(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンデンサ並びに前記第１のコンデンサの両端にそれぞれ接続された第１及び第２のインダクタからなる直列回路と、
前記第１のインダクタと前記第１のコンデンサの接続点に一端が接続されたスイッチング素子と、
前記第１のコンデンサと前記第２のインダクタの接続点にアノードが接続された整流素子と、
前記スイッチング素子の他端と前記整流素子のカソードとの間に接続された第２のコンデンサとを備え、
前記第１のインダクタの他端と前記スイッチング素子の他端との間には、前記第１のインダクタの他端側が正極側となるように直流電源が接続され、
前記第２のインダクタの他端と前記整流素子のカソードとの間には負荷が接続され、
前記第２のコンデンサと並列に第１の抵抗が接続されたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第２のコンデンサの静電容量が前記第１のコンデンサの静電容量よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、前記第２のコンデンサと前記整流素子の接続点の電位が第１の基準値よりも高くなると、前記スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路と、
前記第２のコンデンサ及び前記整流素子の接続点と前記負荷との間に接続された第２の抵抗に印加される電位に基づいて出力電流を検出する出力電流検出回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力電流検出回路の出力が所定値となるように前記スイッチング素子のオン／オフ動作を制御し、前記出力電流検出回路の出力が第２の基準値よりも低い状態が所定時間継続すると、前記スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路と、
前記第２のコンデンサ及び前記整流素子の接続点と前記負荷との間に接続された第２の抵抗の両端間に発生する電位に基づいて出力電流を検出する出力電流検出回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力電流検出回路の出力が所定値となるように前記スイッチング素子のオン／オフ動作を制御し、前記第２のコンデンサと前記整流素子の接続点の電位が前記第１の基準値よりも高い状態が所定時間継続すると、前記スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させることを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項６】
前記負荷が半導体発光素子で構成された光源負荷であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の電源装置が搭載されていることを特徴とする灯具。
【請求項８】
請求項７記載の灯具が搭載されていることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及びそれを用いた灯具並びに車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に用いられる電源装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。この電源装置は、トランスとスイッチング素子を具備し入力された直流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路と、フィードバックされたＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧に応じてスイッチング素子のオン／オフ動作を制御するＰＷＭ信号を出力する出力調整部と、ＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧の異常を検出する出力異常状態判定手段とを備える。
【０００３】
このような車両用の電源装置において、例えば配線の噛み込みや劣化による短絡あるいは誤配線などによって、電源装置の出力線が直流電源（バッテリー）のグランド（負極側）に接触したり（地絡という）、正極側に接触（天絡という）した場合には電源装置が故障する虞があるが、特許文献１に示した電源装置によれば、これらのアクシデントが発生した場合には、出力異常状態判定手段により出力電圧の異常が検出されるため、異常検出時にはスイッチング素子のスイッチング動作を停止させることで回路保護を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８４７２１号公報（段落［００２４］−段落［００４４］、及び、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に示した電源装置では、地絡や天絡が生じた場合にはスイッチング素子のスイッチング動作を停止させることで回路保護が行えるものの、変換回路部分にトランスを用いていることから高価な電源装置になっていた。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コストを抑えつつ、安全性を高めた電源装置及びそれを用いた灯具並びに車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電源装置は、第１のコンデンサ並びに第１のコンデンサの両端にそれぞれ接続された第１及び第２のインダクタからなる直列回路と、第１のインダクタと第１のコンデンサの接続点に一端が接続されたスイッチング素子と、第１のコンデンサと第２のインダクタの接続点にアノードが接続された整流素子と、スイッチング素子の他端と整流素子のカソードとの間に接続された第２のコンデンサとを備え、第１のインダクタの他端とスイッチング素子の他端との間には、第１のインダクタの他端側が正極側となるように直流電源が接続され、第２のインダクタの他端と整流素子のカソードとの間には負荷が接続され、第２のコンデンサと並列に第１の抵抗が接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、この電源装置において、第２のコンデンサの静電容量が第１のコンデンサの静電容量よりも大きいのも好ましい。
