JP2013131296A - 光源点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源点灯装置の発熱部品を分割して発熱箇所を分散させ、光源点灯装置の薄型化を図る。
【解決手段】光源点灯装置２０ａのバックコンバータ４０ａは、スイッチング素子４１ａ，４１ｂ、コイル４２ａ，４２ｂ、ダイオード４３ａ，４３ｂ、コンデンサ４４、電流制御回路４５、抵抗４６を有する。スイッチング素子４１ａ及びダイオード４３ａは基板上でコイル４２ａに接続され、スイッチング素子４１ｂ及びダイオード４３ｂは基板上でコイル４２ｂに接続され、これらは並列に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源点灯装置及び照明器具に関するものである。本発明は、特に、ＬＥＤを点灯させる光源点灯装置及びこれを用いた照明器具に関するものである。

ＬＥＤの点灯装置を小型化するためには、点灯装置の発熱部品の放熱性を高めることが必要である。

従来、ＬＥＤの点灯装置に使用される半導体部品の放熱に関する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２５７７２８号公報

特許文献１に開示されたＬＥＤの点灯装置は、直流電源、降圧チョッパ、ＬＥＤ、駆動信号発生回路を備える（特許文献１の図１参照）。降圧チョッパは、スイッチング素子及びダイオードを備えており、スイッチング素子及びダイオードはパワーモジュールを構成している。このパワーモジュールは、熱伝導性金属からなるヒートスプレッダの上面にスイッチング素子のチップとダイオードのチップとが隣接するようにマウントされた構成となっている（特許文献１の図２参照）。この従来の点灯装置では、スイッチング素子及びダイオードに交互に電流が流れるため、それぞれの素子に電流が流れる期間のみ損失（発熱）が生じることを利用して放熱装置としてのヒートスプレッダの小型化を図っている。

しかしながら、従来の点灯装置では、点灯するＬＥＤの電力が大きくなると、スイッチング素子及びダイオードからの発熱量が多くなり、プリント基板に実装した際に部分的に高温箇所ができやすく、点灯装置の薄型化が困難になる等の課題があった。

本発明は、例えば、光源点灯装置の発熱部品を分割して発熱箇所を分散させ、光源点灯装置の薄型化を図ることを目的とする。

本発明の一の態様に係る光源点灯装置は、
オンオフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンのときに電磁誘導によりエネルギーを蓄積し、前記スイッチング素子がオフのときに当該エネルギーを放出する電磁誘導素子と、前記電磁誘導素子から放出されるエネルギーにより発生する電流を流すダイオードとを有し、前記ダイオードを流れる電流を光源点灯用の直流電流として出力する電源回路と、
前記電源回路が実装される基板であって、前記スイッチング素子と前記電磁誘導素子と前記ダイオードとのうち少なくともいずれかの素子が複数の個別の素子に分けて実装される基板とを備える。

本発明の一の態様によれば、光源点灯装置のスイッチング素子と電磁誘導素子とダイオードとのうち少なくともいずれかの素子が複数の個別の素子に分けて基板に実装されるため、光源点灯装置の発熱箇所を分散させて光源点灯装置の薄型化を図ることが可能となる。

実施の形態１に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態１の比較例に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態１に係る光源点灯装置のバックコンバータのスイッチング動作を示す図。 実施の形態１に係る光源点灯装置のバックコンバータのダイオードの実装例を示す図。 実施の形態１に係る光源点灯装置の基板へのバックコンバータの部品の実装例を示す図。 実施の形態２に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態３に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態３の比較例に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態４に係る照明器具の構成を示す回路図。 実施の形態５に係る照明器具の構成を示す回路図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明器具１０ａの構成を示す回路図である。図２は、比較例に係る照明器具１０の構成を示す回路図である。

