(57)【要約】【課題】既存の白熱灯用電子トランスに接続して使用するＬＥＤ用電源回路であって、当該電子トランスのインバータ回路が発振できない、あるいは発振が停止するのを回避して、ＬＥＤを定常点灯させることのできるＬＥＤ用電源回路を提供する。【解決手段】ＬＥＤ用電源回路１０を、電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉを整流する整流回路１８と、整流回路１８から出力された直流電圧Ｖｄｃを受けて、ＬＥＤ１６に対して定電流を供給する定電流回路２０と、整流回路１８の一次側において、整流回路１８に並列接続された抵抗４２を有する起動回路２２とで構成することにより、上記課題を解決することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のスイッチング素子と、前記一対のスイッチング素子を自励発振によって交互にオン・オフさせる帰還トランスとを有するインバータ回路を備える電子トランスから出力された交流電圧を整流し、然る後、ＬＥＤに対して定電流を供給するＬＥＤ用電源回路であって、
前記電子トランスから出力された交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された直流電圧を受けて、前記ＬＥＤに対して定電流を供給する定電流回路と、
前記整流回路の一次側において、前記整流回路に並列接続された抵抗を有する起動回路とを備えていることを特徴とするＬＥＤ用電源回路。
【請求項２】
前記起動回路は、前記抵抗に対して直列に接続されたインダクタを更に有していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ用電源回路。
【請求項３】
前記起動回路は、前記抵抗を構成する少なくとも２つの抵抗体と、リレーとを有しており、
前記リレーは、前記２つの抵抗体のいずれか一方をバイパス状態として他方を使用するか、両者を非バイパス状態として使用するかを切り替えることにより、あるいは互いに抵抗値の異なる前記２つの抵抗体における一方の前記抵抗体をバイパスするとともに他方の前記抵抗体を非バイパス状態にして使用するように切り替えることにより、前記スイッチング素子が発振を開始した後における前記抵抗の抵抗値を、前記スイッチング素子が発振を開始する前における前記抵抗の抵抗値よりも大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ用電源回路。
【請求項４】
前記起動回路における前記抵抗は、ＰＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の白熱灯用電子トランスに接続して発光ダイオード等のランプを点灯させるＬＥＤ用電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱球を使用したスポットライトとして、従来から、１２Ｖの電圧で点灯するハロゲンランプが一般的に使用されており、このようなハロゲンランプを点灯させるため、商用交流電源（１００Ｖ、５０あるいは６０Ｈｚ）からの交流電圧を１２Ｖまで降圧してハロゲンランプに供給する電子トランスが使用されている（このような電子トランスに関係する発明の例として、特許文献１を挙げることができる。）。
【０００３】
一般的な電子トランス１は、図７に示すように、大略、商用交流電圧Ｖｉｎを整流する整流回路２と、整流回路２の二次側に接続された自励発振式のインバータ回路３と、整流回路２およびインバータ回路３の間に取り付けられ、インバータ回路３の発振を開始させるためのトリガ回路４とで構成されている。
【０００４】
図示したインバータ回路３は、いわゆるハーフブリッジ形であり、トリガ回路４から延びる一対の出力ライン５ａ、５ｂの間において、互いに直列に接続された２個のコンデンサＣ１、Ｃ２と、２個のスイッチング素子（この例ではトランジスタが用いられている）Ｑ１、Ｑ２と、これら２個のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励発振により交互にオン・オフさせる帰還トランスＴ１と、二次側にハロゲンランプ等の白熱灯６が接続される出力トランスＴ２とで構成されている。
【０００５】
また、トリガ回路４は、両端間の電圧がトリガ電圧に達することによって導通状態になるトリガ素子Ｑ３と、整流回路２から延びる一対の出力ライン５ａ、５ｂの間において、互いに直列に接続されたトリガ用抵抗Ｒ１およびトリガ用コンデンサＣ３とで構成されている。
【０００６】
この電子トランス１によれば、商用交流電源７からの交流電圧Ｖｉｎは、整流回路２で整流されて脈流の直流電圧となり、インバータ回路３にて高周波の交流電圧Ｖａｃに変換された後、出力トランスＴ２で適切な電圧Ｖｉ（例えば、１２Ｖ）まで降圧されて白熱灯６に供給される。
【０００７】
ところで、最近、白熱灯に比べて消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）の使用範囲が、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとして急速に広まっており、また、白熱灯の代替としてＬＥＤを使用したいというニーズも高まっている。
