(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と；
スイッチング素子、電流検出用インピーダンス素子およびインダクタを直列に含み前記スイッチング素子のオン時に増加電流が流れる第１の回路、前記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前記スイッチング素子のオフ時に減少電流が流れる第２の回路、および前記スイッチング素子を制御する制御部を備え、前記電流検出用インピーダンス素子は前記フリーホールダイオードのカソードと前記スイッチング素子のソースとの間に接続され、前記制御部は、前記スイッチング素子がオンして前記電流検出用インピーダンス素子に流れる増加電流が所定値に達したときに前記スイッチング素子をオフさせ、前記インダクタに流れる減少電流に応じて前記インダクタに磁気結合した２次巻線に誘起される電圧に基づいて前記スイッチング素子をオンさせるものであり、前記スイッチング素子および前記フリーホイールダイオードのうち少なくとも前記スイッチング素子を含むパワー部および前記制御部を単一パッケージに備えたＩＣで構成し、前記ＩＣの制御電源が前記インダクタに磁気結合した前記２次巻線から供給され、少なくとも前記電流検出用インピーダンス素子および前記インダクタが前記ＩＣに対して外付けされた非絶縁形降圧チョッパと；
前記非絶縁形降圧チョッパの増加電流および減少電流がともに流れる回路上の位置に接続された発光ダイオードと；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記ＩＣは、前記パワー部と前記制御部とがそれぞれ別の半導体チップにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記フリーホイールダイオードは、前記ＩＣに対して外付けされるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非絶縁形降圧チョッパを備えたＬＥＤ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非絶縁形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ている。そして、第１のインダクタ７とフリーホイールダイオード１１とが出力端間に直列接続している。
【０００３】
ＦＥＴ５がオン動作すると、直流電源４から抵抗素子６１、第１のインダクタ７および負荷のＬＥＤ回路８に並列接続しているコンデンサ９を介して増加電流が流れて第１のインダクタ７が充電される。そうして、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。
【０００４】
ＦＥＴ５がオフすると、今度は第１のインダクタ７に蓄積された電磁エネルギーがフリーホイールダイオード１１を経由して放出されてコンデンサ９に引続き減少電流を流す。減少電流が０になると、再びＦＥＴ５がオン動作し、以上の動作を繰り返す。
【０００５】
そうして、コンデンサ９の充電電圧がＬＥＤ回路８の順方向電圧以上になると、ＬＥＤ回路８に電流が流れ、ＬＥＤ回路８のＬＥＤは点灯する。
【０００６】
非絶縁形降圧チョッパを備えたＬＥＤ点灯装置は、回路構成が比較的簡単で小形化が可能であるとともに回路効率が高く、しかも容易に所望の低電圧が得られることから、商用交流電源を電源として負荷電圧が低いＬＥＤを備えた電球形ＬＥＤに搭載するのに好適である。電球形ＬＥＤは、近時省エネを目的として従来の白熱電球を代替する光源として注目されている。
【０００７】
また、非絶縁形降圧チョッパの出力電流を抵抗Ｒ２により電圧変換してダイオードＤ２を介して制御回路２４のコントロール端子に入力して電流フィードバック構成とすることも既知である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
ＬＥＤ電球においては、一般照明用として市販されているＥ２６形口金を備えた白熱電球に相当するものに加えて、さらに小形の口金、例えばＥ１７形口金を備えたものもあり、一層の小形化が追求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１２３８８６号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２１３７号公報（特に段落００２９および図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非絶縁形降圧チョッパを用いたＬＥＤ点灯装置において、電球形ＬＥＤのさらなる小形化に対する要求に応えるためには非絶縁形降圧チョッパの一層の小形化を図ることが効果的である。その実現のための手段として半導体デバイスを中心とした集積化技術を適用することが考えられる。
【００１１】
一方、商用交流電源は、各国で種々の値の電圧が使用されているので、最小限の設計変更で種々の電圧に適合し得るように発光ダイオード点灯装置を構成することができれば、各国に適合する電球形ＬＥＤを比較的安価に製作することができる。
