(57)【要約】【課題】電源回路に自励式電子トランスが使用されていても、ＬＥＤランプを安定に点灯させることができるようにすること。【解決手段】電源回路から供給される交流電圧は整流回路１１で全波整流される。電源投入時、起動補助回路１２には、所定時間、電流Ｉ１が流れ、その後、定電流負荷回路１３が動作を開始すると、定電流負荷回路１３に電流Ｉ２が流れる。さらにＬＥＤドライバー２１に電流Ｉ３が流れると、定電流負荷回路１３の動作を電流停止回路１５が停止させる。これにより電源効率を良くすることができる。電源回路に自励式電子トランスが使用されていても、その全出力電圧に亘り点灯回路１０に電流が流れるため、自励式電子トランスが動作を停止したり、不安定となることがない。動作停止回路１５はＬＥＤ２２が接続されていないとき定電流負荷回路１３の動作を停止させる。【選択図】          図２
2010135139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバーと、交流電源との間に接続されるＬＥＤ点灯回路であって、
上記交流電源を整流し、上記ＬＥＤドライバーに直流電圧を供給する整流回路と、
上記整流回路の出力側に並列に接続され、少なくともコンデンサを含み、電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路と、
上記起動補助回路に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路と、
上記ＬＥＤドライバーに電流が流れたとき、上記定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路とを備えた
ことを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
ＬＥＤが接続されていない場合、上記定電流負荷回路の動作を停止させる動作停止回路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
交流電源に接続されるＬＥＤ点灯回路と、該点灯回路の出力側に接続されたＬＥＤドライバーと、該ＬＥＤドライバーにより駆動されるＬＥＤから構成されるＬＥＤランプであって、
上記ＬＥＤ点灯回路は、
上記交流電源を整流し、上記ＬＥＤドライバーに直流電圧を供給する整流回路と、
上記整流回路の出力側に並列に接続され、少なくともコンデンサを含み、電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路と、
上記起動補助回路に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路と、
上記ＬＥＤドライバーに電流が流れたとき、上記定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路とから構成される
ことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項４】
ＬＥＤと該ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバーから構成されるランプユニットと、交流電源との間に接続されるＬＥＤ点灯用変換ソケットであって、
上記変換ソケットは、ＬＥＤ点灯回路を内蔵し、
上記ＬＥＤ点灯回路は、
上記交流電源を整流し、上記ＬＥＤドライバーに直流電圧を供給する整流回路と、
上記整流回路の出力側に並列に接続され、少なくともコンデンサを含み、電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路と、
上記起動補助回路に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路と、
上記ＬＥＤドライバーに電流が流れたとき、上記定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路とから構成される
ことを特徴とするＬＥＤ点灯用変換ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするＬＥＤランプをちらつきなく、確実に点灯させることができるＬＥＤ点灯回路及び該点灯回路を有するＬＥＤランプ並びにＬＥＤランプ点灯用変換ソケット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力消費量の少ないこと、長寿命であること等の理由により、照明用の光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたランプ（以下ＬＥＤランプという）が使用されるようになってきている。
例えば、特許文献１には照明用途に供するＬＥＤランプの点灯回路が記載され、例えばその図５には複数のＬＥＤを点灯させる点灯回路の一例が示されている。
図１３に特許文献１の図５に示される点灯回路を示す。同図に示すように、複数のＬＥＤを直並列接続し、変圧器Ｔ２で降圧した交流電圧を整流回路ＤＢで整流して、コンデンサＣ３で平滑し、電流制限用の抵抗Ｒ３を介して上記直並列接続されたＬＥＤに印加して点灯させる。
【０００３】
ＬＥＤは直流駆動であり、交流電源を用いてＬＥＤを点灯させる場合には、上記特許文献１に記載されるように交流電圧を整流して直流に変換する。
図１４にＬＥＤドライバーを用いた点灯回路の例を示す。
図１４に示すように、点灯回路は、交流を整流し直流に変換する整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４から成る整流回路１０１と、コンデンサＣ１などを含む平滑回路１０２と、ＬＥＤを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータ等を具備するＬＥＤドライバー１０３とから構成されるＬＥＤ駆動回路を有する。
なお、ＬＥＤに定電流が供給されるようにＬＥＤドライバー１０３が定電流機能を有するものもある。上記ＬＥＤ駆動回路には、例えば１２Ｖの交流電圧が供給され、ＬＥＤが点灯する。
【０００４】
上記ＬＥＤ駆動回路等への電源電圧としては、一般に、商用の交流電圧１００Ｖを、例えば１２Ｖに降圧して供給している。
商用１００Ｖの電圧を例えば１２Ｖまで降圧するためにはトランスを用いる必要があるが、近年では装置の小型化などを図るため、従来から使用されている鉄心にコイルを巻きつけたトランス（銅鉄トランス）に代えて、ＡＣ−ＡＣコンバータ、いわゆる電子トランスが使用されるようになってきている。
