(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ点灯回路であって、
スイッチング素子及びトランスを有し、前記スイッチング素子のＰＷＭ駆動によってＬＥＤに直流電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
点灯信号と消灯信号を切り換えて出力する自動点滅器と、
前記点灯信号が出力される場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を前記ＬＥＤの順方向電圧以上に維持し、前記消灯信号が出力される場合には前記出力電圧を前記順方向電圧未満のリミッタ設定値に維持するように前記スイッチング素子をＰＷＭ駆動する制御回路と、
前記トランスに設けられた補助巻線に発生する電圧から第１の制御電圧を生成して前記自動点滅器及び前記制御回路に給電する補助電源回路と、
前記出力電圧から第２の制御電圧を生成して前記自動点滅器又は前記自動点滅器及び前記制御回路に給電するように構成されたレギュレータ回路と、
前記出力電圧が前記リミッタ設定値よりも高い場合に前記レギュレータ回路を非動作とし、前記出力電圧が前記リミッタ設定値に維持されている場合に前記レギュレータ回路を動作させる動作切換回路と
を備え、
前記動作切換回路が動作切換トランジスタを有し、前記リミッタ設定値より高くかつ前記順方向電圧未満の動作切換設定値について、前記動作切換トランジスタは前記出力電圧が前記動作切換設定値を超える場合にオン状態となり、前記出力電圧が前記動作切換設定値以下である場合にオフ状態となり、
前記レギュレータ回路が、前記動作切換トランジスタがオン状態の場合に非動作となり、前記動作切換トランジスタがオフ状態の場合に動作するように構成された、ＬＥＤ点灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ点灯回路において、
前記制御回路が、
前記点灯信号が出力される場合にはオフ状態となり、前記消灯信号が出力されかつ前記出力電圧が前記リミッタ設定値以上である場合にオン状態となるリミッタトランジスタを有する出力電圧リミッタ回路と、
前記リミッタトランジスタがオン状態である場合に前記ＰＷＭ駆動のオン幅を減少させ又は前記ＰＷＭ駆動を停止させ、前記リミッタトランジスタがオフ状態である場合に前記ＰＷＭ駆動のオン幅を増大させるように構成されたＰＷＭ制御回路と
を備えた、ＬＥＤ点灯回路。
【請求項３】
請求項２に記載のＬＥＤ点灯回路であって、
前記制御回路が、前記ＬＥＤに流れるＬＥＤ電流を検出する電流検出抵抗を更に備え、
前記点灯信号が出力される場合に、前記ＰＷＭ制御回路が、前記電流検出抵抗によって検出されるＬＥＤ電流が目標値に一致するように前記ＰＷＭ駆動のオン幅を決定するように構成された、ＬＥＤ点灯回路。
【請求項４】
ＬＥＤ点灯回路であって、
スイッチング素子及びトランスを有し、前記スイッチング素子のＰＷＭ駆動によってＬＥＤに直流電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
点灯信号と消灯信号を切り換えて出力する自動点滅器と、
前記点灯信号が出力される場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を前記ＬＥＤの順方向電圧以上に維持し、前記消灯信号が出力される場合には前記出力電圧を前記順方向電圧未満のリミッタ設定値に維持するように前記スイッチング素子をＰＷＭ駆動する制御回路と、
前記トランスに設けられた補助巻線に発生する電圧から第１の制御電圧を生成して前記自動点滅器及び前記制御回路に給電する補助電源回路と、
前記出力電圧から第２の制御電圧を生成して前記自動点滅器又は前記自動点滅器及び前記制御回路に給電するように構成されたレギュレータ回路と、
前記出力電圧が前記リミッタ設定値よりも高い場合に前記レギュレータ回路を非動作とし、前記出力電圧が前記リミッタ設定値に維持されている場合に前記レギュレータ回路を動作させる動作切換回路と
を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが高電位側出力線及び低電位側出力線を有し、
前記制御回路が、
前記高電位側出力線と前記低電位側出力線の間に直列に接続された高電位側の第１の抵抗及び低電位側の第２の抵抗、前記高電位側出力線と前記第２の抵抗の間にアノード端子を低電位側に向けて前記第１の抵抗に直列接続された第１のツェナーダイオード、制御端子が前記高電位側出力線から前記第１の抵抗及び前記第１のツェナーダイオードを介して給電されるリミッタトランジスタ、並びに前記点灯信号が出力される場合に前記リミッタトランジスタをオフする点滅制御トランジスタを有する出力電圧リミッタ回路と、
前記リミッタトランジスタがオン状態である場合に前記ＰＷＭ駆動のオン幅を減少させ又は前記ＰＷＭ駆動を停止させ、前記リミッタトランジスタがオフ状態である場合に前記ＰＷＭ駆動のオン幅を増大させるように構成されたＰＷＭ制御回路
を備え、
前記動作切換回路が、
前記高電位側出力線と前記低電位側出力線の間に直列に接続された高電位側の第３の抵抗及び低電位側の第４の抵抗、前記高電位側出力線と前記第４の抵抗の間にアノード端子を低電位側に向けて前記第３の抵抗に直列接続された第２のツェナーダイオード、並びに制御端子が前記高電位側出力線から前記第３の抵抗及び前記第２のツェナーダイオードを介して給電される動作切換トランジスタを有し、
前記第１のツェナーダイオードのツェナー電圧が前記リミッタ設定値に設定され、前記第２のツェナーダイオードのツェナー電圧が前記リミッタ設定値より高くかつ前記順方向電圧未満の動作切換設定値に設定され、
