特許 5988910 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5988910

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20160825BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 V

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-91376(P2013-91376)

(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公開番号】特開2014-217135(P2014-217135A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2015年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】岡部 靖久

【審査官】 神田 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２３７１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平５−６０１８３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力側に１次巻線が接続されたスイッチングトランスと、
前記スイッチングトランスの第１の２次巻線に接続されて第１の半導体発光素子に対して出力するメイン出力回路と、
前記スイッチングトランスの第２の２次巻線に接続されて第２の半導体発光素子に対して出力するサブ出力回路とを備え、
前記メイン出力回路は、切替制御信号によってこのメイン出力回路の出力レベルを、前記第１の半導体発光素子の順方向電圧以上の高レベルとする第１状態と順方向電圧未満の低レベルとする第２状態とに切り替えられるように構成され、
前記サブ出力回路は、前記切替制御信号が前記第１状態のときに非活性状態とされる一方、前記切替制御信号が前記第２状態のときに活性状態とされるように構成された電源装置。

【請求項2】

前記切替制御信号の生成手段は、前記スイッチング電源回路の入力ラインに挿入された入力ライン切替回路と、
前記入力ライン切替回路からの入力に応じて動作して前記切替制御信号を生成する切替制御回路とからなり、
前記入力ライン切替回路は、常閉接点が前記スイッチング電源回路に接続され、常開接点が前記切替制御回路に接続されるトランスファ接点方式の切替スイッチと、前記常開接点と前記常閉接点との間に常開接点から常閉接点に向かう方向を順方向とする一方向性素子とを備えている請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記メイン出力回路の出力電圧と前記サブ出力回路の出力電圧との差分電圧で前記スイッチング電源回路をフィードバック制御することを通じて前記メイン出力回路の出力電圧を安定化する請求項１または請求項２に記載の電源装置において、
前記切替制御信号によって前記出力電圧の差分をシフトダウンする電圧シフト回路を備えている電源装置。

【請求項4】

前記メイン出力回路は前記スイッチング電源回路との間でフィードバック制御系をもち、そのフィードバック制御系は、前記メイン出力回路の検出電流に応じた電圧を基準電圧と比較し、その差分変化に応じて前記スイッチング電源回路をフィードバック制御するメイン側定電流制御回路を備えている請求項１または請求項２に記載の電源装置。

【請求項5】

前記メイン出力回路のフィードバック制御の手段は、前記メイン出力回路の給電ラインに挿入されたシャント抵抗で検出した出力電流に対応する検出電圧を前記サブ出力回路の給電ラインからの基準電圧と比較するコンパレータ、および、絶縁型信号伝達素子を介して前記スイッチング電源回路にフィードバックする構成である請求項４に記載の電源装置。

【請求項6】

前記サブ出力回路はその内部にフィードバック制御系をもち、そのフィードバック制御系は、前記サブ出力回路の出力電圧が規定値を上回るか否かに応じて給電ラインに挿入の電流制御素子を制御するサブ側定電流制御回路を備えている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電源装置。

【請求項7】

前記サブ出力回路の出力電圧の検出手段は、サブ出力回路の出力端子間電圧の抵抗分割された分圧を内部のレファレンス電圧と比較するシャントレギュレータである請求項６に記載の電源装置。

【請求項8】

前記切替制御信号によって前記サブ出力回路を非活性状態と活性状態とに切り替える手段は、前記サブ出力回路の出力ラインに開閉素子を挿入し、前記切替制御信号が前記第１状態のときに前記開閉素子を開状態とし、前記切替制御信号が前記第２状態のときに前記開閉素子を閉状態に切り替える構成である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチングトランスを用いて、その１次側にスイッチング電源回路を接続するとともにその２次側にメイン出力回路とサブ出力回路とを接続し、出力のフィードバック制御により出力を安定化させる電源装置に関する。この電源装置は保安灯付きのＬＥＤ照明用電源装置のように、第１および第２の半導体発光素子（主光源と保安灯）を背反的に駆動するものである。

【背景技術】

【0002】

従来にあっては、第１の半導体発光素子の駆動のためのスイッチングトランスと第２の半導体発光素子の駆動のためのスイッチングトランスとが別々のものとして構成されていた。図８は従来例の電源装置の概略構成を示す。図８に示す電源装置において、交流電源１０からの電力が入力ライン切替回路２０を介してメイン側のスイッチング電源回路３１とサブ側のスイッチング電源回路３２とに択一的に供給されるようになっている。メイン側のスイッチング電源回路３１はメイン側のスイッチングトランス４１の１次巻線に接続され、その２次巻線にメイン出力回路５０が接続され、第１の半導体発光素子７０を駆動するようになっている。一方、サブ側のスイッチング電源回路３２はサブ側のスイッチングトランス４２の１次巻線に接続され、その２次巻線にサブ出力回路６０が接続され、第２の半導体発光素子８０を駆動するようになっている。メイン出力回路５０での出力がメイン側のスイッチング電源回路３１にフィードバックされ、メイン出力回路５０の出力が安定化される。また、サブ出力回路６０での出力がサブ側のスイッチング電源回路３２にフィードバックされ、サブ出力回路６０の出力が安定化される。半導体発光素子７０，８０としてはＬＥＤ（発光ダイオード）が代表例である。

【0003】

トランスファ型の切替スイッチを有する入力ライン切替回路２０をメイン側に切り替えると、メイン側のスイッチング電源回路３１、スイッチングトランス４１およびメイン出力回路５０が活性状態となり、第１の半導体発光素子７０が点灯される。一方、入力ライン切替回路２０をサブ側に切り替えると、サブ側のスイッチング電源回路３２、スイッチングトランス４２およびサブ出力回路６０が活性状態となり、第２の半導体発光素子８０が点灯される。これら２つの状態が同時に起きることはなく、入力ライン切替回路２０の状態に応じていずれか一方のみが活性化される。入力ライン切替回路２０におけるスイッチはトランスファ型のスイッチで、その常閉接点部にメイン側のスイッチング電源回路３１が接続され、その常開接点部にサブ側のスイッチング電源回路３２が接続される。

【0004】

スイッチング電源回路３１，３２では、交流電圧の直流電圧への変換と、直流電圧の降圧と、直流電流のスイッチングとが行われ、得られたスイッチング電流がスイッチングトランス４１，４２を介してメイン出力回路５０またはサブ出力回路６０に供給される。スイッチング電源回路３１，３２はそれぞれ整流回路、降圧回路、コンバータ回路を備える。メイン側のスイッチング電源回路３１のコンバータ回路とサブ側のスイッチング電源回路３２のコンバータ回路との２つのコンバータ回路を有することから２コンバータ方式と呼ばれる。また、スイッチングトランスについてはメイン側のスイッチングトランス４１とサブ側のスイッチングトランス４２との２つのトランスを有することから２トランス方式と呼ばれる。