電子トランスは、上記銅鉄トランスを使用しないか、あるいは小型の銅鉄トランスを用いて、交流電圧を降圧もしくは昇圧するものであり、トランスを用いる場合には、周波数を商用交流周波数より高くして、トランスの小型化を図っている。
電子トランスとしては種々の方式のものが知られているが、大きく分けるとハートレー発振、ブロッキング発振等の自励式発振を利用した自励式の電子トランスと、他励式の電子トランスが知られている。
【０００５】
図１５に自励式と、他励式の電子トランスの構成例を示す。
図１５（ａ）は自励式の電子トランスの概略構成例である。
同図に示すように、周波数５０／６０Ｈｚ、電圧１００Ｖの商用交流電圧を整流回路１１１により直流電圧に変換し、コンデンサＣＣを有する平滑回路１１２で平滑し、自励式発振回路１１３に印加する。
自励式発振回路１１３は、第３次巻線（フィードバック巻線）ＬＬ３を有するトランスＴｒ１、スイッチング素子Ｑ１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１から構成される。
スイッチング素子Ｑ１がスイッチングすることによりトランスＴｒ１の一次側巻線ＬＬ１に電圧が印加され、トランスＴｒ１の２次側巻線ＬＬ２に電圧が発生するとともに、第３次巻線ＬＬ３に電圧が発生する。第３次巻線ＬＬ３に発生する電圧は、スイッチング素子Ｑ１に正帰還される。これにより、トランスＴｒ１、スイッチング素子Ｑ１からなる回路は自励式の発振動作を行い、スイッチング素子Ｑ１はスイッチング動作を繰り返す。このためトランスＴｒ１の２次側巻線ＬＬ２には、電圧が１２Ｖ、周波数が２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流電圧が発生する。
【０００６】
図１５（ｂ）は他励式の電子トランスの概略構成例である。
同図に示すように、周波数５０／６０Ｈｚ、電圧１００Ｖの商用交流電圧を整流回路１１１により直流電圧に変換し、コンデンサＣＣを有する平滑回路１１２で平滑し、他励式発振回路１１４に印加する。
他励式発振回路１１４は、トランスＴｒ２、スイッチング素子Ｑ２、ＩＣなどの発振回路ＯＳＣから構成される。スイッチング素子Ｑ２は発振回路ＯＳＣにより駆動され、該発振回路の周波数でスイッチング動作を繰り返する。これにより、トランスＴｒ２の２次側巻線ＬＬ２には電圧が１２Ｖ、周波数が２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流電圧が発生する。
【０００７】
ところで、従来から店舗などの照明設備においては、ハロゲンランプ等のランプが使用されている。交流１２Ｖで点灯するハロゲンランプを照明として用いる場合、上記電子トランス等を含む電源装置が例えば天井裏に設置され、天井面に設けられたソケット等からランプに給電している。
近年では消費電力が少ないことから上記ハロゲンランプに代えて、ＬＥＤランプを使用したいというニーズがあり、ハロゲンランプの電源設備をそのまま利用して、ハロゲンランプの代わりにＬＥＤランプを点灯させることも要望されている。
【特許文献１】特開２００６−３４４９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
商用交流電圧より低い電圧でランプを点灯させる場合、電源回路には降圧のためトランスが使用され、近年では小型化のため電子トランスを使用することが多い。
電子トランスには前述したように自励式、他励式のものがあるが、ＬＥＤランプの電源として自励式の電子トランスを用いた場合、ＬＥＤが点灯しなかったり不連続点灯になるという問題があった。
これは、自励式の電子トランスはある程度以上の負荷電流が流れないと、安定した発振をしないのに対し、ＬＥＤは、駆動回路のＤＣ−ＤＣコンバータが動作するまでの低電圧領域では、電流が流れないためと考えられる。
図１６にＬＥＤとハロゲンランプの電圧−電流特性を示す。同図に示すように、ハロゲンランプは印加される電圧に応じた電流が流れるが、ＬＥＤは低電圧領域では電流は流れず、ある程度以上の電圧が加わらないと電流が流れない。
このため、ＬＥＤランプの電源として自励式の電子トランスを使用した場合、十分な負荷電流が流れず、安定した発振をしない。
【０００９】
電源回路に自励式の電子トランスを用いなければ上記問題は生じないので、ＬＥＤランプを点灯させるための電源回路を新たに設置する場合には、他励式の電子トランスを用いるなど、ＬＥＤランプを安定に点灯させることができる電源回路を用いることができる。しかし、例えばハロゲンランプを点灯させるための既存の照明設備に、ハロゲンランプに代えてＬＥＤランプを取り付けて点灯させることも考えられ、この場合は、電源回路に自励式の電子トランスを用いていると、ＬＥＤランプは安定に点灯しない。
ユーザは、必ずしも照明設備の電源回路にどのような回路が使用されているのか知らないので、例えば、自励式の電子トランスが使用されているハロゲンランプ用の既存の設備にＬＥＤランプを取り付けることも考えられ、この場合はＬＥＤランプが正常に点灯せず、ＬＥＤランプが故障しているなどの誤解を生ずる可能性もある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、電源回路の回路構成にかかわらず、ＬＥＤランプを安定に点灯させることができるＬＥＤ点灯回路及びＬＥＤランプ並びにＬＥＤランプ点灯用変換ソケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ハートレー発振、ブロッキング発振などの自励式発振を利用した電子トランスで、ＬＥＤ駆動装置を動作させるには、ＬＥＤに電流がほとんど流れない低電圧領域でも、電子トランスにある程度の負荷電流を流すことが必要であり、電子トランスに負荷電流が流れないと、前述したように電子トランスは動作を停止したり、安定した発振をしない。
本発明では、上記問題点を解決するため、電子トランス負荷側となるＬＥＤ点灯回路に、電源投入時、一時的に電流が流入する起動補助回路と、定電流の負荷電流が流入する定電流負荷回路を設ける。これにより、自励式電子トランスの全主出力電圧に亘り負荷電流を流し、電子トランスが動作を停止しないようにする。
