特許 6564257 電源供給回路

(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】6564257

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】電源供給回路

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 K

   H05B37/02 J

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-124938(P2015-124938)

(22)【出願日】2015年6月22日

(65)【公開番号】特開2017-10766(P2017-10766A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年6月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】390010054

【氏名又は名称】コイト電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104237

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 秀昭

(74)【代理人】

【識別番号】100084261

【弁理士】

【氏名又は名称】笹井 浩毅

(72)【発明者】

【氏名】柳井 英幸

(72)【発明者】

【氏名】田中 典明

(72)【発明者】

【氏名】古川 賢志

【審査官】 安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５４０９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源を構成する半導体発光素子に対して、定電流源から出力された電流を供給するための電源供給回路において、
前記半導体発光素子が短絡状態となった場合に、該半導体発光素子への電流の供給を回路途中で遮断する断線回路を有し、
前記断線回路は、前記半導体発光素子が短絡状態となった場合に、前記半導体発光素子へ電流を供給する通常の給電状態から該半導体発光素子への電流の供給を遮断する断線状態に自動的に切り換わる第１スイッチング素子と、前記半導体発光素子にかかる電圧を監視して、該電圧が前記半導体発光素子の正常時にかかる所定値よりも短絡状態に起因して低下した場合に、前記第１スイッチング素子を給電状態から断線状態に自動的に切り換えるように動作する第２スイッチング素子とを備え、
前記定電流源の出力端子間に、前記第１スイッチング素子と前記半導体発光素子が順に接続され、
前記第１スイッチング素子は、入力端子が前記定電流源の一出力端子に接続されると共に、出力端子が前記半導体発光素子のアノードに接続され、前記半導体発光素子は、カソードが前記定電流源の他出力端子に接続され、
前記第１スイッチング素子の制御端子と前記定電流源の他出力端子の間に、前記第２スイッチング素子とコンデンサとが、それぞれ並列に接続され、
前記第２スイッチング素子は、入力端子が前記第１スイッチング素子の制御端子に接続されると共に、出力端子が前記定電流源の他出力端子に接続され、
前記第２スイッチング素子の制御端子は、前記第１スイッチング素子の出力端子と前記半導体発光素子のアノードの間に、抵抗を介して接続されると共に、別の抵抗を介して前記半導体発光素子のカソード側に接続され、
前記第２スイッチング素子は、制御端子により前記半導体発光素子にかかる電圧を監視して、該電圧が正常時における所定値よりも低下した場合に、入力端子と出力端子の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、
前記第１スイッチング素子は、第２スイッチング素子がＯＦＦ状態になった場合に、入力端子から制御端子への電流の低下に伴って、前記第１スイッチング素子の入力端子と出力端子との間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、前記半導体発光素子への電流の供給を遮断することを特徴とする電源供給回路。

【請求項2】

前記定電流源は、前記半導体発光素子ないし回路途中に断線が生じた場合に、該断線に起因する出力電圧の上昇に応じて出力を停止する保護回路を備え、
前記第１スイッチング素子がＯＦＦ状態となった場合に、前記保護回路によって通常の断線の場合と同様に出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電源供給回路。

【請求項3】

前記半導体発光素子は、一または複数が直列接続されたＬＥＤから成ることを特徴とする請求項１または２に記載の電源供給回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

光源を構成する半導体発光素子に対して、定電流源から出力された電流を供給するための電源供給回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば空港等の飛行場では、滑走路の路面上等において誘導路灯等の様々な灯火が設置されている。これらの灯火の光源は、一般的には高出力のハロゲンランプ等の電球が用いられていた。また、灯火の電源としては、高出力の電球の場合、電流値の変化によって明るさが大きく変化してしまうため、これを防ぐために通常は定電流源が使用されていた。

【0003】

電球を光源に使用した場合、灯火の故障は電球の断芯による断線（オープン）によるものがほとんどである。そのため、灯火の断線を検出する機構が必要であった。かかる機構は、例えば定電流源に設けられた過電圧保護回路（ＯＶＰ）が相当する。定電流源は、設定された電流が断線により流れなくなると電圧を上昇させ続けるが、過電圧保護回路で予め設定した出力保護電圧に達すると、定電流源の出力がＯＦＦとなり給電が停止される。

