JP6519518B2 - Ｌｅｄ点灯回路およびｌｅｄ点灯方法 - Google Patents

Description

本発明はＬＥＤ点灯回路およびＬＥＤ点灯方法に関する。

ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とする灯具が広く用いられている。ＬＥＤの明るさはＬＥＤに流す電流の大きさに依存する。そのため、ＬＥＤを安定して点灯させるためには、ＬＥＤを定電流駆動することが好ましい。定電流駆動のための回路方式の大きな区分としては、スイッチング方式とドロッパ方式（シリーズレギュレータ方式）とがある。スイッチング方式は電力効率が良く、発熱も少ないが、電磁ノイズ放射の問題や、比較的高コストであるという問題がある。一方、ドロッパ方式は電磁ノイズ放射がなく、比較的安価に実現できる方式であるため、小規模のＬＥＤ点灯装置では多く用いられている。ドロッパ方式の定電流回路を用いたＬＥＤ点灯回路の例を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示すＬＥＤ点灯回路１０１においては２個のＬＥＤ２１、２２が直列接続され、上流側のＬＥＤ２１のアノード側が電源１０のプラス端子に接続され、下流側のＬＥＤ２２のカソード側が定電流回路３０を介して電源１０のマイナス端子に接続されている。

ドロッパ方式の場合は、電源電圧の上昇に比例して定電流回路の電力損失が増加するため、最大電源電圧に合わせて放熱装置を用意する必要がある。一般に、ドロッパ方式の定電流回路の電力損失は、電流制御用の１つのトランジスタの電力損失である。そのため、発熱が１つのトランジスタに集中し、放熱機構が大型化する傾向がある。定電流回路の電力損失を分散させるための方法として、図６（Ｂ）に例示するＬＥＤ点灯回路１０２のように、定電流回路３０に対して直列に電力分散用の抵抗器Ｒ２を挿入する方法がある。この方法によれば、図７に示すように、トランジスタの電力損失ＬＯをある程度減らすことはできる。図７は電源１０の電圧Ｖ_ＢＡＴを横軸とし、定電流回路３０における電力損失ＬＯを縦軸とした図である。図７中の実線ａは図６（Ａ）に示す回路１０１の定電流回路３０の電力損失ＬＯの値をプロットしたものであり、実線ｂは図６（Ｂ）に示す回路１０２の定電流回路３０の電力損失ＬＯの値をプロットしたものである。図７から、電源電圧Ｖ_ＢＡＴが最大値Ｖ_ｍａｘのとき、図６（Ａ）の定電流回路３０の電力損失ＬＯａと比べて、図６（Ｂ）の定電流回路３０の電力損失ＬＯｂが小さくなっていることが分かる。

別の例として、特許文献１（特開２０１２−２８１６７号公報）には、半導体光源点灯回路内の定電流回路を構成するトランジスタ（Ｍ１）における電力損失を軽減することを目的として、トランジスタ（Ｍ１）に対して、半導体光源へ供給される電流のバイパス経路（Ｂｙ）を設ける技術が記載されている（特許文献１の図１等参照）。

特開２０１２−２８１６７号公報

ただし、本明細書に添付した図６（Ｂ）に示す構成においても、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの上昇に従いトランジスタの電力損失ＬＯが増加することに変わりはない。また、図７から、図６（Ａ）の定電流回路３０による定電流制御が可能な最低電源電圧Ｖ_{ｍｉｎ＿ａ}と比べて、図６（Ｂ）の定電流回路３０による定電流制御が可能な最低電源電圧Ｖ_{ｍｉｎ＿ｂ}が大幅に高くなっていることが読み取れる。これは、図６（Ｂ）の構成において定電流回路３０が正常動作するときには電力分散用の抵抗器Ｒ２が常に一定の電力を消費するためである。このように、図６（Ｂ）の回路１０２は、ＬＥＤ２１、２２を定電流制御可能な最低電源電圧Ｖ_{ｍｉｎ＿ｂ}が高くなってしまうという問題を有する。このことは、特に電源電圧Ｖ_ＢＡＴが低い方へ変動する場合が想定される自動車機器に適用する場合にＬＥＤ２１、２２のちらつきを発生させる原因となり得る。

