電源回路及び照明装置
【課題】駆動電流の異なる複数の負荷回路に対して電力を供給する電源回路において、製造コストを削減し、電力効率を高め、信頼性を向上させる。
【解決手段】直列負荷回路は、発光素子ユニット８５１（第一の負荷回路）と、発光素子ユニット８５２（第二の負荷回路）とを直列に接続した回路である。定電流回路１１０は、直列負荷回路に対して、発光素子ユニット８５１の駆動電流を供給する。電流減算回路１７０は、直列負荷回路を流れる電流から、発光素子ユニット８５１の駆動電流から発光素子ユニット８５２の駆動電流を差し引いた差に相当する電流を分流して、発光素子ユニット８５２を流れる電流を削減する。
【解決手段】直列負荷回路は、発光素子ユニット８５１（第一の負荷回路）と、発光素子ユニット８５２（第二の負荷回路）とを直列に接続した回路である。定電流回路１１０は、直列負荷回路に対して、発光素子ユニット８５１の駆動電流を供給する。電流減算回路１７０は、直列負荷回路を流れる電流から、発光素子ユニット８５１の駆動電流から発光素子ユニット８５２の駆動電流を差し引いた差に相当する電流を分流して、発光素子ユニット８５２を流れる電流を削減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動電流の異なる複数の負荷回路に電力を供給する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）など、定電流制御すべき負荷が複数ある場合、複数の負荷の駆動電流が同じであれば、複数の負荷を直列接続して負荷回路を構成し、電源回路に接続して、複数の負荷に同じ電流を流す。
複数の負荷の駆動電流が異なる場合には、複数の負荷を駆動電流ごとに分けて、駆動電流が同じ負荷だけを直列接続して複数の負荷回路を構成し、それぞれ異なる電源回路に接続する。
電源回路の構成としては、共通の電源回路から直列に抵抗を接続して各々の負荷に供給する駆動電流を制限する構成や、駆動電流をフィードバックして、各々にバックコンバータなどを用いて定電流駆動制御する構成などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４４１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、駆動電流の異なる複数の負荷を駆動する場合は、共通の電源回路を用いて抵抗で電流制限をする構成や、各々に異なる定電流駆動回路を用意する必要があった。
共通の電源回路に直列に抵抗を接続した構成は、構成が簡易であり、回路の小型化・製造コストの削減が図れる反面、電力効率が悪い。
また、各々にフライバックコンバータなどを用いる構成は、電力効率が高い反面、構成が複雑であり、回路が大型化し、製造コストが高くなる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動電流が異なる複数の負荷回路に電力を供給する電源回路において、製造コストを低く、電力効率を高く、信頼性を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源回路は、第一の駆動電流の電流で動作する第一の負荷回路と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流の電流で動作する第二の負荷回路とに対して電力を供給する電源回路において、
上記電源回路は、定電流回路と、電流減算回路とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の負荷回路と上記第二の負荷回路とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、第一の駆動電流を供給し、
上記電流減算回路は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路を流れる電流を削減することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源回路によれば、定電流回路が複数の負荷回路を直列に接続した直列負荷回路に対して電流を供給し、電流減算回路が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を削減する。したがって、駆動電流の異なる負荷回路ごとに定電流駆動回路を設ける必要がなく、電源回路の部品点数を減らすことができ、製造コストを削減し、信頼性を高め、電力効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明装置８００の機能ブロックの構成を示すブロック構成図。
【図２】実施の形態１における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図３】実施の形態１における各部の電圧及び電流の関係を示す図。
【図４】実施の形態１における発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の電圧電流特性の一例を示す図。
【図５】実施の形態１における電流減算回路１７０の変形例を示す電気回路図。
【図６】実施の形態１における電流減算回路１７０の別の変形例を示す電気回路図。
【図７】実施の形態２における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図８】実施の形態３における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図９】実施の形態４における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図６を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明装置８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
照明装置８００は、例えば、白色ＬＥＤと赤色ＬＥＤなど、複数種類の発光素子を有する。照明装置８００は、複数種類の発光素子が発した光を混合することにより、演色性が高く、電球色など所望の色温度の光を発する。
発光素子は、種類ごとに電気的特性が異なり、例えば、駆動電流値が異なっている。
【００１０】
照明装置８００は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２と、電源回路１００とを有する。
それぞれの発光素子ユニット８５１，８５２（負荷回路、発光素子直列回路）は、単一種類の発光素子を有する。発光素子ユニット８５１，８５２が有する発光素子が複数の場合、発光素子は、互いに直列に電気接続されている。
【００１１】
電源回路１００は、発光素子ユニット８５１，８５２を点灯するための電力を、発光素子ユニット８５１，８５２に対して供給する。電源回路１００は、定電流回路１１０、電流減算回路１７０を有する。
定電流回路１１０は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２を直列に電気接続した回路（以下「直列負荷回路」または「発光素子直列回路」と呼ぶ。）に対して、電流を供給する。
電流減算回路１７０は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２のうち一部の発光素子ユニット８５２に並列に電気接続されている。電流減算回路１７０は、直列負荷回路を流れる電流を分流することにより、並列に接続された負荷回路（以下「削減対象回路」と呼ぶ。）を流れる電流を削減する。
この例では、発光素子ユニット８５１（第一の負荷回路）には、定電流回路１１０から供給された電流が流れ、発光素子ユニット８５２（第二の負荷回路）には、定電流回路１１０から供給された電流から電流減算回路１７０が分流した電流を差し引いた電流が流れる。
定電流回路１１０は、発光素子ユニット８５１の発光素子を所望の明るさで点灯させる駆動電流値（以下「第一の駆動電流」と呼ぶ。）の電流を生成し、発光素子直列回路に対して第一の駆動電流を流す。電流減算回路１７０は、発光素子ユニット８５２の発光素子を所望の明るさで点灯させる駆動電流値の電流（以下「第二の駆動電流」と呼ぶ。）になるように、第一の駆動電流から差し引いた差にあたる電流値の電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を分流する。
これにより、発光素子ユニット８５１には、第一の駆動電流が流れ、発光素子ユニット８５２には、第二の駆動電流が流れ、それぞれの発光素子が所望の明るさで点灯する。
【００１２】
定電流回路１１０は、電圧生成回路１１１、電流検出回路１１２、制御回路１１４を有する。
電圧生成回路１１１は、直列負荷回路に印加する電圧を生成する。
電流検出回路１１２は、発光素子ユニット８５１を流れる電流（第一の駆動電流）を検出する。なお、電流検出回路１１２は、発光素子ユニット８５１ではなく、発光素子ユニット８５２を流れる電流を検出する構成としてもよい。以下、電流検出回路１１２が電流検出の対象とする回路を、電流検出対象回路と呼ぶ。
制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流に基づいて、電圧生成回路１１１を制御する。具体的に言えば、制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値（以下「目標電流値」と呼ぶ。）となるよう、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。すなわち、電流検出回路１１２が検出した電流が目標電流値より少ない場合、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を高くする。逆に、電流検出回路１１２が検出した電流が目標電流値より多い場合には、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を低くする。
この例では、目標電流値は、第一の駆動電流値である。また、電流検出対象回路が発光素子ユニット８５２である場合には、目標電流値は、第二の駆動電流値である。
【００１３】
図２は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電源回路１００は、直流あるいは脈流電圧を入力して、発光素子ユニット８５１，８５２に電力を供給する。
電圧生成回路１１１は、例えば、フライバックコンバータである。フライバックコンバータは、オンオフ動作を行う絶縁型スイッチング電源である。電圧生成回路１１１は、入力コンデンサＣ１１、スイッチング素子Ｑ１２、トランスＴ６０、整流素子Ｄ１３、平滑コンデンサＣ１４を有する。
入力コンデンサＣ１１は、電源回路１００の入力端子間に電気接続されている。入力コンデンサＣ１１は、電源を入力する。入力コンデンサＣ１１は、電源回路１００が入力した電圧のリプルを除去して平滑するとともに、電源回路１００内で発生したスイッチングノイズが外部に漏れるのを防ぐ。
スイッチング素子Ｑ１２は、例えばＭＯＳＦＥＴであり、制御回路１１４からの指示を表わす信号にしたがって、開閉する。
トランスＴ６０は、一次巻線Ｌ６３と、二次巻線Ｌ６１とを有する。トランスＴ６０は、一次側の電力を絶縁して二次側へ伝達する。
一次巻線Ｌ６３は、スイッチング素子Ｑ１２を介して、電源回路１００の入力端子間に電気接続されている。スイッチング素子Ｑ１２は、入力された電圧のスイッチングを行い、必要なエネルギーをトランスＴ６０に蓄積させる。
整流素子Ｄ１３のアノード端子は、二次巻線Ｌ６１の一端に電気接続している。整流素子Ｄ１３のカソード端子は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子と電気接続している。平滑コンデンサＣ１４の陰極端子は、二次巻線Ｌ６１の他端に電気接続している。すなわち、二次巻線Ｌ６１・整流素子Ｄ１３・平滑コンデンサＣ１４は、閉ループを構成する。整流素子Ｄ１３は、二次巻線Ｌ６１の出力を整流する。平滑コンデンサＣ１４は、整流素子Ｄ１３が整流した二次巻線Ｌ６１の出力を平滑する。すなわち、二次巻線Ｌ６１を流れる電流が、整流素子Ｄ１３により整流され、平滑コンデンサＣ１４を充電する。
【００１４】
直列負荷回路（発光素子直列回路）の陽極側端子（発光素子ユニット８５１の陽極側端子）は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続されている。直列負荷回路の陰極側端子（発光素子ユニット８５２の陰極側端子）は、電流検出回路１１２を介して、平滑コンデンサＣ１４の陰極端子に電気接続されている。これにより、平滑コンデンサＣ１４に充電された電圧が、直列負荷回路に印加され、平滑コンデンサＣ１４を放電する電流が、直列負荷回路を流れる。
【００１５】
電流減算回路１７０は、例えば、抵抗Ｒ７１を有する。抵抗Ｒ７１は、一端が発光素子ユニット８５２の陽極側端子に電気接続し、他端が発光素子ユニット８５２の陰極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ７１には、両端電圧に比例する電流が流れる。すなわち、抵抗Ｒ７１は、発光素子ユニット８５２の両端電圧に比例する電流を、直列負荷回路から分流する。これにより、分流された電流の分、発光素子ユニット８５２を流れる電流が削減される。
【００１６】
電流検出回路１１２は、抵抗Ｒ２１を有する。抵抗Ｒ２１の一端は、直列負荷回路の陰極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ２１の他端は、平滑コンデンサＣ１４の陰極端子に電気接続している。これにより、抵抗Ｒ２１には、発光素子ユニット８５１（電流検出対象回路）を流れる電流と等しい電流が流れ、それに比例する電圧が、抵抗Ｒ２１の両端に発生する。なお、抵抗Ｒ２１の抵抗値は、直列負荷回路の正常動作時における等価抵抗値と比較して十分小さいものとする。
【００１７】
制御回路１１４は、基準電圧源Ｖ４１、差動増幅器Ａ４２、フォトカプラＰＣ、制御ＩＣ１４５を有する。
基準電圧源Ｖ４１は、所定の電圧値を有する直流電圧を生成する。差動増幅器Ａ４２は、例えば、オペアンプである。差動増幅器Ａ４２（誤差増幅器）は、抵抗Ｒ２１（電流検出抵抗）に発生する電圧（電流値情報）と、基準電圧源Ｖ４１の基準電圧とに基づいて演算を行い、フォトカプラＰＣへ出力信号を出力する。差動増幅器Ａ４２は、電流検出回路１１２の両端電圧と、基準電圧源Ｖ４１の電圧とを比較する。差動増幅器Ａ４２の電源は、例えば、電圧生成回路１１１の出力電圧から取る。
フォトカプラＰＣは、トランスＴ６０の一次側回路と二次側回路とを電気的に絶縁しつつ、信号を伝達する。フォトカプラＰＣは、差動増幅器Ａ４２（誤差増幅器）からの出力信号を絶縁して制御ＩＣ１４５に送る。
制御ＩＣ１４５は、フォトカプラＰＣを介して伝達された差動増幅器Ａ４２による比較結果を表わす信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ１２を開閉する信号を生成する。
なお、制御回路１１４は、例えば、アナログデジタル変換回路や、マイクロコンピュータなどを用いて構成してもよい。
【００１８】
スイッチング素子Ｑ１２がオンになると、入力コンデンサＣ１１の両端電圧が、一次巻線Ｌ６３に印加され、一次巻線Ｌ６３を流れる電流が増えていく。このとき、二次巻線Ｌ６１には、逆電圧が発生し、整流素子Ｄ１３の働きにより、二次巻線Ｌ６１には、電流が流れない。スイッチング素子Ｑ１２がオフになると、一次巻線Ｌ６３を流れる電流が０になり、磁束を維持するため、二次巻線Ｌ６１に電流が流れる。整流素子Ｄ１３がオンになり、二次巻線Ｌ６１には、平滑コンデンサＣ１４の両端電圧とほぼ等しい電圧が印加される。これにより、二次巻線Ｌ６１を流れる電流は、減少していき、０になる。これを繰り返すことにより、トランスＴ６０の一次巻線Ｌ６３に供給されたエネルギーが、二次側へ伝達され、二次巻線Ｌ６１を流れる電流により、平滑コンデンサＣ１４が充電される。