【0005】

このような電源装置の適用例としては、保安灯付きのＬＥＤ照明用電源装置がある。すなわち、第１の半導体発光素子７０として比較的大きな電力のＬＥＤ（発光ダイオード）が適用され、第２の半導体発光素子８０として比較的小さな電力のＬＥＤが適用される。前者は通常の照明用に用いられ、後者は停電時に保安灯として用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−２８５２４５号公報

【特許文献2】特開２００６−３１１６５０号公報

【特許文献3】特開２０１２−４４７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記した従来例の場合、２コンバータ構成としている関係でメイン出力回路５０とサブ出力回路６０とにそれぞれスイッチングトランス（４１，４２）を対応させなければならない。つまり、両出力回路の駆動源としてスイッチングトランスを２つ用意しなければならない。そのため、回路構成が複雑化し、製品コストの高騰化を招く結果となっている。

【0008】

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、製品コストの低廉化に向けて、従来の２トランス方式に比べて回路構成の簡素化を実現できる電源装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明による電源装置は、スイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の出力側に１次巻線が接続されたスイッチングトランスと、前記スイッチングトランスの第１および第２の２次巻線にそれぞれ接続されたメイン出力回路およびサブ出力回路とを備えている。前記メイン出力回路は前記スイッチングトランスの第１の２次巻線に接続されて第１の半導体発光素子に対して出力する。前記サブ出力回路は前記スイッチングトランスの第２の２次巻線に接続されて第２の半導体発光素子に対して出力する。

【0010】

前記メイン出力回路は、切替制御信号によってこのメイン出力回路の出力レベルを、前記第１の半導体発光素子の順方向電圧以上の高レベルとする第１状態と順方向電圧未満の低レベルとする第２状態とに切り替えられるように構成されている。また、前記サブ出力回路は、前記切替制御信号が前記第１状態のときに非活性状態（動作停止状態）とされる一方、前記切替制御信号が前記第２状態のときに活性状態（動作状態）とされるように構成されている。

【0011】

メイン出力回路を活性・非活性切替え可能とするのに、負荷である第１の半導体発光素子の特性を利用する。その特性とは、半導体発光素子には順方向電圧があり、印加電圧が順方向電圧以上の高レベルであれば半導体発光素子に電流が流れるが、印加電圧が順方向電圧未満の低レベルであれば半導体発光素子には電流が流れないという性質である。第１の半導体発光素子に電流が流れなければ、実質的にメイン出力回路は非活性状態で、実質的に無負荷状態となる。そこで、切替制御信号を第１状態として印加電圧を順方向電圧以上の高レベルとなし、第１の半導体発光素子に電流を流す。切替制御信号を第２状態として印加電圧を順方向電圧未満の低レベルとなし、第１の半導体発光素子には電流が流れないようにする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、メイン出力回路の駆動源とサブ出力回路の駆動源として必要なスイッチングトランスを共通単一化してあるので、これら２つ出力回路の駆動源として個別のスイッチングトランスを用いていた２トランス方式の従来例に比べて、その回路構成の簡素化を実現でき、製品コスト低減が期待される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態の電源装置の構成図

【図2】本発明の実施形態の電源装置における入力ライン切替回路の構成図

【図3】本発明の実施形態の電源装置における入力ライン切替回路の構成図

【図4】本発明の実施形態の電源装置の構成図

【図5】本発明の実施形態の電源装置の構成図

【図6】本発明の実施例の電源装置の回路図

【図7】本発明の実施例の電源装置の回路図

【図8】従来例の電源装置の構成図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態の電源装置について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の電源装置の概略構成図である。図１において、３０はスイッチング電源回路、４０はスイッチングトランス、５０はメイン出力回路、６０はサブ出力回路、７０は第１の半導体発光素子、８０は第２の半導体発光素子である。スイッチング電源回路３０の出力側がスイッチングトランス４０の１次巻線Ｎ０に接続されている。スイッチングトランス４０にはその２次巻線として第１の２次巻線Ｎ１と第２の２次巻線Ｎ２とがあり、第１の２次巻線Ｎ１にはメイン出力回路５０が接続され、第２の２次巻線Ｎ２にはサブ出力回路６０が接続されている。メイン出力回路５０の出力側に第１の半導体発光素子７０が接続されるようになっており、サブ出力回路６０の出力側に第２の半導体発光素子８０が接続されるようになっている。メイン出力回路５０は、その出力によってスイッチング電源回路３０をフィードバック制御し、出力を安定化させる。また、サブ出力回路６０は、その出力によって内部的にフィードバック制御し、出力を安定化させる。

【0015】

第１の半導体発光素子７０を駆動するためのメイン出力回路５０と第２の半導体発光素子８０を駆動するためのサブ出力回路６０とは、互いに背反的に活性状態（動作状態）・非活性状態（動作停止状態）となる必要がある。そこで、メイン出力回路５０が活性状態にあるときには、サブ出力回路６０を非活性状態とする。一方、切替制御信号ＳＳによってサブ出力回路６０を活性状態に切り替えるときには、その切替制御信号ＳＳを用いてメイン出力回路５０を非活性状態に切り替える。

【0016】

ここで、スイッチングトランス４０をメイン出力回路５０とサブ出力回路６０とに共通の単一トランスとするとなれば、メイン出力回路５０用とサブ出力回路６０用との２つの２次巻線（第１の２次巻線Ｎ１と第２の２次巻線Ｎ２）に対してともに１次巻線Ｎ０の電力が伝わっていることになる。そこで、切替制御信号ＳＳが第１状態のときに、メイン出力回路５０を活性状態にする一方、サブ出力回路６０を非活性状態とする。逆に、切替制御信号ＳＳが第２状態のときに、サブ出力回路６０を活性状態にする一方、メイン出力回路５０を非活性状態とする。

【0017】

メイン出力回路５０を活性・非活性切替え可能とするのに、負荷である第１の半導体発光素子７０の特性を利用する。その特性とは、半導体発光素子には順方向電圧Ｖｆがあり、印加電圧が順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルであれば半導体発光素子に電流が流れるが、印加電圧が順方向電圧Ｖｆ未満の低レベルであれば半導体発光素子に電流は流れないという性質である。半導体発光素子に電流が流れなければ、実質的にメイン出力回路５０は非活性状態となる。そこで、切替制御信号ＳＳが第１状態のときは印加電圧が順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルとなって第１の半導体発光素子７０に電流を流し、切替制御信号ＳＳが第２状態のときには印加電圧が順方向電圧Ｖｆ未満の低レベルとなって第１の半導体発光素子７０には電流が流れないようにする。半導体発光素子に電流が流れないとき、メイン出力回路５０は実質的に無負荷状態となる。

