特許 6163889 ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤユニット及び屋外用照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6163889

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤユニット及び屋外用照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20170710BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 K

   H05B37/02 J

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-118653(P2013-118653)

(22)【出願日】2013年6月5日

(65)【公開番号】特開2014-235966(P2014-235966A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2016年4月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000192

【氏名又は名称】岩崎電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160967

【弁理士】

【氏名又は名称】▲濱▼口 岳久

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128657

【弁理士】

【氏名又は名称】三山 勝巳

(74)【代理人】

【識別番号】100170601

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 孝

(72)【発明者】

【氏名】山崎 祐哉

(72)【発明者】

【氏名】田島 信義

(72)【発明者】

【氏名】川股 直樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 良明

【審査官】 田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１６３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４３６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１４０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３３９３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＥＤ照明装置であって、
ＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイに電力を供給する電源回路と、
前記ＬＥＤアレイに直列接続された電流検出抵抗及び前記ＬＥＤアレイと前記電流検出抵抗の直列回路に並列接続されたスイッチ素子を有し、前記電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合に前記スイッチ素子が前記直列回路を短絡するように構成された保護回路と
を備え、前記電源回路が前記ＬＥＤアレイに流れる電流をスイッチングするための少なくとも１つの駆動素子を有し、前記スイッチ素子の定格電流が前記駆動素子の定格電流よりも大きい、ＬＥＤ照明装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＬＥＤ照明装置であって、配線接続される電源ユニット及びＬＥＤユニットからなり、前記電源回路が前記電源ユニットに含まれ、前記ＬＥＤアレイ及び前記保護回路が前記ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤ照明装置。

【請求項3】

ＬＥＤ照明装置であって、
ＬＥＤユニットに含まれたＬＥＤアレイと、
電源ユニットに含まれ、前記ＬＥＤアレイに電力を供給する電源回路と、
前記ＬＥＤユニットに含まれ、前記ＬＥＤアレイに直列接続された電流検出抵抗及び前記ＬＥＤアレイと前記電流検出抵抗の直列回路にドレイン端子−ソース端子が並列接続されたＭＯＳＦＥＴを有し、該ＭＯＳＦＥＴのゲート端子が前記直列回路の一部に接続され、前記電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合に前記ＭＯＳＦＥＴがオンして前記直列回路を短絡するように構成された保護回路と
を備え、前記電源ユニットと前記ＬＥＤユニットとが２線で配線接続された、ＬＥＤ照明装置。

【請求項4】

請求項３に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電源回路が前記ＬＥＤアレイに流れる電流をスイッチングするための少なくとも１つの駆動素子を有し、前記ＭＯＳＦＥＴの定格電流が前記駆動素子の定格電流よりも大きい、ＬＥＤ照明装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記電源回路が、ホット側入力ライン及び接地されるコールド側入力ラインを介して商用電源に接続され、少なくとも前記ホット側入力ラインに直列接続される電流ヒューズを備えたＬＥＤ照明装置。

【請求項6】

ＬＥＤユニットであって、
ＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイに直列接続された電流検出抵抗及び前記ＬＥＤアレイと前記電流検出抵抗の直列回路にドレイン端子−ソース端子が並列接続されたＭＯＳＦＥＴとを有し、該ＭＯＳＦＥＴのゲート端子が前記直列回路の一部に接続され、前記電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合に前記ＭＯＳＦＥＴがオンして前記直列回路を短絡するように構成された保護回路と
を備えたＬＥＤユニット。

【請求項7】

屋外用照明器具であって、
請求項６に記載のＬＥＤユニットが配置された灯具部と、
一端が前記灯具部に結合されるとともに他端が地中に埋設され、前記ＬＥＤユニットに電力を供給する電源ユニットが内蔵されたポール部と
を備えた屋外用照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はＬＥＤ照明装置、ＬＥＤユニット及び屋外用照明器具に関し、特に、ＬＥＤアレイの保護回路を有するＬＥＤ照明装置、ＬＥＤユニット及び屋外用照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ照明装置においては、過電圧及び過電流からＬＥＤを保護するための保護回路が必要となる。例えば、特許文献１は、過電圧保護制御及び過電流保護制御を行うＬＥＤ駆動装置（４）を開示する。駆動部（５）は出力電圧検出用の抵抗（４２）に発生する電圧を検出し、検出された出力電圧が予め決められた電圧以上になると出力を停止する。また、駆動部（５）は、出力電流検出用の抵抗（４３）に流れる駆動電流を検出し、検出された出力電流が予め決められた電流以上にならないように出力電流を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２１０８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１のＬＥＤ駆動装置においては、故障モードによっては過電流及び過電圧に伴う過電流（以下、両者をまとめて「過電流」という）を検出することができない。詳細を後述するように、故障モードには、駆動回路の故障、種々の極性パターンの地絡故障等がある。ここで、過電流が検出されても駆動回路の出力が抑制されない場合、又はそもそも電流検出用の抵抗に過電流が流れずに過電流が検出されない場合があり、ＬＥＤが適切に保護されない可能性がある。