トランスＴ６０の一次巻線Ｌ６３に供給されるエネルギーは、スイッチング素子Ｑ１２をオンにしている時間の割合が多い方が大きくなり、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧が高くなる。制御ＩＣ１４５は、このように、スイッチング素子Ｑ１２をオンする期間の割合制御することによって、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を調整する。
【００１９】
電流検出回路１１２が出力した電圧が、基準電圧源Ｖ４１の電圧値より低い場合、制御ＩＣ１４５は、スイッチング素子Ｑ１２のオン期間の割合を増やし、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を高くする。これにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が増加する。
電流検出回路１１２が出力した電圧が、基準電圧源Ｖ４１の電圧値より高い場合、制御ＩＣ１４５は、スイッチング素子Ｑ１２のオン期間の割合を減らし、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を低くする。これにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が減少する。
このようにして、制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出する電流が、所定の電流（目標電流値）となるように、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。
電圧生成回路１１１の出力電圧が直列負荷回路（発光素子ユニット８５１、８５２）に駆動電流を流し、電流検出回路１１２の検出した駆動電流と目標電流値が一致するように、制御回路１１４が電圧生成回路１１１のスイッチング素子Ｑ１２のオンオフの開閉割合を制御するため、（電圧生成回路１１１と電流検出回路１１２と制御回路１１４によって構成される）定電流回路１１０は、直列負荷回路（発光素子直列回路）に所定の電流（目標電流値。この例では、第一の駆動電流。）を流す定電流駆動回路として動作する。
この例において、直列負荷回路（発光素子直列回路）を構成する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とには、各々、第一の駆動電流と第二の駆動電流が流れている。第二の駆動電流は、第一の駆動電流から、電流減算回路１７０が余分な電流を削減した電流値であるため、定電流回路１１０としては、直列負荷回路（発光素子直列回路）を第一の駆動電流で定電流駆動すればよい。
したがって、この例では、定電流回路１１０が供給する定電流の目標電流値を第一の駆動電流とするため、電流検出回路１１２の電流検出対象回路を、第一の駆動電流で駆動する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）としている。
【００２０】
なお、整流素子Ｄ１３に代えて、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用い、スイッチング素子Ｑ１２の開閉に同期して開閉する同期整流式の構成としてもよい。
【００２１】
直列負荷回路（発光素子直列回路）は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２を直列に接続したものである。第一の発光素子ユニット８５１は、主たる発光出力となる。第二の発光素子ユニット８５２は、従たる発光出力となる。発光素子ユニット８５１は、例えば、４個の白色発光ダイオードが直列に接続されている。発光素子ユニット８５２は、従となるため、発光出力が少なくてよく、例えば、１個の赤色発光ダイオードが用いられる。白色発光ダイオードには、例えば、３５０ｍＡの駆動電流（第一の駆動電流）を流し、赤色発光ダイオードには、例えば、３００ｍＡの駆動電流（第二の駆動電流）を流す。すなわち、発光素子ユニット８５２を駆動する電流（第二の駆動電流）は、発光素子ユニット８５１を駆動する電流（第一の駆動電流）よりも５０ｍＡ小さい。
【００２２】
定電流回路１１０が生成する電流は、二次巻線Ｌ６１から、整流素子Ｄ１３を通って、平滑コンデンサＣ１４を充電し、平滑コンデンサＣ１４から、発光素子ユニット８５１、発光素子ユニット８５２、電流検出回路１１２を通るループを流れる。
しかし、発光素子ユニット８５２には、並列に電流減算回路１７０が接続しているので、定電流回路１１０が生成する電流の一部は、電流減算回路１７０を流れる。
このため、発光素子ユニット８５１には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）が流れ、発光素子ユニット８５２には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）から、電流減算回路１７０を流れる電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を差し引いた電流（第二の駆動電流）が流れる。また、電流検出回路１１２には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）が流れる。
例えば、定電流回路１１０が３５０ｍＡの電流を生成し、電流減算回路１７０を５０ｍＡの電流が流れれば、発光素子ユニット８５１を流れる電流（第一の駆動電流）は３５０ｍＡになり、発光素子ユニット８５２を流れる電流（第二の駆動電流）は３００ｍＡになる。
【００２３】
図３は、この実施の形態における各部の電圧及び電流の関係の一例を示す図である。
横軸は、直列負荷回路及び電流検出回路１１２の両端電圧を示す。縦軸は、直列負荷回路及び電流検出回路１１２を流れる電流を示す。曲線５１１は、直列負荷回路の電圧電流特性を示す。直線５１２は、電流検出回路１１２の電圧電流特性を示す。
【００２４】
制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流によって発生する電圧が、基準電圧源Ｖ４１の基準電圧値ＶＲＥＦに一致するよう、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。電圧生成回路１１１が生成する電圧が電圧値ＶＳに調整されると、直列負荷回路を流れる電流Ｉ１が電流値Ｉｇ１になり、電流検出回路１１２が検出した電流によって発生する電圧が基準電圧値ＶＲＥＦ（この例では、基準電圧源Ｖ４１）に一致する。このときの電流値Ｉｇ１が目標電流値である。
【００２５】
なお、電流検出回路１１２は、可変抵抗であってもよい。その場合、可変抵抗を操作することにより、直線５１２の傾きが変化するので、目標電流値を変えることができる。
【００２６】
図４は、この実施の形態における発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の電圧電流特性の一例を示す図である。
横軸は、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧を示す。縦軸は、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０を流れる電流を示す。曲線５２１は、発光素子ユニット８５２の電圧電流特性を示す。直線５２２は、点５３１を原点とした電流減算回路１７０の電圧電流特性を示す。
【００２７】
発光素子ユニット８５２と電流減算回路１７０とは、並列に電気接続されているので、両端電圧は常に等しく、発光素子ユニット８５２を流れる電流と電流減算回路１７０を流れる電流との合計は、発光素子ユニット８５１を流れる電流の電流値Ｉ１と等しい。このため、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧及び電流は、曲線５２１と直線５２２との交点によって定まる。このとき、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧は、電圧値Ｖ２となり、発光素子ユニット８５２を流れる電流は電流値Ｉ２、電流減算回路１７０を流れる電流は電流値ΔＩとなる。
【００２８】
発光素子ユニット８５２の発光素子の個体差や、周辺温度の変化などにより、発光素子ユニット８５２の順方向電圧が高くなると、曲線５２１は、右方向へ移動する。その場合、曲線５２１と直線５２２との交点は、直線５２２に沿って右下方向へ移動するので、電流減算回路１７０を流れる電流が増え、発光素子ユニット８５２を流れる電流が減る。
【００２９】
例えば、発光素子ユニット８５２が、順方向電圧が３．１Ｖの赤色発光ダイオード１個であり、電流減算回路１７０を流れる電流を５０ｍＡにしたい場合、抵抗Ｒ７１の抵抗値を６２Ωにする。このとき、電流減算回路１７０を流れる電流は、約５０ｍＡとなる。
【００３０】
また、発光素子ユニット８５１の順方向電圧が異なると、図３の曲線５１１が変化するが、定電流回路１１０は、曲線５１１の移動に合わせて生成する電圧ＶＳを変化させ、一定の電流を流すよう制御するので、電流値Ｉ１は変化しない。このため、電流減算回路１７０を流れる電流は、発光素子ユニット８５１の順方向電圧の差の影響は受けない。
【００３１】
図５は、この実施の形態における電流減算回路１７０の変形例を示す電気回路図である。
【００３２】
電流減算回路１７０ａは、可変抵抗Ｒ７２を有する。これにより、可変抵抗Ｒ７２の抵抗値を変化させることができるので、電流減算回路１７０を流れる電流を調整できる。例えば、可変抵抗Ｒ７２を利用者が操作できるようにしておけば、照明装置８００が発する光の色合いを利用者の好みに合わせて調整することができる。あるいは、可変抵抗Ｒ７２を利用者が操作できないようにしておき、照明装置８００の製造時に、色度計などを用いて照明装置８００が発する光の色度を測定して、所定の色度になるよう調整してもよい。
【００３３】
電流減算回路１７０ｂは、可変抵抗Ｒ７２（ベース抵抗）とスイッチング素子Ｑ７３とを有する。スイッチング素子Ｑ７３は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、コレクタ端子が削減対象回路の陽極側端子に電気接続し、エミッタ端子が削減対象回路の陰極側端子に電気接続し、ベース端子が可変抵抗Ｒ７２の一端に電気接続している。可変抵抗Ｒ７２の他端は、例えば、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続する。
可変抵抗Ｒ７２には、両端電圧に比例する電流が流れ、これがスイッチング素子Ｑ７３のベース電流となる。スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流は、ベース電流にスイッチング素子Ｑ７３の増幅率βを乗じた電流値となり、これが、電流減算回路１７０ｂが分流する電流である。
電圧生成回路１１１が生成する電圧の電圧値ＶＳは、直列負荷回路の順方向電圧によって変化する。例えば、発光素子ユニット８５１が、１個あたりの順方向電圧が３．７±０．７Ｖの白色発光ダイオード４個直列に接続したものであり、発光素子ユニット８５２が、順方向電圧が３．１±０．５Ｖの赤色発光ダイオード１個である場合、電圧値ＶＳは、理論的には１７．９±３．３Ｖになる。しかし、少なくとも各発光ダイオードの個体差による誤差には、通常、プラスの誤差とマイナスの誤差とがあり、これが打ち消しあうので、電圧値ＶＳの誤差の割合は、発光素子単体の場合より小さくなる。
可変抵抗Ｒ７２の両端電圧は、電圧値ＶＳによって決まるので、可変抵抗Ｒ７２にはほぼ一定の電流が流れる。スイッチング素子Ｑ７３のベース電流がほぼ一定であるため、コレクタ電流もほぼ一定となり、電流減算回路１７０ｂは、両端電圧にかかわらず、ほぼ一定の電流を分流する。
なお、この例では、調整を可能にするため可変抵抗Ｒ７２を用いているが、これを固定抵抗に置き換えてもよい。
【００３４】
このように、電流減算回路にトランジスタを用いることにより、可変抵抗Ｒ７２の抵抗値を変化させる変化幅が小さくても、削減する電流を大きく変化させることができる。
また、可変抵抗Ｒ７２を流れる電流が小さいので、物理的に小型の抵抗を用いることができ、電源回路１００全体を小型化できる。
【００３５】
電流減算回路１７０ｃは、抵抗Ｒ７１（定電流用抵抗）、スイッチング素子Ｑ７３、差動増幅器Ａ７４を有する。スイッチング素子Ｑ７３は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、コレクタ端子が削減対象回路の陽極側端子に電気接続し、エミッタ端子が抵抗Ｒ７１を介して削減対象回路の陰極側端子に電気接続している。差動増幅器Ａ７４は、例えば、オペアンプであり、出力端子がスイッチング素子Ｑ７３のベース端子に電気接続し、負入力端子がスイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子と抵抗Ｒ７１との接続点に電気接続している。差動増幅器Ａ７４の正入力端子は、例えば、所定の基準電圧源に電気接続する。差動増幅器Ａ７４の電源は、例えば、平滑コンデンサＣ１４から取得する。差動増幅器Ａ７４の電源電流は、直列負荷回路を流れる電流と比較して十分に小さいので、無視できる。
抵抗Ｒ７１には、両端電圧に比例する電流が流れ、これがスイッチング素子Ｑ７３のエミッタ電流となる。スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流は、エミッタ電流にスイッチング素子Ｑ７３の増幅率αを乗じた電流値となり、これが、電流減算回路１７０ｃが分流する電流である。なお、スイッチング素子Ｑ７３の増幅率αはほぼ１であり、温度変化によって特性が変化するがその変化は小さい。
差動増幅器Ａ７４は、スイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子の電位が、所定の基準電圧源と等しくなるよう、スイッチング素子Ｑ７３を制御する。これにより、抵抗Ｒ７１の両端電圧が一定となるので、電流減算回路１７０ｃは、両端電圧にかかわらず、一定の電流を分流する。
なお、この例では、抵抗Ｒ７１を用いているが、調整を可能にするため、これを可変抵抗に置き換えてもよい。あるいは、基準電圧源の電圧を可変として、調整を可能にする構成であってもよい。
【００３６】
電流減算回路１７０ｃに示すような定電流を流す回路を用いることにより、一定の電流を分流することができる。また、外部から与える基準電圧を変えることにより、分流する電流を容易に制御できる。
なお、定電流を流す回路は、例えば、ＦＥＴやツェナーダイオードなどの半導体部品を用いて構成してもよい。
【００３７】
図６は、この実施の形態における電流減算回路１７０の別の変形例を示す電気回路図である。
電流減算回路１７０ｄは、２つの抵抗Ｒ７１，Ｒ７７、二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８を有する。二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８は、例えば、電圧電流特性が等しいＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。
スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ端子は、削減対象回路（発光素子ユニット８５２）の陽極側端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子は、抵抗Ｒ７１を介して、電流検出回路１１２に電気接続している。二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８のベース端子は、互いに電気接続し、スイッチング素子Ｑ７８のコレクタ端子とともに、削減対象回路の陰極側端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ７８のエミッタ端子は、抵抗Ｒ７７を介して、電流検出回路１１２に電気接続している。