【００１２】
また、インダクタの小形化のために、非絶縁形降圧チョッパを高周波で動作するように構成するのが好ましい。
【００１３】
本発明は、非絶縁形降圧チョッパを集積化して一層の小形化を図るとともに種々の電源電圧に適合させるのが容易で、しかも高周波動作における制御の応答性が良好なＬＥＤ点灯装置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】
【００１４】
本発明のＬＥＤ点灯装置は、直流電源と；スイッチング素子、電流検出用インピーダンス素子およびインダクタを直列に含みスイッチング素子のオン時に増加電流が流れる第１の回路、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スイッチング素子のオフ時に減少電流が流れる第２の回路、およびスイッチング素子を制御する制御部を備え、電流検出用インピーダンス素子はフリーホールダイオードのカソードとスイッチング素子のソースとの間に接続され、制御部は、スイッチング素子がオンして電流検出用インピーダンス素子に流れる増加電流が所定値に達したときにスイッチング素子をオフさせ、インダクタに流れる減少電流に応じてインダクタに磁気結合した２次巻線に誘起される電圧に基づいてスイッチング素子をオンさせるものであり、スイッチング素子およびフリーホイールダイオードのうち少なくともスイッチング素子を含むパワー部および制御部を単一パッケージに備えたＩＣで構成し、ＩＣの制御電源がインダクタに磁気結合した２次巻線から供給され、少なくとも電流検出用インピーダンス素子およびインダクタがＩＣに対して外付けされた非絶縁形降圧チョッパと；非絶縁形降圧チョッパの増加電流および減少電流がともに流れる回路上の位置に接続された発光ダイオードと；を具備しているものである。
【００１５】
本発明において、直流電源は、どのような構成でもよいが、例えば整流回路を主体として構成され、また所望により平滑コンデンサなどからなる平滑回路を備えていることができる。この場合、整流回路は、好ましくはブリッジ形整流回路からなり、交流電源、例えば商用交流電源の交流電圧を全波整流して直流を得る。なお、所望により上記整流回路を後述するＩＣの単一のパッケージ内に集積化させることができる。この場合、平滑コンデンサを外付けにするのが好ましい。
【００１６】
非絶縁形降圧チョッパは、入力直流電圧をそれより低圧の直流電圧に変換して出力する周知の降圧チョッパ回路の一種であるが、入力端から出力端に至るまで回路が非絶縁構造をなしている。絶縁形降圧チョッパが絶縁形の出力トランスを備えているのに対して、上述のように非絶縁形降圧チョッパは絶縁形の出力トランスを用いないので、ＬＥＤ点灯装置の小形化に好適である。
【００１７】
非絶縁形降圧チョッパのパワー部すなわち負荷に供給する電力が通過する回路部は、スイッチング素子、電流検出用インピーダンス素子、インダクタおよびフリーホイールダイオードを含んで構成されている。そして、パワー部は、回路動作上第１の回路および第２の回路に分けることができる。第１の回路は、直流電源からインダクタに充電すなわち電磁エネルギーを蓄積する回路であり、スイッチング素子、電流検出用インピーダンス素子、インダクタおよび負荷回路を備えた直列回路が直流電源に接続した構成を備えていて、スイッチング素子のオン時に直流電源から増加電流が流れてインダクタに電磁エネルギーが蓄積される。これに対して、第２の回路は、インダクタに蓄積された電磁エネルギーが放出される回路であり、フリーホイールダイオードおよび負荷回路の直列回路がインダクタに接続した構成を備えていて、スイッチング素子のオフ時にインダクタから減少電流が流れる。
【００１８】
上記において、負荷回路は、後述する発光ダイオードが負荷となるが、所望により発光ダイオードに並列的に接続する出力コンデンサを含むことができる。出力コンデンサは、主としてスイッチングに伴って発生する高周波を負荷の発光ダイオードに流さないようにバイパスする。
【００１９】
インダクタには、そこに磁気結合した２次巻線が配設されている。そして、インダクタに増加電流および減少電流が流れると後述するように２次巻線に電圧が誘起される。なお、２次巻線は、１個または複数個であることを許容する。制御部の構成に応じて２次巻線の数は適宜選択可能である。本発明において、２次巻線は、制御部に対して制御電源を供給するとともに、スイッチング素子に対するオン信号を形成する。
【００２０】
制御部は、スイッチング素子をオン、オフ制御することによって非絶縁形降圧チョッパの動作を制御する手段であり、その具体的回路構成は本発明において特段限定されないが、インダクタの２次巻線からその制御電源が供給される。そして、スイッチング素子をオン、オフ制御するために、電流検出用インピーダンス素子を流れる増加電流が所定値に達すると、スイッチング素子をオフさせる。
【００２１】
