(57)【要約】【課題】電流検出用の抵抗で消費される無駄な電力を低減する。【解決手段】負荷電流ＩＬに応じて抵抗３１に生ずる電圧Ｖ２と、負荷２に並列に接続された定電圧手段（３５，３６）で得られる一定電圧ＲＥＦとを加算した電圧Ｖ３は、抵抗３７，３８で分圧される。分圧電圧Ｖ４は、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えられ、その内部基準電圧ＲＥＦと比較される。Ｖ４＞ＲＥＦであれば、シャントレギュレータ３４を通してＬＥＤ３３ｄに電流が流れ、制御信号ＣＯＮ２によってコンバータ部１０の出力電圧ＶＯが低下する。このフィードバック作用で、負荷電流ＩＬは所定の値に維持される。ここで、抵抗３７，３８の値をＲ３７＜Ｒ３８に設定すると、負荷電流検出用の抵抗３１の端子間の電圧Ｖ２が、シャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦよりも低くなり、この抵抗３１による消費電力が低減できる。【選択図】図１
2010136595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷回路に流れる電流が一定値を超えたことを検出する電流検出回路であって、
前記負荷回路に対して直列に接続され、流れる電流に応じた電圧を発生する電流検出手段と、
前記負荷回路に対して並列に接続され、該負荷回路に掛かる電圧に拘わらず一定の電圧を出力する定電圧手段と、
前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を一定の割合で分圧して分圧電圧を出力する分圧手段と、
前記分圧電圧が基準電圧を超えたときに検出信号を出力する電圧検出手段と、
を備えることを特徴とする電流検出回路。
【請求項２】
前記電流検出手段は、第１の抵抗素子で構成され、
前記定電圧手段は、第２の抵抗素子とこれに直列に接続された定電圧素子で構成され、
前記分圧手段は、直列に接続されてその接続点から前記分圧電圧を出力する第３及び第４の抵抗素子で構成され、
前記電圧検出手段は、第５の抵抗素子、発光素子及び電圧比較回路素子からなる直列回路で構成され、該電圧比較回路素子によって前記分圧電圧と前記基準電圧を比較して該分圧電圧が該基準電圧よりも高いときに該発光素子に電流を流すことによって前記検出信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項３】
前記定電圧素子と前記電圧比較回路素子は、同じ値の内部基準電圧を前記基準電圧とするシャントレギュレータで構成され、
前記分圧手段は、前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を、１／２を超えて１未満の値に分圧して出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電流検出回路。
【請求項４】
電源電圧を制御信号に応じた直流の出力電圧に変換するコンバータ部と、前記出力電圧を負荷回路に供給すると共に該負荷回路に流れる電流を検出し、該電流が所定の値となるように前記制御信号を前記コンバータ部に与える電流制御部とを有する電源回路において、
前記電流制御部は、
前記負荷回路に対して直列に接続され、流れる電流に応じた電圧を発生する電流検出手段と、
前記負荷回路に対して並列に接続され、該負荷回路に掛かる電圧に拘わらず一定の電圧を出力する定電圧手段と、
前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を一定の割合で分圧して分圧電圧を出力する分圧手段と、
前記分圧電圧が基準電圧を超えたときに前記制御信号を出力する電圧検出手段と、
を備えることを特徴とする電源回路。
【請求項５】
前記電流検出手段は、第１の抵抗素子で構成され、
前記定電圧手段は、第２の抵抗素子とこれに直列に接続された定電圧素子で構成され、
前記分圧手段は、直列に接続されてその接続点から前記分圧電圧を出力する第３及び第４の抵抗素子で構成され、
前記電圧検出手段は、第５の抵抗素子、発光素子及び電圧比較回路素子からなる直列回路で構成され、該電圧比較回路素子によって前記分圧電圧と前記基準電圧を比較して該分圧電圧が該基準電圧よりも高いときに該発光素子に電流を流すことによって前記制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電源回路。
【請求項６】
