JP5940015B2 - 電源装置、ｌｅｄ点灯装置および車載用前照灯システム - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石式の交流発電機の出力電圧を所定の直流電圧にする電源装置、当電源装置を用いてＬＥＤ（発光ダイオード、半導体光源）の点灯用電力を生成するＬＥＤ点灯装置、および当ＬＥＤ点灯装置の出力電力によって点灯する自動二輪車等のＬＥＤを光源とする車載用前照灯システムに関するものである。

昨今の、地球温暖化を助長する二酸化炭素の排出量を削減する風潮と、発光効率の高い明るいＬＥＤが実現化される情勢において、車載用灯具の光源にも、従来のタングステンフィラメントの電球に代替して、低電力のＬＥＤが普及し、廉価な二輪自動車（バイク）にまで普及され始めた。当ＬＥＤは、長寿命、かつ、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができるため、車載用灯具の光源としても好適である。

ところで、自動二輪車の発電機は、エンジンにより永久磁石を回転して交流電力を発電する永久磁石式の交流発電機が主流である。このタイプの発電機は、永久磁石を使用する都合上、エンジンの回転数に対応して、低い電圧から高い電圧まで広範囲の電圧を出力するため、当発電機とは別に電圧制御装置（電源装置）が必要である。

当電源装置は、例えば特許文献１に開示されたような、第１のサイリスタ群をオンして交流発電機の出力端子間を短絡し、出力電圧を一定に制御する構成（短絡方式）が一般的であった。

上記特許文献１では、第２のサイリスタ群を第１のサイリスタ群に逆並列に接続し、発電される交流電圧の位相に合わせて第２のサイリスタ群をオンする位相制御を行うことにより出力電圧を制御する開放方式を上記短絡方式と組み合わせたバッテリ充電装置が提案されている。当バッテリ充電装置の電源装置は、エンジンの回転数が高く永久磁石式の交流発電機の出力電圧が高いときは、第１のサイリスタ群をオンして当交流発電機の出力端子間を短絡することで出力電圧を一定に保ち、エンジンの回転数が低く上記短絡操作による損失が大きいときは、第２のサイリスタ群をオフし、出力電流を遮断して当交流発電機の損失を軽減していた。

また、特許文献２は、巻回数が少なく、巻線抵抗が低い電機子巻線を備えた永久磁石式の交流発電機に関するもので、無負荷時の当電機子巻線の出力電圧（交流発電機の出力電圧）がバッテリの端子電圧より低くなるように設定されている。当交流発電機にバッテリを含む負荷を接続して電流を供給するときには、断続開閉器によって当電機子巻線の両端を一旦短絡し、次いで開放したときに発生するフライバック電圧によって、バッテリ電圧より高い電圧を生成して負荷に電流を供給していた。

特開平１０−７０８５１号公報 特開２００２−９５１７５号公報

上記特許文献１の電源装置は、短絡による電圧制御と、開放による電圧制御のいずれの方式においても、交流発電機の出力電圧が負荷（例えば、バッテリ）に対して高いときに効果を発揮する構成であり、交流発電機の出力電圧がバッテリ電圧より低いときには成す術がないという課題があった。
つまり、エンジンの回転数が低いときは、バッテリを充電することができず、バッテリは放電状態になる。

上記特許文献２の電源装置は、交流発電機に常時バッテリ電圧より低い電圧を出力させておいて、必要に応じてその電圧を昇圧する構成であった。従って、バッテリ等の負荷に電力を供給するときには、常に昇圧する動作を要し、そのための損失が常時発生しているという課題があった。

ところで、発電機の出力電圧と負荷に供給する電圧が概ね等しいとき、即ち、エンジンの常用状態において何の操作もせずに所定の電圧が出力されているときが、電源システムとして最も効率が高いことは自明である。
しかしながら、上記特許文献２においては、上記常用状態においても何らかの制御が必要であり、結果的に効率が悪化していることは否めない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、交流発電機の出力電圧が低いときから高いときまで広範囲の出力電圧において、所定の範囲の電圧を高効率に生成し出力する電源装置を簡単な構成で実現すると共に、当電源装置を用いた簡単な構成のＬＥＤ点灯装置およびＬＥＤを光源とする車載用前照灯システムを提供することを目的とする。

