特許 6554934 ＬＥＤ点灯装置

(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】6554934

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】ＬＥＤ点灯装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20190729BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20190729BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 J

   H01L33/00 J

   H02M3/28 L

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-125835(P2015-125835)

(22)【出願日】2015年6月23日

(65)【公開番号】特開2017-10811(P2017-10811A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014546

【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100142642

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 次郎

(72)【発明者】

【氏名】大津 定治

(72)【発明者】

【氏名】阿野 康則

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 浩士

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８７１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８９３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５６３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００５７１７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０７６９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

Ｈ０１Ｌ ３３／００

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電圧が印加される一次巻線と、ＬＥＤに電力を供給する二次巻線と、前記二次巻線に印加される電圧に応じた電圧が印加される補助巻線と、を備えるトランスと、
前記一次巻線と直列に接続し、前記一次巻線に流れる電流をオンオフするスイッチング素子と、
前記一次巻線および前記スイッチング素子を通じて流れる電流値を検出するための抵抗と、
前記抵抗により検出した電流検出値が入力される電流センス端子を備え、前記電流検出値が目標値と一致するように前記スイッチング素子のオンオフをフィードバック制御する制御回路と、
前記補助巻線の電圧が予め設定された電圧以上となったときに、前記電流検出値を増加補正する補正回路と、
を備え、
前記電流検出値は、前記抵抗により検出した電流検出値に前記補正回路の増加補正がされていない第一電流検出値と、前記抵抗により検出した電流検出値に前記補正回路による増加補正がされた第二電流検出値と、を含み、
前記制御回路は、前記第一電流検出値と前記目標値との差を低減するように前記一次巻線に流れる電流を調整する第一フィードバック制御および前記第二電流検出値と前記目標値との差を低減するように前記第一フィードバック制御よりも大きな変化率で前記一次巻線に流れる電流を調整する第二フィードバック制御を実施するとともに、前記第二電流検出値が予め設定された閾値を越えると前記スイッチング素子のスイッチングを停止するように構築されたＬＥＤ点灯装置。

【請求項2】

前記補正回路は、カソードに前記補助巻線の電圧が印加されアノードが前記電流センス端子と前記抵抗との接続点に電気的に接続されたツェナーダイオードを含み、
前記ツェナーダイオードの降伏電圧が前記予め設定された電圧であり、
前記補正回路は、前記ツェナーダイオードの逆方向電流を前記接続点に加えることで前記第二電流検出値を生成するように構築された請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。

【請求項3】

前記補正回路は、
正極入力端子に前記補助巻線の電圧が印加され、負極入力端子に前記予め設定された電圧が印加され、出力端子が前記電流センス端子と前記抵抗との接続点に電気的に接続されたコンパレータを含み、
前記コンパレータは、前記正極入力端子の電圧が前記予め設定された電圧以上になると出力をハイとするように構築され、
前記補正回路は、前記コンパレータのハイ出力を前記接続点に加えることで前記第二電流検出値を生成するように構築された請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。

【請求項4】

前記制御回路は、前記制御回路の電源となる制御電源電圧が供給される制御電源端子を備え、
前記制御回路は、前記第二電流検出値が前記閾値を越えたことに応答して前記スイッチング素子のスイッチングを停止した後、前記制御電源端子に電圧が印加されている期間、前記スイッチングの停止を継続する請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。

【請求項5】

前記制御回路は、前記一次巻線に印加される前記直流電圧を検出する検出端子を備え、
前記検出端子の電圧が高いほど前記目標値を増大させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ点灯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下記の特許文献１および特許文献２に開示されているように、負荷であるＬＥＤ光源の有無あるいはＬＥＤ光源の異常状態を検出したときにＬＥＤ点灯装置を保護する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５２３７７２７号公報

【特許文献2】特許５２７８０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術では、光源に異常が起きた場合には、点灯装置が保護動作すなわち即時の消灯を行うことが好ましいとされている。しかしながら、消灯は点灯装置における本来の目的から外れる動作なので、光源に異常が発生した時であっても消灯はなるべく避けたい。つまり、点灯装置を適切に保護しつつもなるべく消灯を避けたいという互いに背反する要求があった。

【0005】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、消灯をなるべく避けつつ光源に異常が発生した時の保護動作を行うことができるＬＥＤ点灯装置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】