前記レギュレータ回路が、前記動作切換トランジスタがオン状態の場合に非動作となり、前記動作切換トランジスタがオフ状態の場合に動作するように構成された、ＬＥＤ点灯回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯回路において、前記リミッタ設定値が４５Ｖ以下である、ＬＥＤ点灯回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯回路と、前記ＬＥＤ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、自動点滅器付きのＬＥＤ点灯回路及びＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、照度センサを有する照明装置を開示する。この照明装置は、外部電源電圧を変換してＬＥＤに供給する電源電圧変換部と、照度センサの検出に基づいて電源電圧変換部を制御するセンサ制御部と、外部電源入力部と電源電圧変換部との間に外部電源電圧よりも低い電圧を照度センサ及びセンサ制御部に供給するセンサ電源部を備える。電源電圧変換部と照度センサとは共通の基板に設けられる。制御回路において、照度センサによって検出された照度が基準値より高い場合に、センサ制御部が電源電圧変換部のドライバを制御してＬＥＤへの直流電圧の供給を停止し、ＬＥＤを消灯させる。このように、照度センサを有する自動点滅器付きのＬＥＤ点灯回路が知られている。
【０００３】
ところで、所定の直流電力をＬＥＤに供給するスイッチング電源からなるコンバータ回路において、例えば絶縁型のフライバックコンバータのように、コンバータ回路の一次側のスイッチング動作のための基準電位と、二次側の検出及び制御動作のための基準電位とが異なる場合がある。二次側には自動点滅器及び点灯制御用の回路が含まれる。このような二次側回路のための制御電源を生成する構成として、例えば、コンバータ回路のトランスの補助巻線に発生する電圧を整流平滑して利用する構成（例えば、特許文献２参照）及びコンバータ回路の出力電圧を降圧して利用する構成（例えば、特許文献３参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１６４６４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０３３３６号公報
【特許文献３】特開２０１１−２００１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、コンバータ回路のトランス補助巻線の電圧を整流平滑して制御電源を生成する構成においては、ＬＥＤ消灯時の軽負荷状態においてコンバータ回路の駆動が低減されることに伴い、補助巻線から得られる制御電源も低下し得る。そのため、消灯時に、ＬＥＤ点灯回路に含まれる自動点滅器及び制御回路の制御電源が充分に確保されない可能性がある。一方、コンバータ回路の出力電圧を降圧して制御電源を生成する構成においては、ＬＥＤ点灯時にコンバータ回路の出力電圧がＬＥＤの順方向電圧以上になることに起因して、出力電圧から制御電圧への降圧構成において損失が増大する。そのため、ＬＥＤ点灯時の回路効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、自動点滅器付きのＬＥＤ点灯回路及びそれを用いたＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ点灯時の損失を増加させることなくＬＥＤ消灯時に安定した制御電源を自動点滅器等に供給することを可能とする構成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】
【０００７】
本発明のＬＥＤ点灯回路は、スイッチング素子及びトランスを有し、スイッチング素子のＰＷＭ駆動によってＬＥＤに直流電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、点灯信号と消灯信号を切り換えて出力する自動点滅器と、点灯信号が出力される場合にはＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をＬＥＤの順方向電圧以上に維持し、消灯信号が出力される場合には出力電圧を順方向電圧未満のリミッタ設定値に維持するようにスイッチング素子をＰＷＭ駆動する制御回路と、トランスに設けられた補助巻線に発生する電圧から制御電圧を生成して自動点滅器及び制御回路に給電する補助電源回路と、出力電圧から制御電圧を生成して自動点滅器又は自動点滅器及び制御回路に給電するように構成されたレギュレータ回路と、出力電圧がリミッタ設定値よりも高い場合にレギュレータ回路を非動作とし、出力電圧がリミッタ設定値に維持されている場合にレギュレータ回路を動作させる動作切換回路とを備える。
【０００８】
上記ＬＥＤ点灯回路によると、スイッチング素子のＰＷＭ駆動量が大きくかつ出力電圧と制御電圧の電位差が大きい点灯時には、補助電源回路によってトランス補助巻線から制御電圧が生成されて自動点滅器等が給電されるとともに、レギュレータ回路が非動作とされる。一方、スイッチング素子のＰＷＭ駆動量が小さくかつ出力電圧と制御電圧の電位差が小さい消灯時にはレギュレータ回路によって出力電圧から制御電圧が生成されて自動点滅器等が給電される。これにより、自動点滅器付きのＬＥＤ点灯回路において、ＬＥＤ点灯時の損失を増加させることなくＬＥＤ消灯時に安定した制御電源を自動点滅器等に供給することが可能となる。
【０００９】
ここで、動作切換回路が動作切換トランジスタを有し、リミッタ設定値より高くかつ順方向電圧未満の動作切換設定値について、動作切換トランジスタは出力電圧が動作切換設定値を超える場合にオン状態となり、出力電圧が動作切換設定値以下である場合にオフ状態となり、レギュレータ回路が、動作切換トランジスタがオン状態の場合に非動作となり、動作切換トランジスタがオフ状態の場合に動作するように構成されることが好ましい。このように、出力電圧によってレギュレータ回路の非動作／動作が決定され、この非動作／動作の境界を決定する出力電圧の動作切換設定値がリミッタ設定値より高くかつ順方向電圧未満に設定されるので、レギュレータ回路が点灯時に確実に非動作となるとともに消灯時に確実に動作する。