また、ＬＥＤドライバーが駆動したとき、定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路を設け、上記定電流負荷回路の電流を減少せしめる。これにより電源効率を改善することができる。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバーと、交流電源との間に接続されるＬＥＤ点灯回路において、上記交流電源を整流し上記ＬＥＤドライバーに直流電圧を供給する整流回路と、上記整流回路の出力側に並列に接続され、少なくともコンデンサを含み電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路と、上記起動補助回路に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路と、上記ＬＥＤドライバーに電流が流れたとき、上記定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路とを設ける。
（２）上記（１）において、ＬＥＤが接続されていない場合、上記定電流負荷回路の動作を停止させる動作停止回路を設ける。
（３）交流電源に接続されるＬＥＤ点灯回路と、該点灯回路の出力側に接続されたＬＥＤドライバーと、該ＬＥＤドライバーにより駆動されるＬＥＤから構成されるＬＥＤランプにおいて、上記ＬＥＤ点灯回路を、上記（１）のように構成する。
（４）ＬＥＤと該ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバーから構成されるランプユニットと、交流電源との間に接続されるＬＥＤ点灯用変換ソケットに、上記（１）のように構成したＬＥＤ点灯回路内蔵させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ＬＥＤ点灯回路に、電源投入時、一時的に電流が流入する起動補助回路と、定電流の負荷電流が流入する定電流負荷回路を設けたので、ＬＥＤランプの電源回路に自励式電子トランスが使用されていても、ＬＥＤをちらつきなく、確実に点灯させることができる。
（２）ＬＥＤドライバーに電流が流れたとき、上記定電流負荷回路に流入する電流を停止する電流停止回路とを設けているので、定電流負荷回路に常時電流が流れることがなく、電力の利用効率を低下させることがない。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、電源回路と本発明の点灯回路を含むＬＥＤランプの点灯装置の全体構成を示す図、図２は本発明のＬＥＤ点灯回路と、ＬＥＤドライバとＬＥＤから構成されるＬＥＤモジュールの基本構成を示すブロック図である。
図１（ａ）はＬＥＤランプ内に点灯回路を内蔵させた構成例を示す図であり、同図に示すように、ＡＣ１００Ｖの商用電源が電子トランス等から構成される電源回路３０に供給され、例えばＡＣ１２Ｖに降圧される。この交流電圧は、図２に示す本発明の点灯回路１０と、ＬＥＤドライバ２１とＬＥＤ２２からなるＬＥＤモジュール２０を含むＬＥＤランプ４０に供給される。
上記電源回路３０は例えば天井裏などに設置され、上記点灯回路などを含むＬＥＤランプ４０とは、例えば天井面などに設けられた、ねじ込み式（スクリュー式）あるいはピン接続式の給電部６０を介して接続される。
点灯回路１０は、図２に示すように上記電源回路３０が出力する交流電圧を整流し、ＬＥＤドライバー２１に直流電圧を供給する整流回路１１と、電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路１２と、この起動補助回路１２に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路１３と、ＬＥＤドライバー１４に電流が流れたとき上記定電流負荷回路１３に流入する電流を停止する電流停止回路１４と、ＬＥＤ２２が接続されていないとき上記定電流負荷回路１３の動作を停止させる動作停止回路１５を備える。
【００１３】
図２において、整流回路１１は、電源回路３０が出力する交流電圧を全波整流する。
電源投入時、起動補助回路１２には、所定時間、電流Ｉ１が流れ、定電流負荷回路１３が動作を開始するまでの間は、起動補助回路１２により電流Ｉ１を流す。
その後、定電流負荷回路１３が動作を開始すると、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れるまでの間、定電流負荷回路１３に電源回路３０側から電流Ｉ２が流れる。
さらに、ＬＥＤドライバー２１に電流Ｉ３が流れると、これを電流停止回路１５が検出して、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
動作停止回路１５は、ＬＥＤ２２が接続されていない場合、ＬＥＤドライバー２１の出力電圧がＬＥＤ２２の順方向電圧Ｖｆより高いことを検出して定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
ＬＥＤ２２が接続されている場合、電源回路３０の全出力電圧に亘って点灯回路１０に電流が流れるため、電源回路３０が自励式電子トランスで構成されていても、動作を停止したり、動作が不安定となりＬＥＤランプがちらつくなどの問題は生じない。
【００１４】
図１（ｂ）は、点灯回路を、ＬＥＤランプ内ではなくＬＥＤ点灯用変換ソケット内に設け、ＬＥＤランプとは切り離せるように構成した場合のＬＥＤランプの点灯装置の全体構成を示す図である。
同図において、ＬＥＤ点灯用変換ソケット５０内に上記点灯回路が設けられ、ＬＥＤ２２を含むＬＥＤモジュール２０から構成されるＬＥＤランプは、上記ＬＥＤ点灯用変換ソケット５０を介して電源回路３０に接続される。
電源回路３０とＬＥＤ点灯用変換ソケット５０、および上記ＬＥＤ点灯用変換ソケット５０とＬＥＤモジュール２０は、ねじ込み式あるいはピン接続式の給電部６１、６２を介して接続される。
このように、ＬＥＤ点灯用変換ソケット５０内に上記点灯回路１０を設けることで、電源回路の構成とランプの種類に応じて、上記点灯回路１０を選択的に使用することができる。
【００１５】
次に、本発明の点灯回路の具体的な構成例について説明する。
図３は本発明の第１の実施形態の点灯回路の構成を示す図であり、本発明に係る点灯回路と、ＬＥＤドライバとＬＥＤからなるＬＥＤモジュールを示しており、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてトランジスタを用いた例を示している。