【0018】

メイン出力回路５０は、切替制御信号ＳＳによって状態を切り替えられる状態遷移部５５を備えている。この状態遷移部５５は、切替制御信号ＳＳによってメイン出力回路５０の出力レベルを、第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルの状態と順方向電圧Ｖｆ未満の低レベル状態とに切り替えるものとして構成されている。すなわち、状態遷移部５５は、切替制御信号ＳＳが第１状態のときにメイン出力回路５０の出力レベルを順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルとし、切替制御信号ＳＳが第２状態のときにメイン出力回路５０の出力レベルを順方向電圧Ｖｆ未満にシフトさせる。第１の半導体発光素子７０は、その半導体としての性質上、印加電圧が順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルであれば電流を流して点灯し、印加電圧が順方向電圧Ｖｆ未満となれば電流が遮断されて消灯する。このとき、メイン出力回路５０は実質的に無負荷状態となる。

【0019】

サブ出力回路６０では、その給電ラインに開閉部６５が挿入され、切替制御信号ＳＳによって開閉部６５を開閉制御することにより、サブ出力回路６０を非活性状態と活性状態とに切り替えるように構成している。すなわち、切替制御信号ＳＳが第１状態のときに開閉部６５を開成してサブ出力回路６０を非活性状態とする。このとき、第２の半導体発光素子８０は電流が遮断されて消灯する。切替制御信号ＳＳが第２状態のときに開閉部６５を閉成してサブ出力回路６０を活性状態に切り替える。その結果、第２の半導体発光素子８０に電流が流れ、点灯する。

【0020】

まとめると、切替制御信号ＳＳが第１状態のときは、メイン出力回路５０が活性状態、サブ出力回路６０が非活性状態で、第１の半導体発光素子７０が点灯し、第２の半導体発光素子８０が消灯している。第１の半導体発光素子７０が点灯するのは、メイン出力回路５０の出力電圧が第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ以上の高レベルであることによる。切替制御信号ＳＳが第２状態となると、上記とは逆に、メイン出力回路５０が非活性状態に、サブ出力回路６０が活性状態に切り替わり、第１の半導体発光素子７０が消灯し、第２の半導体発光素子８０が点灯する。第１の半導体発光素子７０が消灯するのは、メイン出力回路５０の出力電圧が第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ未満であることによる。すなわち、メイン出力回路５０とサブ出力回路６０とは、互いに背反的に活性状態・非活性状態となる。

【0021】

いずれの状態にあっても、１次巻線Ｎ０にスイッチング電源回路３０から電力を受けたスイッチングトランス４０は、その２次側において第１の２次巻線Ｎ１でも第２の２次巻線Ｎ２でも電力が誘起されている。したがって、メイン出力回路５０もサブ出力回路６０もともに電力受給状態にあるが、電流の流れについては、ある状態（切替制御信号ＳＳ＝第１状態）ではメイン出力回路５０が出力電流を出力し、サブ出力回路６０は出力電流を遮断する。また、別の状態（切替制御信号ＳＳ＝第２状態）ではサブ出力回路６０が出力電流を出力し、メイン出力回路５０は出力電流を遮断している。メイン出力回路５０にはスイッチングトランス４０からの電力受給があるが、メイン出力回路５０の負荷としては実質的に無負荷状態となる。

【0022】

以上のように工夫したことにより、メイン出力回路５０の駆動源とサブ出力回路６０の駆動源としてのスイッチングトランス４０を共通単一化でき、２トランス方式の従来例に比べて回路構成の大幅な簡素化を実現できる。

【0023】

以下では、本発明の上記構成の電源装置について、いくつかの好ましい態様を説明する。

【0024】

前記の切替制御信号ＳＳの生成手段につき、図２に示すような好ましい態様がある。それは、直流または交流の単一の電源１からスイッチング電源回路３０への入力ライン２中に入力ライン切替回路２０を挿入するとともに、入力ライン切替回路２０からの入力に応じて動作して切替制御信号ＳＳを生成する切替制御回路９０を設けたものである。そして、入力ライン切替回路２０の構成に関して、常閉接点ｎｃがスイッチング電源回路３０に接続され、常開接点ｎｏが切替制御回路９０に接続されるトランスファ接点方式の切替スイッチ２１と、常開接点ｎｏと常閉接点ｎｃとの間に常開接点ｎｏから常閉接点ｎｃに向かう方向を順方向とする一方向性素子２２とを備えた構成とする。一方向性素子２２の好ましい例は逆流防止ダイオードである。

【0025】

入力ライン切替回路２０における切替スイッチ２１を常閉接点ｎｃにつなぐ状態では、単一の電源１からスイッチング電源回路３０に対して給電する。このとき、常開接点ｎｏは開放で、かつ一方向性素子２２は逆方向接続のため、切替制御回路９０は不動作であり、切替制御信号ＳＳは第１状態である。

【0026】

一方、切替スイッチ２１を常開接点ｎｏにつなぐ状態では、単一の電源１から切替制御回路９０に対して給電が行われ、切替制御回路９０が動作し、切替制御信号ＳＳが第２状態となる。このとき、一方向性素子２２は順方向接続となり、常開接点ｎｏから常閉接点ｎｃに向け一方向性素子２２を介して、スイッチング電源回路３０への給電が継続される。

【0027】

もし、常開接点ｎｏと常閉接点ｎｃとを短絡的につなぐ一方向性素子２２付きの短絡ライン２３がないとすれば、切替制御回路９０に対して給電する状態ではスイッチング電源回路３０への給電は遮断となってしまう。また、ライン２３に一方向性素子２２がなければ、切替スイッチ２１を常閉接点ｎｃにつないだ状態ではスイッチング電源回路３０だけでなく切替制御回路９０にも給電を行うことになってしまう。

【0028】

以上から容易に理解されるように、本実施形態の構成によれば、単一の電源１の電力をスイッチング電源回路３０に対してのみ供給するメイン動作モードと、単一の電源１の電力をスイッチング電源回路３０および切替制御回路９０の双方に供給するサブ動作モードとの切り替えを容易に実現することが可能となっている。

【0029】

なお、電源１が交流の場合において、その交流の電源１から一方向性素子２２を介してスイッチング電源回路３０に電力を供給するときには、正の半波のみの電力供給となるが、この点に関しては、次の理由により特に問題はないと考えられる。すなわち、一方向性素子２２を介しての電力供給のときには供給電力が小電力に切り替わるため、スイッチング電源回路３０に設けられる一次側の電解コンデンサでの電圧降下が緩やかなものとなる。したがって、電力供給を正の半波のみとしても所要の電力供給が可能となる。

