JP2014110196A

JP2014110196A - Lighting device and illuminating fixture

Info

Publication number: JP2014110196A
Application number: JP2012265049A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Yamazaki; 廣義山▲崎▼; Shinichi Shibahara; 信一芝原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a lighting device supplying a DC power to a light source, capable of preventing an excessive current from being flown in the light source.SOLUTION: Although a DC output part 60 supplies an intermittent DC at a normal operation, when a switching element 4 is in an abnormal operation due to short-circuit failures or the like, the DC output part 60 supplies a continuous DC. A DC prevention capacitor 5 supplies the supplied intermittent DC to a light source 8 at the normal operation of the DC output part 60, and blocks the supply of the supplied continuous DC to the light source 8 at the abnormal operation of the DC output part 60.

Description

本発明は、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の点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture. The present invention particularly relates to an LED lighting device.

発光ダイオード等の光源に直流電力を供給する点灯装置およびこの光源を使用する照明装置（照明器具）に関する技術がある（例えば、特許文献１）。
また、発光ダイオード等の光源に交流電力を供給する点灯装置およびこの光源を使用する照明装置に関する技術がある（例えば、特許文献２）。 There is a technology related to a lighting device that supplies direct-current power to a light source such as a light emitting diode and a lighting device (lighting fixture) that uses this light source (for example, Patent Document 1).
There is also a technology relating to a lighting device that supplies AC power to a light source such as a light emitting diode and a lighting device that uses this light source (for example, Patent Document 2).

特開２０１２−１３３９３９号公報JP 2012-133939 A 特開２００１−３５１７８９号公報JP 2001-351789 A

従来、光源に直流電力を供給する点灯装置において、直流電源のスイッチング素子が故障した場合に、直流電源の直流が連続して光源に供給されてしまい、光源に過大な電流が流れ、光源が故障してしまうという課題がある。そして、光源に過大な電流が流れることを防止する為に、サイリスタとサイリスタの作動回路とが必要となり、更にコストアップにつながるという課題がある。
一方、交流の一方向のみで発光する光源に交流電力を供給する点灯装置において、光源は供給された交流電力の半分しか利用出来ず、直流電力が供給される場合と比べて発光効率が悪いという課題がある。 Conventionally, in a lighting device that supplies DC power to a light source, when the switching element of the DC power supply fails, the DC of the DC power supply is continuously supplied to the light source, an excessive current flows to the light source, and the light source fails. There is a problem of doing it. In order to prevent an excessive current from flowing through the light source, a thyristor and a thyristor operating circuit are required, which further increases costs.
On the other hand, in a lighting device that supplies alternating current power to a light source that emits light only in one direction of alternating current, the light source can use only half of the supplied alternating current power, and the light emission efficiency is lower than when direct current power is supplied. There are challenges.

本発明は、例えば、光源に直流電力を供給する点灯装置であって、光源に過大な電流が流れることを防止する点灯装置を得ることを主な目的とする。 For example, a main object of the present invention is to provide a lighting device that supplies direct current power to a light source and prevents an excessive current from flowing through the light source.

本発明に係る点灯装置は、
光源を点灯する点灯装置において、
直流を生成直流として生成すると共に、正常動作時には、生成した前記生成直流を間欠的に出力して、間欠的な直流である間欠直流として供給し、異常動作時には、生成した前記生成直流を連続して出力して、連続した直流である連続直流として供給する直流出力部と、
前記直流出力部が前記間欠直流を供給している正常動作時には、前記直流出力部により前記間欠直流が供給され、供給された前記間欠直流を前記光源に供給し、前記直流出力部が前記連続直流を供給している異常動作時には、前記直流出力部により前記連続直流が供給されるが、供給された前記連続直流の前記光源に対する供給を遮断するキャパシタンス素子と
を備えることを特徴とする。 The lighting device according to the present invention includes:
In the lighting device that lights the light source,
In addition to generating direct current as generated direct current, the generated direct current generated is intermittently output during normal operation and supplied as intermittent direct current that is intermittent direct current, and the generated direct current generated is continuously generated during abnormal operation. A direct current output unit that outputs the continuous direct current as a continuous direct current,
During normal operation in which the DC output unit supplies the intermittent DC, the intermittent DC is supplied by the DC output unit, the supplied intermittent DC is supplied to the light source, and the DC output unit is connected to the continuous DC. In the abnormal operation of supplying a continuous current, the continuous direct current is supplied by the direct current output unit, and a capacitance element for cutting off the supply of the supplied continuous direct current to the light source is provided.