前記定電圧素子と前記電圧比較回路素子は、同じ値の内部基準電圧を前記基準電圧とするシャントレギュレータで構成され、
前記分圧手段は、前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を、１／２を超えて１未満の値に分圧して出力する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出回路と、これを用いてＬＥＤ（発光ダイオード）や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等の負荷に一定電流を供給する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤや有機ＥＬは、駆動電流によって輝度が変化するという特性を有する素子である。このため、ＬＥＤや有機ＥＬを一定の輝度で駆動するための電源として、一定電流を供給する定電流型の電源回路が一般的に用いられている。
【０００３】
図２は、従来の定電流型の電源回路の回路図である。
この電源回路は、直流電源１から一定電流を生成して、ＬＥＤ２ａ，２ｂ，・・・，２ｄからなる負荷２を駆動するもので、コンバータ部１０と、電圧制御部２０と、電流制御部３０とで構成されている。
【０００４】
コンバータ部１０は、電圧制御部２０から与えられる制御信号ＣＯＮ１と電流制御部３０から与えられる制御信号ＣＯＮ２に従って出力電圧ＶＯを生成するもので、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１１を有している。ＰＷＭ制御部１１は、制御信号ＣＯＮ１，ＣＯＮ２に従って、パルス幅が制御されるパルス信号ＰＬＳを出力するものである。ＰＷＭ制御部１１は、直流電源１の＋端子と−端子に接続されると共に、フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔが接続されている。
【０００５】
フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔは、それぞれ電圧制御部２０側のＬＥＤ２２ｄ、及び電流制御部３０側のＬＥＤ３３ｄと対になって、フォトカプラ２２，３３を構成するものである。フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔは、それぞれＬＥＤ２２ｄ，３３ｄから与えられる制御信号ＣＯＮ１，ＣＯＮ２によって、その導通状態が制御されるようになっている。
【０００６】
ＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳは、トランジスタ１２のベースに与えられている。トランジスタ１２のエミッタは直流電源１の−端子に接続され、コレクタはトランス１３の１次巻線を介してこの直流電源１の＋端子に接続されている。トランス１３の２次巻線の一端はダイオード１４のアノードに接続され、このダイオード１４のカソードがキャパシタ１５の一端に接続されている。また、トランス１３の２次巻線の他端は、キャパシタ１５の他端に接続されている。そして、キャパシタ１５の他端が共通電位ＧＮＤとなり、このキャパシタ１５の一端から出力電圧ＶＯが出力され、電圧制御部２０、電流制御部３０、及び負荷２の一端に供給されるようになっている。
【０００７】
電圧制御部２０は、コンバータ部１０から出力される出力電圧ＶＯが、設定された所定の値を超えないように制御するための制御信号ＣＯＮ１を出力するものである。電圧制御部２０は、出力電圧ＶＯと共通電位ＧＮＤの間に直列に接続された抵抗２１、ＬＥＤ２２ｄ及びシャントレギュレータ２３を有している。シャントレギュレータの詳細は後述するが、制御端子Ｃに与えられる電圧が内部基準電圧ＲＥＦを超えると、カソードＫからアノードＡに向かって電流が流れ、アノードＡとカソードＫ間の電圧を一定に保持するものである。
【０００８】
シャントレギュレータ２３のカソードＫはＬＥＤ２２ｄのカソード側に接続され、アノードＡは共通電位ＧＮＤに接続されている。また、シャントレギュレータ２３の制御端子Ｃには、出力電圧ＶＯが抵抗２４，２５で分圧されて与えられている。
【０００９】