特許文献１に記載の構成によれば、電源電圧（入力電圧Ｖ_ＩＮ）が所定範囲（すなわち、特許文献１の図２の第２範囲２０４）内にあるときには、定電流回路を構成するトランジスタ（Ｍ１）での損失を抑えながら半導体光源に対して定電流を流すことができる。しかしながら、入力電圧Ｖ_ＩＮが所定範囲を超えて高くなると（すなわち、特許文献１の図２の第３範囲２０６においては）定電流回路を構成するトランジスタ（Ｍ１）がオフとなり定電流駆動ができなくなるという問題がある。

本発明は上記に鑑み、定電流回路による定電流駆動を確保しながら、定電流回路における損失を低減できるＬＥＤ点灯回路を提供することを本発明の目的の一つとする。また、定電流回路による定電流駆動を確保しながら、定電流回路における損失を低減できるＬＥＤ点灯方法を提供することを本発明の目的の別の一つとする。

本発明の発明者は上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のような本発明の各局面に想到した。
すなわち、本発明の第１の局面に係るＬＥＤ点灯回路は、ＬＥＤに供給される電流の経路上に直列に設けられる定電流回路および抵抗器と、抵抗器に対して並列に設けられるバイパス回路と、バイパス回路を制御する制御回路と、を備えるＬＥＤ点灯回路であって、制御回路は、ＬＥＤに電流を供給する電源の電圧が所定範囲内である場合に、ＬＥＤを流れる電流がバイパス回路に流れるようにバイパス回路を制御し、かつ、制御回路は、電源の電圧が所定範囲内において所定の閾値より高くなるに従い抵抗器に流れる電流が徐々に増加するようにバイパス回路を制御する、ＬＥＤ点灯回路である。

上記局面に係るＬＥＤ点灯回路によれば、定電流回路と抵抗器がＬＥＤに対して直列に設けられているため、発熱源（すなわち、電力損失源）を定電流回路と抵抗器の２つに分散させることができ、熱対策が容易になる。しかも上記局面に係る構成によれば、電源の電圧が所定範囲内である場合に、ＬＥＤを流れる電流がバイパス回路に流れるようにバイパス回路を制御する。そのため、所定範囲を比較的低い電圧の範囲に設定すれば、電源の電圧が比較的低い場合に、ＬＥＤを流れる電流のほとんどが抵抗器を迂回してバイパス回路を流れるような制御を行う構成とすることが可能となる。これによれば、図６（Ｂ）の構成において問題となっていたような、ＬＥＤ電流の定電流制御が可能な最低電源電圧が高くなってしまうということが回避できる。

更に、上記局面に係る構成によれば、電源の電圧が所定範囲内において所定の閾値より高くなるに従い抵抗器に流れる電流が徐々に増加するようにバイパス回路を制御する。このような構成によれば、電源の電圧が高くなるに従い、抵抗器における電力損失が徐々に大きくなり、定電流回路における電力損失の増加をより効果的に抑制することができる。電源の電圧が高くなった場合でもＬＥＤに流す電流は定電流回路を流れるため依然として定電流駆動が可能であり、特許文献１の技術の問題として上記において指摘したような、ＬＥＤの定電流駆動が可能な電源電圧の範囲が限られるということが回避できる。

また、本発明の第２の局面によれば、上記のＬＥＤ点灯回路において、抵抗器は、電源の電圧が所定の閾値より高くなるに従い定電流回路の電力損失が徐々に減少する抵抗値を有する。これによれば、ＬＥＤ電流の安定的な定電流駆動を行い得ると同時に、定電流回路の電力損失の最大値を好適に低減することができる。

また、本発明の第３の局面による方法は、ＬＥＤに供給される電流の経路上に直列に設けられる定電流回路および抵抗器と、抵抗器に対して並列に設けられるバイパス回路と、を備えるＬＥＤ点灯回路を制御する方法であって、ＬＥＤに電流を供給する電源の電圧が所定範囲内である場合に、ＬＥＤを流れる電流がバイパス回路に流れるようにバイパス回路を制御することと、電源の電圧が所定範囲内において所定の閾値より高くなるに従い抵抗器に流れる電流が徐々に増加するようにバイパス回路を制御すること、を含む方法である。この方法によれば、上記第１の局面と同様の効果を得ることができる。

