以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は、本発明に係る電源装置の要部構成を示す回路図である。この電源装置1は、端子T1,T2,T3,T4を備え、端子T1,T2間に、50Hz又は60Hzの交流電圧を出力する商用電源2が接続される。更に、接続端子対として機能する端子T3,T4間には、LED3が着脱可能に接続される。LED3には抵抗R1が並列に接続されている。
LED3は、アノードが端子T3に、カソードが端子T4に接続されるように端子T3,T4間に接続される。LED3が端子T3,T4間に接続された状態で端子T4の電圧を基準として端子T3に所定の電圧Vth以上の正の電圧が印加された場合にLED3に電流が流れ、LED3が発光する。
抵抗R1は、LED3が端子T3,T4間に装着されたことを検出するために用いられる。端子T4の電圧を基準として電圧Vth以下の正の電圧が端子T3に印加されてLED3に電流が流れない場合であっても、抵抗R1を介して端子T3,T4間に電流が流れるため、LED3の装着を検出することが可能となる。
電源装置1は、商用電源2から出力される交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧を端子T3,T4間に印加する。電源装置1は、抵抗R1が並列に接続されているLED3が端子T3,T4間に装着された場合、LED3の装着を検出し、端子T3,T4間に所定の電圧V3以下の直流電圧を印加し、LED3に一定の電流を流す。これにより、LED3は安定した照度で発光する。
電源装置1は、LED3が端子T3,T4間から取外された場合、LED3の取外しを検出し、端子T3,T4間の直流電圧を、電圧V3よりも低い所定の電圧V4以下に制御する。
電源装置1は、端子T1,T2,T3,T4の他に、電圧印加部11、制御回路12、検出回路13、NPN型のバイポーラトランジスタB1、抵抗R2,R3,・・・,R9、サイリスタS1及びツェナーダイオードZ1を備える。電圧印加部11は端子T5,T6,T7,T8を有する。
以下に、電源装置1の構成、主には接続関係を述べる。電圧印加部11の端子T5,T6夫々は端子T1,T2に接続されている。電圧印加部11の端子T7は、端子T3、抵抗R7の一方の端子、ツェナーダイオードZ1のカソードに接続され、端子T8は抵抗R2の一方の端子に接続されている。
抵抗R7の他方の端子は、抵抗R8,R9夫々の一方の端子に接続され、抵抗R9の他方の端子はバイポーラトランジスタB1のコレクタに接続されている。ツェナーダイオードZ1のアノードには、抵抗R5の一方の端子が接続され、抵抗R5の他方の端子は抵抗R6の一方の端子に接続されている。抵抗R2,R6,R8夫々の他方の端子、第2抵抗として機能する抵抗R4の一方の端子、及び、バイポーラトランジスタB1のエミッタは、サイリスタS1のカソードに各別に接続されている。制御回路12は、抵抗R2の両端子、及び、抵抗R8の一方の端子に各別に接続されている。
抵抗R4の他方の端子は抵抗R3の一方の端子に接続されており、サイリスタS1のアノード、及び、抵抗R3の他方の端子夫々は端子T4に接続されている。検出回路13は、抵抗R4の他方の端子、抵抗R6の一方の端子、バイポーラトランジスタB1のベース、並びに、サイリスタS1のカソード及びゲートに各別に接続されている。
以上のように、第1スイッチとして機能するサイリスタS1は端子T4,T8間に接続され、抵抗R3,R4からなる抵抗回路がサイリスタS1に並列に接続されている。また、第3抵抗として機能する抵抗R6は、第1接続ノードとしての端子T3,T7間の接続ノードと、第2接続ノードとしての端子T4,T8間の接続ノードとの間に接続されている。
また、夫々が第4及び第5抵抗として機能する抵抗R7,R8は、端子T3,T7間の接続ノードと、端子T4,T8間の接続ノードとの間に直列に接続されている。夫々が第6抵抗及び第2スイッチとして機能する抵抗R9及びバイポーラトランジスタB1は直列回路を構成し、該直列回路は抵抗R8に並列に接続されている。更に、ツェナーダイオードZ1においては、カソードは端子T3,T7間の接続ノードに接続され、アノードは抵抗R5を介して抵抗R6の一方の端子に接続されている。
図2は電圧印加部11の要部構成を示す回路図である。電圧印加部11は、端子T5,T6,T7,T8の他に、フィルタ回路41、整流回路42、力率改善回路43、駆動回路44、トランス45、NPN型のバイポーラトランジスタB2、コンデンサC1,C2、ダイオードD1,D2、及び、抵抗R10,R11を有する。トランス45は巻線L1,L2,L3を有する。
