JP2014027714A - 電源装置、点灯装置およびそれを用いた照明器具並びに車両 - Google Patents

電源装置、点灯装置およびそれを用いた照明器具並びに車両 Download PDF

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Abstract

【課題】漏電が生じた場合の不具合の発生を抑える。
【解決手段】本実施形態の電源装置では、コンデンサCOの高電位側の端子と入力端子IT1の間にコンデンサC2が挿入されている。そのため、低電位側の出力端子T02が地絡した場合、直流電源E1に接続される入力側と負荷に接続される出力側とがコンデンサC2によって直流的に遮断されるため、地絡電流が継続的に流れることはない。故に、漏電が生じた場合に回路に流れる漏電電流をゼロ又はほぼゼロに抑制することができ、その結果、漏電に伴う不具合(回路の故障など)の発生を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源装置、点灯装置およびそれを用いた照明器具並びに車両に関する。
従来の電源装置として、特許文献１に記載されている電源装置がある。この従来例は、図12に示すように直流電源E1の電源電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路を備える。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、スイッチング素子S1、トランスT1、ダイオードD1、平滑コンデンサC1を具備し、直流電源E1、トランスT1の１次巻線N1並びにスイッチング素子S1からなる閉回路の回路要素（スイッチング素子S1）に平滑コンデンサC1を介してトランスT1の２次巻線N2及びダイオードD1の直列回路の両端が接続されている。
また、平滑コンデンサC1と２次巻線N2の接続点にフィルタ用のインダクタL1の一端が接続され、インダクタL1の他端が低電位側の出力端子TO2に接続されている。さらに、ダイオードD1のカソードと高電位側の出力端子TO1の接続点にフィルタ用のコンデンサCOの一端が接続され、コンデンサCOの他端が他方の出力端子TO2に接続されている。
制御回路CNは、出力電圧(出力端子TO1−TO2間の電圧)と出力電流(負荷Ｘに流れる電流)を検出し、出力電流が所望の電流値となるようにスイッチング素子S1をスイッチング制御(例えば、PWM制御)する。
而して、スイッチング素子S1のオフ時にトランスT1に蓄積されたエネルギーが２次巻線N2からダイオードD1を介して放出され、直流電源E1及び１次巻線N1を介して平滑コンデンサC1を充電し、且つ直流電源E1から１次巻線N1を介して平滑コンデンサC1に充電電流が流される。そのため、直流電源E1からＤＣ／ＤＣ変換回路に流れ込む入力電流の電流リプルを低減することができる。
特開２００２−１５９１７２号公報
ところで、上記従来例において、一方の出力端子TO2から負荷Ｘに至る出力線が地絡(漏電)した場合、フィルタ用のコンデンサCOに蓄積されている電荷が放出(放電)されることにより、図12に破線で示す経路に漏電電流(地絡電流)が流れる。そして、地絡電流が流れる経路中に抵抗などの限流要素が存在しないため、地絡電流として過大な電流が流れてしまい、結果的に回路が破壊に至るといった不具合の生じる虞があった。
一方、制御回路CNが出力端子TO2に流れる出力電流を検出する構成とした場合、出力電流に地絡電流が重畳されて検出されることになる。この場合、出力電流が制御されることで結果的に地絡電流も制御(抑制)されるが、地絡電流の分だけ出力電流が減少することで負荷Ｘに供給される電力が低下してしまうという問題や、地絡電流が流れることで回路に不具合が生じるという問題が生じる。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、漏電が生じた場合の不具合の発生を抑えることを目的とする。
本発明の電源装置は、高周波でスイッチングされるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を介して直流電源の電源電圧が１次巻線に印加されるトランスと、前記トランスの２次巻線に直列接続される整流素子とを具備し、前記トランスの１次巻線並びに前記スイッチング素子の少なくとも何れか一方からなる回路要素と、前記トランスの２次巻線及び前記整流素子の直列回路の両端とが、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを介して接続され、前記直列回路の両端と負荷とが直接あるいはインダクタを介して接続されることを特徴とする。