【０００８】
上述した白熱灯用の電子トランス１にＬＥＤを直接接続したとしてもＬＥＤを適切に点灯させることはできない（例えば、電子トランス１にＬＥＤを直接接続すると、ＬＥＤに大電流が流れることによって当該ＬＥＤが破損するおそれがある。）ことから、白熱灯の代替としてＬＥＤを使用する場合、図８に示すように、電子トランス１とＬＥＤ８との間には、電子トランス１から供給された高周波・低電圧の交流電圧Ｖｉを整流するとともに、ＬＥＤ８に対して定電流を供給するＬＥＤ用電源回路９が取り付けられる。
【０００９】
ＬＥＤ用電源回路９は、例えば、電子トランス１からの交流電圧Ｖｉを整流する整流回路Ｘと、整流回路Ｘからの直流電圧を受けて、ＬＥＤ８に定電流を供給する定電流回路Ｙとで構成されている。また、整流回路Ｘは、４つのダイオードＤ５〜Ｄ８で構成された全波整流用のダイオードブリッジＸ１と、当該ダイオードブリッジＸ１の二次側において並列に取り付けられた平滑用コンデンサＣ４とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１９８３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、既存の電子トランス１は、ＬＥＤ８に比べて電力消費量が大きなハロゲンランプ（例えば、５０Ｗ）を点灯するのに適した回路設計がなされており、このような電子トランス１にＬＥＤ用電源回路９を接続してＬＥＤ８を点灯させた場合、ＬＥＤ８の電力消費量が小さい（例えば、１０Ｗ）ことから、電子トランス１には、白熱灯の点灯に使用されることを前提とした本来の設計電流値よりも小さな電流しか流れないことになる。
【００１２】
加えて、ＬＥＤ８は「ダイオード」であるから、白熱灯のような「抵抗」とは異なり、順方向電圧が印加されることで電流が流れる非線形性を有している。このため、電子トランス１に流れる電流は、商用交流電源７から出力される交流電圧Ｖｉｎの半サイクル中において一時的に著しく低下することになる。すなわち、ＬＥＤ８の順方向電圧（ＬＥＤ１灯当たり例えば３Ｖであり、図８に示すようにＬＥＤが２灯の場合は約６Ｖ）を考慮すると、電子トランス１の出力電圧Ｖｉが上記順方向電圧（約６Ｖ）よりも小さい期間は、電流がほとんど流れない。
【００１３】
このように、電子トランス１に流れる電流値が低下した場合、インバータ回路３の自励発振用のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の増幅率が低下し、当該スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振できない、あるいは発振が停止して、ＬＥＤ８が点灯しない、あるいは点灯した後で不所望に消灯してしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、既存の白熱灯用電子トランスに接続して使用するＬＥＤ用電源回路であって、当該電子トランスのインバータ回路が発振できない、あるいは発振が停止するのを回避して、ＬＥＤを定常点灯させることのできるＬＥＤ用電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載した発明は、「一対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、前記一対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励発振によって交互にオン・オフさせる帰還トランスＴ１とを有するインバータ回路３を備える電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉを整流し、然る後、ＬＥＤ１６に対して定電流を供給するＬＥＤ用電源回路１０であって、
前記電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉを整流する整流回路１８と、
前記整流回路１８から出力された直流電圧Ｖｄｃを受けて、前記ＬＥＤ１６に対して定電流を供給する定電流回路２０と、
前記整流回路１８の一次側において、前記整流回路１８に並列接続された抵抗４２を有する起動回路２２とを備えていることを特徴とするＬＥＤ用電源回路１０」である。
【００１６】
この発明によれば、電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉは、互いに並列に接続された整流回路１８と起動回路２２とに印加される。そして、整流回路１８（および当該整流回路１８の二次側に接続された定電流回路２０）には、ＬＥＤ１６の消費電力量に応じた電流Ｉｒｅが流れるとともに、起動回路２２にも、当該起動回路２２における抵抗４２の抵抗値に応じた電流Ｉｓｔが流れる。これにより、電子トランス１４には、整流回路１８および定電流回路２０に流れる電流Ｉｒｅと、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔとを合わせた電流Ｉｔｒが流れることとなる。
【００１７】