フィルタ回路41、整流回路42及び力率改善回路43夫々は、入力端子対及び出力端子対を有する。フィルタ回路41の入力端子対を構成する2つの端子夫々は端子T5,T6に接続され、フィルタ回路41の出力端子対は整流回路42の入力端子対に接続されている。整流回路42の出力端子対は力率改善回路の入力端子対に接続されている。
力率改善回路43の出力端子対について、一方の端子は、コンデンサC1及び巻線L1の一方の端子に、他方の端子は、コンデンサC1の他方の端子、駆動回路44、並びに、抵抗R10及び巻線L3夫々の一方の端子に接続されている。バイポーラトランジスタB2について、コレクタは巻線L1の他方の端子に、ベースは駆動回路44に、エミッタは駆動回路44、及び、抵抗R10の他方の端子に接続されている。
巻線L3の他方の端子は、ダイオードD1のアノードに接続され、ダイオードD1のカソードは抵抗R11の一方の端子に接続されている。抵抗R11の他方の端子は駆動回路44に接続されている。巻線L2について、一方の端子は、ダイオードD2のアノードに、他方の端子はコンデンサC2の一方の端子、及び、端子T8に接続されている。ダイオードD2のカソードは、コンデンサC2の他方の端子及び端子T7に接続されている。
次に、電源装置1の作用を説明する。
まず、商用電源2から出力される交流電圧は端子T1,T2を介して端子T5,T6間に印加される。図2に示すように、フィルタ回路41は、端子T5,T6間に印加された交流電圧の高周波ノイズを除去し、高周波ノイズを除去した交流電圧を出力端子対から整流回路42の入力端子対間に印加する。
整流回路42は、入力端子対間に印加された交流電圧の全波整流を行うことによって該交流電圧を直流電圧に整流し、整流した直流電圧を出力端子対から出力する。整流回路42の出力端子対から出力した直流電圧は、力率改善回路43を介してコンデンサC1の両端子間に印加され、コンデンサC1によって平滑化される。
力率改善回路43は、整流回路42が出力端子対から出力した直流電圧を適宜、昇圧することによって、端子T5,T6間に印加された交流電圧と、端子T5,T6間を流れる交流電流の位相を一致させる。これにより、端子T5,T6間に印加された交流電圧は、高い力率で直流電圧に変換される。
バイポーラトランジスタB2は、スイッチとして機能し、駆動回路44によってベースに所定電圧以上の電圧が印加された場合にコレクタからエミッタに電流が流れてオンとなり、駆動回路44がベースに印加している電圧が所定電圧未満である場合、コレクタからエミッタに電流が流れず、オフになる。
バイポーラトランジスタB2は、駆動回路44によって繰り返しオン/オフされる。駆動回路44は、バイポーラトランジスタB2のオン/オフのデューティ比の増加を指示する増加指示、又は、バイポーラトランジスタB2のオン/オフのデューティ比の減少を指示する減少指示を制御回路12から受け付け、受け付けた増加指示又は減少指示に従ってデューティ比を増減させる。
駆動回路44がバイポーラトランジスタB2をオンにしている間、コンデンサC1によって平滑化された直流電圧が、抵抗R10を介してトランス45の巻線L1の両端子間に印加され、巻線L1にエネルギーが蓄積される。駆動回路44がバイポーラトランジスタB2をオンからオフにした場合に、巻線L1に蓄積されたエネルギーが、巻線L1と共にトランス45を構成する巻線L2,L3夫々に放出される。このようにして、巻線L2,L3夫々に交流電圧が誘起され、巻線L2,L3夫々の両端子から交流電圧が出力される。
ダイオードD2は、巻線L2の両端子から出力された交流電圧の半波整流を行うことによって、該交流電圧を直流電圧に整流する。ダイオードD2によって整流された直流電圧はコンデンサC2によって平滑化され、平滑化された直流電圧は端子T7,T8から出力される。このとき、端子T7には、端子T8の電圧を基準として正の直流電圧が印加される。
巻線L2,L3夫々の両端子から出力される交流電圧の振幅は、バイポーラトランジスタB2のオン期間が長い程、即ち、巻線L1に蓄積されるエネルギーが大きい程大きい。また、端子T7,T8から出力される直流電圧は、巻線L2の両端子から出力される交流電圧の振幅と共に大きくなる。
従って、制御回路12は、駆動回路44に増加指示又は減少指示を与えて駆動回路44が行うバイポーラトランジスタB2のオン/オフのデューティ比を増減することによって端子T7,T8から出力される直流電圧の大きさを制御することができる。
また、ダイオードD1は、巻線L3の両端子から出力された交流電圧の半波整流を行うことによって、該交流電圧を直流電圧に整流する。整流された直流電圧は抵抗R11を介して駆動回路44に印加され、駆動回路44は給電される。