【００１０】
さらに、この電源装置において、スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路を備え、制御回路は、第２のコンデンサと整流素子の接続点の電位が第１の基準値よりも高くなると、スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させるのも好ましい。
【００１１】
また、この電源装置において、スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路と、第２のコンデンサ及び整流素子の接続点と負荷との間に接続された第２の抵抗に印加される電位に基づいて出力電流を検出する出力電流検出回路とを備え、制御回路は、出力電流検出回路の出力が所定値となるようにスイッチング素子のオン／オフ動作を制御し、出力電流検出回路の出力が第２の基準値よりも低い状態が所定時間継続すると、スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させるのも好ましい。
【００１２】
さらに、この電源装置において、スイッチング素子のオン／オフ動作を制御する制御回路と、第２のコンデンサ及び整流素子の接続点と負荷との間に接続された第２の抵抗の両端間に発生する電位に基づいて出力電流を検出する出力電流検出回路とを備え、制御回路は、出力電流検出回路の出力が所定値となるようにスイッチング素子のオン／オフ動作を制御し、第２のコンデンサと整流素子の接続点の電位が第１の基準値よりも高い状態が所定時間継続すると、スイッチング素子のオン／オフ動作を停止させるのも好ましい。
【００１３】
また、この電源装置において、負荷が半導体発光素子で構成された光源負荷であるのも好ましい。
【００１４】
本発明の灯具は、上記の電源装置が搭載されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両は、上記の灯具が搭載されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
コストを抑えつつ、安全性を高めた電源装置及びそれを用いた灯具並びに車両を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は実施形態１の基本構成を示す概略回路図、（ｂ）は同上を適用した概略回路図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｇ）は同上の動作を説明する波形図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は地絡が発生したときの同上の動作を説明する波形図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は地絡が発生したときの同上の動作を説明する別の波形図である。
【図６】実施形態２の電源装置を示す概略回路図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は同上の動作を説明する波形図である。
【図８】実施形態３の電源装置を示す概略回路図である。
【図９】実施形態４の電源装置を示す概略回路図である。
【図１０】実施形態５の灯具の断面図である。
【図１１】実施形態６の車両の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、電源装置、灯具及び車両の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（実施形態１）
図１（ａ）は実施形態１の電源装置の基本構成を示す概略構成図であり、図１（ｂ）はこの基本構成を適用した概略回路図である。
【００２０】
この電源装置２は、第１のコンデンサＣ１並びに第１のコンデンサＣ１の両端にそれぞれ接続された第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２からなる直列回路と、第１のインダクタＬ１と第１のコンデンサＣ１の接続点に一端が接続されたスイッチング素子Ｓ１とを備える。また、電源装置２は、第１のコンデンサＣ１と第２のインダクタＬ１の接続点にアノードが接続されたダイオード（整流素子）Ｄ１と、スイッチング素子Ｓ１の他端とダイオードＤ１のカソードとの間に接続された第２のコンデンサＣ２とを備える。さらに、電源装置２は、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を制御する制御回路２０を備える。なお本実施形態では、スイッチング素子Ｓ１として、例えば電圧駆動型のＭＯＳ−ＦＥＴを用いているが、スイッチング素子Ｓ１はＭＯＳ−ＦＥＴに限定されるものではなく他のものでもよい。また整流素子についてもダイオードＤ１に限定されるものではなく、他のものでもよい。
【００２１】
