(57)【要約】【課題】ＬＥＤに対して並列接続することにより、ＬＥＤの再点灯を防止することができるＬＥＤ点灯用補助回路を提供する。【解決手段】抵抗素子とスイッチ素子からなる擬似負荷回路を用い、このスイッチ素子がオンしたときに、電源装置の出力電流がこの擬似負荷回路を流れるようにする。擬似負荷回路のスイッチ素子は、電源装置の出力電流により充電される容量素子の両端子間の電圧が所定電圧に達したときに、オン状態からオフ状態に移行させる。この容量素子に蓄積された電荷は、電源装置の出力電圧の降下が検出されたときに放電させる。【選択図】図２
2014192345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置の出力端子間に接続される発光ダイオード点灯用補助回路であって、
抵抗素子とスイッチ素子からなり、当該スイッチ素子がオンしたときに前記電源装置の出力電流が流れる擬似負荷回路と、
前記電源装置の出力電流により充電される第１の容量素子と、
前記第１の容量素子の両端子間の電圧が所定電圧に達したときに前記スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行させる駆動回路と、
前記電源装置の出力電圧の降下を検出したときに前記第１の容量素子に蓄積された電荷を放電させる電圧降下検出回路と、
を備える発光ダイオード点灯用補助回路。
【請求項２】
前記放電回路は、前記電源装置の出力電圧を分圧する第１の分圧回路及び第２の分圧回路と、前記第１の分圧回路によって得られる分圧電圧と前記第２の分圧回路によって得られる分圧電圧とを比較する比較回路を備え、前記第１の分圧回路は、当該回路の分圧電圧を保持するための第２の容量素子を有する請求項１に記載の発光ダイオード点灯用補助回路。
【請求項３】
請求項１又は２項に記載の発光ダイオード点灯用補助回路と、当該発光ダイオード点灯用補助回路が接続される電源装置とからなる発光ダイオード点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＬＥＤが負荷として接続される電源装置の出力端子に接続されるＬＥＤ点灯用補助回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）が負荷として接続される電源装置では、特許文献１や特許文献２に開示されているように、定格電流より非常に小さい電流値の微小電流によりＬＥＤが発光してしまい、ＬＥＤを完全に消灯させることができないという問題が発生することがある。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１では、抵抗素子とスイッチ素子からなる直列回路をＬＥＤに対して並列に接続し、この直列回路のスイッチ素子をオンさせることにより、ＬＥＤを完全に消灯させている。特許文献２では、ＬＥＤに対してスイッチ素子を直列に接続し、このスイッチ素子をオフさせることにより、ＬＥＤを完全に消灯させている。
【０００４】
また、図５に示したように整流回路１１とＤＣＤＣコンバータ１３からなる電源装置１０では、整流回路１１の出力を平滑化するコンデンサ１２に蓄えられたエネルギーにより、一旦消灯したＬＥＤ２が再点灯する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２８５０５
【特許文献２】特開２０１２−２８５０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に示した電源装置１０の出力部に、特許文献１や特許文献２に開示されているような回路を設ければ、ＬＥＤ２の再点灯を防止することができる。しかしながら、これらの回路では、スイッチ素子や抵抗素子をＬＥＤ２と直列に接続する必要がある。従って、ＬＥＤ２を一旦外さなければ、これらの回路を接続することができない。
そこで、本発明は、負荷であるＬＥＤに対して並列接続することにより、ＬＥＤの再点灯を防止することができるＬＥＤ点灯用補助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】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路は、電源装置の出力端子間に接続される発光ダイオード点灯用補助回路であって、抵抗素子とスイッチ素子からなり、当該スイッチ素子がオンしたときに前記電源装置の出力電流が流れる擬似負荷回路と、前記電源装置の出力電流により充電される第１の容量素子と、前記第１の容量素子の両端子間の電圧が所定電圧に達したときに前記スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行させる駆動回路と、前記電源装置の出力電圧の降下を検出したときに前記第１の容量素子に蓄積された電荷を放電させる電圧降下検出回路と、を備える。
【０００８】
また、本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路おいて、前記放電回路は、前記電源装置の出力電圧を分圧する第１の分圧回路及び第２の分圧回路と、前記第１の分圧回路によって得られる分圧電圧と前記第２の分圧回路によって得られる分圧電圧とを比較する比較回路を備え、前記第１の分圧回路は、当該回路の分圧電圧を保持するための第２の容量素子を有する。