本発明の第４の局面によれば、上記方法において、抵抗器の抵抗値を、電源の電圧が所定の閾値より高くなるに従い定電流回路の電力損失が徐々に減少する抵抗値とすること、を更に含む。この方法によれば、上記第２の局面と同様の効果を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の概略の回路構成図である。 図２は、一実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の回路構成図の一例である。 図３は、一実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の定電流回路の電力損失特性を示す特性図である。 図４は、本発明の一実施例に係るＬＥＤ点灯回路の定電流回路の電力損失特性と比較例のＬＥＤ点灯回路の定電流回路の電力損失特性とを比較した図である。 図５は、一実施形態の変形例によるＬＥＤ点灯回路の回路構成図である。 図６は、従来のＬＥＤ点灯回路の例を示す図である。 図７は、従来のＬＥＤ点灯回路の定電流回路の電力損失特性を示す特性図である。

以下の説明で接続という場合は、電気的接続を含むこととする。
図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１の概略の回路構成図である。一例として、ＬＥＤ点灯回路１はＬＥＤを用いた車両用灯具の点灯回路として好適に用いることができる。ＬＥＤ点灯回路１は、電圧可変の直流電源１０と、２個のＬＥＤ２１、２２と、定電流回路３０と、電力分散用の抵抗器Ｒ２と、バイパス回路４０と、制御回路５０とを有する。２個のＬＥＤ２１、２２は互いに直列に接続され、それらのうち上流側のＬＥＤ２１のアノード側は抵抗器Ｒ２を介して電源１０のプラス端子に接続されている。下流側のＬＥＤ２２のカソード側は定電流回路３０を介して電源１０のマイナス端子に接続されている。なお、２個のＬＥＤ２１、２２に代えて１個のＬＥＤを用いてもよく、また、３個以上のＬＥＤを互いに直列接続したものを用いてもよく、あるいは、直列接続した複数のＬＥＤからなる光源ブロックを互いに並列接続したものを用いてもよい。
バイパス回路４０は抵抗器Ｒ２に対して並列接続される。制御回路５０は電源１０のプラス端子およびマイナス端子に接続されるとともにバイパス回路４０に接続され、電源１０の電圧Ｖ_ＢＡＴに応じてバイパス回路４０の動作を制御できるように構成される。

図２は、図１のＬＥＤ点灯回路１をより具体的な構成の例により示すものである。図２の抵抗器Ｒ１、Ｒ３、ＮＰＮトランジスタＱ１およびツェナーダイオードＺＤ２が図１の定電流回路３０を構成する。トランジスタＱ１のコレクタ電極は下流側ＬＥＤ２２のカソード側と接続され、トランジスタＱ１のエミッタ電極は抵抗器Ｒ１を介して電源１０のマイナス端子と接続されている。トランジスタＱ１のベース電極はツェナーダイオードＺＤ２のアノード側に接続され、トランジスタＱ１のベース電極とツェナーダイオードＺＤ２の接続点は抵抗器Ｒ３を介して電源１０のプラス端子に接続されている。

図２のＰＮＰトランジスタＱ２が図１のバイパス回路４０を構成し、トランジスタＱ２のエミッタ電極が抵抗器Ｒ２の上流側に接続され、トランジスタＱ２のコレクタ電極が抵抗器Ｒ２の下流側に接続されている。
図２の抵抗器Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、ＰＮＰトランジスタＱ３およびツェナーダイオードＺＤ１が図１の制御回路５０を構成する。トランジスタＱ３のエミッタ電極が電源１０のプラス端子に接続されている。トランジスタＱ３のコレクタ電極が抵抗器Ｒ８を介してトランジスタＱ２のベース電極に接続されている。トランジスタＱ３のコレクタ電極と抵抗器Ｒ８の接続点が、抵抗器Ｒ４を介して電源１０のマイナス端子に接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソード側が電源１０のマイナス端子と接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード側が抵抗器Ｒ６、Ｒ５の順にこれらを介して電源１０のプラス端子と接続されている。抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ６の接続点が抵抗器Ｒ７を介してトランジスタＱ３のベース電極と接続されている。

