JP2013219963A - 電源装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷回路が接続されているか否かを正しく判定し、無駄な電力損失を抑え、電源装置の故障を防止する。
【解決手段】電圧源回路１３は、所定の内部抵抗を有する。電圧源回路１３は、負荷回路２１が電気接続される出力端子に電圧を印加する。電圧検出回路１４は、出力端子間の電圧を検出する。電流源回路１５（判定回路）は、出力端子に負荷回路２１が接続されているか否かを判定する。電流源回路１５は、電圧検出回路１４が検出した電圧が所定の閾値より大きい場合に、負荷回路２１が接続されていないと判定する。電流源回路１５は、負荷回路２１が接続されていると判定した場合に、負荷回路２１に所定の電流を流すよう動作する。
【選択図】図２

Description

この発明は、負荷回路が接続されているか否かを判定する電源装置に関する。

ＬＥＤや有機ＥＬなどを光源とする照明器具（照明装置）において、照明器具は、点灯装置（電源装置）だけを内蔵し、別途構成されたランプを着脱自在に接続して、ランプが内蔵するＬＥＤなどを点灯する構成のものがある。

特開２０１２−２３０２１号公報

ＬＥＤのように、電圧のわずかな変動で電流が大きく変動する負荷は、定電流駆動される場合が多い。
負荷回路が接続されていない状態で、定電流駆動しようとすると、電流が流れないため、電源装置の出力電圧が高くなり、無駄な電力損失が発生し、また、電源装置の故障の原因となる場合がある。また、この状態で負荷回路を接続すると、負荷回路に過大な電圧が印加されて、負荷回路の故障の原因となる場合がある。
この発明は、例えば、負荷回路が接続されているか否かを正しく判定し、無駄な電力損失を抑え、電源装置や負荷回路の故障を防止することを目的とする。

この発明にかかる電源装置は、負荷回路の一対の入力端子が着脱自在に電気接続される一対の出力端子と、所定の内部抵抗を有し、上記一対の出力端子に対して電圧を印加する電圧源回路と、上記一対の出力端子の間の電圧を検出する電圧検出回路と、上記一対の出力端子に上記負荷回路が接続されているか否かを判定する判定回路と、上記負荷回路が接続されていると上記判定回路が判定した場合に、上記負荷回路に所定の電流を流そうとする電流源回路とを有し、上記判定回路は、上記電圧検出回路が検出した電圧が所定の閾値より大きい場合に、上記負荷回路が接続されていないと判定することを特徴とする。

この発明にかかる電源装置によれば、負荷回路が接続されているか否かを正しく判定し、無駄な電力損失を抑え、電源装置や負荷回路の故障を防止することができる。

実施の形態１における照明器具１０の外観を示す斜視図。 実施の形態１における照明器具１０及びランプ２０の主要なブロックを示す図。 実施の形態１における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図。 実施の形態１における照明器具１０の動作を示すフロー図。 実施の形態２における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図。 実施の形態３における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図４を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における照明器具１０の外観を示す斜視図である。

照明器具１０（照明装置）は、ランプ２０を取り付けて使用される。照明器具１０は、例えば、器具本体１１と、ソケット１２とを有する。ソケット１２（固定部）は、ランプ２０を着脱自在に固定する。器具本体１１は、ランプ２０に対して電力を供給する光源点灯装置などを内蔵している。
ランプ２０は、例えば、直管形状である。ランプ２０は、両端にソケット１２と係合する口金部を有する。ランプ２０は、例えばＬＥＤや有機ＥＬなどの光源を有する。光源は、例えばプリント配線板（基板）に実装されて、光源モジュールを構成している。光源モジュールは、例えば半透明あるいは透明の直管カバーの内側に配置されている。光源は、照明器具１０から供給された電力により点灯する。ランプ２０は、一対の入力端子を有する。入力端子は、例えば、口金部などに設けられている。入力端子は、照明器具１０の出力端子と接触して電気的に接続し、照明器具１０から、光源を点灯する電力を入力する。

図２は、この実施の形態における照明器具１０及びランプ２０の主要なブロックを示す図である。

ランプ２０は、例えば、負荷回路２１を有する。負荷回路２１は、光源を内蔵している。
照明器具１０（光源点灯装置、電源装置）は、例えば、電圧源回路１３と、電圧検出回路１４と、電流源回路１５とを有する。

電圧源回路１３（接続検出回路、ランプ接続検出用回路）は、ランプ２０に対して電力を供給するための出力端子間に、ランプ２０が電気接続されているか否かを検出するための電圧（検出用電圧）を印加する。電圧源回路１３は、ランプ２０の光源を点灯するためのものではない。電圧源回路１３は、内部抵抗を有する。
出力端子間にランプ２０が電気接続されていれば、電流が流れるので、内部抵抗による電圧降下により、出力端子間の電圧は低くなる。出力端子間にランプ２０が電気接続されていなければ、電流が流れないので、内部抵抗による電圧降下はなく、出力端子間の電圧は低くならない。
電圧検出回路１４（出力電圧検出回路）は、出力端子間の電圧を検出する。