本発明に係る点灯装置は、光源に直流を供給し、キャパシタンス素子が連続直流を遮断することにより、光源に過大な電流が流れることを防止することが可能である。 The lighting device according to the present invention can prevent direct current from flowing to the light source by supplying direct current to the light source and the capacitance element interrupting continuous direct current.

実施の形態１に係る点灯装置の構成の例を示す図。FIG. 3 illustrates an example of a structure of a lighting device according to Embodiment 1; 実施の形態２に係る点灯装置の構成の例を示す図。FIG. 5 shows an example of a structure of a lighting device according to Embodiment 2. 実施の形態３に係る点灯装置の構成の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a configuration of a lighting device according to Embodiment 3. 実施の形態３に係る光源電圧の最適値を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an optimum value of a light source voltage according to Embodiment 3. 実施の形態４に係る点灯装置の構成の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a structure of a lighting device according to Embodiment 4; 実施の形態５に係る力率改善回路を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a power factor correction circuit according to a fifth embodiment. 実施の形態５に係る点灯装置の構成の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a structure of a lighting device according to Embodiment 5. 実施の形態５に係るスイッチング素子の動作を示す図（（ａ）は、スイッチング素子４ａのスイッチング素子の動作、（ｂ）は、スイッチング素子４ｂのスイッチング素子の動作、（ｃ）は、光源に供給される直流電流）。The figure which shows operation | movement of the switching element which concerns on Embodiment 5 ((a) is operation | movement of the switching element of the switching element 4a, (b) is operation | movement of the switching element of the switching element 4b, (c) is supplying to a light source. DC current).

実施の形態１．
（点灯装置１００の構成）
図１は、点灯装置１００の構成の例を示す図である。
照明器具８００は、交流電源１に接続され、点灯装置１００と光源８とを備える。
光源８は、発光ダイオード（以下ＬＥＤと称する）などで構成される。点灯装置１００は、光源８を点灯する。 Embodiment 1 FIG.
(Configuration of lighting device 100)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lighting device 100.
The lighting fixture 800 is connected to the AC power source 1 and includes a lighting device 100 and a light source 8.
The light source 8 includes a light emitting diode (hereinafter referred to as LED). The lighting device 100 turns on the light source 8.

