JP2010118245A - 点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＬＥＤ照明灯の異常点灯時に安全回路が確実に作用するとともに、安全回路の設計が比較的容易な点灯装置および照明器具を提供する。
【解決手段】
点灯装置は、ＬＥＤ照明灯LEDと、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング動作を定電流制御してＬＥＤ照明灯を点灯させる照明灯点灯回路OCと、ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態のときに照明灯点灯回路の出力を停止させるか低減させる安全回路SCと、電源投入から所定期間中は安全回路を作用させないでＬＥＤ照明灯が点灯するように制御する制御手段CCとを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明灯を安全に点灯する点灯装置およびこれを備えた照明器具に関する。

多数の発光ダイオードからなるＬＥＤ照明灯を直列点灯する発光ダイオード点灯装置は既知である（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された点灯回路は、交流の整流電圧を昇圧チョッパで昇圧し、かつ平滑化して複数の発光ダイオードからなる直列回路の複数を並列接続したＬＥＤ照明灯に供給して点灯し、昇圧チョッパを制御回路で制御して調光できるようにするとともに、力率も改善できるようにしている。なお、特許文献１に記載の発光ダイオード点灯装置は、電源を投入すると制御回路と昇圧チョッパに同時に電圧が印加され手動作を開始する。

他方、ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態になったときにスイッチング素子のスイッチング動作を停止させてＬＥＤ照明灯点灯装置の出力をさせたり出力を低減したりしてＬＥＤ照明灯を保護してその安全を図る安全回路を点灯装置に配設することができる。

特開平１１−０６７４７１号公報

ところが、ＬＥＤ照明灯をスイッチング素子のスイッチングにより点灯する照明灯点灯回路を用いて点灯する場合、点灯初期に照明灯点灯回路の出力電圧が変動して発光が不安定になることがある。不安定の期間は１秒程度で比較的短いが、この期間に安全回路が影響を受けないようにして、かつＬＥＤ照明灯の異常点灯時には敏感に作用するように構成するには、安全回路の設計が難しく、そのために安全回路が複雑化し、点灯装置のコストアップを招くという問題がある。

本発明は、ＬＥＤ照明灯の場合、点灯初期の異常点灯発生の確率が極めて少ないことに着目してなされたもので、ＬＥＤ照明灯の異常点灯時に安全回路が確実に作用するとともに、安全回路の設計が比較的容易な点灯装置およびこれを備えた照明器具を提供することを目的とする。

本発明の点灯装置は、ＬＥＤ照明灯と；スイッチング素子のスイッチング動作を定電流制御してＬＥＤ照明灯を点灯させる照明灯点灯回路と；ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態のときに照明灯点灯回路の出力を停止させるか低減させる安全回路と；電源投入から所定期間中は安全回路を作用させないでＬＥＤ照明灯が点灯するように制御する制御手段と；を具備していることを特徴としている。

本発明は、以下の態様を許容する。

本発明において、ＬＥＤ照明灯は、発光ダイオードを用いた照明光源であり、例えば複数の発光ダイオードを直列接続して、その両端をコネクタに接続してなるＬＥＤモジュールを用いることができる。このＬＥＤモジュールは、その所望数を容易に直列接続および／または並列接続することができる。

照明灯点灯回路は、スイッチング素子を備えていて、そのスイッチング動作を定電流制御することによりＬＥＤ照明灯を点灯させるように構成することができる。本発明において、照明灯点灯回路の具体的な回路構成は、特段限定されない。例えば、各種チョッパなどのスイッチングレギュレータなどであることを許容する。

安全回路は、異常点灯状態検出手段を備えていて、その検出値が予め設定された閾値を超えたときに、異常点灯状態が発生したと判定して、例えば発振停止によりスイッチング素子のスイッチングを停止させて照明灯点灯回路の出力を停止したり、照明灯点灯回路の出力を低減したりするように構成されている。なお、閾値は、例えば異常点灯に対して高低２値が設定され、検出値がそのいずれかの閾値を超えれば安全回路が作用（作動）して安全動作が行われる。

異常点灯状態検出手段は、照明灯点灯回路の電気的な値、ＬＥＤ照明灯の発光レベルなど多様な物理現象を検出することができる。例えば、負荷電圧（または出力電圧）検出手段あるいは／および負荷電流検出手段、ＬＥＤ照明灯の発光を検出する光センサなどを用いることができる。