電流源回路１５は、ランプ２０に対して、光源を点灯するための電力を供給する。電流源回路１５は、所定の目標値（電流基準値）の電流を負荷回路２１に流そうとする。例えば、電流源回路１５は、負荷回路２１を流れる電流を検出する。検出した電流が目標値より小さければ、電流源回路１５は、負荷回路２１に印加する電圧（点灯用電圧）を高くして、負荷回路２１を流れる電流を大きくする。逆に、検出した電流が目標値より大きければ、電流源回路１５は、負荷回路２１に印加する電圧を低くして、負荷回路２１を流れる電流を小さくする。
ランプ２０が接続されていなければ、負荷回路２１に電流が流れることはない。ランプ２０が接続している場合と同じように電流源回路１５が動作すると、負荷回路２１に印加する電圧を高くしようとして、無駄な電力損失が発生し、また、故障の原因にもなる。このため、電流源回路１５は、ランプ２０が接続されていない場合には、動作を停止する。

電流源回路１５（判定回路）は、電圧検出回路１４が検出した電圧に基づいて、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。上述したように、ランプ２０が接続されていれば出力端子間の電圧が低くなることを利用して、電流源回路１５は、電圧検出回路１４が検出した電圧が所定の閾値より小さければ、ランプ２０が接続されていると判定する。逆に、電圧検出回路１４が検出した電圧が閾値より大きければ、ランプ２０が接続されていないと判定する。
なお、電流源回路１５自身が動作していると、電圧検出回路１４が検出する電圧に影響が出る。このため、電流源回路１５は、例えば、動作を開始する前に判定を行い、ランプ２０が接続されていると判定した場合のみ、動作を開始する。あるいは、電流源回路１５は、動作を一時停止して判定を行い、ランプ２０が接続されていると判定した場合のみ、動作を再開する。

図３は、この実施の形態における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図である。

ランプ２０は、例えば、負荷回路２１として、複数の光源２２と、抵抗２３とを有する。
光源２２は、例えば、ＬＥＤである。あるいは、光源２２は、有機ＥＬである。複数の光源２２は、例えば、同じ向きに直列に電気接続して、光源回路（直列回路）を形成している。
抵抗２３は、光源回路と並列に電気接続している。抵抗２３の値は、例えば、数百ｋΩから数十ＭΩ程度の十分大きな値である。これにより、光源点灯時に抵抗２３を流れる電流を抑え、電力損失を小さくする。
接続判定時に印加される検出用電圧は、光源点灯時に印加される点灯用電圧よりも低い。ＬＥＤは、両端電圧が順方向降下電圧以上でないと電流が流れないので、直列に電気接続されたＬＥＤの順方向降下電圧の合計よりも検出用電圧が低い場合、光源回路には電流が流れない。光源回路と並列に抵抗２３が電気接続されていることにより、検出用電圧が低くても、抵抗２３を電流が流れる。これにより、確実に接続判定をすることができる。

照明器具１０は、図２で説明した電圧源回路１３、電圧検出回路１４及び電流源回路１５に加えて、更に、入力回路１６と、一対の出力端子７１，７２とを有する。

一対の出力端子７１，７２は、例えば、ソケット１２のなかなどに設けられていて、電流源回路１５と配線などにより電気接続されている。一対の出力端子７１，７２は、ランプ２０の一対の入力端子とそれぞれが接触して電気接続することにより、電流源回路１５が出力した電力をランプ２０に対して供給する。

入力回路１６は、例えば商用電源などの交流電源９０から供給された電力を入力し、直流電力に変換する。交流電源９０から供給される交流は、例えば、周波数が５０Ｈｚから６０Ｈｚ程度、電圧実効値は１００Ｖから２４２Ｖ程度であり、誤差を考慮すると８５Ｖから２６５Ｖ程度である。これを、入力回路１６は、例えば４００Ｖ程度の直流に変換する。入力回路１６は、例えば、整流回路６１と、ノイズ除去コンデンサ６２と、チョークコイル６３と、スイッチング素子６４と、駆動回路６５と、整流ダイオード６６と、平滑コンデンサ６７とを有する。
整流回路６１は、例えば、４つの整流ダイオードがブリッジ接続した回路である。整流回路６１は、交流電源９０から入力した交流を全波整流して、電圧波形を脈流にする。
ノイズ除去コンデンサ６２は、交流電源９０から電力供給を受ける他の装置から高周波ノイズが侵入するのを防ぐとともに、照明器具１０から他の装置に高周波ノイズが出るのを防ぐ。
スイッチング素子６４は、例えば、エンハンスメント型ｎＭＯＳＦＥＴである。
チョークコイル６３（インダクタ）、スイッチング素子６４、整流ダイオード６６及び平滑コンデンサ６７は、ブーストコンバータ回路（昇圧チョッパ回路）を構成している。ブーストコンバータ回路は、整流回路６１が整流した脈流の電圧を昇圧して安定した直流にするとともに、入力回路１６が入力する電力の力率を改善する。平滑コンデンサ６７は、例えば電解コンデンサなど、静電容量が比較的大きい（例えば数十μＦから数百μＦ）ものを用いる。
駆動回路６５（昇圧チョッパ回路駆動部）は、スイッチング素子６４をオンオフする駆動信号を生成する。駆動回路６５は、制御回路５７からの指示にしたがって、駆動信号を生成する。