次に、図１、２に示す本実施形態のＬＥＤ点灯回路１の動作例を図３に基づき説明する。図３は電源１０の電圧Ｖ_ＢＡＴ（電源電圧）を横軸にとり、定電流回路３０の電力損失ＬＯを縦軸にとり、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの変化に従って変化する電力損失ＬＯの値をプロットした図である。電源電圧Ｖ_ＢＡＴが、定電流回路３０による定電流制御可能な最低電圧Ｖ_ｍｉｎを超えると、定電流回路３０により規定される定電流Ｉ_{ＣＯＮＳＴ}がＬＥＤ２１、２２に流れ始める。
電源電圧Ｖ_ＢＡＴがツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１以下の間は、ツェナーダイオードＺＤ１は電流を流さない。そのため、トランジスタＱ３のベース電位はほぼ電源電圧Ｖ_ＢＡＴに等しく、トランジスタＱ３はオフの状態となる。その場合、トランジスタＱ２は抵抗器Ｒ８、Ｒ４を介して電流が流れるため、トランジスタＱ２はオンの状態となる。そのため、定電流Ｉ_{ＣＯＮＳＴ}はほぼトランジスタＱ２を流れ、抵抗器Ｒ２にはほぼ流れない。よって、電源電圧Ｖ_ＢＡＴが比較的低い範囲、すなわち、図３に両矢印Ｉで示す範囲（領域Ｉ）のうちＶ_ＢＡＴが比較的低い範囲においては、抵抗器Ｒ２における電力消費はほとんど生じず、定電流回路３０における損失ＬＯが電源電圧Ｖ_ＢＡＴの上昇に伴い増加する。

電源電圧Ｖ_ＢＡＴがツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１を超えると、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れ始め、トランジスタＱ３にベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ３が流れ始める。それに従いトランジスタＱ３にコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ３も流れ始め、抵抗器Ｒ４にはトランジスタＱ３からのコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ３とトランジスタＱ２からのベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ２が流れることとなる。電源電圧Ｖ_ＢＡＴが更に上昇するとトランジスタＱ３からのコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ３が増加し、抵抗器Ｒ４の両端電圧が上昇する。その結果として、トランジスタＱ２のベース電圧も高くなり、トランジスタＱ２のエミッタ・ベース電圧Ｖ_{ＢＥ＿Ｑ２}が減少する。それによりトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ２が減少し、減少した分の電流が抵抗器Ｒ２を流れることとなる。これにより抵抗器Ｒ２の両端電圧が上昇する。

本実施形態では、領域Ｉに続く電源電圧Ｖ_ＢＡＴの特定の領域ＩＩ（図３において両矢印ＩＩで示す）において、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの増加に対して定電流回路３０の電力損失ＬＯが負の特性を持つような構成を採用している。これは、領域ＩＩにおいて電源電圧Ｖ_ＢＡＴの上昇分よりも抵抗器Ｒ２の両端電圧の上昇分が大きくなるようにして、定電流回路３０に印加される電圧が「抵抗器Ｒ２の両端電圧の上昇分」から「電源電圧Ｖ_ＢＡＴの上昇分」を引いた分だけ減少する構成を採用することで実現される。本実施形態においてはＬＥＤ２１、２２の定電流駆動を行っているため、定電流回路３０に印加される電圧の減少がそのまま定電流回路３０の電力損失ＬＯの減少を生じさせることによる。なお、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの領域Ｉと領域ＩＩの境界値Ｖａとしては、（１）トランジスタＱ２がオンの状態（すなわち、飽和状態）から能動状態（すなわち、コレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ２＝ベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ２×電流増幅率ｈ_{ＦＥ＿Ｑ２}が成立する状態）となっており、かつ、（２）トランジスタＱ３のコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ３がトランジスタＱ２のベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ２と等しくなるときの電源電圧Ｖ_ＢＡＴの値を採用することができる。あるいは、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの増加に対する定電流回路３０の電力損失ＬＯの変化が正から負に転じる電源電圧Ｖ_ＢＡＴの値を境界値Ｖａとしてシミュレーションにより求めてもよい。

