(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの交流電圧を調整する整流回路と、該整流回路で整流された電圧を直流電圧に調整してＬＥＤ素子へ電力供給するとともに前記商用電源とＬＥＤ素子との絶縁性を確保する電力供給絶縁回路と、該電力供給絶縁回路へ適正な制御信号を送る駆動手段と、を備えたＬＥＤ電源装置であって、
前記電力供給絶縁回路は、入力側スイッチと出力側スイッチと、を備え、該入力側スイッチの高電位側には第１入力側スイッチが配置されるとともに低電位側には第２入力側スイッチが配置され、前記出力側スイッチの高電位側には第１出力側スイッチが配置されるとともに低電位側には第２出力側スイッチが配置され、
さらに前記電力供給絶縁回路は、前記入力側スイッチの二次側であって出力側スイッチの一次側にはインダクタと、一方が高電位側に接続され他方が低電位側に接続される第１充電コンデンサを備え、前記出力側スイッチの二次側には一方が高電位側に接続され他方が低電位側に接続される第２充電コンデンサを備え、
前記第１入力側スイッチおよび第２入力側スイッチは同時にオンオフ動作し、
前記第１出力側スイッチおよび第２出力側スイッチは同時にオンオフ動作し、
前記駆動手段は、前記入力側スイッチをオンさせるとともに前記出力側スイッチをオフさせることで前記第１充電コンデンサに電力を充電し、その後に前記入力側スイッチと出力側スイッチの両方をオフさせる休止期間を設け、その後に前記入力側スイッチをオフさせるとともに前記出力側スイッチをオンさせることで前記インダクタによる電磁エネルギーおよび前記第１充電コンデンサに充電された電力によって前記第２充電コンデンサを充電し、該第２充電コンデンサに充電された電力によって前記ＬＥＤ素子へ電力供給し、
前記駆動手段は、プラスの電圧値である正電圧を出力することで前記入力側スイッチと出力側スイッチをオンさせ、マイナスの電圧値である負電圧を出力することで前記入力側スイッチと出力側スイッチをオフさせ、
前記駆動手段は、前記正電圧と負電圧とを交互に繰り返し出力することで前記入力側スイッチと出力側スイッチをオンオフ動作させ、
さらに前記駆動手段は、前記休止期間に入力側スイッチおよび出力側スイッチの両方へ負電圧を出力することを特徴とするＬＥＤ電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ電源装置であって、
前記駆動手段から出力させる正電圧の値は５Ｖから２０Ｖであって、
前記駆動手段から出力される負電圧の値は−６Ｖから−２５Ｖであって、
前記駆動手段は、前記正電圧の値よりも大きい値の負電圧を出力することを特徴とするＬＥＤ電源装置。
【請求項３】
請求項１から請求項２の何れかに記載のＬＥＤ電源装置であって、
前記駆動手段にハーフ・ブリッジ回路を含むことを特徴とするＬＥＤ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ電源装置、特に絶縁性確保のためにスイッチング素子を備えたＬＥＤ電源装置における駆動回路の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体技術の発達に伴い、スイッチング電源装置はさまざまな分野で利用されるようになった。特に一昔前までは安定した電源供給が困難であったＬＥＤ素子への電源供給も、昨今の半導体技術を利用したスイッチング電源を使用することで実現できるようになった。スイッチング電源装置をＬＥＤ電源装置として利用する場合は、適度な絶縁性を確保する必要がある。例えば、高速スイッチング動作が可能な半導体素子を回路切断用のスイッチとして利用することで、絶縁性が確保されたスイッチング電源装置が実現出来る。このような回路構成においては、スイッチ（半導体素子）を駆動するための駆動回路が必要であり、該駆動回路によってスイッチ（半導体素子）のスイッチング動作を適正に行うことにより、ＬＥＤ電源として必要な絶縁性を確保することが出来る。
【０００３】
