JP2013225629A - 点灯回路およびスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】異なる電源電圧や負荷に対して略同じ明るさで発光ダイオードを点灯させる。
【解決手段】スイッチ１は、電源６から負荷７への給電状態に応じて発光ダイオード２２が点灯する点灯回路２と、電源６と負荷７との間の電気的接続を開閉する開閉部３とを備える。点灯回路２は、発光ダイオード２２を含む発光部２１と、ツェナーダイオード２４とを備える。発光ダイオード２２は、電源６から負荷７へ給電されている際に電源６から給電されて発光する。ツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２と順方向が反対方向になるように発光部２１に並列に接続されている。このツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２が発光する際の目標電流値以下の範囲で、電圧変化に対する電流変化が急峻であるツェナー電圧を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から負荷へ給電されている際に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を点灯させる点灯回路およびスイッチに関する。

従来から、交流電源から負荷へ給電されているときに発光ダイオードが点灯するスイッチが知られている（例えば特許文献１参照）。従来のスイッチは、交流電源と負荷との間の電気的接続を開閉する開閉部と、交流電源から負荷への給電路に一次巻線が挿入された電流トランスと、電流トランスの二次巻線に接続された発光ダイオードとを備えている。このスイッチでは、交流電源から負荷へ給電されているときに、発光ダイオードが電流トランスを介して交流電源から給電されて点灯する。これにより、ユーザは、交流電源から負荷へ給電されていることを確認することができる。

特開２００７−２２７１７９号公報

しかしながら、従来のスイッチは、電源電圧や負荷の大きさによって、電流トランスの一次巻線に流れる電流が変化するため、電流トランスの二次巻線から発光ダイオードに流れる電流が変化する。これにより、従来のスイッチでは、異なる電源電圧や負荷に対して、発光ダイオードから放射される光の明るさが変動するという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、異なる電源電圧や負荷に対して略同じ明るさで発光ダイオードを点灯させることができる点灯回路およびスイッチを提供することにある。

本発明の点灯回路は、電源から負荷への給電を入切するスイッチに用いられる点灯回路であって、前記電源から前記負荷への給電路に一次巻線が挿入されたトランスの二次巻線の両端間に挿入され、前記電源から前記負荷へ給電されている際に当該電源から当該トランスを介して給電されて発光する発光ダイオードを含む発光部と、前記発光ダイオードと順方向が反対方向になるように前記発光部に並列に接続されたツェナーダイオードとを備え、前記ツェナーダイオードは、前記発光ダイオードが発光する際の目標電流値以下の範囲で、電圧変化に対する電流変化が急峻であるツェナー電圧を有することを特徴とする。

この点灯回路において、前記発光部は、前記発光ダイオードに直列に接続された定電流ダイオードをさらに含むことが好ましい。

この点灯回路において、前記発光部は、前記発光ダイオードを複数含み、当該複数の発光ダイオードは、直列に接続されていることが好ましい。

この点灯回路において、前記発光部は、前記発光ダイオードに直列に接続されたダイオードをさらに含むことが好ましい。

この点灯回路において、前記発光ダイオードは、ＧａＮ系半導体で形成されていることが好ましい。

この点灯回路において、前記ツェナーダイオードと順方向が反対方向になるように当該ツェナーダイオードに直列に接続されたダイオードをさらに備え、前記電源は交流電源であり、前記発光部は、前記発光ダイオードを少なくとも一対含み、当該一対の発光ダイオードは、逆並列に接続されていることが好ましい。

この点灯回路において、前記発光部は、前記一対の発光ダイオードを複数対含み、当該複数対の発光ダイオードは、並列に接続されていることが好ましい。

この点灯回路において、前記ツェナーダイオードの順方向電圧の絶対値が前記発光ダイオードの逆耐圧の絶対値よりも低いことが好ましい。

本発明のスイッチは、前記点灯回路と、電源から負荷への給電路に一次巻線が挿入され二次巻線に前記点灯回路が接続されているトランスと、前記給電路に挿入され前記電源と前記負荷との間の電気的接続を開閉する開閉部とを備えることを特徴とする。