【０００９】
また、本発明に係る発光ダイオード点灯回路は、上記の発光ダイオード点灯用補助回路と、当該発光ダイオード点灯用補助回路が接続される電源装置とからなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路は、電源回路の出力端子に接続される発光ダイオードに対して並列に接続することができる。従って、電源回路の出力端子に接続されている発光ダイオードを取り外すことなく、本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路を電源装置に接続した状態を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路の一例を示した回路図である。
【図４】図３に示した発光ダイオード点灯用補助回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】負荷として発光ダイオードが接続された電源回路を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の発光ダイオード点灯用補助回路を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るＬＥＤ点灯用補助回路（発光ダイオード点灯用補助回路）を電源装置に接続した状態を示したブロック図である。電源装置１０は、入力に交流電源（商用電源）１が接続され、出力にＬＥＤ（発光ダイオード）２が接続される。電源装置１０は、交流電圧を全波整流する整流回路１１と直流電圧の電圧値を変換するＤＣＤＣコンバータ１３により構成されている。ＤＣＤＣコンバータ１３は、出力電流が一定の電流値に維持される定電流出力タイプであっても、出力電圧が一定の電圧値に維持される定電圧出力タイプであってもよい。以下の説明では、ＤＣＤＣコンバータ１３が定電流出力タイプである場合を想定して電源装置１０及びＬＥＤ点灯用補助回路２０の動作を説明する。
【００１４】
まず、負荷としてＬＥＤ２だけが接続されている場合の電源装置１０の動作を説明する。電源装置１０に供給されている交流電圧が遮断されると、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下していく。そして、出力電圧Ｖｏの降下は、ＬＥＤ２が消灯すると（ＬＥＤ２がオフすると）、一旦停止する。つまり、電源装置１０を構成するＤＣＤＣコンバータ１３の平滑用コンデンサ（出力端子間に接続されているコンデンサ）に蓄積されている電荷が完全に放電される前にＬＥＤ２が消灯する（ＬＥＤ２がオフする）。この後、整流回路１１の出力を平滑化するためのコンデンサ１２の両端子間の電圧を入力電圧としてＤＣＤＣコンバータ１３が動作すると、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇し、ＬＥＤ２が再点灯してしまう。
【００１５】
次に、電源装置１０の出力端子間にＬＥＤ点灯用補助回路２０を接続した場合の電源装置１０及びＬＥＤ点灯用補助回路２０の動作を説明する。ＬＥＤ点灯用補助回路２０は、ＬＥＤに対して並列に接続される。従って、ＬＥＤ２が電源装置１０の出力端子間に既に接続されていても、ＬＥＤ点灯用補助回路２０を後から簡単に接続することができる。
【００１６】
図２は、ＬＥＤ点灯用補助回路の構成を示したブロック図である。図２に示したように、ＬＥＤ点灯用補助回路２０は、電圧降下検出回路２１、駆動回路２２及び擬似負荷回路２３より構成されている。擬似負荷回路２３は、直列に接続された抵抗素子とスイッチ素子とで構成されている。このスイッチ素子がオンすることにより、擬似負荷回路２３に電流が流れる。このスイッチ素子は、駆動回路２２から与えられる駆動信号Ｓ２に基づいてオンオフする。
【００１７】
駆動回路２２は、電源装置１０の出力端子から供給される電流により充電されるコンデンサを備え、このコンデンサの両端子間の電圧に基づいて駆動信号Ｓ２を生成する。具体的には、このコンデンサの両端子間の電圧が所定電圧に達するまでは擬似負荷回路２３を構成するスイッチ素子をオンさせ、この電圧が所定電圧以上になったときにこのスイッチ素子をオフさせるような駆動信号Ｓ２を生成する。尚、このコンデンサに蓄積された電荷は、電圧降下検出回路２１から与えられる電圧降下検出信号Ｓ１に基づいて放電される。
【００１８】
電圧降下検出回路２１を、電源装置１０の出力端子から出力される出力電圧Ｖｏに基づいて電圧降下検出信号Ｓ１を生成する。具体的には、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下したときに、駆動回路２２が備えるコンデンサに蓄積されている電荷を放電させるような電圧降下検出信号Ｓ１を生成する。
【００１９】
電源装置１０が起動するとき、駆動回路２２が備えるコンデンサの両端子間の電圧が所定電圧に達するまでは、擬似負荷回路２３を構成するスイッチ素子がオン状態で維持されるため、電源装置１０の出力電流は擬似負荷回路２３を流れ、ＬＥＤ２には流れない。その後、このコンデンサの両端子間の電圧が所定電圧に達すると、擬似負荷回路２３を構成するスイッチ素子がオフするため、ＬＥＤ２に電源装置１０の出力電流が流れる。
