発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源
【課題】所定値よりも低い入力電圧が供給された場合であっても、ＬＥＤを確実に消灯することができる発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ２を点灯するための発光ダイオード用駆動回路１であって、ＬＥＤ２を駆動するための電力を出力するインバータ２０と、インバータ２０の動作を制御するためのインバータ制御回路３０と、を備え、インバータ制御回路３０は、当該インバータ制御回路３０に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、インバータ２０の動作を停止させる。
【解決手段】ＬＥＤ２を点灯するための発光ダイオード用駆動回路１であって、ＬＥＤ２を駆動するための電力を出力するインバータ２０と、インバータ２０の動作を制御するためのインバータ制御回路３０と、を備え、インバータ制御回路３０は、当該インバータ制御回路３０に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、インバータ２０の動作を停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード用駆動回路及びこれを備えたＬＥＤ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、高効率及び長寿命であることから、従来から知られる、蛍光灯や白熱電球のような照明装置等の各種装置における新しい光源として期待されており、ＬＥＤを用いたＬＥＤ光源の研究開発が進められている。また、これに伴い、ＬＥＤを駆動するための発光ダイオード用駆動回路の開発も進められている。
【０００３】
従来、この種の発光ダイオード用駆動回路として、図４に示すような発光ダイオード駆動装置が提案されている（特許文献１）。図４は、特許文献１に開示された従来に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。
【０００４】
図４に示すように、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、ＬＥＤ２００を点灯させるためのＬＥＤ用駆動回路であって、整流回路１１０と、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０とを備え、さらに、平滑コンデンサ１１１と、チョークコイル１１２と、ダイオード１１３とを備える。
【０００５】
整流回路１１０は、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、一方の両端がＡＣ電源に接続され、他方の両端が平滑コンデンサに接続されている。ＡＣ電源から出力された交流の電源電圧は、整流回路１１０によって全波整流されるとともに平滑コンデンサ１１１によって平滑されて直流の入力電圧Ｖｉｎとなる。
【０００６】
チョークコイル１１２は、一端が平滑コンデンサ１１１の高電位側に接続され、他端がＬＥＤ２００のアノード側に接続されている。また、ダイオード１１３のカソード端子は、平滑コンデンサ１１１の高電位側に接続されている。ダイオード１１３は、チョークコイル１１２とＬＥＤ２００とに並列に接続され、チョークコイル１１２に生じる逆起電力をＬＥＤ２００に供給する。
【０００７】
発光ダイオード駆動用半導体回路１２０は、ＬＥＤ２００のカソード端子と接続されており、チョークコイル１１２、ダイオード１１３及びＬＥＤ２００で構成されるＬＥＤブロック回路を制御する。
【０００８】
発光ダイオード駆動用半導体回路１２０は、ＬＥＤ２００の出力電圧を入力するドレイン端子１２０Ｄと、グランド電位と接続されるグランド／ソース端子１２０ＧＳと、基準電圧Ｖｃｃを出力するＶＣＣ端子（基準電圧端子）１２０Ｖｃｃとを有し、さらに、回路構成として、ＬＥＤ２００に流れる電流を制御するためのスイッチング素子ブロック１２１と、スイッチング素子ブロック１２１の電圧ＶＪに基づいてスイッチング素子ブロック１２１を制御するための制御回路１２２と、スイッチング素子ブロック１２１に流れる電流を検出するためのドレイン電流検出回路１２３と、スイッチング素子ブロック１２１の動作の起動及び停止を制御するための起動停止回路１２４とを有する。なお、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０のＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃとグランド／ソース端子１２０ＧＳとの間には、コンデンサ１１４が接続されている。
【０００９】
スイッチング素子ブロック１２１は、接合型ＦＥＴ１２１ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子１２１ｂとの直列接続によって構成される。
【００１０】
制御回路１２２は、基準電圧Ｖｃｃを一定の値に制御するためのレギュレータ１２２ａ、ＭＡＸＤＵＴＹ信号とＣＬＯＣＫとを出力する発振器１２２ｂ、及び、電流を検出しない時間を設けるためのパルスをＡＮＤ回路に出力するオン時ブランキングパルス発生器１２２ｃ等を有する。制御回路１２２は、起動停止回路１２４の出力信号とドレイン電流検出回路１２３の出力信号とに基づいて、スイッチング素子１２１ｂを所定の発振周波数で断続的にオンオフ制御する。制御回路１２２のレギュレータ１２２ａは、一端が接合型ＦＥＴ１２１ａとスイッチング素子１２１ｂとの間に接続され、他端がＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃに接続されている。レギュレータ１２２ａは、基電圧ＶＪが入力され、基準電圧Ｖｃｃが一定となるように制御して、ＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃに基準電圧Ｖｃｃを出力する。
【００１１】
ドレイン電流検出回路１２３は、比較器で構成されており、電圧ＶＪが検出基準電圧Ｖｓｎよりも大きければＨｉｇｈを出力し、電圧ＶＪが検出基準電圧Ｖｓｎよりも小さければＬｏｗを出力する。スイッチング素子１２１ｂに流れる電流は、スイッチング素子１２１ｂのオン電圧をドレイン電流検出回路１２３の検出基準電圧Ｖｓｎと比較することにより検出される。
【００１２】
起動停止回路１２４は、基準電圧Ｖｃｃが入力され、基準電圧Ｖｃｃが所定値以上であれば起動信号（Ｈｉｇｈの出力信号）を出力し、基準電圧Ｖｃｃが所定値よりも小さければ停止信号（Ｌｏｗの出力信号）を出力する。
【００１３】
このように構成される従来に係る発光ダイオード駆動装置１００では、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０の制御回路１２２によって、上記のようにしてスイッチング素子１２１ｂのオンオフが制御される。
【００１４】
そして、スイッチング素子１２１ｂがオン状態のときは、入力電圧Ｖｉｎによって、チョークコイル１１２→ＬＥＤ２００→発光ダイオード駆動用半導体回路１２０の向きに電流が流れて、ＬＥＤ２００が点灯する。このとき、チョークコイル１１２に流れる電流によってチョークコイル１１２に磁気エネルギーが蓄積される。
【００１５】
また、スイッチング素子１２１ｂがオフ状態のときは、チョークコイル１１２に蓄積された磁気エネルギーによる逆起電力によって、チョークコイル１１２とＬＥＤ２００とダイオード１１３とで構成されるＬＥＤブロック回路の閉ループに、チョークコイル１１２→ＬＥＤ２００→ダイオード１１３の向きに電流が流れて、ＬＥＤ２００が点灯する。
【００１６】
このように、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、入力電圧が変動したとしてもＬＥＤ２００に流れる電流を定電流で制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−１０８２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、入力電圧Ｖｉｎの供給が停止中であっても、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０（ＩＣ）を動作させておく必要があるので、レギュレータ１２２ａ（ＩＣ電源）等に電流を流す必要がある。
【００１９】
このため、ＬＥＤ２００を消灯させようと入力電圧Ｖｉｎの供給を停止したとしても、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００においては、接合型ＦＥＴ１２１ａを介してＬＥＤ２００に微小な電流が流れてしまい、ＬＥＤ２００が完全に消灯しないという問題がある。つまり、ＬＥＤ２００を消灯させたつもりであっても、ＬＥＤ２００が完全に消灯せずに点灯し続けてしまうという問題がある。この問題は、特にＬＥＤ２００の数が少ない場合に、より顕著に発生する。
【００２０】
詳述すると、停止状態において、ＩＣ内部の回路を正常に動作させて、スイッチング停止の信号状態を維持する必要があり、そのためにはＩＣ内部の電源回路に電流を供給する必要がある。そのＩＣ駆動電流は、ＬＥＤ２００を介し、ＩＣ内部のスイッチング素子１２１ａへ流れなければならない。従って、ＩＣを駆動する微小電流によって、ＬＥＤ２００は微弱ながら点灯してしまう。
【００２１】
また、図４に示す発光ダイオード駆動装置１００とは異なるが、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０のない発光ダイオード駆動装置の場合においても、上記と同様の問題が生じる場合がある。
【００２２】
例えば、シーリングライトのようなＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤの点灯を遠隔操作したりＬＥＤを調光したりするためのリモコンスイッチが備えられているような場合、あるいは、照明装置を消灯して明かりの消えた真っ暗な部屋でも壁スイッチの位置が特定できるように照明装置の消灯時に壁スイッチに小さな緑のＬＥＤランプが点灯するように構成された常夜灯スイッチ（ほたるスイッチ）等を備えているような場合である。
【００２３】
これらのリモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えているような場合には、ＡＣ電源に接続されたトライアック（サイリスタ）及び当該トライアックを制御するためのコントローラ（ＩＣ）等で構成される回路が用いられている。トライアックは、状態を保持させるために電流を流しておく必要があるので、ＬＥＤを消灯させたつもりであっても、本来ＬＥＤを点灯させるための入力電圧Ｖｄよりも低い値の入力電圧が供給されてしまい、上記と同様にＬＥＤが完全に消灯せずに点灯し続けてしまったり、電子スイッチが誤作動したりするという問題がある。
【００２４】
本発明は、上記課題を解決するものであり、予定外に低い入力電圧が供給された場合であっても、ＬＥＤを確実に消灯することができる発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
この課題を解決するために、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様は、発光ダイオードを点灯するための発光ダイオード用駆動回路であって、前記発光ダイオードを駆動するための電力を出力するインバータと、前記インバータの動作を制御するためのインバータ制御回路と、を備え、前記インバータ制御回路は、当該インバータ制御回路に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、前記インバータの動作を停止させるものである。
【００２６】
この構成により、発光ダイオードの点灯及び消灯をインバータの起動又は停止によって制御することができ、入力電圧が所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路によってインバータの動作を完全に停止させる。これにより、発光ダイオードに流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、発光ダイオードを完全に消灯させることができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータ制御回路は、前記インバータの動作を開始して前記インバータの動作を維持するための起動トリガ回路と、前記起動トリガ回路の動作を停止させるための停止回路と、を有し、前記直流電圧は、前記停止回路に入力され、前記停止回路は、入力される前記直流電圧が前記所定値よりも小さい場合に、前記起動トリガ回路の動作を停止させ、前記インバータの動作を停止させることが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータは、第１のスイッチング素子と、当該第１のスイッチング素子に直列に接続された第２のスイッチング素子と、駆動トランスとを有し、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とは、前記駆動トランスの誘起発振によって交互にオンオフすることが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子は、バイポーラ形トランジスタであることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータは、直列に接続されたスイッチング素子及びダイオードによって構成されることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記起動トリガ回路は、第１の抵抗と、当該第１の抵抗に直列に接続されたコンデンサと、前記第１の抵抗と前記コンデンサとの接続点に接続されたトリガダイオードとを有し、前記コンデンサが保持する所定の電圧値によって前記トリガダイオードが導通することにより、前記起動トリガ回路は前記インバータの動作を開始させることが好ましい。
【００３２】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記停止回路は、第２の抵抗と、当該第２の抵抗に接続されるとともに前記起動トリガ回路の前記コンデンサと並列に接続された第３のスイッチング素子を有し、前記第３のスイッチング素子がオンすることにより、前記停止回路は前記起動トリガ回路の動作を停止させることが好ましい。
【００３３】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記停止回路は、前記インバータ制御回路に入力される前記直流電圧が所定値よりも小さい場合において、当該停止回路を構成する回路素子によって消費される電力が、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成されることが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とは、前記起動トリガ回路と前記停止回路とで共通して用いられる１つの抵抗であることが好ましい。
【００３５】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記発光ダイオード用駆動回路は、交流の入力電圧を受けて前記発光ダイオードを点灯し、さらに、前記交流の入力電圧を整流して前記インバータ制御回路及び前記インバータに前記直流電圧を供給するための第１の整流回路と、前記インバータから供給される交流電圧を整流して前記発光ダイオードに直流電圧を供給するための第２の整流回路と、を備えることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係るＬＥＤ光源の一態様は、上記の発光ダイオード用駆動回路と、前記発光ダイオード用駆動回路によって点灯される発光ダイオードと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、所定値よりも低い入力電圧が供給された場合であっても、ＬＥＤを確実に消灯することができる。
【００３８】