本発明の点灯回路およびスイッチでは、ツェナー電圧の高く安定したツェナーダイオードを用いることができる。これにより、本発明の点灯回路およびスイッチは、ツェナー電圧の低いツェナーダイオードを用いる場合よりも、異なる電源電圧や負荷に対して、発光ダイオードの順方向電流を安定させることができ、略同じ明るさで発光ダイオードを点灯させることができる。

実施形態１に係るスイッチの構成を示す回路図である。 実施形態２に係るスイッチの構成を示す回路図である。 実施形態３に係るスイッチの構成を示す回路図である。 実施形態５に係るスイッチの構成を示す回路図である。 実施形態６に係るスイッチの構成を示す回路図である。 スイッチの基本構成を示す回路図である。 発光部の電圧−電流特性を示す図である。 点灯回路の基本動作を説明する説明図である。 ツェナー電圧の異なる２種類のツェナーダイオードの電圧−電流特性を示す図である。

（基本構成）
以下に説明する各実施形態のスイッチの基本構成について図６を用いて説明する。各実施形態では、スイッチ１が、単極単投の接点構成の片切りスイッチである場合について説明するが、スイッチ１は、片切りスイッチに限らず、例えば３路スイッチなど他のスイッチであってもよい。

スイッチ１は、電源６から負荷７へ給電されている際に発光ダイオード２２を点灯させる点灯回路２と、電源６と負荷７との間の電気的接続を開閉する開閉部３と、電源６から負荷７への給電路に一次巻線４１が挿入された電流トランス４とを備えている。また、スイッチ１は、電源６が接続される第１の端子部５１と、負荷７が接続される第２の端子部５２とを備えている。さらに、スイッチ１は、点灯回路２と開閉部３と電流トランス４と第１の端子部５１と第２の端子部５２とが収納される器体（図示せず）を備えている。電源６は、例えば商用電源などの交流電源である。負荷７は、例えば照明負荷などである。スイッチ１は、電源６および負荷７に直列に接続された状態で用いられ、電源６から負荷７への給電を入切する。

このスイッチ１では、点灯回路２において、発光ダイオード２２を含む発光部２１にツェナーダイオード２４が並列に接続されている。以下、スイッチ１の各構成要素について説明する。

点灯回路２等が収納される器体（図示せず）は、複数の合成樹脂成形品から構成されている。器体の外形寸法は、例えば、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＣ８３０４参照）で規格化されている大角形連用の埋め込み配線器具の１連用の取付枠（図示せず）に取付可能な寸法に形成されている。取付枠は、埋込形の配線器具を施工面に取り付ける際に用いられる。器体の前面側には、点灯回路２の発光ダイオード２２の光を器体から外方に出射するための開口窓（図示せず）が形成されている。この開口窓には、透光性を有するランプカバー（図示せず）が取り付けられている。これにより、ユーザは、ランプカバーを通して発光ダイオード２２の点灯状態を視認することができる。

開閉部３は、電源６から負荷７への給電路に挿入され、電源６と負荷７との間の電気的接続を開閉する。図示しないが、一例として、開閉部３は、可動接点が設けられた開閉子と、固定接点が設けられた端子板とを備えている。図示しない押釦ハンドルが押操作された際に、開閉子の可動接点が固定接点に接触する。これにより、開閉部３が閉じ、電源６から負荷７へ給電されて、負荷７が動作可能となる。その後、再度、押釦ハンドルが押操作されると、開閉子の可動接点が固定接点から離れる。これにより、開閉部３が開いて、電源６から負荷７への給電が停止する。

電流トランス４は、例えばトロイダルコイルであり、一次巻線４１と、二次巻線４２と、一次巻線４１および二次巻線４２が巻装されるコア（図示せず）とを備えている。一次巻線４１は、電源６から負荷７への給電路に挿入されている。二次巻線４２の両端間には、点灯回路２が接続されている。一次巻線４１および二次巻線４２としては、例えばエナメル線などを用いている。コアは、例えばアモルファス磁性材料やナノ結晶磁性材料など非常に透磁率の高い磁性材料からなる。電源６から一次巻線４１に電流が流れると、一次巻線４１に流れる電流の変化分に応じて二次巻線４２から点灯回路２に電流が流れる。

