WO2013042673A1 - Ｌｅｄ点灯回路 - Google Patents

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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to an insulated LED lighting circuit that lights an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
  • LED Light Emitting Diode
  • LEDs have come to be used as light sources for general lighting devices for home use and the like, not only in the form corresponding to fluorescent lamps such as straight tube type and ring type, but also in the light bulb type corresponding to incandescent bulbs. Lighting devices have been manufactured. Further, in general, lighting devices that can be touched relatively easily by humans are required to have safety such as prevention of electric shock. Therefore, the LED lighting circuit includes a commercial power source and a load (LED ) And a transformer that is electrically insulated from each other.
  • Patent Document 1 discloses an insulated LED lighting circuit including a transformer as described above.
  • the conventional LED lighting device 300 described in Patent Document 1 includes an LED driving device 201 and an LED 202.
  • the LED driving device 201 includes an input capacitor 211, a transformer 212, a MOSFET 213, a controller 219, and an output capacitor 220. Further, the LED driving device 201 includes an error amplifier 215, a diode 216, and a photocoupler 217.
  • the error amplifier 215 of the conventional LED lighting device 300 performs a calculation based on the voltage generated in the current detection resistor 218 and the voltage value of the reference voltage source, and feeds back the calculation result to the controller 219 via the photocoupler 217.
  • the LED driving device 201 controls the current flowing through the LED 202 to be constant.
  • the present invention provides an LED lighting circuit that can be handled safely by quickly reducing the output voltage when the input voltage from a commercial power source or the like is lost.
  • an LED lighting circuit that converts an input voltage into a desired DC voltage and supplies the LED to an LED, the transformer having at least a primary winding and a secondary winding, a switching element, and a control A transformer, an output capacitor, an input voltage detector, and a discharger, wherein the transformer receives the input voltage at one end of the primary winding, and the direct current is applied to the LED through the secondary winding.
  • a voltage is supplied, and the switching element is connected to the other end of the primary winding and performs a switching operation according to a control signal output from the controller, and the output capacitor is connected to both ends of the secondary winding.
  • the input voltage detector detects the input voltage and outputs a discharge signal corresponding to the detected height of the input voltage to the discharger, and the discharger is connected to both ends of the output capacitor. Connected To discharge the charge stored in the output capacitor in response to the discharge signal output from the input voltage detector.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an LED lighting circuit according to an embodiment of the present invention.
  • the LED lighting circuit 1 according to the present embodiment includes a transformer 11 having at least a primary winding W1 and a secondary winding W2, a switching element 12, a controller 13, an output capacitor 14, an input voltage detector 15, And a discharger 16.
  • the LED lighting circuit 1 includes an insulated power conversion circuit that converts an input voltage into a desired DC voltage and outputs the converted voltage.
  • the LED 2 includes at least one LED element, and includes a series connection package and a parallel connection package including a plurality of LED elements, or a combination thereof.
  • the input power source 3 is composed of a power source that outputs a DC input voltage, and may be composed of a DC power source such as a battery, or may be composed of a combination of an AC power source such as a commercial power source and a rectifying and smoothing circuit.
  • the LED lighting circuit 1, LED 2, and input power source 3 are connected to each other, and the LED lighting circuit 1 and LED 2 constitute the LED lighting device 100 according to this embodiment.
  • black dots added to the primary winding W1 and the secondary winding W2 of the transformer 11 indicate the polarity of the transformer.
  • the primary winding W1 and the secondary winding W2 are wound in opposite polarities so that the secondary winding W2 becomes a flyback output winding.
  • the primary winding W1 of the transformer 11 is connected to the input power supply 3, and the secondary winding W2 of the transformer 11 is connected to the LED2.
  • the transformer 11 receives an input voltage from the input power source 3 at one end (positive side) of the primary winding W1, and supplies a DC voltage to the LED 2 connected to both ends of the secondary winding W2.
  • the switching element 12 is composed of a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
  • the drain of the switching element 12 is connected to the other end (negative electrode side) of the primary winding W1 of the transformer 11, the source of the switching element 12 is connected to the primary side ground, and the gate of the switching element 12 is connected to the controller 13.
  • the switching element 12 performs a switching operation (on / off operation) in accordance with a high-level or low-level control signal output from the controller 13, and conducts or cuts off a current flowing from the input power source 3 to the primary winding W1.
  • An AC voltage is generated in the secondary winding W2 by the switching operation of the switching element 12.