第１のインダクタＬ１の他端（第１のコンデンサＣ１との接続側と反対側）には入力端子Ｔ１が接続され、この入力端子Ｔ１には直流電源（例えば１２Ｖのバッテリなど）１の正極側（プラス側）が接続されている。スイッチング素子Ｓ１の他端（第２のコンデンサＣ２との接続側）には入力端子Ｔ２が接続され、この入力端子Ｔ２には直流電源１の負極側（マイナス側）が接続されている。
【００２２】
第２のインダクタＬ２の他端（第１のコンデンサＣ１との接続側と反対側）には出力端子Ｔ３が接続され、この出力端子Ｔ３には負荷３の一端が接続されている。ダイオードＤ１のカソードには出力端子Ｔ４が接続され、この出力端子Ｔ４には負荷３の他端が接続されている。なお図１（ｂ）に示す例では、電源装置２の出力端間に平滑用の第３のコンデンサＣ３が接続されている。
【００２３】
制御回路２０は、例えば回路部品小型化の観点から周波数が数１００ｋＨｚの駆動信号をスイッチング素子Ｓ１に対して出力し、スイッチング素子Ｓ１を高周波でオン／オフさせる。具体的には、周波数固定のＰＷＭ制御（スイッチング素子Ｓ１のオンデューティを可変）によりスイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を制御する。さらに説明すると、図示は省略しているが、電源装置２への入力電流や入力電圧を検出し、これらの値が所定値となるようにスイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を制御したり、また電源装置２からの出力電流や出力電圧を検出し、これらの値が所定値となるようにスイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を制御することで所望の出力が得られる。なお、制御回路２０については従来周知の構成を採用しており、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２４】
図２（ａ）（ｂ）は電源装置２の動作を説明する説明図であり、図２（ａ）はスイッチング素子Ｓ１がオンのときを示し、図２（ｂ）はスイッチング素子Ｓ１がオフのときを示している。なお図２（ａ）（ｂ）中の＋記号は、第１〜第３のコンデンサＣ１〜Ｃ３に発生する電圧の極性を示している。また図２（ａ）（ｂ）中のＶｉｎは電源装置２への入力電圧、Ｖｏｕｔは電源装置２からの出力電圧をそれぞれ示し、Ｉ１は第１のインダクタＬ１に流れる電流、Ｉ２は第２のインダクタＬ２に流れる電流をそれぞれ示している。また図３（ａ）〜（ｇ）は電源装置２の動作を説明する波形図であり、以下、電源装置２の動作について図２（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。
【００２５】
時刻ｔ０のときに、制御回路２０がスイッチング素子Ｓ１をオンにすると、第１のインダクタＬ１に流れる電流Ｉ１は時間の経過とともに上昇し、第１のインダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。またこのとき、時刻ｔ０より前のオフ期間において第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積されたエネルギーがスイッチング素子Ｓ１を介して負荷３に供給される。さらにこのとき、第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ２が時間の経過とともに上昇し、第２のインダクタＬ２にエネルギーが蓄積され、これにより第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂ及び第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは低下する。
【００２６】
また時刻ｔ１のときに、制御回路２０がスイッチング素子Ｓ１をオフにすると、第１のインダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を介して第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積される。その結果、第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂ及び第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃが上昇し、電流Ｉ１は時間の経過とともに減少する。またこのとき、第２のインダクタＬ２に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を介して負荷３に供給され、時間の経過とともに電流Ｉ２が減少する。そして時刻ｔ２以降においても、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を同様に繰り返すことで、同様の動作を経て負荷３に電力が供給される。
【００２７】
ここで、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が同じ場合には、エネルギーの観点から第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２に発生する電圧は同じであり、図３（ａ）〜（ｇ）はそのときの波形を示したものである。つまり、第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂと、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは同様の波形となる（図３（ｅ）及び図３（ｆ）参照）。また本実施形態の回路では、その構成及び動作から最終的な出力電圧Ｖｏｕｔは負になり（図３（ｇ）参照）、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖａ−Ｖｂ，Ｖｃを加えた値は、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの絶対値とを加えた値と略同じになる。