ところで、ＬＥＤ電源装置の動作中であれば、常に駆動回路からスイッチへのオンオフ信号（オンオフ電圧）が送られているため、スイッチとしての半導体素子はこのオンオフ信号に対応した適正動作が必要となる。つまり、ＬＥＤ電源装置の絶縁性確保のために半導体素子をスイッチとして利用する場合は、高い応答特性が必要となる。そこで特許文献１には、負荷への電流（平滑コンデンサの整流電流）を検出して、整流電流が０レベルになる前にＭＯＳ−ＦＥＴをオフさせることで、整流電流が不連続となる期間における不具合動作を解消する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７３３３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような回路構成とすることでスイッチ（半導体素子）の不具合動作を減らして応答特性を向上できる可能性はあるが、上述のようにＬＥＤ電源装置の絶縁性を確保するためのスイッチにおいては数μ秒程度での制御が必要であり、実際には半導体素子に蓄積された電荷を全て抜き出すことは困難である。その結果、特許文献１の技術だけでは、半導体素子を利用したスイッチによって、十分な絶縁性を確保するのは極めて困難である。そして、スイッチング電源装置をＬＥＤ電源装置として利用するためには、上述したように絶縁性の確保が必要不可欠である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行われたものであって、その目的は、絶縁性を確保するためのスイッチ（半導体素子）を変えることなく駆動回路による駆動方法を改良することで、スイッチ（半導体素子）の高い応答特性が得られるとともに、安全で安定的な電力供給が実現出来るスイッチング電源装置を提供することである。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるＬＥＤ電源装置は、
電源からの交流電力を直流電力に変換するとともに、スイッチング素子を備えることで前記電源とＬＥＤ素子との絶縁性を確保して該ＬＥＤ素子へ電力供給をするＬＥＤ電源装置であって、
当該ＬＥＤ電源装置は、前記スイッチング素子を駆動するための駆動手段を備え、
前記駆動手段は、プラスの電圧値である正電圧を出力することで前記スイッチング素子をオンさせ、マイナスの電圧値である負電圧を出力することで前記スイッチング素子をオフさせ、
前記駆動手段は、前記正電圧と負電圧とを交互に繰り返し出力することで前記スイッチング素子をオンオフ動作させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るＬＥＤ電源装置は、
前記駆動手段から出力させる正電圧の値は５Ｖから２０Ｖであって、
前記駆動手段から出力される負電圧の値は−６Ｖから−２５Ｖであって、
前記駆動手段は、前記正電圧の値よりも大きい値の負電圧を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るＬＥＤ電源装置は、
前記駆動手段にハーフ・ブリッジ回路を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るＬＥＤ電源装置は、
商用電源からの交流電圧を調整する整流回路と、該整流回路で整流された電圧を直流電圧に調整してＬＥＤ素子へ電力供給するとともに前記商用電源とＬＥＤ素子との絶縁性を確保する電力供給絶縁回路と、該電力供給絶縁回路へ適正な制御信号を送る上述した特徴を有する駆動手段と、を備えたＬＥＤ電源装置であって、
前記電力供給絶縁回路は、入力側スイッチと出力側スイッチと、を備え、該入力側スイッチの高電位側には第１入力側スイッチが配置されるとともに低電位側には第２入力側スイッチが配置され、前記出力側スイッチの高電位側には第１出力側スイッチが配置されるとともに低電位側には第２出力側スイッチが配置され、