  • the output capacitor 14 is composed of an electrolytic capacitor or a ceramic capacitor, is connected to both ends of the secondary winding W2, and is equivalently connected in parallel to the LED2. One end of the output capacitor 14 is connected to one end (negative electrode side) of the secondary winding W2 via the diode 17, and the other end of the output capacitor 14 is connected to the other end (positive electrode side) of the secondary winding W2 and the secondary side ground. Connected to.
  • the output capacitor 14 and the diode 17 constitute a rectifying / smoothing circuit, and convert an AC voltage generated in the secondary winding W2 to be supplied to the LED 2 into a DC voltage.
  • the input voltage detector 15 is connected to the discharger 16, detects the input voltage output from the input power supply 3, and outputs a discharge signal corresponding to the level of the input voltage to the discharger 16.
  • the input voltage detector 15 is configured to detect that at least the LED lighting circuit 1 is disconnected from the input power supply 3 and the input voltage is lost, and to allow the discharger 16 to perform a discharging operation when the input voltage is lost. .
  • the discharger 16 is a well-known switch that can connect and disconnect between two terminals, and is connected to both ends of the output capacitor 14.
  • the discharger 16 operates in response to the discharge signal output from the input voltage detector 15, and discharges the charge stored in the output capacitor 14 when the LED lighting circuit 1 is disconnected from the input power supply 3 and the input voltage is lost. To do.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the LED lighting circuit according to the embodiment of the present invention.
  • the LED lighting circuit 1 according to the present embodiment further includes a feedback circuit 18 and an auxiliary power source 19.
  • the LED 2 includes an LED string in which a plurality of LED elements are connected in series, and the input power source 3 includes a rectifying and smoothing circuit including a diode bridge 32 and a capacitor 33 and a commercial power source 31.
  • the transformer 11 further includes a tertiary winding W3 and an auxiliary winding Wa, and one end (positive side) of the primary winding W1 is connected to one end of a capacitor 33 that is an output end of the rectifying and smoothing circuit.
  • the tertiary winding W3 is a forward output winding different from the secondary winding W2, and the auxiliary winding is a flyback output winding.
  • One end (negative electrode side) of the tertiary winding W3 is connected to the secondary side ground, and the other end (positive electrode side) is connected to the anode of the diode 151 of the input voltage detector 15.
  • auxiliary winding Wa One end (negative electrode side) of the auxiliary winding Wa is connected to the controller 13 via a rectifying and smoothing circuit composed of a diode and a capacitor, and the other end (positive electrode side) is connected to the primary side ground.
  • the auxiliary winding Wa and the rectifying / smoothing circuit constitute an auxiliary power source 19 that supplies driving power to the controller 13.
  • the controller 13 is a PWM (Pulse Width Modulation) control system control circuit, and includes a PWM comparator 131, a triangular wave generator 132, voltage dividing resistors 133 and 134, a driver 135, a start circuit 136, and a regulator 137.
  • the PWM comparator 131 compares a feedback signal described later and a triangular wave signal, and outputs a PWM signal for controlling the switching element 12 from the output terminal via the driver 135.
  • the triangular wave generator 132 is connected to the inverting input terminal of the PWM comparator 131 and outputs a triangular wave signal.
  • One end of the voltage dividing resistor 133 is connected to the regulator 137, the other end of the voltage dividing resistor 133 and one end of the voltage dividing resistor 134 are connected to each other, and the other end of the voltage dividing resistor 134 is connected to the primary side ground.
  • the connection point of the voltage dividing resistors 133 and 134 is connected to the non-inverting input terminal of the PWM comparator 131 and the phototransistor 185 connected to the outside of the controller 13, and outputs a feedback signal corresponding to the current flowing through the LED 2.
  • the start circuit 136 is connected to one end of the capacitor 33, the auxiliary power supply 19, and the regulator 137 through a resistor, and the regulator 137 supplies driving power to each part of the controller 13.
  • the input voltage detector 15 in the LED lighting circuit 1 includes a diode 151, a capacitor 152, voltage dividing resistors 153 and 154, and a transistor 155.
  • the anode of the diode 151 is connected to the other end of the tertiary winding W3, and the cathode is connected to one end of the capacitor 152 and the base of the transistor 155.
  • the other end of the capacitor 152 is connected to the secondary side ground.
  • the transistor 155 is an npn transistor.