制御手段は、電源投入から所定期間中は安全回路を作用させないでＬＥＤ照明灯が点灯するように制御する。所定期間とは、ＬＥＤ照明灯の点灯初期における不安定点灯状態が治まるまでを見込んで予め設定された時間をいう。この所定期間は、電源投入から作動を開始するタイマを配設して計時することができる。ＬＥＤ照明灯の場合、点灯開始から点灯状態が安定するまで０．３〜１秒程度の短時間である。しかし、電源投入からＬＥＤ照明灯を点灯するまでの間に電源監視、調光信号チェックおよび負荷回路状態チェックなどの所望の一部または全部を実行するなどを始動シーケンスに含む場合には、それらを行うの必要な時間が追加される。例えば、電源投入と同時に調光信号が発生しないで時間遅れが生じるような場合、当該時間遅れが０．７〜２秒程度であれば、その後に安全回路が作用しない状態でＬＥＤ照明灯を点灯させ、さらに電源投入から１〜３秒程度後に安全回路を作用させるように始動時の制御シーケンスを設定することができる。

上記タイマは、例えば定電流源または定電圧源を用いてコンデンサを充電したり、マイコンなどのディジタル演算手段を用いてクロックパルスをカウントしたりすることで構成することができる。

また、制御手段は、上述の始動シーケンスすなわち始動時の制御のシーケンスとしてスタンバイモードおよびランモードの２段階の制御動作モードを備えているようにこれを構成することが許容される。スタンバイモードは、ランモードより以前にその制御動作を開始する。したがって、ランモードは、スタンバイモードの後にその制御動作を開始する。また、制御手段は、始動シーケンスを行う回路構成がアナログ回路およびディジタル回路のいずれの回路方式で構成されていてもよいし、それらの複合回路であってもよい。

スタンバイモードの制御動作においては、電源が投入されて始動シーケンス回路の制御電源が立ち上がると、所定の電源監視および調光信号チェックの少なくとも一方が実行される。電源監視を行う場合、その結果、電源電圧が所定範囲でないなど電源に異常があると判断されたときには、スタンバイ状態を持続して照明灯を点灯させない。なお、電源監視は、照明灯点灯回路が調光機能を有していると否とにかかわらず電源により付勢されて照明灯を点灯するので、照明灯を安全、かつ確実に点灯するために効果的な制御動作である。電源監視の結果、問題がない場合には、次のステップへ進む。

調光信号チェックは、例えば外部から到来するか内部で発生する調光信号に応じて照明灯を調光点灯する場合に行われる。そして、調光信号チェックの結果、調光信号が調光ＯＦＦの状態を指示している場合には、スタンバイ状態を持続して照明灯を点灯させない。なお、調光ＯＦＦとは、照明灯がＯＦＦ状態となる調光態様である。調光信号が調光ＯＦＦ以外の調光態様を指示している場合には、調光信号チェックにおいて問題はないと判断して次のステップへ進む。

調光信号チェックを実行するに際して、上述のように電源投入時から調光信号が得られるまで待ち時間がある場合には、タイマを配設し、かつ始動シーケンスにタイマチェックのステップを追加して、待ち時間経過後に調光信号チェックを実行するようにスタンバイモードを構成することができる。

また、所望により電源監視および調光信号チェックの少なくとも一方に加えて、負荷状態チェックを実行するように始動シーケンスのスタンバイモードを構成することができる。負荷状態としては、チェックする負荷の状態について特段限定されないが、一般的には負荷が接続されていない負荷オープン状態および負荷が短絡している負荷短絡状態をチェックするのが効果的である。このような負荷状態のときは、負荷異常であるから照明灯点灯回路を動作させないように構成するのがよい。

さらに、スタンバイモードにおいて、電源監視および調光信号チェックまたはこれらに加えて負荷状態チェックなど複数の始動時の制御動作を行わせる場合、複数の制御動作の時間的順序関係は所望に応じて適宜に組み合わせて設定することができる。そうして、スタンバイモードの予定された全てのステップが終了したらランモードへ移行する。

そうして、スタンバイモードの制御動作は、照明灯点灯回路と分離して行うので、照明灯点灯回路の規模にかかわらず、これを０．１〜１．０Ｗ程度の消費電力で実行することができるので、省電力化を図ることができる。

ランモードにおいては、照明灯点灯回路の駆動制御電源を立ち上げてＬＥＤ照明灯を点灯させるとともに、電源投入から点灯初期の不安定点灯状態になる所定期間中まで安全回路を不動作にするように構成される。駆動制御電源が立ち上がると、駆動信号発生回路が動作してスイッチング素子の駆動信号が発生し、照明灯点灯回路が照明灯を点灯する。また、照明灯の点灯中におけるスイッチング素子のスイッチングに対する定電流制御、定電力制御、定電圧制御などの制御特性を負荷の照明灯に応じて制御手段に適宜設定することができる。