電流減算回路１７０ｄは、カレントミラー回路の変形であり、抵抗Ｒ７７を流れる電流の電流値と抵抗Ｒ７１を流れる電流の電流値との比が、抵抗Ｒ７１の抵抗値と抵抗Ｒ７７の抵抗値との比に等しくなる。例えば、抵抗Ｒ７１の抵抗値を抵抗Ｒ７７の抵抗値の１０倍に設定すれば、抵抗Ｒ７１を流れる電流は、抵抗Ｒ７７を流れる電流の１０分の１になる。
スイッチング素子Ｑ７３のベース電流を無視すれば、抵抗Ｒ７７を流れる電流は、削減対象回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流と等しく、抵抗Ｒ７１を流れる電流は、スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流、すなわち、電流減算回路１７０ｄが分流する電流と等しい。したがって、電流減算回路１７０ｄは、直列負荷回路を流れる電流から、一定の比率の電流を分流する。
このように、電流減算回路１７０が分流する電流を定める基準となる基準電圧を外部から得るのではなく、削減対象回路を流れる電流から基準電圧を生成する構成としてもよい。
【００３８】
この実施の形態における電源回路１００は、第一の駆動電流で動作する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流で動作する第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とに対して電力を供給する。
上記電源回路１００は、定電流回路１１０と、電流減算回路１７０とを有する。
上記定電流回路１１０は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、上記第一の駆動電流を供給する。
上記電流減算回路１７０は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流を削減する。
【００３９】
この実施の形態における電源回路１００によれば、定電流回路１１０が複数の負荷回路を直列に接続した直列負荷回路に対して電流（第一の駆動電流）を供給し、電流減算回路１７０が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を削減する。したがって、従来と異なり、駆動電流の異なる負荷回路（発光素子ユニット）に対し、各々に定電流駆動回路を設ける必要がない。一つの定電流回路１１０と簡易な回路（電流減算回路１７０）で構成する電源回路１００によって、駆動電流の異なる複数の負荷回路を同時に駆動できるため、電源回路１００の部品点数を減らすことができるので、製造コストを削減し、信頼性を高めることができる。また、電源回路１００の電力効率も向上する。
【００４０】
上記電流減算回路１７０は、例えば、抵抗Ｒ７１（固定抵抗）や可変抵抗Ｒ７２のように、所定もしくは可変の電圧電流特性を有する回路である。
その場合、削減対象回路の両端電圧が変動することにより、電流減算回路１７０が分流する電流が変動するが、電流減算回路１７０が分流する電流が、削減対象回路を流れる電流より小さければ、電流減算回路１７０が分流する電流の誤差による影響は小さい。例えば、電流減算回路１７０が分流する電流が、直列負荷回路を流れる電流の１０％であれば、電流減算回路１７０が分流する電流に±１０％の誤差があったとしても、削減対象回路を流れる電流の誤差は±１％程度に留まる。このため、電流減算回路１７０を、単一の抵抗素子など極めて簡単な回路で構成することができ、電源回路１００の部品点数を減らし、製造コストを削減し、信頼性を高め、電力効率を向上することができる。
【００４１】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｂのように、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）や上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）や上記直列負荷回路の両端に発生する電圧により電圧電流特性が変化する回路であってもよい。
素子のバラツキによる両端電圧の誤差は、素子の数が多いほど、プラスの誤差とマイナスの誤差とが打ち消しあって、小さくなることが期待できる。したがって、電流減算回路１７０は、なるべく素子の数が多い回路の両端電圧を基準にして分流する電流を定める回路であるほうが、分流する電流に現れる誤差が小さくなる。
【００４２】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｄのように、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）や上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流により電圧電流特性が変化する回路であってもよい。
電流減算回路１７０が、いずれかの負荷回路を流れる電流により分流する電流が定まる回路であれば、直列負荷回路を流れる電流は、定電流回路１１０により一定に保たれるので、電流減算回路１７０は、一定の電流値を分流することができる。
【００４３】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｃのように、所定もしくは可変の電流値の定電流を流す回路であってもよい。
電流減算回路１７０が定電流を流す回路であれば、電流減算回路１７０は、一定の電流値を分流することができる。
【００４４】
この実施の形態における照明装置８００によれば、駆動電流が異なる複数の発光素子ユニット８５１，８５２の発光素子を発光させるので、演色性が高く、所望の色温度を有する光を発することができる。
【００４５】
また、照明装置８００は、駆動電流の異なる複数種類の発光素子（例えば、純白色の発光ダイオードと、赤色もしくは緑色の発光ダイオードなど）を組み合わせて用いることにより、電球色（光源色）すなわち純白色よりもやや低い所望の色温度の光を発することができる。
複数の発光素子を駆動電流ごとに分け、駆動電流が同じ同種の発光素子ごとに直列に接続して複数の負荷回路を構成する。
【００４６】
一般的に、複数の負荷回路ごとに駆動回路（電源回路）を接続する構成の場合、駆動回路として、安価な抵抗器や、半導体の活性領域の制御特性を利用した回路を用いると、駆動回路の効率が低下する。また、駆動回路として、比較的効率のよいスイッチモードの回路方式、例えば、フライバックコンバータなどのＤＣ／ＤＣコンバータを使用すると、製造コストが高くなるとともに、部品点数の増加に伴い、信頼性が低くなる。また、高効率かつ小電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成することは難しく、電気効率が低下する。
【００４７】
複数の発光素子ユニットを並列に接続する構成において、定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータを複数設けるのではなく、一つのＤＣ／ＤＣコンバータの出力から、電流制限抵抗を用いて、出力を分離して、一部の発光素子ユニットに電流を供給する構成も考えられるが、その構成の場合、電流制限抵抗の両端電圧が高くなるので、電流制限抵抗における電力損失が大きくなり、電気効率が低下する。
【００４８】
これに対し、この実施の形態における照明装置８００は、定電流回路１１０が、複数の負荷回路すべてを直列に接続した回路に対して電流を供給し、電流減算回路１７０が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を分流して削減する。電流減算回路１７０が分流する電流は、比較的少ないので、単一の素子など、極めて簡単な構成であってもよい。このため、駆動電流の異なる複数の負荷回路（発光素子ユニット）を同時に駆動する際、従来のような、各々に定電流駆動回路を用いる構成や、共通の電源回路から各々に電流制限を行いながら電力を供給する構成と異なり、一つの定電流駆動回路（定電流回路１１０）と簡易な回路（電流削減回路１７０）のみで構成するため、電力損失を抑え、電力効率を向上させることができる。電源回路１００は、一つの定電流駆動回路（定電流回路１１０）と簡易な回路（電流減算回路１７０）とで構成できるので、従来よりも、部品点数が減り、製造コストが低く、小型にすることができ、信頼性が高くなる。
【００４９】
なお、照明装置８００において、電流減算回路１７０が削減する電流は、直列負荷回路を流れる電流に比べて小さく、電流減算回路１７０の両端電圧も低いので、抵抗Ｒ７１における電力消費は小さく、電気効率は、ほとんど低下しない。このように、主たる発光出力を得る発光ダイオードが多数、従たる発光出力を得る発光ダイオードが少数であれば、従来に比べて電気効率が一層向上する。
一般に、第二の発光素子ユニット８５２の発光効率が大きく、第一の発光素子ユニット８５１を構成する発光ダイオードの数が、第二の発光素子ユニット８５２を構成する発光ダイオードの数より十分に多ければ、電気効率を大きく低下させることなく、電源回路１００を構成することができる。発光素子ユニット８５１を構成する発光ダイオードの数と発光素子ユニット８５２を構成する発光ダイオードの数との割合は、２：１〜１０：１程度の割合で構成すると、電気効率の低下を抑えることができる。
【００５０】
なお、発光素子ユニット８５２の駆動電流のほうが、発光素子ユニット８５１の駆動電流より多い場合には、電流を削減する代わりに、トランスＴ６０にもう一つ巻線を追加するなどして、不足分の電流を生成し、電流を加算して駆動する回路方式が考えられる。その方式でも、駆動電流の異なる複数の発光素子ユニットを、一つの定電流駆動回路と簡易な回路で駆動することができる。
以上説明した照明装置８００は、その方式と比較しても、トランスの第一の巻線や第一の巻線から電流を生成するための回路（整流ダイオード、平滑コンデンサなど）を必要としないので、部品点数が少なく、安価で、小型な電源回路１００を構成することができる。
【００５１】
以上説明した照明装置８００によれば、簡易な電源回路１００（定電流回路１１０と電流減算回路１７０により構成）にて駆動電流の異なる複数の発光ダイオードを駆動することができる。
また、部品点数を削減できるので、部品コストを安くし、部品の実装コストを安くし、回路規模を小型化することができる。
また、駆動する発光素子（発光ユニット８５２）の種類や数量を増やした場合でも、駆動回路のコストの増加を抑制することができる。
また、回路を簡潔に構成することにより、部品点数を削減できるので、信頼性を向上できる。
また、定電流駆動回路を複数設ける必要がなく、一つの定電流駆動回路と簡易な回路とで電源回路１００を構成できるので、電力損失が減少し、電気効率の向上を図ることができる。
また、第一の駆動電流から発光素子ユニット８５２が必要とする電流を差し引いた余分な電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を電流減算回路１７０が分流するので、抵抗Ｒ７１での損失が小さくて済み、更に電力損失を削減し、電気効率を向上させることができる。
また、小出力の従となる発光出力用に小容量で高効率の定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータを構成することは難しいが、以上説明した電流減算回路１７０は、構成が簡易であり、電気効率が向上し、省エネルギーに寄与できる。
特に、発光素子ユニット８５１を構成する発光素子の数が多く、発光素子ユニット８５２を構成する発光素子の数が少ない場合に、電気効率がより一層向上する。
また、従来のような、各々に定電流駆動回路を設ける構成と比較して、スイッチング動作を行う定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータの数が減ることにより、ノイズが減少する。
【００５２】
なお、発光素子ユニット８５１，８５２の発光素子は、白色発光ダイオードや赤色発光ダイオードに限らず、他の色の発光ダイオードでもよいし、有機ＥＬ素子など他の種類の発光素子であってもよい。また、１つの発光素子ユニットを構成する発光素子の数は、任意の数でよい。また、複数の発光素子ユニットの接続順序は、任意の順序でよい。１つの発光素子ユニットには、駆動電流が同じであれば、異なる種類の発光素子が混在してもよい。
また、発光素子ユニットの数は、３以上であってもよい。その場合、電流を削減したい発光素子ユニットごとに電流減算回路１７０を設けてもよいし、電流を削減したい複数の発光素子ユニットに対して１つの電流減算回路１７０を設け、更に電流を削減したい発光素子ユニットに対して個別に電流減算回路１７０を設ける構成であってもよい。
【００５３】
上記電流検出回路１１２及び上記電流減算回路１７０は、例えば、可変抵抗器であってもよい。これにより、主たる発光出力を得る発光ダイオードや従たる発光出力を得る発光ダイオードの輝度を変化させることができ、発光出力の組み合わせを変えることにより色温度を変化させることができる。なお、電流検出回路１１２や電流制御回路のどちらか片方のみを可変抵抗器で構成してもよい。
あるいは、上記電流検出回路及び上記電流減算回路は、電流を制御する半導体素子や回路であってもよい。例えば、電流減算回路は、トランジスタやＦＥＴ、定電流を流す回路などであってもよい。
また、誤差増幅器（差動増幅器Ａ４２）は、積分器などによって構成してもよい。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態２について、図７を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
図７は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
【００５６】
電圧生成回路１１１は、非絶縁のスイッチング電源であり、例えば、バックコンバータ（降圧チョッパ回路）である。電圧生成回路１１１は、入力コンデンサＣ１１、スイッチング素子Ｑ１２、整流素子Ｄ１３、チョークコイルＬ６４、平滑コンデンサＣ１４を有する。電圧生成回路１１１は、直流電圧あるいは脈流電圧を入力して、降圧した電圧を生成する。
入力コンデンサＣ１１は、電圧生成回路１１１の入力端子間に電気接続している。入力コンデンサＣ１１は、電源を入力する。
スイッチング素子Ｑ１２は、制御回路１１４からの指示を表わす信号にしたがって開閉する。スイッチング素子Ｑ１２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１２の一端は、入力コンデンサＣ１１の陽極端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ１２の他端は、整流素子Ｄ１３のカソード端子に電気接続している。整流素子Ｄ１３のアノード端子は、入力コンデンサＣ１１の陰極端子と平滑コンデンサＣ１４の陰極端子とに電気接続している。スイッチング素子Ｑ１２は、入力された電圧のスイッチングを行い、必要なエネルギーをチョークコイルＬ６４に伝達させる。
整流素子Ｄ１３は、チョークコイルＬ６４に蓄積されたエネルギーを還流させる。
チョークコイルＬ６４の一端は、スイッチング素子Ｑ１２と整流素子Ｄ１３との接続点に電気接続している。チョークコイルＬ６４の他端は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続している。
平滑コンデンサＣ１４の陽極端子は、直列負荷回路の陽極側端子（発光素子ユニット８５１の陽極側端子）に電気接続している。平滑コンデンサＣ１４の陰極端子は、電流検出回路１１２を介して、直列負荷回路の陰極側端子（発光素子ユニット８５２の陰極側端子）に電気接続している。平滑コンデンサＣ１４は、チョークコイルＬ６４の出力を平滑する。
直列負荷回路には、平滑コンデンサＣ１４の両端に発生した電圧が印加される。