まず、比較例に係る照明器具１０について説明する。

図２において、照明器具１０は、光源点灯装置２０とＬＥＤモジュール５０とを備える。

光源点灯装置２０は、整流回路２１、力率改善回路３０、バックコンバータ４０を備える。

整流回路２１は、例えば、ダイオードブリッジで構成される。

力率改善回路３０は、コンデンサ３１，３６、コイル３２、スイッチング素子３３、力率制御回路３４、ダイオード３５を有する。

バックコンバータ４０は、直流電源であり、ＬＥＤモジュール５０に所定の直流電流を供給する定電流電源としての機能を有する。バックコンバータ４０は、スイッチング素子４１、コイル４２、ダイオード４３、コンデンサ４４、電流制御回路４５を有する。バックコンバータ４０は、ＬＥＤモジュール５０に所定の電流を供給するために、その電流値を検知し、電流を帰還するための検知抵抗を有することが多い。

ＬＥＤモジュール５０は、複数個のＬＥＤ５１を有する。この例では、３個のＬＥＤ５１が直列に接続されている。

上記のように構成された照明器具１０において、商用電源１１から交流電圧が印加されると、整流回路２１は、この交流電圧を整流して脈流電圧を出力する。力率改善回路３０は、整流回路２１から出力される脈流電圧をコンデンサ３１で平滑して直流電圧を生成する。そして、力率改善回路３０は、力率制御回路３４によってスイッチング素子３３を高周波でスイッチングすることにより、コイル３２及びダイオード３５を介して力率改善された出力直流電圧をコンデンサ３６に発生させる。バックコンバータ４０は、この直流電圧を入力し、電流制御回路４５によってスイッチング素子４１を高周波でスイッチングすることにより、コイル４２及びダイオード４３を介してコンデンサ４４を充電し、所定の直流電流を出力する。このとき、スイッチング素子４１がオフする期間はダイオード４３を介して回生電流が流れてコンデンサ４４が充電される。ＬＥＤモジュール５０は、バックコンバータ４０から出力される直流電流でＬＥＤ５１を点灯させる。

ここで、ＬＥＤ５１に入力される電流が大きい場合は、バックコンバータ４０のスイッチング素子４１、コイル４２、ダイオード４３の取り扱う電力が大きくなる。そのため、これらの部品の損失が大きく、発熱により温度が高くなるという課題がある。また、大きな電力を取り扱うため、大型の部品が必要となるという課題がある。

次に、本実施の形態に係る照明器具１０ａについて説明する。

図１において、照明器具１０ａは、光源点灯装置２０ａとＬＥＤモジュール５０とを備える。ＬＥＤモジュール５０については、図２に示したものと同様である。

光源点灯装置２０ａは、整流回路２１、力率改善回路３０、バックコンバータ４０ａを備える。整流回路２１、力率改善回路３０については、図２に示したものと同様である。図示していないが、光源点灯装置２０ａは、さらに、整流回路２１、力率改善回路３０、バックコンバータ４０ａが実装される基板（プリント基板）を備える。

バックコンバータ４０ａは、上記の課題に対処するために構成部品を分割した電源回路の例である。バックコンバータ４０ａは、スイッチング素子４１ａ，４１ｂ、コイル４２ａ，４２ｂ、ダイオード４３ａ，４３ｂ、コンデンサ４４、電流制御回路４５、抵抗４６を有する。

スイッチング素子４１ａ，４１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、基板上で並列に接続される。スイッチング素子４１ａ，４１ｂは、図２に示したスイッチング素子４１を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて（局所的な熱的ストレスを軽減して）光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

コイル４２ａ，４２ｂは、電磁誘導素子の例であり、それぞれスイッチング素子４１ａ，４１ｂがオンのときに電磁誘導によりエネルギーを蓄積し、それぞれスイッチング素子４１ａ，４１ｂがオフのときに当該エネルギーを放出する。コイル４２ａ，４２ｂは、基板上で並列に接続される。コイル４２ａ，４２ｂは、図２に示したコイル４２を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

ダイオード４３ａ，４３ｂは、それぞれコイル４２ａ，４２ｂから放出されるエネルギーにより発生する電流を流す。ダイオード４３ａ，４３ｂは、基板上で並列に接続される。ダイオード４３ａ，４３ｂは、図２に示したダイオード４３を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