電流源回路１５は、例えば、スイッチング素子５１と、駆動回路５２と、整流ダイオード５３と、チョークコイル５４と、平滑コンデンサ５５と、電流検出抵抗５６と、制御回路５７とを有する。
スイッチング素子５１は、例えば、エンハンスメント型ｎＭＯＳＦＥＴである。
スイッチング素子５１、整流ダイオード５３、チョークコイル５４（インダクタ）及び平滑コンデンサ５５は、バックコンバータ回路（降圧チョッパ回路）を構成している。バックコンバータ回路は、入力回路１６が生成した直流を降圧して、負荷回路２１に印加する電圧レベル（例えば数十Ｖから２００Ｖ程度）にする。平滑コンデンサ５５は、電圧源回路１３から供給される電流で比較的速やかに充電される必要があるので、静電容量があまり大きくない（例えば数百ｐＦ〜数千ｐＦ）ものを用いる。
駆動回路５２（降圧チョッパ回路駆動部）は、スイッチング素子５１をオンオフする駆動信号を生成する。駆動回路５２は、制御回路５７からの指示にしたがって、駆動信号を生成する。

電流検出抵抗５６（電流検出回路、出力電流検出回路）は、負荷回路２１を流れる電流を検出する。電流検出抵抗５６は、例えば、平滑コンデンサ５５と負荷回路２１との並列回路と直列に電気接続している。電流検出抵抗５６の両端には、平滑コンデンサ５５を流れる電流と負荷回路２１を流れる電流とを合計した電流に比例する電圧が発生する。この電流は、平滑コンデンサ５５の充放電により変動するが、平均すると、負荷回路２１を流れる電流に等しい。電流検出抵抗５６の値は、例えば、数Ω程度の十分に小さい値である。電流検出抵抗５６の両端に発生する電圧（出力電流検出信号）は、例えば数百ｍＶから数Ｖ程度である。これは、電流源回路１５の出力電圧と比べると十分に小さく、無視できる。

制御回路５７（判定回路、判定部）は、例えば、マイコンやデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの演算装置を有する。制御回路５７は、電流検出抵抗５６が検出した電流や、電圧検出回路１４が検出した電圧などに基づいて、駆動回路５２や駆動回路６５に対して駆動信号の生成を指示する指示信号（発振制御信号）を生成する。制御回路５７は、電圧検出回路１４が検出した電圧に基づいて、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。ランプ２０が接続されていると判定した場合、制御回路５７は、電流検出抵抗５６が検出した電流に基づいて、負荷回路２１を流れる電流が所定の目標値になるよう、駆動回路５２や駆動回路６５に対する指示をする。ランプ２０が接続されていないと判定した場合、制御回路５７は、駆動回路５２や駆動回路６５に対して、スイッチング素子５１やスイッチング素子６４を継続してオフにするよう指示をする。

電圧検出回路１４は、例えば、２つの分圧抵抗４１，４２を有する。２つの分圧抵抗４１，４２は、互いに直列に電気接続している。２つの分圧抵抗４１，４２の分圧比は、例えば、数十分の一から数百分の一程度であり、電流源回路１５の出力電圧（例えば数十Ｖから２００Ｖ程度）を、制御回路５７に入力できる電圧レベル（例えば数Ｖ程度）（出力電圧検出信号）に変換する。２つの分圧抵抗４１，４２の合成抵抗値（２つの分圧抵抗４１，４２の値の合計）は、例えば、数ＭΩから数十ＭΩ程度であり、抵抗２３の値より十分大きい。これにより、電圧検出回路１４を流れる電流を抑えるとともに、ランプ２０の接続／非接続を確実に判別できる。