抵抗R10は、バイポーラトランジスタB2がオンである間に巻線L1に流れる過電流を検出するための抵抗である。駆動回路44は、抵抗R10の両端子間の電圧を検出する。駆動回路44は、抵抗R10に過電流が流れて抵抗R10の両端子間の電圧が所定電圧を超えた場合、バイポーラトランジスタB2を所定期間オフにする処理、又は、バイポーラトランジスタB2のオン/オフのデューティ比を下げる処理等を行う。
以上に述べたように、電圧印加部11は、端子T5,T6間に印加された交流電圧から変換した直流電圧を、特許請求の範囲における出力端子対として機能する端子T7,T8から端子T3,T4間に印加する。更に、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の大きさは制御回路12によって制御される。
電圧印加部11は、図1に示すように、端子T7,T8から、抵抗R2を介して、抵抗R7の一方の端子と抵抗R8の他方の端子との間に直流電圧を印加する。抵抗R2は、第1抵抗として、端子T4,T8間に流れる電流の経路に設けられており、端子T4,T8間に流れる電流を検出するための抵抗である。制御回路12は、抵抗R2に流れる電流が多量になる程上昇する抵抗R2の両端子間の電圧を検出する。制御回路12は、第3検出手段としても機能し、抵抗R8の両端子間の電圧も検出する。
制御回路12は、検出した抵抗R2の両端子間の電圧E4が所定の電圧V6を超えた場合、又は、検出した抵抗R8の両端子間の電圧E3が所定の電圧V5を超えた場合、電圧印加部11の駆動回路44に減少指示を与える。これにより、制御回路12は、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を低下させる。
また、制御回路12は、電圧E3が電圧V5よりも低い状態で、検出した抵抗R2の両端子間の電圧E4が電圧V6を下回った場合、電圧印加部11の駆動回路44に増加指示を与えて、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を上昇させる。このように、制御回路12は第1制御手段としても機能する。
LED3が端子T3,T4間から取外されている場合、後述するように、スイッチとして機能するバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々はオフである。即ち、バイポーラトランジスタB1においては、コレクタからエミッタに電流が流れず、サイリスタS1においては、アノードからカソードに電流が流れていない。
電圧V6は、サイリスタS1がオンである場合に、LED3の両端子間に電圧Vth以上の直流電圧が印加されてLED3が十分な照度で発光するような電流が抵抗R2に流れる比較的に高い電圧に設定されている。
従って、LED3が端子T3,T4間から取外されている場合、抵抗R2の両端子間の電圧は電圧V6よりも十分に低いため、制御回路12は、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を、抵抗R8の両端子間の電圧が電圧V5を超えるまで上昇させ続ける。
端子T7,T8から出力される直流電圧の上昇によって、抵抗R8の両端子間の電圧が電圧V5を超えた場合、制御回路12は、抵抗R2の両端子間の電圧の制御よりも優先して、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を低下させる。これによって、制御回路12は、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を電圧V4以下に制限している。これにより、端子T3,T4間の電圧も制御回路12によって電圧V4以下に制限される。
LED3を端子T3,T4間に接続した場合、最初、端子T3,T4間の電圧は電圧Vthよりも低いため、電流は、端子T7から端子T3、抵抗R1、端子T4、抵抗R3,R4,R2及び端子T8の順に流れる。
サイリスタS1は、検出回路13によってゲートに所定電圧以上の電圧が印加された場合にアノードからカソードに電流が流れてオンとなり、検出回路13がゲートに印加している電圧が所定電圧未満である場合、アノードからカソードに電流が流れず、オフになる。
同様に、バイポーラトランジスタB1は、検出回路13によってベースに所定電圧以上の電圧が印加された場合にコレクタからエミッタに電流が流れてオンとなり、検出回路13がベースに印加している電圧が所定電圧未満である場合、コレクタからエミッタに電流が流れず、オフになる。
検出回路13は、抵抗R4の両端子間の電圧を検出し、第1検出手段として機能する。LED3の装着によって抵抗R4に電流が流れて検出回路13が検出した電圧E1が所定の電圧V1を超えた場合、検出回路13はLED3の装着を検出してバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオンにする。