この発明に係る電源装置は、永久磁石を回転させて発電する交流発電機の出力電圧を所定の直流電圧に変換するものであって、交流発電機の出力端子間を短絡するスイッチング素子と、スイッチング素子の出力側に接続した整流用のダイオードと、ダイオードによって整流した出力電圧に基づいて、スイッチング素子の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、出力電圧が、所定の直流電圧より高い第１の電圧以上のときにはスイッチング素子を短絡し、出力電圧が、所定の直流電圧より低い第２の電圧以下のときにはスイッチング素子を断続し、出力電圧が、第１の電圧と第２の電圧の間にあるときにはスイッチング素子を開放し、出力電圧が前記第１の電圧以上になって前記スイッチング素子を短絡動作させたとき、前記交流発電機の出力する交流電流が反転するまで当短絡動作を継続するようにしたものである。

この発明に係るＬＥＤ点灯装置は、上述の電源装置を使用して、ＬＥＤに電力を供給するものである。

この発明に係る車載用前照灯システムは、上述のＬＥＤ点灯装置が出力する電流によってＬＥＤ式前照灯を点灯するものである。

この発明によれば、電源装置の出力電圧が第１の電圧以上のときには交流発電機の出力端子間を短絡して高電圧を抑制し、電源装置の出力電圧が第２の電圧以下のときにはスイッチング素子を断続して当出力電圧を昇圧し、電源装置の出力電圧が第１の電圧と第２の電圧の間にあるときには上記いずれの制御も行わないようにしたので、交流発電機が発電する低い電圧から高い電圧まで広範囲の交流電圧を入力しながらも、第１の電圧と第２の電圧の間の直流電圧を高効率に出力することができる電源装置を簡単な構成で実現できる。また、過電圧に対応できる電源装置を、簡単な構成で実現できる。

この発明によれば、上述の電源装置を使用したので、ＬＥＤ点灯装置の小型化と低廉化が実現できる。

この発明によれば、上述の電源装置を使用するＬＥＤ点灯装置と、ＬＥＤを光源とする前照灯による車載用前照灯システムを実現できる。

この発明の実施の形態１に係る電源装置の構成を示す回路図である。 実施の形態１に係る電源装置の動作波形を示すグラフであり、電源装置の出力電圧が第２の電圧より低い場合を示す。 実施の形態１に係る電源装置の動作波形を示すグラフであり、電源装置の出力電圧の一部が第２の電圧より高い場合を示す。 実施の形態１に係る電源装置の動作波形を示すグラフであり、電源装置の出力電圧の一部が第１の電圧より高い場合を示す。 この発明の実施の形態２に係る電源装置をＬＥＤ点灯装置に応用した構成例を示す回路図である。 実施の形態２に係る電源装置をＬＥＤ点灯装置に応用した変形例を示す回路図である。

実施の形態１．
図１に示す電源装置１０は、自動二輪車等の車両に搭載された永久磁石式の交流発電機１の出力電圧を、車載機器３等の負荷に供給するための所定の直流電圧に変換するものである。図１では、永久磁石式の交流発電機１を等価的な交流を発電する部分（等価的な交流電源２）と等価的なコイル部分（等価的なコイルＬ１）に分割して示している。電源装置１０の基本的な構成は、等価的なコイルＬ１を介在した等価的な交流電源２の出力端子間をスイッチング素子ＳＷ１によって断続することにより等価的なコイルＬ１にフライバック電圧（電流）を発生させ、当フライバック電流を整流用のダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ５からなる整流回路によって整流し、平滑用のコンデンサＣ１によって平滑するステップアップ電源である。
なお、当構成の整流回路は、交流発電機１が発する正負両極性の電流を直流にするために、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジを使用している。

定電圧電源部１１において、制御部１２が定電圧電源部１１の出力電圧（コンデンサＣ１の端子電圧）に基づいてスイッチング素子ＳＷ１を制御し、電源装置１０の出力電圧を第１の電圧（例えば、１４Ｖ）と第２の電圧（例えば、１３Ｖ）との間に維持する。図示例では、スイッチング素子ＳＷ１としてＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用している。

具体的には、コンデンサＣ１の端子電圧が第２の電圧より低いとき、制御部１２がスイッチング素子ＳＷ１を断続（オンオフ動作）して、等価的なコイルＬ１にフライバック電圧を発生させ、当コンデンサＣ１の端子電圧を等価的な交流電源２の電源電圧以上にステップアップする。
コンデンサＣ１の端子電圧が第１の電圧から第２の電圧までの間にあるとき、制御部１２がスイッチング素子ＳＷ１を連続的にオフして、交流発電機１の発電した電流をそのまま整流用のダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ５で整流して直流を生成する。
コンデンサＣ１の端子電圧が第１の電圧より高いとき、制御部１２がスイッチング素子ＳＷ１を連続的にオンして、交流発電機１の出力端子間を短絡し、交流発電機１が発する過度の高電圧を抑制する。