本実施の形態では、スイッチング素子４１ａ及びダイオード４３ａが基板上でコイル４２ａに接続され、スイッチング素子４１ｂ及びダイオード４３ｂが基板上でコイル４２ｂに接続され、これらが並列に接続されている。

コンデンサ４４は、共用されており、ダイオード４３ａ，４３ｂを流れる電流を充電する。バックコンバータ４０ａは、このコンデンサ４４からの放電により、ＬＥＤモジュール５０へ光源点灯用の直流電流を出力してＬＥＤ５１を点灯させる。

抵抗４６は、定電流制御のための電流検出手段である。

電流制御回路４５は、スイッチング制御部の例であり、スイッチング素子４１ａ，４１ｂの１つ１つのオン位相が異なるようにスイッチング素子４１ａ，４１ｂのオンオフ制御をする。即ち、電流制御回路４５は、２個のスイッチング素子４１ａ，４１ｂをオンする位相を変えて動作させる。

図３は、バックコンバータ４０ａのスイッチング動作を示す図である。

図３に示すように、電流制御回路４５は、片方のスイッチング素子４１ａの電流が流れなくなる（オフする）タイミングで他方のスイッチング素子４１ｂをオンする。このため、コンデンサ４４の端子電圧のリップルが減少するのでＬＥＤ電流のリップルも減少させることができる。

図３では、ほぼ臨界動作の状態を示しているが、オフ期間を長くする不連続モードでスイッチング素子４１ａ，４１ｂを動作させる場合においても、スイッチング素子４１ａ，４１ｂのオン位相をずらして動作させることでＬＥＤ電流のリップルを減少させる効果が得られる。実験では、スイッチング素子４１ａ，４１ｂのオン期間をそれぞれ１周期の３０％の時間に設定しても、図２に示したようなスイッチング素子４１が１つのみの場合に比べてリップル電圧が約１／２となった。

図４は、ダイオード４３ａ，４３ｂの実装例を示す図である。

図４では、ダイオード４３ａ，４３ｂとして使用可能なダイオードスタックの例として、ＳＴＯ−２２０の外観及び構成を示している。このように、ダイオード４３ａ，４３ｂとして、そのアノード側が共通電位であり、ダイオード素子が２個内蔵されたスタック構成の面実装品を使用することができる。この場合、光源点灯装置２０ａのより一層の小型化、薄型化が図れる。

スイッチング素子４１ａ，４１ｂとしても、面実装タイプのもの、例えば、ＴＯ−２２０ＳやＴＯ−２６３等の形状を有するものを使用することができる。この場合も、スイッチング素子４１ａ，４１ｂをプリント基板に実装する上で小型かつ薄型の部品とすることができるため、光源点灯装置２０ａのより一層の小型化、薄型化が図れる。

図５は、基板へのバックコンバータ４０ａの部品の実装例を示す図である。

図５では、プリント基板に、ダイオード４３ａ，４３ｂ及びスイッチング素子４１ａ，４１ｂとして面実装部品を装着した例を示している。図５において、プリント基板のハンダ面には、ダイオード４３ａ，４３ｂとして、アノード側を共通にしたダイオードスタックが装着されている。また、スイッチング素子４１ａ，４１ｂとして、面実装タイプのＭＯＳＦＥＴが装着されている。それぞれのＭＯＳＦＥＴのドレインは、図中破線で示される基板のパターンにハンダ付けされている。このように、ダイオード４３ａ，４３ｂ及びスイッチング素子４１ａ，４１ｂを面実装することで、光源点灯装置２０ａのより一層の小型化、薄型化が図れる。