【0030】

なお、入力ライン切替回路２０については、必ずしも図２のように一方向性素子２２付きの短絡ライン２３を伴うトランスファ接点方式の切替スイッチ２１に限定されるものではない。図３はその一例を示す。交流または直流の電源として第１の電源１ａと第２の電源１ｂとを利用可能とする。第１の電源１ａとして例えば商用交流電源が考えられ、第２の電源１ｂとして１次電池、２次電池、蓄電池、スーパーキャパシタなどが考えられる。

【0031】

入力ライン切替回路２０を常閉式の１極単投型の第１のスイッチ２４と常開型の１極単投型の第２のスイッチ２５の組み合わせで構成している。第１のスイッチ２４はメイン動作モードでもサブ動作モードでも常に閉成状態とされる。第２のスイッチ２５はメイン動作モードでは開成され、サブ動作モードで閉成される。第２のスイッチ２５の閉成により切替制御回路９０が活性化され切替制御信号ＳＳが出力される。

【0032】

図２の構成と図３の構成の対比で明かなように、入力ライン切替回路２０の構成については任意性がある。

【0033】

前記の切替制御信号ＳＳによってメイン出力回路５０の出力レベルを第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ以上の高レベル状態と順方向電圧Ｖｆ未満の低レベル状態とに切り替える状態遷移部５５について、次のように構成することは好ましい態様である。すなわち、図４に示すように、その状態遷移部５５は、メイン出力回路５０の出力電圧とサブ出力回路６０の出力電圧との差分電圧をもってスイッチング電源回路３０をフィードバック制御することを通じてメイン出力回路５０の出力電圧を安定化するメイン出力電圧安定化回路１００において、切替制御信号ＳＳによって前記出力電圧の差分をシフトダウンする電圧シフト回路１１０を備えている。このシフトダウンは、メイン出力回路５０における出力電圧制御での目標電圧を第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ未満の低レベル状態へと遷移させるものである。

【0034】

前記のメイン出力電圧安定化回路１００は、メイン出力回路５０の出力レベルを安定化させるもので、その制御要因として、メイン出力回路５０の出力電圧とサブ出力回路６０の出力電圧の差分電圧を用いるものである。この差分電圧は大きいものであり、メイン動作モードにあっては、メイン出力回路５０の出力電圧を第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ以上の高レベル状態に保つようになっている。切替制御信号ＳＳによって動作モードをメイン動作モードからサブ動作モードに切り替えると、状態遷移部５５における電圧シフト回路１１０が動作し、前記の出力電圧の差分をシフトダウンする。このシフトダウンの結果、メイン出力回路５０の出力電圧は第１の半導体発光素子７０の順方向電圧Ｖｆ未満の低レベル状態に切り替えられ、第１の半導体発光素子７０は電流を流さない状態へと遷移する。

【0035】

後述するように、負荷が半導体発光素子である関係から、メイン出力回路５０の出力電圧のフィードバック制御もサブ出力回路６０の出力電圧のフィードバック制御も、ともに定電流制御とするのが好ましい。その場合に、制御要因として電流検出を行って、その検出電流に従って制御を行う構成となる。もちろん検出電流を電圧に変換しての制御となるが、制御要因は検出電流である。一方、電圧シフト回路１１０による出力電圧差分のシフトダウンは、その制御要因を検出電圧とするのが好ましい。そこで、上記のように、メイン出力回路５０の出力レベルを安定化させるための、メイン出力回路５０の出力電圧とサブ出力回路６０の出力電圧の差分電圧を用いるメイン出力電圧安定化回路１００において、出力電圧の差分をシフトダウンさせるように構成している。これにより、回路構成を簡素化することが可能となる。

【0036】

前記のメイン出力回路５０について、次のような構成を付加することは好ましい態様である。すなわち、図５に示すように、出力を安定化するためのフィードバック制御系として、スイッチング電源回路３０との間で作用するフィードバック制御系をもたせる。そのフィードバック制御系はメイン側定電流制御回路５１を備えており、メイン出力回路５０の検出電流に応じた電圧を基準電圧と比較し、その差分変化に応じてスイッチング電源回路３０をフィードバック制御する。負荷を半導体発光素子とする関係上、制御形態は定電流制御が好ましい。

【0037】

前記のメイン出力回路５０のフィードバック制御の手段について、次のように構成することは好ましい態様である。すなわち、メイン出力回路５０の給電ラインにシャント抵抗を挿入し、そのシャント抵抗で検出した出力電流に対応する検出電圧をコンパレータによってサブ出力回路６０の給電ラインからの基準電圧と比較する。コンパレータの出力をフォトカプラ、電磁リレーなどの絶縁型信号伝達素子を介してスイッチング電源回路３０にフィードバックする。

【0038】

前記のサブ出力回路６０について、次のように構成することは好ましい態様である。図５を用いて説明すると、サブ出力回路６０自身の内部にフィードバック制御系をもたせる。そのフィードバック制御系はサブ側定電流制御回路６１を備えており、サブ出力回路６０の出力電圧が規定値を上回るか否かに応じて給電ラインに挿入の電流制御素子（トランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）を制御する。これも、負荷を半導体発光素子とする関係上、制御形態は定電流制御が好ましい。

【0039】

前記のサブ出力回路６０の出力電圧の検出手段としては、サブ出力回路６０の出力端子間電圧の抵抗分割された分圧を内部のレファレンス電圧と比較するシャントレギュレータが好ましい。

【0040】

前記の切替制御信号ＳＳによってサブ出力回路６０を非活性状態と活性状態とに切り替える開閉部６５については、次のように構成することが好ましい。すなわち、サブ出力回路６０の出力ラインに開閉素子（ＩＧＢＴ素子、ＭＯＳトランジスタなど）を挿入する。そして、切替制御信号ＳＳが第１状態のときに前記開閉素子を開状態とし、活性状態のときに前記開閉素子を閉状態に切り替える。

【実施例】

【0041】

以下、本発明にかかわる電源装置の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

【0042】

図６および図７は本発明の実施例における電源装置の構成を示す回路図である。図６の回路と図７の回路とは、図６右端および図７左端のＧ１−Ｇ２ラインでつながっている。

【0043】

まず、構成要素を列挙する。図６、図７において、１０は交流電源、１１は１次側入力段のコネクタ、１２は２次側出力段のメイン側のコネクタ、１３は２次側出力段のサブ側のコネクタ、２０は入力ライン切替回路、３０はスイッチング電源回路、４０はスイッチングトランス、５０はメイン出力回路、６０はサブ出力回路、７０は第１のＬＥＤ、８０は第２のＬＥＤ、９０は切替制御回路である。コネクタ１１が交流電源１０に接続され、コネクタ１２に第１のＬＥＤ７０が接続され、コネクタ１３に第２のＬＥＤ８０が接続される。