電圧源回路１３（バイパス回路）は、例えば、電流制限抵抗３１と、定電圧ダイオード３２と、電圧降下抵抗３３とを有する。
電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３とは、互いに直列に電気接続している。電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との直列回路は、電流源回路１５のスイッチング素子５１と並列に電気接続している。電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との直列回路は、スイッチング素子５１がオフのときにスイッチング素子５１をバイパスして電流が流れる経路を形成している。
定電圧ダイオード３２（定電圧素子）は、例えば、ツェナーダイオードである。定電圧ダイオード３２は、両端電圧が所定の閾値電圧（降伏電圧）に達するとオンになる。定電圧ダイオード３２は、電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との接続点に、カソード端子が電気接続している。定電圧ダイオード３２は、電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との接続点の電位が閾値電圧に達するとオンになり、電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との接続点の電位が閾値電圧を超えるのを防ぐ。定電圧ダイオード３２の閾値電圧は、交流電源９０のピーク電圧（最大値）より小さい値（例えば５０Ｖ）に設定する。例えば、交流電源９０の電圧実効値が最低でも８５Ｖである場合、ピーク電圧は最低でも１２０Ｖ（８５Ｖ×√２）である。そこで、定電圧ダイオード３２の閾値電圧は、１２０Ｖより小さい値に設定する。
電流制限抵抗３１は、電圧源回路１３を通ってバイパスする電流を制限する。電流制限抵抗３１の両端には、入力回路１６の出力電圧と、定電圧ダイオード３２の閾値電圧との差電圧が印加される。入力回路１６の出力電圧がほぼ一定であれば、電流制限抵抗３１を流れる電流もほぼ一定である。
電圧降下抵抗３３は、電圧源回路１３の内部抵抗として働く。スイッチング素子５１がオフのとき、電圧源回路１３が出力する電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧から電圧降下抵抗３３における電圧降下を差し引いた電圧になる。

図４は、この実施の形態における照明器具１０の動作を示すフロー図である。

照明器具１０は、接続判定処理８１と、点灯処理８２と、解除判定処理８３とを実行する。

交流電源９０から照明器具１０に対する電力供給が開始すると、照明器具１０は、まず、接続判定処理８１を実行する。

接続判定処理８１において、制御回路５７は、駆動回路５２，６５に対して、スイッチング素子５１，６４を継続してオフにするよう指示する。駆動回路５２は、制御回路５７からの指示にしたがって、スイッチング素子５１を継続してオフにする駆動信号を生成し、スイッチング素子５１は、継続してオフになる。駆動回路６５は、制御回路５７からの指示にしたがって、駆動回路６５を継続してオフにする駆動信号を生成し、スイッチング素子６４は、継続してオフになる。

スイッチング素子６４が継続してオフなので、入力回路１６は、昇圧動作をしない。平滑コンデンサ６７は、交流電源９０のピーク電圧（最大値）まで充電される。例えば、交流電源９０の電圧実効値が８５Ｖなら、平滑コンデンサ６７の両端電圧は１２０Ｖ（＝８５Ｖ×√２）になる。交流電源９０の電圧実効値が２６５Ｖなら、平滑コンデンサ６７の両端電圧は３７５Ｖ（＝２６５Ｖ×√２）になる。

スイッチング素子５１が継続してオフなので、平滑コンデンサ５５を充電する電流や、負荷回路２１を流れる電流は、電圧源回路１３を介して流れる。
電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との接続点の電位は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧によって定まる。電流制限抵抗３１を流れる電流は、平滑コンデンサ６７の両端電圧によって変わる。例えば、定電圧ダイオード３２の閾値電圧が５０Ｖ、電流制限抵抗３１の値が６８０ｋΩであるとすると、交流電源９０の電圧実効値が８５Ｖのとき、電流制限抵抗３１を流れる電流は０．１０ｍＡ（＝（１２０Ｖ−５０Ｖ）／６８０ｋΩ）、交流電源９０の電圧実効値が２６５Ｖのとき、電流制限抵抗３１を流れる電流は０．４８ｍＡ（＝（３７５Ｖ−５０Ｖ）／６８０ｋΩ）になる。

電流制限抵抗３１を流れる電流の一部が、電圧降下抵抗３３やチョークコイル５４を介して、平滑コンデンサ５５や負荷回路２１に流れる。
ランプ２０が接続されている場合、平滑コンデンサ５５は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧を電圧降下抵抗３３と抵抗２３とで分圧した電圧まで充電される。例えば、定電圧ダイオード３２の閾値電圧が５０Ｖ、電圧降下抵抗３３の値が４７０ｋΩ、抵抗２３の値が５６０ｋΩであるとすると、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、２７Ｖ（＝５０Ｖ×５６０ｋΩ／（４７０ｋΩ＋５６０ｋΩ））になる。
ランプ２０が接続されていない場合、平滑コンデンサ５５は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧まで充電される。

平滑コンデンサ５５が充電されるのにかかる時間を考慮して、制御回路５７は、所定の時間（例えば数十ｍｓ程度）が経過するのを待つ。その後、制御回路５７は、平滑コンデンサ５５の両端電圧と閾値とを比較することにより、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。例えば、電圧検出回路１４の分圧比が例えば５０分の１であるとすると、ランプ２０が接続されている場合０．５４Ｖ（＝２７Ｖ／５０）、ランプ２０が接続されていない場合１．０Ｖ（＝５０Ｖ／５０）の電圧が、制御回路５７に入力される。判定のための閾値が４０Ｖであるとすると、制御回路５７は、入力した電圧が０．８Ｖ（＝４０Ｖ／５０）より小さいとき、ランプ２０が接続されていると判定し、０．８Ｖより大きいとき、ランプ２０が接続されていないと判定する。