また、ランモード中においても、電源監視および調光信号チェックなどの制御動作を継続することができる。そして、電源異常時や調光信号チェック結果が調光ＯＦＦの際、換言すれば問題があるときにはスタンバイモードに戻る。また、問題ないときには照明灯点灯回路による照明灯の点灯動作を継続する。

本発明の照明器具は、照明器具本体および点灯装置を具備している。照明器具は、ＬＥＤ照明灯を備えていればよく、その用途は照明目的であるのが一般的であるが、これに限定されない。照明器具本体は、照明器具から点灯装置を除去した残余の全ての部分をいう。点灯装置は、上述の本発明における構成である。

本発明によれば、ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態のときに照明灯点灯回路の出力を停止させるか低減させる安全回路を具備し、電源投入からＬＥＤ照明灯の点灯が初期の不安定な所定期間中は、ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態のときに安全回路が作用しないように制御することにより、ＬＥＤ照明灯の異常点灯時に安全回路を確実に作用させるとともに、安全回路の設計が比較的容易な点灯装置およびこれを備えた照明器具を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１ないし図５は、本発明の点灯装置を実施するための第１の形態を示し、図１は点灯装置の全体を示す回路図、図２は電源投入から点灯初期までのＬＥＤ照明灯の光出力の変化を示すグラフ、図３は電源立ち上げ時における始動シーケンスのフローチャート、図４は安全回路および制御手段の回路図、図５は制御手段のタイマの回路図である。

本形態において、点灯装置は、照明灯点灯回路ＯＣ、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤおよび制御手段ＣＣを具備して構成されていて、商用交流電源ＡＣから給電される。

本形態において、照明灯点灯回路ＯＣは、整流化直流電源ＲＤＣ、昇圧チョッパＢＵＣ、降圧チョッパＳＤＣ、定電流回路ＣＣＲおよび調光信号出力手段ＤＳＧを備えている。

整流化直流電源ＲＤＣは、交流入力端が商用交流電源ＡＣに接続したブリッジ形全波整流回路Ｒｅｃからなり、非平滑直流電圧を出力する。

昇圧チョッパＢＵＣは、整流化直流電源ＲＤＣの直流出力端に接続したインダクタＬ１およびスイッチング素子Ｑ１の直列回路、スイッチング素子Ｑ１に並列接続したフライホイールダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ１の直列回路、ならびに出力電圧検出回路ＶＤ１を備えていて、後述する制御手段ＣＣの制御によって昇圧動作および力率改善動作を行う。なお、スイッチング素子Ｑ１は、ＭＯＳＦＥＴからなる。出力電圧検出回路ＶＤ１は、平滑コンデンサＣ１に並列接続した電圧分圧回路から分圧された出力電圧を取り出して、後述する制御手段ＣＣに制御入力する。上記電圧分圧回路は、抵抗器Ｒ１およびＲ２の直列回路で構成され、抵抗器Ｒ２の端子電圧が出力される。

降圧チョッパＳＤＣは、昇圧チョッパＢＵＣの出力端である平滑コンデンサＣ１の両端間に接続したスイッチング素子Ｑ２およびフライホイールダイオードＤ２の直列回路、フライホイールダイオードＤ２に並列接続したインダクタＬ２およびコンデンサＣ２の直列回路、ならびに負荷電流検出回路ＩＤを備えていて、後述する制御手段ＣＣの制御によって降圧動作を行う。なお、スイッチング素子Ｑ２は、ＭＯＳＦＥＴからなる。また、負荷電流検出回路ＩＤは、負荷電流に比例的な入力電流を抵抗器Ｒ３で検出して制御手段ＣＣに制御入力するように構成されている。

本形態において、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤは、その複数が直列接続した直列回路の複数、例えば図示のように３個が並列接続してなり、かつ負荷電流検出回路ＩＤを経由して降圧チョッパＳＤＣの出力端である平滑コンデンサＣ２の両端に接続している。

定電流回路ＣＣＲは、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤを構成している並列接続した複数の発光ダイオードの直列回路に流れる負荷電流を等しくするもので、本形態においてはカレントミラー定電流回路を用いて構成されている。すなわち、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの並列接続した複数の直列回路にそれぞれ直列にトランジスタＱ３および抵抗器Ｒ５の直列回路を挿入し、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの並列接続した複数の直列回路のそれぞれに第２のトランジスタＱ４を直列に挿入し、かつ各トランジスタＱ３のベースを、抵抗器Ｒ４を共通に経由して降圧チョッパＳＤＣの出力端の正極に接続して定電流回路ＣＣＲが構成されている。