【0005】

特に、電源部（点灯装置）がポール部内に設置され、配線を介してＬＥＤユニットが灯具部に配置される道路灯等のＬＥＤ照明装置においては、高出力のＬＥＤユニット自体が高価であることからも、ＬＥＤユニットの交換にはコストがかかる。また、このようなＬＥＤ照明装置においては、高所にＬＥＤユニットが配置されるためにＬＥＤユニット故障時の交換作業が容易ではない。従って、過電流に対するＬＥＤユニットの確実な保護が望まれる。

【0006】

そこで、本発明は、あらゆる故障モードに対しても確実にＬＥＤアレイを保護することができるＬＥＤ照明装置、ＬＥＤユニット及び屋外用照明器具を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイに電力を供給する電源回路と、保護回路とを備える。保護回路は、ＬＥＤアレイに直列接続された電流検出抵抗及びＬＥＤアレイと電流検出抵抗の直列回路に並列接続されたスイッチ素子を有し、電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合にスイッチ素子がＬＥＤアレイと電流検出抵抗の直列回路を短絡するように構成される。

【0008】

本発明のＬＥＤ照明装置によると、ＬＥＤアレイ及び電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合にスイッチ素子によってＬＥＤアレイがバイパスされる。これにより、ＬＥＤアレイに過電流をもたらし得るあらゆる故障モードにおいても、ＬＥＤアレイの確実な保護が可能となる。

【0009】

また、ＬＥＤ照明装置は、配線接続される電源ユニット及びＬＥＤユニットからなり、電源回路が電源ユニットに含まれ、ＬＥＤアレイ及び保護回路がＬＥＤユニットに含まれるようにすることが好ましい。このように、保護回路がＬＥＤユニットに含まれる構成のＬＥＤ照明装置は、保護回路を有さない一般的なＬＥＤ照明装置と同様の配線により構成される。従って、種々の照明器具に適用可能な汎用性の高いＬＥＤ照明装置を提供することができる。

【0010】

また、電源回路は、ホット側入力ライン及び接地されるコールド側入力ラインを介して商用電源に接続され、少なくともホット側入力ラインに直列接続される電流ヒューズを備える。これにより、保護回路動作時に、少なくともホット側入力ラインに接続された電流ヒューズが過電流によって溶断し、確実に電源回路の動作を停止させることができる。

【0011】

また、電源回路はＬＥＤアレイに流れる電流をスイッチングするための少なくとも１つの駆動素子を有し、スイッチ素子の定格電流が駆動素子の定格電流よりも大きいことが好ましい。これにより、保護回路の作動時に、駆動素子がスイッチ素子よりも先に短絡故障することになる。従って、保護回路の作動後の回復作業において、ＬＥＤアレイ側の構成を交換する必要がなく、電源回路又は電源ユニットだけを交換すればよいことになり、保守管理が容易となる。

【0012】

本発明のＬＥＤユニットは、ＬＥＤアレイと、保護回路とを備える。保護回路は、ＬＥＤアレイに直列接続された電流検出抵抗及びＬＥＤアレイと電流検出抵抗の直列回路に並列接続されたスイッチ素子とを有し、電流検出抵抗に流れる電流が所定値を超えた場合にスイッチ素子がこの直列回路を短絡するように構成される。このように、ＬＥＤユニットに保護回路を設けたので、ＬＥＤユニットを既存の電源ユニットに接続して使用することができ、高い汎用性が得られる。