【００２８】
なお上記の説明では、電源装置２の基本動作を分かり易く説明するために、第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２に流れる電流Ｉ１，Ｉ２がゼロになることなく連続して流れるモード（電流連続モード）を例に説明した。また出力電圧Ｖｏｕｔについても、第３のコンデンサＣ３により完全に平滑された値として示した。しかしながら、実際には第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２や第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２の定数やスイッチング素子Ｓ１の駆動周波数、或いは負荷３のインピーダンスなどによって、電流Ｉ１，Ｉ２の脈動が増えたり、よりフラットになったりするが、基本的な動作は上述の通りである。
【００２９】
次に、電源装置２の出力端子Ｔ３又はＴ４に地絡又は天絡が生じた場合の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００３０】
図４は出力端子Ｔ４に地絡が生じた場合の動作波形図である。この場合、地絡によって出力端子Ｔ４の電位が直流電源１のグランド（負極）に固定されるため、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは結果的にゼロとなる一方（図４（ｃ）参照）、第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂはその分上昇する（図４（ｂ）参照）。
【００３１】
また図５は出力端子Ｔ３に地絡が生じた場合の動作波形図である。この場合、地絡によって出力端子Ｔ３の電位が直流電源１のグランド（負極）に固定されるため、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは結果的に出力電圧Ｖｏｕｔにより決まる電位となり、第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂはその影響により入力電圧Ｖｉｎと同等の電圧となる。
【００３２】
さらに、出力端子Ｔ４に天絡が生じた場合については図示を省略しているが、同様に天絡によって出力端子Ｔ４の電位が直流電源１の正電位に固定される。また、出力端子Ｔ３に天絡が生じた場合についても図示を省略しているが、同様に天絡によって出力端子Ｔ３の電位が直流電源１の正電位に固定される。
【００３３】
ここにおいて、上述の何れの場合においても、必要があればスイッチング素子Ｓ１のオン／オフ動作を制御することにより、継続して負荷３に電力を供給することができる。
【００３４】
而して本実施形態によれば、第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２と第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２とで入力側と出力側とを直流的に遮断する回路を構成しており、従来例のようにトランスを用いなくてもいいので、その分コストを抑えることができる。また本実施形態では、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２により入力側と出力側を直流的に遮断しているので、例えば出力側で地絡や天絡が生じても入力側に影響を与えることなく、安全性を高めた電源装置２を提供することができる。さらに本実施形態では、入力側の第１のインダクタＬ１と出力側の第２のインダクタＬ２とが直列に接続されているため、入力側及び出力側の電流、電圧リップルを低く抑えることができる。また本実施形態によれば、直流電源１の電圧を負荷３に適した電圧に昇圧又は降圧することができる。
【００３５】
なお本実施形態では、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が同じ場合を例に説明したが、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量を異ならせることによって、エネルギーの観点から第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２に生じる電圧の分担を変化させることが可能である。例えば、出力端子Ｔ４に発生する電位をできる限りグランドレベルに近づけたい場合には、第２のコンデンサＣ２の静電容量を第１のコンデンサＣ１の静電容量よりも大きくすることで可能になる。つまり、第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２の容量比に応じて第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃを低く設定することが可能になる。また、第１及び第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量を異ならせることは、出力電圧の範囲を所定の範囲に設定したい場合などに有効である。さらに、制御回路２０によるスイッチング素子Ｓ１の制御方法についてはＰＷＭ制御に限定されるものではなく、他の方法（例えば周波数制御など）を用いてもよい。