点灯回路２は、電源６から負荷７へ給電されている際に発光ダイオード２２を点灯させることによって、電源６から負荷７への給電の状態を表示する。この点灯回路２は、発光ダイオード２２を含む発光部２１と、発光部２１に並列に接続されたツェナーダイオード２４とを備えており、電流トランス４の二次巻線４２の両端間に接続されている。

発光部２１は、発光ダイオード２２と、発光ダイオード２２に直列に接続された抵抗２３とを備えている。電流トランス４の二次巻線４２の一端が抵抗２３の一端に接続され、抵抗２３の他端が発光ダイオード２２のアノードに接続され、発光ダイオード２２のカソードが電流トランス４の二次巻線４２の他端に接続されている。

発光ダイオード２２は、例えばＧａＡｓ系半導体で形成されたダイオードであり、電源６から負荷７へ給電されている際に、電流トランス４の二次巻線４２からの電流が矢印Ａ１の方向に流れるときに点灯する。すなわち、発光ダイオード２２は、電源６から負荷７へ給電されている際に、電流トランス４を介して電源６から給電されて点灯する。

抵抗２３は、例えば１０〜３０Ωの抵抗値を有しており、発光ダイオード２２に直列に接続されている。このため、図７に示すように、発光部２１の両端電圧Ｖ１と発光部２１に流れる電流（発光ダイオード２２の順方向電流）との関係は、抵抗２３の抵抗値によって変化する。なお、図７において、（ａ）は、抵抗２３の抵抗値が１０Ωである場合を示し、（ｂ）は、抵抗２３の抵抗値が２０Ωである場合を示し、（ｃ）は、抵抗２３の抵抗値が３０Ωである場合を示し、（ｄ）は、抵抗２３がない場合を示す。

図６に示すツェナーダイオード２４は、カソードが電流トランス４の二次巻線４２の一端に接続され、アノードが電流トランス４の二次巻線４２の他端に接続されている。すなわち、ツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２と順方向が反対方向になるように発光部２１に並列に接続されている。図８に示すように、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２の絶対値は、発光ダイオード２２のカットイン電圧Ｖａ１の絶対値よりも高い。図８において、実線は発光部２１の電圧−電流特性を示し、破線はツェナーダイオード２４の電圧−電流特性を示す。ツェナーダイオード２４が発光部２１に並列に接続されているので、発光部２１の両端電圧Ｖ１がツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２を超えることがなくなる。これにより、電流トランス４の二次巻線４２に異なる電流が発生しても、発光ダイオード２２の順方向電流Ｉｆ１の変動を低減することができる。すなわち、発光ダイオード２２の順方向電流Ｉｆ１が図８の電流値Ｉ１を超えることはない。その結果、発光ダイオード２２から放射された光の明るさの変動を低減することができる。

また、ツェナーダイオード２４の順方向電圧Ｖｆ２の絶対値は、発光ダイオード２２の逆耐圧Ｖｚ１の絶対値よりも低い。これにより、異なる電源電圧や負荷７に対して発光ダイオード２２に逆耐圧Ｖｚ１を超える電圧が印加されることがなく、発光ダイオード２２を保護することができる。

次に、本実施形態に係るスイッチ１の動作について図６を用いて説明する。なお、初期状態では、開閉部３が開いている。

まず、押釦ハンドル（図示せず）が押操作されると、開閉部３が閉じる。開閉部３が閉じると、第１の端子部５１、電流トランス４の一次巻線４１、開閉部３、第２の端子部５２の給電路に電流が流れる。すなわち、電源６から負荷７へ給電される。

同時に、電流トランス４の一次巻線４１に流れる電流によって、電流トランス４の二次巻線４２から発光ダイオード２２へ順方向電流Ｉｆ１が流れて、発光ダイオード２２が点灯する。ユーザは、発光ダイオード２２の点灯状態を見ることによって、電源６から負荷７へ給電されていることを確認することができる。

