JP5857252B2 - 点灯回路およびこれを備えたランプ - Google Patents

Description

本発明は、光源を点灯させる点灯回路に関し、特に、光源の光量の変動が大きくなった状態での使用を規制する技術に関する。

従来から、コイルとスイッチング素子とを含むＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源回路が提案されている（特許文献１参照）。この電源回路は、光源に電力を供給する点灯回路として使用することができる。
特許文献１に記載された電源回路では、交流電源からの交流出力を整流平滑する整流平滑回路と、整流平滑回路の出力端間に接続された電圧変換回路とから構成されている。ここで、整流平滑回路は、交流電源の出力端に接続されたダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの出力端に接続され脈流を平滑化するための電解コンデンサとを備える。

ところで、この整流平滑回路の平滑化作用は、完全ではなく、脈流成分も含まれている。この脈流成分は、整流平滑回路に含まれる電解コンデンサの静電容量に依存しており、電解コンデンサの静電容量が小さくなると、その分、脈流成分は大きくなる。そして、脈流成分が所定の大きさ以上になると、電圧変換回路の出力電圧の変動が顕著になる。この電源回路をＬＥＤ等を用いた光源を点灯させる点灯回路として使用する場合、電圧変換回路の出力電圧の変動が顕著になると光源の光量の変動が顕著になる。

従って、この電源回路を点灯回路として使用する場合、上記脈流成分の大きさを所定の大きさ以下となるように、電解コンデンサの静電容量を選択する必要がある。

特開２０１１−１７１２３１号公報

ところで、電解コンデンサは、整流平滑回路の平滑用等として長時間使用されると、内部の電解液が外部へ拡散することにより静電容量が減少してしまう。そして、電解コンデンサの静電容量が減少すると、その分、整流平滑回路の出力電圧に含まれる脈流成分の大きさが増大する。特に、この電源回路をＬＥＤを用いた光源用の点灯回路として使用する場合、ＬＥＤは長寿命であるため、ＬＥＤの寿命よりも前に、電解コンデンサの静電容量減少に起因して、脈流成分の増加が生じるおそれがある。このように脈流成分の大きさが大きくなると、光源の光量の変動が顕著になり、光量のちらつきが目立つようになる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、光源の光量の変動が顕著になった状態での使用を防止できる点灯回路を提供することにある。

本発明に係る点灯回路は、交流電源からの電力供給を受けて光源を点灯させる点灯回路であって、交流を整流する整流回路と、整流回路の出力端間に接続された電解コンデンサと、電解コンデンサの両端間に生じる電圧を昇降圧して光源に出力し且つ電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値よりも大きい場合、光源への電圧の出力を継続し、電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値以下の場合、光源への電圧の出力を停止する電圧変換回路とを備え、前記電圧閾値は、前記光源に出力される電圧に応じて変化し、前記光源に出力される電圧が、前記電解コンデンサの両端間に生じる電圧の最小値よりも小さいときに、前記電圧閾値は、前記光源に出力される電圧より大きく設定されることを特徴とする。

本構成によれば、電圧変換回路が、電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値以下になると動作を停止する。従って、電解コンデンサの両端間に生じる電圧に含まれる脈流成分の大きさが許容範囲の上限にあるときの電圧平均値を電圧閾値に設定することにより、脈流成分の大きさが許容範囲を超えた状態で点灯回路が動作し続けることを防止できる。その結果、電圧変換回路に光源を接続して使用する場合、光源の光量の変動が顕著になった状態での使用を防ぐことができる。

実施の形態１に係る点灯回路の回路図である。 実施の形態１に係る駆動回路の回路図である。 実施の形態１に係る電解コンデンサの両端間の電圧の時間波形を示す図である。 実施の形態１に係る点灯回路について、（ａ）は電解コンデンサの静電容量の経時変化を示す図であり、（ｂ）は電解コンデンサの両端間の電圧の平均値の経時変化を示す図であり、（ｃ）はスイッチング素子の動作を示す図である。 実施の形態２に係るランプの断面図である。 変形例に係る点灯回路の回路図である。 変形例に係る駆動回路の回路図である。 変形例に係る点灯回路について、電解コンデンサの両端間の電圧の波形とＬＥＤモジュールに印加される電圧との関係を示す図である。 変形例に係る点灯回路の回路図である。 変形例に係る点灯回路について、（ａ）は電解コンデンサの両端間の電圧の波形を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に表された期間Ｔ１におけるスイッチング素子のドレイン電流の波形を示す図であり、（ｃ）は（ａ）に表された期間Ｔ２におけるスイッチング素子のドレイン電流の波形を示す図である。 変形例に係る点灯回路の回路図である。 変形例に係る駆動回路の回路図である。 変形例に係る点灯回路について、（ａ−１）および（ｂ−１）はスイッチング素子のドレイン電流の波形を示す図であり、（ａ−１）および（ｂ−２）はサイリスタの動作を示す図である。

＜実施の形態１＞
＜１＞構成
本実施の形態に係る点灯回路の回路図を図１に示す。
点灯回路１は、整流回路２と、電解コンデンサＣ２と、電圧変換回路３とを備えている。ここで、整流回路２には、交流電源ＡＣと接続されており、電圧変換回路３には、ＬＥＤモジュール５が接続されている。

交流電源ＡＣは、例えば、商用電源であり、日本国内では、通常、出力電圧が１００Ｖの電源（以下、「ＡＣ１００Ｖの電源」と称す。）である。この交流電源ＡＣは、整流回路２にフューズＦ１を介して接続されている。
ＬＥＤモジュール５は、複数のＬＥＤを直列に接続したものである。各ＬＥＤは、点灯回路１から電圧が供給されると点灯する。なお、ＬＥＤモジュール５は、複数のＬＥＤを直列に接続したものに限定されず。例えば、複数のＬＥＤを直列に接続してなる直列接続体を複数並列に接続したものであってもよい。

＜１−１＞整流回路
整流回路２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジＤＢからなる。この整流回路２の出力端間には、コンデンサＣ１と、ダイオードブリッジＤＢの高電位側の出力端に接続されたインダクタＮＦとからなるローパスフィルタが接続されている。このローパスフィルタは、電圧変換回路３側で発生する高周波ノイズがダイオードブリッジＤＢ側へ漏れ出すのを防止するためのものである。なお、このローパスフィルタは、無くてもよい。

＜１−２＞電解コンデンサ
電解コンデンサＣ２は、整流回路２の出力端間に接続されており、整流回路２から出力される脈流を平滑化する。この電解コンデンサＣ２は、アルミニウム電解コンデンサから構成されている。なお、電解コンデンサＣ２は、アルミニウム電解コンデンサに限定されず、例えば、タンタル電解コンデンサ等であってもよい。そして、前述の整流回路２と、この電解コンデンサＣ２とから整流平滑回路が構成されている。

＜１−３＞電圧変換回路
電圧変換回路３は、電解コンデンサＣ２の両端間に接続され、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧を昇降圧してＬＥＤモジュール５に出力する。この電圧変換回路３は、駆動回路Ｕ１と、昇降圧回路３１と、指示回路４とを備える。
＜昇降圧回路＞
昇降圧回路３１は、インダクタＬ２と、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ６と、コンデンサＣ８，Ｃ１１とを備える。この昇降圧回路３１は、後述の第１電流経路と第２電流経路とを交互に選択することにより、電圧をＬＥＤモジュール５に出力する。