【0006】

本発明にかかるＬＥＤ点灯装置は、直流電圧が印加される一次巻線と、ＬＥＤに電力を供給する二次巻線と、前記二次巻線に印加される電圧に応じた電圧が印加される補助巻線と、を備えるトランスと、前記一次巻線と直列に接続し、前記一次巻線に流れる電流をオンオフするスイッチング素子と、前記一次巻線および前記スイッチング素子を通じて流れる電流値を検出するための抵抗と、前記抵抗により検出した電流検出値が入力される電流センス端子を備え、前記電流検出値が目標値と一致するように前記スイッチング素子のオンオフをフィードバック制御する制御回路と、前記補助巻線の電圧が予め設定された電圧以上となったときに、前記電流検出値を増加補正する補正回路と、を備え、前記電流検出値は、前記抵抗により検出した電流検出値に前記補正回路の増加補正がされていない第一電流検出値と、前記抵抗により検出した電流検出値に前記補正回路による増加補正がされた第二電流検出値と、を含み、前記制御回路は、前記第一電流検出値と前記目標値との差を低減するための第一フィードバック制御と前記第二電流検出値と前記目標値との差を低減するための第二フィードバック制御とを実施するとともに、前記第二電流検出値が予め設定された閾値を越えると前記スイッチング素子のスイッチングを停止するように構築されたものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、フィードバック制御中にＬＥＤ電圧が増加した場合には、直ちには消灯せずに、消灯する手前の段階でフィードバック制御によるＬＥＤ電流低下量を増大させた期間を設けることができる。これにより、消灯をなるべく避けつつ光源に異常が発生したときの保護動作を行いたいという要求を満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。

【図2】実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。

【図3】実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ点灯装置を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置１０を示す回路図である。ＬＥＤ点灯装置１０は、直流電源２の電圧を分圧する抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２からなる直列回路と、一次巻線Ｔｐ、二次巻線Ｔｓおよび補助巻線Ｔｄを備えるトランスＴＲ１と、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴＱ１と、制御ＩＣ１２と、制御ＩＣ１２のＶｃｃ端子とＧＮＤ端子に並列接続したコンデンサＣ１１と、二次巻線Ｔｓに接続するダイオードＤ３１およびコンデンサＣ３１と、補助巻線Ｔｄに接続するダイオードＤ２１と、ＭＯＳＦＥＴＱ１のソースに接続する抵抗Ｒ２３、Ｒ２４およびコンデンサＣ２１と、補正回路５０と、を備えている。トランスＴＲ１、ＭＯＳＦＥＴＱ１、および制御ＩＣ１２は、フライバックコンバータを構成している。

【0010】

トランスＴＲ１の一次巻線Ｔｐには、直流電源２から直流電圧が印加される。直流電源２の陽極がトランスＴＲ１の一次巻線Ｔｐの一端に接続されている。直流電源２は、たとえばバッテリであってもよく、商用電源等の交流電源が整流回路で整流されることで提供される直流電源であってもよい。

【0011】

ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン端子は、一次巻線Ｔｐの他端に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子は、抵抗Ｒ２４を介して直流電源２の陰極側に接続される。このようにＭＯＳＦＥＴＱ１は一次巻線Ｔｐと直列に接続されており、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンとされることで一次巻線Ｔｐに電流が流れる。

【0012】

トランスＴＲ１の二次巻線ＴｓからＬＥＤ４に対して電力が供給される。具体的には、二次巻線Ｔｓの一端がダイオードＤ３１のアノードに接続され、ダイオードＤ３１のカソードがコンデンサＣ３１の正極に接続される。ダイオードＤ３１とコンデンサＣ３１の接続点がＬＥＤ４に接続される。コンデンサＣ３１はＬＥＤ４に接続され、コンデンサＣ３１の充電電荷がＬＥＤ４に放電される。