図３において、整流回路１１には、全波整流回路を構成する整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４が設けられ、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となる。
起動補助回路１２は、直列接続されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１を備え、整流回路１１の出力側に並列に接続されている。給電部６０に交流電圧が供給され、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１が充電される。コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、給電部６０から整流回路１１を介して、起動補助回路１２に電流が流入する。
【００１６】
定電流負荷回路１３は、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の直列回路と、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の接続点にベースが接続され、エミッタとコレクタに直列にそれぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ４が接続されたスイッチング素子Ｑ１から構成され、上記起動補助回路１２に並列に接続されている。
上記抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の接続点には、電流停止回路１４、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３のコレクタが接続されており、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオフのとき、スイッチング素子Ｑ１はオン状態であるが、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオンになると、スイッチング素子Ｑ１はオフとなる。
上記スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオフのとき、スイッチング素子Ｑ１のベース電位は、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１により一定電位に保たれており、エミッタの電位もベース電位とほぼ等しい値に保たれている。このため、抵抗Ｒ４にベース電位に対応した一定電流が流れる。スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉ１は、ツェナーダイオード電圧をＶz 、スイッチング素子のベース・エミッター間電圧をＶbeとすると、Ｉ１＝（Ｖz −Ｖbe）／Ｒ４となる。
【００１７】
即ち、上記スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオフのとき、スイッチング素子Ｑ１には、上記一定電流が流入し、スイッチング素子Ｑ１で構成される回路は定電流負荷回路として機能する。
以上のように、本実施形態の点灯回路は、電源投入から（給電部６０に電圧が印加されてから）所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路１２と、この起動補助回路１２に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路１３とを備える。
そして、給電部６０に電圧が印加されると、整流回路１１の出力電圧がスイッチング素子Ｑ１の動作電圧を越し、定電流負荷回路に電流が流れだすまでの間、起動補助回路１２に電流が流入し、定電流負荷回路１３が動作を開始すると、定電流負荷回路に一定の電流が流れ込む。
【００１８】
上記のように定電流負荷回路１３が動作していると、給電部６０から定電流負荷回路１３に電流が流入することになるが、ＬＥＤドライバー２１が動作しＬＥＤ２２に電流が流れている間も定電流回路１３に電流が流入すると、無駄な電力を消費することになる。
そこで、電流停止回路１４により、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れたとき上記定電流負荷回路１３に流入する電流を停止させる。
電流停止回路１４は抵抗Ｒ７、Ｒ８、スイッチング素子Ｑ３から構成され、ＬＥＤドライバ２１に電流が流れ、ＬＥＤドライバに直列に接続された抵抗Ｒ８の両端に電圧が生ずることにより、スイッチング素子Ｑ３がオンとなる。これにより、定電流負荷回路１３のスイッチング素子Ｑ１のベースがアース電位となり、スイッチング素子Ｑ１はオフとなり、定電流の流入は停止する。
定電流負荷回路１３が停止する電流Ｉstopは、スイッチング素子Ｑ３のベース・エミッター電圧をＶbeとするとＩstop＝Ｖbe／Ｒ８である。ＬＥＤドライバー２１を流れる電流がＩstopを越すと定電流負荷回路１３が動作を停止する。
【００１９】
動作停止回路１５は、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２の＋側の接続点に一方の端子が接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、ツェナーダイオードＺＤ２の他方の端子とアース間に接続された抵抗Ｒ６と、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ２のベースとツェナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ６の接続点間に接続された抵抗Ｒ５から構成される。
前述したようにＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、ＬＥＤドライバー２１の出力電圧は、ＬＥＤ２２の順方向電圧より上昇する。
上記ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、ＬＥＤドライバー２１の出力電圧がＬＥＤ２２の順方向電圧より上昇したとき、スイッチング素子Ｑ２がオンとなるような電圧に選定されている。
【００２０】