点灯装置１００は、直流出力部６０と放電部５０とインダクタ６とコンデンサ７と直流阻止コンデンサ５（キャパシタンス素子）とを備える。
直流出力部６０は、交流電源１に接続された整流回路２と、整流回路２に並列に接続されたコンデンサ３とを備える。整流回路２は、ダイオードブリッジ回路であるが、必要に応じてノイズフィルタやヒューズなどを含んでいてもよい。換言すると、直流出力部６０は、交流電源１から整流回路２を介して形成した直流電源である。
更に、直流出力部６０は、整流回路２及びコンデンサ３に並列に接続される直列接続体であって、スイッチング素子４とインダクタ１０との直列接続体を備える。スイッチング素子４は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。また、直流出力部６０は、駆動回路Ａを備える。駆動回路Ａは、通常は２０ｋＨｚ以上の高周波数でスイッチング素子４をオンオフ駆動する。
更に、直流出力部６０は、インダクタ１０と並列に接続されたコンデンサ１１を備える。
直流出力部６０は、スイッチング素子４がオンオフ駆動されることにより、パルス状の直流電圧（間欠的な直流電圧である間欠直流）を出力する。
なお、実施の形態１の点灯装置１００は、降圧コンバータである。 The lighting device 100 includes a DC output unit 60, a discharge unit 50, an inductor 6, a capacitor 7, and a DC blocking capacitor 5 (capacitance element).
The DC output unit 60 includes a rectifier circuit 2 connected to the AC power supply 1 and a capacitor 3 connected in parallel to the rectifier circuit 2. The rectifier circuit 2 is a diode bridge circuit, but may include a noise filter, a fuse, or the like as necessary. In other words, the DC output unit 60 is a DC power source formed from the AC power source 1 via the rectifier circuit 2.
Further, the DC output unit 60 is a series connection body connected in parallel to the rectifier circuit 2 and the capacitor 3, and includes a series connection body of the switching element 4 and the inductor 10. The switching element 4 is an FET (Field Effect Transistor). The DC output unit 60 includes a drive circuit A. The drive circuit A normally drives the switching element 4 on and off at a high frequency of 20 kHz or higher.
Further, the DC output unit 60 includes a capacitor 11 connected in parallel with the inductor 10.
The DC output unit 60 outputs a pulsed DC voltage (intermittent DC that is an intermittent DC voltage) when the switching element 4 is driven on and off.
In addition, the lighting device 100 of Embodiment 1 is a step-down converter.

放電部５０は、インダクタ１０とコンデンサ１１とダイオード９とから構成される。放電部５０は、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷を放電する回路である。
直流阻止コンデンサ５は、直流出力部６０から直流が連続して出力される場合に、光源８に過大な電流が流れることを防止するコンデンサである。その為、直流阻止コンデンサ５は、光源８と直列に接続される。換言すると、光源８は直流阻止コンデンサ５を介して、直流出力部６０に接続される。更には、光源８は直流阻止コンデンサ５とインダクタ６との直列接続体を介して直流出力部６０に接続される。
そして、直流阻止コンデンサ５とインダクタ６と光源８との直列接続体は、インダクタ１０と並列に接続される。 The discharge unit 50 includes an inductor 10, a capacitor 11, and a diode 9. The discharge unit 50 is a circuit that discharges the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5.
The direct current blocking capacitor 5 is a capacitor that prevents an excessive current from flowing through the light source 8 when direct current is continuously output from the direct current output unit 60. Therefore, the DC blocking capacitor 5 is connected in series with the light source 8. In other words, the light source 8 is connected to the DC output unit 60 via the DC blocking capacitor 5. Further, the light source 8 is connected to the DC output unit 60 through a series connection body of the DC blocking capacitor 5 and the inductor 6.
A series connection body of the DC blocking capacitor 5, the inductor 6 and the light source 8 is connected in parallel with the inductor 10.

（正常動作時の説明）
まず、正常動作時における点灯装置１００の動作を説明する。ここで、正常動作時とは、スイッチング素子４が故障していない状態である。そして、正常動作時とはスイッチング素子４がオンオフを繰り返すことで、直流出力部６０で生成される直流（生成直流）を間欠的に出力する状態である。すなわち、直流出力部６０がパルス状の直流（間欠的な直流）を出力（供給）する状態である。 (Description during normal operation)
First, the operation of the lighting device 100 during normal operation will be described. Here, the time of normal operation is a state in which the switching element 4 has not failed. The normal operation is a state in which the switching element 4 is repeatedly turned on and off, so that a direct current (generated direct current) generated by the direct current output unit 60 is intermittently output. That is, the DC output unit 60 outputs (supplies) pulsed DC (intermittent DC).