【0004】

ところで、光源としてハロゲンランプ等の電球は、消費電力が大きいだけでなく、定格寿命も比較的短く前記断線による交換作業が度々発生する。そこで近年では、ハロゲンランプ等の電球の欠点を解消し得る光源として、消費電力が低く定格寿命も長いＬＥＤ（発光ダイオード）を採用した灯火が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなＬＥＤを用いた灯火の故障を検出する機構として、前記定電流源に備わる過電圧保護回路とは別に、コントローラの制御によりＬＥＤの断線を検出する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１８２４３４号公報

【特許文献2】特開２００８−１４５２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述したＬＥＤの故障には、前記電球の場合と異なり、ＬＥＤ自体の断線（オープン）に限らず、ＬＥＤと並列に電気は流れるが発光しなくなる短絡（ショート）の場合がある。短絡による故障では、電流が流れ続けることになる。
従って、前述した定電流源に備わる過電圧保護回路や、前述した特許文献２に記載の装置では、ＬＥＤの断線には対処できたが、短絡による故障には対処できないという問題があった。

【0007】

また、前述した特許文献２に記載の装置のように、ＬＥＤの故障の検出用に別途電源を備えたコントローラを用意するとなると、部品点数が多くなるだけでなく、制御のためのプログラムも必要となり、コストアップを招くという問題もあった。
そこで、特別な故障検出用の装置を付加することなく、従来からある定電流源に備わる過電圧保護回路によって、断線による故障のみならず、短絡による故障にも対処できるような工夫が希求されていた。

【0008】

本発明は、以上のような従来の技術の有する問題点に着目してなされたものであり、光源が短絡状態となった場合に、簡易な構成で断線状態とすることにより、従来の断線故障の検出機構でも、そのまま短絡状態に対処することも可能とし、コストアップを招くことなく、光源の断線のみならず短絡の故障にも確実に対処することができる電源供給回路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】

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］光源（２０）を構成する半導体発光素子（２１）に対して、定電流源（３０）から出力された電流を供給するための電源供給回路（１０）において、
前記半導体発光素子（２１）が短絡状態となった場合に、該半導体発光素子（２１）への電流の供給を回路途中で遮断する断線回路を有し、
前記断線回路は、前記半導体発光素子（２１）が短絡状態となった場合に、前記半導体発光素子（２１）へ電流を供給する通常の給電状態から該半導体発光素子（２１）への電流の供給を遮断する断線状態に自動的に切り換わる第１スイッチング素子（４０）と、前記半導体発光素子（２１）にかかる電圧を監視して、該電圧が前記半導体発光素子（２１）の正常時にかかる所定値よりも短絡状態に起因して低下した場合に、前記第１スイッチング素子（４０）を給電状態から断線状態に自動的に切り換えるように動作する第２スイッチング素子（５０）とを備え、
前記定電流源（３０）の出力端子間に、前記第１スイッチング素子（４０）と前記半導体発光素子（２１）が順に接続され、
前記第１スイッチング素子（４０）は、入力端子（４１）が前記定電流源（３０）の一出力端子（３１）に接続されると共に、出力端子（４２）が前記半導体発光素子（２１）のアノード（２２）に接続され、前記半導体発光素子（２１）は、カソード（２３）が前記定電流源（３０）の他出力端子（３２）に接続され、
前記第１スイッチング素子（４０）の制御端子（４３）と前記定電流源（３０）の他出力端子（３２）の間に、前記第２スイッチング素子（５０）とコンデンサ（６０）とが、それぞれ並列に接続され、
前記第２スイッチング素子（５０）は、入力端子（５１）が前記第１スイッチング素子（４０）の制御端子（４３）に接続されると共に、出力端子（５２）が前記定電流源（３０）の他出力端子（３２）に接続され、
前記第２スイッチング素子（５０）の制御端子（５３）は、前記第１スイッチング素子（４０）の出力端子（４２）と前記半導体発光素子（２１）のアノード（２２）の間に、抵抗（７０）を介して接続されると共に、別の抵抗（８０）を介して前記半導体発光素子（２１）のカソード（２３）側に接続され、
前記第２スイッチング素子（５０）は、制御端子（５３）により前記半導体発光素子（２１）にかかる電圧を監視して、該電圧が正常時における所定値よりも低下した場合に、入力端子（５１）と出力端子（５２）の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、
前記第１スイッチング素子（４０）は、第２スイッチング素子（５０）がＯＦＦ状態になった場合に、入力端子（４１）から制御端子（４３）への電流の低下に伴って、前記第１スイッチング素子（４０）の入力端子（４１）と出力端子（４２）との間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、前記半導体発光素子（２１）への電流の供給を遮断することを特徴とする電源供給回路（１０）。