  • the collector of the transistor 155 is connected to one end of the output capacitor 14 via a resistor, and the emitter of the transistor 155 is connected to the secondary side ground.
  • the charging voltage of the capacitor 152 is divided by the voltage dividing resistors 153 and 154 and applied to the base of the transistor 155.
  • the tertiary winding W3 of the transformer 11 may be regarded as a part of the input voltage detector 15.
  • the discharger 16 in the LED lighting circuit 1 is composed of an npn transistor, the collector of the discharger 16 is connected to one end of the output capacitor 14, and the emitter of the discharger 16 is connected to the secondary side ground.
  • the base of electrical device 16 is connected to the collector of transistor 155. That is, the discharge signal of the input voltage detector 15 is output from the collector of the transistor 155 to the discharger 16.
  • the feedback circuit 18 includes an error amplifier 181, a detection resistor 182, a Zener diode 183, a photodiode 184, and a phototransistor 185.
  • the error amplifier 181 calculates an error between the current flowing through the LED 2 and the reference value and outputs the error to the photodiode 184.
  • One end of the detection resistor 182 is connected in series with the LED 2 and connected to the inverting input terminal of the error amplifier 181, and the other end is connected to the secondary side ground.
  • the detection resistor 182 outputs a voltage signal (detection signal) based on the current flowing through the LED 2.
  • the anode of the Zener diode 183 is connected to the secondary side ground, and the cathode is connected to one end of the output capacitor 14 and the non-inverting input terminal of the error amplifier 181 through a resistor.
  • the Zener diode 183 functions as a reference voltage source that outputs a reference value by clamping the voltage of the output capacitor 14.
  • the anode of the photodiode 184 is connected to one end of the output capacitor 14, and the cathode is connected to the output terminal of the error amplifier 181.
  • the collector of the phototransistor 185 is connected to the controller 13, and the emitter of the phototransistor 185 is connected to the primary side ground.
  • the photodiode 184 and the phototransistor 185 constitute a photocoupler.
  • the feedback circuit 18 outputs a feedback signal based on an error between the current flowing through the LED 2 and the reference value to the controller 13 via the photocoupler.
  • a forward voltage based on the input voltage is generated in the tertiary winding W3 that is a forward output winding.
  • the forward voltage is rectified and smoothed by the diode 151 and the capacitor 152 and converted to a DC signal corresponding to the level of the input voltage.
  • a DC signal based on the input voltage is divided by voltage dividing resistors 153 and 154 and supplied to the base of the transistor 155. Therefore, a current flows between the collector and emitter of the transistor 155, and the discharger 16 is turned off.
  • the level of the DC signal based on the forward voltage is lowered and the collector potential of the transistor 155 is increased. Turn on. Since the electric charge stored in the output capacitor 14 is rapidly discharged by the conduction of the discharger 16, the output voltage of the LED lighting circuit 1 immediately drops to near the base-emitter voltage (about 0.6V).
  • the output capacitor 14 starts to be discharged under the following conditions.
  • the voltage drop due to the diode bridge 32 is VF1
  • the voltage drop due to the diode 151 is VF2
  • the base emitter voltage drop due to the transistor 155 is VBE
  • the resistance values of the voltage dividing resistors 153 and 154 are R1, R2, respectively.
  • the number of turns of the primary winding W1 is nW1
  • the number of turns of the tertiary winding W3 is nW3.
  • the condition is that the effective value of the AC input voltage is (VF1 + (VF2 + VBE ⁇ (R1 + R2) / R2) ⁇ nW1 / nW3 or less).
  • the instantaneous value of the AC input voltage is VF1 + VBE ⁇ (R1 + R2) / R2 ⁇ nW1 / nW3 or less.
  • the LED lighting circuit it is possible to detect that the input voltage has become equal to or lower than a predetermined value and to rapidly discharge the charge stored in the output capacitor. Thereby, when the input voltage supplied from the input power source to the LED lighting device is lost in the operation of removing the LED lighting device or the like, it is possible to reduce the possibility of discharge to surrounding people or objects.