【0013】

本発明の屋外用照明器具は、上記のＬＥＤユニットが配置された灯具部と、一端が灯具部に結合されるとともに他端が地中に埋設され、ＬＥＤユニットに電力を供給する電源ユニットが内蔵されたポール部とを備える。上記のように、地絡等のあらゆる過電流モードに対してもＬＥＤアレイが確実に保護されるので、ＬＥＤユニットが配置される灯具部の保守頻度が低減され、保守管理性の優れた屋外用照明器具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置を示す図である。

【図2】本発明の実施形態による屋外用照明器具を示す図である。

【図3】図１のＬＥＤ照明装置における降圧チョッパ回路異常時の保護動作を説明する図である。

【図4】図１のＬＥＤ照明装置における地絡時の保護動作を説明する図である。

【図5】図１のＬＥＤ照明装置における地絡時の保護動作を説明する図である。

【図6】図１のＬＥＤ照明装置における地絡時の保護動作を説明する図である。

【図7】図１のＬＥＤ照明装置における地絡時の保護動作を説明する図である。

【図8】本発明の変形例によるＬＥＤユニットを示す図である。

【図9】本発明の変形例によるＬＥＤ照明装置を示す図である。

【図10】本発明の変形例によるＬＥＤ照明装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１に、本発明の実施形態によるＬＥＤ照明装置を示す。ＬＥＤ照明装置１は電源回路２及びＬＥＤユニット３を備える。電源回路２は商用交流電源ＡＣ（以下、「商用電源ＡＣ」という）からの交流入力を直流出力に変換して、直流出力をＬＥＤユニット３に供給する。

【0016】

電源回路２は、入力端子Ｔ１及びＴ２と出力端子Ｔ３及びＴ４の間に、入力回路４、力率改善回路５及び降圧チョッパ回路６を備える。

【0017】

入力回路４は、電流ヒューズ４１及び４２、ダイオードブリッジ４３、入力コンデンサ４４、並びに必要に応じてノイズフィルタを備える。入力回路４には商用電源ＡＣからの交流電圧が入力され、ダイオードブリッジ４３による全波整流出力が出力される。

【0018】

力率改善回路５は、インダクタ５１、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子５２、ダイオード５３、平滑コンデンサ５４、力率改善制御回路５５、電流検出部５６及び電圧検出部５７を備え、ダイオードブリッジ４３の整流出力が入力される。スイッチング素子５２がオンの期間に、整流出力→インダクタ５１→スイッチング素子５２に電流が流れ、インダクタ５１にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子５２がオフの期間に、整流出力→インダクタ５１→ダイオード５３→平滑コンデンサ５４に電流が流れ、インダクタ５１に蓄積されていたエネルギーに応じた電圧が整流出力に重畳され、これにより整流出力が昇圧される。そして、昇圧された整流出力が平滑コンデンサ５４に充電されることにより、平滑コンデンサ５４は直流電源として作用する。

【0019】

スイッチング素子５２は力率改善制御回路５５によってＰＷＭ制御される。駆動電流検出部５６はスイッチング素子５２に直列接続された低抵抗素子からなり、スイッチング素子５２に流れる電流を検出する。電圧検出部５７は抵抗分圧回路からなり、平滑コンデンサ５４の電圧、即ち、力率改善回路５の出力電圧を検出する。力率改善制御回路５５は、電流検出部５６からの検出電圧を参照して、入力力率を改善するようにＰＷＭ幅を制御する。また、力率改善制御回路５５は、電圧検出部５７からの検出電圧を参照して検出電圧が設定値で一定となるようにＰＷＭ幅を制御する。これにより、力率改善回路５において定電圧出力制御が行われる。

【0020】

降圧チョッパ回路６は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子（駆動素子）６１、インダクタ６２、ダイオード６３、コンデンサ６４、降圧チョッパ制御回路６５、電圧検出部６６、電流検出部６７及びコンデンサ６８を備える。降圧チョッパ回路６には、力率改善回路５の昇圧出力、即ち、平滑コンデンサ５４の電圧が入力される。スイッチング素子６１がオンの期間に、昇圧出力→スイッチング素子６１→インダクタ６２→ＬＥＤユニット３（正常動作時はＬＥＤアレイ７）に電流が流れ、インダクタ６２にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子６１がオフの期間に、インダクタ６２の蓄積エネルギーを電源として、インダクタ６２→ＬＥＤユニット３（正常動作時はＬＥＤアレイ７）→ダイオード６３に電流が流れる。両期間における出力がコンデンサ６４によって平滑され、直流出力電圧及び電流が降圧チョッパ回路６からＬＥＤユニット３に投入される。