調光信号出力手段ＤＳＧは、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤを調光点灯する場合に配設される調光信号を生成して出力する手段である。なお、調光しない場合には配設していなくてもよい。調光信号出力手段ＤＳＧの配設位置は、昇圧チョッパＳＵＣおよび降圧チョッパＳＤＣを含むＬＥＤ照明灯点灯装置の主要部に近接した位置、例えば上記主要部と同一の配線基板に実装されている態様でもよい。また、上記主要部から離間した位置に配設されるのであってもよい。

また、調光信号出力手段ＤＳＧは、出力する調光信号の形態が特段限定されない。例えば、調光度に応じてパルスのデューティが変化するデューティ信号、調光度をディジタル化したディジタル信号および調光度に応じて電圧値が変化する可変電圧信号などを選択的に適宜採用することができる。さらに、調光信号出力手段ＤＳＧから出力される調光信号は、連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。本形態において、調光信号は、調光割合に応じてデューティが変化する電圧パルス列からなる。

制御手段ＣＣは、昇圧チョッパＢＵＣおよび降圧チョッパＳＤＣを制御する手段であり、ＬＥＤ照明灯点灯装置に対して電源を投入した際に、始動シーケンスとして例えば後述するスタンバイモードおよびランモードに分けた制御動作を行って電源を立ち上げる。

また、制御手段ＣＣは、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤを調光点灯するために、調光信号出力手段ＤＳＧから出力される調光信号に応じて降圧チョッパＳＤＣおよび昇圧チョッパＢＵＣの少なくとも一方の出力を制御してＬＥＤ照明灯ＬＥＤを調光点灯させるための調光制御動作を行わせることができる。なお、昇圧チョッパＢＵＣと降圧チョッパＳＤＣとの制御を統合的に行う必要はなく、両者を格別に制御することができる。例えば、昇圧チョッパＢＵＣの一部として予め専用の制御手段を一体的含んだ構成のものを用いることができる。

調光制御動作を行わせる態様において、降圧チョッパＳＤＣおよび昇圧チョッパＢＵＣの少なくとも一方の出力制御は、制御手段ＣＣ内に設定した所定の調光特性および調光信号出力手段から出力される調光信号の相関に基づいて行われる。なお、調光特性は、使用する照明灯の種類に応じて予め所望に応じて適宜設定しておくことができる。例えば、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光量と調光度とが連続的、かつ直線的に変化する調光特性にしたり、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光量と調光度とが所定の非直線的な変化をする調光特性にしたり、さらにはＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光量が段階的に変化する調光特性にしたりすることができる。

さらに、制御手段ＣＣは、始動シーケンスの電源立ち上げ制御における少なくともスタンバイモードおよびランモードを実行する部分が後述するようにアナログ回路により構成されている。しかし、その他の制御動作を行う部分が同様にアナログ回路またはマイコンを主体として構成されていてもよいし、マイコンおよびアナログ回路のハイブリット構成であってもよい。

昇圧チョッパＢＵＣを制御するためには、昇圧チョッパＢＵＣのスイッチング素子Ｑ１にパルス電圧からなる駆動信号を供給する。また、昇圧チョッパＢＵＣの出力電圧検出回路ＶＤから制御入力される出力電圧が所定値になるように帰還制御して駆動信号のデューティを所定に制御する。

降圧チョッパＳＤＣを制御するためには、そのスイッチング素子Ｑ２にパルス電圧からなる駆動信号を供給する。また、降圧チョッパＳＤＣの負荷電流検出回路ＩＤから制御入力される負荷電流が一定になるように帰還制御するとともに、調光する場合には調光信号に応じて駆動信号をＰＷＭ制御する。

次に、本形態の点灯装置の回路動作を説明する。すなわち、照明灯点灯回路ＯＣの昇圧チョッパＢＵＣが動作することにより、商用交流電源ＡＣの電圧より高くなるように昇圧され、かつ出力電圧検出回路ＶＤから得た帰還電圧を用いて帰還制御された直流電圧が昇圧チョッパＢＵＣから出力される。また、点灯装置の力率を改善することもできる。

昇圧チョッパＢＵＣの出力電圧は、降圧チョッパＳＤＣの入力端に印加される。これにより、降圧チョッパＳＤＣは、降圧動作を行う。

そうして、負荷のＬＥＤ照明灯ＬＥＤに対して降圧チョッパＳＤＣにおいて所要値に調整された直流電圧がその出力端に現れる。その結果、降圧チョッパＳＤＣの負荷として出力端に接続されたＬＥＤ照明灯ＬＥＤに負荷電流が流れるので、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤが点灯する。このときの点灯は、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤが発光ダイオードの場合、降圧チョッパＳＤＣの負荷電流検出回路ＩＤと制御手段ＣＣの協働によって定電流制御下で行われる。

ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの並列接続した複数の直列回路に流れる負荷電流は、定電流回路ＣＣＲによる定電流動作で等しくなる。すなわち、第１のトランジスタＱ３に抵抗器Ｒ１を経由して流れる電流が一定になり、第２のトランジスタＱ４、Ｑ４に対して一定のベース電流が供給されるので、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの並列接続した複数の直列回路に流れる負荷電流が等しくなる。

調光信号出力手段ＤＳＧから送出された調光信号が降圧チョッパＳＤＣの制御部に入力すると、当該制御部は調光信号に対応してＰＷＭ制御された駆動信号を生成して降圧チョッパＳＤＣのスイッチング素子Ｑ２に供給する。その結果、負荷電流の定電流制御の基準値が調光信号に応じて変更されるため、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤは、調光信号に対応する光出力の調光点灯を行う。

次に、図２を参照して電源投入からの始動シーケンスにおける安全回路の不作用および作用の時間関係を説明する。図２において、横軸は時間を、縦軸はＬＥＤ照明灯の光出力の帰還電圧Ｖ_Ｆを、それぞれ示す。時間ｔ０は電源投入時、時間ｔ１はＬＥＤ照明灯ＬＥＤの点灯開始時、時間ｔ２は安全回路有効化時である。

本発明の第１の形態において、時間ｔ０で電源を投入すると、始動シーケンスが開始し、制御手段ＣＣは、最初にスタンバイモードの制御動作を実行する。スタンバイモードが問題なく終了すると、制御手段ＣＣは、次にランモードの制御動作へ移行する。ランモードでは、照明灯点灯回路ＯＣのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に対する駆動信号が発生して供給されるので、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤが点灯を開始する。

ＬＥＤ照明灯ＬＥＤは、点灯初期に光出力、したがって帰還電圧Ｖ_Ｆが増大してき、一時的に例えばオーバーシュートするなどの不安定な光出力状態を呈するが、程なく安定する。そして、安定後の時間ｔ２になると、制御手段ＣＣが作動して後述する安全回路が有効化され、作用し得るようになる。

次に、点灯装置に商用交流電源ＡＣを投入した際の始動シーケンスによる電源立ち上げ時の制御動作について図３および図４を参照して説明する。

最初に、始動シーケンスの制御動作の流れを説明する。図３に示すフローチャートは、商用交流電源ＡＣ投入時における照明灯点灯装置内部の電源立ち上げに係わる始動シーケンスの制御動作の流れを説明している。すなわち、点灯装置内部の電源立ち上げに係わる始動シーケンスの制御動作は、スタンバイモードおよびランモードに別れており、図中の［電源投入］において商用交流電源ＡＣを投入すると、最初にスタンバイモードの制御動作を行う。

スタンバイモードにおいては、［Ｖccスタート］で関係する制御電源Ｖccを立ち上げると、＜電源監視＞が行われる。電源監視は、電源に異常がないかチェックし、問題がなくてＯＫであれば、タイマスタートを経て次の＜調光信号チェック＞のステップへ進む。調光信号チェックにおいて問題があってＮＧであれば、再び＜電源監視＞に戻る。調光信号チェックは、調光信号の内容が調光ＯＦＦか否かがチェックされる。そして、調光ＯＦＦであれば、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤを点灯しないので、再び＜電源監視＞に戻る。これに対して、調光ＯＦＦ以外であれば、問題がないため、続いて＜タイマチェック＞が行われる。

タイマチェックでは、調光信号チェックが調光信号が立ち上がった後に行われたかを判断するために、第１の所定時間が経過しているかチェックする。例えば、タイマチェックのときに電源投入から２秒未満であれば、調光信号が立ち上がっていないと判断して、再び＜調光信号チェック＞に戻る。２秒を経過していれば、調光信号チェックが問題なく行われたことになるので、スタンバイモードを終了し、次のランモードへ移行する。

したがって、スタンバイモードでは、電源監視、調光信号チェックおよびタイマチェックのいずれかに問題があれば、スタンバイ状態が持続するので、照明灯点灯回路ＯＣが動作しないから、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤは消灯状態を維持する。また、第１の形態においては、調光信号チェックを電源投入から第１の所定時間経過後に実行するように構成されているから、電源投入から調光信号発生までに時間遅れ、例えば０．７〜１秒程度が伴う場合に好適である。この場合、上記第１の所定時間を上記時間遅れの後になるように設定する。