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Abstract

本発明は、商用電源等からの入力電圧が無くなった場合に出力電圧をすみやかに降下させることで、安全に取り扱うことができるＬＥＤ点灯回路を提供する。入力電圧を所望の直流電圧に変換してＬＥＤに供給するＬＥＤ点灯回路であって、少なくとも一次巻線および二次巻線を有するトランスと、スイッチング素子と、制御器と、出力コンデンサと、入力電圧検出器と、放電器と、を備え、前記入力電圧検出器は、前記入力電圧を検出し、検出された前記入力電圧の高さに応じた放電信号を前記放電器に出力し、前記放電器は、前記出力コンデンサの両端に接続され、前記入力電圧検出器から出力される前記放電信号に応じて前記出力コンデンサに蓄えられた電荷を放電する。

Description

ＬＥＤ点灯回路
本発明は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させる絶縁型のＬＥＤ点灯回路に関する。
ＬＥＤは、家庭用等の一般的な照明装置の光源にも近年利用されるようになり、直管型、環状型等の蛍光灯に対応する形態ばかりでなく、白熱電球に対応する電球型の照明装置が製造されるようになった。また、一般的に人が比較的容易に手を触れることができる用途の照明装置においては、感電防止等の安全性を備えることが要求されるため、ＬＥＤ点灯回路は、商用電源と負荷（ＬＥＤ）との間を電気的に絶縁するトランスを含んで構成される。
特許文献１には、上記のようにトランスを含む絶縁型のＬＥＤ点灯回路が開示される。詳細には、図３に示すように、特許文献１に記載される従来のＬＥＤ照明装置３００は、ＬＥＤ駆動装置２０１とＬＥＤ２０２とを有する。ＬＥＤ駆動装置２０１は、入力コンデンサ２１１と、トランス２１２と、ＭＯＳＦＥＴ２１３と、制御器２１９と、出力コンデンサ２２０とを有する。また、ＬＥＤ駆動装置２０１は、誤差増幅器２１５と、ダイオード２１６と、フォトカプラ２１７とを有する。
従来のＬＥＤ照明装置３００の誤差増幅器２１５は、電流検出抵抗２１８に発生する電圧と基準電圧源の電圧値とに基づいて演算を行い、フォトカプラ２１７を介して制御器２１９に演算結果をフィードバックすることで、ＬＥＤ駆動装置２０１がＬＥＤ２０２に流れる電流を一定に制御する。
日本国特開２０１０－０９２９９７号公報
ところで、従来のＬＥＤ照明装置３００を取り外すとき等、ＬＥＤ照明装置３００が商用電源から切り離され入力電圧が無くなった場合、出力コンデンサ２２０に蓄えられた電荷が放電されにくく、出力電圧が０Ｖ付近まで降下せずＬＥＤ２０２に触れた人や物に放電する可能性があった。このような可能性は、入力電圧がバッテリ等の直流電源から供給される場合においても同様である。
本発明は、商用電源等からの入力電圧が無くなった場合に出力電圧をすみやかに降下させることで、安全に取り扱うことができるＬＥＤ点灯回路を提供するものである。
本発明の一態様によれば、入力電圧を所望の直流電圧に変換してＬＥＤに供給するＬＥＤ点灯回路であって、少なくとも一次巻線および二次巻線を有するトランスと、スイッチング素子と、制御器と、出力コンデンサと、入力電圧検出器と、放電器と、を備え、前記トランスは、前記一次巻線の一端に前記入力電圧を受け、前記二次巻線を介して前記ＬＥＤに前記直流電圧を供給し、前記スイッチング素子は、前記一次巻線の他端に接続され、前記制御器から出力される制御信号に応じてスイッチング動作し、前記出力コンデンサは、前記二次巻線の両端に接続され、前記入力電圧検出器は、前記入力電圧を検出し、検出された前記入力電圧の高さに応じた放電信号を前記放電器に出力し、前記放電器は、前記出力コンデンサの両端に接続され、前記入力電圧検出器から出力される前記放電信号に応じて前記出力コンデンサに蓄えられた電荷を放電する。
本発明によれば、商用電源等からの入力電圧が無くなった場合に出力電圧をすみやかに降下させることで、安全に取り扱うことができるＬＥＤ点灯回路を提供することができる。
本発明の実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の詳細な構成を示す回路図である。 従来のＬＥＤ照明装置の構成を示す回路図である。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定されるものでなく、この発明の実施形態は、種々の変更を加えることができる。