ランプ２０が接続されていないと判定した場合、制御回路５７は、スイッチング素子５１，６４を継続してオフにしたまま、ランプ２０が接続されるのを待つ。ランプ２０が接続されると、抵抗２３を流れる電流によって平滑コンデンサ５５が放電され、平滑コンデンサ５５の両端電圧が閾値以下に下がり、制御回路５７は、ランプ２０が接続されたと判定する。

ランプ２０が接続されていると判定した場合、制御回路５７は、点灯処理８２を実行する。

点灯処理８２において、制御回路５７は、ランプ２０を点灯する。
制御回路５７は、駆動回路６５に対して、スイッチング素子６４のオンオフを開始するよう指示する。駆動回路６５は、制御回路５７からの指示にしたがってスイッチング素子６４をオンオフする駆動信号を生成する。スイッチング素子６４は、制御回路５７が生成した駆動信号にしたがってオンオフする。これにより、入力回路１６は、昇圧動作をする。平滑コンデンサ６７の両端電圧は、例えば４００Ｖになる。
また、制御回路５７は、駆動回路５２に対して、スイッチング素子５１のオンオフを開始するよう指示する。駆動回路５２は、制御回路５７からの指示にしたがってスイッチング素子５１をオンオフする駆動信号を生成する。スイッチング素子５１は、駆動回路５２が生成した駆動信号にしたがってオンオフする。スイッチング素子５１や整流ダイオード５３を通って流れる電流により、平滑コンデンサ５５が充電され、平滑コンデンサ５５の両端電圧が上昇する。平滑コンデンサ５５の両端電圧が、光源２２の順方向降下電圧の合計に達すると、光源２２を電流が流れ、光源２２が点灯する。

制御回路５７は、電流検出抵抗５６の両端電圧を平均した電圧を測定し、測定した電圧と所定の閾値とを比較する。閾値は、負荷回路２１を流れる電流の目標値と、電流検出抵抗５６の値とに基づいてあらかじめ設定されている。例えば、負荷回路２１を流れる電流の目標値が８００ｍＡ、電流検出抵抗５６の値が２．０Ωであれば、閾値は、０．４Ｖに設定される。
測定した電圧が閾値より大きい場合、制御回路５７は、駆動回路５２に対して、電流源回路１５の出力電圧を下げるよう指示する。駆動回路５２は、例えば、スイッチング素子５１のオンデューティを小さくするなどして、電流源回路１５の出力電圧を小さくする。
測定した電圧が閾値より小さい場合、制御回路５７は、駆動回路５２に対して、電流源回路１５の出力電圧を上げるよう指示する。駆動回路５２は、例えば、スイッチング素子５１のオンデューティを大きくするなどして、電流源回路１５の出力電圧を大きくする。

電流制限抵抗３１の両端電圧が、平滑コンデンサ６７の両端電圧から定電圧ダイオード３２の閾値電圧を差し引いた電圧である点は変わらないが、入力回路１６が昇圧動作をしている分、電流制限抵抗３１の両端電圧は、高くなる。上述した数値例の場合、電流制限抵抗３１を流れる電流は、０．５１ｍＡ（＝（４００Ｖ−５０Ｖ）／６８０ｋΩ）になる。
スイッチング素子５１がオンのとき、スイッチング素子５１の両端の電位はほぼ同じなので、電圧降下抵抗３３の両端電圧は、電流制限抵抗３１と同じになる。上述した数値例の場合、電流制限抵抗３１を流れる電流は、０．７４ｍＡ（＝（４００Ｖ−５０Ｖ）／４７０ｋΩ）になる。
スイッチング素子５１がオフになると、チョークコイル５４の働きにより整流ダイオード５３がオンになるので、電圧降下抵抗３３の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧とほぼ同じになる。上述した数値例の場合、電流制限抵抗３１を流れる電流は、０．１１ｍＡ（＝５０Ｖ／４７０ｋΩ）になる。
また、チョークコイル５４を流れる電流が０になると、整流ダイオード５３がオフになる。そのままスイッチング素子５１がオンにならない場合、電圧降下抵抗３３の両端電圧は、最大で、平滑コンデンサ５５の両端電圧から定電圧ダイオード３２の閾値電圧を差し引いた電圧まで上がる。例えば、平滑コンデンサ５５の両端電圧が２００Ｖであるとすると、電圧降下抵抗３３を流れる電流は、最大０．３２ｍＡ（＝（２００Ｖ−５０Ｖ）／４７０ｋΩ）になる。なお、実際には、その前に、スイッチング素子５１がオンになる。