【0021】

スイッチング素子６１は降圧チョッパ制御回路６５によってＰＷＭ制御される。電圧検出部６６は抵抗分圧回路からなり、降圧チョッパ回路６の出力電圧を検出する。電流検出部６７は低抵抗素子からなり、ＬＥＤユニット３に流れる電流を検出する。降圧チョッパ制御回路６５において、電圧検出部６６による検出電圧を参照してＬＥＤユニット３に印加される異常な電圧の有無を検出し、異常が検出された場合にスイッチング素子６１の駆動を停止する。また、降圧チョッパ回路６は降圧チョッパ制御回路６５によって定電流出力制御又は定電力出力制御される。降圧チョッパ制御回路６５において、例えば、電流検出部６７に発生する電圧が目標値に一致して一定となるように、内部の誤差増幅器の動作によってスイッチング素子６１がＰＷＭ制御される。

【0022】

ＬＥＤユニット３は、端子Ｔ５及びＴ６の間に、ＬＥＤアレイ７及び保護回路８を備える。ＬＥＤアレイ７及び保護回路８は筐体に内包されるとともに、その筐体が接地される。

【0023】

ＬＥＤアレイ７は直列接続された複数のＬＥＤ素子を備える。ＬＥＤアレイ７において、図においては４個のＬＥＤ素子が接続されているが、ＬＥＤ素子の接続数は３個以下であっても５個以上であってもよく、実際には多数のＬＥＤ素子が接続される。

【0024】

保護回路８は電流検出抵抗８１及びスイッチ素子８２を備える。電流検出抵抗８１は低抵抗素子からなり、ＬＥＤアレイ７のカソード端に直列接続される。スイッチ素子８２はＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の直列回路に並列接続される。具体的には、スイッチ素子８２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴからなる（以下、必要に応じて「ＦＥＴ８２」という）。ＦＥＴ８２のドレイン端子はＬＥＤアレイ７のアノード側に、ゲート端子は電流検出抵抗８１の一端、即ち、ＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の接続点に、ソース端子は電流検出抵抗８１の他端に接続される。これにより、電流検出抵抗８１に流れるＬＥＤ電流が所定値、即ち、ＦＥＴ８２のゲート−ソース電圧の閾値を超えると、ＦＥＴ８２がオンしてＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の直列回路が短絡される。

【0025】

図２に、図１のＬＥＤ照明装置１を用いた屋外用照明器具を示す。屋外用照明器具１１はポール部１２及び灯具部１３を備える。ポール部１２は、一端１２ａが灯具部１３に結合され、他端１２ｂが地中Ｇに埋設される。ポール部１２には、電源ユニット２０が内蔵され、灯具部１３にはＬＥＤユニット３が配置される。なお、電源ユニット２０は金属等の筐体に内包された電源回路２からなる。電源ユニット２０には、配線（不図示）を介して商用電源が接続され、電源ユニット２０から出力される直流電流は配線（不図示）を介してＬＥＤユニット３に投入される。このような屋外用照明器具１１は道路灯、街路灯等に適用できる。

【0026】

なお、図１に示したように保護回路８がＬＥＤユニット３に含まれるので、電源回路２（又は電源ユニット２０）とＬＥＤユニット３の間の配線は、保護回路を有さない一般的なＬＥＤ照明装置と同様の配線により構成することができる。従って、ＬＥＤユニット３は既存の電源ユニット２０に接続されることができる。これによりＬＥＤ照明装置１は既存の屋外用照明器具に容易に導入されることができ、高い汎用性を有する。

【0027】

図３から図７を参照して、各故障モードにおけるＬＥＤ照明装置１の動作を説明する。なお、以降の説明（特に、図４から図７）において、商用電源ＡＣと電源回路２の接続について、ライン１０１をホット側入力ラインとし、ライン１０２をコールド側入力ラインとしてライン１０２が接地されるものとする。また、後述する各地絡は、例えば、接地されたＬＥＤユニット３の筐体と、ＬＥＤユニット３の内部の部品とが結露等により短絡した場合等に発生し得る。また、地絡は、接地されたＬＥＤユニット３とＬＥＤ照明装置１を取り付ける工事の際に誤って接続線に傷をつけてしまったり、接続が不完全のまま通電してしまったりした場合に発生し得る。