増加電流が第１の所定値に達したときにスイッチング素子をオフさせるには、例えばスイッチング素子の制御端子を電流検出用インピーダンス素子の端子電圧に応動するバイポーラトランジスタなどのスイッチ素子で短絡する。また、スイッチ素子を上記のように応動させるために、電流検出用インピーダンス素子とスイッチ素子の間にコンパレータを介在させると、電流検出用インピーダンス素子の端子電圧が非常に小さな値であってもオフ動作を確実に行わせることが可能になる。その結果、電流検出用インピーダンス素子の電力損失が小さくなるので、回路効率が高くなるとともに、温度特性がスイッチ素子の影響を受けなくなり、温度特性が良好になる。そして、上記スイッチ素子およびコンパレータをインダクタの２次巻線から供給される制御電源で動作させることができる。
【００２２】
一方、スイッチング素子をオンさせるには、次のように制御すればよい。すなわち、インダクタから流れる減少電流が０になると、その２次巻線に逆起電力による電圧が誘起されるので、この電圧に基づいてスイッチング素子のオン信号を形成して、これをスイッチング素子に供給してオンさせる。上記オン信号は、２次巻線に誘起される電圧を直接または間接的に利用して形成することができる。
【００２３】
本発明において、スイッチング素子、電流検出用インピーダンス素子およびフリーホイールダイオードのパワー部を構成する回路部品のうち、少なくともスイッチング素子と上述の制御部とは、単一パッケージを備えたＩＣを構成する。なお、電流検出用インピーダンス素子は、種々の電源電圧に対応させるべく設計変更の対象部品とする理由によりＩＣに対して外付けする。
【００２４】
インダクタは、上記パワー部の各回路部品と同様にそこを負荷電力が通過するので、いわゆるパワー部品であるが、種々の電源電圧に対応させるべく設計変更の対象部品とする理由によりＩＣに対して外付けする。また、インダクタは、半導体部品に比べて大型化するので、ＩＣ化に馴染みにくいという理由もある。
【００２５】
また、パワー部のうち、スイッチング素子およびフリーホイールダイオードをＩＣ化するに際して、これら半導体デバイスに対して放熱手段を共有するように構成することにより、動作上相補関係にあるスイッチング素子およびフリーホイールダイオードを、放熱手段を介して熱結合させることができる。これにより、ＩＣの発熱量が電源電圧の変動にかかわらずほぼ一定化されるので、放熱手段を共有させることで、その小形化を図ることができる。
【００２６】
本発明においては、所望により後述する発光ダイオードとスイッチング素子とを熱結合させることができる。すなわち、発光ダイオードが故障モードになって異常発熱したときに、熱結合しているスイッチング素子の温度を過昇にして、スイッチング素子を破壊させることで回路がオープンモードになるように構成することができる。これにより、ＬＥＤ点灯回路のスイッチングを司るスイッチング素子に発光ダイオードの異常時に保護動作をも行わせることができる。
【００２７】
また、上記熱結合が発光ダイオードの放熱手段を経由して行われるように構成すれば、発光ダイオードと上記スイッチング素子との距離をある程度自由に設定することができ、その結果ＬＥＤ光源としての設計の自由度が向上する。
【００２８】
上記ＩＣは、スイッチング素子の制御部を含んでいるので、スイッチング素子と制御部との間を接続する導体の距離が著しく短縮される結果、それらの間を接続する導体の抵抗および浮遊静電容量が頗る小さくなる。その結果、導体パターンの抵抗やリアクタンスによる信号遅延低減に効果的である。
【００２９】
発光ダイオードは、非絶縁形降圧チョッパの増加電流と減少電流がともに流れる回路上の位置に接続することにより、非絶縁形降圧チョッパの定電流制御された出力電流によって付勢されて点灯する。発光ダイオードは、そ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、これらの複数が均一化分流回路などを介して並列接続して負荷回路を構成していてもよい。
【００３０】
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。しかし、一般照明用としては白色発光タイプの発光ダイオードが一般的である。
【００３１】
以上説明した本発明において、ＩＣは、パワー部と制御部とがそれぞれ別の半導体チップにより構成されていることを許容する。すなわち、パワー部の半導体チップを相対的に高電圧仕様にし、制御部の半導体チップを相対的に低電圧仕様にすることができる。なお、パワー部がスイッチング素子とフリーホイールダイオードとを備えている場合、共通の半導体チップに集積されていてもよいし、別異の半導体チップが配設されるのであってもよい。
【００３２】
また、本発明において、フリーホイールダイオードをＩＣに対して外付けされるように構成されている。これにより、電源電圧や負荷電力に応じて最適な仕様を備えたフリーホイールダイオードを設計することができる。
【００３３】