また、ほたる常夜灯スイッチ等の半導体スイッチの誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の一部切り欠き断面図である。
【図４】図４は、従来に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【００４２】
（回路構成）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１は、ＬＥＤ２を点灯させるためのＬＥＤ用駆動回路であって、第１の整流回路１０と、インバータ２０と、インバータ制御回路３０と、第２の整流回路４０とを備える。
【００４３】
発光ダイオード用駆動回路１は、交流電圧の入力を受けるための入力端子Ｐ１及びＰ２を有しており、入力端子Ｐ１及びＰ２は、ＡＣ電源に接続されるとともに、第１の整流回路１０の入力端に接続されている。例えば、発光ダイオード用駆動回路１の入力端子Ｐ１及びＰ２には、壁スイッチを通じて商用の交流電源が接続される。なお、商用の交流電源とは、商用１００Ｖの交流電源、つまり家庭用のＡＣ電源である。また、入力端子Ｐ１及びＰ２は、例えば、交流電源が供給されるソケットに取り付けられる電球型ＬＥＤランプの口金等である。
【００４４】
また、発光ダイオード用駆動回路１は、直流電圧を出力するための出力端子Ｐ３及びＰ４を有しており、出力端子Ｐ３及びＰ４は、ＬＥＤ２に接続されるとともに、第２の整流回路４０の出力端に接続されている。高電位側の出力端子Ｐ３は、ＬＥＤ２のアノード側に接続されており、低電位側の出力端子Ｐ４は、ＬＥＤ２のカソード側に接続されている。ＬＥＤ２は、発光ダイオード用駆動回路１から供給される直流電圧によって点灯する。なお、本実施形態において、ＬＥＤ２を静電保護するために、ＬＥＤ２と並列にツェナーダイオードＺＤが接続されている。
【００４５】
以下、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１の各構成要素について、詳細に説明する。
【００４６】
まず、第１の整流回路１０について説明する。第１の整流回路１０（ＤＢ１）は、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、入力側の２端子は入力端子Ｐ１及びＰ２を介してＡＣ電源に接続され、出力側の２端子は平滑コンデンサＣ１等に接続されている。なお、平滑コンデンサＣ１は、第１の整流回路１０の出力電圧を安定化させるために設けられており、例えば、電解コンデンサが用いられる。
【００４７】
第１の整流回路１０は、例えば壁スイッチを通じて、商用の交流電源から交流電圧を受けて、当該交流電圧を全波整流して直流電圧を出力する。第１の整流回路１０から出力される直流電圧は、平滑コンデンサＣ１によって平滑化されて直流の入力電圧Ｖｉｎとなる。入力電圧Ｖｉｎは、インバータ２０及びインバータ制御回路３０に供給される。
【００４８】
次に、インバータ２０について説明する。インバータ２０（ＩＮＶ）は、ＬＥＤ２を駆動するための電力を出力するように構成されており、直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータであって、第１のスイッチング素子Ｑ１と、第１のスイッチング素子Ｑ１に直列に接続された第２のスイッチング素子Ｑ２と、駆動トランスＣＴと、インダクタＬ１と、共振コンデンサＣ５とを有する。
【００４９】
本実施形態において、インバータ２０は、ハーフブリッジ形の自励インバータであって、交互にスイッチング動作を行う第１のスイッチング素子Ｑ１と第２のスイッチング素子Ｑ２とからなる直列回路が直流電源に接続されて構成されている。また、本実施形態において、第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２は、バイポーラ形トランジスタである。
【００５０】
第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されるとともに、共振コンデンサＣ５に接続されている。第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタは、第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。また、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースは、抵抗器Ｒ７を介して駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。
【００５１】
第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタは、第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタに接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースは、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。
【００５２】
駆動トランスＣＴは、一次巻線（入力巻線）及びニ次巻線（出力巻線）からなる巻線コイルによって構成されている。
【００５３】
なお、インダクタＬ１は、チョークインダクタであって、一端が駆動トランスＣＴの出力側に接続されており、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。また、共振コンデンサＣ５は、一端が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続され、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。
【００５４】
このように構成されるインバータ２０は、第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２の直列回路の両端間に（インバータ２０の入力端に）所定の入力電圧Ｖｉｎが印加されるとともに、インバータ制御回路３０から起動制御信号（トリガ信号）が供給されることによって動作し、駆動トランスＣＴの誘起に基づく自励発振によって第１のスイッチング素子Ｑ１と第２のスイッチング素子Ｑ２とが交互にオンオフ動作を行うことにより、インダクタＬ１と共振コンデンサＣ５との直列共振による交流の２次電圧が誘起され、第２の整流回路４０に供給される。
【００５５】
次に、インバータ制御回路３０について説明する。インバータ制御回路３０は、インバータ２０の動作を制御するように構成されており、インバータ制御回路３０に入力される直流の入力電圧Ｖｉｎの値が所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合、例えば、本来ＬＥＤ２を点灯及び消灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）の値よりも小さく、かつ、ＬＥＤ２を点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）の場合に、インバータ２０の動作を停止させるように構成されている。
【００５６】
本実施形態において、インバータ制御回路３０は、インバータ２０の動作を開始するとともにインバータ２０の動作を維持するための起動トリガ回路３１（ＴＲＧ）と、起動トリガ回路３１の動作を停止させるための停止回路３２（ＳＴＰ）とを有する。そして、直流の入力電圧Ｖｉｎが上記所定値よりも小さい場合には、停止回路３２が起動トリガ回路３１の動作を停止させるように動作する。これにより、インバータ２０の動作が停止して、ＬＥＤ２への電力供給が完全に停止する。ここで、インバータ制御回路３０における起動トリガ回路３１及び停止回路３２の具体的な構成について、以下詳細に説明する。
【００５７】
起動トリガ回路３１は、第１の抵抗である抵抗器Ｒ１と、当該抵抗器Ｒ１に直列に接続されたコンデンサＣ３と、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点に接続されたトリガダイオードＴＤとを有する。
【００５８】
抵抗器Ｒ１は、抵抗器Ｒ２を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されるとともに、コンデンサＣ３を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。コンデンサＣ３は、トリガダイオードＴＤの導通を制御するためのコンデンサであって、高電位側が抵抗器Ｒ１に接続され、低電位側が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。なお、起動トリガ回路３１において、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３は、時定数回路を構成している。
【００５９】
また、トリガダイオードＴＤは、ダイオードで構成されるトリガ素子であって、規定の電圧（ブレークオーバー電圧）を超える電圧がかかった場合に導通状態となる。本実施形態では、トリガダイオードＴＤは、コンデンサＣ３に保持される電圧値によってブレークオーバーして導通状態となる。そして、トリガダイオードＴＤは、インバータ２０の制御端子である第２のスイッチング素子Ｑ２のベースに接続されており、トリガダイオードＴＤが導通状態となることによってインバータ２０の動作が開始する。
【００６０】
すなわち、第２のスイッチング素子Ｑ２が起動トリガ回路３１によってオンすることにより初めてインバータ回路２０に電流が流れ始め、インダクタＬ１、共振コンデンサＣ５、第２の整流回路４０、駆動トランスＣＴ、ＬＥＤ２、第２のスイッチング素子Ｑ２の順に電流が流れる。すると、インダクタＬ１、共振コンデンサＣ５および駆動トランスＣＴの共振によって、第１のスイッチング素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２の各ベースに発生する電圧が共振周波数において反転し、交互にオンオフする定常動作を開始する。
【００６１】
なお、トリガダイオードＴＤとしては、例えば、電圧ブレークオーバーが３０〜３４Ｖのダイアックを用いることができる。
【００６２】
このように、起動トリガ回路３１は、インバータ２０を起動するための回路であって、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３を含む時定数回路と、コンデンサＣ３の電圧値によってブレークオーバーするトリガダイオードＴＤとを有する。そして、起動トリガ回路３１からインバータ２０に対してトリガ信号が入力されることによって、インバータ２０の自励発振が開始する。
【００６３】
さらに、本実施形態において、起動トリガ回路３１は、抵抗器Ｒ１に直列接続された抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ１と並列接続されたダイオードＤ１とを有する。ダイオードＤ１は、整流用ダイオードであって、ダイオードＤ１のアノード側は、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点、及び、トリガダイオードＴＤに接続されている。また、ダイオードＤ１のカソード側は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点、インバータ２０における第１のスイッチング素子Ｑ１（エミッタ）と第２のスイッチング素子Ｑ２（コレクタ）との接続点、及び、コンデンサＣ４に接続されている。なお、コンデンサＣ４は、高電位側が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極及び第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタに接続されており、低電位側がダイオードＤ１のカソードに接続されている。コンデンサＣ４は、ソフトスイッチング用のコンデンサであって、スイッチングに伴うノイズの発生を抑制するために適宜用いられる。
【００６４】
停止回路３２は、例えばホタルスイッチ等の半導体スイッチによってＬＥＤ２をオフする場合に、インバータ回路２０の動作を停止することによってＬＥＤ２を完全に消灯するための回路である。本実施形態における停止回路３２は、第２の抵抗として抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１に接続される第３のスイッチング素子Ｑ３と、第３のスイッチング素子Ｑ３に接続される第４のスイッチング素子Ｑ４とを有する。抵抗器Ｒ１は、起動トリガ回路３１と停止回路３２とで共通して用いられる。また、第３のスイッチング素子Ｑ３と第４のスイッチング素子Ｑ４とは、スイッチ回路ＳＷを構成しており、当該スイッチ回路ＳＷがオンすることにより、起動トリガ回路の動作が停止する。本実施形態において、停止回路３２は、さらに、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、抵抗器Ｒ４、抵抗器Ｒ５及び抵抗器Ｒ６を有する。
【００６５】
スイッチ回路ＳＷにおいて、第３のスイッチング素子Ｑ３及び第４のスイッチング素子Ｑ４は、バイポーラ形トランジスタで構成されている。
【００６６】
第３のスイッチング素子Ｑ３は、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３と並列に接続されており、第３のスイッチング素子Ｑ３のコレクタは、コンデンサＣ３の高電位側に接続されるとともに、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されている。第３のスイッチング素子Ｑ３のエミッタは、コンデンサＣ３の低電位側に接続されるとともに、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。なお、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースは、第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタに接続されている。
【００６７】
第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタは、抵抗器Ｒ６に接続されるとともに、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースに接続されている。第４のスイッチング素子Ｑ４のエミッタは、抵抗器Ｒ５に接続されるとともに、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。また、第４のスイッチング素子Ｑ４のベースは、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との接続点に接続されている。
【００６８】
抵抗器Ｒ３は、一端が、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続され、他端が、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ６との接続点に接続されている。抵抗器Ｒ４は、一端が、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ６との接続点に接続されるとともに、他端が、抵抗器Ｒ５と第４のスイッチング素子Ｑ４のベースとの接続点に接続されている。抵抗器Ｒ５は、一端が、抵抗器Ｒ４と第４のスイッチング素子Ｑ４のベースとの接続点に接続されており、他端が、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。抵抗器Ｒ６は、一端が、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４との接続点に接続されるとともに、他端が、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースと第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタとの接続点に接続されている。なお、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２については、起動トリガ回路３１で説明したとおりである。