【0013】

トランスＴＲ１の補助巻線Ｔｄは、ダイオードＤ２１のアノードと接続されている。補助巻線Ｔｄには、二次巻線Ｔｓに印加される電圧と比例した電圧が印加される。

【0014】

制御ＩＣ１２は、制御電源を取得するＶｃｃ端子、基準電位と接続するＧＮＤ端子、Ｖｒｅｆ端子、ＺＣＤ端子（ゼロクロス検出端子）、ゲート駆動用のＤＲＶ端子、Ｉｓｅｎ端子を備えている。制御ＩＣ１２は、いわゆる臨界動作モードでフライバックコンバータを制御する。具体的には、制御ＩＣ１２のＺＣＤ端子（ゼロクロス検出端子）がダイオードＤ２１のカソードに接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフのときにはＺＣＤ端子に電圧が印加され、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンのときにはＺＣＤ端子に電圧が印加されない。二次巻線Ｔｓの電流値がゼロになりＺＣＤ端子で電圧の立ち下がりが検出されると、制御ＩＣ１２はＭＯＳＦＥＴＱ１をオンとする。

【0015】

Ｉｓｅｎ端子は、ダイオードＤ２１、ツェナーダイオードＤＺ２１、抵抗Ｒ２２を介して、トランスＴＲ１の補助巻線Ｔｄに接続されている。制御ＩＣ１２のＤＲＶ端子はＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート端子に接続されている。抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２からなる直列回路に並列にコンデンサＣ１１が接続される。コンデンサＣ１１の正極端子が制御ＩＣ１２のＶｃｃ端子と接続される。コンデンサＣ１１の負極端子が制御ＩＣ１２のＧＮＤ端子と接続される。

【0016】

Ｉｓｅｎ端子には、抵抗Ｒ２３、Ｒ２４により検出した電圧値が入力される。以下、Ｉｓｅｎ端子に印加される電圧のことを「Ｉｓｅｎ端子電圧」とも称す。抵抗Ｒ２３、Ｒ２４は、一次巻線ＴｐおよびＭＯＳＦＥＴＱ１を通じて流れる電流値を検出するためのものである。この点をより具体的に説明すると、先ず、抵抗Ｒ２４は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子と接続される。抵抗Ｒ２４の一端とＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子との接続点には、抵抗Ｒ２３の一端が接続される。抵抗Ｒ２３の他端はコンデンサＣ２１の正極と抵抗Ｒ２２の接続点に接続している。コンデンサＣ２１の負極は抵抗Ｒ２４の他端に接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ１に電流が流れると、抵抗Ｒ２３を介してコンデンサＣ２１に電荷が貯まる。コンデンサＣ２１の充電電圧が制御ＩＣ１２のＩｓｅｎ端子に供給される。このような構成によれば、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流を抵抗Ｒ２４で電圧変換し、変換された電圧をさらに抵抗Ｒ２３およびコンデンサＣ２１で平均化した平均電圧値が、Ｉｓｅｎ端子電圧となる。

【0017】

制御ＩＣ１２は、ＬＥＤ４に供給される電力が一定となるようにフィードバック制御を行う。以下、単に「定電力フィードバック制御」とも称す。具体的には、制御ＩＣ１２は、Ｉｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１と一致するように、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流を調整する。つまり、Ｉｓｅｎ端子電圧の値が、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフ制御の内容、具体的にはオン時間幅と周波数の少なくとも一方にフィードバックされる。目標電圧Ｖ１は定電力フィードバック制御を行うために予め設定された値である。目標電圧は、制御ＩＣ１２に予め設定される値であり、いわばＩｓｅｎ端子電圧の下限を決める下限基準電圧でもある。例えばＩｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１を上回ったときにはその上回った分の電流を減らすようにＭＯＳＦＥＴＱ１のオン時間を狭めるなどの調整が行われ、逆にＩｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１を下回ったときにはその下回った分の電流を増やすようにＭＯＳＦＥＴＱ１のオン時間を長くするなどの調整が行われる。定電力フィードバック制御については既に公知技術であるため、その詳細は説明を省略する。

【0018】

制御ＩＣ１２は、Ｉｓｅｎ端子電圧が予め設定された保護閾値電圧Ｖ２以上になると、ＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチングを停止する。保護閾値電圧Ｖ２は、制御ＩＣ１２に予め設定された基準電圧であり、いわばＩｓｅｎ端子電圧の上限を決める上限基準電圧である。これにより、Ｉｓｅｎ端子の電圧が高くなりすぎてＬＥＤ４の消灯が必要と判断されたときに、速やかにＬＥＤ４を消灯することができる。