【００２０】
電源装置１０の入力に供給されている交流電圧が遮断されると、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下していく。このとき、電圧降下検出回路２１は、この出力電圧Ｖｏの降下を検出し、電圧降下検出信号Ｓ１により駆動回路２２が備えるコンデンサに蓄積されている電荷を放電させる。この放電により、駆動回路２２が備えるコンデンサの両端子間の電圧が所定電圧より低くなるため、擬似負荷回路２３を構成するスイッチ素子がオンする。このスイッチ素子がオンすることにより、ＬＥＤ２が消灯し、電源装置１０の出力電流は擬似負荷回路２３を流れる。また、電源装置１０の出力電流が擬似負荷回路２３を流れるため、電源装置１０の出力電圧Ｖｏは、負荷としてＬＥＤ２だけが接続されている場合よりも低い電圧まで降下する。
【００２１】
この後、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下から上昇に移行した場合、駆動回路２２が備えるコンデンサの両端子間の電圧は上昇する。しかし、この電圧上昇では、コンデンサの両端子間の電圧が所定電圧に到達しない。従って、擬似負荷回路２３を構成するスイッチ素子がオンし続け、ＬＥＤ２が再点灯することはない。
【実施例１】
【００２２】
図３は、本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路の一例を示した回路図である。
【００２３】
電圧降下検出回路２１は、電源装置１０の出力電圧Ｖｏを分圧する２つの分圧回路を備えている。この電圧降下検出回路２１では、抵抗Ｒ１（抵抗値ｒ１）及び抵抗Ｒ２（抵抗値ｒ２）で構成された第１の分圧回路により得られた分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点の電圧（ｒ２×Ｖｏ／（ｒ１＋ｒ２）））と、抵抗Ｒ３（抵抗値ｒ３）及び抵抗Ｒ４（抵抗値ｒ４）で構成された第２の分圧回路により得られた分圧電圧（抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点の電圧（ｒ４×Ｖｏ／（ｒ３＋ｒ４）））をコンパレータＣＭＰ１で比較することにより、電圧降下検出信号Ｓ１を生成する。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値で決まる第１の分圧回路の分圧電圧（ｒ２×Ｖｏ／（ｒ１＋ｒ２））は、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の抵抗値で決まる第２の分圧回路の分圧電圧（ｒ４×Ｖｏ／（ｒ３＋ｒ４））より小さくなるようにそれぞれの抵抗値が設定されている。又、第１の分圧回路は、この回路で得られる分圧電圧を保持するためのコンデンサＣ１を備えている。このコンデンサＣ１は、抵抗Ｒ２と並列に接続されている。このコンデンサＣ１により分圧電圧が保持されるため、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下しているときだけ、一時的に第１の分圧回路の分圧電圧が第２の分圧回路の分圧電圧より高くなる。従って、電圧降下検出信号Ｓ１は、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下しているときだけ、低電圧（電源装置１０の低電位側の出力端子の電圧と等しい電圧）になる。
【００２４】
駆動回路２２では、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）Ｄ２のツェナー電圧（降伏電圧）を利用して生成した所定電圧とコンデンサＣ２の両端子間の電圧をコンパレータＣＭＰ２で比較することにより、駆動信号Ｓ２を生成する。この駆動信号Ｓ２は、コンデンサＣ２の両端子間の電圧が所定電圧より低いときは高電圧（低電圧より高い電圧）になり、コンデンサＣ２の両端子間の電圧が所定電圧より高いときは低電圧になる。尚、コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ５を介して流れる電流により充電される。又、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２の接続点は、ダイオードＤ１を介してコンパレータＣＭＰ１の出力端子に接続されている。このダイオードＤ１は、アノードが抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２の接続点に接続され、カソードがコンパレータＣＭＰ１の出力端子に接続されている。従って、コンパレータＣＭＰ１から出力される電圧降下検出信号Ｓ１が低電圧になったときに、コンデンサＣ２に蓄積されている電荷が放電される。
【００２５】