その後、再度、押釦ハンドルが押操作されると、開閉部３が開いて初期状態に戻る。これにより、電源６から負荷７への給電を停止し、発光ダイオード２２が消灯する。

以上説明したスイッチ１では、点灯回路２において、発光ダイオード２２にツェナーダイオード２４が逆並列に接続されていることによって、発光部２１の両端電圧Ｖ１がツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２を超えることがなくなる。これにより、異なる電源電圧や負荷７に対して、電流トランス４の二次巻線４２から発光ダイオード２２に流れる順方向電流Ｉｆ１の変動を低減することができ、略同じ明るさで発光ダイオード２２を点灯させることができる。例えば電源６が１００Ｖである場合と電源６が２００Ｖである場合とで点灯回路２を兼用することができる。

なお、各実施形態のツェナーダイオード２４に代えて複数のダイオードの直列回路（図示せず）が発光部２１に並列に接続された場合も、異なる電源電圧や負荷７に対して略同じ明るさで発光ダイオード２２を点灯させることができる。この場合、複数のダイオードの直列回路が発光ダイオード２２と順方向が同じ方向になるように発光部２１に並列に接続されている。これにより、直列回路を構成する複数のダイオードの順方向電圧の総和に発光部２１の両端電圧Ｖ１を決定することができるので、上述のように、異なる電源電圧や負荷７に対して略同じ明るさで発光ダイオード２２を点灯させることができる。

しかしながら、直列回路を構成する各ダイオードの順方向電圧は、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２に比べて、温度変化に対する変動が大きいため、上記の場合、温度変化に対して、発光ダイオード２２から放射される光の明るさが変動しやすい。したがって、複数のダイオードの直列回路が発光部２１に並列に接続された場合よりも、スイッチ１のほうが、発光ダイオード２２から放射される光の温度に対するばらつきを低減させることができる。さらに、スイッチ１は、複数のダイオードの直列回路が発光部２１に並列に接続された場合よりも、ダイオードの総数を少なくすることができる。

（実施形態１）
実施形態１に係るスイッチ１は、図１に示すように、発光ダイオード２２に定電流ダイオード２５が直列に接続されている点で基本構成（図６参照）と相違する。なお、基本構成と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

ツェナーダイオード２４は、図９に示すように、ツェナー電圧Ｖｚ２が高いほど、ツェナー電圧Ｖｚ２付近で電流が急峻に変化する。すなわち、図９の（ａ）のようにツェナー電圧Ｖｚ２の高いツェナーダイオード２４の場合、６．３Ｖ（図９の「−６．３Ｖ」）付近において電流が急峻に変化する。したがって、ツェナー電圧Ｖｚ２の高いツェナーダイオード２４の場合、ツェナー電圧Ｖｚ２の変動が小さいので、発光部２１の両端電圧Ｖ１の変動を小さくすることができる。これにより、発光ダイオード２２の順方向電圧Ｖｆ１・順方向電流Ｉｆ１（図１参照）の変動をさらに小さくすることができるので、発光ダイオード２２から放射される光の明るさの変動をさらに小さくすることができる。

一方、図９の（ｂ）のようにツェナー電圧Ｖｚ２の低いツェナーダイオード２４の場合、ツェナー電圧Ｖｚ２が１．７Ｖ（図９の「−１．７Ｖ」）付近から３Ｖ（図９の「−３Ｖ」）付近まで変化する。ツェナー電圧Ｖｚ２の低いツェナーダイオード２４の場合、ツェナー電圧Ｖｚ２の変動が大きいので、発光部２１の両端電圧Ｖ１の変動が大きくなる。このため、発光ダイオード２２の順方向電圧Ｖｆ１・順方向電流Ｉｆ１の変動が大きくなり、発光ダイオード２２から放射される光の明るさの変動が大きくなる。

したがって、本実施形態のスイッチ１において、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２は高いほうが好ましく、特に５Ｖ以上６Ｖ以下であることがより好ましい。

ツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２が発光する際の目標電流値以下の範囲で、電圧変化に対する電流変化が急峻であるツェナー電圧Ｖｚ２を有している。目標電流値とは、発光ダイオード２２からの光を目標（所望）の明るさにする場合の電流値であり、例えば図８の電流値Ｉ１である。他の実施形態においても同様である。

しかしながら、発光部２１の両端電圧Ｖ１に比べて、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２が高すぎると、ツェナーダイオード２４によって発光部２１の両端電圧Ｖ１の変動を小さくするという機能が働かない。

そこで、本実施形態において、発光部２１の両端電圧Ｖ１を発光ダイオード２２の順方向電圧Ｖｆ１よりも高くするために、発光部２１は、図１に示すように、発光ダイオード２２と抵抗２３とに直列に接続された定電流ダイオード２５をさらに備えている。なお、基本構成の発光部２１（図６参照）と同様の機能については説明を省略する。

本実施形態のツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２のカットイン電圧（ＧａＡｓ系半導体の場合約１．７Ｖ）と定電流ダイオード２５の肩電圧（ピンチオフ電流の８０％に当たる電流値のときの印加電圧、例えば１．５Ｖ〜３Ｖ）との総和以上のツェナー電圧Ｖｚ２を有している。より好ましいツェナー電圧Ｖｚ２は５Ｖ以上６Ｖ以下である。

本実施形態のスイッチ１では、上述のように、ツェナーダイオード２４が並列に接続された発光部２１において発光ダイオード２２に定電流ダイオード２５が直列に接続されている。これにより、本実施形態のスイッチ１は、ある電流値の順方向電流Ｉｆ１を発光ダイオード２２に流す際に、発光部２１において発光ダイオード２２に定電流ダイオード２５が接続されていない場合よりも、発光部２１の両端電圧Ｖ１を高くすることができる。その結果、ツェナー電圧Ｖｚ２の高く安定したツェナーダイオード２４を用いることができる。

上記より、本実施形態のスイッチ１は、ツェナー電圧Ｖｚ２の低いツェナーダイオード２４を用いる場合よりも、異なる電源電圧や負荷７に対して、発光ダイオード２２の順方向電流Ｉｆ１を安定させることができ、略同じ明るさで発光ダイオード２２を点灯させることができる。

また、本実施形態のスイッチ１では、定電流ダイオード２５で規定された定電流を発光ダイオード２２に流すことができる。これにより、本実施形態のスイッチ１は、発光部２１において発光ダイオード２２に定電流ダイオード２５が接続されていない場合よりも、発光ダイオード２２の順方向電流Ｉｆ１をさらに安定させることができる。

（実施形態２）
実施形態２に係るスイッチ１は、図２に示すように、発光ダイオード２２にダイオード２６が直列に接続されている点で基本構成（図６参照）と相違する。なお、基本構成と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態においても、実施形態１と同様に、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２は高いほうが好ましく、発光ダイオード２２が発光する際の目標電流値以下の範囲で、ツェナー電圧Ｖｚ２は、電圧変化に対する電流変化が急峻である。このため、本実施形態の発光部２１は、図２に示すように、発光ダイオード２２に直列に接続されたダイオード２６をさらに備えている。なお、ダイオード２６の個数は１個に限定されず、複数個であってよい。

本実施形態のツェナーダイオード２４は、発光ダイオード２２のカットイン電圧（ＧａＡｓ系半導体の場合約１．７Ｖ）とダイオード２６のカットイン電圧（Ｓｉの場合約０．７Ｖ）との総和以上のツェナー電圧Ｖｚ２を有している。より好ましいツェナー電圧Ｖｚ２は５Ｖ以上６Ｖ以下である。

本実施形態のスイッチ１では、上述のように、ツェナーダイオード２４が並列に接続された発光部２１において発光ダイオード２２にダイオード２６が直列に接続されている。これにより、本実施形態のスイッチ１は、ある電流値の順方向電流Ｉｆ１を発光ダイオード２２に流す際に、発光部２１において発光ダイオード２２にダイオード２６が接続されていない場合よりも、安価に発光部２１の両端電圧Ｖ１を高くすることができる。その結果、ツェナー電圧Ｖｚ２の高く安定したツェナーダイオード２４を用いることができる。