電流制御部３０は、負荷２に流れる電流が所定の値となるように、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯを制御するための制御信号ＣＯＮ２を出力するものである。電流制御部３０は、負荷２に流れる電流を検出するための抵抗３１と、出力電圧ＶＯと共通電位ＧＮＤの間に直列に接続された抵抗３２、ＬＥＤ３３ｄ及びシャントレギュレータ３４で構成されている。抵抗３１の一端は共通電位ＧＮＤに接続され、この抵抗３１の他端が負荷２に接続されている。シャントレギュレータ３４のカソードＫはＬＥＤ３３ｄのカソード側に接続され、アノードＡは共通電位ＧＮＤに接続されている。また、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃには、抵抗３１の他端が接続されている。
【００１０】
まず、図２の動作の説明に先立ち、図３を参照して、シャントレギュレータについて簡単に説明する。
シャントレギュレータは、図３の点線枠で示すように、トランジスタＴＲと、誤差増幅器ＡＭＰと、内部基準電圧ＲＥＦ（２．５４Ｖに設定されているものが多い）で構成されている。トランジスタＴＲのコレクタとエミッタが、それぞれシャントレギュレータのカソードＫとアノードＡとなっている。また、シャントレギュレータの制御端子Ｃは、誤差増幅器ＡＭＰの非反転入力端子＋に接続され、この誤差増幅器ＡＭＰの反転入力端子−には、内部基準電圧ＲＥＦが与えられている。そして、誤差増幅器ＡＭＰの出力側が、トランジスタＴＲのベースに接続されている。
【００１１】
このようなシャントレギュレータを用いる定電圧回路では、シャントレギュレータのアノードＡは共通電位ＧＮＤに接続され、カソードＫには、抵抗Ｒ０を介して入力電圧Ｖｉｎが与えられる。更に、シャントレギュレータの制御端子Ｃには、カソードＫの電圧である出力電圧Ｖｏｕｔが、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されて与えられる。
【００１２】
この定電圧回路では、入力電圧Ｖｉｎは抵抗Ｒ０を介してシャントレギュレータのカソードＫに与えられる。このとき、シャントレギュレータのアノードＡとカソードＫの間に発生する出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されて制御端子Ｃに与えられる。従って、制御端子Ｃに与えられる電圧Ｖｃは、Ｖｏｕｔ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。
【００１３】
ここで、出力電圧Ｖｏｕｔが小さくて、電圧Ｖｃが内部基準電圧ＲＥＦより低くなれば、シャントレギュレータのアノードＡとカソードＫの間（トランジスタＴＲ）に流れる電流が減少し、抵抗Ｒ０での電圧降下が減少して出力電圧Ｖｏｕｔを増加させる。
【００１４】
逆に、出力電圧Ｖｏｕｔが大きくて、電圧Ｖｃが内部基準電圧ＲＥＦより高くなれば、シャントレギュレータのアノードＡとカソードＫの間に流れる電流が増加し、抵抗Ｒ０での電圧降下が増加して出力電圧Ｖｏｕｔを低下させる。このような作用により、制御端子Ｃの電圧Ｖｃは、内部基準電圧ＲＥＦに等しくなるように制御される。従って、出力電圧Ｖｏｕｔは、次式のようになる。
Ｖｏｕｔ＝ＲＥＦ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２
【００１５】
ここで、Ｒ１を０Ω（短絡）、Ｒ２を無限大（開放）にすると、即ち制御端子ＣをカソードＫに直結すると、出力電圧Ｖｏｕｔは最も小さくなり、その値は内部基準電圧ＲＥＦに等しくなる。
【００１６】
次に、図２の動作を説明する。
コンバータ部１０に直流電源１が与えられると、ＰＷＭ制御部１１によって所定の発振周波数を有するパルス信号ＰＬＳが出力され、トランジスタ１２のベースに与えられる。これにより、トランジスタ１２はオン・オフ制御され、直流電源１からトランス１３の１次巻線に断続した電流が流れる。トランス１３の１次巻線に流れる断続した電流により、２次巻線に誘導電圧が誘起され、ダイオード１４とキャパシタ１５から成る整流・平滑回路によって直流の出力電圧ＶＯが生成され、コンバータ部１０から出力される。コンバータ部１０から出力される出力電圧ＶＯは、電圧制御部２０に与えられると共に、電流制御部３０を介して負荷２に供給される。
【００１７】
電圧制御部２０では、抵抗２４，２５によって出力電圧ＶＯが分圧され、分圧電圧Ｖ１がシャントレギュレータ２３の制御端子Ｃに与えられる。分圧電圧Ｖ１がシャントレギュレータ２３の内部基準電圧ＲＥＦよりも高いと、抵抗２１とＬＥＤ２２ｄを介して、このシャントレギュレータ２３のカソードＫからアノードＡに電流が流れる。これにより、ＬＥＤ２２ｄが発光し、制御信号ＣＯＮ１がコンバータ部１０のフォトトランジスタ２２ｔに与えられる。
【００１８】