【0028】

図３は、ＬＥＤ照明装置１における降圧チョッパ回路異常時の保護動作を説明する図である。具体的には、降圧チョッパ回路６のスイッチング素子６１が短絡故障した場合を想定する。スイッチング素子６１が短絡故障した場合、力率改善回路５によって昇圧された電圧が降圧されずにＬＥＤユニット３に印加される。ここで、ＬＥＤアレイ７及び電流検出抵抗８１に流れる電流が増加する過程で、電流検出抵抗８１に発生する電圧がＦＥＴ８２のゲート−ソース電圧の閾値を超えると、ＦＥＴ８２がオンする。

【0029】

ＦＥＴ８２がオン状態となると、スイッチング素子６１を介した過電流は、図の矢印のように端子Ｔ５→ＦＥＴ８２→端子Ｔ６に流れ、ＬＥＤアレイ７がバイパスされる。これにより降圧チョッパ回路６の出力が短絡され、電源回路２が過電流出力状態となるので、電流ヒューズ４１又は４２が溶断する。このように、保護回路８の動作により、降圧チョッパ回路異常時におけるＬＥＤアレイ７への過電流の印加が回避される。

【0030】

図４は、ライン１０１が＋極性、ライン１０２が−極性の状態で、ＬＥＤユニット３の低電位側が地絡した場合のＬＥＤ照明装置１における電流の流れを示す。この場合、過電流は、ライン１０１→ヒューズ４１→ダイオードブリッジ４３→インダクタ５１→ダイオード５３→スイッチング素子６１→インダクタ６２→ＬＥＤアレイ７→電流検出抵抗８１→接地点に流れ始める。この時、この過電流は電流検出部６７を通らないので、降圧チョッパ回路６において降圧チョッパ制御回路６５が出力電流を減少させることはない。ここで、ＬＥＤアレイ７及び電流検出抵抗８１に流れる電流が増加する過程で、電流検出抵抗８１に発生する電圧がＦＥＴ８２のゲート−ソース電圧の閾値を超えると、ＦＥＴ８２がオンする。

【0031】

ＦＥＴ８２がオン状態となると、ＬＥＤユニット３における過電流は、図の矢印のように端子Ｔ５→ＦＥＴ８２→端子Ｔ６に流れ、ＬＥＤアレイ７がバイパスされる。これにより降圧チョッパ回路６の出力がＦＥＴ８２によって短絡され、電源回路２のホット側交流入力経路が過電流状態となり、電流ヒューズ４１が溶断する。あるいは、降圧チョッパ回路６の出力が短絡されることによって発生する過電流によってスイッチング素子６１が短絡故障し、図３の場合と同様に電流ヒューズ４１又は４２が溶断する。このように、図４に示すような地絡時においても、ＬＥＤアレイ７への過電流の印加が回避される。

【0032】

ここで、保護回路８の作動時に、スイッチング素子６１が短絡故障する一方で、スイッチ素子８２は故障しないように構成されることが好ましい。言い換えると、スイッチ素子８２のオン時にスイッチング素子６１が短絡故障するまでスイッチ素子８２が故障しないように構成することが好ましい。例えば、スイッチ素子８２にスイッチング素子６１よりも定格電流の大きいＭＯＳＦＥＴを用いるようにすればよい。あるいは、スイッチ素子８２に取り付けられる放熱フィンによる放熱性がスイッチング素子６１に取り付けられる放熱フィンの放熱性よりも高くなるように構成されるようにすればよい。これにより、保護回路８の作動後の回復作業において、ＬＥＤユニット３を交換する必要がなく、電源回路２（電源ユニット２０）だけを交換すればよいことになり、保守管理が容易となる。

【0033】

図５は、ライン１０１が−極性、ライン１０２が＋極性の状態で、ＬＥＤユニット３の低電位側が地絡した場合のＬＥＤ照明装置１における電流の流れを示す。この場合、過電流は、接地点→電流検出部６７→ダイオードブリッジ４３→電流ヒューズ４１→ライン１０１に流れる。この場合には、ＬＥＤアレイ７が過電流の経路上にないので保護の必要がない。実際に、電流検出抵抗８１に過電流は流れないので保護回路８は作動しない。