これにより、電流は、端子T7から端子T3、抵抗R1、サイリスタS1、抵抗R2及び端子T8の順に流れ、抵抗R3,R4に流れる電流の量は略ゼロとなる。このとき、サイリスタS1がオンになった後、抵抗R4の両端子間の電圧は電圧V1以下となるが、検出回路13はバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々のオンを維持する。
また、バイポーラトランジスタB1がオンになることによって、抵抗R8の両端子間の抵抗値が、抵抗R8の抵抗値から、抵抗R8,R9からなる並列回路の抵抗値となり低下する。これにより、バイポーラトランジスタB1がオンである場合に抵抗R8の両端子間の電圧が電圧V5となるまでに抵抗R7に流すことが可能な電流は、バイポーラトランジスタB1がオフである場合と比較して増加する。
従って、抵抗R7の一方の端子、及び、抵抗R8の他方の端子間に印加可能な直流電圧の上限が上昇し、制御回路12が制限する端子T7,T8間の直流電圧の上限値が電圧V4から電圧V3に上昇する。
制御回路12は、検出回路13がバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオンにした後、検出した抵抗R2の両端子間の電圧E4が電圧V6になるまで、電圧印加部11の駆動回路44に増加指示を与え、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を上昇させる。
端子T7,T8から出力する直流電圧の上昇によって、端子T3,T4間の直流電圧が電圧Vthを超えた場合に、電流が端子T7から端子T3、LED3、端子T4、サイリスタS1、抵抗R2及び端子T8に流れ、LED3が発光する。
電圧V3は、電流が端子T7から端子T3、LED3、端子T4、サイリスタS1、抵抗R2及び端子T8に流れている状態で制御回路12が抵抗R2の両端子間の電圧を電圧V6になった場合に端子T7,T8から出力されている直流電圧よりも十分に高い電圧に設定されている。
このため、制御回路12は、抵抗R2の両端子間の電圧が電圧V6になるように、即ち、抵抗R2に一定の電流が流れるように電圧印加部11の駆動回路44に増加指示又は減少指示を与えて、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を制御する。これにより、LED3は安定した照度で発光し続ける。
このように電源装置1は、開放されている端子T3,T4にLED3が装着された場合に、LED3を確実、かつ、適正に点灯させることができる。
検出回路13は、抵抗R6の両端子間の電圧を検出し、第2検出手段としても機能する。検出回路13がバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々のオンを維持している状態でLED3が取り外された場合、抵抗R2に流れる電流の量が低下するため、抵抗R2の両端子間の電圧は電圧V6よりも低下する。このため、制御回路12は、抵抗R2の両端子間の電圧が電圧V6となるように、電圧印加部11の駆動回路44に増加指示を与えて、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧を上昇させ続ける。
電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧が上昇し続けて、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間に印加される直流電圧が所定の電圧Vzを超えた場合、ツェナーダイオードZ1のカソード及びアノード間の電圧は、ツェナーダイオードZ1の降伏電圧を超える。これによって、電流がツェナーダイオードZ1及び抵抗R5,R6に流れる。このとき、検出回路13が検出した抵抗R6の両端子間の電圧E2が電圧V2を超え、検出回路13は、LED3の取外しを検出し、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオフにする。
バイポーラトランジスタB1のオフにより、抵抗R8の両端子間の抵抗値は、抵抗R8,R9からなる並列回路の抵抗値から抵抗R8の抵抗値に上昇する。このため、バイポーラトランジスタB1がオフである場合に抵抗R8の両端子間の電圧が電圧V5となるまでに抵抗R7に流すことが可能な電流は、バイポーラトランジスタB1がオンである場合と比較して減少する。
従って、抵抗R7の一方の端子、及び、抵抗R8の他方の端子間に印加可能な直流電圧の上限が低下し、制御回路12が制限する端子T7,T8間の直流電圧の上限値が電圧V3から電圧V4に低下する。