したがって、ＬＥＤ１６の消費電力量が小さいことから整流回路１８および定電流回路２０に流れる電流Ｉｒｅが小さい場合には、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を小さくして当該起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔを大きくすることにより、電子トランス１４に流れる電流Ｉｔｒを当該電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振できない、あるいは発振が停止するような電流値よりも大きくして、ＬＥＤ１６を定常点灯させることができる。
【００１８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のＬＥＤ用電源回路１０に関し、「前記起動回路２２は、前記抵抗４２に対して直列に接続されたインダクタ４４を更に有している」ことを特徴とする。
【００１９】
起動回路２２を抵抗４２とコイル等のインダクタ４４とを直列に接続して構成することにより、起動回路２２を抵抗４２のみで構成する場合に比べて、抵抗４２の抵抗値を大きくすることができる。換言すれば、インダクタ４４を加えることにより、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔが（抵抗４２のみで構成する場合に比べて）小さくなっても電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を発振させ続けることができる。これにより、起動回路２２における消費電力量を小さくすることができる。
【００２０】
なお、インダクタ４４を加えることによって起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔが小さくなってもスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を発振させることができる理由については未だ明らかになっていないが、次のような理由が考えられる。
【００２１】
すなわち、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が自励発振しようとして極性が変化する際、インダクタ４４に蓄積されたエネルギーによって起動回路２２の端子間に起電力が発生し、これが電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を誘起させることにより、当該スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を促進させることができるからである。
【００２２】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載したＬＥＤ用電源回路１０に関し、「前記起動回路２２は、前記抵抗４２を構成する少なくとも２つの抵抗体４６ａ、４６ｂと、リレー４８とを有しており、
前記リレー４８は、前記２つの抵抗体４６ａ、４６ｂいずれか一方をバイパス状態として他方を使用するか、両者を非バイパス状態として使用するかを切り替えることにより、あるいは互いに抵抗値の異なる前記２つの抵抗体４６ａ、４６ｂにおける一方の前記抵抗体をバイパスするとともに他方の前記抵抗体を非バイパス状態にして使用するように切り替えることにより、前記スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後における前記抵抗４２の抵抗値を、前記スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前における前記抵抗４２の抵抗値よりも大きくする」ことを特徴とする。
【００２３】
本発明は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する際に必要な電流Ｉｔｒの電流値と、発振を開始した後、発振を維持するのに必要な電流Ｉｔｒの電流値とを比較すると、後者の方が小さいことを利用したものである。
【００２４】
すなわち、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前において、起動回路２２のリレー４８が抵抗４２を構成する２つの抵抗体４６ａ、４６ｂのいずれか一方をバイパス状態として他方を使用することにより、抵抗４２の抵抗値が小さくなって起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔの電流値が大きくなり、その結果、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する際に十分な電流Ｉｔｒが流れる。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後において、リレー４８が上記バイパス状態を解除する（＝両者を非バイパス状態として使用する）ことにより、抵抗４２の抵抗値が（発振開始前に比べて）大きくなって起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔの電流値が小さくなり、その結果、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を維持しつつ、起動回路２２における消費電力量を低減させることができる。もちろん、互いに抵抗値の異なる２つの抵抗体４６ａ、４６ｂの一方の抵抗体をバイパスするとともに他方の抵抗体を非バイパス状態にして使用するように切り替えて抵抗４２の抵抗値を上述のように変化させてもよい。