【0019】

Ｖｒｅｆ端子は、一次巻線Ｔｐに印加される直流電圧を検出する。Ｖｒｅｆ端子には、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２からなる直列回路で直流電源２からの入力電圧を分圧した値が印加される。Ｖｒｅｆ端子電圧の値によってＩｓｅｎ端子電圧と比較されるべき目標電圧（下限基準電圧）が決定されてもよい。例えば、制御ＩＣ１２は、Ｖｒｅｆ端子の電圧が高いほど目標電圧Ｖ１を増大させてもよい。その結果、直流電源２の電圧が上昇するのに連動させてＬＥＤ４に供給する電力を高めることができる。

【0020】

制御ＩＣ１２は、制御ＩＣ１２の電源となる制御電源電圧が供給されるＶｃｃ端子を備える。制御ＩＣ１２は、Ｉｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２を越えたことに応答してＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチングを停止した後、この停止後もＶｃｃ端子に電圧が印加されている期間はスイッチングを停止したままとする。

【0021】

補正回路５０は、ツェナーダイオードＤＺ２１および抵抗Ｒ２２を含む。ツェナーダイオードＤＺ２１のカソードには補助巻線Ｔｄの電圧が印加される。ツェナーダイオードＤＺ２１のアノードは、抵抗Ｒ２２を介して、Ｉｓｅｎ端子と抵抗Ｒ２３との接続点に電気的に接続されている。

【0022】

トランスＴＲ１の補助巻線Ｔｄには、二次巻線Ｔｓに印加される電圧の巻き数比に比例した電圧が印加されている。ＬＥＤ電圧が高くなると、補助巻線Ｔｄの電圧が上昇し、ツェナーダイオードＤＺ２１のカソード電位が上昇する。このカソード電位がツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧に達すると、抵抗Ｒ２２を介して電流が流れるので、Ｉｓｅｎ端子電圧が上昇する。この場合、「ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流が電圧変換された値」と「ツェナーダイオードＤＺ２１の逆方向電流が電圧変換された値」とが重畳された値が、Ｉｓｅｎ端子電圧となる。つまり、本来のＩｓｅｎ端子電圧に、「ツェナーダイオードＤＺ２１の逆方向電流が電圧変換された値」が増加補正されることになる。制御ＩＣ１２はＩｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１になるように定電力フィードバック制御を行っている。ツェナーダイオードＤＺ２１の逆方向電流により増加補正された分だけ、目標電圧Ｖ１に対するＩｓｅｎ端子電圧の差分がより大きくなるので、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流を、その分、より大きく減らすようなフィードバックがかかる。この動作は、Ｉｓｅｎ端子電圧の増加補正前つまり定電力フィードバック制御の初期状態の動作と比べると、目標となる電力の値が低減されたのと同様であり、「減電力動作」といえる。なお、補正回路５０によれば、補助巻線Ｔｄの電圧がツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧よりも低くなると、逆方向電流が流れなくなるので通常の定電力フィードバック制御が速やかに再開される。

【0023】

以上説明したように、補正回路５０は、補助巻線Ｔｄの電圧が降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１以上となったときに、Ｉｓｅｎ端子電圧を増加補正することができる。ツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１は、通常の定電流フィードバック制御と上記の減電力制御とを切り替える基準となる「切替基準電圧」となっている。このようにＩｓｅｎ端子電圧を増加補正することで、制御ＩＣ１２がＬＥＤ電流の減少を加速的に行うことができる。

【0024】

切替基準電圧（実施の形態１ではすなわち降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１）は、予め定められた値であり、「Ｉｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１と一致するときの補助巻線Ｔｄの電圧Ｖｔｄ１」よりもある程度大きく、かつ「Ｉｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２と一致するときの補助巻線Ｔｄの電圧値Ｖｔｄ２」よりもある程度小さな値であることが好ましい。これにより、通常動作中にＩｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１付近でフィードバック制御されているときには減電力動作は開始されず、Ｉｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１からある程度高くなった後であり且つＩｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２に達するよりもある程度手前の段階で、減電力動作を開始することができる。

【0025】

図２および図３は、実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。以下、図２および図３のタイミングチャートを用いて、ＬＥＤ点灯装置１０の動作を具体的に説明する。

