(57)【要約】【課題】所定の故障モードにおいてＬＥＤアレイへの過電力印加の継続を確実に防止するＬＥＤ点灯装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ点灯装置１００は、インダクタ５、スイッチング素子６及びスイッチング素子６をスイッチングする駆動制御部９を含む昇圧チョッパ回路１２０と、ＬＥＤアレイ２００に直列接続されるインダクタ１５及びスイッチング素子１６を含む降圧チョッパ回路１３０と、昇圧チョッパ回路１２０の主電流経路に挿入接続されたサイリスタ２１、サイリスタ２１に並列接続された抵抗素子２２、及びインダクタ５に設けられた補助巻線５ｓに発生する電圧に基づいてサイリスタ２１にトリガ電流を供給するトリガ回路２３〜２６を含む抑制回路１４０と、スイッチング素子１６のスイッチング動作に応じて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に駆動制御部９にスイッチング素子６のスイッチング動作を停止させる保護回路１５０を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電流が供給される第１のインダクタ、第１のスイッチング素子及び該第１のスイッチング素子をスイッチングする駆動制御部を含み、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記第１のインダクタの入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、
第２のインダクタ及び第２のスイッチング素子を含み、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が前記第２のインダクタ、前記第２のスイッチング素子及びＬＥＤアレイの直列回路に印加されて前記第２のスイッチング素子がスイッチングされるように構成された降圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路の主電流経路に挿入接続されたサイリスタ、該サイリスタに並列接続された抵抗素子、及び前記第１のインダクタに設けられた第１の補助巻線に発生する電圧に基づいて前記サイリスタにトリガ電流を供給するトリガ回路を含む抑制回路と、
前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に前記駆動制御部に前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させるように構成された保護回路と
を備えたＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記検出電圧が、前記第２のインダクタに設けられた第２の補助巻線に発生する電圧を整流、平滑及び分圧した電圧である、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記検出電圧が、前記第２のスイッチング素子に印加される電圧を分圧及び積分した電圧である、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記保護回路が、前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作が停止してから所定時間経過後に、前記駆動制御部に前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させるように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
入力電流が供給される第１のインダクタ、第１のスイッチング素子及び該第１のスイッチング素子をスイッチングする第１の駆動制御部を含み、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記第１のインダクタの入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、
第２のインダクタ、第２のスイッチング素子及び該第２のスイッチング素子をスイッチングする第２の駆動制御部を含み、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が前記第２のインダクタ、前記第２のスイッチング素子及びＬＥＤアレイの直列回路に印加されるように構成され、かつ電源入力電圧の降下電圧が前記第２の駆動制御部の起動電源として供給されるように構成された降圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路の主電流経路に挿入接続されたサイリスタ、該サイリスタに並列接続された抵抗素子、及び前記第２のインダクタに設けられた補助巻線に発生する電圧に基づいて前記サイリスタにトリガ電流を供給するトリガ回路を含む抑制回路と、
前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて、前記第１の駆動制御部の動作を可能とする制御電源を供給する補助電源／保護回路と
を備えたＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記抵抗素子がＰＴＣサーミスタである、請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯装置と、前記ＬＥＤアレイとを備えたＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のＬＥＤ点灯装置は、昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路制御部と、昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出する電圧検出回路と、昇圧チョッパ回路の出力電圧を降圧した電圧をＬＥＤアレイに供給する降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路制御部と、突入電流防止回路を備える。突入電流防止回路は、昇圧チョッパ回路のインダクタの補助巻線及び降圧チョッパ回路のインダクタの補助巻線に生じる電圧を駆動電源とするサイリスタと、サイリスタに並列接続される限流素子を有し、昇圧チョッパ回路の入力電流経路に設けられる。また、突入電流防止回路では、電圧検出回路の検出結果が閾値未満である場合には昇圧チョッパ回路の補助巻線に生じる電圧のみがサイリスタの駆動電源に設定され、電圧検出回路の検出結果が閾値以上である場合には降圧チョッパ回路の補助巻線に生じる電圧のみがサイリスタの駆動電源に設定される。上記構成の開示によると、昇圧チョッパ回路を確実に昇圧動作させるとともに、降圧チョッパ回路のスイッチング素子の短絡時におけるＬＥＤアレイへの過電力供給を防止することが意図されている。