【００１０】
また、制御回路が、点灯信号が出力される場合にはオフ状態となり、消灯信号が出力されかつ出力電圧がリミッタ設定値以上である場合にオン状態となるリミッタトランジスタを有する出力電圧リミッタ回路と、リミッタトランジスタがオン状態である場合にＰＷＭ駆動のオン幅を減少させ又はＰＷＭ駆動を停止させ、リミッタトランジスタがオフ状態である場合にＰＷＭ駆動のオン幅を増大させるように構成されたＰＷＭ制御回路とを備えることが好ましい。これにより、簡素な構成でリミッタ設定値による定電圧制御が実現される。
【００１１】
またさらに、制御回路が、ＬＥＤに流れるＬＥＤ電流を検出する電流検出抵抗を備え、点灯信号が出力される場合に、ＰＷＭ制御回路が、電流検出抵抗によって検出されるＬＥＤ電流が目標値に一致するようにＰＷＭ駆動のオン幅を決定するように構成されることが好ましい。これにより、ＬＥＤ点灯時に定電流制御を行うための構成と、ＬＥＤ消灯時に定電圧制御及び制御電圧の生成を行うための構成とが適正に結合される。
【００１２】
一形態として、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２０）が高電位側出力線（Ｌ１）及び低電位側出力線（Ｌ０）を有し、制御回路（４０）が、高電位側出力線と低電位側出力線の間に直列に接続された高電位側の第１の抵抗（４５１）及び低電位側の第２の抵抗（４５３）、高電位側出力線と第２の抵抗の間にアノード端子を低電位側に向けて第１の抵抗に直列接続された第１のツェナーダイオード（４５２）、制御端子が高電位側出力線から第１の抵抗及び第１のツェナーダイオードを介して給電されるリミッタトランジスタ（４５５）並びに点灯信号が出力される場合にリミッタトランジスタをオフする点滅制御トランジスタ（４５０）を有する出力電圧リミッタ回路（４５）と、リミッタトランジスタがオン状態である場合にＰＷＭ駆動のオン幅を減少させ又はＰＷＭ駆動を停止させ、リミッタトランジスタがオフ状態である場合にＰＷＭ駆動のオン幅を増大させるように構成されたＰＷＭ制御回路（４１）とを備え、動作切換回路（６５）が、高電位側出力線と低電位側出力線の間に直列に接続された高電位側の第３の抵抗（６５１）及び低電位側の第４の抵抗（６５３）、高電位側出力線と第４の抵抗の間にアノード端子を低電位側に向けて第３の抵抗に直列接続された第２のツェナーダイオード（６５２）並びに制御端子が高電位側出力線から第３の抵抗及び第２のツェナーダイオードを介して給電される動作切換トランジスタ（６５０）を有し、第１のツェナーダイオードのツェナー電圧（ＺＶ１）がリミッタ設定値（Ｖ１）に設定され、第２のツェナーダイオードのツェナー電圧（ＺＶ２）がリミッタ設定値より高くかつ順方向電圧（Ｖｆ）未満の動作切換設定値（Ｖ２）に設定され、レギュレータ回路が、動作切換トランジスタがオン状態の場合に非動作となり、動作切換トランジスタがオフ状態の場合に動作するように構成される。この構成によると、第１及び第２のツェナーダイオードのツェナー電圧の設定により、消灯時のリミッタ設定値の設定とレギュレータ回路の非動作／動作を決定する動作切換設定値とを調整することが可能となり、設計容易性が高まる。特に、第２のツェナーダイオードのツェナー電圧が第１のツェナーダイオードのツェナー電圧よりも高いので、消灯時にレギュレータ回路が確実に動作する。
【００１３】
なお、リミッタ設定値が４５Ｖ以下であることが好ましい。これにより、ＬＥＤ消灯時にＬＥＤの交換が行われる場合にもユーザの安全が充分に確保される。
【００１４】
本発明のＬＥＤ照明装置は、上記のＬＥＤ点灯回路と、ＬＥＤとを備える。これにより、自動点滅器をＬＥＤ点灯回路の一部として備えるＬＥＤ照明装置において、低損失な点灯動作と安定した消灯動作との両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤ点灯回路及びＬＥＤ照明装置の回路図である。
【図２】本発明の一変形例によるＬＥＤ点灯回路の一部を示す図である。
【図３】本発明の他の変形例によるＬＥＤ点灯回路の一部を示す図である。
【図４】本発明の他の変形例によるＬＥＤ点灯回路の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に、本発明の実施形態によるＬＥＤ点灯回路１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置３の回路図を示す。ＬＥＤ点灯回路１及びＬＥＤ２によってＬＥＤ照明装置３が構成される。ＬＥＤ点灯回路１はスイッチング電源であり、交流電源ＡＣ（例えば商用電源）から入力される交流電圧を所定の直流電力に変換してＬＥＤ２に供給する。ＬＥＤ点灯回路１は後述の自動点滅器３０を有し、自動点滅器３０の動作によりＬＥＤ２が点灯及び消灯される。
【００１７】
ＬＥＤ点灯回路１は、整流回路１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、自動点滅器３０、制御回路４０、補助電源回路５０、レギュレータ回路６０及び動作切換回路６５を備える。なお、ＬＥＤ点灯回路１を構成する各要素が上記回路等のいずれに属するかは、説明の便宜上のものである。また、バイポーラトランジスタとして記載される各トランジスタはＭＯＳＦＥＴ、抵抗内蔵型トランジスタ等に適宜置き換えられてもよい。そして、ベース端子及びゲート端子を総称して制御端子ともいう。
【００１８】