【００２５】
請求項４に記載した発明は、請求項１または２に記載したＬＥＤ用電源回路１０に関し、「前記起動回路２２における前記抵抗４２は、ＰＴＣサーミスタである」ことを特徴とする。
【００２６】
ＰＴＣサーミスタとは、Positive Temperature Coefficientサーミスタの略であり、印加される電圧の増加により、ＰＴＣサーミスタ自身の温度が自己発熱（あるいは周囲温度の上昇）によって上昇し、これとともに抵抗値が増大するという性質を有する抵抗体のことである。
【００２７】
起動回路２２の抵抗４２としてこのＰＴＣサーミスタを用いることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前、すなわちＬＥＤ用電源回路１０が未だ通電されておらずＰＴＣサーミスタ自身の温度が低いときには、ＰＴＣサーミスタの抵抗値は小さいことから、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔは大きく、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する際に十分な電流Ｉｔｒを流すことができる。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後には、ＰＴＣサーミスタに印加される電圧が増加していくとともに（あるいはＬＥＤ用電源回路１０全体の温度が上昇することにより）ＰＴＣサーミスタ自身の温度が上昇し、これに伴いＰＴＣサーミスタの抵抗値も大きくなる。これにより、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔは小さくなるので、起動回路２２における消費電力量を低減させることができる。
【００２８】
このようにＰＴＣサーミスタを用いることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前後でＰＴＣサーミスタ自身の温度が上昇して、当該ＰＴＣサーミスタの抵抗値が増加する性質を利用することにより、抵抗値を変化させるために複雑な回路を設ける必要がなく、簡単な回路構成でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前後における抵抗値を変化させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
既存の白熱灯用電子トランスを用いてＬＥＤを点灯させる際、本発明のＬＥＤ用電源回路を電子トランスとＬＥＤとの間に取り付けることにより、ＬＥＤに流れる電流が小さい場合であっても、当該電子トランスのインバータ回路が発振できない、あるいは発振が停止するのを回避して、ＬＥＤを定常点灯させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のＬＥＤ用電源回路を示す図である。
【図２】本発明のＬＥＤ用電源回路に関する他の実施例を示す図である。
【図３】本発明のＬＥＤ用電源回路に関する他の実施例を示す図である。
【図４】本発明のＬＥＤ用電源回路に関する他の実施例を示す図である。
【図５】本発明のＬＥＤ用電源回路に関する他の実施例を示す図である。
【図６】本発明のＬＥＤ用電源回路に関する他の実施例を示す図である。
【図７】従来技術の電子トランスを示す図である。
【図８】従来技術のＬＥＤ用電源回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を適用したＬＥＤ用電源回路１０について、図面を用いて説明する。図１は本実施例のＬＥＤ用電源回路１０を示す図である。
【００３２】
ＬＥＤ用電源回路１０は、商用交流電源１２から電子トランス１４を介して入力された交流電圧Ｖｉを整流し、定電流をＬＥＤ１６に供給する回路であり、大略、整流回路１８と、定電流回路２０と、起動回路２２とで構成されている（なお、商用交流電源１２から電子トランス１４に供給される交流電圧を「Ｖｉｎ」とする。）。
【００３３】
なお、本実施例では２つのＬＥＤ１６ａ、１６ｂを順方向に直列接続したＬＥＤ１６を使用している。なお、使用するＬＥＤの種類および個数に関する限定は特にないが、ＬＥＤ１６の順方向電圧（複数のＬＥＤを直列に接続した場合は各ＬＥＤの順方向電圧の総和）は電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉ以下にしなければならない。
【００３４】