この電源装置において、前記トランスの１次巻線と前記第１のコンデンサと前記トランスの２次巻線と前記整流素子の入力側端子とが順番に直列接続され、前記トランスの１次巻線と前記第１のコンデンサの接続点に前記スイッチング素子の一端が接続され、前記第１のコンデンサと前記トランスの２次巻線の接続点に前記インダクタの一端が接続され、前記スイッチング素子の他端と前記整流素子の出力側端子との間に前記第２のコンデンサが接続され、前記トランスの１次巻線の他端が前記直流電源の正極と接続され、前記スイッチング素子と前記第２のコンデンサの接続点が前記直流電源の負極と接続され、前記インダクタの他端と、前記整流素子と前記第２のコンデンサの接続点との間に前記負荷が接続されることが好ましい。
この電源装置において、前記第２のコンデンサの静電容量が前記第１のコンデンサの静電容量よりも大きいことが好ましい。
この電源装置において、前記第２のコンデンサに第２の抵抗が並列に接続されることが好ましい。
この電源装置において、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路を備え、前記制御回路は、前記第２のコンデンサと前記整流素子の出力側端子との接続点の電位を監視し、前記電位が所定の範囲を外れた場合に前記スイッチング素子のスイッチングを停止することが好ましい。
この電源装置において、前記制御回路は、前記負荷に供給される出力電流を監視し、前記出力電流が所定の電流値となるように前記スイッチング素子をスイッチング制御することが好ましい。
この電源装置において、前記トランスは、前記１次巻線と前記２次巻線の実質的な巻数比が３以下であることが好ましい。
本発明の点灯装置は、前記何れかの電源装置における前記負荷として、固体発光素子からなる照明負荷が用いられることを特徴とする。
本発明の照明器具は、前記点灯装置と、前記照明負荷を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
本発明の車両は、前記照明器具が搭載されていることを特徴とする。
本発明の電源装置、点灯装置およびそれを用いた照明器具並びに車両は、漏電が生じた場合の不具合の発生を抑えることができるという効果がある。
本発明に係る電源装置の実施形態を示し、(ａ)はスイッチング素子がオンしている状態の回路図、(ｂ)はスイッチング素子がオフしている状態の回路図である。 同上の正常時の動作説明用のタイムチャートである。 同上の地絡発生時の動作説明用のタイムチャートである。 同上の地絡発生時の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る点灯装置の実施形態を示す回路図である。 同上の正常時の動作説明用のタイムチャートである。 本発明に係る電源装置及び点灯装置の別の実施形態を示す回路図である。 本発明に係る電源装置及び点灯装置の別の実施形態を示す回路図である。 本発明に係る電源装置及び点灯装置の別の実施形態を示す回路図である。 本発明に係る照明器具の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る車両の実施形態を示す斜視図である。 従来例を示す回路図である。
以下、本発明に係る電源装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態１)
本発明に係る電源装置の実施形態１は、図１(ａ)に示すようにコンデンサ(第２のコンデンサ)C2が追加された点に特徴があり、その他の構成については図12に示した従来例と共通である。したがって、従来例と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
本実施形態では、スイッチング素子S1と、トランスT1の２次巻線N2及びダイオードD1の直列回路の両端とが、コンデンサ(第１のコンデンサ)C1及びコンデンサ(第２のコンデンサ)C2を介して接続され、前記直列回路の両端と負荷ＸとがインダクタL1を介して接続されている。スイッチング素子S1は、例えば、電圧駆動型の電界効果トランジスタからなり、図示しない制御回路から与えられる駆動信号によって高周波(例えば、数100kHz)でスイッチング制御(PWM制御)される。ただし、スイッチング素子S1のスイッチング制御方式は、PWM制御に限定されず、例えば、スイッチングの周波数を変化させる方式などであっても構わない。