次に、ランモードにおいては、安全回路を電源投入から第２の所定時間経過後に有効にするように構成されている。上記第２の所定時間は、照明灯点灯回路ＯＣが立ち上がったときにオーバーシュートなどＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光出力が一時的に不安定になりやすい場合に、その不安定期間の終了後に安全回路を有効にするのに効果的である。これにより、安全回路が誤動作しなくなるとともに、安全回路の構成が簡単になる。

すなわち、ランモードにおいては、［Ｖddスタート］で制御手段ＣＣ内の駆動信号発生回路の電源Ｖddを立ち上げる。これにより駆動信号発生回路から駆動信号が発生し、照明灯点灯回路ＯＣのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に駆動信号が印加されるので、［メインスイッチングスタート（点灯開始）］が行われ、照明灯点灯回路ＯＣが動作を開始して照明灯ＬＥＤが点灯する。そして、点灯後も電源監視、調光信号チェックおよびタイマチェックを行う。電源監視および調光信号チェックの結果、問題があるときには、スタンバイモードに戻る。そのため、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤは消灯し、その状態を問題がなくなるまで持続する。

これに対して、ランプモードにおける＜タイマチェック＞は、電源投入から第２の所定時間、例えば３秒が経過しているか否かをチェックする。その結果、経過時間が第２の所定時間内、すなわち２秒超〜３秒未満であれば、再びランモードにおける＜電源監視＞、＜調光信号チェック＞および＜タイマチェック＞を繰り返す。また、経過時間が第２の所定時間すなわち３秒を経過していれば、安全回路を有効にしてランモードが終了し、始動シーケンスを終了する。なお、安全回路は、例えば異常時に照明灯点灯回路の発振停止による出力停止または出力低減など異常時に負荷の安全を図る回路を意味する。

次に、図５を参照して始動シーケンス回路を説明する。始動シーケンス回路は、トランジスタＱ４により駆動信号発生回路の電源Ｖddを立ち上げ、トランジスタＱ９により安全回路を有効にし、電源監視は、ヒステリシスコンパレータＣＰ２を主体として構成された電源監視回路ＳＶＭにより実行し、調光信号チェックを調光信号チェック回路ＤＳＣおよびトランジスタＱ６により実行し、第１の所定時間チェックおよび第２の所定時間チェックをタイマＴＭにより実行するように構成している。以下、さらに具体的に説明する。

電源監視回路ＳＶＭは、ヒステリシスコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に分圧回路の抵抗器Ｒ８の端子電圧が入力するように接続し、反転入力端子が基準電圧Ｅ１を介して接地している。ヒステリシスコンパレータＣＰ２の正帰還回路は、抵抗器Ｒ１０および回り込み防止用のダイオードＤ３の直列回路からなる。ヒステリシスコンパレータＣＰ２の出力端子は、回り込み防止用のダイオードＤ４および抵抗器Ｒ１１を直列に介してコンパレータＣＰ１の反転入力端子および後述するタイマＴＭに接続している。

調光信号チェック回路ＤＳＣによりＯＮ、ＯＦＦするトランジスタＱ６は、ヒステリシスコンパレータＣＰ２の非反転入力端子と接地との間に接続している。そして、調光信号が調光ＯＦＦのときトランジスタＱ６はＯＮし、その他の調光信号のときＯＦＦする。

タイマＴＭは、抵抗器Ｒ１２、トランジスタＱ８のコレクタ・エミッタおよびコンデンサＣ４からなる第１の直列回路における抵抗器Ｒ１２の外端が制御電源Ｖｃｃに、コンデンサＣ４の外端が接地されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１および抵抗器Ｒ１３からなる第２の直列回路が第１の直列回路と並列に接続し、ツェナーダイオードＺＤ１および抵抗器Ｒ１３の接続点がトランジスタＱ８のベースに接続している。さらに、トランジスタＱ８のエミッタとコンデンサＣ４の接続点がコンパレータＣＰ１の反転入力端子とダイオードＤ４および抵抗器Ｒ１１を直列に介してヒステリシスコンパレータＣＰ２の出力端子とに接続している。

トランジスタＱ９、ツェナーダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ５は、第２の所定時間の経過時に安全回路を有効にする。ツェナーダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ５の直列回路がタイマＴＭ１のコンデンサＣ４と並列接続し、コンデンサＣ４の充電電圧がツェナー電圧を越えたときにトランジスタＱ９がＯＮにして、安全回路を無効状態から有効へ切り換える。