整流回路１８は、上述のように、電子トランス１４から出力された交流電圧Ｖｉを脈流の直流電圧Ｖｄｃに整流する回路であり、本実施例では、交流電圧Ｖｉを全波整流して脈流の直流電圧に変換する、４つのダイオード２４ａ〜２４ｄで構成されたフルブリッジ回路２６と、フルブリッジ回路２６の二次側において並列に接続された平滑用コンデンサ２８とを備えている。なお、商用交流電源１２から供給された交流電圧Ｖｉの利用効率は悪くなるが、上記全波整流回路に替えて半波整流回路を使用することもできる。
【００３５】
フルブリッジ回路２６を構成する４つのダイオード２４ａ〜２４ｄには、高周波用ダイオードとしてのショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）あるいはファーストリカバリーダイオード（ＦＲＤ）が使用される。
【００３６】
平滑用コンデンサ２８は、必要に応じて設けられる、フルブリッジ回路２６から供給される脈流の直流電圧をより平滑にすると同時に定電流回路２０から発生するスイッチングノイズを低減するコンデンサであり、その種類としては、例えば、温度特性の良好なフィルムコンデンサ等が用いられる。
【００３７】
定電流回路２０は、整流回路１８の二次側においてこれと並列に取り付けられており、整流回路１８で整流された脈流の直流電圧を受けて、これを必要に応じて降圧した後、ＬＥＤ１６に定電流を供給するための回路であり、スイッチング用ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３０、高速ダイオード３２、および限流用インダクタ３４で構成されたＦＥＴスイッチング部３５と、電流検出用抵抗３６と、スイッチング動作用内部発振器を有し、ＦＥＴスイッチング部３５のスイッチング用ＦＥＴ３０をオン・オフ制御するＰＷＭ（パルス幅制御）回路３８とで構成されている。
【００３８】
この定電流回路２０は、ＬＥＤ１６の点灯電流を電流検出用抵抗３６にてセンス電圧（電流検出用抵抗３６のセンス電圧＝点灯電流×電流検出用抵抗３６の抵抗値）として検出し、当該センス電圧に対応してＰＷＭ回路３８から出力されたパルス幅信号に応じてＦＥＴスイッチング部３５をスイッチング動作させ、これによってＦＥＴスイッチング部３５から出力される点灯電流をパルス幅制御して、ＬＥＤ１６に定常点灯電流を供給するようになっている。
【００３９】
もちろん、定電流回路２０は上述した回路に限られず、他のスイッチング回路や、３端子レギュレータあるいはトランジスタを用いた回路等、様々な方式の回路を用いることができる。
【００４０】
起動回路２２は、整流回路１８の一次側、すなわち電子トランス１４から出力された電圧Ｖｉを整流回路１８に給電する一対の給電ライン４０間において、整流回路１８に並列に接続された回路であり、本実施例では、抵抗４２のみで構成されている。もちろん、抵抗４２は、１つの抵抗体であってもよいし、複数の抵抗体を直列および／または並列に組み合わせたものであってもよい。
【００４１】
電子トランス１４は、商用交流電源１２からの交流電圧Ｖｉｎ（１００Ｖ、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）を高周波の降圧した電圧Ｖｉ（例えば、１２Ｖ）に変換する回路である。本実施例における電子トランス１４の構成は、［背景技術］において説明した一般的な電子トランス１の構成と同じであることから、当該電子トランス１の説明を援用し、ここでの説明を省略する。
【００４２】
次に、本実施例のＬＥＤ用電源回路１０を用いてＬＥＤ１６を点灯させたときの作用効果について説明する。
【００４３】
商用交流電源１２から出力された交流電圧（１００Ｖ、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）は、上述したように電子トランス１４において高周波の降圧した電圧Ｖｉ（例えば、１２Ｖ）に変換された後、ＬＥＤ用電源回路１０に供給される。ＬＥＤ用電源回路１０に供給された電圧Ｖｉは、整流回路１８と、当該整流回路１８に並列接続された起動回路２２（＝抵抗４２）とに印加される。
【００４４】
整流回路１８に印加された電圧Ｖｉは、整流回路１８におけるフルブリッジ回路２６で全波整流されて脈流の直流電圧となった後、平滑用コンデンサ２８でより平滑にされる。
【００４５】
整流回路１８から出力された脈流の直流電圧は定電流回路２０に入力され、当該定電流回路２０は、必要に応じて所定の電圧（例えば、数Ｖから十数Ｖ）まで降圧した定常点灯電流をＬＥＤ１６に供給し、ＬＥＤ１６が点灯する。ＬＥＤ１６が点灯しているとき、整流回路１８および定電流回路２０には、ＬＥＤ１６の消費電力量に応じた大きさの電流Ｉｒｅが流れる。
【００４６】
一方、起動回路２２（本実施例の場合は、抵抗４２）に電圧Ｖｉが印加されることにより、起動回路２２には、抵抗４２の抵抗値に応じた大きさの電流Ｉｓｔが流れることから、電子トランス１４には、整流回路１８および定電流回路２０に流れる電流Ｉｒｅと、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔとを合わせた電流Ｉｔｒが流れることとなる。
【００４７】