【0026】

ＬＥＤ４は、理想的には、一定の電気特性で安定した発光を行うことが好ましい。しかしながら、現実には、ＬＥＤの電気的特性の変化、リード断線、あるいは接続不良などにより、ＬＥＤ４に何らかの異常が生じうる。例えばＬＥＤの電気的特性は種々の要因で変化する。ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆは温度特性を有するので、周囲温度の変化に起因してＬＥＤ４の電圧が変化することがある。また、長期間の使用による経年劣化などによっても、ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆが変化することもある。ここでは、そのような何らかの原因によりＬＥＤ電圧が上昇した場合における、補正回路５０の動作を説明する。

【0027】

ＬＥＤ電圧の上昇が「緩慢」な上昇であるか「急激」な上昇であるかによって、ＬＥＤ点灯装置１０の動作、すなわち補正回路５０の動作は異なる。そこで、以下ではこれらの２つの場合を分けて説明する。

【0028】

（１）ＬＥＤ電圧が緩慢に上昇した場合
図２を用いて、ＬＥＤ電圧が緩慢に上昇した場合におけるＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ電圧が上昇した場合、制御ＩＣ１２は通常通りの定電力フィードバック制御を行うために、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオン時間が調整される。その結果、ＬＥＤ電流値が低減され、明るさが低下する。

【0029】

図２において、時刻Ｔ１までは直流電源２のＬＥＤ電圧が一定である。このため、ＬＥＤ電圧に従いＩｓｅｎ端子電圧が一定になるように、制御ＩＣ１２はＭＯＳＦＥＴＱ１を制御する。時刻Ｔ１までは、ＬＥＤ４に流れる電流を一定に流すことができている。なお、図２に示すタイミングチャートでは、定電力フィードバック制御の応答速度に対してＬＥＤ電圧の上昇が十分に遅く、その結果としてＩｓｅｎ端子に極短時間の微小な変動があったとしても実質的には一定であるとみなせる場合を想定している。よって、図２では、Ｉｓｅｎ端子電圧は、目標電圧Ｖ１と重ねられて一定値として図示されている。

【0030】

時刻Ｔ１から、時刻Ｔ３に至るまでＬＥＤ電圧が緩慢に高くなったとすると、前述のように制御ＩＣ１２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１の定電力フィードバック制御を行い、Ｉｓｅｎ端子電圧が一定となるように、通常通りの減光動作（つまりＬＥＤ電流が低下し、明るさが低下するような動作）を行う。ＬＥＤ電圧の上昇に対して、フィードバック制御で制御が十分間に合っている状態である。つまり、ＬＥＤ電圧上昇があったにもかかわらず、Ｉｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２に達しないようにＬＥＤ電流に帰還をかけることができている。補助巻線Ｔｄにかかる電圧はツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１よりも小さくなっている。

【0031】

図２では、さらにＬＥＤ電圧の上昇が継続して、時刻Ｔ２の時点で補助巻線Ｔｄにかかる電圧がツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１を上回る。この場合、前述した補正回路５０の働きによりＩｓｅｎ端子電圧が増加補正されるので、ＬＥＤ電流の減少が加速的に行われる。つまり減電力動作が行われる。時刻Ｔ２以降の電力と時刻Ｔ２よりも前の電力とを比べた場合には、時刻Ｔ２以降の電力減少率が著しく大きいことがわかる。

【0032】

（２）ＬＥＤ電圧が急激に上昇した場合
図３を用いて、ＬＥＤ電圧が急激に上昇した場合におけるＬＥＤ点灯装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ電圧が急激に変化する原因としては、例えばＬＥＤが接続されないようなリード断線などが考えられる。

【0033】

図３のタイミングチャートでは、時刻Ｔ１までは直流電源２のＬＥＤ電圧が一定である。時刻Ｔ１までは、このＬＥＤ電圧に従いＩｓｅｎ端子電圧が一定になるように制御ＩＣ１２がＭＯＳＦＥＴＱ１を制御している。図２では、時刻Ｔ１まではＬＥＤ４に流れる電流を一定に流すことができている。