インダクタＬ２は、一端側が電解コンデンサＣ２の高電位側に接続され他端側が駆動回路Ｕ１のドレイン端子Ｄに接続されている。また、インダクタＬ２の一端側は、ＬＥＤモジュール５の一部を構成するＬＥＤのカソードに接続されている。
ダイオードＤ１は、アノードがインダクタＬ２の他端側に接続され、カソードがＬＥＤモジュール５の一部を構成するＬＥＤのアノードに接続されている。

抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ８は、インダクタＬ２の一端側とダイオードＤ１のカソードとの間に並列接続されている。
ここにおいて、第１電流経路とは、インダクタＬ２へのエネルギの蓄積が生じる電流経路であり、整流回路２から電圧変換回路３側へ流れる電流が、電解コンデンサＣ２の高電位側、インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ１０１、抵抗Ｒ１０１（図２参照）の順に経由して電解コンデンサＣ２の低電位側に戻る経路である。また、第２電流経路とは、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギをＬＥＤモジュール５に伝達する電流経路であり、インダクタＬ２の上記他端側から流出した電流が、ダイオードＤ１、ＬＥＤモジュール５の順に経由してインダクタＬ２に戻る経路である。

＜駆動回路＞
駆動回路Ｕ１は、１つの半導体パッケージに組み込まれており、電解コンデンサＣ２の高電位側に接続された電源端子ＶＣＣと、ドレイン端子Ｄと、ソース端子Ｓと、一定の電圧が出力される定電圧端子ＶＤＤと、入力端子ＥＸ，ＣＬとを有する。また、駆動回路Ｕ１は、内部に指示回路４の出力端に接続された判定回路１２１を備えている。

ここで、ドレイン端子Ｄには、インダクタＬ２の他端側とダイオードＤ１のアノードとが共通接続されている。
ソース端子Ｓは、電解コンデンサＣ２の低電位側に接続されている。
定電圧端子ＶＤＤと電解コンデンサＣ２の低電位側との間には、抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２とが直列に接続されている。そして、可変抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ６が接続されている。また、定電圧端子ＶＤＤと電解コンデンサＣ２の高電位側との間には、抵抗Ｒ８が接続され、定電圧端子ＶＤＤと電解コンデンサＣ２の低電位側との間には、コンデンサＣ５が接続されている。

入力端子ＥＸは、抵抗Ｒ１および可変抵抗Ｒ２の接続点に抵抗Ｒ７を介して接続されている。この入力端子ＥＸの電圧を変化させることにより、インダクタＬ２に流れる電流値を変化させることができる。従って、インダクタＬ２に流れる電流値を変化させたい場合には、可変抵抗Ｒ２の抵抗値を変化させることにより、入力端子ＥＸの電圧を変化させればよい。

入力端子ＣＬは、指示回路４に接続されている。この入力端子ＣＬの電圧が後述の判定基準電圧よりも小さくなると、インダクタＬ２に流れる電流が停止する。
なお、この駆動回路Ｕ１の内部構成の詳細は後述する。
コンデンサＣ１１は、ダイオードＤ１のカソードと駆動回路Ｕ１のソース端子Ｓとの間に接続されている。このコンデンサＣ１１により、ダイオードＤ１のカソード電位を安定させることができる。

＜指示回路＞
指示回路４は、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに接続され、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧平均値が電圧閾値以下になると、入力端子ＣＬに入力する電圧を低下させることにより、駆動回路Ｕ１に動作を停止するよう指示する回路である。この指示回路４は、ＰＮＰバイポーラトランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒと、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４と、コンデンサＣ７，Ｃ１２とを備える。なお、指示回路４としては、抵抗Ｒ１３の無い構成であってもよい。

抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は、電解コンデンサＣ２の両端間に直列に接続されている。コンデンサＣ１２は、２つの抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点と電解コンデンサＣ２の低電位側との間に接続されている。また、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、駆動回路Ｕ１の定電圧端子ＶＤＤと電解コンデンサＣ２の低電位側との間に直列に接続されており、コンデンサＣ７が抵抗Ｒ４と並列に接続されている。スイッチング素子Ｔｒは、エミッタがプルアップ用の抵抗Ｒ１４を介して抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点に接続され且つコレクタが電解コンデンサＣ２の低電位側に接続されるとともに、ベースが抵抗Ｒ１３を介して抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点に接続されている。そして、スイッチング素子Ｔｒのエミッタと抵抗Ｒ１４との接続点が、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに接続されている。

ここにおいて、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値およびコンデンサＣ１２の静電容量は、抵抗Ｒ１２の両端間の電圧の減衰時定数が、整流回路２の出力端間に生じる脈流電圧の減衰時定数よりも大きくなるように設定されている。これは、抵抗Ｒ１２の両端間に生じる脈流成分を含む電圧の平均値をスイッチング素子Ｔｒのベースに入力するためである。例えば、上記脈流電圧の周期が０．１ｓであれば、抵抗Ｒ１２の両端間の電圧の減衰時定数が０．１ｓよりも大きくなるように設定されている。

この指示回路４は、エミッタ・ベース間の電圧がスイッチング素子Ｔｒのターンオン電圧よりも小さい場合、スイッチング素子Ｔｒはオフ状態を維持し、エミッタ・ベース間の電圧がスイッチング素子Ｔｒのターンオン電圧以上の場合、スイッチング素子Ｔｒはオン状態となる。ここで、スイッチング素子Ｔｒのターンオン電圧は、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧が所定の電圧閾値にある場合における抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点に生じる電圧に相当する。

ここにおいて、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧平均値が低下すると、それに伴い、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点の電圧も低下し、スイッチング素子Ｔｒのベース電圧も低下していく。そして、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧平均値が電圧閾値以下に達すると、スイッチング素子Ｔｒのエミッタ・ベース間の電圧がスイッチング素子Ｔｒのターンオン電圧以上に達し、スイッチング素子Ｔｒがオン状態になる。

ところで、スイッチング素子Ｔｒがオフ状態の場合、指示回路４から入力端子ＣＬへの入力電圧ＶＣＬと駆動回路Ｕ１の定電圧端子の電圧ＶＤＤとの間には式（１）の関係式が成立する。

ここで、Ｒ３，Ｒ４は、各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値を表すものとする。
一方、スイッチング素子Ｔｒがオン状態の場合、指示回路４から入力端子ＣＬへの入力電圧ＶＣＬと駆動回路Ｕ１の定電圧端子の電圧ＶＤＤとの間には式（２）の関係式が成立する。

ここで、Ｒ１４は、抵抗Ｒ１４の抵抗値を表すものとする。
そして、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１４は、式（３）の関係式が成立するように選択されている。

つまり、指示回路４では、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧平均値が電圧閾値以下になると、スイッチング素子Ｔｒがオン状態となり、入力端子ＣＬへの入力電圧が低下する。
＜２＞駆動回路
次に、駆動回路Ｕ１の構成について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「Ｈｉｇｈ」レベルとは、０Ｖ以上の所定の電圧に相当し、「Ｌｏｗ」レベルとは、電圧が略０Ｖであることに相当する。

駆動回路Ｕ１の回路図を図２に示す。
駆動回路Ｕ１は、スイッチング素子Ｑ１０１と、電源端子ＶＣＣに接続されたレギュレータ１１０と、レギュレータ１１０に接続された起動停止回路１１３とを備える。また、駆動回路Ｕ１は、２種類の矩形波信号を出力する発振器１０１と、ＡＮＤ回路１０２と、ＲＳフリップフロップ回路１０３と、ＮＡＮＤ回路１０５と、スイッチング素子Ｑ１０１のゲートに接続されたゲートドライバ１０６とを備える。そして、駆動回路Ｕ１は、更に、スイッチング素子Ｑ１０１に接続された抵抗Ｒ１０１と、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオフするタイミングを制御するターンオフ制御回路１２２と、ブランキングパルス発生回路１１２と、ＡＮＤ回路１０２の入力端子に接続された判定回路１２１を備える。