電圧Vzは、電圧印加部11が端子T7,T8から出力している直流電圧が電圧V3以下の範囲で電圧V4を超えて上昇している間に、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間の電圧が超える電圧に設定されている。
このため、端子T7,T8間の直流電圧の上限値が電圧V3から電圧V4に低下した場合、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間に印加される直流電圧が電圧Vz以下となって抵抗R6の両端子間の電圧が電圧V2以下となる。しかしながら、検出回路13は、検出した抵抗R4の両端子間の電圧E1が電圧V1を超えるまで、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々のオフを維持する。
以上のように構成された電源装置1においては、LED3が取外された状態ではサイリスタS1はオフであり、LED3が端子T3,T4間に装着された場合に、電流は最初に抵抗R3,R4を流れ、サイリスタS1がオンになった後に多量の電流がサイリスタS1を介してLED3に流れる。従って、開放されている端子T3,T4にLED3を接続した場合、サイリスタS1はオフであるため、突入電流がLED3を流れることはない。
また、検出回路13は、第2制御手段としても機能し、検出した抵抗R4の両端子間の電圧E1が電圧V1を超えた場合にLED3の装着を検出したとしてサイリスタS1をオンにし、検出した抵抗R6の両端子間の電圧E2が電圧V2を超えた場合にLED3の取外しを検出したとしてサイリスタS1をオフにする。従って、検出回路13は、電圧E1が電圧V1を超えたか否か、及び、電圧E2が電圧V2を超えたか否かによってLED3の着脱を確実に検出することができる。
また、制御回路12及び検出回路13は制限手段として機能する。検出回路13は、電圧E1が電圧V1を超えた場合にバイポーラトランジスタB1をオンにし、電圧E2が電圧V2を超えた場合にバイポーラトランジスタB1をオフにする。制御回路12は、検出した抵抗R8の両端子間の電圧E3が電圧V5を超えた場合に、抵抗R2の両端子間に印加される電圧の制御よりも優先して、端子T7,T8から出力される直流電圧を低下させる。
このようにして、制御回路12は、電圧E1が電圧V1を超えた場合に端子T7,T8から出力される直流電圧を電圧V3以下に制限し、電圧E2が電圧V2を超えた場合に端子T7,T8から出力される直流電圧を電圧V4以下に制限する。
また、検出回路13はバイポーラトランジスタB1をオン/オフすることによって、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限を容易に変更することができる。
また、LED3が取外された場合に電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限を電圧V3から電圧V4に低下させることができるので、開放されている端子T3,T4に接触した人への感電を防止することが可能となり、電源装置1を安全に使用することができる。
更に、抵抗R5,R6には、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間の電圧が電圧Vzを超えるまで電流が流れない。端子T7,T8から出力される直流電圧がバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオンからオフにすべき直流電圧になった場合にのみ、抵抗R5,R6には、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間の電圧が電圧Vzを超えて抵抗R5,R6に流れて電力が消費される。このため、抵抗R5,R6で消費される消費電力が低い。
次に、検出回路13を詳細に説明する。図3は検出回路13の要部構成を示す回路図である。検出回路13は、オペアンプ51,52、NPN型のバイポーラトランジスタB3、コンデンサC3,C4,C5、ダイオードD3,D4,D5,D6、及び、抵抗R12,R13,・・・,R21を有する。
以下に、検出回路13の構成、主には接続関係を述べる。ダイオードD3について、アノードは、抵抗R3の一方の端子、及び、抵抗R4の他方の端子に、カソードは、オペアンプ51のプラス端子、並びに、コンデンサC3及び抵抗R12,R13夫々の一方の端子に接続している。
オペアンプ51のマイナス端子は、コンデンサC4及び抵抗R14,R15夫々の一方の端子に接続されている。抵抗R14の他方の端子には所定の電圧Vrefが印加されている。オペアンプ51の出力端子は、オペアンプ52のプラス端子、バイポーラトランジスタB3のコレクタ、ダイオードD4,D5夫々のアノード、及び、抵抗R16の一方の端子に接続されている。