【0034】

時刻Ｔ１において、ＬＥＤ電圧が急激に（言い換えるとステップ的に）高くなったとする。これに応じて出力電力が増加し、それに伴いＩｓｅｎ端子電圧も一時的に増加する。Ｉｓｅｎ端子電圧が目標電圧Ｖ１以上であって保護閾値電圧Ｖ２未満の場合には、制御ＩＣ１２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオン時間を低減することでＬＥＤ電流を低下させ、Ｉｓｅｎ端子電圧を目標電圧Ｖ１まで戻そうとする。これは、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の期間の動作に現れている。ただし、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間では、急激なＬＥＤ電圧上昇があったにもかかわらず、Ｉｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２に達しないようにＬＥＤ電流に帰還をかけることができている。つまり、ＬＥＤ電圧上昇への対策が、制御ＩＣ１２の通常の定電力フィードバック制御のみで間に合っている。

【0035】

一方、時刻Ｔ４においてＬＥＤ電圧が急激に高くなる。時刻Ｔ４の急激な電圧上昇は、時刻Ｔ１のときの電圧上昇よりも大きな上昇である。時刻Ｔ４の電圧上昇の結果、補助巻線Ｔｄの電圧が降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１を超えている。これは時刻Ｔ１のときとは異なっている。

【0036】

制御ＩＣ１２は、時刻Ｔ５の時点で減電力動作を行う。しかしながら、図３では、減電力動作のみではＬＥＤ電圧上昇対策が間に合わずＴ６の時点でＩｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧（上限基準電圧）以上となる。この場合には、ＬＥＤ４の消灯が必要と判断すべきなので、制御ＩＣ１２はＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチング動作を停止し、ＬＥＤ４を速やかに消灯する。その後、ＭＯＳＦＥＴＱ１の発振を停止させた場合は、制御ＩＣ１２のＶｃｃ端子に電圧印加が継続される限り、ＭＯＳＦＥＴＱ１の発振停止を維持する。

【0037】

以上説明したように、実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置１０によれば、フィードバック制御中にＬＥＤ電圧が増加した場合には、直ちには消灯せずに、消灯する手前の段階で減電力動作を設けることができる。減電力動作の具体例として、図２の時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の期間、および図３の時刻Ｔ５〜時刻Ｔ６の期間における、フィードバック制御によるＬＥＤ電流低下量を増大させた動作が示されている。減電力動作を行ってもなおＩｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２に達した場合には、減電力動作では不十分と判断できるので、最終的に消灯の措置がとられる。これにより、消灯をなるべく避けつつＬＥＤ４の異常発生時の保護動作を行いたいという要求を満たすことができる。

【0038】

また、実施の形態１によれば、ＺＣＤ端子とＩｓｅｎ端子との間を補正回路５０で結ぶことによって、上記の動作を実現している。これにより、省部品な回路構成で、消灯する手前の段階での「減電力動作」を高精度に実現することができる。また、補正回路５０の動作切替にツェナーダイオードＤＺ２１の降伏電圧Ｖ_ＤＺ２１を利用しているので、通常の定電力フィードバック制御動作と減電力動作とを、単一の部品で可逆的に切り替えることができる。

【0039】

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤ点灯装置１１０を示す回路図である。実施の形態２にかかるＬＥＤ点灯装置１１０は、補正回路５０を補正回路１５０に置換した点を除き、実施の形態１にかかるＬＥＤ点灯装置１１０と同じ回路構成を備えている。したがって、以下の説明では実施の形態１と同一または相当する構成については同一の符号を付して説明を行うとともに、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。

【0040】

補正回路１５０は、補助巻線Ｔｄの電圧が予め設定された電圧（すなわち切替基準電圧）以上になったときにＩｓｅｎ端子電圧を増加補正する点では、実施の形態１の補正回路５０と同様である。予め設定された電圧は、保護閾値電圧Ｖ２よりも小さい。

【0041】

補正回路１５０と補正回路５０は、具体的回路構成が異なっている。補正回路１５０は、コンパレータ１５２と、抵抗Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６１、Ｒ６２と、ダイオードＤ５１を含む。このコンパレータ１５２の回路接続については、正極入力端子に補助巻線Ｔｄの電圧が印加され、負極入力端子に予め設定された電圧が印加され、出力端子がＩｓｅｎ端子と抵抗Ｒ２３との接続点に電気的に接続されている。コンパレータ１５２は、正極入力端子（非反転入力端子）の電圧（補助巻線Ｔｄの電圧に応じた電圧）が予め設定された電圧以上になると出力をハイとする。