制御信号ＣＯＮ１が与えられると、コンバータ部１０のＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳのパルス幅が減少し、トランジスタ１２のオンデューティが減少する。これにより、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯは低下する。出力電圧ＶＯの低下により、電圧制御部２０の分圧電圧Ｖ１が内部基準電圧ＲＥＦ以下に低下すると、シャントレギュレータ２３に流れる電流はなくなり、これと同時に制御信号ＣＯＮ１の出力も停止される。このような電圧制御部２０の動作により、出力電圧ＶＯは、設定された所定の値以下に制限される。
【００１９】
一方、電流制御部３０の抵抗３１には、負荷２に流れる負荷電流ＩＬと同じ大きさの電流が流れる。従って、抵抗３１の両端には負荷電流ＩＬに比例する電圧Ｖ２が発生し、この電圧Ｖ２が、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えられる。
【００２０】
電圧Ｖ２がシャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦよりも高いと、抵抗３１とＬＥＤ３３ｄを介して、このシャントレギュレータ３４のカソードＫからアノードＡに電流が流れる。これにより、ＬＥＤ３３ｄが発光し、制御信号ＣＯＮ２がコンバータ部１０のフォトトランジスタ３３ｔに与えられる。制御信号ＣＯＮ２が与えられると、コンバータ部１０のＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳのパルス幅が減少し、トランジスタ１２のオンデューティが減少する。これにより、出力電圧ＶＯは低下する。
【００２１】
出力電圧ＶＯの低下により、負荷２に流れる負荷電流ＩＬが減少すると、抵抗３１に発生する電圧Ｖ２も低下し、この電圧Ｖ２が内部基準電圧ＲＥＦ以下に低下すると、シャントレギュレータ３４に流れる電流はなくなり、これと同時に制御信号ＣＯＮ２の出力も停止される。これにより、コンバータ部１０による出力電圧ＶＯが上昇する。このような電流制御部３０の動作により、負荷２に流れる負荷電流ＩＬは、所定の値に維持される。  
【００２２】
以上のようなフィードバック動作により、無負荷時等にコンバータ部１０の出力電圧ＶＯが異常に上昇することを防止する共に、負荷２に供給する負荷電流を所定の値に維持することができる。
【００２３】
下記特許文献１には、具体的な回路構成は若干異なるが、図２と同様に、負荷に直列に接続されて負荷電流を検出する抵抗による電流検出回路と、１つのシャントレギュレータを用いて負荷電流を一定に保持するように構成した定電流制御回路とを備える電源装置が記載されている。
【００２４】
また、特許文献２には、一方の極性の出力電圧に追従させて、他方の極性の出力電圧を制御するデュアルトラッキング回路において、シャントレギュレータを使用することによって回路構成を単純化し、且つ定常偏差を生じさせないようにする技術が開示されている。このデュアルトラッキング回路では、両極性の出力電圧の差である誤差電圧を増幅して電圧制御部へ負帰還する誤差増幅部を、シャントレギュレータで構成している。
【００２５】
【特許文献１】特開２００６−２２２３７６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５９１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、図２の電源回路（及び引用文献１の電源装置）では、負荷電流ＩＬを検出するための抵抗３１に発生する電圧Ｖ２を、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えることにより、この負荷電流ＩＬを一定にするようにコンバータ部１０の出力電圧ＶＯを制御している。従って、電流検出用の抵抗３１の両端には、常にシャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦに等しい電圧が印加されている。このため、抵抗３１によって、常に内部基準電圧ＲＥＦ×負荷電流ＩＬの電力が消費され、無駄な消費電力が多いという課題があった。
【００２７】