いずれの場合も、電圧源回路１３を流れる電流は、スイッチング素子５１やチョークコイル５４を流れる電流（例えば数百ｍＡ）と比べて非常に小さい。したがって、電流源回路１５は、電圧源回路１３の影響を受けることなく、通常通り動作する。

制御回路５７は、電圧検出回路１４が検出した電圧や、電流検出抵抗５６が検出した電流に基づいて、ランプ２０に異常があるか否かを判定する。
例えば、電圧検出回路１４が検出した電圧が大きすぎる場合、接触不良などよる電圧降下が発生している可能性がある。制御回路５７は、電圧検出回路１４が検出した電圧が所定の閾値より大きい場合、ランプ２０に異常があると判定する。
あるいは、電圧検出回路１４が検出した電圧が小さすぎる場合、短絡故障した光源がある可能性がある。制御回路５７は、電圧検出回路１４が検出した電圧が所定の閾値より小さい場合、ランプ２０に異常があると判定する。
あるいは、電流検出抵抗５６が検出した電流が急激に減少した場合、ランプ２０が外れた可能性がある。制御回路５７は、電流検出抵抗５６が検出した電流を、所定時間前に検出した電流と比較して、現在の電流のほうが小さく、その差が所定の閾値より大きい場合、ランプ２０に異常があると判定する。

ランプ２０に異常がないと判定した場合、制御回路５７は、そのまま点灯処理８２を続ける。
ランプ２０に異常があると判定した場合、制御回路５７は、解除判定処理８３を実行する。

解除判定処理８３において、制御回路５７は、駆動回路５２，６５に対して、スイッチング素子５１，６４のオンオフを停止し、継続してオフにするよう指示する。駆動回路５２は、制御回路５７からの指示にしたがって、スイッチング素子５１を継続してオフにする駆動信号を生成し、スイッチング素子５１は、継続してオフになる。駆動回路６５は、制御回路５７からの指示にしたがって、駆動回路６５を継続してオフにする駆動信号を生成し、スイッチング素子６４は、継続してオフになる。

制御回路５７は、ランプ２０が外されたか否かを判定する。
判定の方式は、接続判定処理８１と同じである。なお、電流源回路１５の動作中は、平滑コンデンサ５５が充電されているので、平滑コンデンサ５５が放電するのにかかる時間を考慮して、制御回路５７は、所定の時間（例えば数十ｍｓ）が経過するのを待つ。その後、制御回路５７は、電圧検出回路１４が検出した電圧と所定の閾値とを比較して、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。

ランプ２０が接続されていない場合、平滑コンデンサ５５は、チョークコイル５４、電圧降下抵抗３３、定電圧ダイオード３２を介して流れる電流により放電される。このため、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧とほぼ同じになる。
ランプ２０が接続されている場合、抵抗２３を介して放電する経路も存在するので、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧を電圧降下抵抗３３と抵抗２３とで分圧した電圧まで下がる。
したがって、制御回路５７は、接続判定処理８１と同じ閾値を用いて、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。

ランプ２０が接続されている場合、異常のあるランプ２０が接続されたままなので、制御回路５７は、スイッチング素子５１，６４を継続してオフにしたまま、ランプ２０が外されるのを待つ。ランプ２０が外されると、電圧源回路１３を介して流れる電流により、平滑コンデンサ５５は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧まで充電される。
ランプ２０が接続されていない場合、制御回路５７は、接続判定処理８１を再び実行する。ランプ２０が再接続されると、制御回路５７は、点灯処理８２を実行して、ランプ２０を点灯する。

このように、電流源回路１５が動作を停止しているとき、電圧源回路１３が生成した電圧を、出力端子７１，７２に印加する。ランプ２０が接続されていない場合、出力端子７１，７２間の電圧は、電圧源回路１３が生成した電圧とほぼ等しくなる。電圧源回路１３は内部抵抗を有する。ランプ２０が接続されている場合、出力端子７１，７２間の電圧は、電圧源回路１３の内部抵抗による電圧降下の分だけ低くなる。この違いを検出することにより、ランプ２０が接続されているか否かを判定する。

電圧源回路１３は、電流源回路１５のスイッチング素子５１をバイパスするバイパス回路（電流制限抵抗３１及び電圧降下抵抗３３）により構成される。電流源回路１５と独立して電圧源回路１３を構成する場合と比べて、部品数を少なくできるので、照明器具１０の製造コストを抑え、電力損失を抑え、信頼性を向上することができる。

電圧源回路１３は、電流制限抵抗３１と電圧降下抵抗３３との接続点の電位をほぼ一定にする定電圧ダイオード３２を有するので、交流電源９０の実効電圧が異なる場合でも、ランプ２０が接続されているか否かを判定するための閾値を変える必要がない。