図１においては、直流電源E1から入力端子TI1−TI2間に印加される入力電圧、入力電流をそれぞれVin，IT1とし、出力端子TO1−TO2間に印加される出力電圧をVoutとしている。また、各コンデンサC1，C2，COの高電位側に＋の符号を付している。
次に、図１の回路図と図２のタイムチャートを参照して、本実施形態の電源装置の基本的な動作を説明する。ここで、図２(ａ)〜(ｇ)の各波形は、スイッチング素子S1の駆動信号、入力電流IT1、出力電流IL1、入力電圧Vin、平滑コンデンサC1とスイッチング素子S1の接続点ａと２次巻線N2と平滑コンデンサC1の接続点ｂの電位差Va−Vb、コンデンサC2とダイオードD1の接続点ｃの電位Vc、出力電圧Voutを示している。
まず、時間ｔ＝t0でスイッチング素子S1がオンすると、直流電源E1からトランスT1の１次巻線N1に供給される入力電流IT1が徐々に増大してトランスT1にエネルギーが蓄積される。トランスT1に蓄積されたエネルギーは、時間ｔ＝t1でスイッチング素子S1がオフすることにより、１次巻線N1→平滑コンデンサC1→２次巻線N2→ダイオードD1→コンデンサC2→直流電源E1→１次巻線N1の経路で放出される(図１(ｂ)参照)。その結果、平滑コンデンサC1の両端電圧(電位差Va−Vb)とコンデンサCの両端電圧Vcが上昇する。
また、スイッチング素子S1のオン期間(t0〜t1の期間)においては、時間ｔ＝t0以前にコンデンサC1，C2に充電されていた電荷が放電される。そのため、平滑コンデンサC1→スイッチング素子S1→コンデンサC2→コンデンサCO→インダクタL1→平滑コンデンサC1の経路で電流IL1が流れ、インダクタL1にエネルギーが蓄積される(図１(ａ)参照)。
一方、スイッチング素子S1のオフ期間(t1〜t2の期間)においては、インダクタL1に蓄積されたエネルギーが放出され、インダクタL1→２次巻線N2→ダイオードD1→負荷Ｘ→インダクタL1の経路で出力電流IL1が流れる(図１(ｂ)参照)。
そして、時間ｔ＝t2以降もスイッチング素子S1のオン・オフを繰り返すことにより、図２に示すような波形の電圧及び電流が発生し、本実施形態の電源装置から負荷Ｘに直流電力が供給される。
すなわち、本実施形態の電源装置の動作は、図12に示した従来例の動作とほぼ共通しており、従来例における平滑コンデンサC1の機能を２つのコンデンサC1，C2で分担している点が異なる。ただし、各コンデンサC1，C2の両端電圧Va−Vb，Vcの大きさは、それぞれの静電容量の大小関係(容量比)によって決まり、図２においては、両者の静電容量が等しい場合を示している。
ところで、図２(ｂ)に示した入力電流IT1の波形は、スイッチング素子S1のスイッチングと同期して瞬間的に変化しているが、入力電流IT1の変化の比率は、基本的にトランスT1の実質的な巻数比によって決まる。なお、本実施形態においてはトランスT1の１次巻線N1と２次巻線N2が平滑コンデンサC1を介して直列に接続されているため、トランスT1の実質的な巻数比は、１次巻線N1の巻数と２次巻線N2の巻数の和を１次巻線N1の巻数で除した値となる。なお、入力電流IT1のリップル低減及びトランスT1の小型化のためには、前記巻数比を３以下とすることが望ましく、より好適には２以下とすることが望ましく、負荷Ｘの種類に応じて適切な値が選択される。
次に、本実施形態の特徴となる動作、すなわち、漏電(地絡又は天絡)が発生した場合の動作について説明する。
まず、高電位側の出力端子TO1が地絡した場合の動作について、図３のタイムチャートを参照して説明する。高電位側の出力端子TO1が地絡した場合、出力端子TO1の電位がグランドレベルに固定されるため、コンデンサC2の電位Vcもグランドレベルに低下し、反対に、平滑コンデンサC1の両端電圧Va−Vbが上昇する。この場合、地絡電流は流れず、制御回路によるスイッチング素子S1のスイッチング制御が継続されても特に支障は無い。