このため、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていないと、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ２がオンとなり、定電流負荷回路１３のスイッチング素子Ｑ１のベースがアース電位となり、スイッチング素子Ｑ１はオフとなり、定電流の流入は停止する。
すなわち、動作停止回路１５は、ＬＥＤ２２が、ＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、定電流負荷回路１３の動作を停止させ、無駄な電力を消費するのを防ぐ。
動作停止回路１５の動作停止電圧Ｖstopは、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧をＶz 、スイッチング素子Ｑ２のベース・エミッター電圧をＶbeするとＶstop＝Ｖz ＋Ｖbeとなり、ＬＥＤドライバー２１の出力電圧がＶstopより高いとき、定電流負荷回路の動作は停止し、点灯回路に電流が流れなくなる。
【００２１】
以上のように、本実施形態の点灯回路においては、電源投入後、所定時間、過渡的に起動補助回路１２に電流が流れ、次いで定電流負荷回路１３が動作を開始すると、定電流負荷回路１３に定電流が流入し、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れると、定電流負荷回路１３に流入する電流が停止する。
すなわち、本実施形態の点灯回路にＬＥＤドライバー２１、ＬＥＤ２２が接続されていると、全動作電圧に渡り、電源回路３０から点灯回路に電流が流れ込む。このため、電源回路に自励式電子トランスが設けられていても、自励式電子トランスが停止したり、ＬＥＤがちらつくことはない。また、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れているときは、電流停止回路１４により定電流負荷回路１３に流れる電流を停止させるので、無駄に電力を消費することもない。
さらに、なんらかの理由でＬＥＤドライバー２１にＬＥＤ２２が接続されていない場合には、動作停止回路１５で定電流負荷回路１３に流れる電流を停止させるので、ＬＥＤ２２が接続されていないにもかかわらず電流が流れるといった問題は生じない。
【００２２】
図４は、本発明の点灯回路の動作時の各部の電圧、電流波形の概要を示すタイムチャートであり、横軸は時間を示す。
同図において、（ａ）は電子トランスを具備する電源回路３０から、本実施形態の点灯回路に入力される入力電圧波形を示し、ピーク電圧はＥである。なお、Ｖdownは整流回路１１におけるドロップ電圧である。
（ｂ）は整流回路１１による整流後の電圧波形を示し、整流回路１１において電圧がドロップしているため、ピーク値はＥ−Ｖdownとなっている。また、同図のＶＣstart は定電流負荷回路１３の動作開始電圧、ＶＤstart はＬＥＤドライバー２１の動作開始電圧である。
同図（ｃ）（ｄ）（ｅ）の電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３は、前記図２に示した箇所の電流であり、それぞれ起動補助回路１１、定電流負荷回路１３、ＬＥＤドライバー２１に流れる電流を示し、（ｆ）の電流Ｉは電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の合計を示す。
【００２３】
起動補助回路１１のインピーダンスをＺとすると、（ｃ）に示すように起動補助回路１１には、電圧の立ち上がり／立ち下がり時に、ピーク値がほぼ（Ｅ−Ｖdown）／Ｚの電流Ｉ１が流れる。
また、入力電圧の大きさがＶＣstart を越えると、定電流負荷回路１３が動作し、同図（ｄ）に示すように、定電流負荷回路１３に電流Ｉ２が流れる。
さらに、入力電圧の大きさがＶＤstart を越えると、ＬＥＤドライバー２１が動作し、同図（ｅ）に示すように、ＬＥＤドライバー２１に電流Ｉ３が流れる。
したがって、点灯回路に流入する電流Ｉは上記電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の和となり、同図（ｆ）に示すようになる。すなわち、入力電圧がある電圧値以上であれば、点灯回路には、電流が常に流入し、電源回路３０に自励式の電子トランスが使用されていても、動作が停止したり、不安定になることはない。
【００２４】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す図であり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてＦＥＴを用いた例を示しており、その動作は基本的には前記図４に示したものと同じである。
図５において、整流回路１１には、全波整流回路を構成する整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４が設けられ、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となる。
起動補助回路１２は、直列接続されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１に加え、リアクトルＬＬを備えている。前記したように、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると、抵抗Ｒ１、リアクトルＬＬを介してコンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、起動補助回路１２に電流が流入する。
図５の例では、起動補助回路１２にリアクトルＬＬを用いているため、前記図４に示したものより、損失を低減化させることができる。
【００２５】
定電流負荷回路１３は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４とＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成され、上記起動補助回路１２に並列に接続される。上記スイッチング素子Ｑ２と抵抗Ｒ４の接続点には、電流停止回路１４、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が接続されており、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４がオフのとき、定電流負荷回路１３に、一定電流が流れる。