バイポーラトランジスタB3のベースは抵抗R17の一方の端子に接続され、抵抗R17の他方の端子は、抵抗R5の他方の端子及び抵抗R6の一方の端子に接続されている。
ダイオードD4,D5夫々のカソードは、抵抗R12の他方の端子、及び、抵抗R18の一方の端子に接続され、抵抗R18の他方の端子は、バイポーラトランジスタB1のベース、及び、抵抗R19の一方の端子に接続されている。
オペアンプ52のマイナス端子は、コンデンサC5の一方の端子、ダイオードD6のカソード、及び、抵抗R20の一方の端子に接続されている。オペアンプ52の出力端子はダイオードD6のアノードに接続されている。抵抗R20の他方の端子は、抵抗R21の一方の端子、及び、サイリスタS1のゲートに接続されている。
オペアンプ51,52夫々のグランド端子、バイポーラトランジスタB3のエミッタ、並びに、抵抗R13,R15,R16,R19,R21及びコンデンサC3,C4,C5夫々の他方の端子は、サイリスタS1のカソードに接続されている。
次に、検出回路13の詳細な作用を説明する。バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々がオフである状態で端子T3,T4間にLED3が装着されて抵抗R4に電流が流れた場合、抵抗R4の両端子間の電圧は、ダイオードD3を介して、抵抗R13及びコンデンサC3夫々の両端子間に印加されて高周波ノイズが除去される。
抵抗R4の両端子間の電圧は、抵抗R13及びコンデンサC3によって高周波ノイズを除去された後、オペアンプ51のプラス端子に印加される。オペアンプ51のマイナス端子には、電圧Vrefを抵抗R14,R15で分圧した電圧である電圧V1が印加されている。ここで、コンデンサC4は抵抗R15の両端子間に印加される電圧の高周波ノイズを除去している。これにより、オペアンプ51のマイナス端子に印加されている電圧V1は一定に保たれる。
オペアンプ51は、コンパレータとして機能し、プラス端子に印加された電圧がマイナス端子に印加された電圧を超えている場合、即ち、抵抗R4の両端子間の電圧が電圧V1を超えた場合、出力端子からハイレベルの電圧を出力する。オペアンプ51は、プラス端子に印加された電圧がマイナス端子に印加された電圧を下回った場合、出力端子から、ハイレベルの電圧よりも低いローレベルの電圧を出力する。
抵抗R4の両端子間の電圧が電圧V1を超えてオペアンプ51が出力端子からハイレベルの電圧を出力した場合、ハイレベルの電圧が、ダイオードD5及び抵抗R18を介してバイポーラトランジスタB1のベースに印加され、バイポーラトランジスタB1がオンになる。これによって、前述したように電圧印加部11の端子T7,T8から出力される直流電圧の上限が電圧V4から電圧V3に変更される。このとき、ハイレベルの電圧は抵抗R16,R19夫々の両端子間にも印加される。
また、オペアンプ51が出力端子からハイレベルの電圧を出力した場合、ハイレベルの電圧がオペアンプ52のプラス端子に印加される。オペアンプ52は、オペアンプ51と同様にコンパレータとして機能し、プラス端子に印加された電圧がマイナス端子に印加された電圧を超えている場合に出力端子からハイレベルの電圧を出力し、プラス端子に印加された電圧がマイナス端子に印加された電圧を下回った場合に出力端子からハイレベルの電圧よりも低いローレベルの電圧を出力する。
オペアンプ52、コンデンサC5、ダイオードD6及び抵抗R20,R21によって構成される回路は、電圧バッファとして機能し、オペアンプ52のプラス端子にハイレベルの電圧が印加されている間、サイリスタS1のゲートにハイレベルの電圧が印加され、サイリスタS1をオンし続ける。
具体的には、オペアンプ52のプラス端子にハイレベルの電圧が印加された場合、オペアンプ52は、出力端子からダイオードD6を介して、ハイレベルの電圧をコンデンサC5の両端子間に印加し、更にダイオードD6及び抵抗R20を介して、ハイレベルの電圧をサイリスタS1のゲートに印加する。
回路の不安定な動作によって、一時的にプラス端子に印加される電圧がマイナス端子に印加された電圧よりも低くなってオペアンプ52が出力端子からローレベルの電圧を出力した場合であっても、コンデンサC5の両端子間の電圧はハイレベルの電圧に保たれている。このため、サイリスタS1のゲートにハイレベルの電圧が印加され続ける。
オペアンプ52のプラス端子にローレベルの電圧が印加され続けた場合、コンデンサC5は放電し、抵抗R20,R21によって電力が消費されて、コンデンサC5の両端子間の電圧が低くなる。これにより、サイリスタS1のゲートに所定電圧未満の電圧が印加されてサイリスタS1はオフとなる。