図１に例示した制御部１２は、オペアンプ等で構成される誤差増幅部１４を用いたアナログ制御を行う構成である。ただし、制御部１２はアナログ制御に限定されるものではなく、例えば高速演算機能を有するマイクロコンピュータを用いたディジタル制御、あるいは汎用のマイクロコンピュータと誤差増幅部を組み合わせたディジタル−アナログ制御等により構成してもよい。

制御部１２をアナログ制御により実現した図１の例では、等価的なコイルＬ１から出力されるフライバック電流をダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ５で整流し、コンデンサＣ１で平滑する。誤差増幅部１４は、第２の電圧（例えば、１３Ｖ）に相当する第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と、コンデンサＣ１の端子電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧したフィードバック電圧との電圧差を増幅し、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形生成部１５へ出力する。ＰＷＭ波形生成部１５は、誤差増幅部１４の出力電圧に応じたステップアップ用のＰＷＭ駆動信号を生成して、スイッチング素子ＳＷ１をオンオフ動作させる。比較部１３は、第１の電圧に相当する第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１に比べて、コンデンサＣ１の端子電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧したフィードバック電圧の方が高い場合に、過電圧制御部１６を経由してスイッチング素子ＳＷ１に割込み短絡信号を出力し、スイッチング素子ＳＷ１をオンさせる。

なお、コンデンサＣ１の端子電圧が第１の電圧より高く、交流発電機１の出力端子間をスイッチング素子ＳＷ１のオンによって短絡した後に、電源電流の通電方向が反転する前、つまり等価的なコイルＬ１に大電流が通電している状態でスイッチング素子ＳＷ１をオフすると、大きなフライバック電流が流れ、高いサージ電圧が発生する。そこで、過電圧制御部１６は、比較部１３から割込み短絡信号が入力された場合、カレントトランス１７が検出する電源電流の通電方向が反転するまで、割込み短絡信号をスイッチング素子ＳＷ１に出力し続けて、スイッチング素子ＳＷ１のオンによる短絡動作を継続し、電源電流の通電方向が反転してからスイッチング素子ＳＷ１をオフする。なお、このカレントトランス１７は、一次側が交流発電機１に接続され、二次側が過電圧制御部１６に接続されて、交流発電機１の発電する交流電流の通電方向を検出する。

ここで、図２〜図４に、本実施の形態１に係る電源装置１０の動作波形を示す。各図とも（ａ）はスイッチング素子ＳＷ１を制御するＰＷＭ駆動信号、（ｂ）は交流発電機１から電源装置１０に入力される電源電圧（等価的なコイルＬ１に発生するステップアップ電圧）、（ｃ）は交流発電機１から電源装置１０に入力される電源電流（等価的なコイルＬ１に流れる電流）、（ｄ）はダイオードＤ５の通電電流と、コンデンサＣ１の端子電圧と、車載機器３に流れる電流の波形である。
各グラフとも横軸に時間を示す。ただし、交流発電機１が発電する交流電源の現実的な周波数（図２〜図４の各（ａ）に破線で示す）は、エンジンの回転数によって変動するが概ね１００Ｈｚオーダーであり、対するスイッチング素子ＳＷ１の現実的な断続動作は１００ｋＨｚ程度になるため、１００Ｈｚの交流電源波形と１００ｋＨｚのスイッチング素子ＳＷ１の断続動作を同じ比率の時間軸上に表すとスイッチング素子ＳＷ１の挙動が解り難い。そのため、第１の電圧と第２の電圧に対するスイッチング素子ＳＷ１の挙動が解りやすいように、図においては便宜的にスイッチング素子ＳＷ１の断続動作が見える低い周波数で動作波形を示している。

図２においては、正弦波状に１００Ｈｚで繰り返す交流発電機１の交流電源の瞬時ごとの電圧が第２の電圧より低いため、スイッチング素子ＳＷ１が、ＰＷＭ波形生成部１５の生成するＰＷＭ駆動信号に従って交流電圧波形の全域にわたって断続（オンオフ動作）し、交流発電機１の電源電圧をステップアップして、安定した（ＤＣ的な）第２の電圧を出力する。