本発明のＬＥＤ点灯装置を照明器具に組み込むことができる。なお、この場合、照明器具は、ＬＥＤ電球を含む概念であって、照明器具本体およびＬＥＤ点灯装置を具備して構成されている。照明器具は、ＬＥＤを光源としていて、その用途は照明目的が一般的であるが、これに限定されない。照明器具本体は、照明器具からＬＥＤ点灯装置を除去した残余の全ての部分をいう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明においては、スイッチング素子およびフリーホイールダイオードのうち少なくともスイッチング素子を含むパワー部および制御部を単一パッケージに備えたＩＣで構成した非絶縁形降圧チョッパを備えていることにより、非絶縁形降圧チョッパの一層の小形化を図ることができるとともに、電流検出用インピーダンス素子およびインダクタをＩＣに対して外付けしているので、種々の電源電圧に適合させるのが容易なＬＥＤ点灯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第１の形態の回路図である。
【図２】同じくＩＣを中心とした模式的回路配置図である。
【図３】本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第２の形態の回路図である。
【図４】同じくＩＣを中心とした模式的回路配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
図１に示す第１の形態は、第１の発明に対応する。ＬＥＤ点灯装置は、直流電源ＤＣ、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣおよび発光ダイオードＬＥＤを具備している。
【００３８】
直流電源ＤＣは、入力端が例えば定格電圧１００Ｖの商用交流電源などの交流電源ＡＣに接続する全波整流回路ＤＢおよび平滑コンデンサＣ１を備えている。平滑コンデンサＣ１は、全波整流回路ＤＢの出力端間に接続して全波整流回路ＤＢの直流出力を適度のリップルを含んだ平滑化電圧を形成することができる。また、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。
【００３９】
非絶縁形降圧チョッパＳＤＣは、第１の回路Ａ、第２の回路Ｂおよび制御部ＣＣを備えている。第１の回路Ａは、スイッチング素子Ｑ１、電流検出用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、スイッチング素子Ｑ１のオン時に増加電流が流れるように直流電源ＤＣおよび後述する負荷の発光ダイオードＬＥＤに接続する。第２の回路Ｂは、インダクタＬ１およびフリーホイールダイオードＤ１を直列に含み、スイッチング素子Ｑ１のオフ時に減少電流が流れる。制御部ＣＣは、スイッチング素子Ｑ１を制御し、後述する２次巻線Ｌ２から制御電源が供給されて非絶縁形降圧チョッパＳＤＣを自励駆動させる。
【００４０】
また、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣは、その端子ＤおよびＥが直流電源ＤＣの出力端に接続し、端子Ｖｄｄが２次巻線Ｌ２の制御部ＣＣ側の一端に接続し、端子ｏｕｔがインダクタＬ１のフリーホイールダイオードＤ１側の一端に接続し、端子ＣＳが電流検出用インピーダンス素子Ｚ１のスイッチング素子Ｑ１側の一端に接続する。インダクタＬ１に接続する２次巻線Ｌ２の他端、電流検出用インピーダンス素子Ｚ１のフリーホイールダイオードＤ１側の他端は、それぞれ図示のように接続する。そして、インダクタＬ１の他端と端子Ｅが出力端子ｔ１、ｔ２に接続する。出力端子ｔ１、ｔ２には出力コンデンサＣ２が接続している。
【００４１】
さらに、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣは、上記端子Ｄ、Ｖｄｄ、ＣＳ、ｏｕｔおよびＡにより囲まれた図中点線で示す範囲が後述するＩＣ１０によって構成されている。
【００４２】
本形態において、非絶縁形降圧チョッパ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、その一対の主端子（ドレイン、ソース）が第１の回路Ａに直列接続される。そして、第１の回路Ａが出力コンデンサＣ２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の充電回路を形成し、第２の回路ＢがインダクタＬ１およびフリーホイールダイオードＤ１が出力コンデンサＣ２を介してインダクタＬ１の放電回路を形成している。なお、本形態において、電流検出用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。
【００４３】
発光ダイオードＬＥＤは、その所望数が直列接続して出力コンデンサＣ２とともに並列接続して負荷回路ＬＣを形成し、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣの出力端ｔ１、ｔ２間に接続することで、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣの出力電流によって付勢されて点灯する。
【００４４】