オペアンプ51が出力端子からハイレベルの電圧を出力した場合、ハイレベルの電圧は、ダイオードD4及び抵抗R12を介してオペアンプ51のプラス端子に印加される。このハイレベルの電圧は、電圧V1よりも高い電圧に設定されている。
このため、オペアンプ51は、後述するバイポーラトランジスタB3がオンとなり、オペアンプ51の出力端子の電圧が略ゼロとなってオペアンプ51のプラス端子に印加される電圧がマイナス端子に印加される電圧V1よりも低くなるまで、オペアンプ51は出力端子からハイレベルの電圧を出力し続け、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々のオンを維持する。
以上のように、検出回路13では、LED3が端子T3,T4間に接続されて抵抗R4に電流が流れた場合、オペアンプ51のプラス端子に印加される電圧がオペアンプ51のマイナス端子に印加される電圧V1よりも高くなる。これにより、オペアンプ51は出力端子からハイレベルの電圧を出力し、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1をオンにすると共に、ハイレベルの電圧を自身のプラス端子にも印加する。
従って、オペアンプ51は出力端子からハイレベルの電圧を出力し続け、サイリスタS1がオンになって抵抗R4の両端子間の電圧が電圧V1以下となった後でも、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々のオンが維持される。この維持によって、LED3に安定した一定の電流が流れてLED3が正常に点灯し、LED3の正常な点灯動作を維持することができる。
バイポーラトランジスタB3は、バイポーラトランジスタB1,B2と同様に、ベースに所定電圧以上の電圧が印加された場合にコレクタからエミッタに電流が流れてオンとなり、ベースに印加されている電圧が所定電圧未満である場合にはコレクタからエミッタに電流が流れず、オフとなる。
前述したように、LED3が端子T3,T4間から取外されて抵抗R6に電流が流れて抵抗R6の両端子間の電圧が電圧V2を超えた場合、抵抗R6の両端子間の電圧によってバイポーラトランジスタB3はオンとなる。
これにより、オペアンプ51のプラス端子の電位が、オペアンプ51のグランド端子の電位と略一致するため、オペアンプ51,52夫々のプラス端子、及び、バイポーラトランジスタB1のベースに略ゼロの電圧が印加される。これにより、オペアンプ51では、プラス端子に印加された電圧がマイナス端子に印加されている電圧V1よりも低くなり、出力端子からローレベルの電圧が出力される。
また、バイポーラトランジスタB1のベースにダイオードD5及び抵抗R18を介して略ゼロの電圧が印加されるため、バイポーラトランジスタB1はオフとなり、前述したように、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限は電圧V3から電圧V4に低下する。
更に、オペアンプ52では、プラス端子に略ゼロの電圧が印加されるため、出力端子からローレベルの電圧が出力される。ローレベルの電圧は抵抗R20を介してサイリスタS1のゲートに印加されて、サイリスタS1はオフとなる。
電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限が電圧V4以下に制限され、ツェナーダイオードZ1のカソード、及び、抵抗R6の他方の端子間の電圧が電圧Vzを下回った場合、抵抗R6の両端子間の電圧は電圧V2を下回って、バイポーラトランジスタB3はオフとなる。
バイポーラトランジスタB3がオフになった後においては、オペアンプ51は、出力端子からローレベルの電圧を出力し、出力したローレベルの電圧はダイオードD4及び抵抗R12を介してオペアンプ51のプラス端子に印加される。オペアンプ51のプラス端子に印加されたローレベルの電圧は電圧V1よりも低く設定されているため、オペアンプ51は、プラス端子に電圧V1を超える電圧が印加されるまで、出力端子からローレベルの電圧を出力し続ける。
これによって、オペアンプ51のプラス端子に電圧V1を超える電圧が印加されるまで、バイポーラトランジスタB1のベース、及び、オペアンプ52のマイナス端子夫々にもオペアンプ51の出力端子からローレベルの電圧が印加され続ける。このため、バイポーラトランジスタB1はオフを維持し、オペアンプ52は出力端子からローレベルの電圧を出力し続けてサイリスタS1をオフに維持する。
以上のように、検出回路13では、端子T3,T4からLED3が取外されてツェナーダイオードZ1のカソード及びアノード間の電圧が降伏電圧を超えて抵抗R6の両端子間の電圧が電圧V2を超えた場合、バイポーラトランジスタB3がオンとなる。これにより、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々がオフになると共に、オペアンプ51のプラス端子に印加される電圧は、低下して、オペアンプ51のマイナス端子に印加されている電圧V1を下回る。