なお、本実施形態のように発光ダイオード２２にダイオード２６が直列に接続された構成は、基本構成だけではなく、実施形態１のスイッチ１（図１参照）にも適用することができる。

（実施形態３）
実施形態３に係るスイッチ１は、図３に示すように、複数（図示例では２個）の発光ダイオード２２，２２が直列に接続されている点で基本構成（図６参照）と相違する。なお、基本構成と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態においても、実施形態１と同様に、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２は高いほうが好ましく、発光ダイオード２２が発光する際の目標電流値以下の範囲で、ツェナー電圧Ｖｚ２は、電圧変化に対する電流変化が急峻である。このため、本実施形態の発光部２１は、図３に示すように、直列に接続された複数（図示例では２個）の発光ダイオード２２，２２を備えている。なお、発光ダイオード２２の個数は２個に限定されず、３個以上であってよい。

本実施形態のツェナーダイオード２４は、複数の発光ダイオード２２，２２のカットイン電圧（ＧａＡｓ系半導体の場合１個当たり約１．７Ｖ）の総和以上のツェナー電圧Ｖｚ２を有している。より好ましいツェナー電圧Ｖｚ２は５Ｖ以上６Ｖ以下である。

本実施形態のスイッチ１では、上述のように、ツェナーダイオード２４が並列に接続された発光部２１において複数の発光ダイオード２２，２２が直列に接続されている。これにより、本実施形態のスイッチ１は、ある電流値の順方向電流Ｉｆ１を複数の発光ダイオード２２，２２に流す際に、発光部２１において複数の発光ダイオード２２，２２が直列に接続されていない場合よりも、発光部２１の両端電圧Ｖ１を高くすることができる。その結果、ツェナー電圧Ｖｚ２の高く安定したツェナーダイオード２４を用いることができる。

また、本実施形態のスイッチ１では、複数の発光ダイオード２２，２２が直列に接続されているので、発光ダイオード２２が１個のみである場合よりも、発光部からの光の明るさを高めることができる。

なお、本実施形態のように複数の発光ダイオード２２，２２が直列に接続された構成は、基本構成だけではなく、実施形態１，２のスイッチ１（図１，２参照）にも適用することができる。

（実施形態４）
実施形態４に係るスイッチ１は、発光ダイオード２２がＧａＮ系半導体で形成されたダイオードである点で基本構成と相違する。なお、基本構成と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態においても、実施形態１と同様に、ツェナーダイオード２４のツェナー電圧Ｖｚ２は高いほうが好ましく、発光ダイオード２２が発光する際の目標電流値以下の範囲で、ツェナー電圧Ｖｚ２は、電圧変化に対する電流変化が急峻である。

一般的に、ＧａＮ系の発光ダイオードは、ＧａＡｓ系半導体で形成された発光ダイオード等よりも、順方向電流が流れ始めるカットイン電圧が高く、電圧−電流特性が高電圧側にシフトしている。

したがって、本実施形態の発光ダイオード２２は、ＧａＡｓ系半導体で形成された発光ダイオードよりも、順方向電圧Ｖｆ１が高くなる。

本実施形態では、ツェナーダイオード２４を、発光ダイオード２２のカットイン電圧（約３．６Ｖ）以上のツェナー電圧Ｖｚ２を有している。より好ましいツェナー電圧Ｖｚ２は５Ｖ以上６Ｖ以下である。

本実施形態のスイッチ１では、上述のように、発光ダイオード２２がＧａＮ系半導体で形成されたダイオードである。これにより、本実施形態のスイッチ１は、ある電流値の順方向電流Ｉｆ１を発光ダイオード２２に流す際に、発光ダイオード２２がＧａＡｓ系半導体で形成された場合よりも、発光ダイオード２２の順方向電圧Ｖｆ１を高くすることができる。その結果、本実施形態のスイッチ１は、発光ダイオード２２がＧａＡｓ系半導体で形成された場合よりも、発光部２１の両端電圧Ｖ１を高くすることができる。そして、ツェナー電圧Ｖｚ２の高く安定したツェナーダイオード２４を用いることができる。

