(57)【要約】【課題】出力電圧の切り替え時に出力電圧が過渡変動を起こすのを抑制可能な直流電源回路を提供する。【解決手段】コンデンサＣ１は第１電極および第２電極を備え、第１電極がスイッチＳ１を介して脈流電源回路ＰＳの出力端子Ｐａに接続され、第２電極が出力端子Ｐｂに接続されている。コンデンサＣ２は第１電極および第２電極を備え、第１電極が出力端子Ｐａに接続され、第２電極がスイッチＳ３を介して出力端子Ｐｂに接続されている。コンデンサＣ１の第１電極とコンデンサＣ２の第２電極とは、スイッチＳ２を介して接続されている。制御回路ＰＳは、出力電圧Ｖｏを１倍にする場合には脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを１倍にすると共にスイッチＳ１，Ｓ３を閉じてスイッチＳ２を開き、出力電圧Ｖｏを２倍にする場合には脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを２倍にすると共にスイッチＳ１，Ｓ３を開いてスイッチＳ２を閉じる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に供給する出力電圧を切替可能で平滑コンデンサを用いる直流電源回路であって、
前記出力電圧を切り替える際に、前記平滑コンデンサに印加される直流電圧値および当該直流電圧の極性を変化させず一定にすることにより、前記平滑コンデンサの電荷量も変化させず一定にする直流電源回路。
【請求項２】
前記平滑コンデンサを複数個設け、
前記出力電圧に応じて、前記複数個の平滑コンデンサの直並列接続を所定の接続状態に切り替えることにより、個々の平滑コンデンサに印加される直流電圧値および当該直流電圧の極性を変化させず一定にする切替回路を備えた、請求項１に記載の直流電源回路。
【請求項３】
前記負荷は、直列接続された複数個のＬＥＤであり、
前記出力電圧に応じて、前記複数個のＬＥＤのうち所定のＬＥＤを短絡させる短絡回路を備えた、請求項１または請求項２に記載の直流電源回路。
【請求項４】
高電位側出力端子および低電位側出力端子を有し、脈流を生成して前記出力端子間から出力する脈流電源回路と、
前記平滑コンデンサである同一容量値の第１コンデンサおよび第２コンデンサと、
開閉動作する第１〜第３スイッチと
前記脈流電源回路の出力電圧を制御すると共に、前記第１〜第３スイッチの開閉動作を制御する制御回路と
を備え、
前記第１コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記第１スイッチを介して前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第２コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記第３スイッチを介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第１コンデンサの第１電極と前記第２コンデンサの第２電極とは、前記第２スイッチを介して接続されており、
前記制御回路は、
前記出力電圧を１倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を１倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを閉じ、前記第２スイッチを開き、
前記出力電圧を２倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を２倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを開き、前記第２スイッチを閉じる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流電源回路。
【請求項５】
高電位側出力端子および低電位側出力端子を有し、脈流を生成して前記出力端子間から出力する脈流電源回路と、
前記平滑コンデンサである同一容量値の第１〜第３コンデンサと、
開閉動作する第１スイッチおよび第３スイッチと、
第１接点と第２接点とが切り替えられる第４スイッチおよび第５スイッチと、
前記脈流電源回路の出力電圧を制御すると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチの開閉動作と前記第４スイッチおよび前記第５スイッチの接点切替動作とを制御する制御回路と
を備え、
前記第１コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記第１スイッチを介して前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第２コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記第３スイッチを介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第３コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、
前記第３コンデンサの第１電極は、前記第４スイッチの第１接点を介して前記第２コンデンサの第２電極に接続され、前記第４スイッチの第２接点を介して前記高電位側出力端子に接続されており、
前記第３コンデンサの第２電極は、前記第５スイッチの第１接点を介して前記第１コンデンサの第１電極に接続され、前記第５スイッチの第２接点を介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記制御回路は、
前記出力電圧を１倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を１倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを閉じ、前記第４スイッチおよび前記第５スイッチを前記第２接点側に切り替え、