本発明の第１の形態における始動シーケンス回路動作を説明する。

スタンバイモードにおいては、交流電源ＡＣが投入されて制御電源Ｖｃｃが立ち上がると、始動シーケンス回路が動作を開始する。そして、電源監視回路ＳＶＭが有するヒステリシスが電源電圧の許容範囲を決定する。そして、抵抗器Ｒ８の端子電圧が基準電圧Ｅ２より所定範囲内で高いときにヒステリシスコンパレータＣＰ２の出力端子がハイ（Ｈｉ）でＯＦＦ状態になる。これに対して、交流電源ＡＣの電源電圧が許容範囲を下回り、抵抗器Ｒ８の端子電圧が基準電圧Ｅ２より低いときには、上記出力端子がロー（Ｌｏｗ）でＯＮ状態になり、電圧が出力されない。

一方、調光信号チェックの結果、調光信号が調光ＯＦＦ以外のときには、調光信号チェック回路ＤＳＣの出力レベルが低いので、トランジスタＱ６はＯＦＦしている。調光信号が調光ＯＦＦのときには、調光信号チェック回路ＤＳＣの出力レベルが高くなるので、トランジスタＱ６がＯＮする。

タイマＴＭは、コンデンサＣ４を、抵抗器Ｒ１２およびトランジスタＱ８を通じて充電することでタイマ動作を行う。電源監視および調光信号チェック結果に問題がなくて、電源監視回路ＳＶＭからの出力がハイ（Ｈｉ）でＯＦＦ状態のとき、タイマＴＭは、制御電源Ｖｃｃの立ち上がりによりタイマ動作をスタートし、第１の所定時間を超えると、そのコンデンサＣ４の電圧がコンパレータＣＰ１の基準電圧Ｅ１を超える。その結果、コンパレータＣＰ１の出力端子がマイナス電位となり、トランジスタＱ４がＯＮするので、ランモードへ移行し、コンデンサＣ３から電源Ｖｄｄが得られる。

これに対して、電源監視および調光信号チェック結果に問題があってヒステリシスコンパレータＣＰ２の出力端子がロー（Ｌｏｗ）でＯＦＦ状態のときには、タイマＴＭは、抵抗器Ｒ１１およびダイオードＤ４を通じてリセットされる。また、電源監視または調光信号チェック結果に問題があるか、またはタイマチェックの結果、第１の所定時間未満のときには、タイマＴＭのコンデンサＣ４の端子電圧が低いので、コンパレータＣＰ１の出力電圧がプラスである。このため、トランジスタＱ４がＯＦＦしているので、ランモードへ移行できない。

また、ランモードにおいては、電源監視回路ＳＶＭおよび調光信号チェック回路ＤＳＣが動作を継続する。

一方、第２の所定時間は、制御電源Ｖｃｃの立ち上がりからタイマＴＭが動作をスタートし、そのコンデンサＣ４の充電電圧がツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を越えるときで計時され、第２の所定時間を超えるとトランジスタＱ９がＯＮする。これにより、安全回路が有効になる。

図５は、安全回路およびその有効化および無効化を切り換える制御手段の要部を示す回路図である。図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。安全回路ＳＣは、負荷電圧検出回路ＶＤおよび第１および第２の閾値設定回路ＳＳ１、ＳＳ２を備えている。

負荷電圧検出回路ＶＤは、抵抗器Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の直列回路をＬＥＤ照明灯ＬＥＤに並列接続してなる分圧回路と、そのうちの出力用の抵抗器Ｒ１６に並列接続したコンデンサＣ６とにより構成されていて、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光出力に比例的な電圧を取り出す。

第１の閾値設定回路ＳＳ１は、コンパレータＣＰ３を主体として構成され、その非反転入力端子に負荷電圧検出回路ＶＤの検出電圧が印加され、抵抗分圧回路Ｖ_Ｅから得る基準電圧Ｅ３が反転入力端子に印加される。そして、高域側の閾値を設定する。

第２の閾値設定回路ＳＳ２は、コンパレータＣＰ４を主体として構成され、その反転入力端子に負荷電圧検出回路ＶＤの検出電圧が印加され、抵抗分圧回路Ｖ_Ｅから得る基準電圧Ｅ４が非反転入力端子に印加される。そして、低域側の閾値を設定する。

コンパレータＣＰ３およびＣＰ４は、スイッチＳＷを経由して制御電源Ｖｃｃが供給される。上記スイッチＳＷは、図４におけるトランジスタＱ９に相当し、安全回路ＳＣを有効にする（作用させる）ときにＯＮされ、安全回路ＳＣを作用させないときにはＯＦＦされる。

そうして、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤへの出力が高すぎるとき、および低すぎるときのいずれかに該当する場合には、コンパレータＣＰ３またはＣＰ４の出力電圧がいずれもプラスになるので、照明灯点灯回路ＯＣの出力が停止するか、安全なレベルまで低減されるように安全側へ制御される。