図３においては、交流発電機１の交流電源電圧の一部が第２の電圧より高い場合を示している。電源電圧が第２の電圧より低い部分では、ＰＷＭ波形生成部１５のＰＷＭ駆動信号によりスイッチング素子ＳＷ１を断続して、電源電圧を第２の電圧にステップアップしている。また、電源電圧が第２の電圧を超えた部分においては、ＰＷＭ波形生成部１５のＰＷＭ駆動信号が連続オフ状態になるので、スイッチング素子ＳＷ１が連続的にオフして、交流発電機１の発電した電流をそのまま整流用のダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ５で整流し、コンデンサＣ１で平滑して、直流を生成して車載機器３へ出力している。

図４においては、交流発電機１の交流電源電圧の一部が第１の電圧より高い場合を示している。電源電圧が第１の電圧より高い部分では、比較部１３の出力する割込み短絡信号に従ってスイッチング素子ＳＷ１が連続的にオンして、交流発電機１の出力端子間を短絡し、高電圧を抑制している。また、第１の電圧以上でスイッチング素子ＳＷ１を連続オフしたときは、交流発電機１の電源電流の通電方向が反転するまで、過電圧制御部１６から割込み短絡信号を出力し続けてスイッチング素子ＳＷ１のオフ動作を継続し、サージ電圧の発生を抑制している。

以上の制御によって、電源装置１０の出力電圧を、第１の電圧と第２の電圧の間に維持することができ、電圧の安定した電源、つまり、質の高い電源を構成できる。特に、交流発電機１の電源電圧と車載機器３に供給する電圧が概ね等しいとき、即ち、エンジンの常用状態において、電源装置１０は何の操作もせずに所定の直流電圧を出力できるので、電源システムとしての効率は高い。
上記説明では、一例として第１の電圧を１４Ｖおよび第２の電圧を１３Ｖに設定して、電源装置１０の出力電圧の変動幅を１Ｖ程度にしたが、第１の電圧と第２の電圧の設定値を近づければ、より安定した電源を構成することが可能である。

なお、図４に示すように、第１の電圧より高い部分で交流発電機１の出力端子間を短絡したときは、大きな電源電流が交流発電機１に流れるが、当タイミングの交流発電機１の出力端子は短絡されているために出力電圧は極低い値である。そのため、交流発電機１の発生電力、即ち、交流発電機１の電力損失は少量〔電圧が略０Ｖのため、電力（＝電圧×電流）は小さい〕である。
ちなみに、上記特許文献１においては、交流発電機１の出力端子間を短絡するスイッチにサイリスタを使用しており、当サイリスタによって少なくともダイオード２個相当の電圧降下が発生する。そのため、交流発電機１の端子間を短絡して大きな電源電流が流れるときにサイリスタでそれなりの損失が発生していた。これに対して本実施の形態１の電源装置１０では、短絡用のスイッチング素子ＳＷ１としてＦＥＴのように通電時の電圧降下が低いスイッチング素子を使用することにより、スイッチング素子ＳＷ１の損失、さらには、交流発電機１と電源装置１０の双方の損失を低減することができる。

以上より、実施の形態１によれば、電源装置１０は、交流発電機１の出力端子間を短絡するスイッチング素子ＳＷ１と、スイッチング素子ＳＷ１の出力側に接続した整流用のダイオードＤ５と、ダイオードＤ５による整流後の出力電圧に基づいて、スイッチング素子ＳＷ１の動作を制御する制御部１２とを備え、制御部１２は、出力電圧が所定の直流電圧より高い第１の電圧以上のときにはスイッチング素子ＳＷ１を短絡し、出力電圧が所定の直流電圧より低い第２の電圧以下のときにはスイッチング素子ＳＷ１を断続し、出力電圧が第１の電圧と第２の電圧の間にあるときにはスイッチング素子ＳＷ１を開放するように構成した。このため、電源装置１０は、交流発電機１が発電する低い電圧から高い電圧まで広範囲の交流電圧を入力しながらも、第１の電圧から第２の電圧の間の直流電圧を効率よく出力できる。従って、電源装置１０を簡単な構成で実現でき、小型化および低廉化が可能である。

また、実施の形態１によれば、制御部１２の過電圧制御部１６は、第１の電圧以上でスイッチング素子ＳＷ１を短絡したとき、交流発電機１の出力する交流電流が反転するまで当短絡動作を継続する構成にした。このため、過電圧に対応できる電源装置１０を、簡単な構成で実現できる。