さらに電源電圧Ｖ_ＢＡＴが上昇すると、トランジスタＱ２のベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ２は減少し、最終的にはベース電流Ｉ_Ｂ＿Ｑ２は０となる。このときの電源電圧Ｖ_ＢＡＴを図３においてはＶ_{Ｑ２ＯＦＦ}により示す。トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ２も０となり、トランジスタＱ２はオフの状態となる。そうすると、定電流Ｉ_{ＣＯＮＳＴ}は全て抵抗器Ｒ２を流れ、電源電圧Ｖ_ＢＡＴが更に上昇する場合、その上昇分は全て定電流回路３０に印加される。抵抗器Ｒ２の両端電圧が「抵抗値×定電流Ｉ_{ＣＯＮＳＴ}」で一定のためである。そのため、領域ＩＩに続く領域ＩＩＩ（図３に両矢印ＩＩＩで示す）、すなわち、電源電圧Ｖ_ＢＡＴがＶ_{Ｑ２ＯＦＦ}以上である領域においては、定電流回路３０の電力損失ＬＯは正の特性に戻る。

このように、領域ＩＩＩにおいて定電流回路３０の電力損失ＬＯは正の特性に戻るが、領域ＩＩにおいては負の特性を有しているため、最大電源電圧Ｖ_ｍａｘにおける最大の電力損失ＬＯ_ｍａｘが、図６（Ａ）に示す構成の場合と比べて大幅に低減される。しかも、電源電圧Ｖ_ＢＡＴが比較的低い間は定電流Ｉ_{ＣＯＮＳＴ}のほとんどがトランジスタＱ２を流れる一方で抵抗器Ｒ２にはほとんど流れないため、定電流回路３０による定電流制御が可能な電源電圧Ｖ_ＢＡＴの最低値Ｖ_ｍｉｎが、図６（Ｂ）に示す構成の場合と比べて大幅に改善される。すなわち、損失分散用の抵抗器Ｒ２を有するために、定電流回路３０により定電流制御が可能な電源電圧Ｖ_ＢＡＴの最低値Ｖ_ｍｉｎが高くなってしまう、という問題が回避される。

このように、定電流回路３０の電力損失ＬＯに負の特性を持たせることで、ＬＥＤ点灯回路１の電力損失による発熱は、定電流回路３０のトランジスタＱ１と、抵抗器Ｒ２に分散することとなる。抵抗器Ｒ２は本来、発熱耐性があり、特に放熱機構は必要としない。その一方でトランジスタＱ１の電力損失を大幅に削減できるため、トランジスタＱ１用の放熱機構（放熱フィンなど）を簡素化することができる。

上記の様に領域ＩＩで定電流回路３０が負特性を持つための条件を検討する。図２の構成において、トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ_Ｃ＿Ｑ２は次のように表される。ｈ_{ＦＥ＿Ｑ３}はトランジスタＱ３の電流増幅率を表し、記号Ｖ_{ＢＥ＿Ｑ３}はトランジスタＱ３のベース・エミッタ電圧を表し、記号Ｒ_４〜Ｒ_８はそれぞれ抵抗器Ｒ４〜Ｒ８の抵抗値を表す。

電力損失ＬＯが負特性を持つためには、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの電圧変化よりも抵抗器Ｒ２の両端電圧Ｖ_Ｒ２の電圧変化の方が大きければよく、そのため、次式が成り立てばよい。