整流回路１０は、ダイオードブリッジ１１及び入力コンデンサ１２を備える。交流入力電圧がダイオードブリッジ１１によって全波整流され、入力コンデンサ１２には脈流電圧が現われる。必要に応じて、ダイオードブリッジ１１の前段には電流ヒューズＦ１及びＦ２並びにノイズフィルタ（不図示）が接続される。なお、直流電源からの直流電圧がＬＥＤ点灯回路１に入力される場合には整流回路１０は不要である。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング素子２１（ＭＯＳＦＥＴ）、トランス２２、ダイオード２３及び出力コンデンサ２４を備え、スイッチング素子２１のＰＷＭ駆動によってＬＥＤ２に直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、本実施形態においては絶縁型フライバックコンバータからなり、力率改善機能を持つ、いわゆるワンコンバータ方式のフライバック回路を構成する。
【００２０】
スイッチング素子２１のオン期間にトランス２２の一次巻線によってエネルギーが蓄積され、スイッチング素子２１のオフ期間にそのエネルギーがトランス２２の二次巻線側からダイオード２３を介して出力コンデンサ２４に充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電力は、スイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオンデューティ（デューティ比）、一次巻線に対する二次巻線の巻数比等によって決まる。スイッチング素子２１は、後述するスイッチング制御用の制御ＩＣ４１０によって駆動される。
【００２１】
なお、以降の説明において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を単に「出力電圧」といい、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流を単に「出力電流」という。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の低電位側の出力配線を低電位側出力線Ｌ０とい、高電位側の出力配線を高電位側出力線Ｌ１という。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の一次側の基準電位（すなわち、入力コンデンサ１２の低電位電極の電位）を一次側グランドといい、二次側の基準電位（すなわち、低電位側出力線Ｌ０）を二次側グランドともいう。
【００２２】
自動点滅器３０は照度センサ３１及び点滅信号生成部３２を有し、本実施形態ではＬＥＤ点灯回路１の一部として構成される。ただし、自動点滅器３０が接続されていない（例えば、実装されていない）場合でも、ＬＥＤ点灯回路１はＬＥＤ２を点灯するための通常の点灯回路として機能する。自動点滅器３０は、低電位側出力線Ｌ０を基準電位として、ＬＥＤ点灯回路１の内部で生成される制御電源によって動作する。照度センサ３１は、例えば、ＬＥＤ照明装置３の上部であってＬＥＤ２の光が入射しない位置及び向きに設置され、ＬＥＤ照明装置３の周囲の環境照度を検知する。点滅信号生成部３２は、照度センサ３１によって検知される環境照度に基づいて点灯／消灯制御用の点滅制御信号Ｓを生成し、これを制御回路４０（後述の出力電圧リミッタ回路４５）に供給する。したがって、自動点滅器３０は、環境照度が低い夜間には点滅制御信号Ｓとして点灯信号を出力し、環境照度が高い日中には点滅制御信号Ｓとして消灯信号を出力する。本明細書においては、論理ハイの点滅制御信号Ｓが点灯信号であり、論理ローの点滅制御信号Ｓが消灯信号である。
【００２３】
なお、自動点滅器３０は、照度センサ３１の代わりに、時計又はタイマを備えていてもよい。この場合、所定時刻に、又は所定時間ごとに点灯信号と消灯信号とが切り換えられる。あるいは、自動点滅器３０は、照度センサ３１の代わりに、例えば赤外線センサからなる人感センサを備えていてもよい。この場合、人感センサが検知エリア内に人の存在を検知すると点灯信号が出力され、それ以外の場合には消灯信号が出力される。すなわち、いずれの場合であっても、自動点滅器３０は、所定の条件が満たされることに応じて、点灯信号と消灯信号とを切り換えて出力する。
【００２４】
制御回路４０はＰＷＭ制御回路４１、電流検出抵抗４２、出力電圧リミッタ回路４５を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力動作、すなわちスイッチング素子２１のＰＷＭ駆動を制御する。制御回路４０は、概略として、自動点滅器３０から点灯信号が出力される場合にＬＥＤ２を点灯させ、消灯信号が出力される場合にはＬＥＤ２を消灯させるとともに出力電圧を順方向電圧Ｖｆ未満のリミッタ設定値Ｖ１に維持するようにスイッチング素子２１の動作状態を制御する。
【００２５】
電流検出抵抗４２は低抵抗素子からなり、ＬＥＤ２の電流経路（低電位側出力線Ｌ０）に挿入接続される。電流検出抵抗４２に発生する電圧がＬＥＤ電流の電流検出値として後述の制御回路４０のＰＷＭ制御回路４１に入力される。
【００２６】
ＰＷＭ制御回路４１は、一次側グランドを基準電位とする一次側制御回路及び二次側グランド（低電位側出力線Ｌ０）を基準電位とする二次側制御回路を含む。
一次側制御回路は、制御ＩＣ４１０及びその周辺回路（不図示）並びにフォトカプラ４１６のフォトトランジスタ４１６ｔを含む。制御ＩＣ４１０は、一般的なＬＥＤドライバＩＣからなり、フォトトランジスタ４１６ｔの出力状態に応じたパルス幅のＰＷＭ駆動信号を生成し、それをスイッチング素子２１のゲート電圧として出力する。また、制御ＩＣ４１０は、補助電源回路５０から制御電源が給電される前に起動抵抗（不図示）を介して一次側回路の高電位側配線（ダイオードブリッジ１１の共通カソード端）から給電され、動作を開始又は維持することができる。本実施形態では、制御ＩＣ４１０及びその周辺回路は、フォトカプラ４１６のフォトダイオード電流及びフォトトランジスタ電流の増加に対してＰＷＭ駆動のオン幅が減少し、又はＰＷＭ駆動が停止するように構成されるものとする。
【００２７】