＜スイッチング素子＞
スイッチング素子Ｑ１０１は、パワーＭＯＳＦＥＴから構成されており、ドレインがドレイン端子Ｄに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１０１のソースとソース端子Ｓとの間には、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流を検出するための抵抗Ｒ１０１が接続されている。

＜レギュレータ＞
レギュレータ１１０は、電源端子ＶＣＣから電力供給を受けて起動停止回路１１３に一定の電圧を出力するとともに、定電圧端子ＶＤＤに一定の電圧を出力する。ここで、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３に出力する電圧とレギュレータ１１０から定電圧端子ＶＤＤに出力する電圧とは、等しくなっている。

＜起動停止回路＞
起動停止回路１１３は、駆動回路Ｕ１の起動時においてレギュレータ１１０の出力電圧が定格電圧まで立ち上がっていない期間においてスイッチング素子Ｑ１０１のオンオフ動作を制限するための回路である。この起動停止回路１１３は、レギュレータ１１０からの入力電圧の大きさに応じて、レベルの異なる電圧を出力する。具体的には、起動停止回路１１３は、所定の基準電圧を保持しており、駆動回路Ｕ１が起動してからレギュレータ１１０からの入力電圧が基準電圧よりも小さい期間ではＯＲ回路１０４に「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を入力する。一方、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３への入力電圧が基準電圧以上に達すると、起動停止回路１１３は、ＯＲ回路１０４に「Ｌｏｗ」レベルの電圧を入力する。

＜発振器＞
発振器１０１は、一定周期のクロック信号を出力するクロック端子ｔｅ１０１ａと、クロック信号に同期した矩形波信号を出力する信号端子ｔｅ１０１ｂとを有する。このクロック信号および矩形波信号は、いずれも「Ｈｉｇｈ」レベルと「Ｌｏｗ」レベルとからなる矩形パルス列状の時間波形を有する電圧信号である。ここで、クロック端子ｔｅ１０１ａから出力される信号は、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンするタイミングを定めるための信号であり、信号端子ｔｅ１０１ｂから出力される矩形波信号は、スイッチング素子Ｑ１０１のオンデューティの最大値を定めるための信号である。例えば、矩形波信号のオンデューティを８０％に設定すると、スイッチング素子Ｑ１０１のオンデューティの最大値が８０％となる。

＜ＡＮＤ回路＞
ＡＮＤ回路１０２は、発振器１０１のクロック端子ｔｅ１０１ａからの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであり、判定回路１２１からの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであると、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓに「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を入力する。

一方、ＡＮＤ回路１０２は、発振器１０１のクロック端子ｔｅ１０１ａからの入力電圧および判定回路１２１からの入力電圧の少なくとも一方が「Ｌｏｗ」レベルであるとセット端子Ｓに「Ｌｏｗ」レベルの電圧を入力する。
＜判定回路＞
判定回路１２１は、定電圧端子ＶＤＤとソース端子Ｓとの間に直列に接続された抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３と、比較器１０８とを備える。比較器１０８は、プラス側入力端子が入力端子ＣＬに接続され、マイナス側入力端子が抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３の接続点に接続されている。そして、比較器１０８は、入力端子ＣＬの電圧が抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３の接続点の電圧（以下、「判定基準電圧」と称す。）以上であれば「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を出力し、入力端子ＣＬの電圧が判定基準電圧よりも小さくなると「Ｌｏｗ」レベルの電圧を出力する。従って、入力端子ＣＬの電圧が判定基準電圧よりも小さくなると、判定回路１２１からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルで維持され、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓには、クロック信号の信号電圧に関わらず常に「Ｌｏｗ」レベルの電圧が入力される。これにより、スイッチング素子Ｑ１０１はオフ状態で維持され、駆動回路Ｕ１は停止することになる。

ところで、駆動回路Ｕ１の判定回路１２１の一部を構成する抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３の抵抗値をそれぞれＲ１０２，Ｒ１０３と表すと、指示回路４からの入力電圧（ＶＣＬ＝Ｒ４×ＶＤＤ／（Ｒ３＋Ｒ４）（式（１）参照）、または、ＶＣＬ＝Ｒ４×Ｒ１４×ＶＤＤ／［Ｒ３×（Ｒ４＋Ｒ１４）＋Ｒ４×Ｒ１４］（式（２）参照））との間に式（４）の関係式が成立するように、抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３の抵抗値が選択されている。

つまり、スイッチング素子Ｔｒがオフ状態にある場合における指示回路４からの入力電圧は、判定基準電圧よりも大きく、一方、スイッチング素子Ｔｒがオン状態にある場合における指示回路４からの入力電圧は、判定基準電圧よりも小さくなっている。
そして、比較器１０８は、スイッチング素子Ｔｒがオフ状態の場合、プラス側入力端子の電圧（＝Ｒ４×ＶＤＤ／（Ｒ３＋Ｒ４））よりもマイナス側入力端子の判定基準電圧（＝Ｒ１０３×ＶＤＤ／（Ｒ１０２＋Ｒ１０３））が小さいので、「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を出力する。

一方、比較器１０８は、スイッチング素子Ｔｒがオン状態の場合、プラス側入力端子の電圧（＝Ｒ４×Ｒ１４×ＶＤＤ／［Ｒ３×（Ｒ４＋Ｒ１４）＋Ｒ４×Ｒ１４］）よりもマイナス側入力端子の判定基準電圧（＝Ｒ１０３×ＶＤＤ／（Ｒ１０２＋Ｒ１０３））が大きいので、「Ｌｏｗ」レベルの電圧を出力する。
＜ターンオフ制御回路＞
ターンオフ制御回路１２２は、比較器１０７、ＡＮＤ回路１１１およびＯＲ回路１０４から構成される。比較器１０７は、プラス側の入力端がスイッチング素子Ｑ１０１と抵抗Ｒ１０１との間の接続点に接続されマイナス側の入力端が入力端子ＥＸに接続されている。ＡＮＤ回路１１１は、２つの入力端子それぞれが比較器１０７の出力端およびブランキングパルス発生回路１１２の出力端に接続されている。このＡＮＤ回路１１１は、ブランキングパルス発生回路１１２から「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧が入力されるとともに比較器１０７からも「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧が入力されるとＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒに「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を入力する。ＯＲ回路１０４は、２つの入力端子それぞれが起動停止回路１１３およびＡＮＤ回路１１１の出力端に接続され、１つの反転入力端子が発振器１０１の信号端子ｔｅ１０１ｂに接続されている。そして、ＯＲ回路１０４の出力端は、ＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒに接続されている。ここで、信号端子ｔｅ１０１ｂからＯＲ回路１０４の反転入力端子への入力電圧が、「Ｌｏｗ」レベルになると、ＡＮＤ回路１１１からの入力電圧のレベルに関係なく、ＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒの電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルに設定される。

＜ブランキングパルス発生回路＞
ブランキングパルス発生回路１１２は、ゲートドライバ１０６からスイッチング素子Ｑ１０１にターンオン信号が出力された後、所定のブランキング時間が経過してからＡＮＤ回路１１１に「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を入力する。これにより、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンしてから少なくともブランキング時間が経過するまでは、ＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒの電圧が「Ｌｏｗ」レベルに維持される。従って、スイッチング素子Ｑ１０１のターンオン直後に、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるスパイク電流を検出して、ＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒが「Ｈｉｇｈ」レベルに設定されてしまうことを防止している。