本発明は、無駄な消費電力の少ない電流検出回路と、これを用いた定電流型の電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る電流検出回路は、負荷回路に流れる電流が一定値を超えたことを検出する電流検出回路であって、前記負荷回路に対して直列に接続され、流れる電流に応じた電圧を発生する電流検出手段と、前記負荷回路に対して並列に接続され、該負荷回路に掛かる電圧に拘わらず一定の電圧を出力する定電圧手段と、前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を一定の割合で分圧して分圧電圧を出力する分圧手段と、前記分圧電圧が基準電圧を超えたときに検出信号を出力する電圧検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第２の観点に係る電源回路は、電源電圧を制御信号に応じた直流の出力電圧に変換するコンバータ部と、前記出力電圧を負荷回路に供給すると共に該負荷回路に流れる電流を検出し、該電流が所定の値となるように前記制御信号を前記コンバータ部に与える電流制御部とを有する電源回路において、前記電流制御部は、前記負荷回路に対して直列に接続され、流れる電流に応じた電圧を発生する電流検出手段と、前記負荷回路に対して並列に接続され、該負荷回路に掛かる電圧に拘わらず一定の電圧を出力する定電圧手段と、前記電流検出手段で発生する電圧に前記定電圧手段から出力される電圧を加算した電圧を一定の割合で分圧して分圧電圧を出力する分圧手段と、前記分圧電圧が基準電圧を超えたときに前記制御信号を出力する電圧検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では、負荷回路に流れる電流を検出するための電流検出手段に発生する電圧と、負荷回路に掛かる電圧に拘わらず定電圧手段から出力される一定の電圧を加算した電圧を分圧する分圧手段と、この分圧手段から出力される分圧電圧が基準電圧を超えたときに検出信号を出力する電圧検出手段を備えている。これにより、分圧手段の分圧比を適切に設定することにより、電流検出手段（例えば、抵抗）で消費される電力を削減することが可能になり、無駄な消費電力の少ない電流検出回路や、定電流型の電源回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る電源回路の回路図であり、図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この電源回路は、供給される直流電源１から一定電流を生成して、直列に接続されたＬＥＤ２ａ，２ｂ，・・・，２ｄからなる負荷２を所定の電流で駆動するもので、コンバータ部１０と、電圧制御部２０と、電流制御部３０Ａとで構成されている。
【００３２】
コンバータ部１０は、電圧制御部２０から与えられる制御信号ＣＯＮ１と電流制御部３０Ａから与えられる制御信号ＣＯＮ２に従って出力電圧ＶＯを生成するもので、この出力電圧ＶＯを制御するためのＰＷＭ制御部１１を有している。ＰＷＭ制御部１１は、制御信号ＣＯＮ１，ＣＯＮ２に従って、パルス幅が制御されるパルス信号ＰＬＳを出力するものである。ＰＷＭ制御部１１は、直流電源１の＋端子と−端子に接続されると共に、フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔが接続されている。
【００３３】
フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔは、それぞれ電圧制御部２０側のＬＥＤ２２ｄ、及び電流制御部３０Ａ側のＬＥＤ３３ｄと対になって、フォトカプラ２２，３３を構成するものである。フォトトランジスタ２２ｔ，３３ｔは、それぞれＬＥＤ２２ｄ，３３ｄから与えられる光による制御信号ＣＯＮ１，ＣＯＮ２によって、その導通状態が制御されるようになっている。
【００３４】
ＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳは、トランジスタ１２のベースに与えられている。トランジスタ１２のエミッタは直流電源１の−端子に接続され、コレクタはトランス１３の１次巻線を介してこの直流電源１の＋端子に接続されている。トランス１３の２次巻線の一端は、整流用のダイオード１４のアノードに接続され、このダイオード１４のカソードが平滑用のキャパシタ１５の一端に接続されている。また、トランス１３の２次巻線の他端は、キャパシタ１５の他端に接続されている。そして、キャパシタ１５の他端が共通電位ＧＮＤとなり、このキャパシタ１５の一端から直流の出力電圧ＶＯが出力され、電圧制御部２０、電流制御部３０Ａ、及び負荷２の一端に供給されるようになっている。
【００３５】