【００６９】
このように構成される停止回路３２において、抵抗器Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合に、第４のスイッチング素子Ｑ４がオフするとともに第３のスイッチング素子Ｑ３がオンするように、また、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値以上の場合には、第４のスイッチング素子Ｑ４がオンするとともに第３のスイッチング素子Ｑ３がオフするように設定されている。すなわち、所定値（Ｖｔｈ）は、スイッチ回路ＳＷの閾値電圧として任意に設定することができ、例えば、本来ＬＥＤ２を点灯及び消灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）の値よりも小さく、かつ、ＬＥＤ２を点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）となるような電圧値として設定することができる。
【００７０】
このように、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合は、停止回路３２におけるスイッチ回路ＳＷはオン状態となる。すなわち、この場合、第４のスイッチング素子Ｑ４のベースにはオン電流が流れず第４のスイッチング素子Ｑ４はオフとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースに対して所定のオン電流が流れて第３のスイッチング素子Ｑ３がオンとなる。これにより、コンデンサＣ３にチャージされている電荷が放電されるので、トリガダイオードＴＤが非導通状態となる。このように、停止回路３２は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合は、起動トリガ回路３１の動作を停止させる。
【００７１】
一方、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）以上の場合は、停止回路３２におけるスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。すなわち、この場合、抵抗器Ｒ３〜Ｒ５の分圧比で決定されるオン電流が第４のスイッチング素子Ｑ４のベースに流れて第４のスイッチング素子Ｑ４がオンとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３のベース及びエミッタがＧＮＤ電位となって第３のスイッチング素子Ｑ３がオフとなる。これにより、コンデンサＣ３に電荷がチャージされる状態となる。従って、コンデンサＣ３が充電され、やがてトリガダイオードＴＤが導通する電圧に達して、前述のようにインバータ回路２０が発振動作を開始する。このように、停止回路３２は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）以上の場合、起動トリガ回路３１に対しての停止制御は行わない。
【００７２】
次に、第２の整流回路４０について説明する。第２の整流回路４０（ＤＢ２）は、第１の整流回路１０と同様に、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、入力側の２つの端子はインバータ２０の出力側の２つの端子に接続され、出力側の２つの端子については高電位側が出力端子Ｐ３を介してＬＥＤ２のアノード側に接続され、低電位側が出力端子Ｐ４を介してＬＥＤ２のカソード側に接続されている。
【００７３】
第２の整流回路４０は、インバータ２０からの交流電圧を受けて、この交流電圧を全波整流した電圧を出力し、当該電圧をＬＥＤ２に供給する。
【００７４】
なお、第２の整流回路４０としては、例えば、２つのショットキーダイオードが直列接続された半導体部品を２つ組み合わせることによって構成することができる。
【００７５】
以上のようにして、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１が構成されている。なお、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１における上記回路素子の一例として、抵抗器Ｒ１〜Ｒ８としては、それぞれの抵抗が、Ｒ１＝１２０ｋΩ、Ｒ２＝１５０ｋΩ、Ｒ３＝３９０ｋΩ、Ｒ４＝８２ｋΩ、Ｒ５＝９．３ｋΩ、Ｒ６＝１００ｋΩ、Ｒ７＝Ｒ８＝１２Ωであるチップ抵抗が用いられ、コンデンサＣ１、Ｃ３〜Ｃ５としては、それぞれの容量が、Ｃ１＝２．２μＦ、Ｃ３＝６８００ｐＦ、Ｃ４＝１５００ｐＦ、Ｃ５＝０．０４７μＦのコンデンサが用いられる。また、本実施形態において、ＬＥＤ２は１つであるが、ＬＥＤ２は複数個設けても構わない。この場合、複数のＬＥＤ２を直列接続しても構わないし、並列接続しても構わないし、あるいは、直列接続と並列接続とを組み合わせても構わない。
【００７６】
（回路動作）
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１の動作について説明する。
【００７７】
例えば、ＬＥＤ２を点灯させるためにユーザが壁スイッチをオン操作すると、入力端子Ｐ１及びＰ２に交流電源が供給され、第１の整流回路１０により平滑化された直流の入力電圧Ｖｉｎが生成される。入力電圧Ｖｉｎは、インバータ２０の入力端間、起動トリガ回路３１の入力端間、及び、停止回路３２の入力端間に供給される。このとき、入力電圧Ｖｉｎとして、本来ＬＥＤ２を点灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）が供給される。
【００７８】
これにより、起動トリガ回路３１とインバータ２０が動作する。すなわち、入力電圧Ｖｉｎとして基準入力電圧（Ｖｄ）が起動トリガ回路３１に供給されることにより、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３が充電されて、トリガダイオードＴＤがブレークオーバーする。この結果、トリガダイオードＴＤが導通状態となり、トリガ信号（トリガパルス）がインバータ２０の第２のスイッチング素子Ｑ２のベースに供給され、当該第２のスイッチング素子Ｑ２がオンする。
【００７９】
トリガ信号によって第２のスイッチング素子Ｑ２がオンすると、インバータ２０が起動し、駆動トランスＣＴの誘起に基づく自励発振により第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２が交互にオンオフ動作を行い、交流の２次電圧が誘起される。これにより、当該２次電圧がインダクタＬ１と共振コンデンサＣ５との直列共振により高められた交流電圧が第２の整流回路４０に供給される。そして、第２の整流回路４０によって交流電圧が全波整流され、出力端子Ｐ３及びＰ４を介して所定の直流電圧（順方向電圧ＶＦ）がＬＥＤ２に供給される。これにより、ＬＥＤ２が所望の明るさで点灯する。
【００８０】
なお、このとき、停止回路３２は、基準入力電圧（Ｖｄ）の供給によってスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。すなわち、第４のスイッチング素子Ｑ４はオンとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３がオフとなり、停止回路３２は、起動トリガ回路３１に対しては機能しない。
【００８１】
次に、ＬＥＤ２を消灯させるためにユーザが壁スイッチをオフ操作すると、入力端子Ｐ１及びＰ２への交流電源の供給が停止するので、基本的にはＬＥＤ２は消灯する。
【００８２】
しかしながら、従来の発光ダイオード駆動装置では、他のＩＣ回路（不図示）、又は、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチ（不図示）によって、入力電圧Ｖｉｎとして基準入力電圧（Ｖｄ）よりも小さく、かつ、ＬＥＤを点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）が回路内に供給される場合があった。
【００８３】
このように回路内に微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されると、従来ではＬＥＤ２が点灯してしまうという問題があったが、本実施形態では、微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されても、ＬＥＤ２は点灯しない。以下、詳細に説明する。
【００８４】
本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されたとしても、微小電圧（Ｖｍｉｎ）以上の動作開始電圧（Ｖｔｈ）として設定された停止回路３２が起動して、インバータ２０の動作が停止する。
【００８５】
すなわち、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されると、停止回路３２において、第３のスイッチング素子Ｑ３がオフして第４のスイッチング素子Ｑ４がオンとなる。これにより、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３に保持されていた電荷が放電され、トリガダイオードＴＤが非導通状態となる。この結果、起動トリガ回路３１は、インバータ２０における第２のスイッチング素子Ｑ２のベースへのトリガパルスの供給を停止するのでインバータ２０が停止する。よって、第２の整流回路４０への電力供給が完全に停止するので、ＬＥＤ２は確実に消灯する。
【００８６】
（実験例）
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１における停止回路３２について実験を行ったので、以下、この実験結果について説明する。下の表１及び表２は、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１を備えるＬＥＤランプにおいて、停止回路３２の消費電力（待機電力）と、ＬＥＤランプのオンオフ動作状態及び試験スイッチのＬＥＤインジケータの点灯状態との関係を示したものである。なお、実験用のＬＥＤランプとしては、電球型ＬＥＤランプを用いて行った。
【００８７】
また、表１は、試験スイッチとして、リモコンスイッチ（パナソニック電工株式会社製の「とったらリモコン」：ＷＴＣ５３２１５Ｋ）を用いた場合であり、表２は、試験スイッチとして、常夜灯スイッチ（パナソニック電工株式会社製の「ほたるスイッチ」：ＷＮ５０５２）を用いた場合である。また、各表における判断基準については、ランプのオンオフ動作状態については、ランプのオンオフ動作が効く場合を「○」とし、効かない場合を「×」としており、ＬＥＤインジケータの点灯状態については、ＬＥＤインジケータが正常に点灯している場合を「○」とし、点灯していない場合を「×」としている。なお、ＬＥＤインジケータの点灯状態において、製品レベルでは問題ないものの、若干暗くなっている状態で点灯している場合を「△」とした。
【００８８】
【表１】
【００８９】
【表２】
【００９０】
表１及び表２に示すように、停止回路３２における消費電力（待機電力）が０．０８Ｗ以上であれば、発光ダイオード用駆動回路１及び電子スイッチは正しく動作することが分かった。なお、停止回路３２は、ＬＥＤランプ点灯時においても電力を消費するので、待機電力が大きすぎるＬＥＤランプの効率が低下する。このため、実用範囲としては、常夜灯の定格の２０％とばらつき分を考慮すると、停止回路３２の待機電力の上限としては、０．１１Ｗとすることが好ましい。
【００９１】
以上、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１によれば、ＬＥＤ２の点灯及び消灯をインバータ２０の起動又は停止によって制御することができ、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路３０によってインバータ２０の動作を完全に停止させる。これにより、ＬＥＤ２を消灯させたい場合には、ＬＥＤ２に流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、ＬＥＤ２を完全に消灯させることができる。
【００９２】
さらに、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１によれば、抵抗器から停止回路３２のトランジスタ（第３のトランジスタＱ３及び第４のトランジスタＱ４）を介して電流をバイパスする構成となっているので、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えている場合であっても、電子スイッチは誤作動しない。
【００９３】
さらに、本実施形態によれば、インバータ２０を用いてＬＥＤ２に電力を供給しているので、商用の低周波交流電源からの交流電圧はインバータ２０によって高周波化されるので、点灯時におけるＬＥＤ２のちらつきを抑制することができる。なお、１５ｋＨｚ以上まで高周波化することにより、ＬＥＤ２のちらつきを防止することができる。さらに、インバータ２０を用いてＬＥＤ２に電力を供給することにより、明るさを２値化することもできる。
【００９４】
なお、本実施形態において、停止回路３２は、上記の微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されている場合、停止回路３２を構成する抵抗器及びスイッチング素子によって消費される電力は、上述のとおり、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成されることが好ましい。
【００９５】
また、本実施形態において、駆動トランスＣＴは図１に開示されたものに限らない。例えば、本実施形態では、抵抗器Ｒ８、第２のスイッチング素子Ｑ２のベース、同エミッタ及び駆動トランスのコイルが接続された回路を備えているが、この回路構成がないような構成であっても構わない。
【００９６】
また、本実施形態では、インバータ２０としてハーフブリッジ形の自励インバータを用いたが、これに限らない。例えば、インバータ２０として他励インバータを用いて構成しても構わないし、ハーフブリッジ形以外の構成を用いても構わない。
【００９７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａについて、図２を用いて説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【００９８】
本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と基本的な構成は同じであり、図２において、図１に示す構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略する。
【００９９】
図２に示す本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａが、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と異なる点は、インバータの構成である。
【０１００】
すなわち、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａにおいて、インバータ２０Ａは、１つの第５のスイッチング素子Ｑ５と、１つのダイオードＤ２と、インダクタＬ２とを有する。
【０１０１】
第５のスイッチング素子Ｑ５は、バイポーラ形トランジスタで構成されている。第５のスイッチング素子Ｑ５おエミッタは、インダクタＬ２の一端に接続されているとともに、ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。さらに、第５のスイッチング素子Ｑ５のエミッタは、起動トリガ回路３１のダイオードＤ１のカソード側に接続されている。また、第５のスイッチング素子Ｑ５のコレクタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。また、第５のトランジスタＱ５のベースは、起動トリガ回路３１のトリガダイオードＴＤに接続されている。