なお、本実施形態のようにＧａＮ系半導体で形成された発光ダイオード２２は、基本構成だけではなく、実施形態１〜３のスイッチ１（図１〜３参照）にも適用することができる。

（実施形態５）
実施形態５に係るスイッチ１は、図４に示すように、一対の発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）が逆並列に接続されている点で、実施形態３に係るスイッチ１（図３参照）と相違する。なお、実施形態３のスイッチ１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の発光部２１は、複数の発光ダイオード２２，２２の直列回路と抵抗２３とを一対ずつ備えている。そして、複数（図示例では２個）の第１の発光ダイオード２２１，２２１の直列回路と複数の第２の発光ダイオード２２２，２２２の直列回路とが逆並列に接続されている。なお、実施形態３の発光部２１（図３参照）と同様の機能については説明を省略する。

また、本実施形態の点灯回路２は、一対のツェナーダイオード２４（２４１），２４（２４２）と、ツェナーダイオード２４に直列に接続された一対のダイオード２７（２７１），２７（２７２）とをさらに備えている。第１のダイオード２７１は、第１のツェナーダイオード２４１と順方向が反対方向になるように第１のツェナーダイオード２４１に直列に接続されている。これにより、第１のツェナーダイオード２４１に順方向電流（矢印Ａ１の反対方向の電流）が流れるのを防止することができる。第２のダイオード２７２は、第２のツェナーダイオード２４２と順方向が反対方向になるように第２のツェナーダイオード２４２に直列に接続されている。これにより、第２のツェナーダイオード２４２に順方向電流（矢印Ａ２の反対方向の電流）が流れるのを防止することができる。

本実施形態において、矢印Ａ１のように電流が流れる場合、各第１の発光ダイオード２２１が点灯する。このとき、発光部２１の両端電圧Ｖ１１は、第１のツェナーダイオード２４１のツェナー電圧Ｖｚ２を超えることがない。なお、第２のダイオード２７２によって、第２のツェナーダイオード２４２に順方向電流が流れないようになっている。

一方、矢印Ａ２のように電流が流れる場合、第２の発光ダイオード２２２が点灯する。このとき、発光部２１の両端電圧Ｖ１２は、第２のツェナーダイオード２４２のツェナー電圧Ｖｚ２を超えることがない。なお、第１のダイオード２７１によって、第１のツェナーダイオード２４１に順方向電流が流れないようになっている。

以上説明した本実施形態のスイッチ１では、点灯回路２において、電源（交流電源）６から負荷７への電流の方向がいずれの方向であっても発光ダイオード２２を点灯させることができる。これにより、本実施形態のスイッチ１は、発光ダイオード２２が１個である場合よりも、明るく表示することができる。

また、本実施形態１のスイッチ１は、一対の発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）が近接して配置されることによって、発光ダイオード２２が１個である場合よりも、発光ダイオード２２の視野角を広げることができる。これにより、本実施形態のスイッチ１は、スイッチ１が造営面（例えば壁面や天井面など）に取り付けられた状態において、発光ダイオード２２が１個である場合よりも、発光ダイオード２２の点灯状態（表示）を視認可能な範囲を広げることができる。

なお、第１の発光ダイオード２２１と第２の発光ダイオード２２２とは、異なる仕様の素子であってもよいが、同じ仕様の素子にすることによって、電源６から負荷７への電流のいずれの方向に対しても点灯回路２での消費電力を同等にして電源６の出力波形の対称性を維持することができる。

また、本実施形態のように一対の発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）が逆並列に接続された構成は、実施形態３のスイッチ１だけではなく、実施形態１，２，４のスイッチ１（図１，２参照）にも適用することができる。上記構成が実施形態１のスイッチ１（図１参照）に適用された場合、発光ダイオード２２に定電流ダイオード２５（図１参照）が直列に接続された一対の直列回路が逆並列に接続される。上記構成が実施形態２のスイッチ１（図２参照）に適用された場合、発光ダイオード２２にダイオード２６（図２参照）が直列に接続された一対の直列回路が逆並列に接続される。上記構成が実施形態３のスイッチ１に適用された場合、一対のＧａＮ系の発光ダイオード２２が逆並列に接続される。