電流停止回路１４は、抵抗Ｒ６、スイッチング素子Ｑ４から構成され、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れ、ＬＥＤドライバー２１に直列に接続された抵抗Ｒ６の両端に電圧が生ずることにより、スイッチング素子Ｑ４がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００２６】
また、動作停止回路１５は、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２の＋側の接続点に一方の端子が接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、ツェナーダイオードＺＤ２の他方の端子とアース間に接続された抵抗Ｒ５と、スイッチング素子Ｑ３から構成される。
そして、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、前述したようにＬＥＤドライバー２１の出力電圧が上昇し、スイッチング素子Ｑ３がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００２７】
以上のように、本実施形態の点灯回路は、第１の実施形態と同様、電源投入から所定時間、過渡的に電流が流入する起動補助回路１２と、この起動補助回路１２に並列に接続され、定電流が流入する定電流負荷回路１３とを備える。
そして、給電部６０に電圧が印加されると、整流回路１１の出力電圧がスイッチング素子Ｑ１の動作電圧を越し、定電流負荷回路に電流が流れだすまでの間、起動補助回路１２に電流が流入し、定電流負荷回路１３が動作を開始すると、定電流負荷回路に一定の電流が流れ込む。さらに、ＬＥＤドライバー２１が動作を開始すると、電流停止回路１４により、定電流負荷回路１３の電流は流れなくなる。
また、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていないと、動作停止回路１５により、定電流負荷回路１３の動作は停止する。
【００２８】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す図であり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４としてＰＮＰ型のトランジスタを用いた例を示しており、その動作は基本的には前記図４に示したものと同じである。
図６において、整流回路１１により、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となる。起動補助回路１２は、直列接続されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１が設けられ、前記したように、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、起動補助回路１２に電流が流入する。
【００２９】
定電流負荷回路１３は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４とツェナーダイオードＺＤ１と、ＰＮＰ型のトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１から構成され、前記したように電流停止回路１４、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオフのとき、定電流負荷回路１３に、一定電流が流れる。
電流停止回路１４は、抵抗Ｒ８、Ｒ９、スイッチング素子Ｑ４から構成され、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れ、ＬＥＤドライバー２１に直列に接続された抵抗Ｒ９の両端に電圧が生ずることにより、スイッチング素子Ｑ４がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００３０】
また、動作停止回路１５は、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２の＋側の接続点に一方の端子が接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、ツェナーダイオードＺＤ２の他方の端子とアース間に接続された抵抗Ｒ７と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び抵抗Ｒ６から構成される。
そして、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、前述したようにＬＥＤドライバー２１の出力電圧が上昇し、スイッチング素子Ｑ２がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００３１】
図７は、本発明の第４の実施形態を示す図であり、定電流負荷回路に定電流機能を有する集積回路ＩＣ１を用いるとともに、電流停止回路１４、動作停止回路１５にフォトカプラーＰＣ１，ＰＣ２を用いた例を示しており、その動作は基本的には前記図４に示したものと同じである。
図７において、整流回路１１により、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となり、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると起動補助回路１２には、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、電流が流入する。
【００３２】
定電流負荷回路１３は、集積回路ＩＣ１と抵抗Ｒ２〜Ｒ４とスイッチング素子Ｑ１から構成され、電流停止回路１４、動作停止回路１５のフォトカプラーＰＣ１，ＰＣ２がオフのとき、定電流負荷回路１３に、一定電流が流れる。
電流停止回路１４は、抵抗Ｒ６、Ｒ８、フォトカプラーＰＣ２から構成され、ＬＥＤドライバー２１に電流が流れ、ＬＥＤドライバー２１に直列に接続された抵抗Ｒ８の両端に電圧が生ずることにより、フォトカプラーＰＣ２がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