なお、本実施の形態では、バックコンバータ４０ａにおいて、スイッチング素子及びダイオードが基板上でコイル１つ１つに１つずつ接続されているが、コイル１つに対してスイッチング素子及び／又はダイオードが複数接続されていても構わない。即ち、スイッチング素子及びダイオードが基板上でコイル１つ１つに少なくとも１つずつ接続されていればよい。本実施の形態では、このような構成を採用しているため、電流制御回路４５がスイッチング素子１つ１つのオン位相が異なるようにスイッチング素子のオンオフ制御をすることにより、ＬＥＤ電流のリップルを減少させる効果が得られる。ただし、このような動作を電流制御回路４５がすることは必須ではなく、電流制御回路４５がスイッチング素子１つ１つのオン位相が同じになるようにスイッチング素子のオンオフ制御をする場合であっても、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができるという効果は得られる。

また、本実施の形態では、バックコンバータ４０ａにおいて、スイッチング素子とコイルとダイオードとがそれぞれ２つの個別の素子に分けて基板上に実装されているが、スイッチング素子とコイルとダイオードとがそれぞれ３つ以上の個別の素子に分けて基板上に実装されていても構わない。あるいは、スイッチング素子とコイルとダイオードとのうちいずれかのみが複数の個別の素子に分けて基板上に実装されていても構わない。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図６は、本実施の形態に係る照明器具１０ａの構成（一部）を示す回路図である。

図６において、バックコンバータ４０ａのコイル４２ａ，４２ｂは、基板上で直列に接続される。そのため、コイル４２ａ，４２ｂの端子電圧が低くなるので、巻線の絶縁性能が向上し、信頼性が高まる。

本実施の形態では、スイッチング素子４１ａ，４１ｂが並列に接続され、スイッチング素子４１ａ，４１ｂのドレインがコイル４２ａの一端に接続されている。また、ダイオード４３ａ，４３ｂが並列に接続され、ダイオード４３ａ，４３ｂのカソードがコイル４２ａの一端に接続されている。コイル４２ａの他端にはコイル４２ｂが接続されている。本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

本実施の形態に係る照明器具１０ａに関し、ここで説明していないものについては、図１に示した実施の形態１に係る照明器具１０ａと同様である。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図７は、本実施の形態に係る照明器具１０ａの構成を示す回路図である。図８は、比較例に係る照明器具１０の構成を示す回路図である。

まず、比較例に係る照明器具１０について説明する。以下で説明していないものについては、図２に示した実施の形態１の比較例に係る照明器具１０と同様である。

図８において、光源点灯装置２０は、整流回路２１、力率改善回路３０、フライバックコンバータ６０を備える。

整流回路２１、力率改善回路３０については、図２に示した実施の形態１の比較例のものと同様である。

フライバックコンバータ６０は、直流電源であり、ＬＥＤモジュール５０に所定の直流電流を供給する定電流電源としての機能を有する。フライバックコンバータ６０は、スイッチング素子６１、電流制御回路６２、トランス６３、ダイオード６４、コンデンサ６５を有する。トランス６３は、リーケージインダクタンスを有し、絶縁型電源として使用される場合が多い。フライバックコンバータ６０は、ＬＥＤモジュール５０に所定の電流を供給するために、その電流値を検知し、電流を帰還するための検知抵抗を有することが多い。

照明器具１０において、商用電源１１から交流電圧が印加されると、整流回路２１は、この交流電圧を整流して脈流電圧を出力する。力率改善回路３０は、この脈流電圧を平滑して、さらに力率改善した直流電圧を出力する。フライバックコンバータ６０は、この直流電圧を入力し、電流制御回路６２によってスイッチング素子６１を高周波でスイッチングする。スイッチング素子６１がオンすると、トランス６３の一次側巻線に電流が流れ、エネルギーが蓄積される。スイッチング素子６１がオフすると、この蓄積されたエネルギーにより生じた電圧がダイオード６４を介してコンデンサ６５に充電される。フライバックコンバータ６０は、この充電された直流電流を出力する。ＬＥＤモジュール５０は、フライバックコンバータ６０から出力される直流電流でＬＥＤ５１を点灯させる。