さらに前記電力供給絶縁回路は、前記入力側スイッチの二次側であって出力側スイッチの一次側にはインダクタと、一方が高電位側に接続され他方が低電位側に接続される第１充電コンデンサを備え、前記出力側スイッチの二次側には一方が高電位側に接続され他方が低電位側に接続される第２充電コンデンサを備え、
前記第１入力側スイッチおよび第２入力側スイッチは同時にオンオフ動作し、
前記第１出力側スイッチおよび第２出力側スイッチは同時にオンオフ動作し、
前記上述した特徴を有する駆動手段は、前記入力側スイッチをオンさせるとともに前記出力スイッチをオフさせることで前記第１充電コンデンサに電力を充電し、前記入力側スイッチをオフさせるとともに前記出力側スイッチをオンさせることで前記インダクタによる電磁エネルギーおよび前記第１充電コンデンサに充電された電力によって前記第２充電コンデンサを充電し、該第２充電コンデンサに充電された電力によって前記ＬＥＤ素子へ電力供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電源側と負荷側（ＬＥＤ素子側）との絶縁性を確保するためにスイッチング素子を備えたＬＥＤ電源装置において、スイッチング素子のオン動作時には正電圧を出力し、オフ動作時には負電圧を出力する駆動手段を備え、該駆動手段から正電圧と負電圧を交互に出力することで、スイッチング素子の応答性を高めることが可能となり、良好な絶縁性を確保しつつ、且つ、安定した電力供給が可能なＬＥＤ電源装置が実現出来る。
さらに、前記駆動手段は、オン動作時の正電圧の値よりもオフ動作時の負電圧の値を大きくして出力することで、スイッチング素子の応答性をさらに高めることが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るＬＥＤ電源装置の簡略化した概略原理図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置が備える各スイッチに利用する半導体素子例を示す。
【図４】本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置が備える駆動回路の基本動作によるタイムチャートを示す。
【図５】本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置が備える駆動回路からの駆動電圧によるタイムチャートを示す。
【図６】本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置が備える駆動回路からの他の駆動電圧によるタイムチャートを示す。
【図７】本発明に係るＬＥＤ電源装置における駆動回路の概略原理図を示す。
【図８】本発明に係るＬＥＤ電源装置における駆動回路に利用できる素子構成の具体例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のＬＥＤ電源装置について図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。
【００１４】
はじめに、本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置におけるスイッチング素子を利用した絶縁性について簡略化した原理図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置の簡略化した概略原理図である。同図に示すＬＥＤ電源装置１１０は、直流電圧（および直流電流）を供給する電源１１２と、該電源１１２側と負荷側（ＬＥＤ素子１２２側）との絶縁を保ちながら適正な電圧を供給するための電力供給絶縁回路１１６と、を備えている。また、電力供給絶縁回路１１６は、入力側スイッチＳ１０と、還流ダイオードＤ１と、第１コイルＬ１と、第１充電コンデンサＣ１と、出力側スイッチＳ２０と、電流のピーク値をおさえるための第２コイルＬ２と、ＬＥＤ素子１２２へ安定した直流電力を供給するための第２充電コンデンサＣ２と、を備えている。
【００１５】