【０１０２】
ダイオードＤ２のカソード側は、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されている。また、ダイオードＤ２のアノード側はインダクタＬ２と第５のスイッチング素子Ｑ５との接続点に接続されている。
【０１０３】
なお、インダクタＬ２は、一端が第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ２との接続点に接続されており、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。
【０１０４】
このように構成されるインバータ２０Ａは、第１の整流回路１０から出力される入力電圧Ｖｉｎが印加されると、インバータ制御回路３０からの起動制御信号に基づいて動作する。これにより、インバータ２０Ａから第２の整流回路４０に直流電圧が供給される。
【０１０５】
なお、本実施形態において、その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１０６】
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａの動作について説明する。
【０１０７】
例えば、ＬＥＤ２を点灯させるためにユーザが壁スイッチをオン操作すると、第１の実施形態と同様に、入力電圧Ｖｉｎとして本来ＬＥＤ２を点灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）が供給され、起動トリガ回路３１とインバータ２０Ａが動作する。
【０１０８】
すなわち、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３が充電されて、トリガダイオードＴＤが導通状態となり、トリガ信号（トリガパルス）がインバータ２０Ａの第５のスイッチング素子Ｑ５のベースに供給され、第５のスイッチング素子Ｑ５がオンする。
【０１０９】
トリガ信号によって第５のスイッチング素子Ｑ５がオンすると、入力電圧Ｖｉｎによって、第２の整流回路４０→ＬＥＤ２→第２の整流回路４０→インダクタＬ２→第５のスイッチング素子Ｑ５と電流が流れて、ＬＥＤ２が点灯する。
【０１１０】
すると、ダイオードＤ１およびスイッチング素子Ｑ５のベースを介してコンデンサＣ３の電荷が放出され、やがてスイッチング素子Ｑ５およびトリガダイオードＴＤがオフし、インダクタＬ２に蓄えられたエネルギーがダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ１へ帰還すると同時にコンデンサＣ３を充電し始める。そして上記の帰還電流が流れきったときに再びトリガダイオードＴＤがオンしてスイッチング素子Ｑ５がオンする。また、スイッチング素子Ｑ５のオン時間を変えるために、コンデンサＣ３とダイオードＤ１の間に抵抗を付加してもよい。
【０１１１】
なお、停止回路３２は、基準入力電圧（Ｖｄ）の供給によってスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。
【０１１２】
次に、ＬＥＤ２を消灯させるためにユーザが壁スイッチをオフ操作すると、ＬＥＤ２は消灯する。
【０１１３】
この場合、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されたとしても、第１の実施形態と同様に、微小電圧（Ｖｍｉｎ）以上の動作開始電圧（Ｖｔｈ）として設定された停止回路３２が起動して、インバータ２０Ａの動作が停止する。これにより、第２の整流回路４０への電力供給が完全に停止するので、ＬＥＤ２は確実に消灯する。
【０１１４】
以上、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａにおいても、ＬＥＤ２の点灯及び消灯をインバータ２０Ａの起動又は停止によって制御することができ、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路３０によってインバータ２０Ａの動作を完全に停止させる。これにより、ＬＥＤ２を消灯させたい場合には、ＬＥＤ２に流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、ＬＥＤ２を完全に消灯させることができる。
【０１１５】
さらに、第１の実施形態と同様に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａも、抵抗器から停止回路３２のトランジスタ（第３のトランジスタＱ３及び第４のトランジスタＱ４）を介して電流をバイパスする構成となっているので、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えている場合であっても、電子スイッチは誤作動しない。
【０１１６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第１及び第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の適用例について、第３の実施形態に基づいて説明する。図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の一部切り欠き断面図である。
【０１１７】
本発明の第１及び第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１、１Ａは、当該発光ダイオード用駆動回路１、１Ａによって点灯されるＬＥＤ２とともに、ＬＥＤ光源として利用することができる。なお、本発明におけるＬＥＤ光源とは、任意の発光ダイオード用駆動回路によって点灯されるＬＥＤを搭載した装置をいう。ＬＥＤ光源の例には、従来の電球形蛍光灯などに代替する照明装置、あるいは、下記に示すハロゲン電球代替型の照明装置などの各種照明装置を含む。
【０１１８】
本発明の第３の実施形態に係る照明装置５０は、上記ＬＥＤ光源の一例であって、図３に示すように、発光ダイオード用駆動回路１、ケース５１、放熱器５２及び発光部５３を備えるハロゲン電球代替型の照明装置である。
【０１１９】
発光ダイオード用駆動回路１は、第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と同様の構成である。
【０１２０】
ケース５１は、セラミクス等の絶縁材料からなり、円筒部５１ａと当該円筒部５１ａの一端から延設された突出部５１ｂとで構成されている。円筒部５１ａの内部に、ＬＥＤ２を点灯するための点灯回路として発光ダイオード用駆動回路１が収容されている。突出部５１ｂの外周面には金属製のシェル５４が設けられ、突出部５１ｂの先端部には金属製のアイレット５５が設けられている。シェル５４及びアイレット５５は、それぞれリード線等によって発光ダイオード用駆動回路１に接続されており、外部電源（商用の交流電源）から電力の供給を受ける給電端子である。なお、シェル５４及びアイレット５５によって口金が構成されており、当該口金が照明器具（不図示）のソケットに差し込まれることによって給電を受ける。
【０１２１】
放熱器５２は、アルミニウム等の金属材料からなり、底部５２ａと当該底部５２ａの周縁から延設された側面部５２ｂとによってカップ状に構成されている。なお、放熱器５２の材料としては、金属材料の他に、非透光性のセラミクス材料又は非透光性の樹脂材料等を用いることもできる。放熱器５２内の底部５２ａには、発光部５３が接着剤等によって固着されている。
【０１２２】
また、放熱器５２の開口部には前面カバー５６が取り付けられており、前面カバー５６は金具５７によって放熱器５２に固定されている。前面カバー５６は、樹脂、ガラス、セラミクス等の透光性材料で構成されており、発光部５３からの光を外部に放出させる。なお、前面カバー５６は、上記透光性材料のうち透明材料で構成することが好ましい。放熱器５２の側面部５２ｂの内周面は、光を反射するための反射面となっており、放熱器５２は反射鏡として兼用される。なお、放熱器５２の寸法は、既存の反射鏡付きハロゲン電球と同程度あるいはそれよりも小さい。例えば、反射鏡の開口径が５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度のハロゲン電球に代替させる場合は、放熱器５２の開口径を、５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度あるいはそれよりも小さくすればよい。
【０１２３】
発光部５３は、ＬＥＤ２と、基板５３ａ、波長変換部材５３ｂ及びレンズ５３ｃとからなる。ＬＥＤ２は、ベアチップであって、基板５３ａ上に１つ又は複数個実装されている。ＬＥＤ２としては、例えば、青色光を発光する青色発光ＬＥＤチップを用いることができる。基板５３ａは、ＬＥＤ２を実装するための基板であり、セラミクス基板、絶縁樹脂被膜した金属基板等を用いることができる。波長変換部材５３ｂとしては、光波長変換体である蛍光体を樹脂に含有させて構成される蛍光体含有樹脂を用いることができる。例えば、ＬＥＤ２が青色発光ＬＥＤチップの場合は、白色光を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、黄色蛍光体粒子は青色発光ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、波長変換部材５３ｂからは、励起された黄色光と青色発光ＬＥＤチップの青色光とによって白色光が放出される。レンズ５３ｃは、樹脂等の透光性材料からなり、波長変換部材５３ｂを内包するように形成される。発光部５３におけるＬＥＤ２は、基板５３ａにパターン形成された配線と電気的に接続されており、発光ダイオード用駆動回路１と当該配線とが電気的に接続されることにより、ＬＥＤ２が発光ダイオード用駆動回路１から電力が供給される。なお、発光部５３は、発光部５３の光軸と放熱器５２のカップの中心軸とが一致するように配置されている。
【０１２４】
このように構成される照明装置３は、照明器具等のソケットに装着されて利用される。そして、ＬＥＤ２を点灯する場合は、ＬＥＤ２は発光ダイオード用駆動回路１から電力供給を受けて発光し、これにより、発光部５３の出射光は、放熱器５２の開口部から前面カバー５６を通じてスポットライトとして出射される。また、ＬＥＤ２を消灯する場合は、ＬＥＤ２は発光ダイオード用駆動回路１から電力供給が完全に停止し、ＬＥＤ２は完全に消灯する。
【０１２５】
以上、本発明の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、又は異なる実施の形態あるいは変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る発光ダイオード用駆動回路は、ＬＥＤを用いた装置又は機器等に利用可能であり、ＬＥＤを用いた照明装置等のＬＥＤ光源として、特に、ハロゲン電球代替型のＬＥＤ照明装置のような、少数のＬＥＤで構成されるＬＥＤ照明装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ 発光ダイオード用駆動回路
２、２００ ＬＥＤ
３ 照明装置
１０ 第１の整流回路（ＤＢ１）
２０、２０Ａ インバータ（ＩＮＶ）
３０ インバータ制御回路
３１ 起動トリガ回路（ＴＲＧ）
３２ 停止回路（ＳＴＰ）
４０ 第２の整流回路（ＤＢ２）
５０ 照明装置
５１ ケース
５１ａ 円筒部
５１ｂ 突出部
５２ 放熱器
５２ａ 底部
５２ｂ 側面部
５３ 発光部
５３ａ 基板
５３ｂ 波長変換部材
５３ｃ レンズ
５４ シェル
５５ アイレット
５６ 前面カバー
５７ 金具
１００ 発光ダイオード駆動装置
１１０ 整流回路
１１１、Ｃ１ 平滑コンデンサ
１１２ チョークコイル
１１３、Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
１１４、Ｃ３、Ｃ４ コンデンサ
１２０ 発光ダイオード駆動用半導体回路
１２１ スイッチング素子ブロック
１２１ａ 接合型ＦＥＴ
１２１ｂ スイッチング素子
１２２ 制御回路
１２２ａ レギュレータ
１２２ｂ 発振器
１２２ｃ オン時ブランキングパルス発生器
１２３ ドレイン電流検出回路
１２４ 起動停止回路
Ｃ５ 共振コンデンサ
ＴＤ トリガダイオード
ＺＤ ツェナーダイオード
Ｑ１ 第１のスイッチング素子
Ｑ２ 第２のスイッチング素子
Ｑ３ 第３のスイッチング素子
Ｑ４ 第４のスイッチング素子
Ｑ５ 第５のスイッチング素子
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８ 抵抗器
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＡＣ ＡＣ電源
ＣＴ 駆動トランス
ＳＷ スイッチ回路
Ｐ１、Ｐ２ 入力端子
Ｐ３、Ｐ４ 出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード用駆動回路及びこれを備えたＬＥＤ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、高効率及び長寿命であることから、従来から知られる、蛍光灯や白熱電球のような照明装置等の各種装置における新しい光源として期待されており、ＬＥＤを用いたＬＥＤ光源の研究開発が進められている。また、これに伴い、ＬＥＤを駆動するための発光ダイオード用駆動回路の開発も進められている。
【０００３】
従来、この種の発光ダイオード用駆動回路として、図４に示すような発光ダイオード駆動装置が提案されている（特許文献１）。図４は、特許文献１に開示された従来に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。
【０００４】
図４に示すように、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、ＬＥＤ２００を点灯させるためのＬＥＤ用駆動回路であって、整流回路１１０と、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０とを備え、さらに、平滑コンデンサ１１１と、チョークコイル１１２と、ダイオード１１３とを備える。
【０００５】
整流回路１１０は、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、一方の両端がＡＣ電源に接続され、他方の両端が平滑コンデンサに接続されている。ＡＣ電源から出力された交流の電源電圧は、整流回路１１０によって全波整流されるとともに平滑コンデンサ１１１によって平滑されて直流の入力電圧Ｖｉｎとなる。
【０００６】
チョークコイル１１２は、一端が平滑コンデンサ１１１の高電位側に接続され、他端がＬＥＤ２００のアノード側に接続されている。また、ダイオード１１３のカソード端子は、平滑コンデンサ１１１の高電位側に接続されている。ダイオード１１３は、チョークコイル１１２とＬＥＤ２００とに並列に接続され、チョークコイル１１２に生じる逆起電力をＬＥＤ２００に供給する。
【０００７】
発光ダイオード駆動用半導体回路１２０は、ＬＥＤ２００のカソード端子と接続されており、チョークコイル１１２、ダイオード１１３及びＬＥＤ２００で構成されるＬＥＤブロック回路を制御する。
【０００８】
発光ダイオード駆動用半導体回路１２０は、ＬＥＤ２００の出力電圧を入力するドレイン端子１２０Ｄと、グランド電位と接続されるグランド／ソース端子１２０ＧＳと、基準電圧Ｖｃｃを出力するＶＣＣ端子（基準電圧端子）１２０Ｖｃｃとを有し、さらに、回路構成として、ＬＥＤ２００に流れる電流を制御するためのスイッチング素子ブロック１２１と、スイッチング素子ブロック１２１の電圧ＶＪに基づいてスイッチング素子ブロック１２１を制御するための制御回路１２２と、スイッチング素子ブロック１２１に流れる電流を検出するためのドレイン電流検出回路１２３と、スイッチング素子ブロック１２１の動作の起動及び停止を制御するための起動停止回路１２４とを有する。なお、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０のＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃとグランド／ソース端子１２０ＧＳとの間には、コンデンサ１１４が接続されている。