二次側制御回路は、例えば、オペアンプ４１１、抵抗４１２及び４１３、ダイオード４１４、抵抗４１５、及びフォトカプラ４１６のフォトダイオード４１６ｄを含み、全体として誤差増幅回路を形成する。なお、ダイオード４１４の代わりに抵抗が接続されていてもよい。オペアンプ４１１は制御電源Ｖｃｃから給電される。オペアンプ４１１の負入力端子（−）には、電流検出抵抗４２からの電流検出値が入力され、オペアンプ４１１の正入力端子（＋）には、ＬＥＤ電流の目標値に対応する基準電圧が入力される。この基準電圧は、出力電流の目標値に対応し、制御電源Ｖｃｃの抵抗４１２及び４１３による分圧値によって決定される。オペアンプ４１１の負入力端子と出力端子間には不図示の帰還素子（抵抗、コンデンサ、又はこれらの直列回路若しくは並列回路）が接続され、負入力端子電圧と正入力端子電圧の誤差が出力端子において出力される。オペアンプ４１１の出力はダイオード４１４を介してフォトダイオード４１６ｄのカソードに接続され、フォトダイオード４１６ｄのアノードは抵抗４１５を介して制御電源Ｖｃｃに接続される。
【００２８】
フォトカプラ４１６では、フォトダイオード４１６ｄに流れる電流に応じて、すなわち、フォトダイオード４１６ｄのカソード端の電圧に応じて出力フォトトランジスタ４１６ｔの出力状態が決定され、フォトトランジスタ４１６ｔの出力が入力信号として制御ＩＣ４１０に入力される。これにより、後述のトランジスタ４５５がオフ状態となる点灯時においては、オペアンプ４１１は、出力電流（電流検出値）が目標値（基準電圧）に一致するようにスイッチング素子２１のＰＷＭ制御におけるオン幅を決定することになる。すなわち、ＰＷＭ制御回路４１の特に二次側制御回路は、点灯時のＬＥＤ電流を定電流制御するように作用する。
【００２９】
出力電圧リミッタ回路４５は、トランジスタ４５０、抵抗４５１、ツェナーダイオード４５２、抵抗４５３、トランジスタ４５５及び抵抗４５６を含む。トランジスタ４５０のコレクタ端子はトランジスタ４５５のベース端子に接続され、トランジスタ４５０のエミッタ端子は低電位側出力線Ｌ０に接続される。抵抗４５１及び４５３は高電位側出力線Ｌ１と低電位側出力線Ｌ０の間に直列に接続され、ツェナーダイオード４５２は高電位側出力線Ｌ１と抵抗４５３の間に、アノード端子を低電位側に向けて抵抗４５１に直列接続される。トランジスタ４５５のベース端子は、高電位側出力線Ｌ１から抵抗４５１及びツェナーダイオード４５２を介して給電される。トランジスタ４５０のベース端子には、点滅信号生成部３２が接続され、点滅制御信号Ｓが入力される。トランジスタ４５５のコレクタ端子はフォトダイオード４１６ｄのカソード端に接続され、エミッタ端子は二次側グランド（低電位側出力線Ｌ０）に接続される。抵抗４５６は、自動点滅器３０が接続されない場合に、トランジスタ４５０をオン状態に維持して出力電圧リミッタ回路４５を動作させないようにするための抵抗である。本実施形態のように自動点滅器３０が接続される場合、抵抗４５６は、トランジスタ４５０のベース端子の電位をプルアップすることになるが、自動点滅器３０からの点滅制御信号Ｓ（特に点灯信号）によってトランジスタ４５０を駆動できる場合には省略されてもよい。
【００３０】
ここで、ツェナーダイオード４５２のツェナー電圧ＺＶ１は、ＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆ未満の値に設定される。これにより、トランジスタ４５５は、（トランジスタ４５０がオフ状態であるとして）出力電圧がツェナー電圧ＺＶ１を超える場合にオン状態となり、出力電圧がツェナー電圧ＺＶ１以下となる場合にオフ状態となる。
【００３１】
出力電圧リミッタ回路４５の動作は以下の通りである。  
点滅制御信号Ｓが論理ハイの場合、すなわち、点灯信号が出力される場合、トランジスタ４５０がオンされ、トランジスタ４５５がオフ状態に維持される。したがって、点灯時には、出力電圧リミッタ回路４５はＰＷＭ制御回路４１の定電流制御の動作に影響を与えない。
【００３２】
一方、点滅制御信号Ｓが論理ローの場合、すなわち、消灯信号が出力される場合、
（１）まず、トランジスタ４５０がオフされる。この時点では、出力電圧は順方向電圧Ｖｆ以上であるため、トランジスタ４５５が高電位側出力線Ｌ１から抵抗４５１及びツェナーダイオード４５２を介して給電されてオンされる。
（２）これにより、フォトカプラ４１６のフォトダイオード電流及びフォトトランジスタ電流は最大となり、一次側制御回路（制御ＩＣ４１０等）によってスイッチング素子２１のＰＷＭ駆動のオン幅が最小化され、又はＰＷＭ制御が停止される。
（３）その後、出力電圧が低下してＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆを下回るとＬＥＤ２が消灯する。
（４）出力電圧がツェナー電圧ＺＶ１以下となると、トランジスタ４５５がオフされる。この状態においては、二次側制御回路（オペアンプ４１１等）では電流目標値に対して電流検出値がゼロであるため、オペアンプ４１１の作用により出力電流を増加させるための動作、すなわちフォトダイオード４１６ｄのカソード端の電位を上昇させる動作が実行される。これにより、フォトダイオード電流及びフォトトランジスタ電流は最小（例えば、ゼロ）となり、一次側制御回路によってスイッチング素子２１のＰＷＭ駆動のオン幅が最大化され、出力電圧が上昇する。
（５）出力電圧がツェナー電圧ＺＶ１を超えると、トランジスタ４５５が再びオンされ、フォトダイオード電流及びフォトトランジスタ電流は最大となり、一次側制御回路によってスイッチング素子２１のＰＷＭ駆動のオン幅が最小化され、又はＰＷＭ駆動が停止される。
【００３３】
以降は、点灯信号が出力されるまで、上記の（４）及び（５）の動作が繰り返される。この（４）及び（５）の動作は比較的速い応答で実行されるので、結果として出力電圧がツェナー電圧ＺＶ１と実質的に同じ値で一定となるような定電圧制御が実行される。また、（５）の動作においてＰＷＭ駆動が停止される場合には、（４）及び（５）の動作の結果として、スイッチング素子２１は間欠発振状態となる。
【００３４】