【0013】

［２］前記定電流源（３０）は、前記半導体発光素子（２１）ないし回路途中に断線が生じた場合に、該断線に起因する出力電圧の上昇に応じて出力を停止する保護回路を備え、
前記第１スイッチング素子（４０）がＯＦＦ状態となった場合に、前記保護回路によって通常の断線の場合と同様に出力を停止することを特徴とする前記［１］に記載の電源供給回路（１０）。

【0014】

［３］前記半導体発光素子（２１）は、一または複数が直列接続されたＬＥＤから成ることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の電源供給回路（１０）。

【0015】

次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の電源供給回路（１０）では、光源（２０）を構成する半導体発光素子（２１）へ定電流源（３０）から電流を供給して発光させるが、半導体発光素子（２１）が短絡状態となった場合には、断線回路によって、該半導体発光素子（２１）への電流の供給を回路途中で遮断する。

【0016】

このように、半導体発光素子（２１）が短絡状態で故障した場合でも、断線回路によって断線状態を生じさせることができる。従って、半導体発光素子（２１）の故障を検出するための機構のうち、断線状態にのみ対処できる機構であっても、そのまま短絡状態にも対処することが可能となる。

【0017】

断線回路は、簡易な回路だけで構成することができるものであり、半導体発光素子（２１）の故障検出用に別途コントローラや制御プログラムを用意する必要はない。従って、半導体発光素子（２１）が短絡状態となった場合に、コストアップを招くことなく、容易に断線状態を生じさせることができる。

【0018】

また、断線回路は第１スイッチング素子（４０）を備えている。この第１スイッチング素子（４０）は、半導体発光素子（２１）が短絡状態となった場合に、半導体発光素子（２１）へ電流を供給する通常の給電状態から、該半導体発光素子（２１）への電流の供給を遮断する断線状態に自動的に切り換わる。

【0019】

さらに、断線回路は前記第１スイッチング素子（４０）に加えて、第２スイッチング素子（５０）を備えている。この第２スイッチング素子（５０）は、第１スイッチング素子（４０）をスイッチング制御するものである。すなわち、第２スイッチング素子（５０）は、半導体発光素子（２１）にかかる電圧を監視して、該電圧が半導体発光素子（２１）の正常時にかかる所定値よりも短絡状態に起因して低下した場合に、第１スイッチング素子（４０）を給電状態から断線状態に自動的に切り換えるように動作する。

【0020】

このような、前記第１スイッチング素子（４０）と前記第２スイッチング素子（５０）を備えた断線回路は、具体的には例えば、以下のような簡易な回路で構成することができる。すなわち、定電流源（３０）の出力端子間に、第１スイッチング素子（４０）と半導体発光素子（２１）が順に接続される。第１スイッチング素子（４０）は、入力端子（４１）が定電流源（３０）の一出力端子（３１）に接続されると共に、出力端子（４２）が半導体発光素子（２１）のアノード（２２）に接続される。ここで半導体発光素子（２１）は、カソード（２３）が定電流源（３０）の他出力端子（３２）に接続される。