【０００９】
スイッチング素子ブロック１２１は、接合型ＦＥＴ１２１ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子１２１ｂとの直列接続によって構成される。
【００１０】
制御回路１２２は、基準電圧Ｖｃｃを一定の値に制御するためのレギュレータ１２２ａ、ＭＡＸＤＵＴＹ信号とＣＬＯＣＫとを出力する発振器１２２ｂ、及び、電流を検出しない時間を設けるためのパルスをＡＮＤ回路に出力するオン時ブランキングパルス発生器１２２ｃ等を有する。制御回路１２２は、起動停止回路１２４の出力信号とドレイン電流検出回路１２３の出力信号とに基づいて、スイッチング素子１２１ｂを所定の発振周波数で断続的にオンオフ制御する。制御回路１２２のレギュレータ１２２ａは、一端が接合型ＦＥＴ１２１ａとスイッチング素子１２１ｂとの間に接続され、他端がＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃに接続されている。レギュレータ１２２ａは、基電圧ＶＪが入力され、基準電圧Ｖｃｃが一定となるように制御して、ＶＣＣ端子１２０Ｖｃｃに基準電圧Ｖｃｃを出力する。
【００１１】
ドレイン電流検出回路１２３は、比較器で構成されており、電圧ＶＪが検出基準電圧Ｖｓｎよりも大きければＨｉｇｈを出力し、電圧ＶＪが検出基準電圧Ｖｓｎよりも小さければＬｏｗを出力する。スイッチング素子１２１ｂに流れる電流は、スイッチング素子１２１ｂのオン電圧をドレイン電流検出回路１２３の検出基準電圧Ｖｓｎと比較することにより検出される。
【００１２】
起動停止回路１２４は、基準電圧Ｖｃｃが入力され、基準電圧Ｖｃｃが所定値以上であれば起動信号（Ｈｉｇｈの出力信号）を出力し、基準電圧Ｖｃｃが所定値よりも小さければ停止信号（Ｌｏｗの出力信号）を出力する。
【００１３】
このように構成される従来に係る発光ダイオード駆動装置１００では、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０の制御回路１２２によって、上記のようにしてスイッチング素子１２１ｂのオンオフが制御される。
【００１４】
そして、スイッチング素子１２１ｂがオン状態のときは、入力電圧Ｖｉｎによって、チョークコイル１１２→ＬＥＤ２００→発光ダイオード駆動用半導体回路１２０の向きに電流が流れて、ＬＥＤ２００が点灯する。このとき、チョークコイル１１２に流れる電流によってチョークコイル１１２に磁気エネルギーが蓄積される。
【００１５】
また、スイッチング素子１２１ｂがオフ状態のときは、チョークコイル１１２に蓄積された磁気エネルギーによる逆起電力によって、チョークコイル１１２とＬＥＤ２００とダイオード１１３とで構成されるＬＥＤブロック回路の閉ループに、チョークコイル１１２→ＬＥＤ２００→ダイオード１１３の向きに電流が流れて、ＬＥＤ２００が点灯する。
【００１６】
このように、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、入力電圧が変動したとしてもＬＥＤ２００に流れる電流を定電流で制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−１０８２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００は、入力電圧Ｖｉｎの供給が停止中であっても、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０（ＩＣ）を動作させておく必要があるので、レギュレータ１２２ａ（ＩＣ電源）等に電流を流す必要がある。
【００１９】
このため、ＬＥＤ２００を消灯させようと入力電圧Ｖｉｎの供給を停止したとしても、従来に係る発光ダイオード駆動装置１００においては、接合型ＦＥＴ１２１ａを介してＬＥＤ２００に微小な電流が流れてしまい、ＬＥＤ２００が完全に消灯しないという問題がある。つまり、ＬＥＤ２００を消灯させたつもりであっても、ＬＥＤ２００が完全に消灯せずに点灯し続けてしまうという問題がある。この問題は、特にＬＥＤ２００の数が少ない場合に、より顕著に発生する。
【００２０】
詳述すると、停止状態において、ＩＣ内部の回路を正常に動作させて、スイッチング停止の信号状態を維持する必要があり、そのためにはＩＣ内部の電源回路に電流を供給する必要がある。そのＩＣ駆動電流は、ＬＥＤ２００を介し、ＩＣ内部のスイッチング素子１２１ａへ流れなければならない。従って、ＩＣを駆動する微小電流によって、ＬＥＤ２００は微弱ながら点灯してしまう。
【００２１】
また、図４に示す発光ダイオード駆動装置１００とは異なるが、発光ダイオード駆動用半導体回路１２０のない発光ダイオード駆動装置の場合においても、上記と同様の問題が生じる場合がある。
【００２２】
例えば、シーリングライトのようなＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤの点灯を遠隔操作したりＬＥＤを調光したりするためのリモコンスイッチが備えられているような場合、あるいは、照明装置を消灯して明かりの消えた真っ暗な部屋でも壁スイッチの位置が特定できるように照明装置の消灯時に壁スイッチに小さな緑のＬＥＤランプが点灯するように構成された常夜灯スイッチ（ほたるスイッチ）等を備えているような場合である。
【００２３】
これらのリモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えているような場合には、ＡＣ電源に接続されたトライアック（サイリスタ）及び当該トライアックを制御するためのコントローラ（ＩＣ）等で構成される回路が用いられている。トライアックは、状態を保持させるために電流を流しておく必要があるので、ＬＥＤを消灯させたつもりであっても、本来ＬＥＤを点灯させるための入力電圧Ｖｄよりも低い値の入力電圧が供給されてしまい、上記と同様にＬＥＤが完全に消灯せずに点灯し続けてしまったり、電子スイッチが誤作動したりするという問題がある。
【００２４】
本発明は、上記課題を解決するものであり、予定外に低い入力電圧が供給された場合であっても、ＬＥＤを確実に消灯することができる発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
この課題を解決するために、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様は、発光ダイオードを点灯するための発光ダイオード用駆動回路であって、前記発光ダイオードを駆動するための電力を出力するインバータと、前記インバータの動作を制御するためのインバータ制御回路と、を備え、前記インバータ制御回路は、当該インバータ制御回路に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、前記インバータの動作を停止させるものである。
【００２６】
この構成により、発光ダイオードの点灯及び消灯をインバータの起動又は停止によって制御することができ、入力電圧が所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路によってインバータの動作を完全に停止させる。これにより、発光ダイオードに流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、発光ダイオードを完全に消灯させることができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータ制御回路は、前記インバータの動作を開始して前記インバータの動作を維持するための起動トリガ回路と、前記起動トリガ回路の動作を停止させるための停止回路と、を有し、前記直流電圧は、前記停止回路に入力され、前記停止回路は、入力される前記直流電圧が前記所定値よりも小さい場合に、前記起動トリガ回路の動作を停止させ、前記インバータの動作を停止させることが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータは、第１のスイッチング素子と、当該第１のスイッチング素子に直列に接続された第２のスイッチング素子と、駆動トランスとを有し、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とは、前記駆動トランスの誘起発振によって交互にオンオフすることが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子は、バイポーラ形トランジスタであることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記インバータは、直列に接続されたスイッチング素子及びダイオードによって構成されることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記起動トリガ回路は、第１の抵抗と、当該第１の抵抗に直列に接続されたコンデンサと、前記第１の抵抗と前記コンデンサとの接続点に接続されたトリガダイオードとを有し、前記コンデンサが保持する所定の電圧値によって前記トリガダイオードが導通することにより、前記起動トリガ回路は前記インバータの動作を開始させることが好ましい。
【００３２】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記停止回路は、第２の抵抗と、当該第２の抵抗に接続されるとともに前記起動トリガ回路の前記コンデンサと並列に接続された第３のスイッチング素子を有し、前記第３のスイッチング素子がオンすることにより、前記停止回路は前記起動トリガ回路の動作を停止させることが好ましい。
【００３３】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記停止回路は、前記インバータ制御回路に入力される前記直流電圧が所定値よりも小さい場合において、当該停止回路を構成する回路素子によって消費される電力が、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成されることが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とは、前記起動トリガ回路と前記停止回路とで共通して用いられる１つの抵抗であることが好ましい。
【００３５】
さらに、本発明に係る発光ダイオード用駆動回路の一態様において、前記発光ダイオード用駆動回路は、交流の入力電圧を受けて前記発光ダイオードを点灯し、さらに、前記交流の入力電圧を整流して前記インバータ制御回路及び前記インバータに前記直流電圧を供給するための第１の整流回路と、前記インバータから供給される交流電圧を整流して前記発光ダイオードに直流電圧を供給するための第２の整流回路と、を備えることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係るＬＥＤ光源の一態様は、上記の発光ダイオード用駆動回路と、前記発光ダイオード用駆動回路によって点灯される発光ダイオードと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、所定値よりも低い入力電圧が供給された場合であっても、ＬＥＤを確実に消灯することができる。
【００３８】
また、ほたる常夜灯スイッチ等の半導体スイッチの誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の一部切り欠き断面図である。
【図４】図４は、従来に係る発光ダイオード駆動装置の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【００４２】
（回路構成）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１は、ＬＥＤ２を点灯させるためのＬＥＤ用駆動回路であって、第１の整流回路１０と、インバータ２０と、インバータ制御回路３０と、第２の整流回路４０とを備える。
【００４３】
発光ダイオード用駆動回路１は、交流電圧の入力を受けるための入力端子Ｐ１及びＰ２を有しており、入力端子Ｐ１及びＰ２は、ＡＣ電源に接続されるとともに、第１の整流回路１０の入力端に接続されている。例えば、発光ダイオード用駆動回路１の入力端子Ｐ１及びＰ２には、壁スイッチを通じて商用の交流電源が接続される。なお、商用の交流電源とは、商用１００Ｖの交流電源、つまり家庭用のＡＣ電源である。また、入力端子Ｐ１及びＰ２は、例えば、交流電源が供給されるソケットに取り付けられる電球型ＬＥＤランプの口金等である。
【００４４】
また、発光ダイオード用駆動回路１は、直流電圧を出力するための出力端子Ｐ３及びＰ４を有しており、出力端子Ｐ３及びＰ４は、ＬＥＤ２に接続されるとともに、第２の整流回路４０の出力端に接続されている。高電位側の出力端子Ｐ３は、ＬＥＤ２のアノード側に接続されており、低電位側の出力端子Ｐ４は、ＬＥＤ２のカソード側に接続されている。ＬＥＤ２は、発光ダイオード用駆動回路１から供給される直流電圧によって点灯する。なお、本実施形態において、ＬＥＤ２を静電保護するために、ＬＥＤ２と並列にツェナーダイオードＺＤが接続されている。
【００４５】
以下、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１の各構成要素について、詳細に説明する。
【００４６】
まず、第１の整流回路１０について説明する。第１の整流回路１０（ＤＢ１）は、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、入力側の２端子は入力端子Ｐ１及びＰ２を介してＡＣ電源に接続され、出力側の２端子は平滑コンデンサＣ１等に接続されている。なお、平滑コンデンサＣ１は、第１の整流回路１０の出力電圧を安定化させるために設けられており、例えば、電解コンデンサが用いられる。
【００４７】
第１の整流回路１０は、例えば壁スイッチを通じて、商用の交流電源から交流電圧を受けて、当該交流電圧を全波整流して直流電圧を出力する。第１の整流回路１０から出力される直流電圧は、平滑コンデンサＣ１によって平滑化されて直流の入力電圧Ｖｉｎとなる。入力電圧Ｖｉｎは、インバータ２０及びインバータ制御回路３０に供給される。
【００４８】
次に、インバータ２０について説明する。インバータ２０（ＩＮＶ）は、ＬＥＤ２を駆動するための電力を出力するように構成されており、直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータであって、第１のスイッチング素子Ｑ１と、第１のスイッチング素子Ｑ１に直列に接続された第２のスイッチング素子Ｑ２と、駆動トランスＣＴと、インダクタＬ１と、共振コンデンサＣ５とを有する。
【００４９】
本実施形態において、インバータ２０は、ハーフブリッジ形の自励インバータであって、交互にスイッチング動作を行う第１のスイッチング素子Ｑ１と第２のスイッチング素子Ｑ２とからなる直列回路が直流電源に接続されて構成されている。また、本実施形態において、第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２は、バイポーラ形トランジスタである。
【００５０】
第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されるとともに、共振コンデンサＣ５に接続されている。第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタは、第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。また、第１のスイッチング素子Ｑ１のベースは、抵抗器Ｒ７を介して駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。
【００５１】