＜ＲＳフリップフロップ回路＞
ＲＳフリップフロップ回路１０３は、ＡＮＤ回路１０２からセット端子Ｓへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになると、出力端子ＱからＮＡＮＤ回路１０５への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルに設定される。このとき、スイッチング素子Ｑ１０１は、ターンオンする。

一方、ＲＳフリップフロップ回路１０３は、抵抗Ｒ１０１の両端間に生じる電圧が入力端子ＥＸに生じる電圧に到達し、ＯＲ回路１０４からリセット端子Ｒへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになると、ＡＮＤ回路１０２からセット端子Ｓへの入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルであれば、出力端子Ｑからの出力電圧が「Ｌｏｗ」レベルに設定される。
＜ＮＡＮＤ回路＞
ＮＡＮＤ回路１０５は、ＲＳフリップフロップ回路１０３からの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであり、且つ、発振器１０１の信号端子ｔｅ１０１ｂからの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであると、出力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになる。また、ＲＳフリップフロップ回路１０３からの入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルであり、且つ、発振器１０１の信号端子ｔｅ１０１ｂからの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであると、出力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。

＜ゲートドライバ＞
ゲートドライバ１０６は、ＮＡＮＤ回路１０５からの入力電圧の大きさに応じて、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧を制御する。具体的には、ゲートドライバ１０６は、ＮＡＮＤ回路１０５からの入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルであると、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、ＮＡＮＤ回路１０５からの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであると、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧を「Ｌｏｗ」レベルにする。そして、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになると、スイッチング素子Ｑ１０１はターンオンし、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧が「Ｌｏｗ」レベルになると、スイッチング素子Ｑ１０１はターンオフする。

＜２＞動作
＜２−１＞基本動作
次に、本実施の形態に係る点灯回路の基本的な動作を図１および図２を用いて説明する。
点灯回路１が起動し、電解コンデンサＣ２の両端間に直流電圧Ｖｉｎが入力されると、電解コンデンサＣ２の高電位側からインダクタＬ２、コンデンサＣ５および駆動回路Ｕ１の電源端子ＶＣＣに電流が流れ込む（図１参照）。このとき、駆動回路Ｕ１内では、電源端子ＶＣＣに流れ込んだ電流がレギュレータ１１０を経由して定電圧端子ＶＤＤに流れる（図２参照）。そして、コンデンサＣ５は、電解コンデンサＣ２の高電位側から抵抗Ｒ８を介して電流が流れ込むとともに、駆動回路Ｕ１の定電圧端子ＶＤＤからも電流が流れ込むことにより充電される（図１参照）。ここにおいて、コンデンサＣ５が充電されていない期間は、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３に入力される電圧が起動電圧よりも小さくなり、一方、コンデンサＣ５が充電されている期間は、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３に入力される電圧が起動電圧以上の電圧になる（図２参照）。このとき、駆動回路Ｕ１の定電圧端子ＶＤＤから流出した電流は、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ７にも流れ込み、コンデンサＣ７も充電される（図１参照）。

ここで、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３に入力される電圧が起動電圧よりも小さい期間は、起動停止回路１１３からＯＲ回路１０４の入力端子には「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧が入力される（図２参照）。すると、ＯＲ回路１０４からＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒには「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧が入力され、出力端子ＱからＮＡＮＤ回路１０５への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルで維持される。

一方、レギュレータ１１０から起動停止回路１１３に入力される電圧が起動電圧以上の電圧に到達すると、起動停止回路１１３からＯＲ回路１０４の入力端子に「Ｌｏｗ」レベルの電圧が入力される。すると、ＯＲ回路１０４からＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒには「Ｌｏｗ」レベルの電圧が入力される。
また、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬには、指示回路４から出力される電圧が入力され、入力端子ＥＸには、定電圧端子ＶＤＤの電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧してなる電圧が入力される（図１参照）。

ここにおいて、駆動回路Ｕ１では、この入力端子ＣＬの電圧が定電圧端子ＶＤＤの電圧を抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３で分圧してなる電圧（以下、「判定基準電圧」と称す。）よりも大きい場合、比較器１０８からＡＮＤ回路１０２への入力電圧は「Ｈｉｇｈ」レベルになる（図２参照）。一方、入力端子ＣＬの電圧が判定基準電圧以下の場合、比較器１０８からＡＮＤ回路１０２への入力電圧は「Ｌｏｗ」レベルになる
比較器１０８からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルの場合、発振器１０１からＡＮＤ回路１０２へ入力されるクロック信号の電圧レベルが「Ｈｉｇｈ」レベルになると、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。すると、ＲＳフリップフロップ回路１０３からＮＡＮＤ回路１０５への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。ここで、発振器１０１の信号端子ｔｅ１０１ｂからＮＡＮＤ回路１０５へ入力される矩形波信号の電圧レベルが「Ｈｉｇｈ」レベルであると、ゲートドライバ１０６への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになる。すると、ゲートドライバ１０６に接続されたスイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになり、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンし、スイッチング素子Ｑ１０１にドレイン電流が流れ始める。

このとき、整流回路２から駆動回路Ｕ１側へ流れる電流が、電解コンデンサＣ２の高電位側、インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ１０１、抵抗Ｒ１０１の順に経由して電解コンデンサＣ２の低電位側に戻る経路（第１電流経路）を辿ると同時に、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される（図１参照）。また、スイッチング素子Ｑ１０１にドレイン電流が流れることにより、抵抗Ｒ１０１の両端間に生じる電圧が、ターンオフ制御回路１２２の比較器１０７のプラス側入力端子に入力される（図２参照）。

そして、スイッチング素子Ｑ１０１にドレイン電流が流れ始めた後ドレイン電流が増加し、抵抗Ｒ１０１の両端間に生じる電圧が比較器１０７のマイナス側入力端子の電圧に等しくなると、最初は「Ｌｏｗ」レベルであった、比較器１０７からＡＮＤ回路１１１への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。また、スイッチング素子Ｑ１０１にドレイン電流が流れ始めてから、ブランキング期間を経過している場合には、ブランキングパルス発生回路１１２からＡＮＤ回路１１１への入力電圧も「Ｈｉｇｈ」レベルになる。すると、ＡＮＤ回路１１１からＯＲ回路１０４への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。すると、ＯＲ回路１０４からＲＳフリップフロップ回路１０３のリセット端子Ｒへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになり、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオフする。つまり、ターンオフ制御回路１２２は、スイッチング素子Ｑ１０１のドレイン電流の尖頭値、即ち、抵抗Ｒ１０１の両端間に生じる電圧の尖頭値が入力端子ＥＸの電圧を超えないようにスイッチング素子Ｑ１０１をターンオフさせている。

スイッチング素子Ｑ１０１がターンオフすると、整流回路２から駆動回路Ｕ１側へ流れる電流が遮断される（図１参照）。そして、インダクタＬ２の上記他端側（駆動回路Ｕ１側）ら流出した電流が、ダイオードＤ１、ＬＥＤモジュール５の順に経由してインダクタＬ２に戻る経路（第２電流経路）を辿る。ここにおいて、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギがＬＥＤモジュール５に供給され、ＬＥＤモジュール５が点灯する。

その後、発振器１０１のクロック端子ｔｅ１０１ａからＡＮＤ回路１０２への入力電圧が再び「Ｈｉｇｈ」レベルになると、判定回路１２１からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルであれば、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる（図２参照）。すると、スイッチング素子Ｑ１０１は再びターンオンする。