【００５７】
このように、電圧生成回路１１１として、バックコンバータを用いても、実施の形態１と同様、製造コストの削減、電力効率の向上、信頼性の向上などの効果を得ることができる。
このほか、電圧生成回路１１１は、例えば、フォワードコンバータなど他の方式の絶縁型スイッチング電源であってもよいし、ブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）など他の方式の非絶縁型スイッチング電源であってもよい。
【００５８】
あるいは、電圧生成回路１１１は、制御回路１１４の指示にしたがって生成する電圧を調整できる回路であれば、スイッチング電源以外の駆動回路であってもよい。ただし、スイッチング電源は、電力効率が高いので、電圧生成回路１１１は、スイッチング電源であるほうが好ましい。
【００５９】
実施の形態３．
実施の形態３について、図８を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
図８は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電圧生成回路１１１は、実施の形態２と同様のバックコンバータであるが、チョークコイルＬ６４に代えて、トランスＴ６０を有する。
トランスＴ６０は、一次巻線Ｌ６３と二次巻線Ｌ６１とを有する。一次巻線Ｌ６３は、バックコンバータにおけるチョークコイルの役割を果たす。
【００６１】
電流減算回路１７０は、抵抗Ｒ７１、コンデンサＣ７５、スイッチング素子Ｑ７６を有する。
抵抗Ｒ７１の一端は、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の陽極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ７１の他端は、コンデンサＣ７５の一端と二次巻線Ｌ６１の一端とに電気接続している。コンデンサＣ７５の他端は、スイッチング素子Ｑ７６の一端と、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の陰極側端子とに電気接続している。スイッチング素子Ｑ７６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、制御回路１１４からの指示にしたがって、スイッチング素子Ｑ１２と同期して開閉する。スイッチング素子Ｑ７６の他端は、二次巻線Ｌ６１の他端に電気接続している。
【００６２】
抵抗Ｒ７１は、電流減算回路１７０が分流する電流を制限する。電流減算回路１７０が分流した電流により、コンデンサＣ７５が充電される。
二次巻線Ｌ６１の両端には、一次巻線Ｌ６３の両端電圧に比例する電圧が発生する。二次巻線Ｌ６１の両端電圧と、一次巻線Ｌ６３の両端電圧との比は、二次巻線Ｌ６１と一次巻線Ｌ６３との巻数比によって定まる。巻線の向きは、一次巻線Ｌ６３のスイッチング素子Ｑ１２に接続した側の端子の電位が高いときに、二次巻線Ｌ６１のコンデンサＣ７５に接続した側の端子の電位が高くなる向きである。
【００６３】
スイッチング素子Ｑ１２がオンのとき、一次巻線Ｌ６３の両端には、入力コンデンサＣ１１の両端電圧から平滑コンデンサＣ１４の両端電圧を差し引いた電圧が印加される。二次巻線Ｌ６１の両端には、これに比例する電圧が発生する。二次巻線Ｌ６１と一次巻線Ｌ６３との巻数比は、このとき二次巻線Ｌ６１の両端に発生する電圧が、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の両端電圧よりも低くなるような巻数比としておく。
スイッチング素子Ｑ１２がオンのときには、スイッチング素子Ｑ７６もオンであるため、コンデンサＣ７５に充電される電圧は、このときの二次巻線Ｌ６１の両端電圧によって定まり、それ以上の電圧が充電された場合には、二次巻線Ｌ６１・スイッチング素子Ｑ７６を介してコンデンサＣ７５を放電する電流が流れる。
コンデンサＣ７５を放電するために二次巻線Ｌ６１を流れる電流は、一次巻線Ｌ６３を流れる電流と同じ向きの磁束を発生させ、トランスＴ６０にエネルギーを蓄積する。
【００６４】
スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ７６がオフになると、二次巻線Ｌ６１を流れる電流は０になる。これに対し、一次巻線Ｌ６３には、トランスＴ６０に蓄積されたエネルギーにより、整流素子Ｄ１３を介して電流が流れる。すなわち、エネルギーがトランスＴ６０の二次側から一次側へ伝達される。
【００６５】
実施の形態１で説明した電流減算回路１７０では、分流した電流のエネルギーが、抵抗Ｒ７１やスイッチング素子Ｑ７３で熱に変換され消費される。これに対して、この実施の形態における電流減算回路１７０は、分流した電流のエネルギーを、トランスＴ６０を介して一次側に還元する。
これにより、熱として消費されるエネルギーを少なくすることができるので、更に、エネルギー効率を高くすることができる。
【００６６】
この実施の形態における電源回路１００は、更に、トランスＴ６０を有する。
上記トランスＴ６０は、第一の巻線（一次巻線Ｌ６３）と、第二の巻線（二次巻線Ｌ６１）とを有する。
上記定電流回路１１０は、上記第一の巻線を流れる電流からエネルギーを得て、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成する。
上記電流減算回路１７０は、分流した電流からエネルギーを得て、上記第二の巻線に流す電流を生成する。
【００６７】
この実施の形態における電源回路１００によれば、電流減算回路１７０が二次巻線Ｌ６１に流した電流により、エネルギーが一次側に伝達されるので、電流減算回路１７０が分流した電流のエネルギーを有効に利用することができ、電力効率を高くすることができる。
【００６８】
この実施の形態における電流減算回路１７０は、分流した電流から得たエネルギーを上記定電流回路１１０に還元する電流還元回路である。
【００６９】
なお、二次巻線Ｌ６１の巻線の向きを逆にし、その代わり、スイッチング素子Ｑ１２がオフのときにスイッチング素子Ｑ７６がオンになるよう構成しても、同様の効果が得られる。
また、スイッチング素子Ｑ７６は、制御回路１１４からの指示に基づいて開閉するのではなく、二次巻線Ｌ６１の両端電圧を検出し、検出した両端電圧に基づいて開閉するよう構成してもよい。
また、電流減算回路１７０が分流する電流が一定になるよう、抵抗Ｒ７１に代えて、実施の形態１で説明した変形例の回路やその他の定電流を流す回路を用いる構成としてもよい。
【００７０】
なお、電圧生成回路１１１が、ブーストコンバータなど非絶縁型のスイッチング電源である場合には、この例と同様、チョークコイルをトランスに置き換えることにより、この実施の形態と同様の電流減算回路１７０を構成できる。
また、電圧生成回路１１１が、フライバックコンバータやフォワードコンバータなど絶縁型のスイッチング電源である場合には、もとからあるトランスに第三の巻線を設けることにより、この実施の形態と同様の電流減算回路１７０を構成できる。
【００７１】
実施の形態４．
実施の形態４について、図９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
図９は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電源回路１００は、実施の形態１で説明した構成に加えて、更に、電圧検出回路１１３を有する。
電圧検出回路１１３は、直列負荷回路に並列に電気接続されている。なお、電圧検出回路１１３は、直列負荷回路ではなく、発光素子ユニット８５１、あるいは、発光素子ユニット８５２に並列に電気接続されていてもよい。電圧検出回路１１３が並列に電気接続されている負荷回路を、電圧検出対象回路と呼ぶ。電圧検出回路１１３は、電圧検出対象回路の両端電圧を検出する。
電圧検出回路１１３は、例えば、抵抗であり、両端電圧と相関した電流が流れる。電圧検出回路１１３の電圧電流特性は、抵抗のように、両端電圧に比例した電流が流れるものであってもよいし、両端電圧が所定の閾値以下の場合は、ほとんど電流が流れず、両端電圧が閾値を超えた場合に、電流が流れる特性であってもよい。電圧検出回路１１３を流れる電流を、電圧検出電流と呼ぶ。
電流検出回路１１２は、電流検出対象回路を流れる電流と、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流とを合わせた電流を検出する。
【００７３】
周囲温度の低下などにより、発光素子ユニット８５１，８５２の順方向電圧が上昇すると、電流検出回路１１２が検出する電流が減少する。制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を上昇させる。電圧検出回路１１３が検出する電圧が高くなるので、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流が増える。電流検出回路１１２が検出する電流が目標電流値になったとき、電流検出対象回路を流れる電流は、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流の増加分だけ少なくなる。
すなわち、制御回路１１４は、電圧検出回路１１３が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値となるよう、電圧生成回路１１１を制御する。
【００７４】
発光素子ユニット８５１，８５２の順方向電圧が上昇したので、流れる電流値が同じなら、発光素子ユニット８５１，８５２における消費電力が増加する。電圧検出回路１１３の働きにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が少なくなるので、発光素子ユニット８５１，８５２における消費電力の増加を抑制することができる。
【００７５】
また、発光素子ユニット８５１，８５２が断線故障した場合など、電圧生成回路１１１が生成する電圧をいくら高くしても、電流検出対象回路を流れる電流が、目標電流値にならない場合がある。そのような場合も、電圧検出回路１１３を流れる電流が増加することにより、合計電流が目標電流値に達すれば、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧をそれ以上上昇させない。このため、過電圧による電源回路１００や発光素子ユニット８５１，８５２の故障を防ぎ、信頼性を向上することができる。
【００７６】
この実施の形態における電源回路１００において、定電流回路１１０は、更に、電圧生成回路１１１と、電流検出回路１１２と、電圧検出回路１１３と、制御回路１１４とを有する。
上記電圧生成回路１１１は、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成する。
上記電流検出回路１１２は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）、及び、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）のうちのいずれかを電流検出対象回路とし、上記電流検出対象回路を流れる電流を検出する。
上記電圧検出回路１１３は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）、及び、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかを電圧検出対象回路とし、上記電圧検出対象回路の両端に発生する電圧を検出する。
上記制御回路１１４は、上記電圧検出回路１１３が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、上記電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値となるよう、上記電圧生成回路１１１を制御する。
【００７７】
この実施の形態における電源回路１００によれば、負荷回路の電圧電流特性の変化による消費電力の上昇を抑えることができ、また、負荷回路の故障などにより過電圧が発生するのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００ 電源回路、１１０ 定電流回路、１１１ 電圧生成回路、１１２ 電流検出回路、１１３ 電圧検出回路、１１４ 制御回路、１４５ 制御ＩＣ、１７０ 電流減算回路、５１１，５２１ 曲線、５１２，５２２ 直線、８００ 照明装置、８５１，８５２ 発光素子ユニット、Ａ４２，Ａ７４ 差動増幅器、Ｃ１１ 入力コンデンサ、Ｃ１４ 平滑コンデンサ、Ｃ７５ コンデンサ、Ｄ１３ 整流素子、Ｌ６１ 二次巻線、Ｌ６３ 一次巻線、Ｌ６４ チョークコイル、ＰＣ フォトカプラ、Ｑ１２，Ｑ７３，Ｑ７６，Ｑ７８ スイッチング素子、Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ７１，Ｒ７７ 抵抗、Ｒ７２ 可変抵抗、Ｔ６０ トランス、Ｖ４１ 基準電圧源。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動電流の異なる複数の負荷回路に電力を供給する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）など、定電流制御すべき負荷が複数ある場合、複数の負荷の駆動電流が同じであれば、複数の負荷を直列接続して負荷回路を構成し、電源回路に接続して、複数の負荷に同じ電流を流す。
複数の負荷の駆動電流が異なる場合には、複数の負荷を駆動電流ごとに分けて、駆動電流が同じ負荷だけを直列接続して複数の負荷回路を構成し、それぞれ異なる電源回路に接続する。
電源回路の構成としては、共通の電源回路から直列に抵抗を接続して各々の負荷に供給する駆動電流を制限する構成や、駆動電流をフィードバックして、各々にバックコンバータなどを用いて定電流駆動制御する構成などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４４１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、駆動電流の異なる複数の負荷を駆動する場合は、共通の電源回路を用いて抵抗で電流制限をする構成や、各々に異なる定電流駆動回路を用意する必要があった。
共通の電源回路に直列に抵抗を接続した構成は、構成が簡易であり、回路の小型化・製造コストの削減が図れる反面、電力効率が悪い。
また、各々にフライバックコンバータなどを用いる構成は、電力効率が高い反面、構成が複雑であり、回路が大型化し、製造コストが高くなる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動電流が異なる複数の負荷回路に電力を供給する電源回路において、製造コストを低く、電力効率を高く、信頼性を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源回路は、第一の駆動電流の電流で動作する第一の負荷回路と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流の電流で動作する第二の負荷回路とに対して電力を供給する電源回路において、
上記電源回路は、定電流回路と、電流減算回路とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の負荷回路と上記第二の負荷回路とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、第一の駆動電流を供給し、