【００３６】
（実施形態２）
電源装置２の実施形態２を図６及び図７に基づいて説明する。
【００３７】
図６は本実施形態の電源装置２の概略回路図であり、この電源装置２は、第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２と第１のコンデンサＣ１とで構成された直列回路と、スイッチング素子Ｓ１と、ダイオード（整流素子）Ｄ１と、第２のコンデンサＣ２と、第３のコンデンサＣ３と、第２のコンデンサＣ２に並列に接続された第１の抵抗Ｒ１とを備える。第２のコンデンサＣ２と並列に第１の抵抗Ｒ１を接続することで、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃを、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値に応じた値に設定することができる。
【００３８】
図７は、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を比較的小さく設定した場合（例えば１００Ω以下）の動作波形図である。この場合、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは略ゼロとなり（図７（ｃ）参照）、第１のコンデンサＣ１の電圧Ｖａ−Ｖｂは、上述の実施形態１で述べたようにその分上昇する（図７（ｂ）参照）。このように、出力端子Ｔ４の電位を意図的にグランドレベルまで低下させたい場合には、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を比較的低く設定することで可能になる。また、検出したい異常状態（例えば地絡や天絡など）に応じて第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を適宜選択することで、上記異常状態を検出することも可能である。
【００３９】
逆に、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を比較的大きく設定した場合（例えば１ｋΩ）には、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃは数Ｖ程度を中心として脈動する電圧となる。
【００４０】
なお本実施形態において、第２のコンデンサＣ２の静電容量を第１のコンデンサＣ１の静電容量よりも大きくすることで、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃのリップルを低減することができ、上記リップルも含めてゼロに近い電圧を得たい場合に有効である。
【００４１】
（実施形態３）
電源装置２の実施形態３を図８に基づいて説明する。
【００４２】
図８は本実施形態の電源装置２の概略回路図であり、この電源装置２は、第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２と第１のコンデンサＣ１とで構成された直列回路と、スイッチング素子Ｓ１と、ダイオード（整流素子）Ｄ１と、第２のコンデンサＣ２とを備える。また電源装置２は、平滑用の第３及び第４のコンデンサＣ３，Ｃ４と、第２のコンデンサＣ２に並列に接続された第１の抵抗Ｒ１と、第２のコンデンサＣ２と出力端子Ｔ４との間に接続された第２の抵抗Ｒ２と、制御回路２０とを備える。ここに本実施形態では、負荷３は光源負荷であり、電源装置２は光源負荷３に点灯電力を供給する点灯装置である。
【００４３】
光源負荷３は、例えば直列接続された複数（図８では２個）のＬＥＤモジュール３０，３１で構成され、各ＬＥＤモジュール３０，３１は、それぞれ直列接続された４個のＬＥＤチップ（半導体発光素子）で構成されている。
【００４４】
以下、制御回路２０の構成について詳述する。制御回路２０は、オペアンプ２０ａ、コンデンサＣ１３及び抵抗Ｒ１３，Ｒ１４で構成された第１の反転増幅回路と、オペアンプ２０ｂ、コンデンサＣ１２及び抵抗Ｒ１２で構成された第１の誤差演算回路とを備える。また制御回路２０は、第１の誤差演算回路の出力をオスシレータ（高周波発振回路）２０ｋの高周波基準発振信号と比較することで、第１の反転増幅回路からの出力値が基準電圧Ｖｒｅｆ２と等しくなるようにスイッチング素子Ｓ１の駆動信号のデューティを決定するコンパレータ２０ｅを備える。第１の反転増幅回路のオペアンプ２０ａの反転入力には、電源装置２の出力電流を検出するために設けられた第２の抵抗Ｒ２が接続されており、上記出力電流が所定の定電流となるようにフィードバック制御を実現している。
【００４５】
次に、本実施形態の制御回路２０の第１の特徴部分について説明する。制御回路２０は、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃが抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ１１からなるＲＣフィルタを経て反転入力に入力されるコンパレータ２０ｄを備え、上記電圧Ｖｃを基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較することで、出力端子Ｔ３，Ｔ４に発生した地絡や天絡などの異常を検出することができる。そして地絡や天絡が検出されると、コンパレータ２０ｄの出力がＨｉからＬｏに変化し、その結果、ＡＮＤ回路２０ｑの出力がＬｏになり、このＬｏ信号によりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。ここに本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ１が第１の基準値である。なお、コンパレータ２０ｄの反転入力とグランドとの間に挿入されたツェナーダイオードＺ１１は、異常の発生するモードによってはコンパレータ２０ｄの反転入力に印加される電圧が過大になる場合もあるため、コンパレータ２０ｄを保護するために設けられたものである。