＜２−２＞指示回路の動作
次に、本実施の形態に係る指示回路４の動作について説明する。
電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの時間波形を図３に示す。ここで、図３（ａ）は、電解コンデンサＣ２が正常な場合における電圧Ｖｉｎの時間波形を示し、図３（ｂ）は、電解コンデンサＣ２に容量抜けが生じ電解コンデンサＣ２の静電容量が低下したときにおける電圧Ｖｉｎの時間波形を示している。なお、図３（ａ）および（ｂ）において、電解コンデンサＣ２が正常な場合の電圧Ｖｉｎの平均値を電圧ＶＣ０としている。

図３（ａ）に示すように、電解コンデンサＣ２が正常の場合、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの半減期が整流回路２から出力される脈流電圧の周期よりも十分に大きく、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの変動は少ない。
一方、図３（ｂ）に示すように、電解コンデンサＣ２の静電容量が正常時の容量よりも低下すると、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの半減期が整流回路２から出力される脈流電圧の周期に近くなり、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの変動が大きくなるとともに、電圧Ｖｉｎの平均値が電圧ＶＣ０よりも低い電圧ＶＣ１まで低下する。

電解コンデンサＣ２の静電容量の経時変化を図４（ａ）に示し、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅの経時変化を図４（ｂ）に示し、スイッチング素子Ｔｒの動作を図４（ｃ）に示す。
図４（ａ）に示すように、電解コンデンサＣ２は、使用時間の経過とともに内部の電解液が外部に拡散していき、静電容量が減少していく。これに伴い、電解コンデンサＣ２のおよび（ｂ）に示すように、点灯回路１における電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅも低下していく。

そして、図４（ｃ）に示すように、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値Ｖｔｈまで低下すると、指示回路４の一部を構成するスイッチング素子Ｔｒのエミッタ・ベース間の電圧がスイッチング素子Ｔｒのターンオン電圧に等しくなり、スイッチング素子Ｔｒがターンオンする。
ところで、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさは、所定の許容範囲内にであれば、電圧変換回路３からの出力電圧の変動が顕著にならず、ＬＥＤモジュール５の光量の変動も顕著にならない。

そこで、本実施の形態に係る点灯回路１では、電圧閾値Ｖｔｈを、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさが上記許容範囲の上限にあるときの電圧平均値Ｖａｖｅに設定している。これにより、電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさが許容範囲を超えたときに、指示回路４が電力変換回路２を停止させることができる。

スイッチング素子Ｔｒがターンオンし、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧が上記判定基準電圧以下になると、判定回路１２１からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになる（図２参照）。すると、駆動回路Ｕ１のＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓへの入力電圧は、クロック信号の電圧レベルに関わらず常に「Ｌｏｗ」レベルになり、スイッチング素子Ｑ１０１はオフ状態で維持され、駆動回路Ｕ１は電圧の出力を停止する。

結局、本実施の形態に係る点灯回路１では、指示回路４が、整流回路２から出力される脈流を平滑化する電解コンデンサＣ２の両端間の電圧が電圧閾値Ｖｔｈ以下になると、電圧変換回路３が動作を停止する。従って、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさが許容範囲の上限にあるときの電圧平均値Ｖａｖｅを電圧閾値Ｖｔｈに設定することにより、脈流成分の大きさが許容範囲を超えた状態で点灯回路１が電圧を出力し続けることを防止できる。その結果、電圧変換回路３にＬＥＤモジュール５を接続して使用する場合、ＬＥＤモジュール５の光量の変動が顕著になった状態での使用を防ぐことができる。

また、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさが増加すると、それだけ、点灯回路１内を流れる電流に、インダクタＮＦおよびコンデンサＣ１からなるノイズフィルタでは除去することができない周波数成分が増加することになる。こうすると、点灯回路１から外部へ漏洩するノイズが増加し、周辺機器に影響を及ぼすおそれがある。特に、点灯回路１の近辺に信号伝送用の電線が配線されている場合には、当該電線を伝送する信号にノイズを与えてしまうおそれがある。

これに対して、本実施の形態に係る点灯回路１では、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎに含まれる脈流成分の大きさが許容範囲を超える前に、電圧変換回路３が停止するので、点灯回路１から外部に高周波ノイズが漏洩した状態で点灯回路１が使用され続けることを防止することができる。
また、本実施の形態に係る点灯回路では、指示回路４を比較的安価なディスクリート部品から構成することができる。従って、部品コストの低減による点灯回路の製造コストの低減を図ることができるという利点もある。

＜実施の形態２＞
本実施の形態に係るランプ１０００の断面図を図５に示す。
図５に示すように、ランプ１０００は、電球形のＬＥＤランプであり、実施の形態１に係る点灯回路１と、ＬＥＤモジュール５と、グローブ１１０１と、筐体１１０２と、口金１１０３とを備える。

点灯回路１は、筐体１１０２の内部に収納されており、交流電源から口金１１０３で受電した電力がリード線１１０４ａ，１１０４ｂを介して供給される。そして、点灯回路１は、交流電源から供給される電力を整流平滑した後、昇降圧してＬＥＤモジュール５に供給する。
なお、本実施の形態では、電流形のＬＥＤランプの例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、点灯回路１を搭載した直管形のＬＥＤランプであってもよい。

＜変形例＞
（１）実施の形態１では、指示回路４がＰＮＰバイポーラトランジスタを含む点灯回路１の例について説明したが、バイポーラトランジスタを備える回路に限定されるものではない。
例えば、指示回路４が、ＰＮＰバイポーラトランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒの代わりに、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子を備えるものであってもよい。この場合、スイッチング素子は、ドレインが駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに共通接続され且つソースが電解コンデンサＣ２の低電位側に接続されるとともに、ゲートが抵抗Ｒ１３を介して抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点に接続される。本変形例によれば、スイッチング素子に対して、電解コンデンサＣ２側の大電流の経路と駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬ側の小電流の経路とが分離されているので、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに入力されるノイズを低減することができる。

（２）実施の形態１では、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値Ｖｔｈよりも小さくなると、指示回路４から駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに入力される電圧が低下する例について説明したが、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅと電圧閾値Ｖｔｈとの大小関係に応じて出力電圧が変化するものであれば、これに限定されるものではない。例えば、実施の形態１とは逆に、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値Ｖｔｈよりも小さくなると、指示回路４から駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬに入力される電圧が上昇するものであってもよい。

本変形例に係る点灯回路１００１の回路図を図６に示し、本変形例に係る駆動回路Ｕ２の回路図を図７に示す。
図６に示すように、点灯回路１００１は、電圧変換回路２３に含まれる指示回路２４の構成が実施の形態１とは相違する。また、図７に示すように、駆動回路Ｕ２が、判定回路１２１と構成が異なる判定回路２２１を備えている点が実施の形態１に係る駆動回路Ｕ１とは相違する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図６に示すように、指示回路２４は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒ２と、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４と、コンデンサＣ２１とを備える。
抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は、電解コンデンサＣ２の両端間に直列に接続されている。スイッチング素子Ｔｒ２は、エミッタが電解コンデンサＣ２の低電位側に接続され且つコレクタがプルアップ用の抵抗Ｒ２４を介して駆動回路Ｕ２の定電圧端子ＶＤＤに接続されるとともに、ベースが抵抗Ｒ２３を介して抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に接続されている。また、スイッチング素子Ｔｒ２のコレクタとエミッタとの間には、コンデンサＣ２１が接続されている。ここにおいて、指示回路２４のスイッチング素子Ｔｒ２のエミッタ・ベース間には、抵抗Ｒ２２の両端間の電圧が印加されることになる。そして、スイッチング素子Ｔｒ２のターンオン電圧は、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値Ｖｔｈに達したときに抵抗Ｒ２２の両端間に生じる電圧に等しくなっている。