電圧制御部２０は、コンバータ部１０から出力される出力電圧ＶＯが、予め設定された値を超えないように制御するための制御信号ＣＯＮ１を出力するものである。電圧制御部２０は、出力電圧ＶＯと共通電位ＧＮＤの間に直列に接続された抵抗２１、ＬＥＤ２２ｄ及びシャントレギュレータ２３を有している。なお、抵抗２１は、ＬＥＤ２２ｄとシャントレギュレータ２３に流れる電流を制限するためのものである。
【００３６】
シャントレギュレータ２３のカソードＫは、ＬＥＤ２２ｄのカソード側に接続され、アノードＡは共通電位ＧＮＤに接続されている。また、シャントレギュレータ２３の制御端子Ｃには、出力電圧ＶＯが分圧用の抵抗２４，２５で分圧されて、分圧電圧Ｖ１として与えられている。
【００３７】
電流制御部３０Ａは、負荷２に流れる負荷電流ＩＬが所定の値となるようにコンバータ部１０の出力電圧ＶＯを制御するもので、制御信号ＣＯＮ２を生成してコンバータ部１０に出力するようになっている。電流制御部３０Ａは、それぞれ出力電圧ＶＯと共通電位ＧＮＤが与えられるノードＮＡ，ＮＢと、負荷２が接続されるノードＮＣ，ＮＤを有している。ノードＮＡ，ＮＣ間は直結され、ノードＮＢ，ＮＤ間は抵抗３１を介して接続されている。抵抗３１は、負荷２に流れる負荷電流ＩＬを電圧に変換して検出するための電流検出手段である。
【００３８】
ノードＮＡとノードＮＢの間には、直列に接続された抵抗３２、ＬＥＤ３３ｄ及びシャントレギュレータ３４からなる電圧検出手段が接続されている。なお、抵抗３２は、ＬＥＤ３３ｄとシャントレギュレータ３４に流れる電流を制限するためのものである。シャントレギュレータ３４のカソードＫはＬＥＤ３３ｄのカソード側に接続され、アノードＡは共通電位ＧＮＤに接続されている。
【００３９】
また、ノードＮＣとノードＮＤの間には、直列接続された抵抗３５とシャントレギュレータ３６からなる定電圧手段が接続されている。即ち、抵抗３５の一端はノードＮＣに接続されて出力電圧ＶＯが与えられ、この抵抗３５の他端がシャントレギュレータ３６のカソードＫに接続されている。また、シャントレギュレータ３６の制御端子ＣはカソードＫに接続され、アノードＡは負荷２の他端に接続されている。これにより、抵抗３５とシャントレギュレータ３６の接続点であるノードＮＥと、ノードＮＤとの間に、このシャントレギュレータ３６の内部基準電圧ＲＥＦに等しい電圧が発生するようになっている。
【００４０】
更に、ノードＮＥとノードＮＢの間には、分圧手段を構成する抵抗３７，３８が接続されている。そして、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃが、抵抗３７，３８の接続点であるノードＮＦに接続されている。これにより、抵抗３１に発生する電圧Ｖ２とシャントレギュレータ３６で得られる基準電圧ＲＥＦを加えた電圧Ｖ３（＝Ｖ２＋ＲＥＦ）が、抵抗３７，３８で分圧され、分圧電圧Ｖ４としてシャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えられるようになっている。
【００４１】
次に、図１の電源回路の動作を説明する。
コンバータ部１０に直流電源１が与えられると、ＰＷＭ制御部１１によって所定の発振周波数（例えば、４０ｋＨｚ）及びパルス幅（例えば、デューティ比５０％）を有するパルス信号ＰＬＳが出力され、トランジスタ１２のベースに与えられる。これにより、トランジスタ１２はオン・オフ制御され、直流電源１からトランス１３の１次巻線に断続した電流が流れる。
【００４２】
トランス１３の１次巻線に流れる断続した電流により、２次巻線に誘導電圧が誘起される。この誘導電圧は、１次巻線に流れる電流のデューティ比に応じて変化する。誘導電圧は、ダイオード１４とキャパシタ１５から成る整流・平滑回路によって直流電圧に変換され、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯとして出力される。コンバータ部１０から出力される出力電圧ＶＯは、電圧制御部２０に与えられると共に、電流制御部３０Ａを介して負荷２に供給される。
【００４３】
電圧制御部２０では、抵抗２４，２５によって出力電圧ＶＯが分圧され、分圧電圧Ｖ１がシャントレギュレータ２３の制御端子Ｃに与えられる。ここで、分圧電圧Ｖ１がシャントレギュレータ２３の内部基準電圧ＲＥＦよりも高いと、抵抗２１とＬＥＤ２２ｄを介して、このシャントレギュレータ２３のカソードＫからアノードＡに電流が流れる。これにより、ＬＥＤ２２ｄが発光し、光による制御信号ＣＯＮ１がコンバータ部１０のフォトトランジスタ２２ｔに与えられる。
【００４４】