また、実施の形態１によれば、電源装置１０は、交流発電機１の出力する交流電流を整流するダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ５からなる整流回路を備え、スイッチング素子ＳＷ１を整流回路のダイオードＤ１〜Ｄ４の出力側に配置する構成にした。このため、スイッチング素子ＳＷ１として汎用的な直流用スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）を使用して、簡素な構成の電源装置１０を実現できる。

なお、図示例ではスイッチング素子ＳＷ１としてＦＥＴを使用したが、トランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の直流用スイッチング素子を使用してもよい。

また、図示例の車載機器３の一例として、ＬＥＤを光源とする車載用の前照灯を電源装置１０に接続し、当電源装置１０を、前照灯へＬＥＤ点灯用の電力を供給するＬＥＤ点灯装置に応用してもよい。

実施の形態２．
図５は、本実施の形態２に係る電源装置１０をＬＥＤ点灯装置に応用した構成例を示す回路図である。なお、図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。この例では、電源装置１０の出力側に負荷となる車載機器３およびＬＥＤ式前照灯４を接続して、電源装置１０をＬＥＤ点灯装置として使用している。図５に示すＬＥＤ式前照灯４は、直列に接続した複数のＬＥＤと、当ＬＥＤに流通する電流を制限する抵抗Ｒ３とから構成される。なお、前照灯用の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）の代わりにレーザダイオードを用いても構わない。
ＬＥＤ式前照灯４と、電源装置１０を応用したＬＥＤ点灯装置とで、車載用前照灯システムが構成される。

本実施の形態２では、交流発電の出力を直接操作するために、図１に示した直流用のスイッチング素子ＳＷ１の代わりに、双方向スイッチング素子ＳＷ１０を用いている。双方向スイッチング素子ＳＷ１０は、例えば図５のように直列に接続した２個のスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２によって構成される双方向対応のスイッチング素子で、制御部１２が出力する駆動信号に従って両者が同時にオンオフ動作する。スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２によって構成される一式の双方向スイッチング素子ＳＷ１０を使用することにより、正逆双方向ともに電流を流し、また止めることができる。

双方向スイッチング素子ＳＷ１０の出力側には、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジを配置して、正負両極性の電流を直流にして、負荷へ供給する。図５に示すダイオードＤ１〜Ｄ４が、交流発電機１の発生する交流電流を整流するダイオード（図１に示したダイオードＤ１〜Ｄ４）と、フライバック電流を整流するダイオード（図１に示したダイオードＤ５）を兼用することができるので、ダイオード数を減らして損失を低減でき、効率を高めることができる。

さらに、別の構成例を図６に示す。
図６では、ＬＥＤ点灯装置に応用した電源装置１０に対して、定電流電源部１８を追加している。当定電流電源部１８は、定電圧電源部１１の出力から一定の電流を生成してＬＥＤ式前照灯４に供給する。
定電流電源部１８としては、任意に通電電流量を制御できるアナログ的なスイッチング素子を、定電圧電源部１１の出力とＬＥＤ式前照灯４の間に直列に配置するシリーズ方式の回路構成（所謂シリーズレギュレータ）であってもよいし、あるいは、コイル、コンデンサ、およびオンオフ動作を行うスイッチング素子を使用するスイッチング方式の回路構成（所謂スイッチングレギュレータ）であってもよい。

また、図６のＬＥＤ式前照灯４は、直列に接続された複数のＬＥＤ（Ｌ，Ｈ）と、当ＬＥＤの一部のＬＥＤ（Ｈ）の端子間を短絡するスイッチＳＷ２とから構成されている。ＬＥＤ（Ｌ）はカットオフラインの下部に光を照射する光源であり、ＬＥＤ（Ｈ）はカットオフラインの上方に光を照射する光源である。運転者がスイッチＳＷ２をオフして、直列に接続したすべてのＬＥＤ（Ｌ，Ｈ）を点灯すれば、走行灯（Ｈｉｇｈ Ｂｅａｍ）が形成される。運転者がスイッチＳＷ２をオンして、ＬＥＤ（Ｈ）を短絡して消灯すれば、残りの直列に接続したＬＥＤ（Ｌ）によって、カットオフラインの下部だけに光を照射するすれ違い灯（Ｌｏｗ Ｂｅａｍ）が形成される。