擬似負荷回路２３は、直列に接続された抵抗Ｒ７とスイッチ素子（ＦＥＴ（field effect transistor））Ｑ１とで構成されている。スイッチ素子Ｑ１の制御端子（ゲート）はコンパレータＣＭＰ２の出力端子に接続されている。このスイッチ素子Ｑ１は、コンパレータＣＭＰ２の出力端子から出力される駆動信号Ｓ２が高電圧のときにオンし、駆動信号Ｓ２が低電圧のときにオフする。つまり、スイッチ素子Ｑ１は、コンデンサＣ２の両端子間の電圧が所定電圧（ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）Ｄ２のツェナー電圧（降伏電圧））より低いときにはオンし、コンデンサＣ２の両端子間の電圧がこの所定電圧より高いときはオフする。
【００２６】
次に、図３に示した発光ダイオード点灯用補助回路の動作を、図４に示したタイミングチャートを参照して説明する。このタイミングチャートには、電源装置１０の出力電圧Ｖｏと、コンパレータＣＭＰ１から出力される電圧降下検出信号Ｓ１と、コンパレータＣＭＰ２から出力される駆動信号Ｓ２と、コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ入力される電圧ｖ１及び電圧ｖ２と、コンパレータＣＭＰ２の反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ入力される電圧ｖ３及び電圧ｖ４が示されている。尚、電圧ｖ２及び電圧ｖ４は、点線で示されている。また、電圧ｖ１は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による分圧電圧に対応し、電圧ｖ２は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４による分圧電圧に対応し、電圧ｖ３はコンデンサＣ２の両端子間の電圧に対応し、電圧ｖ４はツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧に対応する。
【００２７】
＜ｔ０からｔ１までの期間＞
ｔ０で、電源装置１０が起動し、第２の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４による分圧電圧）ｖ２が第１の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による分圧電圧）ｖ１より高くなる。従って、電圧降下検出信号Ｓ１は高電圧になる。また、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３は上昇を開始する。しかし、ｔ０からｔ１までの期間では、この電圧ｖ３が所定電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）ｖ４より低いため駆動信号Ｓ２は高電圧に維持される。
【００２８】
駆動信号Ｓ２が高電圧の期間は、スイッチ素子Ｑ１がオン状態に維持されるため、電源装置１０の出力電流は抵抗Ｒ７及びスイッチ素子Ｑ１を介して流れ、ＬＥＤ２には流れない。従って、駆動信号Ｓ２が高電圧の期間は、ＬＥＤ２は点灯しない。尚、電源装置１０は定電流出力タイプなので、電源装置１０の出力電圧Ｖｏは抵抗Ｒ７及びスイッチ素子Ｑ１における電圧降下で決まる電圧に維持される。
【００２９】
＜ｔ１からｔ２までの期間＞
ｔ１で、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３が所定電圧ｖ４に到達するので、駆動信号Ｓ２が高電圧から低電圧に移行する。その結果、スイッチ素子Ｑ１がオフして、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇する。また、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇するため、ＬＥＤ２が点灯する。尚、電圧降下検出信号Ｓ１が高電圧に維持されているため、コンデンサＣ２の充電は継続され、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３は上昇し続ける。
【００３０】
＜ｔ２からｔ３までの期間＞
ｔ２で、電源装置１０の入力に供給されている交流電圧が遮断され、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下する。この際、第２の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４による分圧電圧）ｖ２は、出力電圧Ｖｏの降下に追従して降下する。一方、第１の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による分圧電圧）ｖ１は、コンデンサ１によって保持されているため、出力電圧Ｖｏの降下に対する追従が遅れる。その結果、ｔ２からｔ３までの期間では、分圧電圧ｖ１が分圧電圧ｖ２より高くなり、電圧降下検出信号Ｓ１が高電圧から低電圧に移行する。更に、電圧降下検出信号Ｓ１が低電圧になるため、コンデンサ２に蓄積されていた電荷が放電され、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３が所定電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）ｖ４より低くなり、駆動信号Ｓ２が低電圧から高電圧に移行する。