すなわち、降圧チョッパ回路のスイッチング素子が短絡故障すると同補助巻線に電圧が発生しなくなり、サイリスタがオフして限流素子による保護が実行されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記構成によると、降圧チョッパ回路のスイッチング素子が短絡してもサイリスタがオフしない可能性がある。サイリスタは通常、ゲート−カソード間にトリガ電流が供給されることによってオン状態となり、その後はアノード−カソード間に所定値以上の通過電流（保持電流）が供給される限りはそのオン状態を維持する。言い換えると、一旦オン状態となったサイリスタは、その保持電流が遮断されない限りはオン状態を維持する。したがって、上記構成においては、降圧チョッパ回路のスイッチング素子の短絡故障時に、同補助巻線からサイリスタへのトリガ電流が絶たれるものの、サイリスタには昇圧チョッパ回路の入力電流が保持電流として供給され得るため、サイリスタが確実にオフしない可能性がある。そのため、上記短絡故障時にＬＥＤアレイへの過電力供給が停止されずに継続するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、所定の故障モードにおいてＬＥＤアレイへの過電力印加の継続を確実に防止することを可能とするＬＥＤ点灯装置及びそれを用いたＬＥＤ照明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】
【０００６】
第１の形態のＬＥＤ点灯装置は、入力電流が供給される第１のインダクタ、第１のスイッチング素子及びこの第１のスイッチング素子をスイッチングする駆動制御部を含み、第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって第１のインダクタの入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、第２のインダクタ及び第２のスイッチング素子を含み、昇圧チョッパ回路の出力電圧が第２のインダクタ、第２のスイッチング素子及びＬＥＤアレイの直列回路に印加されて第２のスイッチング素子がスイッチングされるように構成された降圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の主電流経路に挿入接続されたサイリスタ、サイリスタに並列接続された抵抗素子、及び第１のインダクタに設けられた第１の補助巻線に発生する電圧に基づいてサイリスタにトリガ電流を供給するトリガ回路を含む抑制回路と、第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に駆動制御部に第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させるように構成された保護回路とを備える。
【０００７】
上記第１の形態のＬＥＤ点灯装置によると、第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に、保護回路が駆動制御部に第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させる。すなわち、第２のスイッチング素子の短絡故障時に第１のスイッチング素子のスイッチング動作が停止され、これにより第１のインダクタ及びサイリスタに流れる電流が停止してサイリスタがオフし、昇圧チョッパ回路の主電流経路に抵抗素子が介在する構成が形成される。したがって、昇圧チョッパ回路の出力電圧が抵抗素子の電圧降下によって低下し、ＬＥＤアレイへの過電力の供給が停止される。すなわち、ＬＥＤ点灯装置において、上記故障モードにおいてＬＥＤアレイへの過電力印加の継続を確実に防止することが可能となる。
【０００８】
一例では、検出電圧は、第２のインダクタに設けられた第２の補助巻線に発生する電圧を整流、平滑及び分圧した電圧である。これにより、第２のスイッチング素子の短絡故障によって第２のインダクタにおける電流変化がなくなると、第２の補助巻線から得られる検出電圧が低下する。したがって、確実に第２のスイッチング素子の短絡故障などによるスイッチング動作の停止を検出して第１の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が可能となる。
【０００９】
代替例として、検出電圧は、第２のスイッチング素子に印加される電圧を分圧及び積分した電圧であってもよい。これにより、第２のスイッチング素子が短絡故障すると検出電圧が低下する。したがって、確実に第２のスイッチング素子の短絡故障などによるスイッチング動作の停止を検出して第１の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が可能となる。
【００１０】
ここで、保護回路が、第２のスイッチング素子のスイッチング動作が停止してから所定時間経過後に、駆動制御部に第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させるように構成されることが好ましい。これにより、電源入力電圧側の瞬時停電によって第２のスイッチング素子のスイッチング動作が停止した場合でも、その瞬時停電が上記の所定時間未満であれば、第１のスイッチング素子のスイッチング動作は停止されない。したがって、瞬時停電によってサイリスタの通過電流が停止してサイリスタがオフ状態となっても、電源復帰時に第１の補助巻線の電圧及びそれによるトリガ電流が発生してサイリスタがオンされ、瞬時停電がＬＥＤ点灯装置の動作に与える影響が最小化される。
【００１１】
第２の形態のＬＥＤ点灯装置は、入力電流が供給される第１のインダクタ、第１のスイッチング素子及びこの第１のスイッチング素子をスイッチングする第１の駆動制御部を含み、第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって第１のインダクタの入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、第２のインダクタ、第２のスイッチング素子及びこの第２のスイッチング素子をスイッチングする第２の駆動制御部を含み、昇圧チョッパ回路の出力電圧が第２のインダクタ、第２のスイッチング素子及びＬＥＤアレイの直列回路に印加されるように構成され、かつ電源入力電圧の降下電圧が第２の駆動制御部の起動電源として供給されるように構成された降圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の主電流経路に挿入接続されたサイリスタ、サイリスタに並列接続された抵抗素子、及び第２のインダクタに設けられた補助巻線に発生する電圧に基づいてサイリスタにトリガ電流を供給するトリガ回路を含む抑制回路と、第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて、第１の駆動制御部の動作を可能とする制御電源を供給する補助電源／保護回路とを備える。
【００１２】