【００４６】
ここで、出力端子Ｔ３，Ｔ４に地絡又は天絡が生じた場合の動作について説明する。まず、出力端子Ｔ３に地絡が生じた場合には、出力端子Ｔ３の電位が直流電源１のグランド（負極）に固定されるため、第３のコンデンサＣ３の両端間電圧Ｖｃ（第２のコンデンサＣ２の電圧）は大きく上昇する。地絡、天絡時の電圧Ｖｃはコンパレータ２０ｄの基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいため、コンパレータ２０ｄからはＬｏ信号が出力され、このＬｏ信号によりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。また出力端子Ｔ３に天絡が生じた場合には、出力端子Ｔ３の電位が直流電源１の正電位に固定され、それに加えて第３のコンデンサＣ３の両端間電圧Ｖｃの電位が上昇するため、上述と同様にコンパレータ２０ｄからはＬｏ信号が出力され、このＬｏ信号によりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。
【００４７】
さらに出力端子Ｔ４に天絡が生じた場合には、出力端子Ｔ４の電位が直流電源１の正電位に固定され、それに伴って第３のコンデンサＣ３の両端間電圧Ｖｃの電位も大きく上昇するため、上述と同様にコンパレータ２０ｄからはＬｏ信号が出力され、このＬｏ信号によりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。また出力端子Ｔ４に地絡が生じた場合には、実質的に第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とが並列に接続された構成となり、第３のコンデンサＣ３に発生した電圧によって、第１及び第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列回路を介して光源負荷３に地絡電流が流れる。これにより、第２のコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２の接続点ｃには第１及び第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗と流れる電流に応じた電圧が発生する。この場合、第１及び第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各抵抗値と基準電圧Ｖｒｅｆ１の値を適切に設定することで、上述と同様に異常（地絡）を検出することができる。
【００４８】
次に、本実施形態の制御回路２０の第２の特徴部分について説明する。制御回路２０は、第１の反転増幅回路の出力が反転入力に入力されるコンパレータ２０ｆと、タイマ２０ｍとを備え、コンパレータ２０ｆからは基準電圧Ｖｒｅｆ３との比較結果に応じた信号が出力される。例えば、第１の反転増幅回路の出力電圧（つまり電源装置２の出力電流に対応する値）が基準電圧Ｖｒｅｆ３よりも低い場合にはコンパレータ２０ｆはＨｉ信号をタイマ２０ｍに出力する。タイマ２０ｍでは、コンパレータ２０ｆからの入力信号が所定時間（例えば１００ｍｓ）継続してＨｉであった場合には出力信号をＬｏからＨｉに変化させる。
【００４９】
タイマ２０ｍの出力信号はＮＯＲ回路２０ｒに入力され、このＮＯＲ回路２０ｒへの入力信号がＨｉである場合には、ＮＯＲ回路２０ｒからはＬｏ信号が出力され、このＬｏ信号によりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。ここに本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ３が第２の基準値である。なおタイマ２０ｍのラッチ状態は、例えば電源装置２への電源入力を一旦オフにすることでキャンセルされる（電源リセット）。
【００５０】
ここで、出力端子Ｔ３，Ｔ４に地絡や天絡が生じた場合には、第２の抵抗Ｒ２と出力端子Ｔ４の接続点ｄの電圧Ｖｄはゼロ又はゼロより高い値（通常時は負の電位となる）になるため、出力電流の検出値はゼロとなる。その結果、コンパレータ２０ｆからはＨｉ信号が出力されるため、このＨｉ信号が所定時間継続して出力された場合にはスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。ここにおいて、タイマ２０ｍはノイズの影響を防止するために設けたものであり、タイマ２０ｍの設定時間は想定されるノイズに応じて適宜設定される。
【００５１】
続けて、制御回路２０を構成する別の回路について説明する。制御回路２０は、オペアンプ２０ｃ、コンデンサＣ１４及び抵抗Ｒ１６，Ｒ１７で構成された第２の反転増幅回路と、第２の反転増幅回路の出力が反転入力に入力されるコンパレータ２０ｇ，２０ｊと、第２の反転増幅回路の出力が非反転入力に入力されるコンパレータ２０ｈと、タイマ２０ｎ，２０ｐとを備える。第２の反転増幅回路のオペアンプ２０ｃの反転入力には出力端子Ｔ３の電位（通常は負の電位）が入力され、反転増幅して各コンパレータ２０ｇ，２０ｈ，２０ｊに出力する。
【００５２】