【００３１】
スイッチ素子Ｑ１は、駆動信号Ｓ２が高電圧になることによりオンする。スイッチ素子Ｑ１がオンすると、電源装置１０の出力電流は抵抗Ｒ７及びスイッチ素子Ｑ１を介して流れる。スイッチ素子Ｑ１がオンしている間、電源装置１０の出力電圧Ｖｏは降下し続ける。そして、電源装置１０の出力電圧Ｖｏは、負荷としてＬＥＤ２だけが接続されている場合よりも低い電圧まで降下する。
【００３２】
＜ｔ３からｔ４までの期間＞
ｔ３で、整流回路１１の出力を平滑化するためのコンデンサ１２の両端子間の電圧を入力電圧としてＤＣＤＣコンバータ１３が動作を開始するため、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇する。そして、第２の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４による分圧電圧）ｖ２が第１の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による分圧電圧）ｖ１より高くなるため、電圧降下検出信号Ｓ１は高電圧になる。また、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３は上昇を開始する。この電圧ｖ３は、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇又は一定電圧に維持されている限り上昇をし続ける。しかし、この電圧ｖ３が所定電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）ｖ４に到達するために必要な期間Ｔ１より、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが上昇又は一定電圧に維持されている期間Ｔ２が短いため、駆動信号Ｓ２は高電圧のままで変化しない。つまり、ｔ３からｔ４までの期間内において、駆動信号Ｓ２は高電圧から低電圧に移行しない。尚、駆動信号Ｓ２が高電圧のままなので、電源装置１０の出力電流は抵抗Ｒ７及びスイッチ素子Ｑ１を介して流れ、ＬＥＤ２には流れない。
【００３３】
＜ｔ４からｔ５までの期間＞
ｔ４で、整流回路１１の出力を平滑化するためのコンデンサ１２の両端子間の電圧を入力電圧として動作していたＤＣＤＣコンバータ１３が動作を停止するため、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下する。この際、ｔ２からｔ３までの期間と同様に、第１の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による分圧電圧）ｖ１が、第２の分圧回路の分圧電圧（抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４による分圧電圧）ｖ２より高くなり、電圧降下検出信号Ｓ１が高電圧から低電圧に移行する。更に、電圧降下検出信号Ｓ１が低電圧になるため、コンデンサ２に蓄積されていた電荷が放電される。従って、コンデンサＣ２の両端子間の電圧ｖ３は、所定電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）ｖ４に到達することなく降下する。尚、スイッチ素子Ｑ１がオンしたままなので、電源装置１０の出力電流は抵抗Ｒ７及びスイッチ素子Ｑ１を介して流れ続ける。また、スイッチ素子Ｑ１がオンしている間、電源装置１０の出力電圧Ｖｏは降下し続ける。
【００３４】
＜ｔ４からｔ５までの期間＞
ｔ３からｔ４までの期間と同様の動作が繰り返される。
【００３５】
以上に説明したように、本発明に係る発光ダイオード点灯用補助回路は、擬似負荷回路２３、駆動回路２２及び電圧降下検出回路２１により構成される。この発光ダイオード点灯用補助回路を構成する擬似負荷回路２３、駆動回路２２及び電圧降下検出回路２１については、種々の構成が考えられる。つまり、擬似負荷回路２３は、駆動回路２２から与えられる駆動信号Ｓ２に基づいて一時的に電源装置１０の出力電流が流れる回路であればよく、上述の回路には限定されない。駆動回路２２は、コンデンサの充電電圧に基づいて、所望の期間が経過したことを検出し、所望の駆動信号Ｓ２を生成する回路であれば、上述の回路には限定されない。電圧降下検出回路２１は、電源装置１０の出力電圧Ｖｏが降下したときに、駆動回路２２が備えるコンデンサに蓄積されている電荷を放電させるような電圧降下検出信号Ｓ１を生成する回路であれば、上述の回路には限定されない。
【符号の説明】
【００３６】
１  交流電源（商用電源）
２  ＬＥＤ
１０  電源装置
１１  整流回路
１２  コンデンサ
１３  ＤＣＤＣコンバータ
２０  ＬＥＤ点灯用補助回路（発光ダイオード点灯用補助回路）
２１  電圧降下検出回路
２２  駆動回路
２３  擬似負荷回路
【図２】
2014192345.tif 000003
【図１】
2014192345.tif 000004
【図３】
2014192345.tif 000005
【図４】
2014192345.tif 000006
【図５】
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