【0034】

図６は、ライン１０１が＋極性、ライン１０２が−極性の状態で、ＬＥＤユニット３の高電位側が地絡した場合のＬＥＤ照明装置１における電流の流れを示す。この場合、過電流は、ライン１０１→ヒューズ４１→ダイオードブリッジ４３→インダクタ５１→ダイオード５３→スイッチング素子６１→インダクタ６２→接地点に流れる。この場合も、ＬＥＤアレイ７が過電流の経路上にないので保護の必要がない。実際に、電流検出抵抗８１に過電流は流れないので保護回路８は作動しない。

【0035】

図７は、ライン１０１が−極性、ライン１０２が＋極性の状態で、ＬＥＤユニット３の高電位側が地絡した場合のＬＥＤ照明装置１における電流の流れを示す。この場合、過電流は、接地点→ＬＥＤアレイ７→電流検出抵抗８１→電流検出部６７→ダイオードブリッジ４３→電流ヒューズ４１に流れ始める。ここで、ＬＥＤアレイ７及び電流検出抵抗８１に流れる電流が増加する過程で、電流検出抵抗８１に発生する電圧がＦＥＴ８２のゲート−ソース電圧の閾値を超えると、ＦＥＴ８２がオンする。

【0036】

ＦＥＴ８２がオン状態となると、ＬＥＤユニット３における過電流は、図の矢印のように端子Ｔ５→ＦＥＴ８２→端子Ｔ６に流れ、ＬＥＤアレイ７がバイパスされる。これにより降圧チョッパ回路６の出力がＦＥＴ８２によって短絡されると、電源回路２のホット側交流入力経路が過電流状態となり、電流ヒューズ４１が溶断する。このように、図７に示すような地絡時においても、ＬＥＤアレイ７への過電流の印加が回避される。

【0037】

以上のように、ＬＥＤ照明装置１は、直流電力を出力する電源回路２と、電源回路２からの出力が投入されるＬＥＤアレイ７と、ＬＥＤアレイ７に接続された保護回路８を備える。保護回路８は、ＬＥＤアレイ７に直列接続された電流検出抵抗８１及びＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の直列回路に並列接続されたスイッチ素子８２を有し、電流検出抵抗８１に流れる電流が所定値を超えた場合にスイッチ素子８２がオンするように構成される。このような構成により、ＬＥＤアレイ７に過電流をもたらし得るあらゆる故障モードにおいても、ＬＥＤアレイ７がスイッチ素子８２によってバイパスされ、ＬＥＤアレイ７の確実な保護が可能となる。

【0038】

また、地絡等のあらゆる故障モードに対してもＬＥＤアレイ７が保護されるので、ＬＥＤユニット３が配置される灯具部１３の保守頻度が低減され、保守管理性の優れた屋外用照明器具１１が提供される。

【0039】

＜変形例＞
上記において本発明の最も好適な実施形態を示したが、本発明は上記構成に限られず、種々の変形が可能である。

【0040】

（１）電流検出抵抗の接続位置の変形
上記実施形態においては、保護回路８の電流検出抵抗がＬＥＤアレイ７の最低電位側（カソード端）に接続された構成を示したが、電流検出抵抗がＬＥＤアレイ７のＬＥＤ素子間に接続される構成としてもよい。例えば、図８に示すように、電流検出抵抗８３が、複数のＬＥＤ素子からなる第１のＬＥＤ素子群７１と、１又は複数（例えば１個）のＬＥＤ素子からなる第２のＬＥＤ素子群７２の間に接続されるようにしてもよい。具体的には、ＦＥＴ８２のドレイン端子がＬＥＤアレイ７のアノード側に、ゲート端子が第１のＬＥＤ素子群７１と電流検出抵抗８３の接続点に、ソース端子が第２のＬＥＤ素子群７２のカソード側に接続される。従って、スイッチ素子８２のゲート−ソース間には、第２のＬＥＤ素子群７２及び電流検出抵抗８３に発生する電圧が印加される。もちろん、電流検出抵抗８３と第２のＬＥＤ素子群７２の順序を入れ替えてもよい。即ち、この場合、ＦＥＴ８２のドレイン端子がＬＥＤアレイ７のアノード側に、ゲート端子が第１のＬＥＤ素子群７１と第２のＬＥＤ素子群７２の接続点に、ソース端子が電流検出抵抗の低電位側に接続される。