前記出力電圧を３倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を３倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを開き、前記第４スイッチおよび前記第５スイッチを前記第１接点側に切り替える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流電源回路に係り、詳しくは、負荷に供給する出力電圧を切替可能で平滑コンデンサを用いる直流電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前照灯（ヘッドランプ ）は、走行用前照灯であるハイビームと、すれ違い用前照灯であるロービームとを切替可能にし、ロービームよりもハイビームを明るくする必要がある。
また、自動車の尾灯（テールランプ）をブレーキランプ（ストップランプ）と兼用した場合には、テールランプよりもブレーキランプを明るくする必要がある。
そこで、ＬＥＤを用いた前照灯または尾灯では、ロービーム時またはテールランプ時に点灯させるＬＥＤの個数を、ハイビーム時またはブレーキランプ時に比べて少なくするように制御する点灯回路を備えたものがある。
【０００３】
特許文献１には、直列接続された２つの光源ブロックと、車載バッテリの直流電圧をスイッチングレギュレータで昇圧してからダイオードで整流を行った後に平滑コンデンサで平滑して直流電源を得る直流電源回路とを備え、ハイビーム時またはブレーキランプ時には２つの光源ブロックに直流電源を供給し、ロービーム時またはテールランプ時には１つの光源ブロックに供給される直流電源を短絡回路により短絡することで、１つの光源ブロックだけに直流電源を供給するようにした可変負荷型点灯回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２６９５８号公報（段落［００１３］〜［００２２］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、直流電源が２つの光源ブロックに供給される時と、直流電源が１つの光源ブロックだけに供給される時とで、ＬＥＤに流れる電流を適正にする定電流制御部を設けることにより、直流電源回路の供給電力を調整することが開示されている。
【０００６】
ところで、直流電源が２つの光源ブロックに供給される時と、直流電源が１つの光源ブロックだけに供給される時とで、直流電源の電圧（直流電源回路の出力電圧）を切り替えることにより、直流電源回路の供給電力を調整することが考えられる。
この場合には、直流電源の電圧を切り替えた時に、平滑コンデンサが充放電されるため、その平滑コンデンサの充放電に要する時間分だけ、光源ブロックに印加される電圧が遅れて変化する大きな過渡変動が生じることから、光源ブロックに印加される電圧が過大または過小になり、ＬＥＤに与えるストレスが増大して故障や寿命の低下などの不具合を招くおそれがある。
特に、直流電源が高い電圧から低い電圧に切り替わる時には、ＬＥＤに印加される電圧が過大になって破損させることがある。
【０００７】
この問題はＬＥＤの点灯回路に限らず、負荷に供給する直流の出力電圧を切替可能な直流電源回路では、出力電圧の切替時に平滑コンデンサの充放電によって出力電圧が大きな過渡変動を起こし、負荷に与えるストレスが増大するため、同じく問題となる。
【０００８】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、出力電圧の切替時に出力電圧が過渡変動を起こすのを抑制可能な直流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】
【０００９】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
【００１０】
＜第１の局面＞
第１の局面は、負荷に供給する出力電圧を切替可能で平滑コンデンサを用いる直流電源回路であって、前記出力電圧を切り替える際に、前記平滑コンデンサに印加される直流電圧値および当該直流電圧の極性を変化させず一定にすることにより、前記平滑コンデンサの電荷量も変化させず一定にする直流電源回路である。
【００１１】
第１の局面では、平滑コンデンサには電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路の出力電圧は瞬時に収束して切り替わり、出力電圧に過渡変動がほとんど起こらない。
そのため、第１の局面によれば、直流電源回路の出力電圧の切替時に出力電圧が過渡変動を起こすのを抑制可能であるため、出力電圧の大きな過渡変動により負荷の故障や寿命の低下などの不具合が生じるのを防止できる。
尚、平滑コンデンサに印加される直流電圧値および電荷量を一定にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、直流電圧値および電荷量の誤差は許容するものである。
【００１２】
＜第２の局面＞
第２の局面は、第１の局面において、前記平滑コンデンサを複数個設け、前記出力電圧に応じて、前記複数個の平滑コンデンサの直並列接続を所定の接続状態に切り替えることにより、個々の平滑コンデンサに印加される直流電圧値および当該直流電圧の極性を変化させず一定にする切替回路を備えた直流電源回路である。
第２の局面によれば、第１の局面を容易に実現できる。
【００１３】
＜第３の局面＞
第３の局面は、第１または第２の局面において、前記負荷は直列接続された複数個のＬＥＤであり、前記出力電圧に応じて前記複数個のＬＥＤのうち所定のＬＥＤを短絡させる短絡回路を備えた直流電源回路である。
第３の局面はＬＥＤ点灯回路を実現可能であり、当該ＬＥＤ点灯回路を自動車の前照灯または尾灯に適用した場合には、ロービーム時またはテールランプ時に点灯させるＬＥＤの個数を、ハイビーム時またはブレーキランプ時に比べて少なくするように短絡回路を動作させればよい。
【００１４】
＜第４の局面＞
第４の局面は、第１〜３の局面において、
高電位側出力端子および低電位側出力端子を有し、脈流を生成して前記出力端子間から出力する脈流電源回路と、
前記平滑コンデンサである同一容量値の第１コンデンサおよび第２コンデンサと、
開閉動作する第１〜第３スイッチと
前記脈流電源回路の出力電圧を制御すると共に、前記第１〜第３スイッチの開閉動作を制御する制御回路と
を備え、