これにより、ＬＥＤ１６の消費電力量が小さく、整流回路１８および定電流回路２０に流れる電流Ｉｒｅが小さい場合であっても、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を小さくして当該起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔを大きくすることにより、電子トランス１４に流れる電流Ｉｔｒを当該電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振できない、あるいは発振が停止するような電流値よりも大きくして、ＬＥＤ１６を定常点灯させることができる。
【００４８】
具体例を示すと、電子トランス１４が１２Ｖ−５０Ｗの白熱灯（ハロゲンランプ）を点灯するために設計されたものである場合において、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を３０Ωに設定することにより、当該電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を問題なく発振させるとともに、発振状態を維持することができた。この場合、起動回路２２における消費電力量は約５Ｗであった。なお、抵抗４２の抵抗値を３０Ωよりも大きくすると（すなわち、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔの電流値が小さくなると）、当該スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を開始させることはできなかった。
【００４９】
上記実施例では、起動回路２２が抵抗４２のみで構成されている場合について説明したが、起動回路２２は、図２に示すように、抵抗４２と、コイル等のようにインダクタンスを有するインダクタ４４とを互いに直列に接続することによって構成してもよい。
【００５０】
起動回路２２を抵抗４２とインダクタ４４とを互いに直列に接続して構成することにより、起動回路２２を抵抗４２のみで構成する場合に比べて、当該抵抗４２の抵抗値を大きくすることができる。換言すれば、インダクタ４４を加えることにより、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔを、抵抗４２のみで構成する場合に比べて小さくしても、電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を発振させるとともに発振状態を維持し続けることができる。したがって、インダクタ４４を加えることにより、起動回路２２における消費電力量を小さくすることができる。
【００５１】
なお、インダクタ４４を加えることによって起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔが小さくなってもスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を発振させることができる理由については未だ明らかになっていないが、次のような理由が考えられる。
【００５２】
すなわち、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が自励発振しようとして極性が変化する際、インダクタ４４に蓄積されたエネルギーによって起動回路２２の端子間に起電力が発生し、これが電子トランス１４におけるインバータ回路３のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を誘起させることにより、当該スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を促進させることができるからである。
【００５３】
具体例を示すと、電子トランス１４が１２Ｖ−５０Ｗの白熱灯（ハロゲンランプ）を点灯するために設計されたものである場合において、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を５０Ω、インダクタ４４のインダクタンスを１００μＨに設定することにより、当該電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を問題なく発振させるとともに、発振状態を維持することができた。この場合、起動回路２２での消費電力量は約２Ｗであった。このように、インダクタ４４を加えることにより、抵抗４２のみで起動回路２２を構成した場合（抵抗４２の抵抗値＝３０Ω、消費電力量＝約５Ｗ）に比べて消費電力量を低減することができた。
【００５４】
なお、上記具体例における電子トランス１４のスイッチング周波数は５０ｋＨｚであり、インダクタ４４のインダクタンスが１００μＨである場合、そのリアクタンスは、２π×［スイッチング周波数］×［インダクタンス］＝２π×５０×１０3×１００×１０-6＝３１．４Ωとなる。上記具体例の場合、実験によるとリアクタンスは抵抗４２の抵抗値に近い（厳密な意味で「近い」ということではなく、「大きくずれない」という意味）値で効果的な動作をすることが見いだされた。仮に、リアクタンスが大きくなりすぎると起動電流が低下して発振し難くなり、逆にリアクタンスが小さすぎるとインダクタ４４に蓄積されるエネルギーが減少するので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を誘起させる効果が薄れる。