【0044】

入力ライン切替回路２０は、交流電源１０をスイッチング電源回路３０のみに接続する状態と、交流電源１０をスイッチング電源回路３０および切替制御回路９０に接続する状態とに切り替えるものであり、図２で示したように切替スイッチ２１と一方向性素子のダイオード２２とで構成されている。図３の構成でもよい。

【0045】

スイッチング電源回路３０は、全波整流用のダイオードブリッジＤＢ、平滑コンデンサＣ１、チョークコイルＬ１、Ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ１、力率改善回路（ＰＦＣ制御回路）３３、ダイオードＤ２、電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ２、Ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ２および１次側メイン制御回路（コンバータ回路）３４を備えている。

【0046】

ダイオードブリッジＤＢの入力側は入力ライン切替回路２０の出力側（第１の出力端子）とコネクタ１１の負極とに接続され、その出力側は正極電源ラインＡ１と負極電源ラインＢ１とに接続されている。正極電源ラインＡ１と負極電源ラインＢ１との間に平滑コンデンサＣ１が接続され、平滑コンデンサＣ１と正極電源ラインＡ１の接続点にはチョークコイルＬ１とダイオードＤ２の直列回路が接続されている。ダイオードＤ２のカソードは平滑コンデンサＣ２の正極およびスイッチングトランス４０の１次巻線Ｎ０に接続されている。チョークコイルＬ１とダイオードＤ２のアノードとの接続点と負極電源ラインＢ１との間にＮＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン・ソースが接続され、そのゲートに力率改善回路３３の制御出力端子が接続されている。力率改善回路３３は、交流電源１０に流れる電流を正弦波状にするようにＮＭＯＳトランジスタＱ１のスイッチングを制御する。

【0047】

ダイオードＤ２のカソードと負極電源ラインＢ１との間に電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ２が接続されている。平滑コンデンサＣ２の両端間にスイッチングトランス４０の１次巻線Ｎ０とＮＭＯＳトランジスタＱ２とが接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＱ２のゲートには１次側メイン制御回路３４の制御出力端子が接続されている。この１次側メイン制御回路３４が２次側からのフィードバック制御に関係している（詳しくは後述する）。

【0048】

メイン出力回路５０は、ダイオードＤ３、電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ３、シャント抵抗Ｒ１を備えている。スイッチングトランス４０における第１の２次巻線Ｎ１の正極側にダイオードＤ３のアノードが接続され、そのカソードと第１の２次巻線Ｎ１の負極側との間に平滑コンデンサＣ３が接続されている。平滑コンデンサＣ３の正極端子がコネクタ１２の正極に接続され、コネクタ１２の負極がシャント抵抗Ｒ１を介して平滑コンデンサＣ３の負極端子に接続されている。コネクタ１２には第１のＬＥＤ７０が接続されるようになっている。ＬＥＤ（発光ダイオード）は半導体発光素子の例である。

【0049】

一方、サブ出力回路６０は、ダイオードＤ４、電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ４、サブ側定電流制御回路６１、電流制限抵抗Ｒ１１、プルアップ抵抗Ｒ１４、平滑コンデンサＣ５を備えている。サブ側定電流制御回路６１は、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０およびシャントレギュレータＳＲを備えている。スイッチングトランス４０における第２の２次巻線Ｎ２の正極側にダイオードＤ４のアノードが接続され、そのカソードと第２の２次巻線Ｎ２の負極側との間に平滑コンデンサＣ４が接続されている。

【0050】

サブ側定電流制御回路６１の構成は次のようになっている。平滑コンデンサＣ４の両端間に抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、トランジスタＴｒ１の直列回路が接続されている。トランジスタＴｒ２のコレクタが平滑コンデンサＣ４の正極端子に接続され、そのエミッタはトランジスタＴｒ３のベースに接続され、トランジスタＴｒ２のベースは抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点に接続されている。トランジスタＴｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴｒ３のベースに接続されている。トランジスタＴｒ３のコレクタは平滑コンデンサＣ４の正極端子に接続され、そのエミッタは抵抗Ｒ５を介してベースに接続されている。トランジスタＴｒ３のコレクタと負極電源ラインＢ３との間に起動抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点にトランジスタＴｒ１のベースが接続されている。抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の接続点にシャントレギュレータＳＲのカソードが接続され、そのアノードは負極電源ラインＢ３に接続されている。サブ側定電流制御回路６１における正極電源ラインＡ３と負極電源ラインＢ３との間に抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０の直列回路（抵抗分割回路）が接続され、両抵抗Ｒ９，Ｒ１０の接続点にシャントレギュレータＳＲのレファレンス端子が接続されている。サブ側定電流制御回路６１における正極電源ラインＡ３と負極電源ラインＢ３との間には平滑コンデンサＣ５が接続されている。平滑コンデンサＣ５の正極端子が電流制限抵抗Ｒ１１を介してコネクタ１３の正極に接続されている。コネクタ１３には第２のＬＥＤ８０が接続されるようになっている。コネクタ１３の負極はＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ３を介して負極電源ラインＢ３に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＱ３が前述の開閉部６５や開閉素子に対応している。ＮＭＯＳトランジスタＱ３のドレインがコネクタ１３の負極に接続され、そのソースが負極電源ラインＢ３に接続され、そのゲートが切替制御回路９０の出力端子Ｔ１に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＱ３のソースは第２の２次巻線Ｎ２から延出の負極電源ラインＢ３に接続されている。

【0051】

次に、メイン出力回路５０とスイッチング電源回路３０との間のフィードバック制御のメイン側定電流制御回路５１について説明する。このメイン側定電流制御回路５１は、オペアンプで構成されたコンパレータＣｍ１、逆流防止ダイオードＤ６、フォトカプラＰＣ１、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７を備えている。コンパレータＣｍ１の反転入力端子（−）は抵抗Ｒ１３，Ｒ１２の直列回路を介してメイン出力回路５０の負極電源ラインＢ２に接続されている。その接続点は、コネクタ１２とシャント抵抗Ｒ１との接続点となっている。コンパレータＣｍ１の非反転入力端子（＋）は抵抗Ｒ１５と抵抗Ｒ１６の接続点に接続されている。抵抗Ｒ１６は負極電源ラインＢ３に接続され、プルアップ抵抗Ｒ１５，Ｒ１４は、サブ出力回路６０の正極電源ラインＡ３に接続されている。コンパレータＣｍ１の出力端子は逆流防止ダイオードＤ６のカソードに接続され、そのアノードはフォトカプラＰＣ１における発光ダイオードＤ５のカソードに接続されている。フォトカプラＰＣ１における発光ダイオードＤ５のアノードは抵抗Ｒ１７を介して正極電源ラインＡ３に接続されている。フォトカプラＰＣ１におけるフォトトランジスタＰ５のコレクタが１次側メイン制御回路３４の制御入力端子に接続され、そのエミッタが負極電源ラインＢ１に接続されている。