前記第１コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記第１スイッチを介して前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第２コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記第３スイッチを介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第１コンデンサの第１電極と前記第２コンデンサの第２電極とは、前記第２スイッチを介して接続されており、
前記制御回路は、
前記出力電圧を１倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を１倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを閉じ、前記第２スイッチを開き、
前記出力電圧を２倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を２倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを開き、前記第２スイッチを閉じる。
【００１５】
第４の局面において、直流電源回路の出力電圧を１倍にする場合、各コンデンサは並列接続され、各コンデンサの電極間にはそれぞれ１倍の出力電圧が印加される。
また、直流電源回路の出力電圧を２倍にする場合、各コンデンサは直列接続され、各コンデンサの電極間にはそれぞれ１倍の出力電圧が印加される。
【００１６】
初期状態において、各コンデンサは完全に充電されているとする。
すると、直流電源回路の出力電圧を１倍から２倍に切り替える時には、各コンデンサの電極間に印加される直流電圧値は極性を含めて変化せず一定であり、各コンデンサの電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサには電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路の出力電圧は瞬時に２倍に収束して切り替わり、出力電圧に過渡変動がほとんど起こらない。
また、直流電源回路の出力電圧を２倍から１倍に切り替える時にも、各コンデンサには電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路の出力電圧は瞬時に１／２倍に収束して切り替わり、出力電圧に過渡変動がほとんど起こらない。
尚、各コンデンサを同一容量値にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、各コンデンサの容量値の誤差は許容するものである。
【００１７】
＜第５の局面＞
第５の局面は、第１〜３の局面において、
高電位側出力端子および低電位側出力端子を有し、脈流を生成して前記出力端子間から出力する脈流電源回路と、
前記平滑コンデンサである同一容量値の第１〜第３コンデンサと、
開閉動作する第１スイッチおよび第３スイッチと、
第１接点と第２接点とが切り替えられる第４スイッチおよび第５スイッチと、
前記脈流電源回路の出力電圧を制御すると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチの開閉動作と前記第４スイッチおよび前記第５スイッチの接点切替動作とを制御する制御回路と
を備え、
前記第１コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記第１スイッチを介して前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第２コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が前記高電位側出力端子に接続され、第２電極が前記第３スイッチを介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記第３コンデンサは、対向配置された第１電極および第２電極を備え、
前記第３コンデンサの第１電極は、前記第４スイッチの第１接点を介して前記第２コンデンサの第２電極に接続され、前記第４スイッチの第２接点を介して前記高電位側出力端子に接続されており、
前記第３コンデンサの第２電極は、前記第５スイッチの第１接点を介して前記第１コンデンサの第１電極に接続され、前記第５スイッチの第２接点を介して前記低電位側出力端子に接続されており、
前記制御回路は、
前記出力電圧を１倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を１倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを閉じ、前記第４スイッチおよび前記第５スイッチを前記第２接点側に切り替え、
前記出力電圧を３倍にする場合には、前記脈流電源回路の出力電圧を３倍にすると共に、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチを開き、前記第４スイッチおよび前記第５スイッチを前記第１接点側に切り替える。
【００１８】
第５の局面において、直流電源回路の出力電圧を１倍にする場合、各コンデンサは並列接続され、各コンデンサの電極間にはそれぞれ１倍の出力電圧が印加される。
また、直流電源回路の出力電圧を３倍にする場合、各コンデンサは直列接続され、各コンデンサの電極間にはそれぞれ１倍の出力電圧が印加される。
【００１９】
初期状態において、各コンデンサは完全に充電されているとする。
すると、直流電源回路の出力電圧を１倍から３倍に切り替える時には、各コンデンサの電極間に印加される直流電圧値は極性を含めて変化せず一定であり、各コンデンサの電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサには電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路の出力電圧は瞬時に３倍に収束して切り替わり、出力電圧に過渡変動がほとんど起こらない。