負荷回路２１は、光源２２を直列に電気接続した回路と並列に抵抗２３を有する。これにより、光源２２が点灯しない程度の小さな電圧を印加した場合でも、抵抗２３を電流が流れるので、ランプ２０が接続されているか否かを判定できる。ランプ２０が接続されているか否かを判定するために印加する電圧が小さくてよいので、入力回路１６を動作させる必要がなく、電力損失を抑えることができる。
また、その状態でランプ２０を接続しても、ランプ２０に印加される電圧が小さいので、ランプ２０の故障を防ぐことができる。

負荷回路２１を流れる電流を検出するのではなく、電圧を検出して、ランプ２０が接続されているか否かを判定するので、負荷回路２１に流す電流は小さくてよい。このため、ランプ２０の接続を検出するための構成における電力損失を小さくすることができる。

実施の形態２．
実施の形態２について、図５を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

照明器具１０は、電圧源回路１３の回路構成が実施の形態１と異なる。それ以外は、実施の形態１と同様である。

図５は、この実施の形態における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図である。

電圧源回路１３は、実施の形態１で説明した構成に加えて、更に、整流ダイオード３４を有する。
整流ダイオード３４は、電圧降下抵抗３３と直列に電気接続している。整流ダイオード３４は、電圧源回路１３と並列に接続したスイッチング素子５１を流れる電流と同じ向きである。スイッチング素子５１がオフのとき、スイッチング素子５１をバイパスする電流が、電流制限抵抗３１、電圧降下抵抗３３及び整流ダイオード３４を介して流れる。

接続判定処理８１において、平滑コンデンサ５５の両端電圧が定電圧ダイオード３２の閾値電圧より低ければ、整流ダイオード３４がオンになる。これにより、実施の形態１と同様、ランプ２０が接続されていれば、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧を電圧降下抵抗３３と抵抗２３とで分圧した電圧になり、ランプ２０が接続されていなければ、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧とほぼ同じになる。

実施の形態１では、点灯処理８２において、電圧降下抵抗３３を逆向きに電流が流れる場合がある。例えば、スイッチング素子５１がオンのときや、スイッチング素子５１がオフになったのち、整流ダイオード５３もオフになったときである。
この実施の形態では、電圧降下抵抗３３と直列に整流ダイオード３４が接続されているので、このようなとき、整流ダイオード３４がオフになり、電圧降下抵抗３３を電流が流れない。
これにより、電圧源回路１３における電力損失を抑えることができる。

解除判定処理８３において、ランプ２０が接続されていない場合、整流ダイオード３４がオフになり、平滑コンデンサ５５を放電する経路は、電圧検出回路１４だけになる。実施の形態１で述べたように、電圧検出回路１４は、大きな合成抵抗値を有するので、平滑コンデンサ５５の放電には時間がかかる。このため、ランプ２０が接続されているか否かを制御回路５７が判定するとき、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧より高い可能性がある。
ランプ２０が接続されている場合には、抵抗２３が平滑コンデンサ５５の放電経路となって、平滑コンデンサ５５の両端電圧が下がる。平滑コンデンサ５５の両端電圧が定電圧ダイオード３２の閾値電圧より低くなれば、整流ダイオード３４がオンになるので、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧を電圧降下抵抗３３と抵抗２３とで分圧した電圧になる。

制御回路５７は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧よりも低い閾値を基準として、平滑コンデンサ５５の両端電圧が閾値より高ければ、ランプ２０が接続されていないと判定する。したがって、ランプ２０が接続されていないときに、平滑コンデンサ５５の両端電圧が定電圧ダイオード３２の閾値電圧より高くなったとしても、ランプ２０が接続されているか否かの判定には影響しない。

このように、電圧源回路１３のバイパス回路（電流制限抵抗３１及び電圧降下抵抗３３）が、電流の逆流を阻止する整流ダイオード３４を有することにより、電圧源回路１３における電力損失を抑えることができる。

実施の形態３．
実施の形態３について、図６を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図６は、この実施の形態における照明器具１０及びランプ２０の回路構成を示す図である。

電圧源回路１３の構成は、実施の形態２と同様であるが、電圧源回路１３は、電流源回路１５のスイッチング素子５１と並列に電気接続しているのではなく、電流源回路１５全体と並列に電気接続している。
このような構成であっても、実施の形態１及び実施の形態２と同様、ランプ２０が接続されているか否かを正しく判定することができる。
また、電流源回路１５が動作しているとき、平滑コンデンサ５５の両端電圧が定電圧ダイオード３２の閾値電圧より高ければ、整流ダイオード３４が常にオフになる。これにより、電圧源回路１３における電力損失を抑えることができる。