上記電流減算回路は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路を流れる電流を削減することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源回路によれば、定電流回路が複数の負荷回路を直列に接続した直列負荷回路に対して電流を供給し、電流減算回路が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を削減する。したがって、駆動電流の異なる負荷回路ごとに定電流駆動回路を設ける必要がなく、電源回路の部品点数を減らすことができ、製造コストを削減し、信頼性を高め、電力効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明装置８００の機能ブロックの構成を示すブロック構成図。
【図２】実施の形態１における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図３】実施の形態１における各部の電圧及び電流の関係を示す図。
【図４】実施の形態１における発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の電圧電流特性の一例を示す図。
【図５】実施の形態１における電流減算回路１７０の変形例を示す電気回路図。
【図６】実施の形態１における電流減算回路１７０の別の変形例を示す電気回路図。
【図７】実施の形態２における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図８】実施の形態３における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【図９】実施の形態４における電源回路１００の回路構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図６を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明装置８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
照明装置８００は、例えば、白色ＬＥＤと赤色ＬＥＤなど、複数種類の発光素子を有する。照明装置８００は、複数種類の発光素子が発した光を混合することにより、演色性が高く、電球色など所望の色温度の光を発する。
発光素子は、種類ごとに電気的特性が異なり、例えば、駆動電流値が異なっている。
【００１０】
照明装置８００は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２と、電源回路１００とを有する。
それぞれの発光素子ユニット８５１，８５２（負荷回路、発光素子直列回路）は、単一種類の発光素子を有する。発光素子ユニット８５１，８５２が有する発光素子が複数の場合、発光素子は、互いに直列に電気接続されている。
【００１１】
電源回路１００は、発光素子ユニット８５１，８５２を点灯するための電力を、発光素子ユニット８５１，８５２に対して供給する。電源回路１００は、定電流回路１１０、電流減算回路１７０を有する。
定電流回路１１０は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２を直列に電気接続した回路（以下「直列負荷回路」または「発光素子直列回路」と呼ぶ。）に対して、電流を供給する。
電流減算回路１７０は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２のうち一部の発光素子ユニット８５２に並列に電気接続されている。電流減算回路１７０は、直列負荷回路を流れる電流を分流することにより、並列に接続された負荷回路（以下「削減対象回路」と呼ぶ。）を流れる電流を削減する。
この例では、発光素子ユニット８５１（第一の負荷回路）には、定電流回路１１０から供給された電流が流れ、発光素子ユニット８５２（第二の負荷回路）には、定電流回路１１０から供給された電流から電流減算回路１７０が分流した電流を差し引いた電流が流れる。
定電流回路１１０は、発光素子ユニット８５１の発光素子を所望の明るさで点灯させる駆動電流値（以下「第一の駆動電流」と呼ぶ。）の電流を生成し、発光素子直列回路に対して第一の駆動電流を流す。電流減算回路１７０は、発光素子ユニット８５２の発光素子を所望の明るさで点灯させる駆動電流値の電流（以下「第二の駆動電流」と呼ぶ。）になるように、第一の駆動電流から差し引いた差にあたる電流値の電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を分流する。
これにより、発光素子ユニット８５１には、第一の駆動電流が流れ、発光素子ユニット８５２には、第二の駆動電流が流れ、それぞれの発光素子が所望の明るさで点灯する。
【００１２】
定電流回路１１０は、電圧生成回路１１１、電流検出回路１１２、制御回路１１４を有する。
電圧生成回路１１１は、直列負荷回路に印加する電圧を生成する。
電流検出回路１１２は、発光素子ユニット８５１を流れる電流（第一の駆動電流）を検出する。なお、電流検出回路１１２は、発光素子ユニット８５１ではなく、発光素子ユニット８５２を流れる電流を検出する構成としてもよい。以下、電流検出回路１１２が電流検出の対象とする回路を、電流検出対象回路と呼ぶ。
制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流に基づいて、電圧生成回路１１１を制御する。具体的に言えば、制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値（以下「目標電流値」と呼ぶ。）となるよう、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。すなわち、電流検出回路１１２が検出した電流が目標電流値より少ない場合、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を高くする。逆に、電流検出回路１１２が検出した電流が目標電流値より多い場合には、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を低くする。
この例では、目標電流値は、第一の駆動電流値である。また、電流検出対象回路が発光素子ユニット８５２である場合には、目標電流値は、第二の駆動電流値である。
【００１３】
図２は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電源回路１００は、直流あるいは脈流電圧を入力して、発光素子ユニット８５１，８５２に電力を供給する。
電圧生成回路１１１は、例えば、フライバックコンバータである。フライバックコンバータは、オンオフ動作を行う絶縁型スイッチング電源である。電圧生成回路１１１は、入力コンデンサＣ１１、スイッチング素子Ｑ１２、トランスＴ６０、整流素子Ｄ１３、平滑コンデンサＣ１４を有する。
入力コンデンサＣ１１は、電源回路１００の入力端子間に電気接続されている。入力コンデンサＣ１１は、電源を入力する。入力コンデンサＣ１１は、電源回路１００が入力した電圧のリプルを除去して平滑するとともに、電源回路１００内で発生したスイッチングノイズが外部に漏れるのを防ぐ。
スイッチング素子Ｑ１２は、例えばＭＯＳＦＥＴであり、制御回路１１４からの指示を表わす信号にしたがって、開閉する。
トランスＴ６０は、一次巻線Ｌ６３と、二次巻線Ｌ６１とを有する。トランスＴ６０は、一次側の電力を絶縁して二次側へ伝達する。
一次巻線Ｌ６３は、スイッチング素子Ｑ１２を介して、電源回路１００の入力端子間に電気接続されている。スイッチング素子Ｑ１２は、入力された電圧のスイッチングを行い、必要なエネルギーをトランスＴ６０に蓄積させる。
整流素子Ｄ１３のアノード端子は、二次巻線Ｌ６１の一端に電気接続している。整流素子Ｄ１３のカソード端子は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子と電気接続している。平滑コンデンサＣ１４の陰極端子は、二次巻線Ｌ６１の他端に電気接続している。すなわち、二次巻線Ｌ６１・整流素子Ｄ１３・平滑コンデンサＣ１４は、閉ループを構成する。整流素子Ｄ１３は、二次巻線Ｌ６１の出力を整流する。平滑コンデンサＣ１４は、整流素子Ｄ１３が整流した二次巻線Ｌ６１の出力を平滑する。すなわち、二次巻線Ｌ６１を流れる電流が、整流素子Ｄ１３により整流され、平滑コンデンサＣ１４を充電する。
【００１４】
直列負荷回路（発光素子直列回路）の陽極側端子（発光素子ユニット８５１の陽極側端子）は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続されている。直列負荷回路の陰極側端子（発光素子ユニット８５２の陰極側端子）は、電流検出回路１１２を介して、平滑コンデンサＣ１４の陰極端子に電気接続されている。これにより、平滑コンデンサＣ１４に充電された電圧が、直列負荷回路に印加され、平滑コンデンサＣ１４を放電する電流が、直列負荷回路を流れる。
【００１５】
電流減算回路１７０は、例えば、抵抗Ｒ７１を有する。抵抗Ｒ７１は、一端が発光素子ユニット８５２の陽極側端子に電気接続し、他端が発光素子ユニット８５２の陰極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ７１には、両端電圧に比例する電流が流れる。すなわち、抵抗Ｒ７１は、発光素子ユニット８５２の両端電圧に比例する電流を、直列負荷回路から分流する。これにより、分流された電流の分、発光素子ユニット８５２を流れる電流が削減される。
【００１６】
電流検出回路１１２は、抵抗Ｒ２１を有する。抵抗Ｒ２１の一端は、直列負荷回路の陰極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ２１の他端は、平滑コンデンサＣ１４の陰極端子に電気接続している。これにより、抵抗Ｒ２１には、発光素子ユニット８５１（電流検出対象回路）を流れる電流と等しい電流が流れ、それに比例する電圧が、抵抗Ｒ２１の両端に発生する。なお、抵抗Ｒ２１の抵抗値は、直列負荷回路の正常動作時における等価抵抗値と比較して十分小さいものとする。
【００１７】
制御回路１１４は、基準電圧源Ｖ４１、差動増幅器Ａ４２、フォトカプラＰＣ、制御ＩＣ１４５を有する。
基準電圧源Ｖ４１は、所定の電圧値を有する直流電圧を生成する。差動増幅器Ａ４２は、例えば、オペアンプである。差動増幅器Ａ４２（誤差増幅器）は、抵抗Ｒ２１（電流検出抵抗）に発生する電圧（電流値情報）と、基準電圧源Ｖ４１の基準電圧とに基づいて演算を行い、フォトカプラＰＣへ出力信号を出力する。差動増幅器Ａ４２は、電流検出回路１１２の両端電圧と、基準電圧源Ｖ４１の電圧とを比較する。差動増幅器Ａ４２の電源は、例えば、電圧生成回路１１１の出力電圧から取る。
フォトカプラＰＣは、トランスＴ６０の一次側回路と二次側回路とを電気的に絶縁しつつ、信号を伝達する。フォトカプラＰＣは、差動増幅器Ａ４２（誤差増幅器）からの出力信号を絶縁して制御ＩＣ１４５に送る。
制御ＩＣ１４５は、フォトカプラＰＣを介して伝達された差動増幅器Ａ４２による比較結果を表わす信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ１２を開閉する信号を生成する。
なお、制御回路１１４は、例えば、アナログデジタル変換回路や、マイクロコンピュータなどを用いて構成してもよい。
【００１８】
スイッチング素子Ｑ１２がオンになると、入力コンデンサＣ１１の両端電圧が、一次巻線Ｌ６３に印加され、一次巻線Ｌ６３を流れる電流が増えていく。このとき、二次巻線Ｌ６１には、逆電圧が発生し、整流素子Ｄ１３の働きにより、二次巻線Ｌ６１には、電流が流れない。スイッチング素子Ｑ１２がオフになると、一次巻線Ｌ６３を流れる電流が０になり、磁束を維持するため、二次巻線Ｌ６１に電流が流れる。整流素子Ｄ１３がオンになり、二次巻線Ｌ６１には、平滑コンデンサＣ１４の両端電圧とほぼ等しい電圧が印加される。これにより、二次巻線Ｌ６１を流れる電流は、減少していき、０になる。これを繰り返すことにより、トランスＴ６０の一次巻線Ｌ６３に供給されたエネルギーが、二次側へ伝達され、二次巻線Ｌ６１を流れる電流により、平滑コンデンサＣ１４が充電される。
トランスＴ６０の一次巻線Ｌ６３に供給されるエネルギーは、スイッチング素子Ｑ１２をオンにしている時間の割合が多い方が大きくなり、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧が高くなる。制御ＩＣ１４５は、このように、スイッチング素子Ｑ１２をオンする期間の割合制御することによって、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を調整する。
【００１９】
電流検出回路１１２が出力した電圧が、基準電圧源Ｖ４１の電圧値より低い場合、制御ＩＣ１４５は、スイッチング素子Ｑ１２のオン期間の割合を増やし、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を高くする。これにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が増加する。
電流検出回路１１２が出力した電圧が、基準電圧源Ｖ４１の電圧値より高い場合、制御ＩＣ１４５は、スイッチング素子Ｑ１２のオン期間の割合を減らし、平滑コンデンサＣ１４に充電される電圧を低くする。これにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が減少する。
このようにして、制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出する電流が、所定の電流（目標電流値）となるように、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。
電圧生成回路１１１の出力電圧が直列負荷回路（発光素子ユニット８５１、８５２）に駆動電流を流し、電流検出回路１１２の検出した駆動電流と目標電流値が一致するように、制御回路１１４が電圧生成回路１１１のスイッチング素子Ｑ１２のオンオフの開閉割合を制御するため、（電圧生成回路１１１と電流検出回路１１２と制御回路１１４によって構成される）定電流回路１１０は、直列負荷回路（発光素子直列回路）に所定の電流（目標電流値。この例では、第一の駆動電流。）を流す定電流駆動回路として動作する。
この例において、直列負荷回路（発光素子直列回路）を構成する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とには、各々、第一の駆動電流と第二の駆動電流が流れている。第二の駆動電流は、第一の駆動電流から、電流減算回路１７０が余分な電流を削減した電流値であるため、定電流回路１１０としては、直列負荷回路（発光素子直列回路）を第一の駆動電流で定電流駆動すればよい。
したがって、この例では、定電流回路１１０が供給する定電流の目標電流値を第一の駆動電流とするため、電流検出回路１１２の電流検出対象回路を、第一の駆動電流で駆動する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）としている。
【００２０】
なお、整流素子Ｄ１３に代えて、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用い、スイッチング素子Ｑ１２の開閉に同期して開閉する同期整流式の構成としてもよい。
【００２１】
直列負荷回路（発光素子直列回路）は、複数の発光素子ユニット８５１，８５２を直列に接続したものである。第一の発光素子ユニット８５１は、主たる発光出力となる。第二の発光素子ユニット８５２は、従たる発光出力となる。発光素子ユニット８５１は、例えば、４個の白色発光ダイオードが直列に接続されている。発光素子ユニット８５２は、従となるため、発光出力が少なくてよく、例えば、１個の赤色発光ダイオードが用いられる。白色発光ダイオードには、例えば、３５０ｍＡの駆動電流（第一の駆動電流）を流し、赤色発光ダイオードには、例えば、３００ｍＡの駆動電流（第二の駆動電流）を流す。すなわち、発光素子ユニット８５２を駆動する電流（第二の駆動電流）は、発光素子ユニット８５１を駆動する電流（第一の駆動電流）よりも５０ｍＡ小さい。
【００２２】