【００５５】
また、起動回路２２を、抵抗４２を構成する少なくとも２つの抵抗体４６ａ、４６ｂと、リレー４８とで構成し、リレー４８によって、抵抗体４６ａ、４６ｂのいずれか一方をバイパス状態として他方を使用するか、両者を非バイパス状態として使用するかを切り替えることにより、あるいは、２つの抵抗体４６ａ、４６ｂの抵抗値を互いに異なるものとし、一方の抵抗体をバイパスするとともに他方の抵抗体を非バイパス状態にして使用するように切り替えることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後における抵抗４２の抵抗値を、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前における抵抗４２の抵抗値よりも大きくしてもよい。もちろん、抵抗値を大きくした後でも、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振状態が維持される程度の抵抗値が選択されることは言うまでもない。
【００５６】
このような起動回路２２は、例えば図３に示すように、互いに直列に接続された２つの抵抗体４６ａ、４６ｂ（つまり、２つの抵抗体４６ａ、４６ｂで抵抗４２が構成されている。）と、１つのリレー４８とで構成することができる。
【００５７】
リレー４８は、電磁石５０と当該電磁石５０がオンオフすることによって開閉される継電部５２とを有している。また、電磁石５０に給電する一対の給電線５４が整流回路１８と定電流回路２０とを電気的に接続する一対の直流給電ライン５６にそれぞれ接続されている。
【００５８】
継電部５２からは３つの端子が出ており、共通端子５２ａは直列接続された２つの抵抗体４６ａ、４６ｂの間の接続点に接続されている。電磁石５０が励磁されたときに共通端子５２ａと導通し、励磁されていないときに開放される開放端子５２ｂは、どこにも接続されていない。電磁石５０が励磁されていないときに開放され、励磁されたときに共通端子５２ａと導通接続する接続端子５２ｃは、一方の抵抗体４６ａにおける、他方の抵抗体４６ｂと接続する側とは反対の端子が接続された側の給電ライン４０に接続されている。
【００５９】
これにより、電磁石５０が励磁されていないとき（すなわち、インバータ回路３におけるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前）において、共通端子５２ａは接続端子５２ｃに接続しており、抵抗体４６ａはバイパス（短絡）されている。そして、電磁石５０が励磁されているとき（すなわちインバータ回路３におけるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後）、共通端子５２ａは開放端子５２ｂに接続しており、抵抗体４６ａはバイパス（短絡）されず、抵抗体４６ｂと直列に接続されている。
【００６０】
このような起動回路２２を備えるＬＥＤ用電源回路１０を用いた場合、電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前は、整流回路１８と定電流回路２０との間における一対の直流供給ライン５６間に電圧Ｖｄｃが印加されておらず、リレー４８の電磁石５０が励磁されていないことから、継電部５２の共通端子５２ａは、接続端子５２ｃと導通状態になっている。このため、一方の抵抗体４６ａはバイパスされ、他方の抵抗体４６ｂの抵抗値に応じた電流Ｉｓｔ（電流値＝大、消費電力量＝大）が起動回路２２に流れることとなる。
【００６１】
電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後は、一対の直流給電ライン５６間に電圧Ｖｄｃが印加されるので、リレー４８の電磁石５０が励磁されて継電部５２の共通端子５２ａと接続端子５２ｃとは非導通状態になり、替わりに共通端子５２ａと開放端子５２ｂとが導通状態になることから、両方の抵抗体４６ａ、４６ｂの合計抵抗値に応じた電流Ｉｓｔ（電流値＝小、消費電力量＝小）が起動回路２２に流れる。
【００６２】
本実施例の起動回路２２によれば、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前には、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を小さくして（＝抵抗体４６ｂの抵抗値のみ）当該起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔの電流値を大きくすることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する際に十分な電流Ｉｔｒが流れるようにする。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後には、抵抗４２の抵抗値を（発振開始前に比べて）大きくして（＝抵抗体４６ａの抵抗値＋抵抗体４６ｂの抵抗値）起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔの電流値を小さくすることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を維持しつつ、起動回路２２における消費電力量を低減させることができる。