図１は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１は、少なくとも一次巻線Ｗ１および二次巻線Ｗ２を有するトランス１１と、スイッチング素子１２と、制御器１３と、出力コンデンサ１４と、入力電圧検出器１５と、放電器１６と、を備える。
ＬＥＤ点灯回路１は、入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力する絶縁型の電力変換回路を含んで構成される。ＬＥＤ２は、少なくとも１つのＬＥＤ素子を含んで構成され、複数のＬＥＤ素子を含む直列接続パッケージおよび並列接続パッケージあるいはこれらの組合せにより構成される。入力電源３は、直流入力電圧を出力する電源からなり、バッテリ等の直流電源より構成されても良く、商用電源等の交流電源と整流平滑回路との組合せより構成されても良い。ＬＥＤ点灯回路１とＬＥＤ２と入力電源３とは、それぞれ互いに接続され、ＬＥＤ点灯回路１とＬＥＤ２とは、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００を構成する。
図１においてトランス１１の一次巻線Ｗ１および二次巻線Ｗ２に付記される黒点は、トランスの極性を示す。二次巻線Ｗ２がフライバック出力の巻線となるように、一次巻線Ｗ１と二次巻線Ｗ２とは互いに逆極性に巻き回される。トランス１１の一次巻線Ｗ１は入力電源３に接続され、トランス１１の二次巻線Ｗ２はＬＥＤ２が接続される。トランス１１は、一次巻線Ｗ１の一端（正極側）に入力電源３から入力電圧を受け、二次巻線Ｗ２の両端に接続されるＬＥＤ２に直流電圧を供給する。
スイッチング素子１２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）からなる。スイッチング素子１２のドレインは、トランス１１の一次巻線Ｗ１の他端（負極側）に接続され、スイッチング素子１２のソースは一次側接地に接続され、スイッチング素子１２のゲートは制御器１３に接続される。スイッチング素子１２は、制御器１３から出力されるハイレベルまたはローレベルの制御信号に応じてスイッチング動作（オンオフ動作）し、入力電源３から一次巻線Ｗ１に流れる電流を導通または遮断させる。スイッチング素子１２のスイッチング動作により、交流電圧が二次巻線Ｗ２に発生する。
出力コンデンサ１４は、電解コンデンサまたはセラミックコンデンサからなり、二次巻線Ｗ２の両端に接続され、ＬＥＤ２と等価的に並列接続される。出力コンデンサ１４の一端はダイオード１７を介して二次巻線Ｗ２の一端（負極側）に接続され、出力コンデンサ１４の他端は二次巻線Ｗ２の他端（正極側）および二次側接地に接続される。出力コンデンサ１４とダイオード１７とは、整流平滑回路を構成し、ＬＥＤ２に供給するために二次巻線Ｗ２に発生する交流電圧を直流電圧に変換する。
入力電圧検出器１５は、放電器１６に接続され、入力電源３から出力される入力電圧を検出し、入力電圧の高低に応じた放電信号を放電器１６に出力する。入力電圧検出器１５は、少なくともＬＥＤ点灯回路１が入力電源３から切り離され入力電圧が無くなったことを検出し、入力電圧が無くなったときに放電器１６に放電動作をさせられるように構成される。
放電器１６は、２つの端子間を導通および遮断させることができる周知の開閉器からなり、出力コンデンサ１４の両端に接続される。放電器１６は、入力電圧検出器１５から出力される放電信号に応じて動作し、ＬＥＤ点灯回路１が入力電源３から切り離され入力電圧が無くなった場合に出力コンデンサ１４に蓄えられた電荷を放電する。
図２は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ点灯回路の詳細な構成を示す回路図である。本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１は、さらにフィードバック回路１８と補助電源１９とを備える。ＬＥＤ２は、複数のＬＥＤ素子が直列接続されたＬＥＤストリングからなり、入力電源３は、ダイオードブリッジ３２およびコンデンサ３３を含む整流平滑回路と商用電源３１とからなる。
本実施形態において、トランス１１はさらに三次巻線Ｗ３と補助巻線Ｗａとを有し、一次巻線Ｗ１の一端（正極側）は、整流平滑回路の出力端であるコンデンサ３３の一端に接続される。三次巻線Ｗ３は上記の二次巻線Ｗ２と異なるフォワード出力の巻線であり、補助巻線はフライバック出力の巻線である。三次巻線Ｗ３の一端（負極側）は二次側接地に接続され、他端（正極側）は入力電圧検出器１５のダイオード１５１のアノードに接続される。補助巻線Ｗａの一端（負極側）は、ダイオードとコンデンサとからなる整流平滑回路を介して制御器１３に接続され、他端（正極側）は一次側接地に接続される。補助巻線Ｗａと整流平滑回路とは、制御器１３に駆動電力を供給する補助電源１９を構成する。