また、直流電源回路の出力電圧を３倍から１倍に切り替える時にも、各コンデンサには電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路の出力電圧は瞬時に１／３倍に収束して切り替わり、出力電圧に過渡変動がほとんど起こらない。
尚、各コンデンサを同一容量値にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、各コンデンサの容量値の誤差は許容するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の直流電源回路１１を備えたＬＥＤ点灯回路１０の回路図。
【図２】直流電源回路１１の出力電圧ＶｏおよびコンデンサＣ１，Ｃ２に流れる電流の時間変位を示す特性図。
【図３】図３（Ａ）は、従来の直流電源回路１０１を備えたＬＥＤ点灯回路１００の回路図。図３（Ｂ）は、直流電源回路１０１の出力電圧ＶｏおよびコンデンサＣ１に流れる電流の時間変位を示す特性図。
【図４】本発明を具体化した第２実施形態の直流電源回路２１を備えたＬＥＤ点灯回路２０の回路図。
【図５】直流電源回路２１の出力電圧ＶｏおよびコンデンサＣ１〜Ｃ３に流れる電流の時間変位を示す特性図。
【図６】本発明を具体化した第３実施形態の直流電源回路３１を備えたＬＥＤ点灯回路３０の回路図。
【図７】直流電源回路３１の出力電圧ＶｏおよびコンデンサＣ１〜Ｃ３に流れる電流の時間変位を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態のＬＥＤ点灯回路１０は、ＬＥＤモジュール回路Ｚ（負荷）、制御回路ＲＳ、直流電源回路１１から構成されている。
ＬＥＤモジュール回路Ｚは、直列接続されたＬＥＤ１２ａ，１２ｂから構成されている。
直流電源回路１１は、脈流電源回路ＰＳ、スイッチＳ１〜Ｓ４、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２から構成されている。
【００２３】
制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを制御すると共に、スイッチＳ１〜Ｓ４の開閉動作（オン・オフ動作）を制御する。
尚、以下の説明において、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏとは、脈流である出力電圧Ｖｏの電圧値のピーク・トゥ・ピーク値（p-p値）である。
また、直流電源回路１１の出力電圧Ｖｏとは、直流である出力電圧Ｖｏの電圧値である。
【００２４】
脈流電源回路ＰＳは、交流を整流して得られる脈流を生成する回路であり、高電位側出力端子（プラス出力端子）Ｐａおよび低電位側出力端子（マイナス出力端子）Ｐｂを備え、各出力端子Ｐａ，Ｐｂ間から脈流を出力し、低電位側出力端子Ｐｂはアースに接続されている。
脈流電源回路ＰＳは、例えば、商用電源の交流を電源トランスで所望の電圧に変換した後に整流素子（ダイオードなど）によって整流する回路や、バッテリの直流をスイッチング電源回路で交流に変換してから所望の電圧に変換した後に整流素子によって整流する回路などにより具体化される。
【００２５】
各コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値は同一である。
コンデンサＣ１は、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極がスイッチＳ１を介して出力端子Ｐａに接続され、第２電極が出力端子Ｐｂに接続されている。
コンデンサＣ２は、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極が出力端子Ｐａに接続され、第２電極がスイッチＳ３を介して出力端子Ｐａに接続されている。
コンデンサＣ１の第１電極とコンデンサＣ２の第２電極とは、スイッチＳ２を介して接続されている。
【００２６】
ＬＥＤモジュール回路Ｚは直流電源回路１１に接続されて出力電圧Ｖｏが印加され、直列接続されたＬＥＤ１２ａ，１２ｂは出力端子Ｐａ，Ｐｂ間に順方向接続されている。
ＬＥＤ１２ａ，１２ｂ間のノード（ＬＥＤ１２ａのカソードおよびＬＥＤ１２ｂのアノード）と出力端子Ｐｂとは、スイッチＳ４を介して接続されている。
【００２７】
［第１実施形態の作用・効果］
図１（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２ａを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂを消灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を閉じ（オンし）、スイッチＳ２を開く（オフする）。
すると、各コンデンサＣ１，Ｃ２は並列接続され、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電極間（両端間）にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加される。
【００２８】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１，Ｃ２によって平滑され、直流電源回路１１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値Ｖｃとなる。
そして、ＬＥＤ１２ａの両端間には直流電圧値Ｖｃが印加され、ＬＥＤ１２ｂの両端間は閉じたスイッチＳ４により短絡されるため、ＬＥＤ１２ａには直流電源回路１１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯し、ＬＥＤ１２ｂは消灯する。
【００２９】
図１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂを両方共に点灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値２×Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を開き、スイッチＳ２を閉じる。