続いて、低電位側の出力端子TO2が地絡した場合の動作について、図４のタイムチャートを参照して説明する。低電位側の出力端子T02が地絡した場合、従来例ではフィルタ用のコンデンサCOに充電されている電荷が入力端子IT1を介してグランドに放出されることで漏電電流(地絡電流)が流れていた。これに対して本実施形態では、コンデンサCOの高電位側の端子と入力端子IT1の間にコンデンサC2が挿入され、直流電源E1に接続される入力側と負荷に接続される出力側とがコンデンサC2によって直流的に遮断されるため、地絡電流が継続的に流れることはない。この場合にも、制御回路によるスイッチング素子S1のスイッチング制御が継続されても特に支障は無い。
なお、出力端子TO1，TO2の一方が直流電源E1の正極と導通する状態(天絡)になった場合においても、同様に天絡による電流が継続的に流れることはなく、制御回路によるスイッチング素子S1のスイッチング制御が継続されても特に支障は無い。
上述のように本実施形態の電源装置によれば、漏電(地絡又は天絡)が生じた場合に回路に流れる漏電電流を抑制することができ、その結果、漏電に伴う不具合(回路の故障など)の発生を抑えることができる。
なお、追加されるコンデンサ(第２のコンデンサ)C2の静電容量を、平滑コンデンサ(第１のコンデンサ)C1の静電容量よりも大きくすれば、高電位側の出力端子TO1に印加される電圧Voutをグランドレベルに近付けることができる。
(実施形態２)
本実施形態の電源装置は、図５に示すようにコンデンサC2と並列に抵抗R1が接続されている点と、入力端子IT1，IT2と並列に平滑用のコンデンサCIが接続されている点と、制御回路CNの構成とに特徴があり、それ以外の構成については実施形態１と共通である。故に、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。なお、本実施形態における負荷Ｘは、複数個の固体発光素子(例えば、発光ダイオードや有機エレクトロルミネセンス素子など)の直列回路又は直並列回路からなる照明負荷であり、本実施形態の電源装置は、照明負荷を点灯する点灯装置に相当する。
本実施形態における制御回路CNは、オペアンプAMP2、コンデンサC13，C14及び抵抗R13〜R16で構成された差動増幅回路と、オペアンプAMP1、コンデンサC12及び抵抗R12で構成された誤差演算回路とを備える。差動増幅回路は、高電位側の出力端子TO1とコンデンサC2との間に挿入された検出抵抗R2の両端電圧(出力電流の電流値に比例した電圧)を増幅して誤差演算回路に出力する。誤差演算回路は、差動増幅回路の出力電圧と基準電圧Vref2との差分を増幅する。また、制御回路CNは、誤差演算回路の出力と発振回路OSC1から出力される基準発振信号とを比較するためのコンパレータCMP2を備える。すなわち、コンパレータCMP2の出力は、誤差演算回路の出力電圧が基準発振信号の信号電圧を上回っている場合にハイレベルとなり、誤差演算回路の出力電圧が基準発振信号の信号電圧以下の場合にローレベルとなる。なお、コンパレータCMP2の出力は論理積回路(アンドゲート)AND1に入力される。
また、制御回路CNは、出力端子TO1，TO2に負荷Ｘが接続されない無負荷状態(開放状態)や、出力端子TO1，TO2間が短絡した状態を検出して回路を保護する無負荷・短絡保護回路を備える。無負荷・短絡保護回路は、オペアンプAMP3、コンデンサC15及び抵抗R17〜R19で構成された反転増幅回路と、３つのコンパレータCMP3，CMP4，CMP5と、２つのタイマTM1，TM2と、否定論理和回路(ノアゲート)NOR1とで構成される。反転増幅回路は、負荷Ｘに印加される出力電圧Voutを反転増幅して各コンパレータCMP3，CMP4，CMP5に出力する。
コンパレータCMP5は、反転増幅回路の出力電圧を基準電圧Vref5と比較し、無負荷の場合に反転増幅回路の出力電圧が基準電圧Vref5を超えると出力がローレベルとなり、無負荷でない場合に反転増幅回路の出力電圧が基準電圧Vref5以下であると出力がハイレベルとなる。