本実施形態において、制御器１３はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式の制御回路であり、ＰＷＭコンパレータ１３１と三角波発生器１３２と分圧抵抗１３３、１３４とドライバ１３５とスタート回路１３６とレギュレータ１３７とを備える。ＰＷＭコンパレータ１３１は、後述するフィードバック信号と三角波信号とを比較して、出力端子からドライバ１３５を介してスイッチング素子１２を制御するためのＰＷＭ信号を出力する。三角波発生器１３２は、ＰＷＭコンパレータ１３１の反転入力端子に接続され、三角波信号を出力する。分圧抵抗１３３の一端はレギュレータ１３７に接続され、分圧抵抗１３３の他端と分圧抵抗１３４の一端とは互いに接続され、分圧抵抗１３４の他端は一次側接地に接続される。分圧抵抗１３３、１３４の接続点は、ＰＷＭコンパレータ１３１の非反転入力端子と制御器１３の外部に接続されるフォトトランジスタ１８５とに接続され、ＬＥＤ２に流れる電流に応じたフィードバック信号を出力する。スタート回路１３６は、抵抗を介してコンデンサ３３の一端と補助電源１９とレギュレータ１３７とに接続され、レギュレータ１３７は制御器１３の各部に駆動電力を供給する。
本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１における入力電圧検出器１５は、ダイオード１５１とコンデンサ１５２と分圧抵抗１５３、１５４とトランジスタ１５５とを備える。ダイオード１５１のアノードは三次巻線Ｗ３の他端に接続され、カソードはコンデンサ１５２の一端とトランジスタ１５５のベースとに接続される。コンデンサ１５２の他端は二次側接地に接続される。トランジスタ１５５はｎｐｎトランジスタからなり、トランジスタ１５５のコレクタは、抵抗を介して出力コンデンサ１４の一端に接続され、トランジスタ１５５のエミッタは二次側接地に接される。また、トランジスタ１５５のベースには、コンデンサ１５２の充電電圧が分圧抵抗１５３、１５４で分圧されて印加される。なお、本実施形態において、トランス１１の三次巻線Ｗ３を入力電圧検出器１５の一部とみなしても良い。
本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１における放電器１６は、ｎｐｎトランジスタからなり、放電器１６のコレクタは出力コンデンサ１４の一端に接続され、放電器１６のエミッタは二次側接地に接続され、放電器１６のベースはトランジスタ１５５のコレクタに接続される。すなわち、入力電圧検出器１５の放電信号はトランジスタ１５５のコレクタから放電器１６に出力される。
フィードバック回路１８は、誤差増幅器１８１と検出抵抗１８２とツェナーダイオード１８３とフォトダイオード１８４とフォトトランジスタ１８５とを備える。誤差増幅器１８１はＬＥＤ２に流れる電流と基準値との誤差を求め、フォトダイオード１８４に出力する。検出抵抗１８２の一端はＬＥＤ２と直列に接続され、且つ誤差増幅器１８１の反転入力端子に接続され、他端は二次側接地に接続される。検出抵抗１８２は、ＬＥＤ２に流れる電流に基づく電圧信号（検出信号）を出力する。ツェナーダイオード１８３のアノードは二次側接地に接続され、カソードは抵抗を介して出力コンデンサ１４の一端と誤差増幅器１８１の非反転入力端子とに接続される。ツェナーダイオード１８３は、出力コンデンサ１４の電圧をクランプすることで基準値を出力する基準電圧源として機能する。フォトダイオード１８４のアノードは出力コンデンサ１４の一端に接続され、カソードは誤差増幅器１８１の出力端子に接続される。フォトトランジスタ１８５のコレクタは制御器１３に接続され、フォトトランジスタ１８５のエミッタは一次側接地に接続される。フォトダイオード１８４とフォトトランジスタ１８５とはフォトカプラを構成する。フィードバック回路１８は、ＬＥＤ２に流れる電流と基準値との誤差に基づくフィードバック信号を、フォトカプラを介して制御器１３に出力する。
本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１における入力電圧検出器１５および放電器１６の動作について説明する。まず、入力電源３からＬＥＤ点灯回路１に電力が供給される場合、フォワード出力巻線である三次巻線Ｗ３には入力電圧に基づくフォワード電圧が発生する。フォワード電圧は、ダイオード１５１およびコンデンサ１５２により整流平滑され、入力電圧の高低に応じた直流信号に変換される。入力電圧に基づく直流信号は、分圧抵抗１５３、１５４により分圧され、トランジスタ１５５のベースに供給される。そのため、トランジスタ１５５のコレクタ・エミッタ間には電流が流れ、放電器１６はオフする。