制御信号ＣＯＮ１が与えられると、コンバータ部１０のＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳのパルス幅が減少し、トランジスタ１２のオンデューティが減少する。これにより、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯは低下する。出力電圧ＶＯの低下により、電圧制御部２０の分圧電圧Ｖ１が内部基準電圧ＲＥＦ以下に低下すると、シャントレギュレータ２３に流れる電流はなくなり、これと同時に制御信号ＣＯＮ１の出力も停止される。このような電圧制御部２０の動作により、出力電圧ＶＯは、設定された所定の値以下となるように制限される。
【００４５】
電流制御部３０Ａでは、負荷電流検出用の抵抗３１に、負荷２に流れる負荷電流ＩＬと
、抵抗３５及びシャントレギュレータ３６による直列回路の電流を合わせた電流が流れる。但し、直列回路に流れる電流の値は抵抗３５によって制限されるので、この抵抗３５の値を大きく設定しておけば、直列回路の電流は無視できる程度となる。従って、抵抗３１の両端には、負荷電流ＩＬにほぼ比例する電圧Ｖ２が発生する。
【００４６】
ここで、シャントレギュレータ３６の制御端子ＣはカソードＫに直接接続されているので、アノードＡとカソードＫの間の電圧は、このシャントレギュレータ３６の内部基準電圧ＲＥＦに等しくなる。従って、ノードＮＢ（共通電位ＧＮＤ）とノードＮＥ間の電圧Ｖ３は、Ｖ２＋ＲＥＦとなる。電圧Ｖ３は、抵抗３７，３８によって分圧され、この分圧された分圧電圧Ｖ４が、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えられる。
【００４７】
分圧電圧Ｖ４がシャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦよりも高いと、抵抗３２とＬＥＤ３３ｄを介して、このシャントレギュレータ３４のカソードＫからアノードＡに電流が流れる。これにより、ＬＥＤ３３ｄが発光し、制御信号ＣＯＮ２がコンバータ部１０のフォトトランジスタ３３ｔに与えられる。制御信号ＣＯＮ２が与えられると、コンバータ部１０のＰＷＭ制御部１１から出力されるパルス信号ＰＬＳのパルス幅が減少し、トランジスタ１２のオンデューティが減少する。これにより、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯは低下する。
【００４８】
出力電圧ＶＯの低下により、負荷２に流れる負荷電流ＩＬが減少すると、抵抗３１に発生する電圧Ｖ２も低下し、これに伴って電圧Ｖ３も低下する。そして、電圧Ｖ３が抵抗３７，３８で分圧された分圧電圧Ｖ４が内部基準電圧ＲＥＦ以下に低下すると、シャントレギュレータ３４に流れる電流はなくなり、これと同時に制御信号ＣＯＮ２の出力も停止される。これにより、コンバータ部１０の出力電圧ＶＯが上昇する。このような電流制御部３０Ａの動作により、負荷２に流れる負荷電流ＩＬは、所定の値に維持される。
【００４９】
ここで、電流検出用の抵抗３１で消費される電力について説明する。
シャントレギュレータ３４，３６の内部基準電圧ＲＥＦは等しいものとし、抵抗３７，３８の抵抗値をそれぞれＲ３７，Ｒ３８とすると、分圧電圧Ｖ４は、次式のようになる。
Ｖ４＝Ｖ３×Ｒ３８／（Ｒ３７＋Ｒ３８）
【００５０】
一方、Ｖ３＝Ｖ２＋ＲＥＦであり、コンバータ部１０と電流制御部３０Ａのフィードバックループにより、所定の負荷電流ＩＬが流れる時には、Ｖ４＝ＲＥＦとなるように制御されるので、次式が成り立つ。
ＲＥＦ＝（Ｖ２＋ＲＥＦ）×Ｒ３８／（Ｒ３７＋Ｒ３８）
【００５１】
上式を抵抗３１の両端に掛かる電圧Ｖ２について解くと、電圧Ｖ２は次のようになる。
Ｖ２＝（Ｒ３７／Ｒ３８）×ＲＥＦ
従って、抵抗３７，３８の抵抗値Ｒ３７，Ｒ３８を、Ｒ３７＜Ｒ３８となるように設定することにより、負荷電流検出用の抵抗３１の両端に印加される電圧Ｖ２を、シャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦよりも低くすることができる。これにより、抵抗３１で消費される電力は、図２の従来の電源回路に比べて軽減される。なお、このときＲ３７＜Ｒ３８であるので、電圧Ｖ３（＝Ｖ２＋ＲＥＦ）は、抵抗３７，３８によってＲ３８／（Ｒ３７＋Ｒ３８）、即ち、１／２を超えて１未満の値に分圧されることになる。
【００５２】
また、シャントレギュレータ３４，３６の内部基準電圧が異なり、それぞれＲＥＦ１，ＲＥＦ２である場合は、抵抗値Ｒ３７，Ｒ３８を次式のような関係に設定すれば、負荷電流検出用の抵抗３１で消費される電力を、従来よりも低減することができる。