定電流回路１１０が生成する電流は、二次巻線Ｌ６１から、整流素子Ｄ１３を通って、平滑コンデンサＣ１４を充電し、平滑コンデンサＣ１４から、発光素子ユニット８５１、発光素子ユニット８５２、電流検出回路１１２を通るループを流れる。
しかし、発光素子ユニット８５２には、並列に電流減算回路１７０が接続しているので、定電流回路１１０が生成する電流の一部は、電流減算回路１７０を流れる。
このため、発光素子ユニット８５１には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）が流れ、発光素子ユニット８５２には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）から、電流減算回路１７０を流れる電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を差し引いた電流（第二の駆動電流）が流れる。また、電流検出回路１１２には、定電流回路１１０が生成した電流（第一の駆動電流）が流れる。
例えば、定電流回路１１０が３５０ｍＡの電流を生成し、電流減算回路１７０を５０ｍＡの電流が流れれば、発光素子ユニット８５１を流れる電流（第一の駆動電流）は３５０ｍＡになり、発光素子ユニット８５２を流れる電流（第二の駆動電流）は３００ｍＡになる。
【００２３】
図３は、この実施の形態における各部の電圧及び電流の関係の一例を示す図である。
横軸は、直列負荷回路及び電流検出回路１１２の両端電圧を示す。縦軸は、直列負荷回路及び電流検出回路１１２を流れる電流を示す。曲線５１１は、直列負荷回路の電圧電流特性を示す。直線５１２は、電流検出回路１１２の電圧電流特性を示す。
【００２４】
制御回路１１４は、電流検出回路１１２が検出した電流によって発生する電圧が、基準電圧源Ｖ４１の基準電圧値ＶＲＥＦに一致するよう、電圧生成回路１１１が生成する電圧を調整する。電圧生成回路１１１が生成する電圧が電圧値ＶＳに調整されると、直列負荷回路を流れる電流Ｉ１が電流値Ｉｇ１になり、電流検出回路１１２が検出した電流によって発生する電圧が基準電圧値ＶＲＥＦ（この例では、基準電圧源Ｖ４１）に一致する。このときの電流値Ｉｇ１が目標電流値である。
【００２５】
なお、電流検出回路１１２は、可変抵抗であってもよい。その場合、可変抵抗を操作することにより、直線５１２の傾きが変化するので、目標電流値を変えることができる。
【００２６】
図４は、この実施の形態における発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の電圧電流特性の一例を示す図である。
横軸は、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧を示す。縦軸は、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０を流れる電流を示す。曲線５２１は、発光素子ユニット８５２の電圧電流特性を示す。直線５２２は、点５３１を原点とした電流減算回路１７０の電圧電流特性を示す。
【００２７】
発光素子ユニット８５２と電流減算回路１７０とは、並列に電気接続されているので、両端電圧は常に等しく、発光素子ユニット８５２を流れる電流と電流減算回路１７０を流れる電流との合計は、発光素子ユニット８５１を流れる電流の電流値Ｉ１と等しい。このため、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧及び電流は、曲線５２１と直線５２２との交点によって定まる。このとき、発光素子ユニット８５２及び電流減算回路１７０の両端電圧は、電圧値Ｖ２となり、発光素子ユニット８５２を流れる電流は電流値Ｉ２、電流減算回路１７０を流れる電流は電流値ΔＩとなる。
【００２８】
発光素子ユニット８５２の発光素子の個体差や、周辺温度の変化などにより、発光素子ユニット８５２の順方向電圧が高くなると、曲線５２１は、右方向へ移動する。その場合、曲線５２１と直線５２２との交点は、直線５２２に沿って右下方向へ移動するので、電流減算回路１７０を流れる電流が増え、発光素子ユニット８５２を流れる電流が減る。
【００２９】
例えば、発光素子ユニット８５２が、順方向電圧が３．１Ｖの赤色発光ダイオード１個であり、電流減算回路１７０を流れる電流を５０ｍＡにしたい場合、抵抗Ｒ７１の抵抗値を６２Ωにする。このとき、電流減算回路１７０を流れる電流は、約５０ｍＡとなる。
【００３０】
また、発光素子ユニット８５１の順方向電圧が異なると、図３の曲線５１１が変化するが、定電流回路１１０は、曲線５１１の移動に合わせて生成する電圧ＶＳを変化させ、一定の電流を流すよう制御するので、電流値Ｉ１は変化しない。このため、電流減算回路１７０を流れる電流は、発光素子ユニット８５１の順方向電圧の差の影響は受けない。
【００３１】
図５は、この実施の形態における電流減算回路１７０の変形例を示す電気回路図である。
【００３２】
電流減算回路１７０ａは、可変抵抗Ｒ７２を有する。これにより、可変抵抗Ｒ７２の抵抗値を変化させることができるので、電流減算回路１７０を流れる電流を調整できる。例えば、可変抵抗Ｒ７２を利用者が操作できるようにしておけば、照明装置８００が発する光の色合いを利用者の好みに合わせて調整することができる。あるいは、可変抵抗Ｒ７２を利用者が操作できないようにしておき、照明装置８００の製造時に、色度計などを用いて照明装置８００が発する光の色度を測定して、所定の色度になるよう調整してもよい。
【００３３】
電流減算回路１７０ｂは、可変抵抗Ｒ７２（ベース抵抗）とスイッチング素子Ｑ７３とを有する。スイッチング素子Ｑ７３は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、コレクタ端子が削減対象回路の陽極側端子に電気接続し、エミッタ端子が削減対象回路の陰極側端子に電気接続し、ベース端子が可変抵抗Ｒ７２の一端に電気接続している。可変抵抗Ｒ７２の他端は、例えば、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続する。
可変抵抗Ｒ７２には、両端電圧に比例する電流が流れ、これがスイッチング素子Ｑ７３のベース電流となる。スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流は、ベース電流にスイッチング素子Ｑ７３の増幅率βを乗じた電流値となり、これが、電流減算回路１７０ｂが分流する電流である。
電圧生成回路１１１が生成する電圧の電圧値ＶＳは、直列負荷回路の順方向電圧によって変化する。例えば、発光素子ユニット８５１が、１個あたりの順方向電圧が３．７±０．７Ｖの白色発光ダイオード４個直列に接続したものであり、発光素子ユニット８５２が、順方向電圧が３．１±０．５Ｖの赤色発光ダイオード１個である場合、電圧値ＶＳは、理論的には１７．９±３．３Ｖになる。しかし、少なくとも各発光ダイオードの個体差による誤差には、通常、プラスの誤差とマイナスの誤差とがあり、これが打ち消しあうので、電圧値ＶＳの誤差の割合は、発光素子単体の場合より小さくなる。
可変抵抗Ｒ７２の両端電圧は、電圧値ＶＳによって決まるので、可変抵抗Ｒ７２にはほぼ一定の電流が流れる。スイッチング素子Ｑ７３のベース電流がほぼ一定であるため、コレクタ電流もほぼ一定となり、電流減算回路１７０ｂは、両端電圧にかかわらず、ほぼ一定の電流を分流する。
なお、この例では、調整を可能にするため可変抵抗Ｒ７２を用いているが、これを固定抵抗に置き換えてもよい。
【００３４】
このように、電流減算回路にトランジスタを用いることにより、可変抵抗Ｒ７２の抵抗値を変化させる変化幅が小さくても、削減する電流を大きく変化させることができる。
また、可変抵抗Ｒ７２を流れる電流が小さいので、物理的に小型の抵抗を用いることができ、電源回路１００全体を小型化できる。
【００３５】
電流減算回路１７０ｃは、抵抗Ｒ７１（定電流用抵抗）、スイッチング素子Ｑ７３、差動増幅器Ａ７４を有する。スイッチング素子Ｑ７３は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、コレクタ端子が削減対象回路の陽極側端子に電気接続し、エミッタ端子が抵抗Ｒ７１を介して削減対象回路の陰極側端子に電気接続している。差動増幅器Ａ７４は、例えば、オペアンプであり、出力端子がスイッチング素子Ｑ７３のベース端子に電気接続し、負入力端子がスイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子と抵抗Ｒ７１との接続点に電気接続している。差動増幅器Ａ７４の正入力端子は、例えば、所定の基準電圧源に電気接続する。差動増幅器Ａ７４の電源は、例えば、平滑コンデンサＣ１４から取得する。差動増幅器Ａ７４の電源電流は、直列負荷回路を流れる電流と比較して十分に小さいので、無視できる。
抵抗Ｒ７１には、両端電圧に比例する電流が流れ、これがスイッチング素子Ｑ７３のエミッタ電流となる。スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流は、エミッタ電流にスイッチング素子Ｑ７３の増幅率αを乗じた電流値となり、これが、電流減算回路１７０ｃが分流する電流である。なお、スイッチング素子Ｑ７３の増幅率αはほぼ１であり、温度変化によって特性が変化するがその変化は小さい。
差動増幅器Ａ７４は、スイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子の電位が、所定の基準電圧源と等しくなるよう、スイッチング素子Ｑ７３を制御する。これにより、抵抗Ｒ７１の両端電圧が一定となるので、電流減算回路１７０ｃは、両端電圧にかかわらず、一定の電流を分流する。
なお、この例では、抵抗Ｒ７１を用いているが、調整を可能にするため、これを可変抵抗に置き換えてもよい。あるいは、基準電圧源の電圧を可変として、調整を可能にする構成であってもよい。
【００３６】
電流減算回路１７０ｃに示すような定電流を流す回路を用いることにより、一定の電流を分流することができる。また、外部から与える基準電圧を変えることにより、分流する電流を容易に制御できる。
なお、定電流を流す回路は、例えば、ＦＥＴやツェナーダイオードなどの半導体部品を用いて構成してもよい。
【００３７】
図６は、この実施の形態における電流減算回路１７０の別の変形例を示す電気回路図である。
電流減算回路１７０ｄは、２つの抵抗Ｒ７１，Ｒ７７、二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８を有する。二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８は、例えば、電圧電流特性が等しいＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。
スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ端子は、削減対象回路（発光素子ユニット８５２）の陽極側端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ７３のエミッタ端子は、抵抗Ｒ７１を介して、電流検出回路１１２に電気接続している。二つのスイッチング素子Ｑ７３，Ｑ７８のベース端子は、互いに電気接続し、スイッチング素子Ｑ７８のコレクタ端子とともに、削減対象回路の陰極側端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ７８のエミッタ端子は、抵抗Ｒ７７を介して、電流検出回路１１２に電気接続している。
電流減算回路１７０ｄは、カレントミラー回路の変形であり、抵抗Ｒ７７を流れる電流の電流値と抵抗Ｒ７１を流れる電流の電流値との比が、抵抗Ｒ７１の抵抗値と抵抗Ｒ７７の抵抗値との比に等しくなる。例えば、抵抗Ｒ７１の抵抗値を抵抗Ｒ７７の抵抗値の１０倍に設定すれば、抵抗Ｒ７１を流れる電流は、抵抗Ｒ７７を流れる電流の１０分の１になる。
スイッチング素子Ｑ７３のベース電流を無視すれば、抵抗Ｒ７７を流れる電流は、削減対象回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流と等しく、抵抗Ｒ７１を流れる電流は、スイッチング素子Ｑ７３のコレクタ電流、すなわち、電流減算回路１７０ｄが分流する電流と等しい。したがって、電流減算回路１７０ｄは、直列負荷回路を流れる電流から、一定の比率の電流を分流する。
このように、電流減算回路１７０が分流する電流を定める基準となる基準電圧を外部から得るのではなく、削減対象回路を流れる電流から基準電圧を生成する構成としてもよい。
【００３８】
この実施の形態における電源回路１００は、第一の駆動電流で動作する第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流で動作する第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とに対して電力を供給する。
上記電源回路１００は、定電流回路１１０と、電流減算回路１７０とを有する。
上記定電流回路１１０は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）と上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、上記第一の駆動電流を供給する。
上記電流減算回路１７０は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流を削減する。
【００３９】
この実施の形態における電源回路１００によれば、定電流回路１１０が複数の負荷回路を直列に接続した直列負荷回路に対して電流（第一の駆動電流）を供給し、電流減算回路１７０が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を削減する。したがって、従来と異なり、駆動電流の異なる負荷回路（発光素子ユニット）に対し、各々に定電流駆動回路を設ける必要がない。一つの定電流回路１１０と簡易な回路（電流減算回路１７０）で構成する電源回路１００によって、駆動電流の異なる複数の負荷回路を同時に駆動できるため、電源回路１００の部品点数を減らすことができるので、製造コストを削減し、信頼性を高めることができる。また、電源回路１００の電力効率も向上する。
【００４０】
上記電流減算回路１７０は、例えば、抵抗Ｒ７１（固定抵抗）や可変抵抗Ｒ７２のように、所定もしくは可変の電圧電流特性を有する回路である。
その場合、削減対象回路の両端電圧が変動することにより、電流減算回路１７０が分流する電流が変動するが、電流減算回路１７０が分流する電流が、削減対象回路を流れる電流より小さければ、電流減算回路１７０が分流する電流の誤差による影響は小さい。例えば、電流減算回路１７０が分流する電流が、直列負荷回路を流れる電流の１０％であれば、電流減算回路１７０が分流する電流に±１０％の誤差があったとしても、削減対象回路を流れる電流の誤差は±１％程度に留まる。このため、電流減算回路１７０を、単一の抵抗素子など極めて簡単な回路で構成することができ、電源回路１００の部品点数を減らし、製造コストを削減し、信頼性を高め、電力効率を向上することができる。
【００４１】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｂのように、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）や上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）や上記直列負荷回路の両端に発生する電圧により電圧電流特性が変化する回路であってもよい。
素子のバラツキによる両端電圧の誤差は、素子の数が多いほど、プラスの誤差とマイナスの誤差とが打ち消しあって、小さくなることが期待できる。したがって、電流減算回路１７０は、なるべく素子の数が多い回路の両端電圧を基準にして分流する電流を定める回路であるほうが、分流する電流に現れる誤差が小さくなる。