さらに、図６では、ＬＥＤ式前照灯４の電流制限用の抵抗Ｒ３の代わりに、電源装置１０に定電流電源部１８を追加している。従って、ＬＥＤ式前照灯４のスイッチＳＷ２の動作によって点灯するＬＥＤの数量が変化しても、定電流電源部１８からＬＥＤ式前照灯４へ常に一定の電流を供給することができ、それぞれの方向に照射する明るさを一定にすることができる。

以上より、実施の形態２によれば、電源装置１０は、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２からなる双方向スイッチング素子ＳＷ１０を使用すると共に、スイッチング素子ＳＷ１の出力側の整流用のダイオードＤ５（図１）の代わりに双方向スイッチング素子ＳＷ１０の出力側に複数個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジを接続して、双方向スイッチング素子ＳＷ１０の後段に流れる双方向の電流を整流するように構成した。このため、上記実施の形態１の回路構成（図１）に比べて使用するダイオードの数を削減でき、効率の高い電源装置１０を実現できる。従って、電源装置１０のさらなる小型化および低廉化が可能である。

また、実施の形態２によれば、上述の電源装置１０を使用して、さらに定電圧電源部１１の出力から一定の電流をＬＥＤ式前照灯４に供給する定電流電源部１８を備えてＬＥＤ点灯装置を構成したので、当ＬＥＤ点灯装置は、交流発電機１が発電する低い電圧から高い電圧まで広範囲の交流電圧を入力しながらも、ＬＥＤに対して一定の電流を供給できる。このため、直列に接続された複数のＬＥＤ（Ｈ，Ｌ）を備え、当ＬＥＤの一部のＬＥＤ（Ｈ）の端子間を短絡あるいは開放することで、すれ違い灯（Ｌｏｗ Ｂｅａｍ）と走行灯（Ｈｉｇｈ Ｂｅａｍ）を切換える簡単な構成のＬＥＤ式前照灯を点灯するＬＥＤ点灯装置を実現できる。

なお、図６のようなＬＥＤ式前照灯４および定電流電源部１８を、上記実施の形態１の電源装置１０に適用することも可能である。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 交流発電機、２ 等価的な交流電源、３ 車載機器、４ ＬＥＤ式前照灯、１０ 電源装置、１１ 定電圧電源部、１２ 制御部、１３ 比較部、１４ 誤差増幅部、１５ ＰＷＭ波形生成部、１６ 過電圧制御部、１７ カレントトランス、１８ 定電流電源部、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード、Ｌ１ 等価的なコイル、Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗、ＳＷ１，ＳＷ１１，ＳＷ１２ スイッチング素子、ＳＷ１０ 双方向スイッチング素子、ＳＷ２ スイッチ、Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２ 基準電圧。

Claims (6)

1. 永久磁石を回転させて発電する交流発電機の出力電圧を所定の直流電圧に変換する電源装置であって、
   前記交流発電機の出力端子間を短絡するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子の出力側に接続した整流用のダイオードと、
   前記ダイオードによって整流した出力電圧に基づいて、前記スイッチング素子の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   出力電圧が、前記所定の直流電圧より高い第１の電圧以上のときには前記スイッチング素子を短絡し、
   出力電圧が、前記所定の直流電圧より低い第２の電圧以下のときには前記スイッチング素子を断続し、
   出力電圧が、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間にあるときには前記スイッチング素子を開放し、
   出力電圧が前記第１の電圧以上になって前記スイッチング素子を短絡動作させたとき、前記交流発電機の出力する交流電流が反転するまで当短絡動作を継続することを特徴とする電源装置。
2. 前記交流発電機の出力する交流電流を整流する整流回路を備え、
   前記スイッチング素子を、前記整流回路の出力側に配置したことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記スイッチング素子は、双方向スイッチング素子あるいは双方向対応のスイッチング素子であり、
   前記スイッチング素子の出力側の整流用のダイオードは、複数個のダイオードによるダイオードブリッジであり、前記スイッチング素子の後段に流れる双方向の電流を整流することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電源装置を使用して、ＬＥＤに電力を供給するＬＥＤ点灯装置。
5. 前記電源装置の出力から一定の電流を生成して前記ＬＥＤに供給する定電流電源部を備えたことを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ点灯装置。
6. 請求項４または請求項５記載のＬＥＤ点灯装置と、
   前記ＬＥＤ点灯装置が出力する電流によって点灯されるＬＥＤ式前照灯とを備えた車載用前照灯システム。

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