出力電圧リミッタ回路４５による定電圧制御時の出力電圧の設定値（本実施形態ではツェナー電圧ＺＶ１とほぼ同じ値）をリミッタ設定値Ｖ１というものとする。なお、リミッタ設定値Ｖ１は、ＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆ未満であることを前提として、電気用品安全法（Ｊ６０５９８−１（Ｈ１４））における安全特別低電圧（ＳＥＬＶ）である４５Ｖ以下に設定されることが好ましい。これにより、ＬＥＤ点灯回路１の消灯動作が維持された状態においてＬＥＤ２の交換作業が行われる場合にも、作業者の安全が充分に確保される。言い換えると、ＬＥＤ照明装置３の主電源（すなわち、交流電源ＡＣ）をオフしなくても、ＬＥＤ消灯時のＬＥＤ２の安全な交換作業が実行される。
【００３５】
このように、制御回路４０において、出力電圧リミッタ回路４５のトランジスタ４５５は、消灯信号が出力されかつ出力電圧がリミッタ設定値Ｖ１以上である場合にオン状態となる。この消灯時において、ＰＷＭ制御回路４１は、トランジスタ４５５がオン状態である場合にスイッチング素子２１を最小のオン幅でＰＷＭ駆動し又は停止させ、トランジスタ４５５がオフ状態である場合にはスイッチング素子２１を最大のオン幅でＰＷＭ駆動する。これにより、簡素な構成でリミッタ設定値Ｖ１による定電圧制御が実現される。また、点灯信号が出力される場合に、ＰＷＭ制御回路４１は、電流検出抵抗４２によって検出されるＬＥＤ電流が目標値に一致するようにＰＷＭ駆動のオン幅を決定するように構成される。これにより、ＬＥＤ消灯時の定電圧制御のための構成と、ＬＥＤ点灯時の定電流制御のための構成とが適正に結合される。
【００３６】
補助電源回路５０は、一次側グランドを基準電位とする一次側回路として、トランス２２の一次側補助巻線ｓ１、ダイオード５０１及びコンデンサ５０２を有する。また、補助電源回路５０は、二次側グランドを基準電位とする二次側回路として、トランス２２の二次側補助巻線ｓ２、ダイオード５０３、コンデンサ５０４、定電圧回路５０５及びコンデンサ５０６を有する。補助電源回路５０は、スイッチング素子２１のスイッチング動作に基づいて自動点滅器３０及び制御回路４０の制御電源を生成する。
【００３７】
具体的には、一次側回路において、一次側補助巻線ｓ１に発生する電圧がダイオード５０１及びコンデンサ５０２によって整流及び平滑され、この平滑された電圧がＰＷＭ制御回路４１の一次側制御回路に制御電源として供給される。二次側回路において、二次側補助巻線ｓ２に発生する電圧がダイオード５０３及びコンデンサ５０４によって整流及び平滑され、定電圧回路５０５よって定電圧化され。コンデンサ５０６によって安定化される。定電圧回路５０５は、三端子レギュレータ、シリーズレギュレータ、ツェナーダイオード等である。これにより、制御電源Ｖｃｃ（「制御電圧Ｖｃｃ」ともいう）が生成され、自動点滅器３０、ＰＷＭ制御回路４１の二次側制御回路等が給電される。
【００３８】
レギュレータ回路６０は、トランジスタ６００、抵抗６０１、ツェナーダイオード６０２及びダイオード６０３を含み、シリーズレギュレータを構成する。トランジスタ６００のコレクタ端子が高電位側出力線Ｌ１に接続され、エミッタ端子がダイオード６０３のアノードに接続される。抵抗６０１はトランジスタ６００のコレクタ端子とベース端子の間に接続される。トランジスタ６００のベース端子はツェナーダイオード６０２のカソードに接続され、ツェナーダイオード６０２のアノードは低電位側出力線Ｌ０に接続される。ダイオード６０３のカソードはコンデンサ５０６の正極に接続される。
【００３９】
トランジスタ６００は、後述するように、点灯信号が出力されて動作切換回路６５のトランジスタ６５０がオン状態である場合にオフ状態に維持され、消灯信号が出力されてトランジスタ６５０がオフ状態である場合に動作可能となる。すなわち、レギュレータ回路６０は、消灯時のみ、出力電圧をツェナーダイオード６０２のツェナー電圧ＺＶ３に降圧して制御電源Ｖｃｃを生成する。これにより、消灯時に、電圧生成能力の低下した補助電源回路５０に代わってレギュレータ回路６０が自動点滅器３０及び制御回路４０に給電することができる。
【００４０】
動作切換回路６５は、トランジスタ６５０、抵抗６５１、ツェナーダイオード６５２、抵抗６５３及びベース抵抗６５４を含む。抵抗６５１及び６５３は高電位側出力線Ｌ１と低電位側出力線Ｌ０の間に直列に接続され、ツェナーダイオード６５２は高電位側出力線Ｌ１と抵抗６５３の間に、アノード端子を低電位側に向けて抵抗６５１に直列接続される。トランジスタ６５０のベース端子は、高電位側出力線Ｌ１から抵抗６５１及びツェナーダイオード６５２を介して給電される。トランジスタ６５０のコレクタ端子はレギュレータ回路６０のトランジスタ６００のベース端子に接続され、トランジスタ６５０のエミッタ端子は低電位側出力線Ｌ０に接続される。
【００４１】
ツェナーダイオード６５２のツェナー電圧ＺＶ２は、ツェナーダイオード４５２のツェナー電圧ＺＶ１より高く、かつＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆ未満の値に設定される。トランジスタ６５０は、出力電圧がツェナー電圧ＺＶ２を超える場合にオン状態となり、出力電圧がツェナー電圧ＺＶ２以下となる場合にオフ状態となる。ただし、出力電圧は、点灯時にはツェナー電圧ＺＶ２よりも高い順方向電圧Ｖｆ以上となり、消灯時にはツェナー電圧ＺＶ２よりも低いリミッタ設定値Ｖ１付近となるので、出力電圧がツェナー電圧ＺＶ２付近に留まることはない。ここで、トランジスタ６５０のオン／オフの切換境界となる出力電圧（本実施形態ではツェナー電圧ＺＶ２とほぼ同じ値）を動作切換設定値Ｖ２というものとすると、リミッタ設定値Ｖ１＜動作切換設定値Ｖ２＜順方向電圧Ｖｆとなる。
【００４２】
点灯信号が出力される場合、すなわち、ＬＥＤ２が点灯されている場合、出力電圧は動作切換設定値Ｖ２及び順方向電圧Ｖｆを超えているのでツェナーダイオード６５２及びトランジスタ６５０はオン状態となる。これによりトランジスタ６００はオフ状態となり、レギュレータ回路６０が非動作となる。