上記第２の形態のＬＥＤ点灯装置によると、補助電源／保護回路が、第２のスイッチング素子のスイッチング動作に応じて、第１の駆動制御部の動作を可能とする制御電源を生成する。すなわち、第２のスイッチング素子の短絡故障によって制御電源の生成が停止すると、第１の駆動制御部の動作が停止することによって第１のスイッチング素子のスイッチング動作が停止する。そして、第１のインダクタ及びサイリスタに流れる電流が停止してサイリスタがオフし、昇圧チョッパ回路の主電流経路に抵抗素子が介在する構成が形成される。したがって、昇圧チョッパ回路の出力電圧が抵抗素子の電圧降下によって低下し、ＬＥＤアレイへの過電力の供給が停止される。すなわち、ＬＥＤ点灯装置において、上記故障モードにおいてＬＥＤアレイへの過電力印加の継続を確実に防止することが可能となる。また、制御電源生成のための回路と保護動作のための回路とが統合された構成によって回路の簡素化が可能となる。
【００１３】
また、上記第１及び第２の形態において、抵抗素子はＰＴＣサーミスタであることが好ましい。これにより、上記動作によってサイリスタがオフされた後に、ＰＴＣサーミスタの抵抗値が上昇してその通過電流が低減され、保護動作中の消費電力が減少する。
【００１４】
本発明のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤアレイとを備える。これにより、所定の故障モードにおいてＬＥＤアレイへの過電力印加の継続を確実に防止可能な高い信頼性のＬＥＤ照明装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及びそれを含むＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図２】第１の実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の変形例によるＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。
【図４】第２の実施形態によるＬＥＤ点灯装置及びそれを含むＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図５】第２の実施形態のＬＥＤ点灯装置の動作を説明する図である。
【図６】本発明の変形例によるＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。
【図７】本発明の変形例によるＬＥＤ点灯装置の一部を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤ点灯装置１００及びそれを含むＬＥＤ照明装置３００の回路図を示す。ＬＥＤ照明装置３００は、ＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤアレイ２００を含む。ＬＥＤ点灯装置１００は、商用電源等の交流電源ＡＣからの交流電圧を受けて直流電力をＬＥＤアレイ２００に供給する。ＬＥＤアレイ２００は、直列接続された複数のＬＥＤ素子を含む。
【００１７】
ＬＥＤ点灯装置１００は、入力回路１１０、昇圧チョッパ回路１２０、降圧チョッパ回路１３０、抑制回路１４０、保護回路１５０及び補助電源回路１６０を備える。入力回路１１０は、電流ヒューズ１及び２、ノイズフィルタ３並びに整流回路４を含む。整流回路４は、ダイオードブリッジ（不図示）及びそのダイオードブリッジの出力端子間に接続された入力コンデンサ（不図示）を含み、交流電源ＡＣからの交流電圧を全波整流する。以下の説明において、整流回路４の出力電圧、すなわち全波整流電圧を電源入力電圧Ｖｉｎというものとする。また、整流回路４の低電位側出力端と同電位の回路点をグランドＧという。
【００１８】
昇圧チョッパ回路１２０は、インダクタ５、スイッチング素子６（以下、「ＦＥＴ６」という）、ダイオード７、平滑コンデンサ８、駆動制御部９及びその周辺回路１０〜１４を含み、力率改善回路（ＰＦＣ）を構成する。駆動制御部９は、ＰＦＣ制御用ＩＣからなる（以下、「制御ＩＣ９」という）。なお、上記周辺回路とは、制御ＩＣ９の動作のために必要な抵抗、コンデンサ、ダイオード等をいい、図示する構成要素１０〜１４以外のものも適宜含むものとする。
【００１９】
ＦＥＴ６は、制御ＩＣ９によってスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。ＦＥＴ６のオン期間には、電源入力電圧Ｖｉｎを電源として、抑制回路１４０→インダクタ５→ＦＥＴ６→電流検出抵抗１２→グランドＧに電流が流れ、インダクタ５にエネルギーが蓄えられる。そして、ＦＥＴ６のオフ期間には、電源入力電圧Ｖｉｎ及びインダクタ５に蓄えられたエネルギーを電源として、抑制回路１４０→インダクタ５→ダイオード７→平滑コンデンサ８→グランドＧに電流が流れ、昇圧された電圧が平滑コンデンサ８に充電される。以降において、昇圧チョッパ回路１２０から降圧チョッパ回路１３０への出力電圧、すなわち平滑コンデンサ８の電圧を出力電圧Ｖｄｃ又は平滑電圧Ｖｄｃというものとする。
【００２０】
制御ＩＣ９は、一般的なＰＦＣ制御用ＩＣであればよい。例えば、制御ＩＣ９は、少なくとも端子Ｐ１（電源端子）、Ｐ２（グランド端子）、Ｐ３（電流検出端子）、Ｐ４（電圧フィードバック端子）、Ｐ５（ゲート出力端子）及びＰ６（イネーブル端子）を有する。また、制御ＩＣ９は、それぞれ不図示の電圧補償用端子、マルチプライヤ入力端子、及びゼロ電流検出端子又は電流補償用端子を有するものとする。端子Ｐ６は、制御ＩＣの仕様に応じて、電圧補償用端子、マルチプライヤ入力端子又はゼロ電流検出端子のいずれかであればよい。
【００２１】
端子Ｐ１（電源端子）には、例えば、電源入力電圧Ｖｉｎを起動抵抗１０によって降下させた電圧及び補助電源回路１６０からの電圧がコンデンサ１１によって平滑されて供給され、これが制御ＩＣ９の動作のための制御電源となる。制御ＩＣ９は、端子Ｐ１の電圧が動作開始電圧Ｖｏｎを超えると動作を開始し、端子Ｐ１の電圧が動作中に動作下限電圧Ｖｏｆｆ（Ｖｏｆｆ＜Ｖｏｎ）を下回ると動作を停止する。端子Ｐ２（グランド端子）は、グランドＧに接続される。
【００２２】
端子Ｐ３（電流検出端子）には、ＦＥＴ６に直列接続された電流検出抵抗１２（低抵抗素子）に発生する電圧が入力される。端子Ｐ３の内部回路において、端子Ｐ３の電圧に基づいてＰＷＭ制御における各サイクルのオン期間終了時が決定される。
端子Ｐ４（電圧フィードバック端子）には、抵抗１３及び１４による平滑電圧Ｖｄｃの分圧値が入力される。制御ＩＣ９の内蔵オペアンプの反転入力端子に端子Ｐ４の電圧が入力され、非反転入力端子には内部基準電圧が入力される。この内蔵オペアンプはエラーアンプとして機能し、この誤差出力に応じてＰＷＭ制御における各サイクルのオン幅又はオンデューティが決定され、平滑電圧Ｖｄｃが設定値Ｖｓｅｔに一定に維持される。
端子Ｐ５（ゲート出力端子）からＦＥＴ６のゲートにゲート信号が出力され、これによりＦＥＴ６がスイッチングされる。
【００２３】
端子Ｐ６が電圧補償用端子兼イネーブル端子である場合、端子Ｐ６は上記の内蔵オペアンプの出力端子に接続され、内蔵オペアンプの動作補償用の端子として機能する。端子Ｐ６とグランドＧの間又は端子Ｐ６と端子Ｐ４の間にコンデンサ（不図示）が接続され得る。そして、端子Ｐ６の電圧がローレベルとされることによって（例えばグランドＧに短絡されることによって）端子Ｐ５からのゲート信号が停止される。