ここで、ＬＥＤ５１に入力される電流が大きい場合は、フライバックコンバータ６０のスイッチング素子６１、トランス６３、ダイオード６４の取り扱う電力が大きくなる。そのため、これらの部品の損失が大きく、発熱により温度が高くなるという課題がある。また、大きな電力を取り扱うため、大型の部品が必要となるという課題がある。

次に、本実施の形態に係る照明器具１０ａについて説明する。以下で説明していないものについては、図１に示した実施の形態１に係る照明器具１０ａと同様である。

図７において、照明器具１０ａは、光源点灯装置２０ａとＬＥＤモジュール５０とを備える。

光源点灯装置２０ａは、整流回路２１、力率改善回路３０、フライバックコンバータ６０ａを備える。図示していないが、光源点灯装置２０ａは、さらに、整流回路２１、力率改善回路３０、フライバックコンバータ６０ａが実装される基板（プリント基板）を備える。

フライバックコンバータ６０ａは、上記の課題に対処するために構成部品を分割した電源回路の例である。フライバックコンバータ６０ａは、スイッチング素子６１ａ，６１ｂ、電流制御回路６２、トランス６３ａ，６３ｂ、ダイオード６４ａ，６４ｂ、コンデンサ６５を有する。

スイッチング素子６１ａ，６１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、基板上で並列に接続される。スイッチング素子６１ａ，６１ｂは、図８に示したスイッチング素子６１を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

トランス６３ａ，６３ｂは、電磁誘導素子の例であり、それぞれスイッチング素子６１ａ，６１ｂがオンのときに電磁誘導によりエネルギーを蓄積し、それぞれスイッチング素子６１ａ，６１ｂがオフのときに当該エネルギーを放出する。トランス６３ａ，６３ｂは、基板上で並列に接続される。トランス６３ａ，６３ｂは、図８に示したトランス６３を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。また、トランス６３ａ，６３ｂは、一次巻線が分割されており、電圧分担が１／２と軽減でき、二次巻線の出力電流も２つで分担できる。

ダイオード６４ａ，６４ｂは、それぞれトランス６３ａ，６３ｂから放出されるエネルギーにより発生する電流を流す（トランス６３ａ，６３ｂの二次巻線の出力を整流する）。ダイオード６４ａ，６４ｂは、基板上で並列に接続される。ダイオード６４ａ，６４ｂは、図８に示したダイオード６４を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

本実施の形態では、スイッチング素子６１ａ及びダイオード６４ａが基板上でそれぞれトランス６３ａの一次巻線及び二次巻線に接続され、スイッチング素子６１ｂ及びダイオード６４ｂが基板上でそれぞれトランス６３ｂの一次巻線及び二次巻線に接続され、これらが並列に接続されている。

コンデンサ６５は、共用されており、ダイオード６４ａ，６４ｂを流れる電流を充電する。フライバックコンバータ６０ａは、このコンデンサ６５からの放電により、ＬＥＤモジュール５０へ光源点灯用の直流電流を出力してＬＥＤ５１を点灯させる。

電流制御回路６２は、スイッチング制御部の例であり、スイッチング素子６１ａ，６１ｂの１つ１つのオン位相が異なるようにスイッチング素子６１ａ，６１ｂのオンオフ制御をする。即ち、電流制御回路６２は、２個のスイッチング素子６１ａ，６１ｂをオンする位相を変えて動作させる。

本実施の形態でも、図５に示した例のように、プリント基板に、ダイオード６４ａ，６４ｂ及びスイッチング素子６１ａ，６１ｂとして面実装部品を装着することができる。そして、ダイオード６４ａ，６４ｂ及びスイッチング素子６１ａ，６１ｂを面実装することで、光源点灯装置２０ａのより一層の小型化、薄型化が図れる。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態３との差異を説明する。

図９は、本実施の形態に係る照明器具１０ａの構成（一部）を示す回路図である。

図９において、フライバックコンバータ６０ａのトランス６３ａ，６３ｂの一次側は直列に接続され、それぞれの二次側からＬＥＤ電流を供給する。本実施の形態でも、二次側のダイオード６４ａ，６４ｂのカソードは共通電位であるため、図４や図５に示したような部品をダイオード６４ａ，６４ｂとして使用することができる。