コンパレータ２０ｊでは、第２の反転増幅回路からの出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ６と比較し、その比較結果に応じた信号をＡＮＤ回路２０ｑに出力する。このコンパレータ２０ｊは、例えば電源装置（点灯装置）２の出力部分に光源負荷３が接続されていない無負荷、開放状態では、出力電圧が異常に高くなることから、この異常電圧により回路が破壊されないように設けられたものである。つまり、上記の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ６よりも大きくなった場合には、コンパレータ２０ｊがＡＮＤ回路２０ｑにＬｏ信号を出力してスイッチング素子Ｓ１をオフにし、スイッチング動作を停止させる。なお、この回路は光源負荷３自体がオープン故障した場合にも有効である。
【００５３】
またコンパレータ２０ｈでは、第２の反転増幅回路からの出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ５と比較し、その比較結果に応じた信号をタイマ２０ｐに出力する。タイマ２０ｐでは、コンパレータ２０ｈからの信号が所定時間（例えば１００ｍｓ）継続してＨｉであった場合には、出力をＬｏからＨｉにしてＮＯＲ回路２０ｒに出力する。このとき、ＮＯＲ回路２０ｒからはＬｏ信号が出力されるため、スイッチング素子Ｓ１はオフになる。つまり、出力開放などにより出力電圧が高い状態が継続して発生した場合には、本回路によってスイッチング素子Ｓ１を完全に停止させることができる。
【００５４】
さらにコンパレータ２０ｇでは、第２の反転増幅回路からの出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ４と比較し、その比較結果に応じた信号をタイマ２０ｎに出力する。この回路では上記の出力電圧は反転入力に入力されているため、上記の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ４を下回ることでコンパレータ２０ｇからはＨｉ信号が出力される。タイマ２０ｎでは、コンパレータ２０ｇからの信号が所定時間（例えば１００ｍｓ）継続してＨｉであった場合には、出力をＬｏからＨｉにしてＮＯＲ回路２０ｒに出力する。以下同様にして、スイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。つまり、出力端子Ｔ３，Ｔ４間が短絡したり、光源負荷３が短絡した場合には出力電圧が低下した状態になるため、この出力電圧を検出することでスイッチング素子Ｓ１を完全に停止させることができる。
【００５５】
而して本実施形態によれば、天絡や地絡が生じて第２のコンデンサＣ２とダイオードＤ１の接続点ｃの電位、つまり第２のコンデンサＣ２の電圧ＶｃがＶｒｅｆ１（第１の基準値）よりも大きくなった場合には、制御回路２０によりスイッチング素子Ｓ１をオフにしてスイッチング動作を停止させるので、安全性を確保した電源装置２を提供することができる。また、本実施形態の電源装置２を用いることでコストを抑えた点灯装置を提供することができる。さらに、天絡や地絡が生じた場合には出力電流がＶｒｅｆ３（第２の基準値）よりも低くなり、この状態が所定時間継続すると制御回路２０によりスイッチング素子Ｓ１をオフにしてスイッチング動作を停止させるので、安全性を確保した電源装置２を提供することができる。
【００５６】
（実施形態４）
電源装置２の実施形態４を図９に基づいて説明する。
【００５７】
図９は本実施形態の電源装置２の概略回路図であり、上述の実施形態３と同様に光源負荷３に点灯電力を供給する点灯装置に本発明を適用した一例である。以下、実施形態３との相違点に着目し、制御回路２０の構成について詳述する。なお、実施形態３と同様の構成については説明を省略する。
【００５８】
制御回路２０は、オペアンプ２０ａ、コンデンサＣ１３及び抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１９で構成された第１の差動増幅回路と、オペアンプ２０ｂ、コンデンサＣ１２及び抵抗Ｒ１２で構成された第１の誤差演算回路とを備える。また制御回路２０は、第１の誤差演算回路の出力をオスシレータ（高周波発振回路）２０ｋの高周波基準発振信号と比較することで、第１の差動増幅回路からの出力が基準電圧Ｖｒｅｆ２と等しくなるようにスイッチング素子Ｓ１の駆動信号のデューティを決定するコンパレータ２０ｅを備える。第１の差動増幅回路のオペアンプ２０ａの入力には、電源装置２の出力電流を検出するために設けられた第２の抵抗Ｒ２の両端が接続されており、上記出力電流が所定の定電流となるようにフィードバック制御を実現している。
【００５９】
さらに制御回路２０は、第２のコンデンサＣ２の電圧Ｖｃが抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ１１からなるＲＣフィルタを経て反転入力に入力されるコンパレータ２０ｄを備え、上記電圧Ｖｃを基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較することで、出力端子Ｔ３，Ｔ４に発生した地絡や天絡などの異常を検出することができる。そして地絡や天絡が検出されると、コンパレータ２０ｄの出力がＨｉからＬｏに変化し、その結果、ＡＮＤ回路２０ｔの出力がＬｏ、それによりＡＮＤ回路２０ｑの出力がＬｏとなり、これによりスイッチング素子Ｓ１がオフにされてスイッチング動作が停止する。ここに本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆ１が第１の基準値である。
【００６０】