制御部ＣＣは、スイッチング素子Ｑ１の駆動回路ＧＤおよびターンオフ回路ＴＯffを含み、インダクタＬ１に磁気結合した２次巻線Ｌ２から制御電源の供給を受けるとともに、２次巻線Ｌ２に誘起した電圧に基づいてスイッチング素子Ｑ１のオン、オフ信号を形成する。
【００４５】
駆動回路ＧＤは、増加電流が流れている期間中２次巻線Ｌ２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、２次巻線Ｌ２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。また、上記構成に加えてコンデンサＣ３が２次巻線Ｌ２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。さらに、制御部ＣＣ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。
【００４６】
ターンオフ回路ＴＯff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。コンパレータＣＰ１は、その反転入力端子に基準電圧回路が接続する。なお、基準電圧回路は、ツェナーダイオードＺＤ２含み、第２の制御回路電源ＥＳ２から電源の供給を受けて基準電圧を生成して基準電圧を生成する。コンパレータＣＰ１の非反転入力端子には、第１のスイッチング素子Ｑ１と電流検出用インピーダンス手段Ｚ１の接続点が接続されてコンパレータＣＰ１に入力電圧を印加する。コンパレータＣＰ１の出力端子は、後述するスイッチ素子Ｑ２のベースに接続して出力電圧を印加して、これをオンさせる。なお、スイッチ素子Ｑ２のベースには、抵抗器Ｒ１を介して第１の制御回路電源ＥＳ１に接続して、コンパレータＣＰ１に制御電源を供給する。
【００４７】
スイッチ素子Ｑ２は、バイポーラトランジスタからなり、そのコレクタがスイッチング素子Ｑ１の制御端子に接続し、エミッタが電流検出用インピーダンス素子Ｚ１およびインダクタ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、駆動回路ＧＤの出力端が短絡される。その結果、スイッチング素子Ｑ１がターンオフする。
【００４８】
第１の制御回路電源ＥＳ１は、２次巻線Ｌ２の両端にダイオードＤ２およびコンデンサＣ４の直列回路を接続して構成されており、インダクタＬ１が充電されるときに２次巻線Ｌ２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Ｃ４が充電される。
【００４９】
第２の制御回路電源ＥＳ２は、２次巻線タＬ２の両端にダイオードＤ３およびコンデンサＣ５の直列回路を接続して上記と同様に構成されている。
【００５０】
起動回路ＳＴは、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Ｒ２を備え、コンデンサＣ３、２次巻線Ｌ２、インダクタＬ１および出力コンデンサＣ２により構成され、直流電源ＤＣの投入時に主として抵抗器Ｒ２で決まるプラスの起動電圧がスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加されて非絶縁形降圧チョッパＳＤＣが起動する。
【００５１】
次に、回路動作について説明する。
【００５２】
直流電源ＤＣは、その平滑コンデンサＣ１の静電容量が例えば比較的低い値に設定されていて、入力電流波形の５次高調波比率が６０％以下となり、その結果入力電流波形の高調波が日本の負荷が２５Ｗ以下の高調波規格（JIS  C61000-3-2  Class  C）を満足する。
【００５３】
直流電源ＤＣが投入され、起動回路ＳＴにより非絶縁形降圧チョッパ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内を出力コンデンサＣ２または／および負荷回路ＬＣの発光ダイオードＬＥＤを経由して直線的に増加する増加電流が流れ出す。この増加電流により、２次巻線Ｌ２にはコンデンサＣ３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Ｃ３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電流が流れ続ける。これと同時に、増加電流により電流検出用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ＴＯffのコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力電圧として印加される。
【００５４】
上記増加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所定値を設定した基準電圧を超えると、コンパレータＣＰ１が動作して、その出力端子にプラスの出力電圧が発生する。その結果、ターンオフ回路ＴＯffのスイッチ素子Ｑ２がオンして駆動回路ＧＤの出力端を短絡するので、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ１がオフし、上記増加電流が遮断される。
【００５５】