また、端子Ｐ６がマルチプライヤ入力端子兼イネーブル端子である場合、端子Ｐ６には、電源入力電圧Ｖｉｎの分圧値が抵抗分圧回路（不図示）によって入力され、この入力値が端子Ｐ３の入力値に乗算される。そして、端子Ｐ６の電圧がローレベルとされることによって（例えばグランドＧに短絡されることによって）低入力電圧に対する保護動作として、端子Ｐ５からのゲート信号が停止される。
あるいは、端子Ｐ６がゼロ電流検出端子兼イネーブル端子である場合、インダクタ５の補助巻線（不図示）の電圧が入力され、この入力値に基づいてＰＷＭ制御におけるオン期間の開始時が制御される。そして、端子Ｐ６の電圧がローレベルとされることによって（例えばグランドＧに短絡されることによって）端子Ｐ５からのゲート信号が停止される。
【００２４】
降圧チョッパ回路１３０は、インダクタ１５、スイッチング素子１６（以下、「ＦＥＴ１６」という）、ダイオード１７、コンデンサ１８、駆動制御部１９及び電流検出抵抗２０（低抵抗素子）を含み、バック型の降圧コンバータを構成する。駆動制御部１９はＤＣ／ＤＣコンバータ制御用ＩＣ（以下、「制御ＩＣ１９」という）からなる。ＦＥＴ１６は、制御ＩＣ１９によってスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。ＦＥＴ１６のオン期間において、平滑電圧Ｖｄｃを電源として、ＬＥＤアレイ２００→インダクタ１５→ＦＥＴ１６→電流検出抵抗２０→グランドＧに電流が流れ、コンデンサ１８がこの電流をフィルタリングする。ＦＥＴ１６のオフ期間において、インダクタ１５に蓄えられたエネルギーを電源として、ダイオード１７→ＬＥＤアレイ２００→インダクタ１５に電流が流れ、コンデンサ１８がこの電流をフィルタリングする。
【００２５】
制御ＩＣ１９は、少なくとも端子Ｐ１（電源端子）、Ｐ２（グランド端子）、Ｐ３（電流検出端子）及びＰ４（ゲート出力端子）を有する。端子Ｐ１には補助電源回路１６０から制御電源Ｖｃｃが供給され、端子Ｐ１の電圧が動作開始電圧Ｖｏｎを超えると、制御ＩＣ１９が動作を開始する。端子Ｐ２は、グランドＧに接続される。端子Ｐ３には、ＦＥＴ１６に直列接続された電流検出抵抗２０に発生する電圧が入力される。制御ＩＣ１９は、エラーアンプとして動作する内蔵オペアンプによって端子Ｐ３の電圧（電流検出抵抗２０に発生する電圧）が一定となるようにＦＥＴ１６をＰＷＭ駆動し、これによりＬＥＤアレイ２００に流れるＬＥＤ電流が定電流制御される。なお、制御ＩＣ１９には、不図示の抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの周辺回路が適宜接続されるものとする。
【００２６】
抑制回路１４０は、サイリスタ２１、抵抗素子２２、インダクタ５の補助巻線５ｓ、ダイオード２３、抵抗２４、抵抗２５及びコンデンサ２６を含む。ダイオード２３、抵抗２４、抵抗２５及びコンデンサ２６をまとめてトリガ回路というものとする。本実施形態では、抵抗素子２２はＰＴＣサーミスタである（以下、「ＰＴＣサーミスタ２２」という）。ＰＴＣサーミスタ２２は、素子温度の上昇とともに抵抗値が増加する感温素子であり、例えばポジスタ（登録商標）である。サイリスタ２１とＰＴＣサーミスタ２２は並列接続され、この並列回路が昇圧チョッパ回路１２０の主電流経路（入力電流経路）に挿入接続される。補助巻線５ｓの一端がサイリスタ２１のカソードに接続され、補助巻線５ｓの他端がトリガ回路に接続され、トリガ回路がサイリスタ２１のゲート−カソード間に接続される。
【００２７】
抑制回路１４０は、通常は、交流電源ＡＣの投入時に平滑コンデンサ８に流れ込む突入電流を抑制する突入電流抑制回路として機能する。交流電源ＡＣの投入時において、サイリスタ２１及びＦＥＴ６はオフ状態であるので、入力電流はＰＴＣサーミスタ２２、インダクタ５及びダイオード７を介して平滑コンデンサ８に流れる。ここで、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値は、通過電流による自己発熱によって当初の抵抗値から上昇していくため、平滑コンデンサ８への突入電流が抑制される。この際、制御ＩＣ９は、起動抵抗１０を介して供給される起動電源に応じてＦＥＴ６のスイッチング動作を開始し、このスイッチング動作によってインダクタ５の電流変化（電圧変化）が生じる。このインダクタ５の電流変化に誘導されて補助巻線５ｓに電圧が発生し、ダイオード２３及び抵抗２４を介して、コンデンサ２６が充電される。コンデンサ２６の電圧によってサイリスタ２１のゲート−カソード間にトリガ電流が供給されると、サイリスタ２１はオンする。サイリスタ２１は、一旦オンすると、整流回路４から昇圧チョッパ回路１２０へ向かうアノード−カソード間の通過電流を保持電流としてオン状態を維持する。サイリスタ２１がオンすることによってＰＴＣサーミスタ２２に電流が流れなくなり、その後は入力電流がサイリスタ２１を通過する通常動作（定常状態）が得られる。
【００２８】
保護回路１５０は、インダクタ１５の補助巻線１５ｓ、ダイオード２７、コンデンサ２８、抵抗２９及び３０、スイッチ素子３１（以下、「ＦＥＴ３１」という）、抵抗３２、コンデンサ３３、抵抗３４及び３５並びにスイッチ素子３６（以下、「トランジスタ３６」という）を含む。補助巻線１５ｓがダイオード２７を介してコンデンサ２８に接続され、コンデンサ２８に並列接続された分圧抵抗２９及び３０の分圧点がＦＥＴ３１のゲートに接続される。これにより、補助巻線１５ｓに発生する補助巻線電圧がダイオード２７及びコンデンサ２８によって整流及び平滑され、この整流平滑電圧が分圧抵抗２９及び３０によって分圧され、この分圧値が検出電圧となる。ＦＥＴ３１のドレインは抵抗３２を介して制御電源Ｖｃｃに接続され、ＦＥＴ３１のドレイン−ソース間（以下、「Ｄ−Ｓ間」という）にはコンデンサ３３が接続される。コンデンサ３３が抵抗３４及び３５を介してトランジスタ３６のベース−エミッタ間に接続され、トランジスタ３６のコレクタが制御ＩＣ９の端子Ｐ６に接続される。
【００２９】
上記構成によると、降圧チョッパ回路１３０のＦＥＴ１６がスイッチング動作を行っている場合、インダクタ１５の電流変化（電圧変化）に誘導されて補助巻線１５ｓに電圧が発生する。この補助巻線電圧から得られる検出電圧、すなわちＦＥＴ３１のゲート−ソース間（以下、「Ｇ−Ｓ間」という）の電圧がＦＥＴ３１の動作閾値を超えると、ＦＥＴ３１がオンする。ＦＥＴ３１がオン状態である場合には、コンデンサ３３が充電されないため、トランジスタ３６にベース電流は供給されない。したがって、制御ＩＣ９の端子Ｐ６はハイレベル（又はオープン）に維持され、ＦＥＴ６のスイッチング動作が継続される。
【００３０】