すると、各コンデンサＣ１，Ｃ２は直列接続され、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電極間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加される。
【００３０】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１，Ｃ２によって平滑され、直流電源回路１１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値２×Ｖｃとなる。
そして、各ＬＥＤ１２ａ，１２ｂの両端間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加され、各ＬＥＤ１２ａ，１２ｂには直流電源回路１１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯する。
【００３１】
ＬＥＤ点灯回路１０を自動車の前照灯または尾灯に使用する場合、ロービーム時またはテールランプ時にはＬＥＤ１２ａを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂを消灯させ、ハイビーム時またはブレーキランプ時にはＬＥＤ１２ａ，１２ｂを両方共に点灯させる。
【００３２】
ここで、初期状態において、各コンデンサＣ１，Ｃ２は完全に充電されているとする。
すると、図２に示すように、ＬＥＤ１２ａだけの点灯状態（図１（Ａ））から、両ＬＥＤ１２ａ，１２ｂの点灯状態（図１（Ｂ））への切替時において（スイッチＳ４：閉→開の切替時）、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性（直流電圧の印加方向）を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１，Ｃ２には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路１１の出力電圧Ｖｏは瞬時に２倍（直流電圧値Ｖｃ→２×Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００３３】
また、図２に示すように、両ＬＥＤ１２ａ，１２ｂの点灯状態からＬＥＤ１２ａだけの点灯状態への切替時において（スイッチＳ４：開→閉の切替時）、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１，Ｃ２の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１，Ｃ２には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路１１の出力電圧Ｖｏは瞬時に１／２倍（直流電圧値２×Ｖｃ→Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００３４】
図３（Ａ）に示すように、従来のＬＥＤ点灯回路１００は、第１実施形態のＬＥＤ点灯回路１０からスイッチＳ１〜Ｓ４およびコンデンサＣ２を省いた構成であり、直流電源回路１０１は脈流電源回路ＰＳおよびコンデンサＣ１から構成されている。
【００３５】
ここで、初期状態において、コンデンサＣ１は完全に充電されているとする。
すると、図３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２ａだけの点灯状態から両ＬＥＤ１２ａ，１２ｂの点灯状態への切替時において（スイッチＳ４：閉→開の切替時）、コンデンサＣ１の電極間に印加される直流電圧は緩やかに上昇し、コンデンサＣ１に流れる電流は瞬時に立ち上がった後に緩やかに下降するよう変化し、コンデンサＣ１が充電されるため、直流電源回路１０１の出力電圧Ｖｏは緩やかに２倍（直流電圧値Ｖｃ→２×Ｖｃ）に切り替わり、出力電圧Ｖｏに大きな過渡変動が起こる。
【００３６】
また、図３（Ｂ）に示すように、両ＬＥＤ１２ａ，１２ｂの点灯状態からＬＥＤ１２ａだけの点灯状態への切替時において（スイッチＳ４：開→閉の切替時）、コンデンサＣ１の電極間に印加される直流電圧は緩やかに下降し、コンデンサＣ１に流れる電流は瞬時に立ち下がった後に緩やかに上昇するよう変化し、コンデンサＣ１が放電されるため、直流電源回路１０１の出力電圧Ｖｏは緩やかに１／２倍（直流電圧値２×Ｖｃ→Ｖｃ）に切り替わり、出力電圧Ｖｏに大きな過渡変動が起こる。
【００３７】
このように、従来の直流電源回路１０１では、出力電圧Ｖｏの切替時において、図３（Ｂ）に示すように、コンデンサＣ１の充放電に要する時間ｔ１，ｔ２の分だけ、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂに印加される直流電圧が遅れて変化する大きな過渡変動が生じることから、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂに印加される直流電圧が過大または過小になり、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂに与えるストレスが増大して故障や寿命の低下などの不具合を招くおそれがある。
特に、出力電圧Ｖｏが高い電圧から低い電圧に切り替わる時には（スイッチＳ４：開→閉の切替時）、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂに印加される電圧が過大になって破損させることがある。
【００３８】
それに対して、第１実施形態の直流電源回路１１によれば、出力電圧Ｖｏの切替時に出力電圧Ｖｏが過渡変動を起こすのを抑制可能であるため、出力電圧Ｖｏの大きな過渡変動によりＬＥＤ１２ａ，１２ｂの故障や寿命の低下などの不具合が生じるのを防止できる。
尚、各コンデンサＣ１，Ｃ２を同一容量値にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、各コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値の誤差は許容するものである。