図７に示すように、判定回路２２１は、比較器１０８の出力端に反転器２０８が接続されている。
電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値よりも大きい場合、スイッチング素子Ｔｒ２のエミッタ・ベース間にはスイッチング素子Ｔｒ２のターンオン電圧以上の電圧が印加されるので、スイッチング素子Ｔｒ２はオン状態となる（図６参照）。このとき、駆動回路Ｕ２の入力端子ＣＬに入力される電圧は、略０Ｖとなる。すると、判定回路２２１では、比較器１０８においてプラス側入力端子の電圧よりもマイナス側入力端子の電圧のほうが大きくなるので、比較器１０８から反転器２０８への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになる（図７参照）。そして、反転器２０８からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになる。ここで、発振器１０１のクロック端子ｔｅ１０１ａからＡＮＤ回路１０２へ入力されるクロック信号の電圧レベルが「Ｈｉｇｈ」レベルになると、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓへの入力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになり、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンする。

一方、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅが電圧閾値Ｖｔｈ以下の場合、スイッチング素子Ｔｒ２のエミッタ・ベース間に印加される電圧がスイッチング素子Ｔｒ２のターンオン電圧よりも小さくなり、スイッチング素子Ｔｒ２はオフ状態となる（図６参照）。このとき、駆動回路Ｕ２の入力端子ＣＬに入力される電圧は、定電圧端子ＶＤＤの電圧に略等しくなる。すると、判定回路２２１では、比較器１０８においてプラス側入力端子の電圧よりもマイナス側入力端子の電圧のほうが小さくなるので、比較器１０８から反転器２０８への入力電圧は「Ｈｉｇｈ」レベルになる。そして、反転器２０８からＡＮＤ回路１０２への入力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになり、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓには、クロック信号の信号電圧に関わらず常に「Ｌｏｗ」レベルの電圧が入力される。これにより、スイッチング素子Ｑ１０１はオフ状態で維持され、駆動回路Ｕ２は電圧の出力を停止することになる。

本変形例によれば、指示回路２４の回路素子数が実施の形態１に係る指示回路４の回路素子数に比べて少ないので、指示回路２４を小型化することができ、ひいては点灯回路１００１全体の小型化を図ることができる。
なお、本変形例では、ＮＰＮバイポーラトランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒ２を備える例について説明したが、これに限定されず、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒ２の代わりに、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子を備えるものであってもよい。この場合、スイッチング素子は、ソースが電解コンデンサＣ２の低電位側に接続され且つドレインがプルアップ用の抵抗Ｒ２４を介して駆動回路Ｕ２の定電圧端子ＶＤＤに接続されるとともに、ゲートが抵抗Ｒ２３を介して抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に接続される。この構成によれば、スイッチング素子の小型化を図ることができるので、指示回路２４の更なる小型化を図ることができる。

（３）実施の形態１では、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅに対する電圧閾値Ｖｔｈが一定である点灯回路１の例について説明したが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤモジュール５に印加される電圧の大きさに応じて電圧閾値Ｖｔｈを変化させるものであってもよい。
電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの波形とＬＥＤモジュール５に印加される電圧ＶＬＥＤとの関係を図８に示す。

図８に示すように、ＬＥＤモジュール５の両端間の電圧ＶＬＥＤが、電圧Ｖｉｎの最小値Ｖｍｉｎに比べて小さければ、その分、電圧閾値Ｖｔｈを低下させても点灯回路は正常に駆動できる。
本変形例に係る点灯回路３００１の回路図を図９に示す。
図９に示すように、点灯回路３００１は、実施の形態１に係る電圧変換回路３について可変抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ１１それぞれの代わりに可変抵抗Ｒ４２，Ｒ４１を備えた電圧変換回路３３を備えており、更に、可変抵抗Ｒ４２，Ｒ４１の抵抗値を連動して変化させる制御回路Ｕ４１を備える点が実施の形態１と相違する。なお、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

ＬＥＤモジュール５に印加される電圧は、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流の尖頭値で決定される。そして、このドレイン電流の尖頭値が小さくなるほと、ＬＥＤモジュール５に印加される電圧は小さくなる。また、ドレイン電流の尖頭値は、実施の形態１で説明したように、駆動回路Ｕ１の入力端子ＥＸの電圧で決定される。この入力端子ＥＸの電圧が低いほどドレイン電流の尖頭値は小さくなる。

そこで、本変形例に係る制御回路Ｕ４１は、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧が小さくなるように可変抵抗Ｒ４２の抵抗値が小さくなるとそれに応じて指示回路４４の一部を構成する可変抵抗Ｒ４１の抵抗値を小さくする。これにより、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧に対するスイッチング素子Ｔｒのエミッタ・ベース間に加わる電圧の比を小さくして、指示回路４４の電圧閾値Ｖｔｈを低下させることができる。

（４）実施の形態１では、電解コンデンサＣ２の両端間に接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２により、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの平均値Ｖａｖｅの低下を検出する点灯回路１の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スイッチング素子Ｑ１０１がオン状態にある時間の割合（オンディーティ）の変化から電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの低下を検出するものであってもよい。

電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの波形を図１０（ａ）に示し、図１０（ａ）に表された期間Ｔ１におけるスイッチング素子Ｑ１０１のドレイン電流の波形を図１０（ｂ）に示し、図１０（ａ）に表された期間Ｔ２におけるスイッチング素子Ｑ１０１のドレイン電流の波形を図１０（ｃ）に示す。なお、図１０（ｂ）および（ｃ）において、Ｔｏｎは、スイッチング素子Ｑ１０１がオン状態にある期間（以下、「オン期間」と称す。）を示し、Ｔｏｆｆは、スイッチング素子Ｑ１０１がオフ状態にある期間（以下、「オフ期間」と称す。）を示す。

図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの大きさに応じて、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンしてからスイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流が尖頭値Ｉｄ０に到達するまでの期間（スイッチング素子Ｑ１０１がオン状態にある期間）が相違する。そして、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、このスイッチング素子Ｑ１０１がオン状態にある期間、言い換えれば、オンデューティが大きくなる。そこで、本変形例に係る点灯回路４００１は、このスイッチング素子Ｑ１０１のオンディーティの大きさから電解コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖｉｎの低下を間接的に検出する。

本変形例に係る点灯回路４００１の回路図を図１１に示し、本変形例に係る駆動ユニットＵ３の回路図を図１２に示す。
図１１に示すように、点灯回路４００１の一部を構成する電圧変換回路４３が、駆動ユニットＵ３を備える点が実施の形態１とは相違する。また、図１２に示すように、駆動ユニットＵ３は、内部に指示回路および判定回路が一体となった指示判定回路５４が設けられている点が実施の形態１に係る駆動回路Ｕ１とは相違する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