整流回路２は、交流電源１から供給される交流を全波整流し、脈流の直流を出力する。そして、コンデンサ３は、整流回路２により出力される脈流の直流を平滑化し、直流を出力する。換言すると、直流出力部６０（整流回路２及びコンデンサ３）は交流電源１から供給される交流から直流を生成する。直流出力部６０が生成する直流を生成直流と称する。
スイッチング素子４がオンすると、「端子Ｔ１−直流阻止コンデンサ５−インダクタ６−光源８−スイッチング素子４−端子Ｔ２」の回路が形成される。そして、整流回路２とコンデンサ３とにより供給される生成直流が出力され、直流阻止コンデンサ５に電流が流れる。この時、直流阻止コンデンサ５は生成直流に基づく電荷が充電され、直流阻止コンデンサ５の静電容量が電荷で充満すると、直流阻止コンデンサ５に流れる電流が停止する。すなわち、直流阻止コンデンサ５の静電容量が充満するまで、直流阻止コンデンサ５に電流が流れる。
直流阻止コンデンサ５を流れる電流は、インダクタ６を介して光源８に流れると共に、コンデンサ７に充電される。そして、コンデンサ７に充電された電荷による電流も光源８に供給される。そして、光源８は点灯する。この時、光源８に流れる電流は、コンデンサ７によりリップルが低減される。
また、インダクタ６には流れた電流によりエネルギーが蓄積される。なお、スイッチング素子４がオンオフを繰り返すと、スイッチング素子４によりインダクタ６には高周波電流が供給される。 The rectifier circuit 2 full-wave rectifies the alternating current supplied from the alternating current power source 1 and outputs a pulsating direct current. The capacitor 3 smoothes the pulsating direct current output from the rectifier circuit 2 and outputs the direct current. In other words, the DC output unit 60 (the rectifier circuit 2 and the capacitor 3) generates DC from the AC supplied from the AC power supply 1. The direct current generated by the direct current output unit 60 is referred to as generated direct current.
When the switching element 4 is turned on, a circuit of “terminal T1-DC blocking capacitor 5-inductor 6-light source 8-switching element 4-terminal T2” is formed. Then, the generated direct current supplied by the rectifier circuit 2 and the capacitor 3 is output, and a current flows through the direct current blocking capacitor 5. At this time, the DC blocking capacitor 5 is charged with a charge based on the generated DC, and when the capacitance of the DC blocking capacitor 5 is filled with the charge, the current flowing through the DC blocking capacitor 5 stops. That is, a current flows through the DC blocking capacitor 5 until the capacitance of the DC blocking capacitor 5 is filled.
The current flowing through the DC blocking capacitor 5 flows to the light source 8 via the inductor 6 and charges the capacitor 7. The current due to the electric charge charged in the capacitor 7 is also supplied to the light source 8. Then, the light source 8 is turned on. At this time, the ripple flowing in the light source 8 is reduced by the capacitor 7.
Further, energy is accumulated in the inductor 6 by the flowing current. When the switching element 4 is repeatedly turned on and off, a high frequency current is supplied to the inductor 6 by the switching element 4.

なお、直流出力部６０は、出力端にインダクタ１０とコンデンサ１１との並列回路を備えている。このインダクタ１０とコンデンサ１１との並列回路は並列共振回路となっている。そして、この並列共振回路は、スイッチング素子４のオンオフの周波数に基づき、インダクタ１０とコンデンサ１１との並列回路の両端に生じる電圧、すなわち直流出力部６０の出力電圧を変化させる。その為、スイッチング素子４のオンオフの周波数により、直流阻止コンデンサ５に流れる電流、すなわち、光源８に供給される電流も変化し、光源８の照度が調整される。 The DC output unit 60 includes a parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11 at the output end. The parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11 is a parallel resonance circuit. The parallel resonant circuit changes the voltage generated at both ends of the parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11, that is, the output voltage of the DC output unit 60, based on the on / off frequency of the switching element 4. For this reason, the current flowing through the DC blocking capacitor 5, that is, the current supplied to the light source 8, also changes depending on the on / off frequency of the switching element 4, and the illuminance of the light source 8 is adjusted.