【0021】

第１スイッチング素子（４０）の制御端子（４３）と定電流源（３０）の他出力端子（３２）の間に、第２スイッチング素子（５０）とコンデンサ（６０）とが、それぞれ並列に接続される。第２スイッチング素子（５０）は、入力端子（５１）が第１スイッチング素子（４０）の制御端子（４３）に接続されると共に、出力端子（５２）が定電流源（３０）の他出力端子（３２）に接続される。

【0022】

また、第２スイッチング素子（５０）の制御端子（５３）は、第１スイッチング素子（４０）の出力端子（４２）と半導体発光素子（２１）のアノード（２２）の間に、抵抗（７０）を介して接続されると共に、別の抵抗（８０）を介して前記半導体発光素子（２１）のカソード（２３）側に接続される。

【0023】

そして、第２スイッチング素子（５０）は、制御端子（５３）により半導体発光素子（２１）にかかる電圧を監視して、該電圧が正常時における所定値よりも低下した場合に、入力端子（５１）と出力端子（５２）の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わる。さらに、第１スイッチング素子（４０）は、第２スイッチング素子（５０）がＯＦＦ状態になった場合に、入力端子（４１）から制御端子（４３）への電流の低下に伴って、第１スイッチング素子（４０）の入力端子（４１）と出力端子（４２）との間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、半導体発光素子（２１）への電流の供給を遮断する。

【0024】

前記［２］に記載の電源供給回路（１０）では、定電流源（３０）は、半導体発光素子（２１）ないし回路途中に断線が生じた場合に、該断線に起因する出力電圧の上昇に応じて出力を停止する保護回路を備えるが、前記第１スイッチング素子（４０）がＯＦＦ状態となった場合に、前記保護回路によって通常の断線の場合と同様に出力を停止することが可能となる。

【0025】

すなわち、半導体発光素子（２１）ないし回路途中の断線状態に対処するための保護回路によって、そのまま半導体発光素子（２１）の短絡状態にも対処させることが可能となる。
なお、半導体発光素子（２１）としては、具体的には例えば、前記［３］に記載したように、一または複数が直列接続されたＬＥＤから構成すると良い。かかる光源（２０）は、様々な用途に用いることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係る電源供給回路によれば、光源が短絡状態となった場合に、簡易な構成で断線状態とすることにより、従来の断線故障の検出機構でも、そのまま短絡状態に対処することも可能とし、コストアップを招くことなく、光源の断線のみならず短絡の故障にも確実に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態に係る電源供給回路を示す回路図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る電源供給回路のうち第２スイッチング素子の別の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面に基づき、本発明を代表する実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る電源供給回路の基本構成例である実施の形態の回路図を示している。本実施の形態に係る電源供給回路１０は、光源２０を構成する半導体発光素子に対して、定電流源３０から出力された電流を供給するための回路である。以下に、光源２０の半導体発光素子としてＬＥＤ２１を採用した例を説明する。

【0029】

光源２０は、半導体発光素子から構成され、定電流源３０から供給される電力によって発光する負荷である。ここで半導体発光素子とは、半導体を用いた発光素子であり、本実施の形態で採用したＬＥＤ２１のほか、有機ＥＬ、ＬＤ（半導体レーザ）等が該当する。光源２０ないしＬＥＤ２１の数は、図１に示したような１つに限らず、互いに直列に接続した複数のＬＥＤ２１で１つの光源２０を構成したり、複数の光源２０を直列に接続しても良い。

【0030】

ＬＥＤ２１は、アノード２２が後述するトランジスタ３０を介して定電流源３０のプラス側出力端子３１に接続され、カソード２３が定電流源３０のマイナス側出力端子３２に接続されている。なお、光源２０の用途は、例えば飛行場に設置する誘導路灯等の航空灯火に用いたり、他の様々な灯具に用いることができる。

【0031】

定電流源３０は、光源２０を構成するＬＥＤ２１に対して所定の定電流を出力するものであり、別付の電源装置として構成されている。定電流源３０は、具体的には例えば、商用電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ等を備えて成る。また、定電流源３０は、電源供給回路１０に流れる電流を監視しており、ＬＥＤ２１ないし回路途中に断線が生じた場合に、該断線に起因する出力電圧の上昇に応じて出力を停止する保護回路として、前述した過電圧保護回路（ＯＶＰ）を備えている。