一方、例えば降圧チョッパ回路１３０のＦＥＴ１６が短絡故障した場合など、ＦＥＴ１６がスイッチング動作を停止した場合には、インダクタ１５の電流変化が停止して巻線１５ｓに電圧が発生しなくなる。これにより、コンデンサ２８の電圧は抵抗２９及び３０を介して、コンデンサ２８の容量と抵抗２９及び３０の直列抵抗値によって決まる時定数に従って放電される。ＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧（検出電圧）が動作閾値を下回ると、ＦＥＴ３１はオフし、コンデンサ３３が抵抗３２を介して充電される。コンデンサ３３からトランジスタ３６に充分なベース電流が供給されると、トランジスタ３６がオンして制御ＩＣ９の端子Ｐ６がローレベルに切り換えられ（グランドＧに短絡され）、ＦＥＴ６のスイッチング動作が停止される。また、インダクタ１５が短絡故障した場合にも上記と同様の動作を得ることができる。
【００３１】
なお、本例では、分圧抵抗２９及び３０（分圧回路）がコンデンサ２８の後段に配置される構成を示すが、分圧回路はダイオード２７の後段でかつコンデンサ２８の前段に配置されてもよいし、ダイオード２７の前段に配置されてもよい。また、本例では、補助巻線１５ｓの一端にダイオード２７が接続されて補助巻線電圧の半波整流電圧がコンデンサ２８に充電される構成を示すが、補助巻線１５ｓの両端にダイオードブリッジが接続されて補助巻線電圧の全波整流電圧がコンデンサ２８に充電されるようにしてもよい。
【００３２】
補助電源回路１６０は、各回路に供給される制御電源Ｖｃｃを生成するための回路である。補助電源回路１６０は、インダクタ５の他の補助巻線（不図示）に発生する電圧をダイオードによって整流し、その整流電圧を電圧レギュレータ回路（シリーズレギュレータ、三端子レギュレータ、ツェナーダイオードなど）によって定電圧化する回路などであればよい。なお、補助電源回路１６０から昇圧チョッパ回路１２０（制御ＩＣ９）、降圧チョッパ回路１３０（制御ＩＣ１９）及び保護回路１５０に供給されるそれぞれの制御電源Ｖｃｃは、同じ電圧値であってもよいし、異なる電圧値であってもよい。
【００３３】
図２を用いて、ＬＥＤ点灯装置１００の動作を説明する。上段から（ａ）ＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧、（ｂ）ＦＥＴ３１のＤ−Ｓ間電圧、（ｃ）ＦＥＴ３１の動作状態、（ｄ）トランジスタ３６の動作状態、（ｅ）サイリスタ２１の動作状態、（ｆ）ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値、（ｇ）平滑電圧Ｖｄｃ、及び（ｈ）ＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電流を示す。横軸は時間を示す。ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値以下である場合を想定する。なお、図は説明のための模式図であり、各線図の縮尺は図面通りとは限らない。
【００３４】
時刻ｔ０において、交流電源ＡＣが投入され、電源入力電圧ＶｉｎがＰＴＣサーミスタ２２、インダクタ５及びダイオード７を介して平滑コンデンサ８に充電されていく。この入力電流に伴い、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が上昇していく。また、起動抵抗１０を介して制御ＩＣ９の起動電源が供給開始される。
【００３５】
時刻ｔ１において、制御ＩＣ９が動作を開始し、ＦＥＴ６のスイッチング動作が開始される。これにより、制御電源Ｖｃｃが生成され、降圧チョッパ回路１３０においても制御ＩＣ１９が動作を開始し、ＦＥＴ１６のスイッチング動作が開始される。これに伴い、補助巻線１５ｓからの給電によってＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧が上昇を開始し、制御電源Ｖｃｃからの給電によってＦＥＴ３１のＤ−Ｓ間電圧が上昇を開始する。ただし、時刻ｔ１の直後に、ＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧がその動作閾値を超えることによってＦＥＴ３１はオンし、そのＤ−Ｓ間電圧はゼロとなる。この間にトランジスタ３６にはベース電流は供給されず、トランジスタ３６はオンしない。言い換えると、交流電源ＡＣの投入時にトランジスタ３６がオンしないように、保護回路１５０内の各回路定数が設定されるものとする。
【００３６】
また、ＦＥＴ６がスイッチング動作を開始したことに応じて、補助巻線５ｓ及びトリガ回路２３〜２６からのトリガ電流の給電によってサイリスタ２１がオンする。これにより、ＰＴＣサーミスタ２２には電流が流れなくなり、その抵抗値は減少に転じる。そして、昇圧チョッパ回路１２０が動作を開始することによって平滑電圧Ｖｄｃが上昇し、その後設定値Ｖｓｅｔで一定となる。また、降圧チョッパ回路１３０が動作を開始することによって、ＬＥＤ電流が設定値Ｉｓｅｔ（定格電流値）で一定となる。これにより、定常状態が得られる。
【００３７】
時刻ｔ２において、ＦＥＴ１６が短絡故障したものとする。この場合、昇圧チョッパ回路１２０の出力電圧（平滑電圧）Ｖｄｃが、ＬＥＤアレイ２００、インダクタ１５、短絡したＦＥＴ１６及び電流検出抵抗２０に印加される。インダクタ１５は直流抵抗をほとんど有しないため、実質的に平滑電圧ＶｄｃがＬＥＤアレイ２００に印加されることになり、ＬＥＤ２００には過大な電流Ｉａが供給されることになる。ここで、時刻ｔ２以降は、補助巻線１５ｓに電圧が発生しなくなるため、コンデンサ２８の電圧が放電されて減少していく。
【００３８】
時刻ｔ３において、ＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧がその動作閾値Ｖｔｈを下回ると、ＦＥＴ３１がオフしてそのＤ−Ｓ間電圧が制御電源Ｖｃｃレベルとなる。これに伴い、コンデンサ３３が充電されることにより、トランジスタ３６にベース電流が供給され、トランジスタ３６がオフからオンに遷移する。これにより、制御ＩＣ９がＦＥＴ６のスイッチング動作を停止し、すなわち昇圧チョッパ回路１２０が動作を停止する。
【００３９】
ＦＥＴ６のスイッチング動作が停止すると、インダクタ５及びＦＥＴ６による昇圧動作が停止し、平滑電圧ＶｄｃがＬＥＤアレイ２００、インダクタ１５、短絡したＦＥＴ１６及び電流検出抵抗２０によって放電されて低下していく。また、平滑電圧Ｖｄｃが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値以上である間においてはダイオード７がオフするため、サイリスタ２１には通過電流（保持電流）が供給されず、補助巻線５ｓからのトリガ電流も供給されないことから、サイリスタ２１はオフ状態となる。なお、ＦＥＴ６及びダイオード７がオフしている間にはサイリスタ２１及びＰＴＣサーミスタ２２に電流は流れない。また、グラフ（ａ）〜（ｄ）について、時刻ｔ３以降では、補助電源回路１６０から制御電源Ｖｃｃが供給されずにトランジスタ３６がオフ状態となることを示しているが、制御ＩＣ９における保護状態（すなわち、端子Ｐ６のグランド短絡に起因するＦＥＴ６の停止状態）はラッチされるものとする。
【００４０】