図６は、本発明の点灯装置を実施するための第２の形態における安全回路およびその有効化および無効化を切り換える制御手段の要部を示す回路図である。図において、図５と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第２の形態は、コンパレータＣＰ３およびＣＰ４の基準電圧を切り換えることで、安全回路の有効化および無効化を切り換えるように構成している。すなわち、第１の閾値設定回路ＳＳ１は、基準電圧分圧回路Ｖ_Ｅ１に直列にスイッチＱ１０を接続して、そのスイッチＱ１０をＯＦＦすることにより、基準値を高くして実効的に無効化していする。また、第２の閾値設定回路ＳＳ２は、基準電圧分圧回路Ｖ_Ｅ２に並列にスイッチＱ１１を接続して、そのスイッチＱ１１をＯＮすることにより、基準値を低くして実効的に無効化している。

図７は、本発明の点灯装置を実施するための第３の形態における安全回路の有効化および無効化を切り換えるための回路図である。図において、図５と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。第３の形態は、負荷電圧検出回路ＶＤ、負荷電流検出回路ＩＤならびに第１および第２の閾値設定回路ＳＳ１、ＳＳ２を備えている。

負荷電圧検出回路ＶＤおよびコンパレータＣＰ３は、第１の形態におけるのと同様に第１の閾値設定回路ＳＳ１を構成している。負荷電流検出回路ＩＤは、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤと直列に挿入された抵抗器Ｒ１７の端子電圧をコンパレータＣＰ４の反転入力端子に入力させ、抵抗分圧回路Ｖ_Ｅから得る基準電圧Ｅ３を非反転入力端子に入力させて第２の閾値設定回路ＳＳ２を構成している。

図８は、本発明の点灯装置を実施するための第４の形態における安全回路の有効化および無効化を切り換えるための回路図である。図において、図５と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。第４の形態は、ＬＥＤ照明灯ＬＥＤの光出力を直接光センサＰＣによって光電的に検出して負荷状態を検出し、インターフェイス回路ＩＦを経由してコンパレータＣＰ５を動作させることでＬＥＤ照明灯ＬＥＤの異常点灯状態を検出して、照明灯点灯回路ＯＣを制御するように構成している。

図９は、本発明の点灯装置を実施するための第１の形態におけるタイマの変形例を示す回路図である。図中、（ａ）のタイマは、定電圧源Ｅ_ＣおよびコンパレータＣＰ６と抵抗器Ｒ１８およびコンデンサＣ７の充電回路とを組み合わせて構成されている。（ｂ）のタイマは、定電流源ＩＣおよびコンパレータＣＰ６とコンデンサＣ７とを組み合わせて構成されている。（ｃ）のタイマは、マイコンμ−ｃｏｍ内のクロック信号源Ｖから発生するクロック信号をカウントするように構成されている。

本発明の点灯装置を実施するための第１の形態の全体を示す回路図 同じく電源投入から点灯初期までのＬＥＤ照明灯の光出力の変化を示すグラフ始動シーケンスのフローチャート 同じく電源立ち上げ時における始動シーケンスのフローチャート 同じく安全回路および制御手段の回路図ャート 同じく安全回路およびその有効化および無効化を切り換える制御手段の要部を示す回路図 本発明の点灯装置を実施するための第２の形態における安全回路およびその有効化および無効化を切り換える制御手段の要部を示す回路図 本発明の点灯装置を実施するための第３の形態における安全回路の有効化および無効化を切り換えるための回路図 本発明の点灯装置を実施するための第４の形態における安全回路の有効化および無効化を切り換えるための回路図 本発明の点灯装置を実施するための第４の形態におけるタイマの変形例を示す回路図

符号の説明

ＢＵＣ…昇圧チョッパ、ＣＣ…制御手段、ＣＣＲ…定電流回路、ＤＳＧ…調光信号出力手段、ＩＤ…負荷電流検出回路、ＬＥＤ…発光ダイオード、ＲＤＣ…整流化直流電源、ＳＤＣ…降圧チョッパ、ＶＤ１…出力電圧検出回路

Claims (2)

1. ＬＥＤ照明灯と；
   スイッチング素子のスイッチング動作を定電流制御してＬＥＤ照明灯を点灯させる照明灯点灯回路と；
   ＬＥＤ照明灯が異常点灯状態のときに照明灯点灯回路の出力を停止させるか低減させる安全回路と；
   電源投入から所定の期間中は安全回路を作用させないでＬＥＤ照明灯が点灯するように制御する制御手段と；
   を具備していることを特徴とする点灯装置。
2. 照明器具本体と；
   照明器具本体に配設された請求項１記載の点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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