第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタは、第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタに接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されるとともに、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースは、駆動トランスＣＴのコイルに接続されている。
【００５２】
駆動トランスＣＴは、一次巻線（入力巻線）及びニ次巻線（出力巻線）からなる巻線コイルによって構成されている。
【００５３】
なお、インダクタＬ１は、チョークインダクタであって、一端が駆動トランスＣＴの出力側に接続されており、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。また、共振コンデンサＣ５は、一端が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続され、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。
【００５４】
このように構成されるインバータ２０は、第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２の直列回路の両端間に（インバータ２０の入力端に）所定の入力電圧Ｖｉｎが印加されるとともに、インバータ制御回路３０から起動制御信号（トリガ信号）が供給されることによって動作し、駆動トランスＣＴの誘起に基づく自励発振によって第１のスイッチング素子Ｑ１と第２のスイッチング素子Ｑ２とが交互にオンオフ動作を行うことにより、インダクタＬ１と共振コンデンサＣ５との直列共振による交流の２次電圧が誘起され、第２の整流回路４０に供給される。
【００５５】
次に、インバータ制御回路３０について説明する。インバータ制御回路３０は、インバータ２０の動作を制御するように構成されており、インバータ制御回路３０に入力される直流の入力電圧Ｖｉｎの値が所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合、例えば、本来ＬＥＤ２を点灯及び消灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）の値よりも小さく、かつ、ＬＥＤ２を点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）の場合に、インバータ２０の動作を停止させるように構成されている。
【００５６】
本実施形態において、インバータ制御回路３０は、インバータ２０の動作を開始するとともにインバータ２０の動作を維持するための起動トリガ回路３１（ＴＲＧ）と、起動トリガ回路３１の動作を停止させるための停止回路３２（ＳＴＰ）とを有する。そして、直流の入力電圧Ｖｉｎが上記所定値よりも小さい場合には、停止回路３２が起動トリガ回路３１の動作を停止させるように動作する。これにより、インバータ２０の動作が停止して、ＬＥＤ２への電力供給が完全に停止する。ここで、インバータ制御回路３０における起動トリガ回路３１及び停止回路３２の具体的な構成について、以下詳細に説明する。
【００５７】
起動トリガ回路３１は、第１の抵抗である抵抗器Ｒ１と、当該抵抗器Ｒ１に直列に接続されたコンデンサＣ３と、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点に接続されたトリガダイオードＴＤとを有する。
【００５８】
抵抗器Ｒ１は、抵抗器Ｒ２を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されるとともに、コンデンサＣ３を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。コンデンサＣ３は、トリガダイオードＴＤの導通を制御するためのコンデンサであって、高電位側が抵抗器Ｒ１に接続され、低電位側が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。なお、起動トリガ回路３１において、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３は、時定数回路を構成している。
【００５９】
また、トリガダイオードＴＤは、ダイオードで構成されるトリガ素子であって、規定の電圧（ブレークオーバー電圧）を超える電圧がかかった場合に導通状態となる。本実施形態では、トリガダイオードＴＤは、コンデンサＣ３に保持される電圧値によってブレークオーバーして導通状態となる。そして、トリガダイオードＴＤは、インバータ２０の制御端子である第２のスイッチング素子Ｑ２のベースに接続されており、トリガダイオードＴＤが導通状態となることによってインバータ２０の動作が開始する。
【００６０】
すなわち、第２のスイッチング素子Ｑ２が起動トリガ回路３１によってオンすることにより初めてインバータ回路２０に電流が流れ始め、インダクタＬ１、共振コンデンサＣ５、第２の整流回路４０、駆動トランスＣＴ、ＬＥＤ２、第２のスイッチング素子Ｑ２の順に電流が流れる。すると、インダクタＬ１、共振コンデンサＣ５および駆動トランスＣＴの共振によって、第１のスイッチング素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２の各ベースに発生する電圧が共振周波数において反転し、交互にオンオフする定常動作を開始する。
【００６１】
なお、トリガダイオードＴＤとしては、例えば、電圧ブレークオーバーが３０〜３４Ｖのダイアックを用いることができる。
【００６２】
このように、起動トリガ回路３１は、インバータ２０を起動するための回路であって、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３を含む時定数回路と、コンデンサＣ３の電圧値によってブレークオーバーするトリガダイオードＴＤとを有する。そして、起動トリガ回路３１からインバータ２０に対してトリガ信号が入力されることによって、インバータ２０の自励発振が開始する。
【００６３】
さらに、本実施形態において、起動トリガ回路３１は、抵抗器Ｒ１に直列接続された抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ１と並列接続されたダイオードＤ１とを有する。ダイオードＤ１は、整流用ダイオードであって、ダイオードＤ１のアノード側は、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点、及び、トリガダイオードＴＤに接続されている。また、ダイオードＤ１のカソード側は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点、インバータ２０における第１のスイッチング素子Ｑ１（エミッタ）と第２のスイッチング素子Ｑ２（コレクタ）との接続点、及び、コンデンサＣ４に接続されている。なお、コンデンサＣ４は、高電位側が第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極及び第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタに接続されており、低電位側がダイオードＤ１のカソードに接続されている。コンデンサＣ４は、ソフトスイッチング用のコンデンサであって、スイッチングに伴うノイズの発生を抑制するために適宜用いられる。
【００６４】
停止回路３２は、例えばホタルスイッチ等の半導体スイッチによってＬＥＤ２をオフする場合に、インバータ回路２０の動作を停止することによってＬＥＤ２を完全に消灯するための回路である。本実施形態における停止回路３２は、第２の抵抗として抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１に接続される第３のスイッチング素子Ｑ３と、第３のスイッチング素子Ｑ３に接続される第４のスイッチング素子Ｑ４とを有する。抵抗器Ｒ１は、起動トリガ回路３１と停止回路３２とで共通して用いられる。また、第３のスイッチング素子Ｑ３と第４のスイッチング素子Ｑ４とは、スイッチ回路ＳＷを構成しており、当該スイッチ回路ＳＷがオンすることにより、起動トリガ回路の動作が停止する。本実施形態において、停止回路３２は、さらに、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、抵抗器Ｒ４、抵抗器Ｒ５及び抵抗器Ｒ６を有する。
【００６５】
スイッチ回路ＳＷにおいて、第３のスイッチング素子Ｑ３及び第４のスイッチング素子Ｑ４は、バイポーラ形トランジスタで構成されている。
【００６６】
第３のスイッチング素子Ｑ３は、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３と並列に接続されており、第３のスイッチング素子Ｑ３のコレクタは、コンデンサＣ３の高電位側に接続されるとともに、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を介して第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されている。第３のスイッチング素子Ｑ３のエミッタは、コンデンサＣ３の低電位側に接続されるとともに、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。なお、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースは、第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタに接続されている。
【００６７】
第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタは、抵抗器Ｒ６に接続されるとともに、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースに接続されている。第４のスイッチング素子Ｑ４のエミッタは、抵抗器Ｒ５に接続されるとともに、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。また、第４のスイッチング素子Ｑ４のベースは、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との接続点に接続されている。
【００６８】
抵抗器Ｒ３は、一端が、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続され、他端が、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ６との接続点に接続されている。抵抗器Ｒ４は、一端が、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ６との接続点に接続されるとともに、他端が、抵抗器Ｒ５と第４のスイッチング素子Ｑ４のベースとの接続点に接続されている。抵抗器Ｒ５は、一端が、抵抗器Ｒ４と第４のスイッチング素子Ｑ４のベースとの接続点に接続されており、他端が、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。抵抗器Ｒ６は、一端が、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４との接続点に接続されるとともに、他端が、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースと第４のスイッチング素子Ｑ４のコレクタとの接続点に接続されている。なお、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２については、起動トリガ回路３１で説明したとおりである。
【００６９】
このように構成される停止回路３２において、抵抗器Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合に、第４のスイッチング素子Ｑ４がオフするとともに第３のスイッチング素子Ｑ３がオンするように、また、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値以上の場合には、第４のスイッチング素子Ｑ４がオンするとともに第３のスイッチング素子Ｑ３がオフするように設定されている。すなわち、所定値（Ｖｔｈ）は、スイッチ回路ＳＷの閾値電圧として任意に設定することができ、例えば、本来ＬＥＤ２を点灯及び消灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）の値よりも小さく、かつ、ＬＥＤ２を点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）となるような電圧値として設定することができる。
【００７０】
このように、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合は、停止回路３２におけるスイッチ回路ＳＷはオン状態となる。すなわち、この場合、第４のスイッチング素子Ｑ４のベースにはオン電流が流れず第４のスイッチング素子Ｑ４はオフとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３のベースに対して所定のオン電流が流れて第３のスイッチング素子Ｑ３がオンとなる。これにより、コンデンサＣ３にチャージされている電荷が放電されるので、トリガダイオードＴＤが非導通状態となる。このように、停止回路３２は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）よりも小さい場合は、起動トリガ回路３１の動作を停止させる。
【００７１】
一方、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）以上の場合は、停止回路３２におけるスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。すなわち、この場合、抵抗器Ｒ３〜Ｒ５の分圧比で決定されるオン電流が第４のスイッチング素子Ｑ４のベースに流れて第４のスイッチング素子Ｑ４がオンとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３のベース及びエミッタがＧＮＤ電位となって第３のスイッチング素子Ｑ３がオフとなる。これにより、コンデンサＣ３に電荷がチャージされる状態となる。従って、コンデンサＣ３が充電され、やがてトリガダイオードＴＤが導通する電圧に達して、前述のようにインバータ回路２０が発振動作を開始する。このように、停止回路３２は、入力電圧Ｖｉｎが上記所定値（Ｖｔｈ）以上の場合、起動トリガ回路３１に対しての停止制御は行わない。
【００７２】
次に、第２の整流回路４０について説明する。第２の整流回路４０（ＤＢ２）は、第１の整流回路１０と同様に、４つのダイオードで構成されるブリッジ型全波整流回路であって、入力側の２つの端子はインバータ２０の出力側の２つの端子に接続され、出力側の２つの端子については高電位側が出力端子Ｐ３を介してＬＥＤ２のアノード側に接続され、低電位側が出力端子Ｐ４を介してＬＥＤ２のカソード側に接続されている。
【００７３】
第２の整流回路４０は、インバータ２０からの交流電圧を受けて、この交流電圧を全波整流した電圧を出力し、当該電圧をＬＥＤ２に供給する。
【００７４】
なお、第２の整流回路４０としては、例えば、２つのショットキーダイオードが直列接続された半導体部品を２つ組み合わせることによって構成することができる。
【００７５】
以上のようにして、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１が構成されている。なお、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１における上記回路素子の一例として、抵抗器Ｒ１〜Ｒ８としては、それぞれの抵抗が、Ｒ１＝１２０ｋΩ、Ｒ２＝１５０ｋΩ、Ｒ３＝３９０ｋΩ、Ｒ４＝８２ｋΩ、Ｒ５＝９．３ｋΩ、Ｒ６＝１００ｋΩ、Ｒ７＝Ｒ８＝１２Ωであるチップ抵抗が用いられ、コンデンサＣ１、Ｃ３〜Ｃ５としては、それぞれの容量が、Ｃ１＝２．２μＦ、Ｃ３＝６８００ｐＦ、Ｃ４＝１５００ｐＦ、Ｃ５＝０．０４７μＦのコンデンサが用いられる。また、本実施形態において、ＬＥＤ２は１つであるが、ＬＥＤ２は複数個設けても構わない。この場合、複数のＬＥＤ２を直列接続しても構わないし、並列接続しても構わないし、あるいは、直列接続と並列接続とを組み合わせても構わない。