【0052】

次に、メイン出力回路５０とサブ出力回路６０との間のメイン出力電圧安定化回路１００について説明する。このメイン出力電圧安定化回路１００は、メイン出力回路５０の出力電圧とサブ出力回路６０の出力電圧との差分でスイッチング電源回路３０をフィードバック制御するもので、オペアンプで構成されたコンパレータＣｍ２、逆流防止ダイオードＤ７、フォトカプラＰＣ１、抵抗Ｒ１４，Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２を備えている。このメイン出力電圧安定化回路１００は前述の状態遷移部５５の一部を構成する。

【0053】

コンパレータＣｍ２の反転入力端子（−）は抵抗Ｒ１８，Ｒ１９の接続点に接続されている。プルアップ抵抗Ｒ１８の他端はメイン出力回路５０の正極電源ラインＡ２に接続され、抵抗Ｒ１９の他端はサブ出力回路６０の負極電源ラインＢ３に接続されている。コンパレータＣｍ２の非反転入力端子（＋）はプルアップ抵抗Ｒ２０，Ｒ１４を介してサブ出力回路６０の正極電源ラインＡ３に接続されている。また、その非反転入力端子（＋）は抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２を介してサブ出力回路６０の負極電源ラインＢ３に接続されている。コンパレータＣｍ２の出力端子は逆流防止ダイオードＤ７のカソードに接続され、そのアノードはフォトカプラＰＣ１における発光ダイオードＤ５のカソードに接続されている。

【0054】

切替制御回路９０は、電流制限抵抗Ｒ２３、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５，Ｒ２６、逆流防止ダイオードＤ８、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）ＺＤ、電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ６、フォトカプラＰＣ２を備えている。電流制限抵抗Ｒ２３の一端が入力ライン切替回路２０の第２の出力端子に接続され、他端が逆流防止ダイオードＤ８のアノードに接続されている。逆流防止ダイオードＤ８のカソードはツェナーダイオードＺＤの正極および平滑コンデンサＣ６の正極に接続され、それぞれの負極はコネクタ１１の負極に接続されている。コンデンサＣ６の正極にフォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＤ９のアノードが接続され、そのカソードは抵抗Ｒ２４を介してコンデンサＣ６の負極に接続されている。フォトカプラＰＣ２におけるフォトトランジスタＰ９のコレクタがサブ出力回路６０における正極電源ラインＡ３に接続され、そのエミッタが抵抗Ｒ２５および抵抗Ｒ２６を介してサブ出力回路６０の負極電源ラインＢ３に接続されている。抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２６の接続点が出力端子Ｔ１に接続され、その出力端子Ｔ１がＮＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに接続されている。また、フォトトランジスタＰ９と抵抗Ｒ２５の接続点が出力端子Ｔ２に接続され、その出力端子Ｔ２が抵抗Ｒ２７と抵抗Ｒ２８を介して負極電源ラインＢ３に接続され、抵抗Ｒ２７と抵抗Ｒ２８の接続点がＮＰＮ型のトランジスタＴｒ４のベースに接続されている。

【0055】

次に、電圧シフト回路１１０について説明する。電圧シフト回路１１０は前述の状態遷移部５５の一部を構成する。つまり、メイン出力電圧安定化回路１００と電圧シフト回路１１０とで状態遷移部５５が構成される。電圧シフト回路１１０は、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２７，Ｒ２８を備えている。抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２とはメイン出力電圧安定化回路１００の構成要素でもある。トランジスタＴｒ４のコレクタが抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の接続点に接続され、エミッタが負極電源ラインＢ３に接続されている。トランジスタＴｒ４のベースは抵抗Ｒ２７と抵抗Ｒ２８の接続点に接続されている。

【0056】

＜動作説明＞ 次に、動作を説明する。

【0057】

本実施例の電源装置の動作モードには、第１のＬＥＤ７０を点灯させるメイン動作モードと、第２のＬＥＤ８０を点灯させるサブ動作モードとがある。

【0058】

（１）メイン動作モード
まず、メイン動作モードについて説明する。メイン動作モードにあっては、入力ライン切替回路２０はスイッチング電源回路３０に対してのみ電力を供給する状態に設定される。なお、後述するサブ動作モードにおいては、スイッチング電源回路３０と切替制御回路９０の双方に電力を供給する状態に設定される。この２つの状態は二律背反的に切り替えられるようになっている。メイン動作モードにおいては、入力ライン切替回路２０からは切替制御回路９０に対する給電が行われていない。したがって、切替制御回路９０の出力端子Ｔ１からの切替制御信号ＳＳ１および出力端子Ｔ２からの切替制御信号ＳＳ２はともに“Ｌ”レベルであり、サブ出力回路６０における開閉素子であるＮＭＯＳトランジスタＱ３はオフ状態となっている。つまり、第２のＬＥＤ８０は消灯状態に維持されている。

【0059】

メイン動作モードにおいて、交流電源１０から入力ライン切替回路２０を介して入力されてくる交流電圧がダイオードブリッジＤＢにおいて全波整流され、さらに平滑コンデンサＣ１によって平滑化されて直流電圧となる。力率改善回路３３の制御のもとでのＮＭＯＳトランジスタＱ１のスイッチングによってチョークコイルＬ１に電磁エネルギーを蓄積したり、そこからエネルギーを解放したりの動作を繰り返すことにより力率改善を行う。さらにダイオードＤ２で整流し、平滑コンデンサＣ２で平滑化する。

【0060】

さらに、１次側メイン制御回路３４の制御によってＮＭＯＳトランジスタＱ２をオン／オフ制御すると、スイッチングトランス４０の１次巻線Ｎ０から第１および第２の２次巻線Ｎ１，Ｎ２に交流電圧が誘起される。メイン出力回路５０において、整流ダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３とで２次側直流電圧を生成し、コネクタ１２を介して第１のＬＥＤ７０に直流電流を供給して第１のＬＥＤ７０を点灯させる。