（実施形態６）
実施形態６に係るスイッチ１は、図５に示すように、逆並列に接続された発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）の組み合わせが複数対並列に接続されている点で、実施形態５に係るスイッチ１（図４参照）と相違する。なお、実施形態５のスイッチ１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の発光部２１は、発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）の組み合わせを複数対（図示例では２対）備えている。複数対の上記組み合わせは、並列に接続されている。なお、実施形態５の発光部２１（図４参照）と同様の機能については説明を省略する。

以上説明した本実施形態のスイッチ１では、上述のように、点灯回路２において、発光部２１が発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）の組み合わせを複数対備え、複数対の上記組み合わせが並列に接続されている。これにより、表示の信頼性をより向上させることができる。

なお、本実施形態のように逆並列に接続された発光ダイオード２２（２２１），２２（２２２）の組み合わせが複数対並列に接続された構成は、実施形態５のスイッチ１だけではなく、実施形態１，２，４のスイッチ１（図１，２参照）にも適用することができる。上記構成が実施形態１のスイッチ１（図１参照）に適用された場合、発光ダイオード２２と定電流ダイオード２５（図１参照）との直列回路が複数対接続される。上記構成が実施形態２のスイッチ１（図２参照）に適用された場合、発光ダイオード２２とダイオード２６（図２参照）との直列回路が複数対接続される。上記構成が実施形態４のスイッチ１に適用された場合、ＧａＮ系の発光ダイオード２２が複数対接続される。

各実施形態のスイッチ１は、点灯回路２だけではなく、電源６から負荷７へ給電されていない際に点灯する光源を含む他の点灯回路をさらに備えてもよい。

１ スイッチ
２ 点灯回路
２１ 発光部
２２ 発光ダイオード
２４ ツェナーダイオード
２５ 定電流ダイオード
２６ ダイオード
３ 開閉部
６ 電源
７ 負荷

Claims (9)

1. 電源から負荷への給電を入切するスイッチに用いられる点灯回路であって、
   前記電源から前記負荷への給電路に一次巻線が挿入されたトランスの二次巻線の両端間に挿入され、前記電源から前記負荷へ給電されている際に当該電源から当該トランスを介して給電されて発光する発光ダイオードを含む発光部と、
   前記発光ダイオードと順方向が反対方向になるように前記発光部に並列に接続されたツェナーダイオードとを備え、
   前記ツェナーダイオードは、前記発光ダイオードが発光する際の目標電流値以下の範囲で、電圧変化に対する電流変化が急峻であるツェナー電圧を有する
   ことを特徴とする点灯回路。
2. 前記発光部は、前記発光ダイオードに直列に接続された定電流ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の点灯回路。
3. 前記発光部は、前記発光ダイオードを複数含み、当該複数の発光ダイオードは、直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の点灯回路。
4. 前記発光部は、前記発光ダイオードに直列に接続されたダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の点灯回路。
5. 前記発光ダイオードは、ＧａＮ系半導体で形成されていることを特徴とする請求項１記載の点灯回路。
6. 前記ツェナーダイオードと順方向が反対方向になるように当該ツェナーダイオードに直列に接続されたダイオードをさらに備え、
   前記電源は交流電源であり、
   前記発光部は、前記発光ダイオードを少なくとも一対含み、当該一対の発光ダイオードは、逆並列に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯回路。
7. 前記発光部は、前記一対の発光ダイオードを複数対含み、当該複数対の発光ダイオードは、並列に接続されていることを特徴とする請求項６記載の点灯回路。
8. 前記ツェナーダイオードの順方向電圧の絶対値が前記発光ダイオードの逆耐圧の絶対値よりも低いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の点灯回路。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の点灯回路と、
   電源から負荷への給電路に一次巻線が挿入され二次巻線に前記点灯回路が接続されているトランスと、
   前記給電路に挿入され前記電源と前記負荷との間の電気的接続を開閉する開閉部と
   を備えることを特徴とするスイッチ。

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