時刻ｔ４において、平滑電圧Ｖｄｃが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値まで低下する。これにより、ダイオード７がオンする期間が発生し、入力電流がＰＴＣサーミスタ２２を介して流れ始め、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が自己発熱によって上昇する。したがって、ＰＴＣサーミスタ２２によって入力電流が制限されるとともに、その電圧降下によって平滑電圧Ｖｄｃはさらに低下する。
【００４１】
そして、時刻ｔ５において、平滑電圧ＶｄｃがＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆを下回ると、ＬＥＤアレイ２００は消灯する。その後、ＰＴＣサーミスタ２２の自己発熱による抵抗値と入力電流との関係が均衡し、平滑電圧Ｖｄｃが充分に低い状態での保護状態が維持される。なお、上記の均衡状態において平滑電圧Ｖｄｃが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値未満、好ましくはＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆ未満となるようにＰＴＣサーミスタ２２の特性が選択されるものとする。
【００４２】
上記説明から分かるように、仮に、抑制回路１４０が設けられていても保護回路１５０がなかったとした場合、ＦＥＴ１６が短絡故障するとＬＥＤアレイ２００には電流Ｉａが供給され続けることになる。この電流ＩａはＬＥＤアレイ２００に対しては過大であるが、電流ヒューズ１及び２の溶断をもたらすものではなく、このＬＥＤ過電流状態が継続することによって装置の異常な発熱がもたらされてしまう。また仮に、保護回路１５０が設けられていても抑制回路１４０がなかったとした場合、ＦＥＴ１６が短絡故障してＦＥＴ６のスイッチングが停止されても平滑電圧Ｖｄｃは電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値までしか低下しない。この場合、ＬＥＤアレイ２００には、やはり設定電流Ｉｓｅｔを超える電流Ｉｂの供給が継続してしまうことになる。したがって、適切な保護動作のためには、抑制回路１４０及び保護回路１５０の双方が必要となる。
【００４３】
また、図１及び図２に示すように、コンデンサ２８の容量並びに抵抗２９及び３０の抵抗値を調整することによって期間ｔ２〜ｔ３の時間を調整することができる。すなわち、保護回路１５０において、ＦＥＴ１６のスイッチング動作が停止してから所定時間（ｔ２〜ｔ３）経過後に制御ＩＣ９がＦＥＴ６のスイッチング動作を停止するように構成することができる。これにより、電源入力電圧側、すなわち交流電源ＡＣの瞬時停電によってＦＥＴ１６のスイッチング動作が停止した場合でも、その瞬時停電が上記所定時間未満（例えば、制御電源Ｖｃｃが保持される期間）であれば、昇圧チョッパ回路１２０（ＦＥＴ６）は停止されない。したがって、瞬時停電によってサイリスタ２１の通過電流が停止してサイリスタ２１がオフ状態となっても、電源復帰時に補助巻線５ｓの電圧及びそれによるトリガ電流が発生してサイリスタ２１がオンされ、瞬時停電がＬＥＤ点灯装置１００の動作に与える影響が最小化される。なお、上記所定時間（ｔ２〜ｔ３）は、１秒〜５秒程度であればよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００は、入力電流が供給されるインダクタ５、ＦＥＴ６及び制御ＩＣ９を含み、ＦＥＴ６のスイッチング動作によってインダクタ５の入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路１２０と、インダクタ１５及びＦＥＴ１６を含み、昇圧チョッパ回路１２０の出力電圧Ｖｄｃがインダクタ１５、ＦＥＴ１６及びＬＥＤアレイ２００の直列回路に印加されてＦＥＴ１６がスイッチングされるように構成された降圧チョッパ回路１３０と、昇圧チョッパ回路１２０の入力電流経路に挿入接続されたサイリスタ２１、サイリスタ２１に並列接続されたＰＴＣサーミスタ２２、及びインダクタ５に設けられた補助巻線５ｓに発生する電圧に基づいてサイリスタ２１にトリガ電流を供給するトリガ回路２３〜２６を含む抑制回路１４０と、ＦＥＴ１６のスイッチング動作に応じて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に制御ＩＣ９にＦＥＴ６のスイッチング動作を停止させるように構成された保護回路１５０を備える。
【００４５】
このように、ＦＥＴ１６のスイッチング動作に基づいて生成される検出電圧が所定値未満となった場合に保護回路１５０が制御ＩＣ９にＦＥＴ６のスイッチング動作を停止させる。すなわち、ＦＥＴ１６の短絡故障時にＦＥＴ６のスイッチング動作が停止され、これによりインダクタ５及びサイリスタ２１に流れる電流が停止してサイリスタ２１がオフし、昇圧チョッパ回路１２０の入力電流経路にＰＴＣサーミスタ２２が介在する構成が形成される。したがって、昇圧チョッパ回路１２０の出力電圧（平滑電圧）Ｖｄｃが、ＰＴＣサーミスタ２２の電圧降下によって電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値未満、さらにはＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆ未満となり、ＬＥＤアレイ２００への過電力の供給が停止される。すなわち、上記故障モードにおいてＬＥＤアレイ２００への過電力印加の継続を確実に防止することができるＬＥＤ点灯装置１００及びそれを含む高い信頼性のＬＥＤ照明装置３００が実現される。
【００４６】
特に本実施形態では、検出電圧は、インダクタ１５に設けられた補助巻線１５ｓに発生する電圧を整流、平滑及び分圧した電圧である。これにより、ＦＥＴ１６の短絡故障などによってインダクタ１５における電流変化がなくなると、補助巻線１５ｓから得られる検出電圧が低下する。したがって、確実にＦＥＴ１６の短絡故障などによるスイッチング動作の停止を検出してＦＥＴ６のスイッチング動作を停止させることが可能となる。
【００４７】
＜第１の実施形態の変形例＞
上記実施形態では、ＦＥＴ１６のスイッチング動作が補助巻線１５ｓによって検出される構成を示した。これは、降圧チョッパ回路１３０における種々の接続構成（例えば、平滑電圧Ｖｄｃの高電位側からグランドＧまで、ＦＥＴ１６、インダクタ１５及びＬＥＤアレイ２００の順に接続され、ダイオード１７がＦＥＴ１６とインダクタ１５の接続点とグランドＧとの間に接続される構成など）にも実施可能な構成として有用である。一方、一変形例として、ＦＥＴ１６がグランドＧ側に接続される構成においては、ＦＥＴ１６のスイッチング動作が抵抗分圧回路によって検出される構成が採用されてもよい。
【００４８】
図３に、本変形例のＬＥＤ点灯装置１００の回路図を示す。本変形例において、上記実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本変形例と上記実施形態とは、保護回路１５０のみが異なる。
【００４９】