本実施形態では、絶縁性を確保したスイッチング電源装置を得るために、電力供給絶縁回路１１６が入力側スイッチＳ１０と、出力側スイッチＳ２０と、を備えており、入力側スイッチＳ１０と出力側スイッチＳ２０が同時にオンしている期間がないように制御している。また、入力側スイッチＳ１０は高電位側に配置されるハイ入力側スイッチＳ１１と低電位側に配置されるロー入力側スイッチＳ１２から構成されており、出力側スイッチＳ２０は高電位側に配置されるハイ出力側スイッチＳ２１と低電位側に配置されるロー出力側スイッチＳ２２から構成されている。基本的にはハイ入力側スイッチＳ１１とロー入力側スイッチＳ１２は同時にオンオフ動作し、ハイ出力側スイッチＳ２１とロー出力側スイッチＳ２２は同時にオンオフ動作する。
【００１６】
電源１１２がオンすると、該電源１１２から直流電圧が電力供給絶縁回路１１６が備える入力側スイッチＳ１０に到達する。この時、図示を省略している駆動回路からの駆動信号によって、入力側スイッチＳ１０（入力側高圧スイッチＳ１１、入力側低圧Ｓ１２）はオン動作されており、電源１１２からの直流電力が、電源１１２→ハイ入力側スイッチＳ１１→第１コイルＬ１→第１充電コンデンサＣ１→ロー入力側スイッチＳ１２→電源１１２へと流れることで第１充電コンデンサＣ１を充電する。この時の出力側スイッチＳ２０（出力側高圧スイッチＳ２１、出力側低圧スイッチＳ２２）は駆動回路からの駆動信号によってオフしている。そのため、入力側の電源１１２と出力側の第２充電コンデンサＣ２およびＬＥＤ素子１２２は絶縁されている状態となっている。次に入力側スイッチＳ１０（ハイ入力側スイッチＳ１１、ロー入力側Ｓ１２）をオフさせると共に、出力側スイッチＳ２０（ハイ出力側スイッチＳ２１、ロー出力側Ｓ２２）をオン動作させる。すると、第１コイルＬ１に蓄えられていた磁場エネルギーとしての電流は、第１コイルＬ１→ハイ出力側スイッチＳ２１→第２コイルＬ２→第２充電コンデンサＣ２→ロー出力側スイッチＳ２２→ダイオードＤ１→第１コイルＬ１と流れて第２充電コンデンサＣ２を充電する。また、第１充電コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷は、第１充電コンデンサＣ１→ハイ出力側スイッチＳ２１→第２コイルＬ２→第２充電コンデンサＣ２→ロー出力側スイッチＳ２２→第１充電コンデンサＣ１と流れることで第２充電コンデンサＣ２を充電し、該第２充電コンデンサＣ２に充電された電力によってＬＥＤ素子１２２を点灯させる。このように、第１コイルＬ１と第１充電コンデンサＣ１の両方からのエネルギーが第２充電コンデンサＣ２に蓄えられることで、大電力化された直流電力を供給可能なＬＥＤ電源装置１１０が実現出来るのである。
【００１７】
そして、前述のとおり、入力側スイッチＳ１０がオンされている時は出力側スイッチＳ２０はオフされており、逆に出力側スイッチＳ２０がオンされている時には入力側スイッチＳ１０がオフされている動作を繰り返すことから、電源１１２とＬＥＤ素子１２２は常に絶縁された状態が保たれるのである。
【００１８】
次に、本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置について説明する。図２に本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略図を示す。ここで、本明細書におけるＬＥＤ電源装置とは、ＬＥＤ素子へ安定した電力供給を行うためのスイッチング電源装置のことである。同図に示すＬＥＤ電源装置１０は、商用の交流電圧を供給する電源１２と、交流電圧を整流するための整流平滑回路１４と、該整流平滑回路１４からの電力を調整してＬＥＤ素子２２へ直流電力を供給する電力供給絶縁回路１６と、該電力供給絶縁回路１６を駆動する駆動回路１８と、ＬＥＤ素子２２に流れる電流を検出し、検出信号として駆動回路１８に送る検出回路２０と、を備えている。
【００１９】
はじめに整流平滑回路１４について説明する。