【００７６】
（回路動作）
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１の動作について説明する。
【００７７】
例えば、ＬＥＤ２を点灯させるためにユーザが壁スイッチをオン操作すると、入力端子Ｐ１及びＰ２に交流電源が供給され、第１の整流回路１０により平滑化された直流の入力電圧Ｖｉｎが生成される。入力電圧Ｖｉｎは、インバータ２０の入力端間、起動トリガ回路３１の入力端間、及び、停止回路３２の入力端間に供給される。このとき、入力電圧Ｖｉｎとして、本来ＬＥＤ２を点灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）が供給される。
【００７８】
これにより、起動トリガ回路３１とインバータ２０が動作する。すなわち、入力電圧Ｖｉｎとして基準入力電圧（Ｖｄ）が起動トリガ回路３１に供給されることにより、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３が充電されて、トリガダイオードＴＤがブレークオーバーする。この結果、トリガダイオードＴＤが導通状態となり、トリガ信号（トリガパルス）がインバータ２０の第２のスイッチング素子Ｑ２のベースに供給され、当該第２のスイッチング素子Ｑ２がオンする。
【００７９】
トリガ信号によって第２のスイッチング素子Ｑ２がオンすると、インバータ２０が起動し、駆動トランスＣＴの誘起に基づく自励発振により第１のスイッチング素子Ｑ１及び第２のスイッチング素子Ｑ２が交互にオンオフ動作を行い、交流の２次電圧が誘起される。これにより、当該２次電圧がインダクタＬ１と共振コンデンサＣ５との直列共振により高められた交流電圧が第２の整流回路４０に供給される。そして、第２の整流回路４０によって交流電圧が全波整流され、出力端子Ｐ３及びＰ４を介して所定の直流電圧（順方向電圧ＶＦ）がＬＥＤ２に供給される。これにより、ＬＥＤ２が所望の明るさで点灯する。
【００８０】
なお、このとき、停止回路３２は、基準入力電圧（Ｖｄ）の供給によってスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。すなわち、第４のスイッチング素子Ｑ４はオンとなり、第３のスイッチング素子Ｑ３がオフとなり、停止回路３２は、起動トリガ回路３１に対しては機能しない。
【００８１】
次に、ＬＥＤ２を消灯させるためにユーザが壁スイッチをオフ操作すると、入力端子Ｐ１及びＰ２への交流電源の供給が停止するので、基本的にはＬＥＤ２は消灯する。
【００８２】
しかしながら、従来の発光ダイオード駆動装置では、他のＩＣ回路（不図示）、又は、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチ（不図示）によって、入力電圧Ｖｉｎとして基準入力電圧（Ｖｄ）よりも小さく、かつ、ＬＥＤを点灯させうる範囲の微小な値の電圧（Ｖｍｉｎ）が回路内に供給される場合があった。
【００８３】
このように回路内に微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されると、従来ではＬＥＤ２が点灯してしまうという問題があったが、本実施形態では、微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されても、ＬＥＤ２は点灯しない。以下、詳細に説明する。
【００８４】
本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されたとしても、微小電圧（Ｖｍｉｎ）以上の動作開始電圧（Ｖｔｈ）として設定された停止回路３２が起動して、インバータ２０の動作が停止する。
【００８５】
すなわち、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されると、停止回路３２において、第３のスイッチング素子Ｑ３がオフして第４のスイッチング素子Ｑ４がオンとなる。これにより、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３に保持されていた電荷が放電され、トリガダイオードＴＤが非導通状態となる。この結果、起動トリガ回路３１は、インバータ２０における第２のスイッチング素子Ｑ２のベースへのトリガパルスの供給を停止するのでインバータ２０が停止する。よって、第２の整流回路４０への電力供給が完全に停止するので、ＬＥＤ２は確実に消灯する。
【００８６】
（実験例）
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１における停止回路３２について実験を行ったので、以下、この実験結果について説明する。下の表１及び表２は、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１を備えるＬＥＤランプにおいて、停止回路３２の消費電力（待機電力）と、ＬＥＤランプのオンオフ動作状態及び試験スイッチのＬＥＤインジケータの点灯状態との関係を示したものである。なお、実験用のＬＥＤランプとしては、電球型ＬＥＤランプを用いて行った。
【００８７】
また、表１は、試験スイッチとして、リモコンスイッチ（パナソニック電工株式会社製の「とったらリモコン」：ＷＴＣ５３２１５Ｋ）を用いた場合であり、表２は、試験スイッチとして、常夜灯スイッチ（パナソニック電工株式会社製の「ほたるスイッチ」：ＷＮ５０５２）を用いた場合である。また、各表における判断基準については、ランプのオンオフ動作状態については、ランプのオンオフ動作が効く場合を「○」とし、効かない場合を「×」としており、ＬＥＤインジケータの点灯状態については、ＬＥＤインジケータが正常に点灯している場合を「○」とし、点灯していない場合を「×」としている。なお、ＬＥＤインジケータの点灯状態において、製品レベルでは問題ないものの、若干暗くなっている状態で点灯している場合を「△」とした。
【００８８】
【表１】
【００８９】
【表２】
【００９０】
表１及び表２に示すように、停止回路３２における消費電力（待機電力）が０．０８Ｗ以上であれば、発光ダイオード用駆動回路１及び電子スイッチは正しく動作することが分かった。なお、停止回路３２は、ＬＥＤランプ点灯時においても電力を消費するので、待機電力が大きすぎるＬＥＤランプの効率が低下する。このため、実用範囲としては、常夜灯の定格の２０％とばらつき分を考慮すると、停止回路３２の待機電力の上限としては、０．１１Ｗとすることが好ましい。
【００９１】
以上、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１によれば、ＬＥＤ２の点灯及び消灯をインバータ２０の起動又は停止によって制御することができ、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路３０によってインバータ２０の動作を完全に停止させる。これにより、ＬＥＤ２を消灯させたい場合には、ＬＥＤ２に流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、ＬＥＤ２を完全に消灯させることができる。
【００９２】
さらに、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１によれば、抵抗器から停止回路３２のトランジスタ（第３のトランジスタＱ３及び第４のトランジスタＱ４）を介して電流をバイパスする構成となっているので、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えている場合であっても、電子スイッチは誤作動しない。
【００９３】
さらに、本実施形態によれば、インバータ２０を用いてＬＥＤ２に電力を供給しているので、商用の低周波交流電源からの交流電圧はインバータ２０によって高周波化されるので、点灯時におけるＬＥＤ２のちらつきを抑制することができる。なお、１５ｋＨｚ以上まで高周波化することにより、ＬＥＤ２のちらつきを防止することができる。さらに、インバータ２０を用いてＬＥＤ２に電力を供給することにより、明るさを２値化することもできる。
【００９４】
なお、本実施形態において、停止回路３２は、上記の微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されている場合、停止回路３２を構成する抵抗器及びスイッチング素子によって消費される電力は、上述のとおり、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成されることが好ましい。
【００９５】
また、本実施形態において、駆動トランスＣＴは図１に開示されたものに限らない。例えば、本実施形態では、抵抗器Ｒ８、第２のスイッチング素子Ｑ２のベース、同エミッタ及び駆動トランスのコイルが接続された回路を備えているが、この回路構成がないような構成であっても構わない。
【００９６】
また、本実施形態では、インバータ２０としてハーフブリッジ形の自励インバータを用いたが、これに限らない。例えば、インバータ２０として他励インバータを用いて構成しても構わないし、ハーフブリッジ形以外の構成を用いても構わない。
【００９７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａについて、図２を用いて説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の回路構成を示す図である。
【００９８】
本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と基本的な構成は同じであり、図２において、図１に示す構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略する。
【００９９】
図２に示す本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａが、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と異なる点は、インバータの構成である。
【０１００】
すなわち、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａにおいて、インバータ２０Ａは、１つの第５のスイッチング素子Ｑ５と、１つのダイオードＤ２と、インダクタＬ２とを有する。
【０１０１】
第５のスイッチング素子Ｑ５は、バイポーラ形トランジスタで構成されている。第５のスイッチング素子Ｑ５おエミッタは、インダクタＬ２の一端に接続されているとともに、ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。さらに、第５のスイッチング素子Ｑ５のエミッタは、起動トリガ回路３１のダイオードＤ１のカソード側に接続されている。また、第５のスイッチング素子Ｑ５のコレクタは、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の負極に接続されている。また、第５のトランジスタＱ５のベースは、起動トリガ回路３１のトリガダイオードＴＤに接続されている。
【０１０２】
ダイオードＤ２のカソード側は、第１の整流回路１０の直流電圧出力端の正極に接続されている。また、ダイオードＤ２のアノード側はインダクタＬ２と第５のスイッチング素子Ｑ５との接続点に接続されている。
【０１０３】
なお、インダクタＬ２は、一端が第５のスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ２との接続点に接続されており、他端が第２の整流回路４０の入力側に接続されている。
【０１０４】
このように構成されるインバータ２０Ａは、第１の整流回路１０から出力される入力電圧Ｖｉｎが印加されると、インバータ制御回路３０からの起動制御信号に基づいて動作する。これにより、インバータ２０Ａから第２の整流回路４０に直流電圧が供給される。
【０１０５】
なお、本実施形態において、その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１０６】
次に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａの動作について説明する。
【０１０７】
例えば、ＬＥＤ２を点灯させるためにユーザが壁スイッチをオン操作すると、第１の実施形態と同様に、入力電圧Ｖｉｎとして本来ＬＥＤ２を点灯させるための基準入力電圧（Ｖｄ）が供給され、起動トリガ回路３１とインバータ２０Ａが動作する。
【０１０８】
すなわち、起動トリガ回路３１のコンデンサＣ３が充電されて、トリガダイオードＴＤが導通状態となり、トリガ信号（トリガパルス）がインバータ２０Ａの第５のスイッチング素子Ｑ５のベースに供給され、第５のスイッチング素子Ｑ５がオンする。
【０１０９】
トリガ信号によって第５のスイッチング素子Ｑ５がオンすると、入力電圧Ｖｉｎによって、第２の整流回路４０→ＬＥＤ２→第２の整流回路４０→インダクタＬ２→第５のスイッチング素子Ｑ５と電流が流れて、ＬＥＤ２が点灯する。
【０１１０】
すると、ダイオードＤ１およびスイッチング素子Ｑ５のベースを介してコンデンサＣ３の電荷が放出され、やがてスイッチング素子Ｑ５およびトリガダイオードＴＤがオフし、インダクタＬ２に蓄えられたエネルギーがダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ１へ帰還すると同時にコンデンサＣ３を充電し始める。そして上記の帰還電流が流れきったときに再びトリガダイオードＴＤがオンしてスイッチング素子Ｑ５がオンする。また、スイッチング素子Ｑ５のオン時間を変えるために、コンデンサＣ３とダイオードＤ１の間に抵抗を付加してもよい。
【０１１１】
なお、停止回路３２は、基準入力電圧（Ｖｄ）の供給によってスイッチ回路ＳＷはオフ状態となる。
【０１１２】
次に、ＬＥＤ２を消灯させるためにユーザが壁スイッチをオフ操作すると、ＬＥＤ２は消灯する。
【０１１３】
この場合、入力電圧Ｖｉｎとして微小電圧（Ｖｍｉｎ）が供給されたとしても、第１の実施形態と同様に、微小電圧（Ｖｍｉｎ）以上の動作開始電圧（Ｖｔｈ）として設定された停止回路３２が起動して、インバータ２０Ａの動作が停止する。これにより、第２の整流回路４０への電力供給が完全に停止するので、ＬＥＤ２は確実に消灯する。
【０１１４】
以上、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａにおいても、ＬＥＤ２の点灯及び消灯をインバータ２０Ａの起動又は停止によって制御することができ、入力電圧Ｖｉｎが所定値よりも小さい場合には、インバータ制御回路３０によってインバータ２０Ａの動作を完全に停止させる。これにより、ＬＥＤ２を消灯させたい場合には、ＬＥＤ２に流れる電流のパスを完全に遮断することができるので、ＬＥＤ２を完全に消灯させることができる。
【０１１５】
さらに、第１の実施形態と同様に、本実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１Ａも、抵抗器から停止回路３２のトランジスタ（第３のトランジスタＱ３及び第４のトランジスタＱ４）を介して電流をバイパスする構成となっているので、リモコンスイッチや常夜灯スイッチ等の電子スイッチを備えている場合であっても、電子スイッチは誤作動しない。
【０１１６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第１及び第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路の適用例について、第３の実施形態に基づいて説明する。図３は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の一部切り欠き断面図である。
【０１１７】