実施の形態５．
図１０は、本実施の形態に係る照明器具１０ａの構成を示す回路図である。

図１０において、照明器具１０ａは、光源点灯装置２０ａとＬＥＤモジュール５０とを備える。ＬＥＤモジュール５０については、図２に示した実施の形態１の比較例のものと同様である。

光源点灯装置２０ａは、整流回路２１、力率改善回路３０ａ、バックコンバータ４０を備える。整流回路２１、バックコンバータ４０については、図２に示した実施の形態１の比較例のものと同様である。図示していないが、光源点灯装置２０ａは、さらに、整流回路２１、力率改善回路３０ａ、バックコンバータ４０が実装される基板（プリント基板）を備える。

力率改善回路３０ａは、構成部品を分割した電源回路の例である。力率改善回路３０ａは、コンデンサ３１，３６、コイル３２ａ，３２ｂ、スイッチング素子３３ａ，３３ｂ、力率制御回路３４、ダイオード３５ａ，３５ｂを有する。

コイル３２ａ，３２ｂは、電磁誘導素子の例であり、それぞれスイッチング素子３３ａ，３３ｂがオンのときに電磁誘導によりエネルギーを蓄積し、それぞれスイッチング素子３３ａ，３３ｂがオフのときに当該エネルギーを放出する。コイル３２ａ，３２ｂは、基板上で並列に接続される。コイル３２ａ，３２ｂは、図２に示したコイル３２を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

スイッチング素子３３ａ，３３ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、基板上で並列に接続される。スイッチング素子３３ａ，３３ｂは、図２に示したスイッチング素子３３を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

ダイオード３５ａ，３５ｂは、それぞれコイル３２ａ，３２ｂから放出されるエネルギーにより発生する電流を流す。ダイオード３５ａ，３５ｂは、基板上で並列に接続される。ダイオード３５ａ，３５ｂは、図２に示したダイオード３５を２つの個別の素子に分けて基板に実装したものである。これにより、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

本実施の形態でも、図５に示した例のように、プリント基板に、ダイオード３５ａ，３５ｂ及びスイッチング素子３３ａ，３３ｂとして面実装部品を装着することができる。そして、ダイオード３５ａ，３５ｂ及びスイッチング素子３３ａ，３３ｂを面実装することで、光源点灯装置２０ａのより一層の小型化、薄型化が図れる。

本実施の形態では、スイッチング素子３３ａ及びダイオード３５ａが基板上でコイル３２ａに接続され、スイッチング素子３３ｂ及びダイオード３５ｂが基板上でコイル３２ｂに接続され、これらが並列に接続されている。

なお、本実施の形態において、実施の形態２と同様に、コイル３２ａ，３２ｂが基板上で直列に接続されてもよい。この場合、例えば、スイッチング素子３３ａ，３３ｂが並列に接続され、スイッチング素子３３ａ，３３ｂのドレインがコイル３２ａの一端に接続される。また、ダイオード３５ａ，３５ｂが並列に接続され、ダイオード３５ａ，３５ｂのアノードがコイル３２ａの一端に接続される。コイル３２ａの他端にはコイル３２ｂが接続される。このような変形例においても、光源点灯装置２０ａの発熱箇所を分散させて光源点灯装置２０ａの薄型化を図ることができる。

コイル３２ａ，３２ｂを直列に接続すると、力率制御回路３４に必要なダイオード３５ａ，３５ｂの電流が零になったタイミングを検知する手段としての電流検知巻線をコイル３２ａ，３２ｂのいずれか片方に設けるだけで済むという利点がある。図１０のような構成においては、力率制御回路３４の生成する信号は２個のスイッチング素子３３ａ，３３ｂともに周波数が同じであるが、異なる位相でオンさせるようにすることで商用電源１１側から入力する電流のピークを減じてノイズ等を低減させる効果が得られる。