保護回路１５０は、上記実施形態と同様の構成のＦＥＴ３１、抵抗３２、コンデンサ３３、抵抗３４及び３５並びにトランジスタ３６に加えて、抵抗３７〜３９及びコンデンサ４０を含む。抵抗３７及び３８は分圧回路を構成し、ＦＥＴ１６のドレインとグランドＧとの間の電位差、すなわち、実質的にＦＥＴ１６に印加される電圧を抵抗値に応じた分圧比で分圧する。抵抗３９及びコンデンサ４０は積分回路を構成し、上記分圧の積分出力値（検出電圧）をＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間に印加する。定常動作時において、検出電圧は、平滑電圧ＶｄｃにＰＷＭ制御におけるオンデューティ及び上記分圧比を乗じた電圧の積分値となる。定常動作時の検出電圧がＦＥＴ３１の動作閾値を超えるように分圧比などが設定されるものとする。また、ＦＥＴ１６が短絡故障した場合には、上記積分値（ＦＥＴ３１のＧ−Ｓ間電圧）はゼロとなり、ＦＥＴ３１がオフされることによりトランジスタ３６がオンされ、これにより制御ＩＣ９がＦＥＴ６のスイッチング動作を停止する。
【００５０】
このように本変形例では、検出電圧は、ＦＥＴ１６に印加される電圧を分圧及び積分した電圧である。これにより、ＦＥＴ１６が短絡故障すると検出電圧が低下する。したがって、ＦＥＴ１６の短絡故障によるスイッチング動作の停止を確実に検出してＦＥＴ６のスイッチング動作を停止させることが可能となる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、サイリスタ２１のトリガ電流が昇圧チョッパ回路１２０における補助巻線５ｓから供給される構成を示したが、本実施形態では、サイリスタ２１のトリガ電流が降圧チョッパ回路１３０における補助巻線１５ｓから供給される構成を示す。
【００５２】
図４に、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００及びそれを含むＬＥＤ照明装置３００の回路図を示す。本実施形態において、第１の実施形態と実質的に同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、上記第１の実施形態の保護回路１５０及び補助電源回路１６０の代わりに、補助電源／保護回路１５５が設けられる。
【００５３】
本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００は、入力回路１１０、昇圧チョッパ回路１２０、降圧チョッパ回路１３０、抑制回路１４０及び補助電源／保護回路１５５を備える。本実施形態では、起動抵抗１０は制御ＩＣ１９の端子Ｐ１（電源端子）に接続され、抑制回路１４０のトリガ回路２３〜２６は降圧チョッパ回路１３０のインダクタ１５の補助巻線１５ｓに接続される（インダクタ１５の一次巻線と補助巻線１５ｓとは、分離して図示されているが磁気結合されている）。
【００５４】
補助電源／保護回路１５５は、定常状態においては補助電源回路として作用する。補助電源／保護回路１５５は、コンデンサ４１、ダイオード４２〜４４及びコンデンサ４５を含む。コンデンサ４１は、スナバ回路に使用されるような比較的小容量のコンデンサである。コンデンサ４１がダイオード４２のカソードに接続され、ダイオード４２のアノードがグランドＧに接続される。ダイオード４２のカソードにはダイオード４３及び４４のアノードが接続される。ダイオード４３のカソードは、コンデンサ４５及び制御ＩＣ１９の端子Ｐ１に接続される。ダイオード４４のカソードは、コンデンサ１１及び制御ＩＣ９の端子Ｐ１に接続される。
【００５５】
これにより、ＦＥＴ１６がスイッチングされると、ＦＥＴ１６のオフ時に、平滑電圧Ｖｄｃに基づく電圧がコンデンサ４１及びダイオード４３を介してコンデンサ４５に充電されるとともに、ダイオード４４を介してコンデンサ１１に充電される。ＦＥＴ１６のオン時に、ダイオード４２がオンし、コンデンサ４１の電圧がＦＥＴ１６及び電流検出抵抗２０を介して放電される。この反復によってコンデンサ４５及び１１が充電され、制御ＩＣ１９及び制御ＩＣ９の制御電源Ｖｃｃがそれぞれ供給される。すなわち、本実施形態では、降圧チョッパ回路１３０が昇圧チョッパ回路１２０よりも先に駆動開始されるとともにサイリスタ２１のトリガ電流が降圧チョッパ回路１３０における補助巻線１５ｓから供給される。
【００５６】
図５を用いて、ＬＥＤ点灯装置１００の動作を説明する。上段から（ｉ）コンデンサ４５の電圧、（ｊ）コンデンサ１１の電圧、（ｅ）サイリスタ２１の動作状態、（ｆ）ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値、（ｇ）平滑電圧Ｖｄｃ、及び（ｈ）ＬＥＤアレイ２００のＬＥＤ電流を示す。横軸は時間を示す。ＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆは、電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値以下であるものとする。なお、図は説明のための模式図であり、各線図の縮尺は図面通りとは限らない。
【００５７】
時刻ｔ０において、交流電源ＡＣが投入され、電源入力電圧ＶｉｎがＰＴＣサーミスタ２２、インダクタ５及びダイオード７を介して平滑コンデンサ８に充電され、この入力電流に伴い、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が上昇していく。また、起動抵抗１０を介して制御ＩＣ１９の起動電源が供給開始される。
【００５８】
時刻ｔ１１において、コンデンサ４５の電圧が制御ＩＣ１９の動作開始電圧Ｖｏｎを超えると、制御ＩＣ１９が動作を開始し、ＦＥＴ１６がスイッチング動作を開始する。これにより、上述のように補助電源／保護回路１５５によって制御電源Ｖｃｃが生成される。また、コンデンサ１１の電圧が制御ＩＣ９の動作開始電圧Ｖｏｎを超えると、昇圧チョッパ回路１２０においても制御ＩＣ９が動作を開始し、ＦＥＴ６がスイッチング動作を開始する。
【００５９】
また、ＦＥＴ１６がスイッチング動作を開始したことに応じて、補助巻線１５ｓ及びトリガ回路２３〜２６からのトリガ電流の給電によってサイリスタ２１がオンする。これにより、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値は減少に転じる。そして、昇圧チョッパ回路１２０が動作を開始することによって平滑電圧Ｖｄｃが上昇し、その後設定値Ｖｓｅｔで一定となる。また、降圧チョッパ回路１３０の動作によって、ＬＥＤ電流が設定値Ｉｓｅｔ（定格電流値）で一定となる。これにより、定常状態が得られる。
【００６０】
時刻ｔ１２において、ＦＥＴ１６が短絡故障したものとする。この場合、昇圧チョッパ回路１２０の出力電圧（平滑電圧Ｖｄｃ）が、ＬＥＤアレイ２００、インダクタ１５、短絡したＦＥＴ１６及び電流検出抵抗２０に印加される。ここで、コンデンサ４１及びダイオード４２は、短絡したＦＥＴ１６によって実質的に短絡されるため、コンデンサ１１及び４５の電圧は充電されずに減少する。
【００６１】