整流平滑回路１４は、フィルター回路２４とダイオード・ブリッジ回路ＤＢと平滑用コンデンサＣａと力率改善回路２６と電解コンデンサＣｂと、を備えている。電源１２により交流の商用電圧（ＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖなど）を印加すると、商用電圧はフィルター回路２４を介してダイオード・ブリッジ回路ＤＢに到達する。ダイオード・ブリッジ回路ＤＢは、ダイオード素子などで構成されているが、同じ機能を果たせれば他の半導体素子で構成しても良い。ダイオード・ブリッジ回路ＤＢによって全波整流された電圧（脈流電圧とも呼ぶ）は、平滑用コンデンサＣａによって大まかな直流電圧に平滑される。そして、平滑された電圧は力率改善回路２６へと到達する。力率改善回路２６は、スイッチング素子をオンオフ動作させることによりインダクタに電流を流した後、電解コンデンサＣｂを充電することで昇圧された電圧を生成する。このように、昇圧されるとともに力率が改善された電圧は、電力供給絶縁回路１６へと到達する。
【００２０】
次に電力供給絶縁回路１６について説明する。電力供給絶縁回路１６は基本的には図１で説明した原理で動作するものである。電力供給絶縁回路１６は、入力側スイッチＳ１０と、還流ダイオードＤ１と、第１コイルＬ１と、第１充電コンデンサＣ１と出力側スイッチＳ２０と、電流のピーク値をおさえるための第２コイルＬ２と、ＬＥＤ素子２２へ安定した直流電力を供給するための第２コンデンサＣ２と、を備えている。そして、入力側スイッチＳ１０は高電位側に配置されたハイ入力側スイッチＳ１１と低電位側に配置されたロー入力側スイッチＳ１２を備えており、出力側スイッチＳ２０は高電位側に配置されたハイ出力側スイッチＳ２１と低電位側に配置されたロー出力側スイッチＳ２２を備えている。この４つのスイッチは、高速スイッチングが出来ればどのようなものでも構わないが、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体素子であることが好適である。また、例えば図３に示すようにＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードやＩＧＢＴのＣＥ間の追加ダイオード対策のために、順方向に直列にダイオードを接続させることが好ましい。
【００２１】
整流平滑回路１４からの電圧が入力側スイッチＳ１０に到達すると、駆動回路１８は入力側スイッチＳ１０をオン動作させる（駆動信号ｄｓ１）とともに出力側スイッチＳ２０をオフさせる（駆動信号ｄｓ２）。この時、整流平滑回路１４からの電力が、ハイ入力側スイッチＳ１１→コイルＬ１→第１充電コンデンサＣ１→ロー入力側スイッチＳ１２→整流平滑回路１４（電解コンデンサＣｂ）へと流れることで第１充電コンデンサＣ１を充電する。この時の出力側スイッチＳ２０（ハイ出力側スイッチＳ２１およびロー出力側スイッチＳ２２）は、前述のとおり駆動回路１８からの駆動信号ｄｓ２によってオフしている状態である。そのため、入力側の電源１２（および整流平滑回路１４）と出力側のＬＥＤ素子２２（および第２充電コンデンサＣ２）は絶縁されている状態である。次に駆動回路１８によって、入力側スイッチＳ１０（ハイ入力側スイッチＳ１１およびロー入力側Ｓ１２）をオフさせると共に、出力側スイッチＳ２０（ハイ出力側スイッチＳ２１およびロー出力側Ｓ２２）をオン動作させる。すると、第１コイルＬ１に蓄えられていた磁場エネルギーとしての電流は、第１コイルＬ１→ハイ出力側スイッチＳ２１→第２コイルＬ２→第２充電コンデンサＣ２→ロー出力側スイッチＳ２２→ダイオードＤ１→第１コイルＬ１と流れて第２充電コンデンサＣ２を充電する。また、第１充電コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷は第１充電コンデンサＣ１→ハイ出力側スイッチＳ２１→第２コイルＬ２→第２充電コンデンサＣ２→ロー出力側スイッチＳ２２→第１充電コンデンサＣ１と流れることで第２充電コンデンサＣ２を充電し、該第２充電コンデンサＣ２に充電された直流電力によってＬＥＤ素子２２を点灯させる。