また、各コンデンサＣ１，Ｃ２に印加される直流電圧値および電荷量を一定にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、直流電圧値および電荷量の誤差は許容するものである。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図４に示すように、第２実施形態のＬＥＤ点灯回路２０は、ＬＥＤモジュール回路Ｚ（負荷）、制御回路ＲＳ、直流電源回路２１から構成されている。
ＬＥＤモジュール回路Ｚは、直列接続されたＬＥＤ１２ａ〜１２ｃから構成されている。
直流電源回路２１は、脈流電源回路ＰＳ、スイッチＳ１，Ｓ３〜Ｓ６、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３から構成されている。
【００４０】
第２実施形態のＬＥＤ点灯回路２０において、第１実施形態のＬＥＤ点灯回路１０と異なるのは、コンデンサＣ３が追加されたことと、スイッチＳ２が省かれた代わりにスイッチＳ５，Ｓ６が追加されたことと、ＬＥＤ１２ｃが追加されたことだけである。
制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを制御すると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４の開閉動作およびスイッチＳ５，Ｓ６のポジション（接点α，β）の切替動作（接点切替動作）を制御する。
【００４１】
各コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値は同一である。
コンデンサＣ３は、対向配置された第１電極および第２電極を備えている。
コンデンサＣ３の第１電極は、スイッチＳ５の第１接点αを介してコンデンサＣ２の第２電極に接続され、スイッチＳ５の第２接点βを介して脈流電源回路ＰＳの出力端子Ｐａに接続されている。
コンデンサＣ３の第２電極は、スイッチＳ６の第１接点αを介してコンデンサＣ１の第１電極に接続され、スイッチＳ６の第２接点βを介して出力端子Ｐｂに接続されている。
【００４２】
ＬＥＤモジュール回路Ｚにおいて、直列接続されたＬＥＤ１２ａ〜１２ｃは出力端子Ｐａ，Ｐｂ間に順方向接続されている。
ＬＥＤ１２ａ，１２ｂ間のノード（ＬＥＤ１２ａのカソードおよびＬＥＤ１２ｂのアノード）と出力端子Ｐｂとは、スイッチＳ４を介して接続されている。
スイッチＳ４は、ＬＥＤ１２ｂ，１２ｃと並列接続されている。
【００４３】
［第２実施形態の作用・効果］
図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２ａを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂ，１２ｃを消灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を閉じ、スイッチＳ５，Ｓ６を第２接点β側に切り替える。
すると、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は並列接続され、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間（両端間）にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加される。
【００４４】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１〜Ｃ３によって平滑され、直流電源回路２１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値Ｖｃとなる。
そして、ＬＥＤ１２ａの両端間には直流電圧値Ｖｃが印加され、ＬＥＤ１２ｂ，１２ｃの両端間は閉じたスイッチＳ４により短絡されるため、ＬＥＤ１２ａには直流電源回路２１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯し、ＬＥＤ１２ｂ，１２ｃは消灯する。
【００４５】
図４（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを全て点灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値３×Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を開き、スイッチＳ５，Ｓ６を第１接点α側に切り替える。
すると、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は直列接続され、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加される。
【００４６】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１〜Ｃ３によって平滑され、直流電源回路２１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値３×Ｖｃとなる。
そして、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの両端間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加され、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃには直流電源回路２１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯する。
【００４７】
ＬＥＤ点灯回路２０を自動車の前照灯または尾灯に使用する場合、ロービーム時またはテールランプ時にはＬＥＤ１２ａを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂ，１２ｃを消灯させ、ハイビーム時またはブレーキランプ時にはＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを全て点灯させる。
【００４８】
ここで、初期状態において、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は完全に充電されているとする。