【００４２】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｄのように、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）や上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）を流れる電流により電圧電流特性が変化する回路であってもよい。
電流減算回路１７０が、いずれかの負荷回路を流れる電流により分流する電流が定まる回路であれば、直列負荷回路を流れる電流は、定電流回路１１０により一定に保たれるので、電流減算回路１７０は、一定の電流値を分流することができる。
【００４３】
あるいは、電流減算回路１７０は、電流減算回路１７０ｃのように、所定もしくは可変の電流値の定電流を流す回路であってもよい。
電流減算回路１７０が定電流を流す回路であれば、電流減算回路１７０は、一定の電流値を分流することができる。
【００４４】
この実施の形態における照明装置８００によれば、駆動電流が異なる複数の発光素子ユニット８５１，８５２の発光素子を発光させるので、演色性が高く、所望の色温度を有する光を発することができる。
【００４５】
また、照明装置８００は、駆動電流の異なる複数種類の発光素子（例えば、純白色の発光ダイオードと、赤色もしくは緑色の発光ダイオードなど）を組み合わせて用いることにより、電球色（光源色）すなわち純白色よりもやや低い所望の色温度の光を発することができる。
複数の発光素子を駆動電流ごとに分け、駆動電流が同じ同種の発光素子ごとに直列に接続して複数の負荷回路を構成する。
【００４６】
一般的に、複数の負荷回路ごとに駆動回路（電源回路）を接続する構成の場合、駆動回路として、安価な抵抗器や、半導体の活性領域の制御特性を利用した回路を用いると、駆動回路の効率が低下する。また、駆動回路として、比較的効率のよいスイッチモードの回路方式、例えば、フライバックコンバータなどのＤＣ／ＤＣコンバータを使用すると、製造コストが高くなるとともに、部品点数の増加に伴い、信頼性が低くなる。また、高効率かつ小電力のＤＣ／ＤＣコンバータを構成することは難しく、電気効率が低下する。
【００４７】
複数の発光素子ユニットを並列に接続する構成において、定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータを複数設けるのではなく、一つのＤＣ／ＤＣコンバータの出力から、電流制限抵抗を用いて、出力を分離して、一部の発光素子ユニットに電流を供給する構成も考えられるが、その構成の場合、電流制限抵抗の両端電圧が高くなるので、電流制限抵抗における電力損失が大きくなり、電気効率が低下する。
【００４８】
これに対し、この実施の形態における照明装置８００は、定電流回路１１０が、複数の負荷回路すべてを直列に接続した回路に対して電流を供給し、電流減算回路１７０が、複数の負荷回路のうち一部の負荷回路にとって余分な電流を分流して削減する。電流減算回路１７０が分流する電流は、比較的少ないので、単一の素子など、極めて簡単な構成であってもよい。このため、駆動電流の異なる複数の負荷回路（発光素子ユニット）を同時に駆動する際、従来のような、各々に定電流駆動回路を用いる構成や、共通の電源回路から各々に電流制限を行いながら電力を供給する構成と異なり、一つの定電流駆動回路（定電流回路１１０）と簡易な回路（電流削減回路１７０）のみで構成するため、電力損失を抑え、電力効率を向上させることができる。電源回路１００は、一つの定電流駆動回路（定電流回路１１０）と簡易な回路（電流減算回路１７０）とで構成できるので、従来よりも、部品点数が減り、製造コストが低く、小型にすることができ、信頼性が高くなる。
【００４９】
なお、照明装置８００において、電流減算回路１７０が削減する電流は、直列負荷回路を流れる電流に比べて小さく、電流減算回路１７０の両端電圧も低いので、抵抗Ｒ７１における電力消費は小さく、電気効率は、ほとんど低下しない。このように、主たる発光出力を得る発光ダイオードが多数、従たる発光出力を得る発光ダイオードが少数であれば、従来に比べて電気効率が一層向上する。
一般に、第二の発光素子ユニット８５２の発光効率が大きく、第一の発光素子ユニット８５１を構成する発光ダイオードの数が、第二の発光素子ユニット８５２を構成する発光ダイオードの数より十分に多ければ、電気効率を大きく低下させることなく、電源回路１００を構成することができる。発光素子ユニット８５１を構成する発光ダイオードの数と発光素子ユニット８５２を構成する発光ダイオードの数との割合は、２：１〜１０：１程度の割合で構成すると、電気効率の低下を抑えることができる。
【００５０】
なお、発光素子ユニット８５２の駆動電流のほうが、発光素子ユニット８５１の駆動電流より多い場合には、電流を削減する代わりに、トランスＴ６０にもう一つ巻線を追加するなどして、不足分の電流を生成し、電流を加算して駆動する回路方式が考えられる。その方式でも、駆動電流の異なる複数の発光素子ユニットを、一つの定電流駆動回路と簡易な回路で駆動することができる。
以上説明した照明装置８００は、その方式と比較しても、トランスの第一の巻線や第一の巻線から電流を生成するための回路（整流ダイオード、平滑コンデンサなど）を必要としないので、部品点数が少なく、安価で、小型な電源回路１００を構成することができる。
【００５１】
以上説明した照明装置８００によれば、簡易な電源回路１００（定電流回路１１０と電流減算回路１７０により構成）にて駆動電流の異なる複数の発光ダイオードを駆動することができる。
また、部品点数を削減できるので、部品コストを安くし、部品の実装コストを安くし、回路規模を小型化することができる。
また、駆動する発光素子（発光ユニット８５２）の種類や数量を増やした場合でも、駆動回路のコストの増加を抑制することができる。
また、回路を簡潔に構成することにより、部品点数を削減できるので、信頼性を向上できる。
また、定電流駆動回路を複数設ける必要がなく、一つの定電流駆動回路と簡易な回路とで電源回路１００を構成できるので、電力損失が減少し、電気効率の向上を図ることができる。
また、第一の駆動電流から発光素子ユニット８５２が必要とする電流を差し引いた余分な電流（第一の駆動電流と第二の駆動電流との差分の電流）を電流減算回路１７０が分流するので、抵抗Ｒ７１での損失が小さくて済み、更に電力損失を削減し、電気効率を向上させることができる。
また、小出力の従となる発光出力用に小容量で高効率の定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータを構成することは難しいが、以上説明した電流減算回路１７０は、構成が簡易であり、電気効率が向上し、省エネルギーに寄与できる。
特に、発光素子ユニット８５１を構成する発光素子の数が多く、発光素子ユニット８５２を構成する発光素子の数が少ない場合に、電気効率がより一層向上する。
また、従来のような、各々に定電流駆動回路を設ける構成と比較して、スイッチング動作を行う定電流駆動用ＤＣ／ＤＣコンバータの数が減ることにより、ノイズが減少する。
【００５２】
なお、発光素子ユニット８５１，８５２の発光素子は、白色発光ダイオードや赤色発光ダイオードに限らず、他の色の発光ダイオードでもよいし、有機ＥＬ素子など他の種類の発光素子であってもよい。また、１つの発光素子ユニットを構成する発光素子の数は、任意の数でよい。また、複数の発光素子ユニットの接続順序は、任意の順序でよい。１つの発光素子ユニットには、駆動電流が同じであれば、異なる種類の発光素子が混在してもよい。
また、発光素子ユニットの数は、３以上であってもよい。その場合、電流を削減したい発光素子ユニットごとに電流減算回路１７０を設けてもよいし、電流を削減したい複数の発光素子ユニットに対して１つの電流減算回路１７０を設け、更に電流を削減したい発光素子ユニットに対して個別に電流減算回路１７０を設ける構成であってもよい。
【００５３】
上記電流検出回路１１２及び上記電流減算回路１７０は、例えば、可変抵抗器であってもよい。これにより、主たる発光出力を得る発光ダイオードや従たる発光出力を得る発光ダイオードの輝度を変化させることができ、発光出力の組み合わせを変えることにより色温度を変化させることができる。なお、電流検出回路１１２や電流制御回路のどちらか片方のみを可変抵抗器で構成してもよい。
あるいは、上記電流検出回路及び上記電流減算回路は、電流を制御する半導体素子や回路であってもよい。例えば、電流減算回路は、トランジスタやＦＥＴ、定電流を流す回路などであってもよい。
また、誤差増幅器（差動増幅器Ａ４２）は、積分器などによって構成してもよい。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態２について、図７を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
図７は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
【００５６】
電圧生成回路１１１は、非絶縁のスイッチング電源であり、例えば、バックコンバータ（降圧チョッパ回路）である。電圧生成回路１１１は、入力コンデンサＣ１１、スイッチング素子Ｑ１２、整流素子Ｄ１３、チョークコイルＬ６４、平滑コンデンサＣ１４を有する。電圧生成回路１１１は、直流電圧あるいは脈流電圧を入力して、降圧した電圧を生成する。
入力コンデンサＣ１１は、電圧生成回路１１１の入力端子間に電気接続している。入力コンデンサＣ１１は、電源を入力する。
スイッチング素子Ｑ１２は、制御回路１１４からの指示を表わす信号にしたがって開閉する。スイッチング素子Ｑ１２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１２の一端は、入力コンデンサＣ１１の陽極端子に電気接続している。スイッチング素子Ｑ１２の他端は、整流素子Ｄ１３のカソード端子に電気接続している。整流素子Ｄ１３のアノード端子は、入力コンデンサＣ１１の陰極端子と平滑コンデンサＣ１４の陰極端子とに電気接続している。スイッチング素子Ｑ１２は、入力された電圧のスイッチングを行い、必要なエネルギーをチョークコイルＬ６４に伝達させる。
整流素子Ｄ１３は、チョークコイルＬ６４に蓄積されたエネルギーを還流させる。
チョークコイルＬ６４の一端は、スイッチング素子Ｑ１２と整流素子Ｄ１３との接続点に電気接続している。チョークコイルＬ６４の他端は、平滑コンデンサＣ１４の陽極端子に電気接続している。
平滑コンデンサＣ１４の陽極端子は、直列負荷回路の陽極側端子（発光素子ユニット８５１の陽極側端子）に電気接続している。平滑コンデンサＣ１４の陰極端子は、電流検出回路１１２を介して、直列負荷回路の陰極側端子（発光素子ユニット８５２の陰極側端子）に電気接続している。平滑コンデンサＣ１４は、チョークコイルＬ６４の出力を平滑する。
直列負荷回路には、平滑コンデンサＣ１４の両端に発生した電圧が印加される。
【００５７】
このように、電圧生成回路１１１として、バックコンバータを用いても、実施の形態１と同様、製造コストの削減、電力効率の向上、信頼性の向上などの効果を得ることができる。
このほか、電圧生成回路１１１は、例えば、フォワードコンバータなど他の方式の絶縁型スイッチング電源であってもよいし、ブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）など他の方式の非絶縁型スイッチング電源であってもよい。
【００５８】
あるいは、電圧生成回路１１１は、制御回路１１４の指示にしたがって生成する電圧を調整できる回路であれば、スイッチング電源以外の駆動回路であってもよい。ただし、スイッチング電源は、電力効率が高いので、電圧生成回路１１１は、スイッチング電源であるほうが好ましい。
【００５９】
実施の形態３．
実施の形態３について、図８を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
図８は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電圧生成回路１１１は、実施の形態２と同様のバックコンバータであるが、チョークコイルＬ６４に代えて、トランスＴ６０を有する。
トランスＴ６０は、一次巻線Ｌ６３と二次巻線Ｌ６１とを有する。一次巻線Ｌ６３は、バックコンバータにおけるチョークコイルの役割を果たす。
【００６１】
電流減算回路１７０は、抵抗Ｒ７１、コンデンサＣ７５、スイッチング素子Ｑ７６を有する。
抵抗Ｒ７１の一端は、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の陽極側端子に電気接続している。抵抗Ｒ７１の他端は、コンデンサＣ７５の一端と二次巻線Ｌ６１の一端とに電気接続している。コンデンサＣ７５の他端は、スイッチング素子Ｑ７６の一端と、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の陰極側端子とに電気接続している。スイッチング素子Ｑ７６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、制御回路１１４からの指示にしたがって、スイッチング素子Ｑ１２と同期して開閉する。スイッチング素子Ｑ７６の他端は、二次巻線Ｌ６１の他端に電気接続している。
【００６２】
抵抗Ｒ７１は、電流減算回路１７０が分流する電流を制限する。電流減算回路１７０が分流した電流により、コンデンサＣ７５が充電される。
二次巻線Ｌ６１の両端には、一次巻線Ｌ６３の両端電圧に比例する電圧が発生する。二次巻線Ｌ６１の両端電圧と、一次巻線Ｌ６３の両端電圧との比は、二次巻線Ｌ６１と一次巻線Ｌ６３との巻数比によって定まる。巻線の向きは、一次巻線Ｌ６３のスイッチング素子Ｑ１２に接続した側の端子の電位が高いときに、二次巻線Ｌ６１のコンデンサＣ７５に接続した側の端子の電位が高くなる向きである。
【００６３】
スイッチング素子Ｑ１２がオンのとき、一次巻線Ｌ６３の両端には、入力コンデンサＣ１１の両端電圧から平滑コンデンサＣ１４の両端電圧を差し引いた電圧が印加される。二次巻線Ｌ６１の両端には、これに比例する電圧が発生する。二次巻線Ｌ６１と一次巻線Ｌ６３との巻数比は、このとき二次巻線Ｌ６１の両端に発生する電圧が、削減対象回路である発光素子ユニット８５２の両端電圧よりも低くなるような巻数比としておく。
スイッチング素子Ｑ１２がオンのときには、スイッチング素子Ｑ７６もオンであるため、コンデンサＣ７５に充電される電圧は、このときの二次巻線Ｌ６１の両端電圧によって定まり、それ以上の電圧が充電された場合には、二次巻線Ｌ６１・スイッチング素子Ｑ７６を介してコンデンサＣ７５を放電する電流が流れる。
コンデンサＣ７５を放電するために二次巻線Ｌ６１を流れる電流は、一次巻線Ｌ６３を流れる電流と同じ向きの磁束を発生させ、トランスＴ６０にエネルギーを蓄積する。
【００６４】
スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ７６がオフになると、二次巻線Ｌ６１を流れる電流は０になる。これに対し、一次巻線Ｌ６３には、トランスＴ６０に蓄積されたエネルギーにより、整流素子Ｄ１３を介して電流が流れる。すなわち、エネルギーがトランスＴ６０の二次側から一次側へ伝達される。
【００６５】
実施の形態１で説明した電流減算回路１７０では、分流した電流のエネルギーが、抵抗Ｒ７１やスイッチング素子Ｑ７３で熱に変換され消費される。これに対して、この実施の形態における電流減算回路１７０は、分流した電流のエネルギーを、トランスＴ６０を介して一次側に還元する。
これにより、熱として消費されるエネルギーを少なくすることができるので、更に、エネルギー効率を高くすることができる。
【００６６】
この実施の形態における電源回路１００は、更に、トランスＴ６０を有する。
上記トランスＴ６０は、第一の巻線（一次巻線Ｌ６３）と、第二の巻線（二次巻線Ｌ６１）とを有する。