【００２２】
駆動回路について
ここで、駆動回路１８の基本動作について説明する。図４には、駆動回路１８からの駆動信号を受けた各スイッチ（入力側スイッチＳ１０および出力側スイッチＳ２０）のオンオフについてのタイムチャートを示す。図２に示す制御信号ｄｓ１は入力側スイッチＳ１０（Ｓ１１およびＳ１２）に対する駆動信号を表しており、駆動信号ｄｓ２は出力側スイッチＳ２０（Ｓ２１およびＳ２２）に対する駆動信号（駆動電圧）を表している。図４のａ点においては、駆動信号ｄｓ１を送ることで入力側スイッチＳ１０（Ｓ１１およびＳ１２）をオンさせ、駆動信号ｄｓ２によって出力側スイッチＳ２０（Ｓ２１およびＳ２２）をオフさせている。つまり、この期間（ａ点）においては、第１充電コンデンサＣ１を充電していることとなる。そして、図４のｂ点においては、駆動回路１８は駆動信号ｄｓ１を送ることで入力側スイッチＳ１０をオフさせ、駆動信号ｄｓ２を送ることにより出力側スイッチＳ２０をオンさせている。つまり、この期間（ｂ点）には第２充電コンデンサＣ２を充電させており、この第２充電コンデンサＣ２に充電された電力によってＬＥＤ素子２２を点灯させているのである。ここで、図４ではａ点とｂ点との間に休止期間Ｔが設けられている。つまり、実際のＬＥＤ電源装置１０の駆動動作では、入力側スイッチＳ１０と出力側スイッチＳ２０の両方のスイッチ（４つのスイッチ）が動作を停止する休止期間Ｔを設けることにより、確実な絶縁を実現しているのである。
【００２３】
しかしながら実際には上述した図４のような駆動制御を行ったとしても、各スイッチとして利用している半導体素子は、例えばＦＥＴの場合であればゲート−ドレイン間の帰還容量、ＩＧＢＴの場合であればゲート−コレクタ間の帰還容量により、ドレインまたはコレクタに印加されている電圧の影響を受け、オフ動作時に絶縁ゲートに蓄積された電荷が消えにくい現象が起こってしまう（一般的にはミラー効果と呼ぶ）。さらに、昨今のＦＥＴまたはＩＧＢＴは、多数の微小なＦＥＴまたはＩＧＢＴの集合体で構成されており、全ての微小な素子のゲートに蓄えられた電荷が同時に消えることはなく、多少の時間遅れによるバラツキが存在する。また、半導体素子内部の導電性材料の種類、あるいは配線の太さ等によっても時間遅れのバラツキが発生してしまう。
【００２４】
そこで本実施形態のＬＥＤ電源装置１０における駆動回路１８は、オフ動作時に、ゲートにマイナスの電圧（負電圧）を印加することで、ゲートに蓄えられた電荷を速やかに抜き出すことを実現している。具体的には図５に示すように、オン動作時には図４に示したオン電圧と同様に正電圧＋Ｖを印加する。そして、オフ動作時には図４に示したような０Ｖではなく、図５に示すような負電圧−Ｖを印加することで、ゲートの電荷を速やかに抜き出すことが可能となり、各スイッチの応答特性を向上させることができる。この時の電圧は正電圧、負電圧ともに±５Ｖ〜±２５Ｖ程度が好ましく、より好ましくは±１０Ｖ〜±１５Ｖが好適である。また、図６に示すように、オン動作時の正電圧よりもオフ動作時の負電圧の電圧値を大きくすることで、より早く電荷を抜出すことによって、応答特性をさらに向上させることも出来る。例えばオン動作時の正電圧＋Ｖの値が＋５Ｖである時に、オフ動作時の負電圧−Ｖの値が−６Ｖから−２５Ｖとしても良い。また、図４に示したタイムチャートと同様にｄｓ１のオン動作（ｄｓ２のオフ動作時）とｄｓ２のオン動作（ｄｓ１のオフ動作時）の間に休止期間Ｔを設けても良い。この場合は休止期間Ｔにおけるｄｓ１およびｄｓ２はともに負電圧が印加されている状態となる。
【００２５】
このように、駆動回路１８からオフ動作時には負電圧の駆動信号を出力することにより、応答特性の向上を図ることが可能となり、良好な絶縁性を確保することが出来る。
【００２６】