すると、図５に示すように、ＬＥＤ１２ａだけの点灯状態（図４（Ａ））から、全ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯状態（図４（Ｂ））への切替時において（スイッチＳ４：閉→開の切替時）、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性（直流電圧の印加方向）を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１〜Ｃ３には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路２１の出力電圧Ｖｏは瞬時に３倍（直流電圧値Ｖｃ→３×Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００４９】
また、図５に示すように、全ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯状態からＬＥＤ１２ａだけの点灯状態への切替時において（スイッチＳ４：開→閉の切替時）、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１〜Ｃ３には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路２１の出力電圧Ｖｏは瞬時に１／３倍（直流電圧値３×Ｖｃ→Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００５０】
従って、第２実施形態の直流電源回路２１によれば、出力電圧Ｖｏの切替時に出力電圧Ｖｏが過渡変動を起こすのを抑制可能であるため、出力電圧Ｖｏの大きな過渡変動によりＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの故障や寿命の低下などの不具合が生じるのを防止できる。
尚、各コンデンサＣ１〜Ｃ３を同一容量値にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値の誤差は許容するものである。
また、各コンデンサＣ１〜Ｃ３に印加される直流電圧値および電荷量を一定にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、直流電圧値および電荷量の誤差は許容するものである。
【００５１】
＜第３実施形態＞
図６に示すように、第３実施形態のＬＥＤ点灯回路３０は、ＬＥＤモジュール回路Ｚ（負荷）、制御回路ＲＳ、直流電源回路３１から構成されている。
ＬＥＤモジュール回路Ｚは、直列接続されたＬＥＤ１２ａ〜１２ｃから構成されている。
直流電源回路３１は、脈流電源回路ＰＳ、スイッチＳ１〜Ｓ３、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３から構成されている。
【００５２】
第３実施形態のＬＥＤ点灯回路３０において、第１実施形態のＬＥＤ点灯回路１０と異なるのは、コンデンサＣ３が追加されたことと、ＬＥＤ１２ｃが追加されたことだけである。
各コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値は同一である。
コンデンサＣ３は、対向配置された第１電極および第２電極を備え、第１電極はスイッチＳ１を介して脈流電源回路ＰＳの出力端子Ｐａに接続され、コンデンサＣ３の第２電極はコンデンサＣ１の第１電極に接続されている。
【００５３】
ＬＥＤモジュール回路Ｚにおいて、直列接続されたＬＥＤ１２ａ〜１２ｃは出力端子Ｐａ，Ｐｂ間に順方向接続されている。
ＬＥＤ１２ｃ，１２ｂ間のノード（ＬＥＤ１２ｃのカソードおよびＬＥＤ１２ｂのアノード）と出力端子Ｐｂとは、スイッチＳ４を介して接続されている。
スイッチＳ４は、ＬＥＤ１２ｂと並列接続されている。
【００５４】
［第３実施形態の作用・効果］
図６（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ，１２ｃを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂを消灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値２×Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を閉じ、スイッチＳ２を開く。
すると、直列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ３と、コンデンサＣ２とは並列接続され、コンデンサＣ２の電極間（両端間）には直流電圧値２×Ｖｃが印加され、各コンデンサＣ１，Ｃ３の電極間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加されるため、直列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ３の両端間には直流電圧値２×Ｖｃが印加される。
【００５５】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１〜Ｃ３によって平滑され、直流電源回路３１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値２×Ｖｃとなる。
そして、ＬＥＤ１２ａ，１２ｃの両端間には直流電圧値２×Ｖｃが印加され、ＬＥＤ１２ｂの両端間は閉じたスイッチＳ４により短絡されるため、ＬＥＤ１２ａ，１２ｃには直流電源回路３１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯し、ＬＥＤ１２ｂは消灯する。
【００５６】
図６（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを全て点灯させる場合、制御回路ＲＳは、脈流電源回路ＰＳの出力電圧Ｖｏを直流電圧値３×Ｖｃにすると共に、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４を開き、スイッチＳ２を閉じる。