また、動作停止回路１５は、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２の＋側の接続点に一方の端子が接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、抵抗Ｒ５と、フォトカプラーＰＣ１から構成され、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、フォトカプラーＰＣ１がオンとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００３３】
図８は、本発明の第５の実施形態を示す図であり、前記図４において、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２に流れる電流を、定電流負荷回路１３のスイッチング素子Ｑ１のエミッタ側に接続されていた抵抗Ｒ４に帰還することにより、ＬＥＤドライバー２１が動作したとき、定電流回路１３に流れる電流を低減させ、前記図４に示した電流停止回路１４を簡略化したものであり、その動作は基本的には前記図４に示したものと同じである。
図８において、整流回路１１により、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となり、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると起動補助回路１２には、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、電流が流入する。
【００３４】
定電流負荷回路１３は、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の直列回路と、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の接続点にベースが接続され、エミッタとコレクタに直列にそれぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ４が接続されたスイッチング素子Ｑ１から構成される。
上記抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１の接続点には、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ２が接続されている。
このため、動作停止回路１５のスイッチング素子Ｑ２がオフのとき、スイッチング素子Ｑ１はオン状態であるが、ＬＥＤ２２が接続されておらず、スイッチング素子Ｑ２がオンになると、スイッチング素子Ｑ１はオフとなり、定電流負荷回路１３の動作は停止する。  動作停止回路１５による動作停止電圧Ｖstopは、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧をＶｚ、スイッチング素子Ｑ２のベース・エミッター電圧をＶbeするとＶstop＝Ｖz ＋Ｖbeとなり、ＬＥＤドライバー２２の出力電圧がＶstopより高いとき定電流負荷回路１３の動作は停止する。点灯回路に電流が流れないため、電源回路に自励式電子トランスが用いられている場合、その動作も停止する。
【００３５】
また、スイッチング素子Ｑ１と抵抗４の接続点には、ＬＥＤドライバー２１の接地側が接続されている。このため、ＬＥＤドライバー２１が動作し、抵抗Ｒ４を介して電流が流れると、スイッチング素子Ｑ１のエミッタ電位が大きくなり、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流は低減する。
抵抗Ｒ３、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流をＩ１、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２に流れる電流をＩ２、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧をＶｚとするとＩ１＋ｉ２＝（Ｖｚ−Ｖｂｅ）／Ｒ４となり、抵抗Ｒ３、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流はＬＥＤドライバー２１に流れる分だけ減少する。
すなわち、この回路は電流停止回路１４と同様に機能し、ＬＥＤドライバー２１が動作すると、定電流負荷回路１３に流入する電流が減少する。
以上のように本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１のエミッタと抵抗４の接続点にＬＥＤドライバー２１の接地側を接続しているので、電流停止回路１４と同様にＬＥＤドライバー２１に電流が流れたとき、定電流負荷回路１３に流れる電流を減少させ、電力消費を低減化することができる。
【００３６】
図９は、本発明の第６の実施形態を示す図であり、定電流負荷回路のスイッチング素子としてＦＥＴを用いたものにおいて、図８に示したようにＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２に流れる電流を、定電流負荷回路１３の抵抗Ｒ３に帰還することにより、ＬＥＤドライバー２１が動作したとき、定電流回路１３に流れる電流を低減させ、前記図４に示した電流停止回路１４を簡略化したものであり、その動作は基本的には前記図４に示したものと同じである。
図９において、整流回路１１により、給電部６０から供給される交流電圧は全波整流され直流電圧となり、起動補助回路１２に直流電圧が印加されると起動補助回路１２には、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、電流が流入する。
【００３７】
定電流負荷回路１３は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４とＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１、トランジスタから構成されるスイッチング素子Ｑ２から構成され、上記スイッチング素子Ｑ２と抵抗Ｒ３の接続点には、ＬＥＤドライバー２１の接地側が接続される。
このため、ＬＥＤドライバー２１が動作し、抵抗Ｒ３を介して電流が流れると、前述したように、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流は低減化する。すなわち、この回路は電流停止回路１４と同様に機能し、電力消費を低減化することができる。