従って、オペアンプ51は出力端子からローレベルの電圧を出力し続ける。これにより、バイポーラトランジスタB1のオフによって端子T7,T8間の直流電圧の上限値が電圧V4となってバイポーラトランジスタB3がオフになった後でも、バイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1のオフが維持される。このようにバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1のオフが維持されるので、端子T3,T4間にLED3が再装着された場合にLED3を再点灯させることができる。
また、前述したように、サイリスタS1は、端子T3,T4間にLED3が装着された直後についてはオフであり、端子T3,T4間のLED3の装着によって抵抗R4に電流が流れ、検出回路13が検出した抵抗R4の両端子間の電圧E1が電圧V1を超える。これにより、オペアンプ51の出力端子がハイレベルの電圧を出力し、オペアンプ52の出力端子がハイレベルの電圧を出力する。オペアンプ52が出力端子からハイレベルの電圧を出力することによって、コンデンサC5の両端子間の電圧が上昇し、サイリスタS1がオフからオンとなる。サイリスタS1がオンになると、電流は端子T4からサイリスタS1を介して端子T8に流れて、端子T3から抵抗R3,R4を経由して端子T8に流れる電流は略ゼロとなる。このため、抵抗R3,R4にはLED3が端子T3,T4間に装着された後の一定期間にのみ流れるため、抵抗R3,R4で無駄に電力が消費されることはない。
なお、検出回路13を、マイクロコンピュータを用いて構成してもよい。この場合、マイクロコンピュータは、抵抗R4,R6夫々の両端子間の電圧を検出している。マイクロコンピュータは、検出した抵抗R4の両端子間の電圧E1が電圧V1を超えた場合にバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオンにし、検出した抵抗R6の両端子間の電圧E2が電圧V2を超えた場合にバイポーラトランジスタB1及びサイリスタS1夫々をオフにする。
また、電圧印加部11は、トランス45が用いられた絶縁回路で構成されているが、電圧印加部11の構成はこの構成に限定されず、電圧印加部11は端子T5,T6間に印加された交流電圧を直流電圧に変換でき、端子T7,T8から出力する直流電圧を制御回路12が制御できる構成であればよい。電圧印加部11を、例えば、スイッチとコイルとを用いた非絶縁回路で構成してもよい。
また、本実施の形態では、抵抗R8の両端子間の電圧を電圧V5以下に制御し、バイポーラトランジスタB1のオン/オフによって抵抗R8の両端子間の抵抗値を変更することによって、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限を電圧V3又はV4に変更している。しかし、電圧印加部11が端子T7,T8から出力する直流電圧の上限を変更する構成は、以上のような構成に限定されない。
また、抵抗回路は、抵抗R3,R4の直列回路に限定されず、抵抗R4を含む回路であればよい。また、抵抗R2が接続される位置は、端子T8及びサイリスタS1の間に限定されず、抵抗R2は端子T3,T7間、又は、端子T4,T8間に流れる電流の経路に設けられていればよい。抵抗R2が端子T3,T7間に流れる電流の経路に設けられた場合、抵抗R2は、端子T3,T7間に流れる電流を検出するために用いられる。
また、バイポーラトランジスタB1,B3夫々の代わりにオペアンプを用いてもよい。オペアンプの特性は、周辺の温度によって変動しにくく、安定的に動作する。このため、バイポーラトランジスタB1,B3夫々の代わりにオペアンプを用いることによって、周辺の温度が変動した場合であっても、電源装置1は安定的に動作する。
更に、バイポーラトランジスタB1,B2,B3夫々は、スイッチとして機能すればよいため、PNP型のバイポーラトランジスタでもよく、電界効果トランジスタであってもよい。サイリスタS1も、スイッチとして機能すればよいため、バイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタであってもよい。
更に、電源装置1の端子T3,T4間に取り付ける負荷はLED3に限定されず、一定の電流を流して動作させる必要がある負荷であってもよい。
開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。