すなわち、次の「式１」が成り立てばよい。

（実施例）
図２に示す回路構成において、例として、Ｒ_４＝Ｒ_５＝Ｒ_６＝Ｒ_８＝１０ｋΩ、Ｒ_７＝３３０ｋΩ、ｈ_{ＦＥ＿Ｑ２}＝１９０、ｈ_{ＦＥ＿Ｑ３}＝１４０という条件のもとで、定電流回路３０が負特性を持つための抵抗器Ｒ２の抵抗値Ｒ_２の条件を上式に基づいて求めると、Ｒ_２＞９６Ωとなる。ただし、実際にはトランジスタの非線形性により、Ｒ_２＞約８０Ω近辺から負特性となる。そのため、上記の「式１」は一定の目安と考えることが好ましい。
そこで、上記条件のもとで抵抗器Ｒ２の抵抗値Ｒ_２＞９６Ωを満たす値である抵抗値Ｒ_２＝１４５Ωとした場合の定電流回路３０の電力損失ＬＯの特性図を図４に実線アにより示す。比較のため、図６（Ａ）の構成で条件を揃えた場合における定電流回路３０の電力損失ＬＯの特性図を図４に実線イにより示す。この図から分かるように、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの最大値Ｖ_ｍａｘ（＝１５Ｖ）において、本実施例の構成では、定電流回路３０の電力損失ＬＯを図６（Ａ）の構成の場合と比べて約１／３とすることができた。

なお、本実施例において、上記以外の回路構成部品の特性値として、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２のツェナー電圧をそれぞれ５．６Ｖおよび２．４Ｖとし、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３をそれぞれ３６Ω、１００Ω、２．４ｋΩとした。

（変形例）
本発明を実現する具体的な回路構成は以上に例示したものに何ら限定されない。例えば、図２においてトランジスタＱ２としてＰＮＰトランジスタを用いたが、これに代えて、ＮＰＮトランジスタを用いてもよい。それに併せて他の構成も適宜変更した回路構成例をＬＥＤ点灯回路１’として図５に示す。なお、図５中のＰＮＰトランジスタＱ１’が図２中のＮＰＮトランジスタＱ１に対応し、図５中のＮＰＮトランジスタＱ２’、Ｑ３’がそれぞれ図２中のＰＮＰトランジスタＱ２、Ｑ３に対応する。

図５の例では、抵抗器Ｒ１、Ｒ３、ＰＮＰトランジスタＱ１’およびツェナーダイオードＺＤ２が図１の定電流回路３０に相当する。トランジスタＱ１’のコレクタ電極は上流側ＬＥＤ２１のアノード側と接続され、トランジスタＱ１’のエミッタ電極は抵抗器Ｒ１を介して電源１０のプラス端子と接続されている。トランジスタＱ１’のベース電極はツェナーダイオードＺＤ２のカソード側に接続され、トランジスタＱ１’のベース電極とツェナーダイオードＺＤ２の接続点は抵抗器Ｒ３を介して電源１０のマイナス端子に接続されている。
図５のＮＰＮトランジスタＱ２’が図１のバイパス回路４０に相当し、トランジスタＱ２’のエミッタ電極が抵抗器Ｒ２の下流側に接続され、トランジスタＱ２’のコレクタ電極が抵抗器Ｒ２の上流側に接続されている。

図５の抵抗器Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、ＮＰＮトランジスタＱ３’およびツェナーダイオードＺＤ１が図１の制御回路５０に相当する。トランジスタＱ３’のエミッタ電極が電源１０のマイナス端子に接続されている。トランジスタＱ３’のコレクタ電極が抵抗器Ｒ８を介してトランジスタＱ２’のベース電極に接続されている。トランジスタＱ３’のコレクタ電極と抵抗器Ｒ８の接続点が、抵抗器Ｒ４を介して電源１０のプラス端子に接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノード側が電源１０のプラス端子と接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード側が抵抗器Ｒ６、Ｒ５の順にこれらを介して電源１０のマイナス端子と接続されている。抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ６の接続点が抵抗器Ｒ７を介してトランジスタＱ３’のベース電極と接続されている。
図５のＬＥＤ点灯回路１’は図２のＬＥＤ点灯回路１と同じ条件のもとでは同じ効果を得られるものであるため、その動作および効果についての説明は省略する。