【0041】

本変形例の構成によると、ＬＥＤ点灯中に、ＬＥＤ素子群７２の電圧降下（順方向電圧）が常にスイッチ素子８２のゲート−ソース間に印加される。従って、スイッチ素子８２にゲート−ソース電圧の閾値の高い素子を用いる場合に本変形例は有用である。また、保護回路８による保護の感度を高めたい場合、即ち、ＬＥＤ電流が定格電流よりもわずかに高くなった場合でも保護回路を作動させたい場合にも本変形例は有用である。またさらに、本変形例では、図１に示す実施形態の場合と比べて、スイッチ素子８２をオンさせるために電流検出抵抗に発生させる電圧が小さくて済むので、電流検出抵抗８３の抵抗値は図１に示す電流検出抵抗８１の抵抗値よりも小さいものとなる。従って、通常点灯時の電流検出抵抗による損失を低減させることができる。

【0042】

（２）スイッチ素子の接続位置の変形
上記実施形態では、保護回路８をＬＥＤユニット３の内部に設けたが、保護回路８のスイッチ素子８２を電源回路２とＬＥＤユニット３の間の配線上に設けてもよい。例えば、図９に示すように、ＬＥＤユニット３の外部に配置されるスイッチ素子８２のドレイン端子が端子Ｔ３と端子Ｔ５の間の配線上に、ソース端子が端子Ｔ４と端子Ｔ６の間の配線上に、ゲート端子が端子Ｔ７を介してＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の接続点に接続されるようにしてもよい。なお、スイッチ素子８２は不図示の筐体に内包される。本変形例によると、図１に示す実施形態の構成に対して配線数が増えるものの、過電流に対する保護動作時にスイッチ素子８２が故障（短絡故障）するように設計される場合に、ＬＥＤユニット２を修理又は交換する必要がない。従って、保護回路８の作動後のＬＥＤ照明装置１又は屋外用照明器具１１の回復作業が容易となる。

【0043】

（３）スイッチ素子の導電型の変形
上記実施形態では、保護回路８のスイッチ素子がｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなる構成を示したが、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなる構成としてもよい。この場合、電流検出抵抗８１はＬＥＤアレイ７のアノード端に直列接続される。そして、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子はＬＥＤアレイ７のカソード側に、ゲート端子は電流検出抵抗８１の一端、即ち、ＬＥＤアレイ７と電流検出抵抗８１の接続点に、ソース端子は電流検出抵抗８１の他端に接続される。また、上記実施例では、保護回路８のスイッチ素子がＭＯＳＦＥＴからなる構成を示したが、ＩＧＢＴ等の他の種類のスイッチ素子を用いてもよい。

【0044】

（４）電源回路の出力波形の変形
上記実施形態では、電源回路２が直流電力を出力する構成を示したが、交流電流を出力する構成としてもよい。この場合、図１０に示すように、電源回路２は入力回路４、力率改善回路（昇圧回路）５及びＤＣ／ＡＣコンバータ回路９を備え、商用電源ＡＣを高周波の交流出力に変換するように構成される。ＤＣ／ＡＣコンバータ回路９はハーフブリッジ回路からなるもの等であればよい。ＬＥＤユニット３は、その入力段に整流平滑回路１０を備え、整流平滑回路１０によって直流化された直流電流がＬＥＤアレイ７に供給される。保護回路８は図１に示す実施形態のものと同様の回路であればよい。

【0045】

（５）電源回路のコンバータ構成の変形
上記実施形態では、電源回路２が力率改善回路及び降圧チョッパ回路を備える構成を示したが、電源回路２は他のコンバータ形式からなるものであってもよい。例えば、降圧チョッパ回路の代わりに、又は力率改善回路及び降圧チョッパ回路の代わりに、絶縁型フライバックコンバータ回路が採用されてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ ＬＥＤ照明装置
２ 電源回路
３ ＬＥＤユニット
７ ＬＥＤアレイ
８ 保護回路
１１ 屋外用照明器具
１２ ポール部
１３ 灯具部
２０ 電源ユニット
４１、４２ 電流ヒューズ
６１ スイッチング素子（駆動素子）
８１、８３ 電流検出抵抗
８２ スイッチ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】