さらに、力率制御回路３４により、スイッチング素子３３ａ，３３ｂそれぞれを駆動する周波数を変えるようにすることで、高周波ノイズを抑制できる効果が得られる。この場合は、力率制御回路３４に駆動周波数を生成する機能部を２つ設けるといった実装方法を用いることができる。ノイズを抑制できるのは、図１に示した実施の形態１や図２に示した実施の形態１の比較例のように力率改善回路３０にスイッチング素子３３やダイオード３５を１つのみ設けた場合と比較して、スイッチング素子３３ａ，３３ｂやダイオード３５ａ，３５ｂに流れるピーク電流が小さくなるからである。

ここで、実施の形態１において、電流制御回路４５が同じ周波数、同じ位相の信号で複数のスイッチング素子を駆動する場合以外について説明する。なお、以下の説明は実施の形態１だけでなく、他の実施の形態にも適用することができる。

図３では、同じ周波数でも異なる位相でスイッチング素子を駆動することでリップルを低減させられる例を示したが、電流制御回路４５は、異なる周波数でスイッチング素子を駆動してもよく、この場合、高周波ノイズを低減させる効果が得られる。つまり、周波数が同じで異なる位相で複数のスイッチング素子を駆動しても、異なる周波数で複数のスイッチング素子を駆動しても、高周波ノイズを低減させることができる。同じ周波数でも異なる位相で複数のスイッチング素子を駆動する場合や異なる周波数で複数のスイッチング素子を駆動する場合には、異常動作時にスイッチング素子を介して力率改善回路３０のコンデンサ３６への逆充電電流が発生するのを防止するために、コンデンサ３６に直列に順方向のダイオードを接続してもよい。

以下、各実施の形態について、さらに、説明する。

面実装部品として、図４に例を示したが、形状等は適宜別のものを選定することができることは言うまでもない。スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴを使用した場合を示したが、他の半導体素子も使用可能であり、また、その形状も適宜選定してよい。ダイオードは、センタータップ品（面実装外形を有するセンタータップ付きのダイオード）であれば１個の外形の部品となるが、別々の２個のダイオードとしてもよい。

整流回路２１としては、ダイオード４個をスタックにした、いわゆるダイオードブリッジを使用してもよいし、２個のダイオードが内蔵されたセンタータップ品を使用してもよいし、ディスクリートのダイオードを４個使用してもよい。いずれの場合も面実装タイプ品を用いることで、プリント基板への実装に際し、薄型化を図ることができる。スイッチング素子やダイオード、あるいは、その他の部品として、場合によっては面実装品でなく、薄型化等に支障がない範囲で小型の挿入形状部品を選定してもよい。

ＬＥＤに所定の直流電流を流すための直流電源を、バックコンバータとして構成する場合及びフライバックコンバータとして構成する場合について説明したが、このような構成でなくても、昇降圧型コンバータあるいはその他のものでも少なくともスイッチング素子と電磁誘導素子とダイオードとを備えるものであれば、各実施の形態を適用できる。

コイルの分割については、直列に配置する（コイルを直列接続する複数の巻線体として構成する）場合と並列に配置する場合について述べたが、コイルの形状はハンダ面側からの実装を可能にするピンを有したものが使用できるが、ハンダ面と反対の面である部品面側から挿入する通常の形状のものであっても分割することによる小型化が十分であればこれを使用できる。

力率改善回路は、出力電力が比較的小さい場合、あるいは、大容量のコンデンサを接続しない場合や高力率の要求がない等で力率改善回路がなくても済む場合は、使用しない構成でもよい。その場合は、商用電源１１を整流した直流電圧を入力とする等して適宜コンバータでＬＥＤに供給すればよい。