スイッチング素子Ｑ１がオフすると、オン期間中に上記増加電流が流れることによってインダクタＬ１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およびフリーホイールダイオードＤ１を含む第２の回路Ｂの内部を出力コンデンサＣ２または／および負荷回路ＬＣの発光ダイオードＬＥＤを経由して減少電流が流れ出す。このときスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）がマイナス電位になっているので、スイッチング素子Ｑ１はオフ状態に維持され減少電流が流れ続ける。
【００５６】
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電流が０になると、インダクタＬ１にプラスの逆起電力が発生して、２次巻線Ｌ２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Ｃ３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、再び増加電流が流れ出す。
【００５７】
以後、上記と同様の回路動作が繰り返されて、増加電流および減少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の発光ダイオードＬＥＤは点灯する。
【００５８】
次に、図２を参照してＩＣ１０について説明する。ＩＣ１０は、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ１およびフリーホイールダイオードＤ１のパワー部と制御部ＣＣとを単一パッケージＰを備えたＩＣを構成している。そして、上記各回路部品がＩＣ１０の内部で図１に示す態様で接続しているとともに、接続ピンＤ、Ｅ、ｏｕｔ、ＣＳおよびＶｄｄが外部へ導出されている。
【００５９】
スイッチング素子Ｑ１およびフリーホイールダイオードＤ１は、高電圧チップにマウントされているが、制御部ＣＣは低電圧チップにマウントされている。なお、スイッチング素子Ｑ１およびフリーホイールダイオードＤ１は、単一の高電圧チップにマウントされていてもよいし、別異の高電圧チップにマウントしてもよい。
【００６０】
そうして、直流電源ＤＣ、電流検出用インピーダンス素子Ｚ１、インダクタＬ１および出力コンデンサＣ２をＩＣ１０の接続ピンＤ、Ｅ、ｏｕｔ、ＣＳおよびＶｄｄに図示のように接続することにより、非絶縁形降圧チョッパＳＤＣが構成される。
【００６１】
次に、図３および図４を参照して本発明のＬＥＤ点灯装置を実施するための第２の形態を説明する。なお、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本形態においては、インピーダンス素子Ｚ１が非絶縁形降圧チョッパＳＤＣの増加電流および減少電流がともに非平滑状態で流れる回路上の位置としてスイッチング素子Ｑ１およびフリーホイールダイオードＤ１の接続点とインダクタＬ１との間に直列に挿入されている。そして、スイッチング素子Ｑ１のオン、オフを制御が電流検出用インピーダンス素子Ｚ１に生じる電圧降下に応じて行われるように制御部ＣＣが構成されている。
【００６３】
また、ＩＣ１０の内部において、ドロッパ例えば直流電源ＤＣに接続した抵抗器Ｒ３、Ｒ４の直列回路からなる分圧器および抵抗器Ｒ４に並列接続したコンデンサＣ６を備え、コンデンサＣ６の両端から制御電源を得る制御電源作成部ＶｄＳが配設されていて、制御部ＣＣに制御電源を供給する。
【００６４】
制御部ＣＣは、スイッチング素子Ｑ１がオンして電流検出用インピーダンス素子Ｚ１に流れる増加電流が第１の所定値に達すると、スイッチング素子Ｑ１をオフさせ、そのオフ期間中に流れる減少電流が第１の所定値より小さい（例えば０）第２の所定値になると、スイッチング素子Ｑ１を再びオンさせ、以後スイッチング素子Ｑ１のオン、オフ制御を高周波で繰り返す。
【００６５】
以上説明した本形態において、制御電源がＩＣ１０の内部で作成されるため、ＩＣ１０は、接続ピンが４個である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…ＩＣ、Ａ…第１の回路、Ｂ…第２の回路、Ｃ１…平滑コンデンサ、Ｃ２…出力コンデンサ、ＣＣ…制御手段、ＣＰ１…コンパレータ、Ｄ１…フリーホイールダイオード、ＣＳ、Ｄ、Ｅ、ｏｕｔ、Ｖｄｄ…接続端子、Ｄ２、Ｄ３…ダイオード、ＤＣ…直流電源、ＤＢ…全波整流回路、ＤＧ…駆動回路、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、Ｌ２…２次巻線、ＬＥＤ…発光ダイオード、ＬＣ…負荷回路、ＰＭ…パワーモジュール、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…出力端子、ＴＯff…ターンオフ回路、Ｚ１…電流検出用インピーダンス手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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