一方、他の２つのコンパレータCMP3，CMP4は、反転増幅回路の出力電圧が２つの基準電圧Vref3，Vref4(ただし、Vref5＞Vref4＞Vref3)に挟まれた正常範囲内に収まっている場合に出力がローレベルとなり、正常範囲を外れた場合に何れか一方の出力がハイレベルとなる。ただし、各コンパレータCMP3，CMP4の出力端にはタイマ(遅延回路)TM1，TM2が接続されている。コンパレータCMP3，CMP4の出力がローレベルからハイレベルに立ち上がった時点でタイマTM1，TM2が起動して所定時間(例えば、100ms)のカウントを開始する。そして、所定時間のカウントが完了するまでにコンパレータCMP3，CMP4の出力がハイレベルからローレベルに立ち下がれば、タイマTM1，TM2のカウントがリセットされて出力がローレベルのままとなる。一方、コンパレータCMP3，CMP4の出力がハイレベルのままで所定時間のカウントが完了すれば、タイマTM1，TM2の出力がハイレベルに切り替わる。故に、ノアゲートNOR1の出力は、反転増幅回路の出力電圧が低い方の基準電圧Vref3よりも高く且つ高い方の基準電圧Vref4よりも低ければハイレベルに維持される。一方、反転増幅回路の出力電圧が低い方の基準電圧Vref3以下となる状態又は反転増幅回路の出力電圧が高い方の基準電圧Vref4以上となる状態が所定時間以上継続すれば、ノアゲートNOR1の出力がローレベルに切り替わる。
さらに制御回路CNは、本発明の特徴である漏電検出回路を備えている。この漏電検出回路は、抵抗R11とコンデンサC11からなるフィルタ回路(積分回路)、コンパレータCMP1、遅延回路SS1、論理積回路(アンドゲート)AND2、ツェナーダイオードZ11などで構成される。コンパレータCMP1は、フィルタ回路を介して入力されるコンデンサC2の両端電圧Vcを基準電圧Vref1と比較し、両端電圧Vcが基準電圧Vref1以下のときは出力をハイレベルとし、両端電圧Vcが基準電圧Vref1を超えたときに出力をローレベルとする。なお、コンパレータCMP1の−端子にはフィルタ回路と並列にツェナーダイオードZ11が接続されており、−端子にツェナー電圧を超える過大な電圧が入力されるのを防いでいる。
アンドゲートAND2は、コンパレータCMP1の出力と遅延回路SS1の出力の論理積を演算してアンドゲートAND1に出力する。すなわち、コンパレータCMP1の出力が継続してローレベルとなる時間が遅延時間(例えば１ms)を超えたときに遅延回路SS1の出力がハイレベルからローレベルに切り替わり、ローレベルの継続時間が遅延時間未満であれば、遅延回路SS1の出力がハイレベルに維持される。なお、遅延回路SS1は直流電源E1からの電源供給が停止したときにリセットされ、直流電源E1の電源供給が再開した時点で出力がハイレベルに維持されている。ただし、遅延回路SS1は、コンパレータCMP1の出力がハイレベルからローレベルになる状態が所定時間(例えば、１ms)以上、繰り返し発生した場合に出力をハイレベルからローレベルに切り替えてもよい。
而して、無負荷・短絡保護回路や漏電検出回路で異常が検出されず、各回路からアンドゲートAND1にハイレベルの信号が入力されていれば、アンドゲートAND1の出力がコンパレータCMP2の出力に応じて変化する。つまり、制御回路CNは、基準発振信号の発振周波数に等しい周波数でスイッチング素子S1をスイッチングし、且つ出力電流(負荷電流)を基準電圧Vref2で決まる目標値に一致させるようにスイッチング素子S1のオン期間を調整する。ここで、コンデンサC2に並列接続される抵抗R2の抵抗値が相対的に小さい値(例えば、100Ω以下)に設定されている場合のタイムチャートを図６に示す。抵抗R2がコンデンサC2に並列接続されたことにより、コンデンサC2の両端電圧Vcは、図６に示すようにほぼゼロとなる。
一方、無負荷状態や短絡状態などの異常状態となった場合、無負荷・短絡保護回路の出力がローレベルとなることでアンドゲートAND1の出力がローレベルに固定されるので、スイッチング素子S1がオフ状態に維持されて電源装置(点灯装置)が停止する。
次に、漏電が発生した場合の制御回路CNの動作を説明する。まず、低電位側の出力端子T02が地絡した場合、フィルタ用のコンデンサCOの両端の電圧が大きく上昇し、ｃ点の電位(コンデンサC2の両端電圧)Vcが上昇するため、コンパレータCMP1の−端子に入力される電圧が基準電圧Vref1を超える。その結果、アンドゲートAND2の出力がローレベルとなり、アンドゲートAND1の出力がローレベルに固定されるので、スイッチング素子S1がオフ状態に維持されて電源装置(点灯装置)が停止する。また、低電位側の出力端子TO2が天絡した場合、並びに高電位側の出力端子TO1が天絡した場合においても、コンデンサC2の両端電圧Vcが上昇してコンパレータCMP1の−端子に入力される電圧が基準電圧Vref1を超えるため、電源装置(点灯装置)が停止する。