プリント基板としては一般に知られているＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３、ＦＲ４、ＣＥＭ３等の基板はもちろん、アルミその他の材料からなる金属ベース基板が適用可能である。プリント基板は１枚でなく複数枚を用いるように回路部品を適宜配置したものでもよい。また、プリント基板にスイッチング素子を直接ハンダ付け等で実装するほかに、２個の半導体素子に同電位となる個所があることを利用し、金属放熱板に半導体素子を取り付けた後に基板に実装してもよい。

スイッチング素子やダイオードとして、一般的なシリコン半導体でなくＳｉＣ（シリコンカーバイド）基材の半導体素子を使用すると、さらに小型化に有利である。この場合、プリント基板材料又はハンダ付け材料の耐高温性との整合がとれないほど半導体素子の温度が高くなることを防止するため、前述したように金属放熱板にこれらの半導体素子を取り付け、この金属放熱板をプリント基板に接触させるようにすることが信頼性向上のために有用である。

以上のように、各実施の形態によれば、点灯装置の発熱部品を分割することでプリント基板上の熱源の分散を図る（プリント基板上に部分的な高温箇所ができることを防止する）ことができ、さらに小型の部品により構成することで点灯装置を薄型化、小型化することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０，１０ａ 照明器具、１１ 商用電源、２０，２０ａ 光源点灯装置、２１ 整流回路、３０，３０ａ 力率改善回路、３１，３６ コンデンサ、３２，３２ａ，３２ｂ コイル、３３，３３ａ，３３ｂ スイッチング素子、３４ 力率制御回路、３５，３５ａ，３５ｂ ダイオード、４０，４０ａ バックコンバータ、４１，４１ａ，４１ｂ スイッチング素子、４２，４２ａ，４２ｂ コイル、４３，４３ａ，４３ｂ ダイオード、４４ コンデンサ、４５ 電流制御回路、４６ 抵抗、５０ ＬＥＤモジュール、５１ ＬＥＤ、６０，６０ａ フライバックコンバータ、６１，６１ａ，６１ｂ スイッチング素子、６２ 電流制御回路、６３，６３ａ，６３ｂ トランス、６４，６４ａ，６４ｂ ダイオード、６５ コンデンサ。

Claims (7)

1. オンオフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンのときに電磁誘導によりエネルギーを蓄積し、前記スイッチング素子がオフのときに当該エネルギーを放出する電磁誘導素子と、前記電磁誘導素子から放出されるエネルギーにより発生する電流を流すダイオードとを有し、前記ダイオードを流れる電流を光源点灯用の直流電流として出力する電源回路と、
   前記電源回路が実装される基板であって、前記スイッチング素子と前記電磁誘導素子と前記ダイオードとのうち少なくともいずれかの素子が複数の個別の素子に分けて実装される基板と
   を備えることを特徴とする光源点灯装置。
2. 前記少なくともいずれかの素子として、前記スイッチング素子が前記基板上で並列に接続され、
   前記電源回路が、前記スイッチング素子１つ１つのオンオフの周波数又は位相が異なるように前記スイッチング素子のオンオフ制御をするスイッチング制御部を有することを特徴とする請求項１の光源点灯装置。
3. 前記少なくともいずれかの素子として、前記電磁誘導素子が前記基板上で並列に接続されるとともに、前記ダイオードが前記基板上で前記電磁誘導素子１つ１つに少なくとも１つずつ接続されることを特徴とする請求項１又は２の光源点灯装置。
4. 前記少なくともいずれかの素子として、前記電磁誘導素子が前記基板上で直列に接続されるとともに、前記ダイオードが並列に接続されることを特徴とする請求項１又は２の光源点灯装置。
5. 前記電源回路が、前記電磁誘導素子としてコイルを有するバックコンバータであることを特徴とする請求項１から４のいずれかの光源点灯装置。
6. 前記電源回路が、前記電磁誘導素子としてトランスを有するフライバックコンバータであることを特徴とする請求項１から４のいずれかの光源点灯装置。
7. 請求項１から６のいずれかの光源点灯装置と、前記光源点灯装置から出力される直流電流により点灯する光源であるＬＥＤとを備えることを特徴とする照明器具。

Images