上記定電流回路１１０は、上記第一の巻線を流れる電流からエネルギーを得て、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成する。
上記電流減算回路１７０は、分流した電流からエネルギーを得て、上記第二の巻線に流す電流を生成する。
【００６７】
この実施の形態における電源回路１００によれば、電流減算回路１７０が二次巻線Ｌ６１に流した電流により、エネルギーが一次側に伝達されるので、電流減算回路１７０が分流した電流のエネルギーを有効に利用することができ、電力効率を高くすることができる。
【００６８】
この実施の形態における電流減算回路１７０は、分流した電流から得たエネルギーを上記定電流回路１１０に還元する電流還元回路である。
【００６９】
なお、二次巻線Ｌ６１の巻線の向きを逆にし、その代わり、スイッチング素子Ｑ１２がオフのときにスイッチング素子Ｑ７６がオンになるよう構成しても、同様の効果が得られる。
また、スイッチング素子Ｑ７６は、制御回路１１４からの指示に基づいて開閉するのではなく、二次巻線Ｌ６１の両端電圧を検出し、検出した両端電圧に基づいて開閉するよう構成してもよい。
また、電流減算回路１７０が分流する電流が一定になるよう、抵抗Ｒ７１に代えて、実施の形態１で説明した変形例の回路やその他の定電流を流す回路を用いる構成としてもよい。
【００７０】
なお、電圧生成回路１１１が、ブーストコンバータなど非絶縁型のスイッチング電源である場合には、この例と同様、チョークコイルをトランスに置き換えることにより、この実施の形態と同様の電流減算回路１７０を構成できる。
また、電圧生成回路１１１が、フライバックコンバータやフォワードコンバータなど絶縁型のスイッチング電源である場合には、もとからあるトランスに第三の巻線を設けることにより、この実施の形態と同様の電流減算回路１７０を構成できる。
【００７１】
実施の形態４．
実施の形態４について、図９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
図９は、この実施の形態における電源回路１００の回路構成の一例を示す電気回路図である。
電源回路１００は、実施の形態１で説明した構成に加えて、更に、電圧検出回路１１３を有する。
電圧検出回路１１３は、直列負荷回路に並列に電気接続されている。なお、電圧検出回路１１３は、直列負荷回路ではなく、発光素子ユニット８５１、あるいは、発光素子ユニット８５２に並列に電気接続されていてもよい。電圧検出回路１１３が並列に電気接続されている負荷回路を、電圧検出対象回路と呼ぶ。電圧検出回路１１３は、電圧検出対象回路の両端電圧を検出する。
電圧検出回路１１３は、例えば、抵抗であり、両端電圧と相関した電流が流れる。電圧検出回路１１３の電圧電流特性は、抵抗のように、両端電圧に比例した電流が流れるものであってもよいし、両端電圧が所定の閾値以下の場合は、ほとんど電流が流れず、両端電圧が閾値を超えた場合に、電流が流れる特性であってもよい。電圧検出回路１１３を流れる電流を、電圧検出電流と呼ぶ。
電流検出回路１１２は、電流検出対象回路を流れる電流と、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流とを合わせた電流を検出する。
【００７３】
周囲温度の低下などにより、発光素子ユニット８５１，８５２の順方向電圧が上昇すると、電流検出回路１１２が検出する電流が減少する。制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧を上昇させる。電圧検出回路１１３が検出する電圧が高くなるので、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流が増える。電流検出回路１１２が検出する電流が目標電流値になったとき、電流検出対象回路を流れる電流は、電圧検出回路１１３を流れる電圧検出電流の増加分だけ少なくなる。
すなわち、制御回路１１４は、電圧検出回路１１３が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値となるよう、電圧生成回路１１１を制御する。
【００７４】
発光素子ユニット８５１，８５２の順方向電圧が上昇したので、流れる電流値が同じなら、発光素子ユニット８５１，８５２における消費電力が増加する。電圧検出回路１１３の働きにより、発光素子ユニット８５１，８５２を流れる電流が少なくなるので、発光素子ユニット８５１，８５２における消費電力の増加を抑制することができる。
【００７５】
また、発光素子ユニット８５１，８５２が断線故障した場合など、電圧生成回路１１１が生成する電圧をいくら高くしても、電流検出対象回路を流れる電流が、目標電流値にならない場合がある。そのような場合も、電圧検出回路１１３を流れる電流が増加することにより、合計電流が目標電流値に達すれば、制御回路１１４は、電圧生成回路１１１が生成する電圧をそれ以上上昇させない。このため、過電圧による電源回路１００や発光素子ユニット８５１，８５２の故障を防ぎ、信頼性を向上することができる。
【００７６】
この実施の形態における電源回路１００において、定電流回路１１０は、更に、電圧生成回路１１１と、電流検出回路１１２と、電圧検出回路１１３と、制御回路１１４とを有する。
上記電圧生成回路１１１は、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成する。
上記電流検出回路１１２は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）、及び、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）のうちのいずれかを電流検出対象回路とし、上記電流検出対象回路を流れる電流を検出する。
上記電圧検出回路１１３は、上記第一の負荷回路（発光素子ユニット８５１）、及び、上記第二の負荷回路（発光素子ユニット８５２）、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかを電圧検出対象回路とし、上記電圧検出対象回路の両端に発生する電圧を検出する。
上記制御回路１１４は、上記電圧検出回路１１３が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、上記電流検出回路１１２が検出した電流が所定の電流値となるよう、上記電圧生成回路１１１を制御する。
【００７７】
この実施の形態における電源回路１００によれば、負荷回路の電圧電流特性の変化による消費電力の上昇を抑えることができ、また、負荷回路の故障などにより過電圧が発生するのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００ 電源回路、１１０ 定電流回路、１１１ 電圧生成回路、１１２ 電流検出回路、１１３ 電圧検出回路、１１４ 制御回路、１４５ 制御ＩＣ、１７０ 電流減算回路、５１１，５２１ 曲線、５１２，５２２ 直線、８００ 照明装置、８５１，８５２ 発光素子ユニット、Ａ４２，Ａ７４ 差動増幅器、Ｃ１１ 入力コンデンサ、Ｃ１４ 平滑コンデンサ、Ｃ７５ コンデンサ、Ｄ１３ 整流素子、Ｌ６１ 二次巻線、Ｌ６３ 一次巻線、Ｌ６４ チョークコイル、ＰＣ フォトカプラ、Ｑ１２，Ｑ７３，Ｑ７６，Ｑ７８ スイッチング素子、Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ７１，Ｒ７７ 抵抗、Ｒ７２ 可変抵抗、Ｔ６０ トランス、Ｖ４１ 基準電圧源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のの駆動電流で動作する第一の負荷回路と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流で動作する第二の負荷回路とに対して電力を供給する電源回路において、
上記電源回路は、定電流回路と、電流減算回路とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の負荷回路と上記第二の負荷回路とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、上記第一の駆動電流を供給し、
上記電流減算回路は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路を流れる電流を削減することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
上記電流減算回路は、
所定もしくは可変の電圧電流特性を有する回路と、
上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかの両端に発生する電圧により電圧電流特性が変化する回路と、
上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路のうちのいずれかを流れる電流により電圧電流特性が変化する回路と、
所定もしくは可変の電流値の定電流を流す回路と、
分流した電流から得たエネルギーを上記定電流回路に還元する電流還元回路と、
固定抵抗と、
可変抵抗と、
上記第二の負荷回路に直列または並列に接続した半導体素子により、上記第二の駆動電流を調整する回路と
のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
上記電源回路は、更に、トランスを有し、
上記トランスは、第一の巻線と、第二の巻線とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の巻線を流れる電流からエネルギーを得て、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成し、
上記電流減算回路は、分流した電流からエネルギーを得て、上記第二の巻線に流す電流を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
上記定電流回路は、電圧生成回路と、電流検出回路と、電圧検出回路と、制御回路とを有し、
上記電圧生成回路は、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成し、
上記電流検出回路は、上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路のうちのいずれかを電流検出対象回路とし、上記電流検出対象回路を流れる電流を検出し、
上記電圧検出回路は、上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかを電圧検出対象回路とし、上記電圧検出対象回路の両端に発生する電圧を検出し、
上記制御回路は、上記電圧検出回路が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、上記電流検出回路が検出した電流が所定の電流値となるよう、上記電圧生成回路を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源回路。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源回路と、第一の発光素子ユニットと、第二の発光素子ユニットとを有し、
上記第一の発光素子ユニットは、一または直列に電気接続された複数の第一の発光素子を有し、上記第一の負荷回路として上記電源回路に電気接続され、
上記第一の発光素子は、上記第一の駆動電流の電流により発光し、
上記第二の発光素子ユニットは、一または直列に電気接続された複数の第二の発光素子を有し、上記第二の負荷回路として上記電源回路に電気接続され、
上記第二の発光素子は、上記第二の駆動電流の電流により発光することを特徴とする照明装置。
【請求項１】
第一のの駆動電流で動作する第一の負荷回路と、上記第一の駆動電流よりも小さい第二の駆動電流で動作する第二の負荷回路とに対して電力を供給する電源回路において、
上記電源回路は、定電流回路と、電流減算回路とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の負荷回路と上記第二の負荷回路とを直列に電気接続した直列負荷回路に対して、上記第一の駆動電流を供給し、
上記電流減算回路は、上記直列負荷回路を流れる電流を分流して、上記第二の負荷回路を流れる電流を削減することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
上記電流減算回路は、
所定もしくは可変の電圧電流特性を有する回路と、
上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかの両端に発生する電圧により電圧電流特性が変化する回路と、
上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路のうちのいずれかを流れる電流により電圧電流特性が変化する回路と、
所定もしくは可変の電流値の定電流を流す回路と、
分流した電流から得たエネルギーを上記定電流回路に還元する電流還元回路と、
固定抵抗と、
可変抵抗と、
上記第二の負荷回路に直列または並列に接続した半導体素子により、上記第二の駆動電流を調整する回路と
のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
上記電源回路は、更に、トランスを有し、
上記トランスは、第一の巻線と、第二の巻線とを有し、
上記定電流回路は、上記第一の巻線を流れる電流からエネルギーを得て、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成し、
上記電流減算回路は、分流した電流からエネルギーを得て、上記第二の巻線に流す電流を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
上記定電流回路は、電圧生成回路と、電流検出回路と、電圧検出回路と、制御回路とを有し、
上記電圧生成回路は、上記直列負荷回路に対して印加する電圧を生成し、
上記電流検出回路は、上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路のうちのいずれかを電流検出対象回路とし、上記電流検出対象回路を流れる電流を検出し、
上記電圧検出回路は、上記第一の負荷回路、及び、上記第二の負荷回路、及び、上記直列負荷回路のうちのいずれかを電圧検出対象回路とし、上記電圧検出対象回路の両端に発生する電圧を検出し、
上記制御回路は、上記電圧検出回路が検出した電圧が所定の電圧値以下となる範囲内で、上記電流検出回路が検出した電流が所定の電流値となるよう、上記電圧生成回路を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源回路。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源回路と、第一の発光素子ユニットと、第二の発光素子ユニットとを有し、
上記第一の発光素子ユニットは、一または直列に電気接続された複数の第一の発光素子を有し、上記第一の負荷回路として上記電源回路に電気接続され、
上記第一の発光素子は、上記第一の駆動電流の電流により発光し、
上記第二の発光素子ユニットは、一または直列に電気接続された複数の第二の発光素子を有し、上記第二の負荷回路として上記電源回路に電気接続され、
上記第二の発光素子は、上記第二の駆動電流の電流により発光することを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８７４２９（Ｐ２０１０−１８７４２９Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８１４２（Ｐ２００９−２８１４２）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
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