【0032】

すなわち、定電流源３０は、ＬＥＤ２１等が断線状態になると、設定された定電流が流れないため、電圧を上昇させ続けるが、出力保護電圧に達することで、過電圧保護回路（ＯＶＰ）が動作し、出力がＯＦＦとなり給電が停止するように構成されている。このとき、ランプ点灯やアラーム音等により報知され、ＬＥＤの断線状態等による故障を検知するように構成しても良い。なお、過電圧保護を解除するには、入力電源スイッチをＯＦＦにして再度ＯＮにすると復帰するように設定すると良い。

【0033】

図１に示すように、電源供給回路１０には、光源２０や定電流源３０のほか、光源２０のＬＥＤ２１が短絡状態となった場合に、該ＬＥＤ２１への電流の供給を回路途中で遮断するための断線回路が設けられている。かかる断線回路は、ＬＥＤ２１が短絡状態となった場合に、ＬＥＤ２１へ電流を供給する通常の給電状態から、該ＬＥＤ２１への電流の供給を遮断する断線状態に自動的に切り換わる第１スイッチング素子を備えている。

【0034】

ここで第１スイッチング素子は、具体的には例えば、ＰＮＰ型のトランジスタ（以下、ＰＮＰトランジスタ）４０から成る。ＰＮＰトランジスタ４０は、光源２０と定電流源３０との間に接続されている。すなわち、定電流源３０の出力端子間に、ＰＮＰトランジスタ４０と光源２０（ＬＥＤ２１）が順に接続されており、定電流源３０は、ＰＮＰトランジスタ４０を介して、光源２０（ＬＥＤ２１）へ電流を供給するように設定されている。

【0035】

詳しく言えば、ＰＮＰトランジスタ４０は、その入力端子であるエミッタ４１が、定電流源３０の出力端子のうちプラス側出力端子（一出力端子）３１に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタ４０の出力端子であるコレクタ４２は、ＬＥＤ２１のアノード２２に接続されている。さらに、ＰＮＰトランジスタ４０の制御端子であるベース４３と、定電流源３０の出力端子のうちマイナス側出力端子（他出力端子）３２の間には、後述するシャントレギュレータ５０とコンデンサ６０とが、それぞれ並列に接続されている。

【0036】

ＰＮＰトランジスタ４０は、そのエミッタ４１からベース４３へ電流が流れるとＯＮ状態（給電状態）になり、エミッタ４１からコレクタ４２へより大きな電流が流れる一方、エミッタ４１からベース４３への電流が低下すると、エミッタ４１とコレクタ４２の間に電流が流れないＯＦＦ状態（断線状態）に切り換わり、当該部位にてＬＥＤ２１への電流の供給を遮断するスイッチング素子である。

【0037】

また、前記断線回路は、ＬＥＤ２１にかかる電圧を監視して、該電圧がＬＥＤ２１の正常時にかかる所定値よりも、ＬＥＤ２１の短絡状態に起因して低下した場合に、前記ＰＮＰトランジスタ４０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に自動的に切り換えるように動作する第２スイッチング素子を備えている。

【0038】

ここで第２スイッチング素子は、具体的には例えば、シャントレギュレータ５０から成る。シャントレギュレータ５０は、ＰＮＰトランジスタ４０のベース４３と定電流源３０のマイナス側出力端子３２の間に、コンデンサ６０と並列に接続されている。ここでコンデンサ６０は、ベースバイアスを生成するためのものであり、直流電流を流すと充電（帯電）され、その静電容量いっぱいまで充電されると、電流は流れなくなる。すなわち、コンデンサ６０が充電されている間は、ＰＮＰトランジスタ４０にも電流が流れるように設定されている。