【0061】

メイン動作モードにおけるメイン出力回路５０からスイッチング電源回路３０へのフィードバック制御は定電流制御によって行われる。メイン出力回路５０におけるシャント抵抗Ｒ１によってメイン出力回路５０を流れる電流を電圧のかたちで検出する。その検出電圧（検出電流）は、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を介してコンパレータＣｍ１の反転入力端子（−）に印加される。コンパレータＣｍ１の非反転入力端子（＋）には、直列のプルアップ抵抗Ｒ１４，Ｒ１５と抵抗Ｒ１６によって抵抗分割された基準電圧が印加される。メイン出力回路５０の出力電流が増加してシャント抵抗Ｒ１での検出電圧がコンパレータＣｍ１の基準電圧を上回ると、コンパレータＣｍ１の出力端子が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへと反転する。その結果、ダイオードＤ６が導通し、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＤ５に電流が流れる。発光ダイオードＤ５からの光がフォトトランジスタＰ５に入射し、フォトトランジスタＰ５が導通する。これにより、フィードバック制御信号ＦＣが１次側メイン制御回路３４に与えられ、１次側メイン制御回路３４はＮＭＯＳトランジスタＱ２をオフに反転制御する。その結果として、メイン出力回路５０に流れる電流が減少する。

【0062】

一方、メイン出力回路５０の出力電流が減少してシャント抵抗Ｒ１での検出電圧がコンパレータＣｍ１の基準電圧を下回ると、コンパレータＣｍ１の出力端子が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへと反転する。その結果、ダイオードＤ６が非導通状態に切り替わり、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＤ５の電流が遮断される。結果として、フィードバック制御信号ＦＣは無効となり、ＮＭＯＳトランジスタＱ２はオンに反転制御される。その結果として、メイン出力回路５０に流れる電流が増加する。

【0063】

以上の制御動作の繰り返しにより、メイン出力回路５０に流れる電流は規定値に安定化される。

【0064】

メイン動作モードでは前述の通り切替制御回路９０の出力端子Ｔ２からの切替制御信号ＳＳ２は“Ｌ”レベルであり、電圧シフト回路１１０のトランジスタＴｒ４はオフしている。このときメイン出力電圧安定化回路１００におけるコンパレータＣｍ２の非反転入力端子（＋）には直列の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２での降下電圧が印加されている。その結果、コンパレータＣｍ２の出力は“Ｈ”レベルで、逆流防止ダイオードＤ７は非導通、フォトカプラＰＣ１はオフ状態であり、スイッチング電源回路３０のＮＭＯＳトランジスタＱ２はオン状態にある。このときのメイン出力回路５０の安定的な出力電圧のレベルは、第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆよりも充分に高い一定レベルに安定化される。第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆはおよそ６０〜８０［Ｖ］であるが、ここでは順方向電圧Ｖｆを例えば７０［Ｖ］とすれば、メイン出力回路５０の安定的な出力電圧のレベルを例えば８０［Ｖ］にするように抵抗Ｒ１８，Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値を設定しておけばよい。このように設定しておけば、メイン出力回路５０の安定的な出力電圧レベル８０［Ｖ］は第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆ（＝７０［Ｖ］）を上回っているので、第１のＬＥＤ７０には電流が流れ、第１のＬＥＤ７０は所期通りに点灯することになる。

【0065】

なお、上記の通りＮＭＯＳトランジスタＱ３がオフしているため、サブ出力回路６０は不活性状態にあり、第２のＬＥＤ８０は消灯している。

【0066】

（２）サブ動作モード
次に、サブ動作モードについて説明する。入力ライン切替回路２０においてライン切り替えを行うと、それまでのスイッチング電源回路３０に対してのみの電力供給状態から、スイッチング電源回路３０と切替制御回路９０の双方への電力供給状態へと切り替えが行われる。切替制御回路９０において、電流制限抵抗Ｒ２３によって電流が制限され、逆流防止ダイオードＤ８を介して平滑コンデンサＣ６に充電が行われる。平滑コンデンサＣ６への充電電圧はツェナーダイオードＺＤの降伏電圧によって定まる。フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＤ９に電流が流れ、フォトトランジスタＰ９が導通することにより、分割抵抗Ｒ２５，Ｒ２６の接続点と分割抵抗Ｒ２７，Ｒ２８の接続点に所定の電圧が印加されることになる。これによって、サブ出力回路６０のＮＭＯＳトランジスタＱ３に対する切替制御信号ＳＳ１と、電圧シフト回路１１０のトランジスタＴｒ４に対する切替制御信号ＳＳ２がともに活性化して有効となる。

【0067】

切替制御信号ＳＳ１が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに反転すると、それまでオフ状態にあったＮＭＯＳトランジスタＱ３が反転してオン状態に切り替わり、サブ出力回路６０に電流が流れることになる。結果、スイッチングトランス４０の１次巻線Ｎ０から第２の２次巻線Ｎ２に誘起された交流電流が整流ダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ４とで２次側直流電圧を生成し、サブ側定電流制御回路６１におけるトランジスタＴｒ３および電流制限抵抗Ｒ１１からコネクタ１３を介して第２のＬＥＤ８０に直流電流を供給して第２のＬＥＤ８０を点灯させる。

【0068】

このときのサブ側定電流制御回路６１の動作は次のように行われる。平滑コンデンサＣ４の正極端子からの電流が起動抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８を通り負極電源ラインＢ３に流れ込む。起動抵抗Ｒ８の両端電圧によってトランジスタＴｒ１がターンオンし、連動してトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３もターンオンする。平滑コンデンサＣ４からの電流がオン状態となったトランジスタＴｒ３を介して平滑コンデンサＣ５を充電し、正極電源ラインＡ３の電圧レベルが上昇する。

【0069】

平滑コンデンサＣ５に対する充電電流は分割抵抗Ｒ９，Ｒ１０によって監視される。分圧抵抗Ｒ１０での降下電圧がシャントレギュレータＳＲのレファレンス端子に印加されるが、充電電流の増加によって分圧抵抗Ｒ１０での降下電圧がシャントレギュレータＳＲの基準電圧を上回ると、シャントレギュレータＳＲがターンオンし、直列の抵抗Ｒ７，Ｒ８が短絡されるので、トランジスタＴｒ１のコレクタ電流が絞られる。連動してトランジスタＴｒ３のコレクタ電流も絞られ、平滑コンデンサＣ５に対する充電電流が抑えられる。逆に、充電電流の減少によって分圧抵抗Ｒ１０での降下電圧がシャントレギュレータＳＲの基準電圧を下回ると、シャントレギュレータＳＲがターンオフし、直列の抵抗Ｒ７，Ｒ８が接続されるので、トランジスタＴｒ１のコレクタ電流が増加する。連動してトランジスタＴｒ３のコレクタ電流も増加し、平滑コンデンサＣ５に対する充電電流が増える。以上のサブ側定電流制御回路６１の動作の繰り返しによりサブ出力回路６０の正極電源ラインＡ３に流れる電流が安定化される。この電流は電流制限抵抗Ｒ１１によって限流され、第２のＬＥＤ８０に供給され、第２のＬＥＤ８０が点灯する。第２のＬＥＤ８０の定格電圧は４〜１２［Ｖ］で、これは第１のＬＥＤ７０の定格電圧の６０〜８０［Ｖ］よりもかなり低い。そこで、第２のＬＥＤ８０へ供給する電流は電流制限抵抗Ｒ１１によって制限を与えている。