次に駆動回路１８の正電圧および負電圧の切り替えについて説明する。図７に本発明に係るＬＥＤ電源装置における駆動回路の概略原理図を示す。同図に示すように、ＨｉスイッチとＬｏスイッチを切り替えることにより、正電圧（各スイッチのオン動作）と負電圧（各スイッチのオフ動作）を実現している。具体的には、図２に示したＳ１０（またはＳ２０）をオン動作させたい時はＨｉスイッチにすることで＋Ｖの正電圧をＳ１０（またはＳ２０）に出力することが出来る。そしてＳ１０（またはＳ２０）をオフ動作させたい時にはＬｏスイッチに切り替えることで−Ｖの負電圧をＳ１０（またはＳ２０）に出力することが出来る。また、図２における駆動信号ｄｓ１とｄｓ２には別々の駆動信号を送る必要があるので、実際には駆動回路１８の内部には図７に示した回路が２つ必要となる。そして図８には、切り替え回路を実現するための具体的な回路例を示す。図８（ａ）は正電圧と負電圧の切り替え回路としてＦＥＴを使用した具体的な回路図であり、図８（ｂ）は正電圧と負電圧の切り替え回路としてバイポーラトランジスタを使用した具体的な回路図である。また、切り替え回路は図８に示した回路に限定されることはなく、上述した図５または図６のタイムチャートに示したような駆動制御が実現出来ればどのような回路でも構わない。
【００２７】
以上のように本発明に係るＬＥＤ電源装置は、電源側と負荷側（ＬＥＤ素子側）との絶縁性を確保するためにスイッチング素子を備えたＬＥＤ電源装置において、スイッチング素子のオン動作時には正電圧を出力し、オフ動作時には負電圧を出力する駆動回路を備え、該駆動回路から正電圧と負電圧を交互に出力することで、スイッチング素子の応答性を高めることが可能となり、良好な絶縁性を確保しつつ、且つ、安定した電力供給が可能なＬＥＤ電源装置が実現出来る。さらに、前記駆動回路は、オン動作時の正電圧の値よりもオフ動作時の負電圧の値を大きくして出力することで、スイッチング素子の応答性をさらに高めることが可能となる効果を奏する。
また、上記実施形態のＬＥＤ電源装置は、高電位側と低電位側の両方に半導体素子を利用したスイッチを有しているが、例えば片側だけ（高電位側または低電位側のどちらか一方だけ）にスイッチを備え、あるいは他の箇所へスイッチを挿入してスイッチング動作させることで入力側と出力側との絶縁性を確保出来るような他の回路構成においても本発明の効果は実現出来る。
【符号の説明】
【００２８】
１０    １１０    ＬＥＤ電源装置
１２    １１２    電源
１４              整流平滑回路
１６    １１６    電力供給絶縁回路
１８              駆動回路
２０              電流検出回路
２２    １２２    ＬＥＤ素子
２４              フィルター回路
２６              力率改善回路
Ｓ１０            入力側スイッチ
Ｓ１１            ハイ入力側スイッチ
Ｓ１２            ロー入力側スイッチ
Ｓ２０            出力側スイッチ
Ｓ２１            ハイ出力側スイッチ
Ｓ２２            ロー出力側スイッチ
ＤＢ              ダイオード・ブリッジ回路
Ｄ１              還流ダイオード
Ｌ１              第１コイル
Ｌ２              第２コイル
Ｃａ              平滑用コンデンサ
Ｃｂ              電解コンデンサ
Ｃ１              第１充電コンデンサ
Ｃ２              第２充電コンデンサ
Ｒ１              電流検出抵抗
ＯＰ              絶縁アンプ
【図１】
0006712179.tif 000002
【図２】
0006712179.tif 000003
【図３】
0006712179.tif 000004
【図４】
0006712179.tif 000005
【図５】
0006712179.tif 000006
【図６】
0006712179.tif 000007
【図７】
0006712179.tif 000008
【図８】
0006712179.tif 000009