Ｒ３７／Ｒ３８＜ＲＥＦ２／ＲＥＦ１
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る電源回路は、制御信号ＣＯＮ２によって出力電圧ＶＯが制御されるコンバータ部１０と、負荷２に流れる負荷電流ＩＬが所定の値となるようにこのコンバータ部１０の出力電圧ＶＯを制御する電流制御部３０Ａを組み合わせている。更に、電流制御部３０Ａは、負荷電流検出用の抵抗３１に生ずる電圧Ｖ２と、シャントレギュレータ３６のアノード・カソード間に生ずる基準電圧ＲＥＦを加算した電圧Ｖ３を、抵抗３７，３８で分圧して、シャントレギュレータ３４の制御端子Ｃに与えることにより、このシャントレギュレータ３４に流れる電流に応じた制御信号ＣＯＮ２として出力する。従って、分圧用の抵抗３７，３８の抵抗値Ｒ３７，Ｒ３８を適切に設定することにより、負荷電流検出用の抵抗３１で消費される電力を削減することが可能になり、無駄な消費電力の少ない定電流型の電源回路を得ることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、次のような種々の変形が可能である。
（ａ）  負荷２は、ＬＥＤに限定されない。有機ＥＬ等の定電流駆動に適したものであれば、負荷として同様に適用可能である。
（ｂ）  無負荷時等に異常に高い出力電圧ＶＯが発生することを防止するために、電圧制御部２０を設けているが、そのようなおそれがない場合には、必ずしも電圧制御部２０を設ける必要はない。
【００５５】
（ｃ）  コンバータ部１０の構成は、例示した回路に限定されない。少なくとも、電流制御部３０Ａから与えられる制御信号ＣＯＮ２によって、直流の出力電圧ＶＯが制御されるように構成されていれば良い。
（ｄ）  制御信号ＣＯＮ２は、フォトカプラ２０を介して光信号で電流制御部３０Ａからコンバータ部１０に与えられるように構成されているが、電圧や電流の信号で与えるように構成することもできる。
【００５６】
（ｅ）  抵抗３２、ＬＥＤ３３ｄ及びシャントレギュレータ３４で構成される直列回路は、分圧電圧Ｖ４がこのシャントレギュレータ３４の内部基準電圧ＲＥＦを超えたときに流れる電流によって、制御信号ＣＯＮ２を出力する電圧検出手段である。従って、シャントレギュレータに限らず、基準電圧回路や電圧比較回路等の回路素子を用いて構成することも可能である。
（ｆ）  抵抗３５とシャントレギュレータ３６による直列回路は、負荷２に掛かる電圧に拘わらず、シャントレギュレータ３６のアノード・カソード間に一定電圧（内部基準電圧ＲＥＦ）を発生させるための定電圧手段である。従って、シャントレギュレータ３６に代えて、ツェナーダイオード等の定電圧素子を用いることもできる。
【００５７】
（ｇ）  制御信号ＣＯＮ２によって出力電圧ＶＯが制御されるコンバータ部１０と、負荷２に流れる負荷電流ＩＬが所定の値となるようにコンバータ部１０の出力電圧ＶＯを制御する電流制御部３０Ａを組み合わせた定電流型の電源回路について説明したが、電流制御部３０Ａは、単独で電流検出回路としても使用可能である。
即ち、負荷回路等に一定値以上の電流が流れたときに、シャントレギュレータ３４に流れる電流を検出して、検出信号として出力することができる。この場合でも、図１の電流制御部３０Ａと同様に、２つのシャントレギュレータ３４，３６を組み合わせた回路構成を採用することで、電流検出用の抵抗３１で消費される電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る電源回路の回路図である。
【図２】従来の定電流型の電源回路の回路図である。
【図３】シャントレギュレータを用いた基本的な定電圧回路の接続図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    直流電源
２    負荷
１０    コンバータ部
１１    ＰＷＭ制御部
１２    トランジスタ
１３    トランス
１４    ダイオード
１５    キャパシタ
２０    電圧制御部
２１，２４，２５，３１，３２，３５，３７，３８    抵抗
２２，３３    フォトカプラ
２２ｄ，３３ｄ    ＬＥＤ
２２ｔ，３３ｔ    フォトトランジスタ
２３，３４，３６    シャントレギュレータ
３０Ａ    電流制御部
【図１】
2010136595.tif 000003
【図２】
2010136595.tif 000004
【図３】
2010136595.tif 000005