本発明の上記の実施形態、実施例、変形例においては、図３の領域ＩＩにおいて定電流回路３０の消費電力ＬＯは負特性を有するものとしたが、当該特性の負の傾きは、定電流制御可能な電源電圧Ｖ_ＢＡＴの最低値Ｖ_ｍｉｎ以上の領域において、定電流回路３０の消費電力ＬＯが０以下とならないようにする必要がある。
本発明の上記の実施形態、実施例、変形例においては、図３の領域ＩＩにおいて定電流回路３０の消費電力ＬＯは負特性を有するものとしたが、それに代えて、領域ＩＩにおいて定電流回路３０の消費電力ＬＯが一定となる特性を有してもよい。
定電流回路３０による好適な定電流制御と、定電流回路３０における電力消費の好適な低減を両立させるためには、図３の領域Ｉ〜ＩＩにおける定電流回路３０の電力損失ＬＯの極大値ＬＯ１と、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの最大値Ｖ_ｍａｘにおける電力損失ＬＯ_ｍａｘとが等しいことが好ましい。ただし、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの範囲によってはＬＯ１＝ＬＯ_ｍａｘとすることができない場合もあり、その場合には、極大値ＬＯ１をできる限り小さくすることが好ましい。

図３の領域Ｉと領域ＩＩＩにおける電力損失ＬＯの傾きは等しい。これらの傾きと領域ＩＩにおける電力損失ＬＯの傾きの絶対値とを等しく（又は略等しく）することで、電源電圧Ｖ_ＢＡＴの定電流制御可能な最低値Ｖ_ｍｉｎ〜から最大値Ｖ_ｍａｘまでの範囲を領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩにより三等分（又は略三等分）してもよい。そのような構成は、定電流回路３０による好適な定電流制御と定電流回路３０における電力消費の好適な低減の両立のためにはより好ましい。
なお、領域ＩＩにおける電力損失ＬＯの傾き（絶対値）によっては、定電流回路３０の電力損失ＬＯが０となり、定電流回路３０が駆動しない恐れが生じる。このため、傾きを調整することで、領域ＩＩと領域ＩＩＩの境界において、定電流回路３０が最低限動作できる程度の電力損失ＬＯ以上となるようにすることが好ましい。そのような例として、領域ＩＩの傾きの絶対値を領域Ｉや領域ＩＩＩにおける傾きよりもわずかに小さくする、などの対応を行うことができる。

本発明は、前記各局面、前記各実施形態、前記各実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１、１’ ＬＥＤ点灯回路
１０ 電源
２１、２２ ＬＥＤ
３０ 定電流回路
４０ バイパス回路
５０ 制御回路
Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ１’〜Ｑ３’ トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗器
ＺＤ１、ＺＤ２ ツェナーダイオード

Claims (2)

1. ＬＥＤに供給される電流の経路上に直列に設けられる定電流回路および抵抗器と、
   前記抵抗器に対して並列に設けられるバイパス回路と、
   前記バイパス回路を制御する制御回路と、を備えるＬＥＤ点灯回路であって、
   前記制御回路は、前記ＬＥＤに電流を供給する電源の電圧が所定範囲内である場合に、前記ＬＥＤを流れる電流が前記バイパス回路に流れるように前記バイパス回路を制御し、かつ、
   前記制御回路は、前記電源の電圧が前記所定範囲内において所定の閾値より高くなるに従い前記抵抗器に流れる電流が徐々に増加するように前記バイパス回路を制御する、ＬＥＤ点灯回路であって、
   前記抵抗器は、前記電源の電圧が前記所定の閾値より高くなるに従い前記定電流回路の電力損失が徐々に減少する抵抗値を有する、ＬＥＤ点灯回路。
2. ＬＥＤに供給される電流の経路上に直列に設けられる定電流回路および抵抗器と、前記抵抗器に対して並列に設けられるバイパス回路と、を備えるＬＥＤ点灯回路を制御する方法であって、
   前記ＬＥＤに電流を供給する電源の電圧が所定範囲内である場合に、前記ＬＥＤを流れる電流が前記バイパス回路に流れるように前記バイパス回路を制御することと、
   前記電源の電圧が前記所定範囲内において所定の閾値より高くなるに従い前記抵抗器に流れる電流が徐々に増加するように前記バイパス回路を制御すること、を含む方法であって、
   前記抵抗器の抵抗値を、前記電源の電圧が前記所定の閾値より高くなるに従い前記定電流回路の電力損失が徐々に減少する抵抗値とすること、を更に含む方法。

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