すると、各コンデンサＣ１，Ｃ２は直列接続され、コンデンサＣ２の電極間には直流電圧値２×Ｖｃが印加され、コンデンサＣ１の電極間には直流電圧値Ｖｃが印加されるため、各コンデンサＣ１，Ｃ２の両端間には直流電圧値３×Ｖｃが印加される。
【００５７】
そのため、脈流電源回路ＰＳから出力された脈流は、各コンデンサＣ１，Ｃ２によって平滑され、直流電源回路３１の出力電圧Ｖｏは直流電圧値３×Ｖｃとなる。
そして、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの両端間にはそれぞれ直流電圧値Ｖｃが印加され、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃには直流電源回路３１から供給された直流の駆動電流が流れて点灯する。
【００５８】
ＬＥＤ点灯回路３０を自動車の前照灯または尾灯に使用する場合、ロービーム時またはテールランプ時にはＬＥＤ１２ａ，１２ｃを点灯させると共にＬＥＤ１２ｂを消灯させ、ハイビーム時またはブレーキランプ時にはＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを全て点灯させる。
【００５９】
ここで、初期状態において、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は完全に充電されているとする。
すると、図７に示すように、ＬＥＤ１２ａ，１２ｃの点灯状態（図６（Ａ））から、全ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯状態（図６（Ｂ））への切替時において（スイッチＳ４：閉→開の切替時）、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性（直流電圧の印加方向）を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１〜Ｃ３には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路３１の出力電圧Ｖｏは瞬時に１．５倍（直流電圧値２×Ｖｃ→３×Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００６０】
また、図７に示すように、全ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯状態からＬＥＤ１２ａ，１２ｃの点灯状態への切替時において（スイッチＳ４：開→閉の切替時）、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電極間に印加される直流電圧値Ｖｃは極性を含めて変化せず一定であり、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の電荷量も変化せず一定であることから、各コンデンサＣ１〜Ｃ３には電流が流れず充放電が生じないため、直流電源回路３１の出力電圧Ｖｏは瞬時に２／３倍（直流電圧値３×Ｖｃ→２×Ｖｃ）に収束して切り替わり、出力電圧Ｖｏに過渡変動がほとんど起こらない。
【００６１】
従って、第３実施形態の直流電源回路３１によれば、出力電圧Ｖｏの切替時に出力電圧Ｖｏが過渡変動を起こすのを抑制可能であるため、出力電圧Ｖｏの大きな過渡変動によりＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの故障や寿命の低下などの不具合が生じるのを防止できる。
尚、各コンデンサＣ１〜Ｃ３を同一容量値にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、各コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値の誤差は許容するものである。
また、各コンデンサＣ１〜Ｃ３に印加される直流電圧値および電荷量を一定にすることについて、実験的に同様の作用・効果が得られる範囲内（例えば、±５％）であれば、直流電圧値および電荷量の誤差は許容するものである。
【００６２】
＜別の実施形態＞
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【００６３】
［１］ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを、直並列接続された複数個のＬＥＤから成るＬＥＤブロック（光源ブロック）に置き換えてもよい。
【００６４】
［２］本発明は、ＬＥＤの点灯回路に用いられる直流電源回路に限らず、負荷に供給する出力電圧を切替可能で平滑コンデンサを用いる直流電源回路であれば、どのような負荷および直流電源回路に適用してもよい。
【００６５】
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【００６６】
＜用語の説明＞
［特許請求の範囲］および［課題を解決するための手段］に記載した構成要素と、［発明を実施するための形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
【００６７】
［負荷］は、ＬＥＤモジュール回路Ｚに該当する。
「切替回路」は、制御回路ＲＳおよびスイッチＳ１〜Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６に該当する。
「短絡回路」は、制御回路ＲＳおよびスイッチＳ４に該当する。
「第１〜第３スイッチ」はそれぞれ、スイッチＳ１〜Ｓ３に該当する。
「第４，第５スイッチ」はそれぞれ、スイッチＳ５，Ｓ６に該当する。
「第１〜第３コンデンサ」はそれぞれ、コンデンサＣ１〜Ｃ３に該当する。
【符号の説明】
【００６８】
１０，２０，３０…ＬＥＤ点灯回路
１１，２１，３１……直流電源回路
１２ａ〜１２ｃ…ＬＥＤ
Ｚ…ＬＥＤモジュール回路（負荷）
ＲＳ…制御回路
ＰＳ…脈流電源回路
Ｓ１〜Ｓ６…スイッチ
Ｃ１〜Ｃ３…平滑コンデンサ
【図１】
2013196912.tif 000003
【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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