【0039】

詳しく言えば、シャントレギュレータ５０は、その入力端子であるカソード５１がＰＮＰトランジスタ４０のベース４３に接続されている。また、シャントレギュレータ５０の出力端子であるアノード５２は、定電流源３０のマイナス側出力端子３２に接続されている。さらに、シャントレギュレータ５０の制御端子であるリファレンス５３は、ＰＮＰトランジスタ４０のコレクタ４２とＬＥＤ２１のアノード２２の間に、抵抗７０を介して接続されると共に、別の抵抗８０を介してＬＥＤ２１のカソード２３側に接続される。ここで抵抗７０と抵抗８０によって、ＬＥＤ２１にかかる電圧は分圧され、この分圧された電圧はシャントレギュレータ５０のリファレンス５３に供給される。

【0040】

シャントレギュレータ５０は、そのリファレンス５３にかかる電圧が予め定められた所定値であるリファレンス電圧（例えば２．５Ｖ）以上になると、カソード５１からアノード５２へ電流が流れるＯＮ状態となる一方、リファレンス５３にかかる電圧がリファレンス電圧より低下すると、カソード５１とアノード５２の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わるスイッチング素子である。

【0041】

すなわち、シャントレギュレータ５０は、リファレンス５３によりＬＥＤ２１にかかる電圧を監視して、該電圧が正常時におけるリファレンス電圧よりも低下した場合に、カソード５１とアノード５２の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わる。ここでＬＥＤ２１にかかる電圧がリファレンス電圧よりも低下するのは、ＬＥＤ２１のアノード２２とカソード２３の間が溶着する等して、ＬＥＤ２１が短絡となった場合である。

【0042】

このような、シャントレギュレータ５０のＯＮ状態からＯＦＦ状態への切り換え動作に起因して、ＰＮＰトランジスタ４０では、エミッタ４１からベース４３へ流れる電流が低下するが、この電流の低下に伴って、ＰＮＰトランジスタ４０は、エミッタ４１とコレクタ４２の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、当該部位にて前記ＬＥＤ２１への電流の供給を遮断することになる。

【0043】

次に、本実施の形態に係る電源供給回路１０の作用について説明する。
図１において、光源２０を点灯させるために定電流源３０をＯＮにすると、電源供給回路１０の回路全体へ電流が供給され始める。先ずは、コンデンサ６０への充電のため、ＰＮＰトランジスタ４０のエミッタ４１からベース４３へ電流が流れる。すると、ＰＮＰトランジスタ４０がＯＮ状態となり、エミッタ４１からコレクタ４２へ電流が流れ、ＬＥＤ２１に電流が供給され始める。

【0044】

このとき、ＬＥＤ２１が正常であれば、ＬＥＤ２１にかかる電圧は、抵抗７０と抵抗８０によって分圧され、この分圧された電圧はシャントレギュレータ５０のリファレンス５３に供給される。ここでリファレンス５３にかかる電圧は、ＬＥＤ２１が正常であれば、所定値であるリファレンス電圧（例えば２．５Ｖ）以上になる。従って、シャントレギュレータ５０は、カソード５１からアノード５２へ電流が流れるＯＮ状態となる。

【0045】

その後、コンデンサ６０の充電が完了しても、シャントレギュレータ５０のカソード５１からアノード５２へ流れる電流が増えることにより、ＰＮＰトランジスタ４０のエミッタ４１からベース４３へ流れる電流も十分な量となる。このように、ＬＥＤ２１に十分な電流が流れてＬＥＤ２１は点灯し、回路全体は完全にＯＮとなる。

【0046】

前記コンデンサ６０の静電容量は、ＬＥＤ２１の立上り時間よりも充電時間が長くなるように設定する。これは、コンデンサ６０の静電容量いっぱいまで充電されるまでの間に、シャントレギュレータ５０がＯＮ状態となり、引き続いてＰＮＰトランジスタ４０のＯＮ状態を維持するのに必要な電流が流れるようにするためである。
また、前記抵抗７０に関しては、並列な回路では抵抗値に逆比例して電流が流れるため、ＬＥＤ２１に十分な電流を流すためには、抵抗７０と抵抗８０の合成抵抗値を、ＬＥＤ２１の内部抵抗値に比べてより大きな抵抗値に設定する。