【００４３】
一方、消灯信号が出力される場合、すなわち、ＬＥＤ２が消灯されている場合、出力電圧リミッタ回路４５の動作により、出力電圧がリミッタ設定値Ｖ１（＜動作切換設定値Ｖ２）に維持されるので、ツェナーダイオード６５２及びトランジスタ６５０はオフ状態となる。これによりトランジスタ６００が動作可能となり、レギュレータ回路６０が動作する。
【００４４】
このように、動作切換回路６５のトランジスタ６５０は、リミッタ設定値Ｖ１＜動作切換設定値Ｖ２＜順方向電圧Ｖｆの設定において、出力電圧が動作切換設定値Ｖ２を超える場合にオン状態となり、出力電圧が動作切換設定値Ｖ２以下である場合にオフ状態となる。そして、レギュレータ回路６０は、トランジスタ６５０がオン状態の場合に非動作となり、トランジスタ６５０がオフ状態の場合に動作するように構成される。すなわち、レギュレータ回路６０は、出力電圧と制御電源との電位差が小さい消灯時に作動され、出力電圧と制御電源との電位差が大きい点灯時には非動作とされるので、トランジスタ６００における損失が軽減される。また、出力電圧によってレギュレータ回路６０の非動作／動作が決定され、この非動作／動作の境界を決定する出力電圧の動作切換設定値Ｖ２がリミッタ設定値Ｖ１より高くかつ順方向電圧Ｖｆ未満に設定されるので、レギュレータ回路６０が点灯時に確実に非動作となるとともに消灯時に確実に動作する。
【００４５】
またさらに、ツェナー電圧ＺＶ１及びＺＶ２の設定により、消灯時のリミッタ設定値Ｖ１の設定とレギュレータ回路６０の動作状態を決定する動作切換設定値Ｖ２とを調整することが可能となり、設計容易性が高まる。特に、ツェナー電圧ＺＶ２がツェナー電圧ＺＶ１よりも高いので、消灯時にレギュレータ回路６０が確実に動作する。
【００４６】
ＬＥＤ点灯回路１の特に制御電源に関する動作をまとめると、以下のようになる。
自動点滅器３０から点灯信号（論理ハイの点滅制御信号Ｓ）が出力される場合、出力電圧リミッタ回路４５のトランジスタ４５５がオフ状態となり、ＰＷＭ制御回路４１によるＬＥＤ電流の定電流制御の下でＬＥＤ２が点灯される。この時、出力電圧は動作切換設定値Ｖ２よりも高いため、動作切換回路６５のトランジスタ６５０はオン状態となり、レギュレータ回路６０は非動作となる。したがって、補助電源回路５０によって生成される電圧が制御電圧Ｖｃｃとして、自動点滅器３０及び制御回路４０（特に、ＰＷＭ制御回路４１の二次側制御回路）に供給される。
【００４７】
自動点滅器３０から消灯信号（論理ローの点滅制御信号Ｓ）が出力される場合、ＬＥＤ２が消灯され、出力電圧リミッタ回路４５のトランジスタ４５５がオンオフ可能な状態となり、リミッタ設定値Ｖ１での定電圧制御が実行される。この時、出力電圧は動作切換設定値Ｖ２よりも低いため、動作切換回路６５のトランジスタ６５０はオフ状態となり、レギュレータ回路６０が動作する。したがって、ＬＥＤ消灯による軽負荷状態において電圧生成能力の低下した補助電源回路５０に代わって、レギュレータ回路６０が制御電圧を生成し、自動点滅器３０及び制御回路４０（特に、ＰＷＭ制御回路４１の二次側制御回路）に制御電圧Ｖｃｃを供給する。
【００４８】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１は、自動点滅器３０から消灯信号が出力される場合には出力電圧を順方向電圧Ｖｆ未満のリミッタ設定値Ｖ１に維持するようにスイッチング素子２１をＰＷＭ駆動する制御回路４０と、補助巻線ｓ２に発生する電圧から制御電圧Ｖｃｃ１を生成して自動点滅器３０及び制御回路４０に給電する補助電源回路５０と、出力電圧から制御電圧Ｖｃｃ２を生成して自動点滅器３０及び制御回路４０に給電するように構成されたレギュレータ回路６０と、出力電圧がリミッタ設定値Ｖ１よりも高い場合にレギュレータ回路６０を非動作とし、出力電圧がリミッタ設定値Ｖ１に維持されている場合にレギュレータ回路６０を動作させる動作切換回路６５を備える。このように、スイッチング素子２１のＰＷＭ駆動量が大きくかつ出力電圧と制御電圧の電位差が大きい点灯時には、補助電源回路５０によってトランス補助巻線ｓ２から制御電圧が生成されて自動点滅器３０等が給電されるとともに、レギュレータ回路６０は非動作とされる。一方、スイッチング素子２１のＰＷＭ駆動量が小さくかつ出力電圧と制御電圧の電位差が小さい消灯時にはレギュレータ回路６０によって出力電圧から制御電圧が生成されて自動点滅器３０等が給電される。したがって、自動点滅器３０付きのＬＥＤ点灯回路１において、ＬＥＤ点灯時の損失を増加させることなくＬＥＤ消灯時に安定した制御電圧Ｖｃｃを自動点滅器３０及び制御回路４０に供給することが可能となる。
【００４９】
また、ＬＥＤ照明装置３は、上記のＬＥＤ点灯回路１及びＬＥＤ２を備える。したがって、自動点滅器３０をＬＥＤ点灯回路１の一部として備えるＬＥＤ照明装置３において、低損失な点灯動作と安定した消灯動作とが両立される。
【００５０】
＜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。
【００５１】
（１）動作切換回路６５の変形
上記実施形態では、動作切換回路６５において、トランジスタ６５０が出力電圧の低下に応じてオフされる構成を示したが、トランジスタ６５０が消灯信号によってオフされる構成としてもよい。図２に、本変形例によるＬＥＤ点灯回路１の一部を示す。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、又はその図示を省略し、重複する説明を省略する。
【００５２】
図２に示すように、トランジスタ６５０のベース端子には、自動点滅器３０の点滅信号生成部３２が接続され、点滅制御信号Ｓが入力される。点灯時においては、トランジスタ６５０のベース端子に論理ハイの点滅制御信号Ｓ（点灯信号）が入力されることによって、トランジスタ６５０はオン状態となり、レギュレータ回路６０は非動作となる。そして、消灯時においては、トランジスタ６５０のベース端子に論理ローの点滅制御信号Ｓ（消灯信号）が入力されることによって、トランジスタ６５０はオフ状態となり、レギュレータ回路６０が動作する。したがって、本変形例では、動作切換回路６５に関して動作切換設定値Ｖ２という概念はない。