ここで本実施形態では、コンパレータ２０ｄの出力部分に状態検出回路２０ｓが設けられており、状態検出回路２０ｓの出力はＡＮＤ回路２０ｔの入力に接続されている。状態検出回路２０ｓは、入力がＬｏとなる状態が所定時間（例えば１ｍｓ）継続して発生した場合に出力をＨｉからＬｏに変化させる。具体的には、入力が所定時間連続してＬｏであった場合（所定時間Ｌｏを維持）や、或いは入力がＨｉからＬｏになる状態が所定時間繰り返し発生した場合（所定時間Ｈｉ／Ｌｏ繰り返し）に出力をＨｉからＬｏに変化させ、その状態が維持（ラッチ）される。
【００６１】
本実施形態では、出力に天絡や地絡の異常が発生した場合には上記構成によって、より速やかに異常を検出し、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作を停止することができる。また出力電流の検出に差動増幅回路を用いており、出力に異常が発生した場合でも電流検出抵抗Ｒ２に流れる電流の値を検出し、この検出値が基準電圧Ｖｒｅｆ２となるようにフィードバック制御によるスイッチング動作を行っているため、出力異常発生時において光源負荷３などへの過大な電流が発生するのを抑制することができる。さらに、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び基準電圧Ｖｒｅｆ１の値を選択することで、出力端子Ｔ４が地絡した場合においても、地絡の影響を殆ど受けることなく出力電流を定電流に制御して動作を継続できるため、出力地絡時においても光源負荷３への出力供給を維持でき、可能な限り点灯状態を維持できる点灯装置を提供することができる。具体的には、抵抗Ｒ２の値を抵抗Ｒ１の値に対して小さく設定し（例えば、抵抗Ｒ１を４．７Ω、抵抗Ｒ２を０．２２Ω）、且つ、抵抗Ｒ２の両端間に発生する電圧よりも高い値に基準電圧Ｖｒｅｆ１を設定すればよい。また本実施形態では、出力端子Ｔ３，Ｔ４がインピーダンス（例えば、数１０Ω〜数１００Ω）を有して地絡したような場合においても、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作を確実に停止させたり、或いは影響を殆ど受けることなく出力電流を定電流に制御して動作を継続することができる。
【００６２】
なお、上述の実施形態３，４では光源負荷３を構成するＬＥＤモジュールが２個の場合を例に説明したが、ＬＥＤモジュールの個数は２個に限定されるものではなく、１個又は３個以上であってもよい。また、定電流制御の手法として誤差演算回路による比例積分制御を用いているが、定電流制御できるものであれば上記の手法に限定されるものではない。さらに、制御回路に関してはマイコンなどを用いて構成してもよく、フィードバック制御部をデジタル的に構成することもできる。また、定電流制御を行う点灯装置を例に説明したが、本発明の適用は定電圧制御を行う点灯装置であってもよく、上述の実施形態３，４に限定されない。
【００６３】
（実施形態５）
上述の実施形態１〜４で説明した電源装置２を搭載した灯具の実施形態を図１０に基づいて説明する。
【００６４】
図１０は本実施形態の車両用のヘッドライト（灯具）Ａの断面図であり、このヘッドライトＡは、光源負荷３と、レンズや反射板で構成され、光源負荷３の前方（図１０中の左側）に配置された光学ユニット４と、光源負荷３に点灯電力を供給する電源装置（点灯装置）２とを主要な構成として備える。
【００６５】
電源装置２と光源負荷３の間は出力線Ｌ２により電気的に接続されており、この出力線Ｌ２を介して光源負荷３に点灯電力が供給される。また、光源負荷３には放熱板５が取り付けられており、光源負荷３で発生した熱がこの放熱板５により外部に放熱される。さらに、光学ユニット４は光源負荷３から照射された光の配光を制御するためのものである。なお電源装置２は、車両側に設けられたバッテリー（図示せず）から電源線Ｌ１を介して電源が供給される。
【００６６】
ここにおいて、上記の放熱板５は、固定やノイズ対策のために車両のバッテリーのグランド側、或いは電源装置２の筐体と接続されることがあるため、電源装置２の出力が地絡することは十分考えられる。このような場合においても、上述の実施形態１〜４で説明した電源装置２をヘッドライトＡに搭載することによって、安全性を確保しつつコストを抑えたヘッドライト（灯具）Ａを提供することができる。
【００６７】
なお、灯具は本実施形態のヘッドライトＡに限定されるものではなく、後述する車両Ｂの方向指示器や尾灯などであってもいいし、それ以外のものでもよい。
【００６８】
（実施形態６）
ヘッドライトＡを搭載した車両の実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００６９】
図１１は本実施形態の車両Ｂの外観斜視図であり、この車両Ｂには上述の実施形態５で説明した一対のヘッドライトＡ，Ａが搭載されている。
【００７０】
この場合、例えば配線の不備などにより配線切れや配線被覆の剥離などが生じ、電源装置２の出力（出力端子Ｔ３，Ｔ４）に地絡や天絡が発生しても、上述のようにスイッチング素子Ｓ１をオフにしてスイッチング動作を停止させることで、安全性を確保しつつコストを抑えた車両Ｂを提供することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  直流電源
２  電源装置
３  負荷
Ｃ１  第１のコンデンサ
Ｃ２  第２のコンデンサ
Ｄ１  ダイオード（整流素子）
Ｌ１  第１のインダクタ
Ｌ２  第２のインダクタ
Ｓ１  スイッチング素子
【図１】
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【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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