本発明の第１及び第２の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１、１Ａは、当該発光ダイオード用駆動回路１、１Ａによって点灯されるＬＥＤ２とともに、ＬＥＤ光源として利用することができる。なお、本発明におけるＬＥＤ光源とは、任意の発光ダイオード用駆動回路によって点灯されるＬＥＤを搭載した装置をいう。ＬＥＤ光源の例には、従来の電球形蛍光灯などに代替する照明装置、あるいは、下記に示すハロゲン電球代替型の照明装置などの各種照明装置を含む。
【０１１８】
本発明の第３の実施形態に係る照明装置５０は、上記ＬＥＤ光源の一例であって、図３に示すように、発光ダイオード用駆動回路１、ケース５１、放熱器５２及び発光部５３を備えるハロゲン電球代替型の照明装置である。
【０１１９】
発光ダイオード用駆動回路１は、第１の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路１と同様の構成である。
【０１２０】
ケース５１は、セラミクス等の絶縁材料からなり、円筒部５１ａと当該円筒部５１ａの一端から延設された突出部５１ｂとで構成されている。円筒部５１ａの内部に、ＬＥＤ２を点灯するための点灯回路として発光ダイオード用駆動回路１が収容されている。突出部５１ｂの外周面には金属製のシェル５４が設けられ、突出部５１ｂの先端部には金属製のアイレット５５が設けられている。シェル５４及びアイレット５５は、それぞれリード線等によって発光ダイオード用駆動回路１に接続されており、外部電源（商用の交流電源）から電力の供給を受ける給電端子である。なお、シェル５４及びアイレット５５によって口金が構成されており、当該口金が照明器具（不図示）のソケットに差し込まれることによって給電を受ける。
【０１２１】
放熱器５２は、アルミニウム等の金属材料からなり、底部５２ａと当該底部５２ａの周縁から延設された側面部５２ｂとによってカップ状に構成されている。なお、放熱器５２の材料としては、金属材料の他に、非透光性のセラミクス材料又は非透光性の樹脂材料等を用いることもできる。放熱器５２内の底部５２ａには、発光部５３が接着剤等によって固着されている。
【０１２２】
また、放熱器５２の開口部には前面カバー５６が取り付けられており、前面カバー５６は金具５７によって放熱器５２に固定されている。前面カバー５６は、樹脂、ガラス、セラミクス等の透光性材料で構成されており、発光部５３からの光を外部に放出させる。なお、前面カバー５６は、上記透光性材料のうち透明材料で構成することが好ましい。放熱器５２の側面部５２ｂの内周面は、光を反射するための反射面となっており、放熱器５２は反射鏡として兼用される。なお、放熱器５２の寸法は、既存の反射鏡付きハロゲン電球と同程度あるいはそれよりも小さい。例えば、反射鏡の開口径が５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度のハロゲン電球に代替させる場合は、放熱器５２の開口径を、５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度あるいはそれよりも小さくすればよい。
【０１２３】
発光部５３は、ＬＥＤ２と、基板５３ａ、波長変換部材５３ｂ及びレンズ５３ｃとからなる。ＬＥＤ２は、ベアチップであって、基板５３ａ上に１つ又は複数個実装されている。ＬＥＤ２としては、例えば、青色光を発光する青色発光ＬＥＤチップを用いることができる。基板５３ａは、ＬＥＤ２を実装するための基板であり、セラミクス基板、絶縁樹脂被膜した金属基板等を用いることができる。波長変換部材５３ｂとしては、光波長変換体である蛍光体を樹脂に含有させて構成される蛍光体含有樹脂を用いることができる。例えば、ＬＥＤ２が青色発光ＬＥＤチップの場合は、白色光を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、黄色蛍光体粒子は青色発光ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、波長変換部材５３ｂからは、励起された黄色光と青色発光ＬＥＤチップの青色光とによって白色光が放出される。レンズ５３ｃは、樹脂等の透光性材料からなり、波長変換部材５３ｂを内包するように形成される。発光部５３におけるＬＥＤ２は、基板５３ａにパターン形成された配線と電気的に接続されており、発光ダイオード用駆動回路１と当該配線とが電気的に接続されることにより、ＬＥＤ２が発光ダイオード用駆動回路１から電力が供給される。なお、発光部５３は、発光部５３の光軸と放熱器５２のカップの中心軸とが一致するように配置されている。
【０１２４】
このように構成される照明装置３は、照明器具等のソケットに装着されて利用される。そして、ＬＥＤ２を点灯する場合は、ＬＥＤ２は発光ダイオード用駆動回路１から電力供給を受けて発光し、これにより、発光部５３の出射光は、放熱器５２の開口部から前面カバー５６を通じてスポットライトとして出射される。また、ＬＥＤ２を消灯する場合は、ＬＥＤ２は発光ダイオード用駆動回路１から電力供給が完全に停止し、ＬＥＤ２は完全に消灯する。
【０１２５】
以上、本発明の実施形態に係る発光ダイオード用駆動回路及びＬＥＤ光源について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、又は異なる実施の形態あるいは変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る発光ダイオード用駆動回路は、ＬＥＤを用いた装置又は機器等に利用可能であり、ＬＥＤを用いた照明装置等のＬＥＤ光源として、特に、ハロゲン電球代替型のＬＥＤ照明装置のような、少数のＬＥＤで構成されるＬＥＤ照明装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ 発光ダイオード用駆動回路
２、２００ ＬＥＤ
３ 照明装置
１０ 第１の整流回路（ＤＢ１）
２０、２０Ａ インバータ（ＩＮＶ）
３０ インバータ制御回路
３１ 起動トリガ回路（ＴＲＧ）
３２ 停止回路（ＳＴＰ）
４０ 第２の整流回路（ＤＢ２）
５０ 照明装置
５１ ケース
５１ａ 円筒部
５１ｂ 突出部
５２ 放熱器
５２ａ 底部
５２ｂ 側面部
５３ 発光部
５３ａ 基板
５３ｂ 波長変換部材
５３ｃ レンズ
５４ シェル
５５ アイレット
５６ 前面カバー
５７ 金具
１００ 発光ダイオード駆動装置
１１０ 整流回路
１１１、Ｃ１ 平滑コンデンサ
１１２ チョークコイル
１１３、Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
１１４、Ｃ３、Ｃ４ コンデンサ
１２０ 発光ダイオード駆動用半導体回路
１２１ スイッチング素子ブロック
１２１ａ 接合型ＦＥＴ
１２１ｂ スイッチング素子
１２２ 制御回路
１２２ａ レギュレータ
１２２ｂ 発振器
１２２ｃ オン時ブランキングパルス発生器
１２３ ドレイン電流検出回路
１２４ 起動停止回路
Ｃ５ 共振コンデンサ
ＴＤ トリガダイオード
ＺＤ ツェナーダイオード
Ｑ１ 第１のスイッチング素子
Ｑ２ 第２のスイッチング素子
Ｑ３ 第３のスイッチング素子
Ｑ４ 第４のスイッチング素子
Ｑ５ 第５のスイッチング素子
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８ 抵抗器
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＡＣ ＡＣ電源
ＣＴ 駆動トランス
ＳＷ スイッチ回路
Ｐ１、Ｐ２ 入力端子
Ｐ３、Ｐ４ 出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを点灯するための発光ダイオード用駆動回路であって、
前記発光ダイオードを駆動するための電力を出力するインバータと、
前記インバータの動作を制御するためのインバータ制御回路と、を備え、
前記インバータ制御回路は、当該インバータ制御回路に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、前記インバータの動作を停止させる
発光ダイオード用駆動回路。
【請求項２】
前記インバータ制御回路は、前記インバータの動作を開始して前記インバータの動作を維持するための起動トリガ回路と、前記起動トリガ回路の動作を停止させるための停止回路と、を有し、
前記直流電圧は、前記停止回路に入力され、
前記停止回路は、入力される前記直流電圧が前記所定値よりも小さい場合に、前記起動トリガ回路の動作を停止させ、前記インバータの動作を停止させる
請求項１に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項３】
前記インバータは、直列に接続されたスイッチング素子及びダイオードによって構成される
請求項１に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項４】
前記起動トリガ回路は、第１の抵抗と、当該第１の抵抗に直列に接続されたコンデンサと、前記第１の抵抗と前記コンデンサとの接続点に接続されたトリガダイオードとを有し、
前記コンデンサが保持する所定の電圧値によって前記トリガダイオードが導通することにより、前記起動トリガ回路は前記インバータの動作を開始させる
請求項２に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項５】
前記停止回路は、第２の抵抗と、当該第２の抵抗に接続されるとともに前記起動トリガ回路の前記コンデンサと並列に接続された第３のスイッチング素子を有し、
前記第３のスイッチング素子がオンすることにより、前記停止回路は前記起動トリガ回路の動作を停止させる
請求項４に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項６】
前記停止回路は、前記インバータ制御回路に入力される前記直流電圧が所定値よりも小さい場合において、当該停止回路を構成する回路素子によって消費される電力が、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成される
請求項４に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項７】
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とは、前記起動トリガ回路と前記停止回路とで共通して用いられる１つの抵抗である
請求項５又は６に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項８】
前記発光ダイオード用駆動回路は、交流の入力電圧を受けて前記発光ダイオードを点灯し、
さらに、前記交流の入力電圧を整流して前記インバータ制御回路及び前記インバータに前記直流電圧を供給するための第１の整流回路と、前記インバータから供給される交流電圧を整流して前記発光ダイオードに直流電圧を供給するための第２の整流回路と、を備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光ダイオード用駆動回路と、
前記発光ダイオード用駆動回路によって点灯される発光ダイオードと、を備える
ＬＥＤ光源。
【請求項１】
発光ダイオードを点灯するための発光ダイオード用駆動回路であって、
前記発光ダイオードを駆動するための電力を出力するインバータと、
前記インバータの動作を制御するためのインバータ制御回路と、を備え、
前記インバータ制御回路は、当該インバータ制御回路に入力される直流電圧が所定値よりも小さい場合に、前記インバータの動作を停止させる
発光ダイオード用駆動回路。
【請求項２】
前記インバータ制御回路は、前記インバータの動作を開始して前記インバータの動作を維持するための起動トリガ回路と、前記起動トリガ回路の動作を停止させるための停止回路と、を有し、
前記直流電圧は、前記停止回路に入力され、
前記停止回路は、入力される前記直流電圧が前記所定値よりも小さい場合に、前記起動トリガ回路の動作を停止させ、前記インバータの動作を停止させる
請求項１に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項３】
前記インバータは、直列に接続されたスイッチング素子及びダイオードによって構成される
請求項１に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項４】
前記起動トリガ回路は、第１の抵抗と、当該第１の抵抗に直列に接続されたコンデンサと、前記第１の抵抗と前記コンデンサとの接続点に接続されたトリガダイオードとを有し、
前記コンデンサが保持する所定の電圧値によって前記トリガダイオードが導通することにより、前記起動トリガ回路は前記インバータの動作を開始させる
請求項２に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項５】
前記停止回路は、第２の抵抗と、当該第２の抵抗に接続されるとともに前記起動トリガ回路の前記コンデンサと並列に接続された第３のスイッチング素子を有し、
前記第３のスイッチング素子がオンすることにより、前記停止回路は前記起動トリガ回路の動作を停止させる
請求項４に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項６】
前記停止回路は、前記インバータ制御回路に入力される前記直流電圧が所定値よりも小さい場合において、当該停止回路を構成する回路素子によって消費される電力が、０．０８Ｗ以上０．１１Ｗ以下となるように構成される
請求項４に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項７】
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とは、前記起動トリガ回路と前記停止回路とで共通して用いられる１つの抵抗である
請求項５又は６に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項８】
前記発光ダイオード用駆動回路は、交流の入力電圧を受けて前記発光ダイオードを点灯し、
さらに、前記交流の入力電圧を整流して前記インバータ制御回路及び前記インバータに前記直流電圧を供給するための第１の整流回路と、前記インバータから供給される交流電圧を整流して前記発光ダイオードに直流電圧を供給するための第２の整流回路と、を備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光ダイオード用駆動回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光ダイオード用駆動回路と、
前記発光ダイオード用駆動回路によって点灯される発光ダイオードと、を備える
ＬＥＤ光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３８５８０（Ｐ２０１２−１３８５８０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８１９７８（Ｐ２０１１−２８１９７８）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【分割の表示】特願２０１０−２９１３２８（Ｐ２０１０−２９１３２８）の分割
【原出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【特許番号】特許第４９７５８８３号（Ｐ４９７５８８３）
【特許公報発行日】平成２４年７月１１日（２０１２．７．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【分割の表示】特願２０１０−２９１３２８（Ｐ２０１０−２９１３２８）の分割
【原出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【特許番号】特許第４９７５８８３号（Ｐ４９７５８８３）
【特許公報発行日】平成２４年７月１１日（２０１２．７．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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