【００６３】
具体例を示すと、電子トランス１４が１２Ｖ−５０Ｗの白熱灯（ハロゲンランプ）を点灯するために設計されたものである場合において、一方の抵抗体４６ａの抵抗値を７０Ω、他方の抵抗体４６ｂの抵抗値を３０Ωに設定することにより、電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始時には、起動回路２２における抵抗４２の抵抗値を３０Ω（消費電力量約５Ｗ）とし、発振開始後は、同抵抗値を７０Ω＋３０Ω＝１００Ω（消費電力量約１．４Ｗ）として、起動回路２２における消費電力量を低減しつつ、発振状態を維持することができた。なお、リレー４８の電磁石５０で消費される電力は、０．１５Ｗと十分に小さいことから、リレー４８を用いたことによる消費電力量の増加は問題にならない。
【００６４】
さらに、図４に示すように、直列接続した２つの抵抗体４６ａ、４６ｂに加えて、インダクタ５８を直列に接続してもよい。
【００６５】
この場合、電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前は、上述のように、一方の抵抗体４６ａがバイパスされ、他方の抵抗体４６ｂとこれに直列接続されたインダクタ５８とによるＲ−Ｌ回路に電流Ｉｓｔが流れることになる。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後は、両抵抗体４６ａ、４６ｂとインダクタ５８とによるＲ−Ｌ回路となる。
【００６６】
具体例を示すと、電子トランス１４が１２Ｖ−５０Ｗの白熱灯（ハロゲンランプ）を点灯するために設計されたものである場合において、一方の抵抗体４６ａの抵抗値を１５０Ω、他方の抵抗体４６ｂの抵抗値を５０Ω、インダクタ５８のインダクタンスを１００μＨに設定することにより、電子トランス１４のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始時には、５０Ωの抵抗と１００μＨのインダクタンスとによるＲ−Ｌ回路で、起動回路２２における消費電力量が約２Ｗとなり、発振開始後は、２００Ω（＝１５０Ω＋５０Ω）の抵抗と１００μＨのインダクタンスとによるＲ−Ｌ回路で、消費電力量を約０．７Ｗに低減することができた。
【００６７】
また、抵抗４２を構成する抵抗体４６ａ、４６ｂの少なくとも一方にＰＴＣサーミスタ（Positive Temperature Coefficientサーミスタの略であり、印加される電圧の増加により、ＰＴＣサーミスタ自身の温度が自己発熱（あるいは周囲温度の上昇）によって上昇し、これとともに抵抗値が増大するという性質を有する抵抗体のこと）を用いることにより、リレー４８が不要となり、起動回路２２をより簡単な構成にすることができる。
【００６８】
図５には、ＰＴＣサーミスタの抵抗体４６ａと通常の抵抗体４６ｂとを互いに直列に接続した場合を示し、図６には、ＰＴＣサーミスタの抵抗体４６ａと通常の抵抗体４６ｂとを互いに並列に接続した場合を示す。なお、図示しないが、１つのＰＴＣサーミスタのみで抵抗４２を構成してもよい。
【００６９】
抵抗体４６ａにＰＴＣサーミスタを用いることにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する前で未だＰＴＣサーミスタ自身の温度が低いときには、ＰＴＣサーミスタの抵抗値は小さいことから、起動回路２２に流れる電流Ｉｓｔは大きく、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始する際に十分な電流Ｉｔｒを流すことができる。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振を開始した後には、ＰＴＣサーミスタに印加される電圧が増加していくとともに（あるいはＬＥＤ用電源回路１０全体の温度が上昇することにより）ＰＴＣサーミスタ自身の温度が上昇し、これに伴いＰＴＣサーミスタの抵抗値も大きくなる。これにより、起動回路に流れる電流Ｉｓｔは小さくなるので、起動回路２２における消費電力量を低減させることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…ＬＥＤ用電源回路
１２…商用交流電源
１４…電子トランス
１６…ＬＥＤ
１８…整流回路
２０…定電流回路
２２…起動回路
２４ａ〜２４ｄ…ダイオード
２６…フルブリッジ回路
２８…平滑用コンデンサ
３０…スイッチング用ＦＥＴ
３２…高速ダイオード
３４…限流用インダクタ
３５…ＦＥＴスイッチング部
３６…電流検出用抵抗
３８…ＰＷＭ回路
４０…給電ライン
４２…抵抗
４４…インダクタ
４６ａ、４６ｂ…抵抗体
４８…リレー
５０…電磁石
５２…継電部
５４…給電線
５６…直流給電ライン
５８…インダクタ
【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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