動作停止回路１５は、ＬＥＤドライバー２１とＬＥＤ２２の＋側の接続点に一方の端子が接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、ツェナーダイオードＺＤ２の他方の端子とアース間に接続された抵抗Ｒ５と、フォトカプラーＰＣ３から構成される。
そして、ＬＥＤ２２がＬＥＤドライバー２１に接続されていない場合、前述したようにＬＥＤドライバー２１の出力電圧が上昇し、フォトカプラーＰＣ３がオンとなり、スイッチング素子Ｑ２がオフとなり、定電流負荷回路１３の動作を停止させる。
【００３８】
次に本発明の点灯回路を前述した図１（ａ）（ｂ）で説明したように、ＬＥＤランプに組み込んだ場合、あるいは変換ソケットに組み込んだ場合の構成例について説明する。
図１０、図１１は、前記図１（ａ）で説明した本発明の点灯回路が組み込まれたＬＥＤランプの構成例を示す図である。
図１０はハロゲンランプ・タイプのＬＥＤランプの構成例を示し、（ａ）は給電部にスクリューソケットを有するランプ、（ｂ）は給電部にピンソケットを有するランプを示している。
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、スクリューベース１あるいは２ピンベース６に給電部であるスクリューソケット９、あるいは２ピンソケット８が取り付けられている。スクリューソケット９、あるいは、２ピンソケット８から供給される交流電圧はリード線２ａを介して、本発明に係る点灯回路１０を備えた点灯回路部２に供給される。点灯回路部２からの出力は、リード線２ｂを介してＬＥＤ２２を含むＬＥＤモジュール部３に供給される。
ＬＥＤモジュール部３はリフレクタ４内に設けられ、リフレクタの前面には、前面ガラス５が設けられている。ＬＥＤが点灯すると、ＬＥＤからの光はリフレクタ４で反射して、前面ガラス５から放射される。
【００３９】
図１１は電球タイプのＬＥＤランプの構成例を示し、（ａ）は給電部にスクリューソケットを有するランプ、（ｂ）は給電部にピンソケットを有するランプを示している。
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、スクリューベース１あるいは２ピンベース６に給電部であるスクリューソケット９、あるいは２ピンソケット８が取り付けられている。スクリューソケット９、あるいは２ピンソケット８から供給される交流電圧はリード線２ａを介して、本発明に係る点灯回路１０を備えた点灯回路部２に供給される。点灯回路部２からの出力は、リード線２ｂを介してＬＥＤ２２を含むＬＥＤモジュール部３に供給される。
ＬＥＤモジュール部３は球ガラス７内に設けられ、ＬＥＤが点灯すると、ＬＥＤからの光は、球ガラス７から周囲に放射される。
【００４０】
図１２は、前記図１（ｂ）で説明した本発明の点灯回路が組み込まれた変換ソケットの構成例を示す図である。
図１２（ａ）はスクリューソケットと２ピンソケットを備えた変換ソケット、（ｂ）はスクリューソケットとスクリューソケットを備えた変換ソケットの構成例を示す。
図１２（ａ）（ｂ）に示すように、スクリューベース１に給電部であるスクリューソケット９が取り付けられている。スクリューソケット９から供給される交流電圧はリード線２ａを介して、本発明に係る点灯回路１０を備えた点灯回路部２に供給される。点灯回路部２からの出力は、リード線２ｂを介して、２ピンソケット８あるいはスクリューソケット９に接続される。
上記変換ソケットを電源回路に接続し、上記点灯回路部２の出力が接続された２ピンソケット８あるいはスクリューソケット９にＬＥＤモジュールを有するＬＥＤランプを接続することで、電源回路に自励式電子トランスが用いられていても、ＬＥＤランプを安定に点灯させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電源回路と本発明の点灯回路を含むＬＥＤランプの点灯装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明のＬＥＤ点灯回路と、ＬＥＤドライバとＬＥＤから構成されるＬＥＤモジュールの基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の点灯回路の動作時の各部の電圧、電流波形の概要を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態の点灯回路の構成を示す図である。
【図１０】本発明の点灯回路が組み込まれたハロゲンランプ・タイプのＬＥＤランプの構成例を示す図である。
【図１１】本発明の点灯回路が組み込まれた電球タイプのＬＥＤランプの構成例を示す図である。
【図１２】本発明の点灯回路が組み込まれた変換ソケットの構成例を示す図である。
【図１３】従来例の図５に示される点灯回路を示す図である。
【図１４】ＬＥＤドライバーを用いた点灯回路の例を示す図である。
【図１５】自励式と、他励式の電子トランスの構成例を示す図である。
【図１６】ＬＥＤとハロゲンランプの電圧−電流特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      スクリューベース
２      点灯回路部
３      ＬＥＤモジュール部
４      リフレクタ
５      前面ガラス
６      ２ピンベース
７      球ガラス
８      ２ピンソケット
９      スクリューソケット
１０    点灯回路
１１    整流回路
１２    起動補助回路
１３    定電流負荷回路
１４    電流停止回路
１５    動作停止回路
２０    ＬＥＤモジュール
２１    ＬＥＤドライバー
２２    ＬＥＤ（発光ダイオード）
３０    電源回路
４０    ＬＥＤランプ
５０    ＬＥＤ点灯用変換ソケット
６０    給電部
Ｃ１        コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード
ＬＬ        インダクタンス
Ｑ１〜Ｑ４  スイッチング素子
Ｒ１〜Ｒ９  抵抗
ＩＣ１      集積回路
ＰＣ１〜ＰＣ３  フォトカプラー
ＺＤ１，ＺＤ２  ツェナーダイオード
【図１】
2010135139.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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