【００５３】
（２）出力電圧リミッタ回路４５及び動作切換回路６５の変形
上記実施形態では、出力電圧リミッタ回路４５の電圧検出構成（抵抗４５１、ツェナーダイオード４５２及び抵抗４５３）及び動作切換回路６５の電圧検出構成（抵抗６５１、ツェナーダイオード６５２及び抵抗６５３）が個別の回路として構成されたが、これらの一部が共通化されてもよい。図３に、本変形例によるＬＥＤ点灯回路１の一部を示す。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、又はその図示を省略し、重複する説明を省略する。
【００５４】
図３に示すように、出力電圧リミッタ回路４５はトランジスタ４５０及び４５５、ツェナーダイオード４５４、抵抗４５６並びに分圧抵抗４５７及び４５８を含み、動作切換回路６５はトランジスタ６５０及びツェナーダイオード６５５を含む。分圧抵抗４５７及び４５８の直列回路が高電位側出力線Ｌ１と低電位側出力線Ｌ０の間に直列接続される。分圧抵抗４５７及び４５８の接続点（以下、「分圧点」という）にツェナーダイオード４５４及び６５５のカソードが接続される。ツェナーダイオード４５４のアノードがトランジスタ４５５のベース端子に接続され、ツェナーダイオード６５５のアノードがトランジスタ６５０のベース端子に接続される。上記実施形態と同様に、トランジスタ４５０のコレクタ端子はトランジスタ４５５のベース端子に接続される。
【００５５】
リミッタ設定値Ｖ１は分圧抵抗４５７及び４５８の分圧比とツェナーダイオード４５４のツェナー電圧ＺＶ４により決定され、動作切換設定値Ｖ２は分圧抵抗４５７及び４５８の分圧比とツェナーダイオード６５５のツェナー電圧ＺＶ５により決定される。本変形例でも、リミッタ設定値Ｖ１＜動作切換設定値Ｖ２とするために、ツェナー電圧ＺＶ４＜ツェナー電圧ＺＶ５に設定される。また、動作切換設定値Ｖ２が順方向電圧Ｖｆ未満となるように、分圧抵抗４５７及び４５８並びにツェナー電圧ＺＶ５が設定される。
【００５６】
この構成によると、点灯時には、論理ハイの点滅制御信号Ｓ（点灯信号）によってトランジスタ４５０がオンし、トランジスタ４５５がオフする。これにより、ＰＷＭ制御回路４１によるＬＥＤ電流の定電流制御が実行され、ＬＥＤ２の順方向電圧Ｖｆ以上の出力電圧が分圧抵抗４５７及び４５８に印加される。したがって、ツェナーダイオード６５５及びトランジスタ６５０はオン状態となり、レギュレータ回路６０は非動作となる。
【００５７】
消灯時には、論理ローの点滅制御信号Ｓ（消灯信号）によってトランジスタ４５０がオフし、トランジスタ４５５がオンオフ可能な状態となる。分圧抵抗４５７及び４５８の分圧点の電圧がツェナー電圧ＺＶ４を超えるとトランジスタ４５５がオンしてスイッチング素子２１のＰＷＭ駆動のオン幅が低減され又はＰＷＭ駆動が停止され、分圧点の電圧がツェナー電圧ＺＶ４以下となるとトランジスタ４５５がオフしてスイッチング素子２１の駆動が最大化される。この繰り返しにより、リミッタ設定値Ｖ１に実質的に等しい出力電圧が分圧抵抗４５７及び４５８に印加される。ツェナー電圧ＺＶ５はツェナー電圧ＺＶ４よりも高いため、出力電圧がリミッタ設定値Ｖ１に維持されている状態では、ツェナーダイオード６５５はオフ状態となる。したがって、トランジスタ６５０がオフ状態となり、レギュレータ回路６０が動作する。
【００５８】
（３）レギュレータ回路６０の給電先に関する変形
上記実施形態では、消灯時にレギュレータ回路６０からの制御電圧が自動点滅器３０及び制御回路４０に供給される構成を示した。一方、消灯時に、補助電源回路５０からの制御電圧によって制御回路４０の動作だけは確保される場合には、補助電源回路５０からの制御電圧が制御回路４０に供給され、レギュレータ回路６０からの制御電圧が自動点滅器３０に供給されるようにしてもよい。図４に、本変形例によるＬＥＤ点灯回路１を示す。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、又はその図示を省略し、重複する説明を省略する。
【００５９】
図４に示すように、レギュレータ回路６０は、その出力側にダイオード６０３及び６０４並びにコンデンサ６０５を有する。ダイオード６０３のアノードがトランジスタ６００のコレクタ端子に接続され、カソードがコンデンサ６０５及び自動点滅器３０の制御電源部に接続される。ダイオード６０４のアノードが補助電源回路５０の出力部、すなわち制御回路４０の制御電源Ｖｃｃに接続され、カソードが自動点滅器３０の制御電源部に接続される。
【００６０】
この構成によると、点灯時には、補助電源回路５０からの制御電圧が制御回路４０に供給されるとともにダイオード６０４を介して自動点滅器３０に供給される。消灯時には、補助電源回路５０からの制御電圧が制御回路４０に供給されるとともに、レギュレータ回路６０からの制御電圧がダイオード６０３を介して自動点滅器３０に供給される。
【符号の説明】
【００６１】
１  ＬＥＤ点灯回路
２  ＬＥＤ
３  ＬＥＤ照明装置
２０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０  自動点滅器
４０  制御回路
４１  ＰＷＭ制御回路
４２  電流検出抵抗
４５  出力電圧リミッタ回路
５０  補助電源回路
６０  レギュレータ回路
６５  動作切換回路
４５０  トランジスタ（点滅制御トランジスタ）
４５５  トランジスタ（リミッタトランジスタ）
６５０  トランジスタ（動作切換トランジスタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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