【0042】

補助巻線Ｔｄの一端とダイオードＤ２１のアノードが接続され、ダイオードＤ２１のカソードと制御ＩＣ１２のＺＣＤ端子との接続点に抵抗Ｒ５１および抵抗Ｒ５２からなる直列回路が接続される。抵抗Ｒ６１および抵抗Ｒ６２からなる直列回路が設けられ、抵抗Ｒ６１の一端にはＶｃｃが接続され、抵抗Ｒ６１の他端にはコンパレータ１５２の負極入力端子（反転入力端子）が接続される。抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２との接続点にはコンパレータ１５２の正極入力端子（非反転入力端子）が接続される。コンパレータ１５２の出力端子と制御ＩＣ１２のＩｓｅｎ端子との間にダイオードＤ５１が挿入される。ダイオードＤ５１のアノードにはコンパレータ１５２の出力端子が接続され、ダイオードＤ５１のカソードにはＩｓｅｎ端子が接続される。

【0043】

ここで、コンパレータ１５２の負極入力端子電圧をＶｘ１と称し、正極入力端子電圧をＶｘ２と称す。負極入力端子電圧Ｖｘ１が正極入力端子電圧Ｖｘ２より大きくなると（Ｖｘ１＞Ｖｘ２）、本来はＩｓｅｎ端子からコンパレータ１５２を介してＧＮＤに流れる方向（矢印Ｘ１）に電流が流れようとする。しかしＩｓｅｎ端子とコンパレータ１５２の間にはダイオードＤ５１が配置され、そのダイオードＤ５１のカソードがＩｓｅｎ端子側に向くように接続されているので、矢印Ｘ１の方向に電流は流れない。

【0044】

負極入力端子電圧Ｖｘ１が正極入力端子電圧Ｖｘ２以下になると、すなわちＶｘ２がＶｘ１以上となると（Ｖｘ１≦Ｖｘ２）、Ｖｃｃ電圧がコンパレータ１５２を介してＩｓｅｎ端子に重畳される。このとき補正回路１５０の動作はツェナーダイオードＤＺ２１を含む補正回路５０と同じような挙動となり、負極入力端子電圧Ｖｘ１は「切替基準電圧」としての役割を果たす。Ｖｃｃ電圧がＩｓｅｎ端子電圧に追加されることで、Ｉｓｅｎ端子電圧が増加補正される。この増加補正されたＩｓｅｎ端子電圧を目標電圧と一致させるためには、ＭＯＳＦＥＴＱ１を流れる電流をより大きく減少させる必要がある。従って、制御ＩＣ１２は、増加補正されたＩｓｅｎ端子電圧に基づいて、ＭＯＳＦＥＴＱ１の制御（例えばオン時間幅の縮小）によるＬＥＤ電流減少を加速的に行うことができる。つまり、実施の形態１と同様の減電力動作が実現される。

【0045】

なお、実施の形態１と同様に、Ｉｓｅｎ端子電圧が保護閾値電圧Ｖ２を上回った場合には、ＬＥＤ４の消灯が必要と判断され、ＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチング動作が停止される。これによりＬＥＤ４の消灯に至る。また、実施の形態１と同様に、ＭＯＳＦＥＴＱ１の発振を停止させた場合は、Ｖｃｃ端子に電圧印加が継続される限り、制御ＩＣ１２はＭＯＳＦＥＴＱ１の発振を停止したまま維持する。

【符号の説明】

【0046】

２ 直流電源、４ ＬＥＤ、１０、１１０ 点灯装置、１２ 制御ＩＣ、５０、１５０ 補正回路、１５２ コンパレータ、ＤＺ２１ ツェナーダイオード、１２ 制御ＩＣ、ＴＲ１ トランス、Ｔｐ 一次巻線、Ｔｓ 二次巻線、Ｔｄ 補助巻線、Ｑ１ スイッチング素子、Ｖ１ 目標電圧、Ｖ２ 保護閾値電圧、Ｖ_ＤＺ２１ 降伏電圧（切替基準電圧）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】