一方、高電位側の出力端子TO1が地絡した場合、実質的に２つの抵抗R1，R2が並列接続された状態となり、コンデンサCOに充電される電圧により、２つの抵抗R1，R2の並列回路を介して負荷Ｘに電流が供給される。したがって、出力電流の目標値(基準電圧Vref2)や抵抗R1，R2の抵抗値、漏電検出回路の基準電圧Vref1の値を適当に選定すれば、コンデンサC2の両端電圧Vcが基準電圧Vref1を超えて電源装置を停止させることができる。
上述のように本実施形態では、漏電が発生した場合に制御回路CNがスイッチング素子S1のスイッチングを止めて電源装置(点灯装置)を停止させるので、漏電電流が継続して流れることによる不具合の発生を抑制することができる。ただし、出力端子TO1，TO2が天絡した場合においては、抵抗R1を介して継続的に電流が流れるが、この電流は抵抗R1によって限流されているため、回路に及ぼす影響は抑えられている。
ただし、高電位側の出力端子TO1が地絡した場合、漏電検出回路で漏電を検出せずに、制御回路CNがスイッチング素子S1のスイッチング制御を継続しても構わない。例えば、検出抵抗R2の抵抗値を抵抗R1の抵抗値よりも小さい値に設定し(R2：0.15Ω、R1：4.7Ωなど)、且つ漏電発生時における検出抵抗R2の電圧降下(両端電圧)よりも高い値に基準電圧Vref1を設定すればよい。
ここで、出力端子TO2が地絡したときの漏電検出回路における基準電圧Vref1の値は、どの程度の大きさの地絡電流が流れたときに電源装置(点灯装置)を停止させるかという要求に応じて、適切な値に設定される。
ところで、実施形態１，２における主回路は、図７〜図９に示す回路構成であっても構わない。ただし、図７〜図９に示す回路構成は特許文献１に開示されている回路構成にコンデンサC2を付加したものである。
図７に示す回路構成は、トランスT1の１次巻線N1と２次巻線N2の一端同士が平滑コンデンサC1を介して接続され、１次巻線N1の他端にスイッチング素子S1を介してコンデンサC2の一端が接続されている。また、２次巻線N2の他端にダイオードD1のアノードが接続され、ダイオードD1のカソードがコンデンサC2の他端に接続されている。また、図８に示す回路構成は、図７に示す回路構成に対して、トランスT1の２次巻線N2の極性、並びにダイオードD1の接続向きが異なる以外は共通である。さらに、図９に示す回路構成は、図８に示す回路構成に対して、スイッチング素子S1が１次巻線N1と高電位側の入力端子TI2の間に挿入される点と、フィルタ用のインダクタL1が追加される点とが異なる以外は共通である。
ところで、上述した実施形態１，２において、スイッチング素子S1は電界効果トランジスタに限定されず、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。さらに、ダイオードD1以外の整流素子を用いても構わない。
また、本実施形態の制御回路CNでは、誤差演算回路による比例積分制御を用いて出力電流を定電流制御しているが、これに限定されるものではない。さらに、制御回路CNをマイクロコンピュータで構成してもよく、フィードバック制御をディジタル的に行うことも可能である。なお、制御回路CNにおいて定電流制御を行う代わりに、出力電圧を所定値に制御するようにしても構わない。
(実施形態３)
本発明に係る照明器具の実施形態を図10に示し、本発明に係る車両の実施形態を図11に示す。本実施形態の照明器具Ａは、自動車などの車両Ｂの前照灯(ヘッドライト)であって、実施形態１又は２の電源装置(点灯装置)１、照明負荷Ｘ、器具本体(灯体)２、カバー３、光学ユニット４、放熱板５などを備える。
器具本体２は前面が開口した箱状に形成されている。器具本体２の底面(背面)に放熱板５が固定され、放熱板５に照明負荷Ｘが取り付けられている。光学ユニット４は、半球状のレンズ40や放物面鏡からなる反射部材41などで構成され、照明負荷Ｘが発する光を器具本体２の前面開口から効率的に放射させる。カバー３は、石英ガラスやアクリル樹脂などの透光性材料によって、後方に開放する箱状に形成され、器具本体２の前面開口を塞ぐように器具本体２に取り付けられる。
点灯装置１は、実施形態１又は２で説明した回路を構成する回路部品が実装されたプリント配線板(図示せず)と、このプリント配線板を収納する金属製のケース10とを有する。ケース10は、器具本体２の外側底面に取り付けられ、ケース10の上面から引き出された電線11が照明負荷Ｘに接続される。また、点灯装置１は、電源ハーネス12を介して車両に搭載されているバッテリ(直流電源E1)と接続される。
