述した直流電源ＤＣ及びＤＣ−ＤＣコンバータ５１に換えて又は加えて、商用電源ＡＣから供給される交流電流を直流電流に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ（不図示）が搭載される。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、制御部６は、ＬＥＤの点灯開始時に、ＬＥＤ３の前回駆動時からの経時時間を計測するタイマを備え、上記経時時間を駆動信号のデューティの初期値Ａの決定に参照するファクターとしてもよい。この場合、例えば、経時時間が長くなるに従って、非駆動時間にＬＥＤ３の負荷状態に異常が生じる可能性が高くなるので、駆動信号のデューティの初期値Ａを低く設定する。

１ ＬＥＤ点灯装置
２ 車載用照明装置
３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
５ ＤＣ電源回路（Ｃｕｋ回路）
５１ 検出回路
６ 制御部
６１ 検出部
６１ｂ 第２検出部（過電流検出部）
６２ 入力電圧検知部
６４ 記憶部
７ 照明器具
Ａ 駆動信号のデューティの初期値
Ｃ４ 検出回路のコンデンサ
Ｌ１ 入力インダクタ（チョークコイル）
Ｌ２ 出力インダクタ（チョークコイル）
Ｑ１ スイッチ素子
Ｒｓ２ 検出用抵抗
Ｒｄ 外付け抵抗
Ｖｃｃ 外部電圧

Claims (9)

1. ＬＥＤへ電流を供給するＤＣ電源回路と、前記ＤＣ電源回路からＬＥＤへの供給電流を制御する制御部と、を備えたＬＥＤ点灯装置であって、
   前記ＤＣ電源回路は、入出力ラインに夫々チョークコイルが配されたＣｕｋ回路を有し、
   前記制御部は、ＬＥＤの連続点灯時には、ＬＥＤの負荷電圧を検出する検出部を有し、前記検出部による検出結果に基づいて前記Ｃｕｋ回路のスイッチ素子を駆動させる駆動信号を出力するフィードバック制御を行ない、ＬＥＤの点灯開始時には、前記Ｃｕｋ回路のスイッチ素子を駆動させる駆動信号のデューティに所定の初期値を与えることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
2. 前記制御部は、前記Ｃｕｋ回路の入力側の印加電圧を検知する入力電圧検知部を有し、
   前記駆動信号のデューティの初期値は、前記入力電圧検知部による検知電圧に応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
3. 前記制御部は、前記検出部により検出されたＬＥＤの負荷を記憶する記憶部を有し、
   前記駆動信号のデューティの初期値は、前記記憶部に記憶されたＬＥＤの前回駆動時の負荷に応じて決定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
4. 前記制御部は、単位時間あたりのＬＥＤに対する出力電流の変化分を一定に制御することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ点灯装置。
5. 前記制御部は、前記記憶部においてＬＥＤの前回駆動時の負荷に異常状態が記憶されている場合、前記駆動信号のデューティを０から開始することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のＬＥＤ点灯装置。
6. 前記制御部は、所定の外部電圧の抵抗分圧によるの入力電圧に基づいて前記駆動信号のデューティの初期値を設定し、前記入力電圧が外付け抵抗によって変更可能とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
7. 前記ＤＣ電源回路は、前記Ｃｕｋ回路における一次側のグランドラインと二次側のアノードラインとの間に、コンデンサ及び検出用抵抗が並列に配された検出回路を有し、
   前記制御部は、前記検出回路の検出用抵抗の両端電圧から該過電流検出用抵抗に流れる電流を検出する過電流検出部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置を用いた車載用照明装置。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置を用いた照明器具。

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