【0070】

一方、切替制御回路９０における出力端子Ｔ２の切替制御信号ＳＳ２が活性化して有効となると、電圧シフト回路１１０におけるトランジスタＴｒ４が導通し、メイン出力電圧安定化回路１００における抵抗Ｒ２２が短絡される。その結果、メイン出力電圧安定化回路１００におけるコンパレータＣｍ２の非反転入力端子（＋）の印加電圧が低下し、コンパレータＣｍ２の出力端子がそれまでの“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへと反転する。結果、逆流防止ダイオードＤ７が導通し、フォトカプラＰＣ１が前述同様に機能して、スイッチング電源回路３０の１次側メイン制御回路３４を介してＮＭＯＳトランジスタＱ２がオフし、メイン出力回路５０の正極電源ラインＡ２の電圧が低下する。この正極電源ラインＡ２が次に反転して上昇するようになるときのコンパレータＣｍ２の非反転入力端子（＋）に印加される電圧は、トランジスタＴｒ４がオンする前と後とで大きく異なる。それは、正極電源ラインＡ２の電圧が第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆ未満に下がることに対応している。

【0071】

第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆは６０〜８０［Ｖ］、第２のＬＥＤ８０の順方向電圧Ｖｆは４〜１２［Ｖ］である。いま、第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆが７０［Ｖ］であるとして、トランジスタＴｒ４がオンする前の正極電源ラインＡ２の安定電圧を例えば８０［Ｖ］、トランジスタＴｒ４がオフしたのちの正極電源ラインＡ２の安定電圧を５０［Ｖ］とする。そうなるようにメイン出力電圧安定化回路１００の各抵抗Ｒ１８，Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３の抵抗値を設定する。

【0072】

サブ動作モードにおいては、上記のように電圧シフト回路１１０のトランジスタＴｒ４が導通してメイン出力回路５０の正極電源ラインＡ２の安定電圧が第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆ（＝７０［Ｖ］（一例））よりも低い電圧（５０［Ｖ］（一例））となる結果、半導体発光素子である第１のＬＥＤ７０に電流が流れなくなり、第１のＬＥＤ７０は点灯状態から消灯状態へと切り替わることになる。

【0073】

以上をまとめると、メイン動作モードにあってはサブ出力回路６０におけるＮＭＯＳトランジスタＱ３を非導通状態とし、サブ動作モードにあってはメイン出力回路５０の出力電圧を第１のＬＥＤ７０の順方向電圧Ｖｆを下回る電圧として第１のＬＥＤ７０に電流が流れないようにしている。よって、メイン動作モードにおいてサブ出力回路６０の入力端の第２の２次巻線Ｎ２を活性状態に保っていてもよいし、サブ動作モードにおいてメイン出力回路５０の入力端の第１の２次巻線Ｎ１を活性状態に保っていてもよい、ということになる。すなわち、２次側の出力回路としてメイン出力回路５０とサブ出力回路６０との２つの出力回路を有するものでありながら、用いるべきスイッチングトランスとしては１つのみのスイッチングトランス４０でよいことになる訳である。

【0074】

ここで、切替制御回路９０について、その電力源を考える。その電力源は、スイッチング電源回路３０の電力源と同じ交流電源１０である。共通の交流電源１０を電力源としながら、入力ライン切替回路２０での経路切り替えによって、スイッチング電源回路３０に対してのみの電力供給状態と、スイッチング電源回路３０と切替制御回路９０の双方への電力供給状態とを切り替えなければならない。

【0075】

そのための工夫として、図２に示すように構成してある。切替スイッチ２１はトランスファ接点構成のもので、そのコモン端子がコネクタ１１の正極に接続され、その常閉接点ｎｃがスイッチング電源回路３０におけるダイオードブリッジＤＢの入力側に接続され、その常開接点ｎｏが切替制御回路９０における電流制限抵抗Ｒ２３に接続されている。さらに、常開接点ｎｏと常閉接点ｎｃとの間に一方向性素子２２が接続されている。一方向性素子２２のアノードが常開接点ｎｏに接続され、そのカソードが常閉接点ｎｃに接続されている。

【0076】

このような一方向性素子２２付きの切替スイッチ２１をもって入力ライン切替回路２０を構成してあるので、電力源を共通単一の交流電源１０としながら、スイッチング電源回路３０に対してのみの電力供給状態と、スイッチング電源回路３０と切替制御回路９０の双方への電力供給状態とを切り替えることが可能となっている。

【0077】

ただし、交流電源１０のほかに乾電池やスーパーキャパシタのような別途の直流電源を利用できるのであれば、入力ライン切替回路２０は必ずしも必要としない。その直流電源と切替制御回路９０との間にスイッチ手段を介装すればよいだけである。その場合、入力ラインには単極単投のスイッチ手段を設けるだけでよい。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、保安灯付きのＬＥＤ照明用電源装置のように、第１および第２の半導体発光素子を背反的に駆動する電源装置において、従来の２トランス方式に比べて回路構成の簡素化を実現する技術として有用である。

【符号の説明】

【0079】

２０ 入力ライン切替回路
２１ 切替スイッチ
２２ 一方向性素子（ダイオード）
３０ スイッチング電源回路
４０ スイッチングトランス
５０ メイン出力回路
５１ メイン側定電流制御回路
５５ 状態遷移部
６０ サブ出力回路
６１ サブ側定電流制御回路
７０ 第１の半導体発光素子（ＬＥＤ）
８０ 第２の半導体発光素子（ＬＥＤ）
９０ 切替制御回路
１００ メイン出力電圧安定化回路（状態遷移部）
１１０ 電圧シフト回路（状態遷移部）
Ｃｍ１，Ｃｍ２ コンパレータ
Ｎ０ １次巻線
Ｎ１ 第１の２次巻線
Ｎ２ 第２の２次巻線
ＰＣ１，ＰＣ２ フォトカプラ（絶縁型信号伝達素子）
Ｑ２ ＮＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）
Ｑ３ ＮＭＯＳトランジスタ（開閉素子）
Ｒ１ シャント抵抗
ＳＳ１，ＳＳ２ 切替制御信号
ＳＲ シャントレギュレータ
Ｔｒ３ ＮＰＮ型のトランジスタ（電流制御素子）
Ｔｒ４ ＮＰＮ型のトランジスタ（電圧シフト回路の駆動素子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】