時刻ｔ１３において、コンデンサ１１の電圧が制御ＩＣ９の動作停止電圧Ｖｏｆｆを下回ると、制御ＩＣ９が動作を停止し、これによりＦＥＴ６のスイッチング動作が停止する。ＦＥＴ６がスイッチング動作を停止すると、インダクタ５及びＦＥＴ６による昇圧動作が停止し、平滑電圧ＶｄｃがＬＥＤアレイ２００、インダクタ１５、短絡したＦＥＴ１６及び電流検出抵抗２０によって放電され、低下していく。平滑電圧Ｖｄｃが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値以上である間においてはダイオード７がオフするためにサイリスタ２１には通過電流（保持電流）が供給されず、インダクタ１５における電流変化もないために補助巻線１５ｓからのトリガ電流も供給されなくなり、サイリスタ２１はオフ状態となる。なお、ＦＥＴ６及びダイオード７がオフしている間にはサイリスタ２１及びＰＴＣサーミスタ２２に電流は流れない。
【００６２】
時刻ｔ１４において、平滑電圧Ｖｄｃが電源入力電圧Ｖｉｎのピーク値まで低下する。これにより、ダイオード７がオンする期間が発生し、入力電流がＰＴＣサーミスタ２２を介して流れ始め、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が自己発熱によって上昇する。したがって、ＰＴＣサーミスタ２２によって入力電流が制限されるとともに、その電圧降下によって平滑電圧Ｖｄｃはさらに低下する。
【００６３】
そして、時刻ｔ１５において、平滑電圧ＶｄｃがＬＥＤアレイ２００の順方向電圧Ｖｆを下回ると、ＬＥＤアレイ２００は消灯する。その後、ＰＴＣサーミスタ２２の自己発熱による抵抗値と入力電流との関係が均衡し、平滑電圧Ｖｄｃが充分に低い状態での保護状態が維持される。
【００６４】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯装置１００は、入力電流が供給されるインダクタ５、ＦＥＴ６及び制御ＩＣ９を含み、ＦＥＴ６のスイッチング動作によってインダクタ５の入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路１２０と、インダクタ１５、ＦＥＴ１６及び制御ＩＣ１９を含み、昇圧チョッパ回路１２０の出力電圧Ｖｄｃがインダクタ１５、ＦＥＴ１６及びＬＥＤアレイ２００の直列回路に印加されるように構成され、かつ電源入力電圧Ｖｉｎの降下電圧が制御ＩＣ１９の起動電源として供給されるように構成された降圧チョッパ回路１３０と、昇圧チョッパ回路１２０の入力電流経路に挿入接続されたサイリスタ２１、サイリスタ２１に並列接続されたＰＴＣサーミスタ２２、及びインダクタ１５に設けられた補助巻線１５ｓに発生する電圧に基づいてサイリスタ２１にトリガ電流を供給するトリガ回路２３〜２６を含む抑制回路１４０と、ＦＥＴ１６のスイッチング動作に応じて、制御ＩＣ９の動作を可能とする制御電源Ｖｃｃを供給する補助電源／保護回路１５５を備える。
【００６５】
これによると、補助電源／保護回路１５５が、ＦＥＴ１６のスイッチング動作に応じて、制御ＩＣ９の動作を可能とする制御電源Ｖｃｃを生成する。これにより、ＦＥＴ１６の短絡故障によって制御電源Ｖｃｃの生成が停止すると、制御ＩＣ９の動作及びＦＥＴ６のスイッチング動作が停止する。すなわち、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上記故障モードにおいてＬＥＤアレイ２００への過電力印加の継続を確実に防止することができるＬＥＤ点灯装置１００及びそれを含む高い信頼性のＬＥＤ照明装置３００が実現される。また、制御電源生成のための回路と保護動作のための回路とが補助電源／保護回路１５５に統合された構成によって、回路構成の簡素化が可能となる。
【００６６】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６７】
（１）抑制回路１４０の接続位置の変形
上記各実施形態では、抑制回路１４０が、昇圧チョッパ回路１２０の主電流経路のうちの入力電流経路（すなわち、昇圧チョッパ回路１２０の前段）に挿入される構成を示した。一方、図６に示すように、抑制回路１４０は、昇圧チョッパ回路１２０のダイオード７の位置（すなわち、インダクタ５とＦＥＴ６の接続点と平滑コンデンサ８との間）に配置されてもよい。またさらに、図７に示すように、ＰＴＣサーミスタ２２とダイオード７の直列回路がサイリスタ２１に並列接続されるようにしてもよく、これにより定常状態におけるダイオード７の損失を実質的になくすことができ、効率が向上し得る。なお、図６及び図７に示す例では、第１の実施形態を基に本変形例が構成されているが、本変形例は第１の実施形態の変形例及び第２の実施形態を基にしても同様に構成され得る。
【００６８】
（２）抑制回路１４０のトリガ回路の変形
上記各実施形態では、トリガ回路において、ダイオード２３が補助巻線５ｓ又は１５ｓの一端に接続され、サイリスタ２１へのトリガ電流が補助巻線電圧の半波整流電圧から供給される構成を示した。一方、ダイオード２３の代わりにダイオードブリッジが補助巻線５ｓ又は１５ｓの両端に接続され、サイリスタ２１へのトリガ電流が補助巻線電圧の全波整流電圧から供給されるようにしてもよい。
【００６９】
（３）各素子に関する変形
上記各実施形態において、抵抗素子２２としてＰＴＣサーミスタを用いた。これにより、上述した保護動作中の消費電力を低減できる。一方、抵抗素子２２としてＰＴＣサーミスタの代わりに、例えば、セメント抵抗などの固定抵抗器を用いる構成も可能である。また、スイッチング素子６及び１６としてＭＯＳＦＥＴを用いる構成を示したが、スイッチング素子６及び１６はＩＧＢＴなどの他の種類のトランジスタであってもよい。また、スイッチング素子１６は、制御ＩＣ１９に内蔵されていてもよい。また、スイッチ素子３１としてＭＯＳＦＥＴを用い、スイッチ素子３６としてバイポーラトランジスタを用いる構成を示したが、各回路定数を適宜設定することによって、スイッチ素子３１及び３６をＭＯＳＦＥＴ又はバイポーラトランジスタのいずれとすることもできる。
【符号の説明】
【００７０】
５、１５  インダクタ
５ｓ、１５ｓ  補助巻線
６、１６  スイッチング素子（ＦＥＴ）
９、１９  駆動制御部（制御ＩＣ）
２１  サイリスタ
２２  抵抗素子（ＰＴＣサーミスタ）
２３〜２６  トリガ回路
１００  ＬＥＤ点灯装置
１２０  昇圧チョッパ回路
１３０  降圧チョッパ回路
１４０  抑制回路
１５０  保護回路
１５５  補助電源／保護回路
２００  ＬＥＤアレイ
３００  ＬＥＤ照明装置
【図１】
2018120697.tif 000003
【図２】
2018120697.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018120697.tif 000007
【図６】
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【図７】
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