次に、入力電源３からの入力電圧が無く、ＬＥＤ点灯回路１に電力が供給されない場合、フォワード電圧に基づく直流信号のレベルが低くなり、トランジスタ１５５のコレクタ電位が上昇するため、放電器１６がオンする。出力コンデンサ１４に蓄えられた電荷は、放電器１６の導通により急速に放電されるため、ＬＥＤ点灯回路１の出力電圧はすみやかにベース・エミッタ電圧（約０．６Ｖ）付近まで降下する。
本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路１によれば、以下の条件で出力コンデンサ１４が放電され始める。ただし、以下の式において、ダイオードブリッジ３２による電圧降下をＶＦ１、ダイオード１５１による電圧降下をＶＦ２、トランジスタ１５５によるベース・エミッタ電圧降下をＶＢＥ、分圧抵抗１５３、１５４の抵抗値をそれぞれＲ１、Ｒ２、一次巻線Ｗ１の巻数をｎＷ１、三次巻線Ｗ３の巻数をｎＷ３とする。まず、入力コンデンサ１４として容量が比較的大きい電解コンデンサ等を用いる場合、交流入力電圧の実効値が（ＶＦ１＋（ＶＦ２＋ＶＢＥ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）×ｎＷ１／ｎＷ３以下であることが条件となる。次に、入力コンデンサ１４として容量が比較的小さいフィルムコンデンサ等を用いる場合、交流入力電圧の瞬時値がＶＦ１＋ＶＢＥ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２×ｎＷ１／ｎＷ３以下であることが条件となる。
本実施形態に係るＬＥＤ点灯回路によれば、入力電圧が所定値以下になったことを検出し、出力コンデンサに蓄えられた電荷を急速に放電することができる。これにより、ＬＥＤ照明装置の取り外し作業等において入力電源からＬＥＤ照明装置に供給されていた入力電圧が無くなった場合に、周囲の人や物に放電してしまう可能性を低減することができる。
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含む。
本発明によれば、作業者が安全に取り扱うことができるＬＥＤ点灯回路ならびにＬＥＤ照明装置を提供することができる。
　１　　ＬＥＤ点灯回路
　２　　ＬＥＤ
　３　　入力電源
　１１　トランス
　１２　スイッチング素子
　１３　制御器
　１４　出力コンデンサ
　１５　入力電圧検出器
　１６　放電器
　１７　ダイオード
　１８　フィードバック回路
　１９　補助電源

Claims (4)

  1. 入力電圧を所望の直流電圧に変換してＬＥＤに供給するＬＥＤ点灯回路であって、
    少なくとも一次巻線および二次巻線を有するトランスと、スイッチング素子と、制御器と、出力コンデンサと、入力電圧検出器と、放電器と、を備え、
    前記トランスは、前記一次巻線の一端に前記入力電圧を受け、前記二次巻線を介して前記ＬＥＤに前記直流電圧を供給し、
    前記スイッチング素子は、前記一次巻線の他端に接続され、前記制御器から出力される制御信号に応じてスイッチング動作し、
    前記出力コンデンサは、前記二次巻線の両端に接続され、
    前記入力電圧検出器は、前記入力電圧を検出し、検出された前記入力電圧の高さに応じた放電信号を前記放電器に出力し、
    前記放電器は、前記出力コンデンサの両端に接続され、前記入力電圧検出器から出力される前記放電信号に応じて前記出力コンデンサに蓄えられた電荷を放電するＬＥＤ点灯回路。
  2. 前記トランスは少なくとも三次巻線を有し、前記三次巻線はフォワード出力巻線であり、前記入力電圧検出器は前記三次巻線を介して前記入力電圧を検出する請求項１に記載のＬＥＤ点灯回路。
  3. 前記入力電圧検出器は、前記入力電圧が所定値以下になったことを検出し、前記放電器を動作させ、前記出力コンデンサに蓄えられた電荷を放電させる請求項１または２に記載のＬＥＤ点灯回路。
  4. 前記二次巻線はフライバック出力巻線である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤ点灯回路。 
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