実施の形態４．
実施の形態４について、説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

この実施の形態における照明器具１０及びランプ２０の外観及び回路構成は、実施の形態１〜実施の形態３と同様である。

接続判定処理８１において、制御回路５７は、平滑コンデンサ５５の両端電圧が第一の閾値より大きい場合に、ランプ２０が接続されていないと判定する。
また、制御回路５７は、平滑コンデンサ５５の両端電圧が第一の閾値より小さく、第二の閾値より大きい場合に、正常なランプ２０が接続されていると判定する。第二の閾値は、第一の閾値より小さい。平滑コンデンサ５５の両端電圧が第二の閾値より小さい場合、制御回路５７は、異常なランプ２０が接続されていると判定する。

実施の形態１で述べたように、ランプ２０が接続されている場合、平滑コンデンサ５５の両端電圧は、定電圧ダイオード３２の閾値電圧を電圧降下抵抗３３と抵抗２３とで分圧した電圧になる。平滑コンデンサ５５の両端電圧が予定よりも低くなるということは、光源２２にも電流が流れ、負荷回路２１全体の合成抵抗値が小さくなっていることを意味する。ランプ２０が接続されているか否かを判定するときに印加する電圧は光源２２が点灯する電圧よりも低い電圧なので、光源２２には、電流が流れないはずである。予定に反して光源２２に電流が流れたということは、いずれかの光源２２が短絡故障するなどの異常が発生していることを意味する。このため、制御回路５７は、接続されているランプ２０が異常であると判定する。

ランプ２０が異常であると判定した場合、制御回路５７は、スイッチング素子５１，６４を継続してオフにしたまま、ランプ２０が正常なものと交換されるのを待つ。

このように、出力端子７１，７２間の電圧に基づいて、ランプ２０が接続されているか否かだけでなく、接続されているランプ２０が正常か否かを判定する。ランプ２０が異常であると判定した場合、入力回路１６や電流源回路１５を動作させない。これにより、無駄な電力損失を抑える。また、ランプ２０が点灯しないことにより、使用者がランプ２０の異常に気づくので、ランプ２０の交換を促すことができる。

以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成であってもよいし、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。

１０ 照明器具、１１ 器具本体、１２ ソケット、１３ 電圧源回路、１４ 電圧検出回路、１５ 電流源回路、１６ 入力回路、２０ ランプ、２１ 負荷回路、２２ 光源、２３ 抵抗、３１ 電流制限抵抗、３２ 定電圧ダイオード、３３ 電圧降下抵抗、３４，５３，６６ 整流ダイオード、４１ 分圧抵抗、５１，６４ スイッチング素子、５２，６５ 駆動回路、５４，６３ チョークコイル、５５，６７ 平滑コンデンサ、５６ 電流検出抵抗、５７ 制御回路、６１ 整流回路、６２ ノイズ除去コンデンサ、７１ 出力端子、８１ 接続判定処理、８２ 点灯処理、８３ 解除判定処理、９０ 交流電源。

Claims (6)

1. 負荷回路の一対の入力端子が着脱自在に電気接続される一対の出力端子と、
   所定の内部抵抗を有し、上記一対の出力端子に対して電圧を印加する電圧源回路と、
   上記一対の出力端子の間の電圧を検出する電圧検出回路と、
   上記一対の出力端子に上記負荷回路が接続されているか否かを判定する判定回路と、
   上記負荷回路が接続されていると上記判定回路が判定した場合に、上記負荷回路に所定の電流を流そうとする電流源回路とを有し、
   上記判定回路は、上記電圧検出回路が検出した電圧が所定の閾値より大きい場合に、上記負荷回路が接続されていないと判定する
   ことを特徴とする電源装置。
2. 上記電流源回路は、
   上記負荷回路が接続されていると上記判定回路が判定した場合に、オンオフを繰り返し、上記負荷回路が接続されていないと上記判定回路が判定した場合に、継続してオフになるスイッチング素子を有し、
   上記電圧源回路は、
   上記スイッチング素子と並列に電気接続し、上記スイッチング素子が継続してオフであるとき、上記スイッチング素子をバイパスして電流が流れる経路を形成するバイパス回路を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 上記バイパス回路は、
   直列に電気接続した複数の抵抗と、
   上記複数の抵抗の接続点の電位を略一定にする定電圧素子と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 上記判定回路は、上記電圧検出回路が検出した電圧が、上記閾値より小さい第二の閾値より小さい場合に、上記一対の出力端子に接続されている負荷回路が異常であると判定し、
   上記電流源回路は、上記負荷回路が異常であると上記判定回路が判定した場合に、動作を停止する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置。
5. 上記負荷回路は、
   直列に電気接続した複数の発光ダイオードまたは有機エレクトロルミネセンスと、
   上記複数の発光ダイオードまたは有機エレクトロルミネセンスの直列回路と並列に電気接続した抵抗と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置と、
   上記電源装置から供給された電力により点灯する光源を有する負荷回路を、着脱自在に固定する固定部と
   を有することを特徴とする照明器具。

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