指示判定回路５４は、定電流源５４１と、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ５４２と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ５４３と、コンデンサＣ５４４と、抵抗Ｒ５４５，Ｒ５４７，Ｒ５４８と、サイリスタＳ５４６とを備える。定電流源５４１は、レギュレータ１１０に接続されており、レギュレータ１１０から電力供給を受けて一定の電流を出力する。スイッチング素子Ｑ５４２は、ソースが定電流源５４１に接続されゲートがＮＡＮＤ回路１０５の出力端に接続されている。スイッチング素子Ｑ５４３は、ドレインがスイッチング素子Ｑ５４２のドレインに接続され且つゲートがＮＡＮＤ回路１０５の出力端に接続されるとともにソースがソース端子Ｓに接続されている。コンデンサＣ５４４は、スイッチング素子Ｑ５４２，Ｑ５４３の接続点とソース端子Ｓとの間に接続されている。抵抗Ｒ５４７，Ｒ５４８は、コンデンサＣ５４４の両端間に直列に接続されている。サイリスタＳ５４６は、アノードがコンデンサＣ５４４の一端側に接続され且つカソードがコンデンサＣ５４４の他端側に接続されるとともにゲートが抵抗Ｒ５４７，Ｒ５４８の接続点に接続されている。抵抗Ｒ５４５は、レギュレータ１１０とサイリスタＳ５４６のアノードとの間に接続されている。

次に、この指示判定回路５４の動作について説明する。
本変形例に係る点灯回路について、スイッチング素子のドレイン電流の波形を示す図を図１３（ａ−１）および（ｂ−１）に示し、サイリスタの動作を示す図を図１３（ａ−２）および（ｂ−２）に示す。ここで、Ｔｏｎは、スイッチング素子Ｑ１０１のオン時間を示し、Ｔｓは、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンしてからサイリスタＳ５４６がターンオンするまでにかかる時間（以下、「停止基準時間」と称す。）を示す。

ＮＡＮＤ回路１０５からの出力電圧が「Ｌｏｗ」レベルになると、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンし、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流Ｉｄが増加していく（図１３（ａ−１）参照）。このとき、スイッチング素子Ｑ５４２も同時にターンオンする。そして、コンデンサＣ５４４に定電流源５４１から電流が流入することにより、コンデンサＣ５４４の両端間の電圧が上昇していく。そして、コンデンサＣ５４４の両端間の電圧がサイリスタＳ５４６のターンオン電圧に到達する前に、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流Ｉｄの大きさがＩｄ０に達すると、ＮＡＮＤ回路１０５の出力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになり、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオフし、ドレイン電流Ｉｄが遮断される（図１３（ａ−１）参照）。このとき、スイッチング素子Ｑ５４２がターンオフするとともに、スイッチング素子Ｑ５４３がターンオンする。すると、コンデンサＣ５４４に充電されていた電荷が、スイッチング素子Ｑ５４３を介して放電され、コンデンサＣ５４４の両端間の電圧は減少していく。

従って、スイッチング素子Ｑ５４２がターンオンしてから、コンデンサＣ５４４の両端間の電圧がサイリスタＳ５４６のターンオン電圧まで上昇する前に、ＮＡＮＤ回路１０５の出力電圧が「Ｈｉｇｈ」レベルになると、サイリスタＳ５４６はオフ状態で維持されることになる（図１３（ａ−２）参照）。
一方、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流の立ち上がりが緩やかな場合、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンした後、スイッチング素子Ｑ１０１に流れるドレイン電流Ｉｄの大きさがＩｄ０に達するまでの時間に比べて、スイッチング素子Ｑ５４２がターンオンした後、コンデンサＣ５４４の両端間の電圧がサイリスタＳ５４６のターンオン電圧にまで上昇するまでの時間（つまり、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンした後、サイリスタＳ５４６がターンオンするまでにかかる時間）のほうが短くなる（図１３（ｂ−１）および（ｂ−２）参照）。すると、サイリスタＳ５４６は、一度ターンオンするとオン状態を維持し、抵抗Ｒ５４５とサイリスタＳ５４６との接続点の電圧は「Ｌｏｗ」レベルに維持される（図１３（ｂ−２）参照）。すると、指示判定回路５４からＡＮＤ回路１０２への入力電圧は「Ｌｏｗ」レベルで維持され、ＲＳフリップフロップ回路１０３のセット端子Ｓには、クロック信号の電圧レベルに関わらず常に「Ｌｏｗ」レベルの電圧が入力される。これにより、スイッチング素子Ｑ１０１はオフ状態で維持され、駆動回路Ｕ１は停止することになる。

ここで、サイリスタＳ５４６のターンオン電圧をＶｔ、コンデンサＣ５４４の容量値をＣ、定電流源５４１からコンデンサＣ５４４に流れ込む電流の電流値をＩとすると、停止基準時間Ｔｓは式（５）で表される。

式（５）から判るように、本変形例に係る指示判定回路５４では、コンデンサＣ５４４の静電容量を調整することにより停止基準時間Ｔｓを自由に設定することができる。具体的には、コンデンサＣ５４４の静電容量を小さくするほど、停止基準時間Ｔｓを短く設定することができる。
また、本変形例によれば、指示判定回路５４が駆動ユニットＵ３の内部に組み込まれているので、点灯回路４００１の更なる小型化を図ることができる。

（５）実施の形態１では、電圧変換回路３が昇降圧回路を構成する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、昇圧回路或いは降圧回路からなるものであってもよい。
（６）実施の形態１では、判定回路１２１が駆動回路Ｕ１を構成する半導体パッケージの内部に組み込まれており、指示回路４が駆動回路Ｕ１の外部に設けられている例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、指示回路４も駆動回路Ｕ１を構成する半導体パッケージに組み込まれているものであってもよい。

（７）実施の形態１および２では、ＬＥＤを用いたＬＥＤモジュール５を使用する例について説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ（エレクトリックルミネッセンス素子）素子、その他の無機ＥＬ素子を用いた発光モジュールを使用するものであってもよい。
（８）実施の形態２では、実施の形態１に係る点灯回路１を搭載したランプの例について説明したが、これに限定されるものではなく、変形例（１）乃至（５）で説明した点灯回路を搭載したランプであってもよい。

（９）実施の形態１では、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧が電圧閾値以下になると、電圧変換回路３が電圧出力を停止する例について説明したが、更に、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧が電圧閾値以下になったことを外部に報知する報知手段を設けたものであってもよい。この報知手段としては、例えば、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を検出する検出器と、スピーカと、検出器により検出される電圧が所定の基準電圧以下になった場合に、スピーカにブザー音を発生させるようにスピーカの動作を制御する制御ユニットとを備えるものであってもよい。或いは、点灯回路を備えた照明装置の外部に設けられた警報ランプを備え、制御ユニットが、上記検出器により検出される電圧が所定の基準電圧以下になった場合に、警報ランプが点灯するように警報ランプの動作を制御するものであってもよい。

（１０）実施の形態１では、指示回路４が、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧に基づいて駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を変化させる例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、コンデンサＣ１、Ｃ８が電解コンデンサから構成されている場合、コンデンサＣ１、Ｃ８の両端間の電圧に基づいて駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を変化させるものであってもよい。

（１１）実施の形態１では、指示回路４が、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧の平均値に基づいて駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を変化させる例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧の最大値や最小値に基づいて駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を変化させるものであってもよい。

或いは、指示回路４が、電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧が電圧閾値以下になる頻度を検出し、検出した頻度が所定の基準回数を超えると、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を低下させるようにしてもよい。
また、指示回路４が、点灯回路１の使用開始時における電解コンデンサＣ２の両端間に生じる電圧値（所定の基準電圧値）を保持しており、電解コンデンサＣ２の両端間の電圧が上記基準電圧値以下となったときに、駆動回路Ｕ１の入力端子ＣＬの電圧を低下させるようにしてもよい。