【0047】

次に、ＬＥＤ２１が短絡したときの動作を説明する。
前述したように、定電流源３０をＯＮにしてＬＥＤ２１に電流が流れ始めたとき、ＬＥＤ２１が短絡している場合も、先ずは、コンデンサ６０への充電のため、ＰＮＰトランジスタ４０のエミッタ４１からベース４３へ電流が流れる。すると、ＰＮＰトランジスタ４０がＯＮ状態となり、エミッタ４１からコレクタ４２へ電流が流れ、ＬＥＤ２１に電流が供給され始める。

【0048】

ただし、ＬＥＤ２１が短絡している場合には、ＬＥＤ２１の端子間に電圧がほとんど発生せず、その電位差はほぼ０Ｖとなる。そのため、抵抗７０を介してシャントレギュレータ５０のリファレンス５３にかかる電圧は、所定値であるリファレンス電圧より低い値となり、シャントレギュレータ５０は、カソード５１からアノード５２へ電流が流れないＯＦＦ状態となる。

【0049】

従って、コンデンサ６０の充電が完了すると、ＰＮＰトランジスタ４０のエミッタ４１からベース４３へ流れる電流が激減し、ＰＮＰトランジスタ４０は、エミッタ４１とコレクタ４２の間に電流が流れないＯＦＦ状態に切り換わり、当該部位にてＬＥＤ２１への電流の供給を遮断することになる。これに起因して、定電流源３０は、設定された電流が流れないため、電圧を上昇させ続け、出力保護電圧に達することで、出力がＯＦＦとなり、回路全体の動作が停止する。

【0050】

以上のように、ＬＥＤ２１が短絡状態で故障した場合でも、前述した断線回路によって、自動的に断線状態を生じさせることができる。従って、ＬＥＤ２１の故障を検出するための機構のうち、断線状態にのみ対処できる前記定電流源３０に備わる過電圧保護回路（ＯＶＰ）であっても、そのまま短絡状態にも対処することが可能となる。

【0051】

特に、前述した断線回路は、簡易な回路だけで構成することができるものであり、ＬＥＤ２１の故障検出用に別途コントローラや制御プログラムを用意する必要はない。従って、ＬＥＤ２１が短絡状態となった場合に、コストアップを招くことなく、容易に断線状態を生じさせることができる。

【0052】

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述したような実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、図示した電源供給回路１０は、必要最低限の要素のみ記載しているが、他に例えば、ＬＥＤ２１の順方向電流を一定に維持するための定電流回路等を必要に応じて設けても良い。

【0053】

また、前記実施の形態では、光源２０を構成する半導体発光素子としてＬＥＤ２１を備えているが、他の半導体発光素子として、有機ＥＬ等を備えた構成であっても良い。また、第１スイッチング素子としてＰＮＰトランジスタ４０を採用し、第２スイッチング素子としてシャントレギュレータ５０を採用しているが、前述した断線回路と同様の動作を実現できるものであれば、他の半導体スイッチ等から構成しても良い。

【0054】

具体的には例えば、前記第２スイッチング素子として、シャントレギュレータ５０の代わりに、図２（ａ）に示すように、ＮＰＮ型のダイオードを採用したり、あるいは図２（ｂ）に示すように、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を採用しても良い。ここでＦＥＴは、そのゲート・ソース間にゲート閾値電圧より小さい電圧を印加すれば、ドレイン電流が非常に小さいオフとなる一方、ゲート閾値電圧より大きな電圧を印加すれば、ドレイン電流が流れるオンとなる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明に係る電源供給回路は、半導体発光素子を光源とする様々な灯火製品の駆動制御に幅広く適用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１０…電源供給回路
２０…光源
２１…ＬＥＤ
２２…アノード
２３…カソード
３０…定電流源
３１…プラス側出力端子
３２…マイナス側出力端子
４０…ＰＮＰトランジスタ
４１…エミッタ
４２…コレクタ
４３…ベース
５０…シャントレギュレータ
５１…カソード
５２…アノード
５３…リファレンス
６０…コンデンサ
７０…抵抗
８０…抵抗

【図1】

【図2】