ここで、一般的な自動車Ｂはバッテリのマイナス極が車体に接続(いわゆるボディアース)されている。そして、照明器具Ａの金属部品(放熱板５やケース10など)も車体と電気的に接続されることや、ノイズ対策等の目的により、放熱板５とケース10を電気的に接続することがある。したがって、電線11の被覆が劣化するなどして電線11の導体が露出すると、電線11の導体が照明器具Ａの金属部品や車体に接触し、点灯装置１の出力端子TO1，TO2が地絡する虞がある。
しかしながら、本実施形態の照明器具Ａにおいては、地絡が生じた場合でも点灯装置１が停止したり、出力電流を抑制することで地絡電流による事故を防ぐことができる。なお、本発明の技術思想は、車両用の前照灯だけでなく、例えば、車両Ｂの尾灯や室内灯、あるいは道路灯や室内灯などの種々の照明器具に適用可能である。
S1 スイッチング素子(回路要素)
T1 トランス
N1 １次巻線
N2 ２次巻線
C1 平滑コンデンサ(第１のコンデンサ)
C2 コンデンサ(第２のコンデンサ)
L1 インダクタ
E1 直流電源
Ｘ 負荷

Claims (10)

  1. 高周波でスイッチングされるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を介して直流電源の電源電圧が１次巻線に印加されるトランスと、前記トランスの２次巻線に直列接続される整流素子とを具備し、前記トランスの１次巻線並びに前記スイッチング素子の少なくとも何れか一方からなる回路要素と、前記トランスの２次巻線及び前記整流素子の直列回路の両端とが、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを介して接続され、前記直列回路の両端と負荷とが直接あるいはインダクタを介して接続されることを特徴とする電源装置。
  2. 前記トランスの１次巻線と前記第１のコンデンサと前記トランスの２次巻線と前記整流素子の入力側端子とが順番に直列接続され、前記トランスの１次巻線と前記第１のコンデンサの接続点に前記スイッチング素子の一端が接続され、前記第１のコンデンサと前記トランスの２次巻線の接続点に前記インダクタの一端が接続され、前記スイッチング素子の他端と前記整流素子の出力側端子との間に前記第２のコンデンサが接続され、前記トランスの１次巻線の他端が前記直流電源の正極と接続され、前記スイッチング素子と前記第２のコンデンサの接続点が前記直流電源の負極と接続され、前記インダクタの他端と、前記整流素子と前記第２のコンデンサの接続点との間に前記負荷が接続されることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
  3. 前記第２のコンデンサの静電容量が前記第１のコンデンサの静電容量よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
  4. 前記第２のコンデンサに第２の抵抗が並列に接続されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電源装置。
  5. 前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路を備え、前記制御回路は、前記第２のコンデンサと前記整流素子の出力側端子との接続点の電位を監視し、前記電位が所定の範囲を外れた場合に前記スイッチング素子のスイッチングを停止することを特徴とする請求項４記載の電源装置。
  6. 前記制御回路は、前記負荷に供給される出力電流を監視し、前記出力電流が所定の電流値となるように前記スイッチング素子をスイッチング制御することを特徴とする請求項５記載の電源装置。
  7. 前記トランスは、前記１次巻線と前記２次巻線の実質的な巻数比が３以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電源装置。
  8. 請求項１〜７の何れかの電源装置における前記負荷として、固体発光素子からなる照明負荷が用いられることを特徴とする点灯装置。
  9. 請求項８の点灯装置と、前記照明負荷を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
  10. 請求項９の照明器具が搭載されていることを特徴とする車両。
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