本発明は、例えば、ＬＥＤランプ等の照明に利用可能である。

１，１００１，２００１，３００１，４００１ 点灯回路
２ 整流回路
３，２３，３３，４３ 電圧変換回路
４，３４，４４ 指示回路
５ ＬＥＤモジュール
３１ 昇降圧回路
５４ 指示判定回路
１０１ 発振器
１０２，１１１ ＡＮＤ回路
１０３ ＲＳフリップフロップ回路
１０４ ＯＲ回路
１０５ ＮＡＮＤ回路
１０６ ゲートドライバ
１０７，１０８ 比較器
１１０ レギュレータ
１１２ ブランキングパルス発生回路
１１３ 起動停止回路
１２１，２２１ 判定回路
１２２ ターンオフ制御回路
２０８ 反転器
５４１ 定電流源
１０００ ランプ
１１０１ グローブ
１１０２ 筐体
１１０３ 口金
１１０４ａ，１１０４ｂ リード線
ＡＣ 交流電源
Ｃ１，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ５４４ コンデンサ
Ｃ２ 電解コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｆ１ フューズ
Ｌ２ インダクタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｑ１，Ｑ１０１，Ｑ５４２，Ｑ５４３ スイッチング素子
Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ１０１，Ｒ１０２，Ｒ１０３，Ｒ５４５，Ｒ５４７，Ｒ５４８ 抵抗
Ｒ２，Ｒ４１，Ｒ４２ 可変抵抗
Ｓ５４６ サイリスタ
ｔｅ１０１ａ クロック端子
ｔｅ１０１ｂ 信号端子
Ｕ１，Ｕ２ 駆動回路
Ｕ３ 駆動ユニット
Ｕ４１ 制御回路

Claims (11)

1. 交流電源からの電力供給を受けて光源を点灯させる点灯回路であって、
   交流を整流する整流回路と、
   前記整流回路の出力端間に接続された電解コンデンサと、
   前記電解コンデンサの両端間に生じる電圧を昇降圧して前記光源に出力し且つ前記電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値よりも大きい場合、前記光源への電圧の出力を継続し、前記電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値以下の場合、前記光源への電圧の出力を停止する電圧変換回路とを備え、
   前記電圧閾値は、前記光源に出力される電圧に応じて変化し、前記光源に出力される電圧が、前記電解コンデンサの両端間に生じる電圧の最小値よりも小さいときに、前記電圧閾値は、前記光源に出力される電圧より大きく設定される
   ことを特徴とする点灯回路。
2. 前記電圧変換回路は、
   インダクタを有し且つ当該インダクタへのエネルギの蓄積が生じる第１電流経路と、前記インダクタに蓄積されたエネルギを前記光源に放出する第２電流経路とを交互に選択することにより、前記電解コンデンサの両端間の電圧を昇降圧して前記光源に出力する昇降圧回路と、
   前記昇降圧回路が前記第１電流経路を選択している期間と前記第２電流経路を選択する期間との比率を制御することにより、昇降圧の調整をする駆動回路と、
   前記電解コンデンサの両端間の電圧平均値が電圧閾値よりも大きい場合、電圧の出力を継続し、前記電解コンデンサの両端間の電圧平均値が前記電圧閾値以下の場合、前記駆動回路に対して、前記昇降圧回路の前記光源への電圧の出力を停止するよう指示する指示回路とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の点灯回路。
3. 前記駆動回路は、入力電圧と判定基準電圧との大小関係を判定する判定回路を有し、前記判定回路により入力電圧が前記判定基準電圧以上と判定されると前記昇降圧回路への電圧出力を継続し、前記入力電圧が前記判定基準電圧よりも小さいと判定されると前記昇降圧回路への電圧出力を停止し、
   前記指示回路は、前記判定回路に接続され、前記電解コンデンサの両端間の電圧の平均値が前記電圧閾値以下になると、前記判定回路に前記判定基準電圧よりも小さい電圧を入力することにより、前記駆動回路に対して、前記昇降圧回路の前記光源への電圧の出力を停止させるよう指示する
   ことを特徴とする請求項２記載の点灯回路。
4. 前記指示回路は、
   前記電解コンデンサの両端間に直列に接続された２つの抵抗と、
   前記２つの抵抗の接続点と前記電解コンデンサの低電位側との間に接続された電圧安定用コンデンサと、
   一定の電圧を出力する定電圧源と、
   ＰＮＰバイポーラトランジスタからなり、エミッタが前記定電圧源にプルアップ用の抵抗を介して接続され且つコレクタが前記電解コンデンサの低電位側に接続されるとともに、ベースが前記２つの抵抗の接続点に接続されてなるスイッチング素子とを備え、
   前記スイッチング素子の前記エミッタと前記電解コンデンサの低電位側との間の電圧を前記判定回路に出力する
   ことを特徴とする請求項３記載の点灯回路。
5. 前記判定回路は、
   一定の第１電圧を出力する第１電圧出力用定電圧源と、
   プラス側入力端子に前記指示回路の出力端が接続され且つマイナス側入力端子に前記第１電圧出力用定電圧源が接続され、前記指示回路から出力される第２電圧と前記第１電圧とを比較する比較器とを備え、
   前記比較器の出力電圧に基づいて、前記指示回路からの入力電圧と前記判定基準電圧との大小関係を判定する
   ことを特徴とする請求項４記載の点灯回路。
6. 前記駆動回路は、入力電圧と判定基準電圧との大小関係を判定する判定回路を有し、前記判定回路により前記入力電圧が前記判定基準電圧以下と判定されると前記昇降圧回路への電圧出力を継続し、前記判定回路により前記入力電圧が前記判定基準電圧よりも大きいと判定されると前記昇降圧回路への電圧出力を停止し、
   前記指示回路は、前記判定回路に接続され、前記電解コンデンサの両端間の電圧の平均値が前記電圧閾値以下になると、前記判定回路に前記判定基準電圧よりも大きい電圧を入力することにより、前記駆動回路に対して、前記昇降圧回路から前記光源への電圧の出力を停止させるよう指示する
   ことを特徴とする請求項２記載の点灯回路。
7. 前記指示回路は、
   前記電解コンデンサの両端間に直列に接続された２つの抵抗と、
   前記２つの抵抗の接続点と前記電解コンデンサの低電位側との間に接続された電圧安定用コンデンサと、
   一定の電圧を出力する定電圧源と、
   ＮＰＮバイポーラトランジスタからなり、エミッタが前記電解コンデンサの低電位側に接続され且つコレクタが前記定電圧源にプルアップ用の抵抗を介して接続されるとともに、ベースが前記２つの抵抗の接続点に接続されてなるスイッチング素子とを備え、
   前記スイッチング素子の前記コレクタと前記電解コンデンサの低電位側との間の電圧を前記判定回路に出力する
   ことを特徴とする請求項６記載の点灯回路。
8. 前記判定回路は、
   一定の第１電圧を出力する第１電圧出力用定電圧源と、
   プラス側入力端子に前記指示回路の出力端が接続され且つマイナス側入力端子に前記第１電圧出力用定電圧源が接続され、前記指示回路から出力される第２電圧と前記第１電圧とを比較する比較器と、
   前記比較器の出力端に接続され前記比較器から入力される電圧を反転出力する反転器とを備え、
   前記反転器の出力電圧に基づいて、前記比較器の出力電圧に基づいて前記指示回路からの入力電圧と前記判定基準電圧との大小関係を判定する
   ことを特徴とする請求項７記載の点灯回路。
9. 前記駆動回路と前記指示回路とが、１つの半導体パッケージに組み込まれている
   ことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の点灯回路。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載した点灯回路を備えるランプ。
11. 前記電圧閾値は、前記電解コンデンサの両端間に生じる電圧の最小値と前記光源に出力される電圧との中央付近の電圧である
    ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。

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