次に、スイッチング素子４がオフすると、直流出力部６０は生成直流の出力を停止する。
そして、インダクタ６に蓄積されたエネルギーが電流として放出され、光源８に流れると共に、コンデンサ７に充電され、スイッチング素子４がオフの時にも、前述と同様に光源８は点灯を継続する。このようにして光源８は連続的な直流電流が供給されて点灯する。
なお、インダクタ６からコンデンサ７に流れる電流は、ダイオード９を介してインダクタ６に帰還する。すなわち、ダイオード９は、スイッチング素子４がオフした時にインダクタ６に蓄積されたエネルギーを放出する極性となっている。 Next, when the switching element 4 is turned off, the DC output unit 60 stops the output of the generated DC.
Then, the energy accumulated in the inductor 6 is released as a current and flows to the light source 8 and is charged in the capacitor 7. Even when the switching element 4 is turned off, the light source 8 continues to be lit as described above. In this way, the light source 8 is lit when supplied with a continuous direct current.
Note that the current flowing from the inductor 6 to the capacitor 7 is fed back to the inductor 6 through the diode 9. That is, the diode 9 has a polarity that releases energy stored in the inductor 6 when the switching element 4 is turned off.

一方、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷は、インダクタ１０及びコンデンサ１１の並列回路とダイオード９とを流れて直流阻止コンデンサ５に帰還する電流として放電される。そして、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷は消費される。そして、次にスイッチング素子４がオンとなった時に、再び直流阻止コンデンサ５に電流が流れるようになり、光源８に電流が供給される。 On the other hand, the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5 is discharged as a current flowing through the parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11 and the diode 9 and returning to the DC blocking capacitor 5. Then, the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5 is consumed. Then, when the switching element 4 is turned on next time, the current again flows through the DC blocking capacitor 5, and the current is supplied to the light source 8.

なお、インダクタ１０は、直流阻止コンデンサ５と直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５から放電される電荷に基づく放電直流を通電し、通電した放電直流に基づくエネルギーを蓄積する。そして、インダクタ１０は、直流阻止コンデンサ５からの電荷の放電が停止すると、放電の停止に伴い、放電直流の通電が停止すると共に、蓄積したエネルギーを放出直流として出力する。
そして、ダイオード９は、インダクタ１０と直列に接続され、インダクタ１０により出力される放出直流を通電し、直流阻止コンデンサ５の電荷を放電する為の閉回路を形成する。ここで、直流阻止コンデンサ５の電荷を放電する為の閉回路とは、放電部５０（インダクタ１０及びコンデンサ１１の並列回路とダイオード９）と直流阻止コンデンサ５とから成る回路である。 The inductor 10 is connected in series with the DC blocking capacitor 5, energizes a discharge DC based on the electric charge discharged from the DC blocking capacitor 5, and accumulates energy based on the energized discharge DC. When the discharge of the electric charge from the DC blocking capacitor 5 stops, the inductor 10 stops the energization of the discharge DC along with the stop of the discharge and outputs the accumulated energy as the emission DC.
The diode 9 is connected in series with the inductor 10, and forms a closed circuit for conducting the discharge direct current output from the inductor 10 and discharging the charge of the direct current blocking capacitor 5. Here, the closed circuit for discharging the electric charge of the DC blocking capacitor 5 is a circuit including the discharging unit 50 (a parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11 and the diode 9) and the DC blocking capacitor 5.

直流出力部６０の正常動作時に、スイッチング素子４はオンオフを繰り返す。すなわち、前述した動作が繰り返される。
直流出力部６０の正常動作時における点灯装置１００の動作をまとめると、以下のようになる。
スイッチング素子４がオンオフを繰り返すことで、直流出力部６０は、生成直流を間欠的（パルス状）に出力する。この間欠的な直流を間欠直流と称する。すなわち、直流出力部６０は、正常動作時に間欠直流を直流阻止コンデンサ５に供給する。
直流阻止コンデンサ５は、供給された間欠直流を光源８に供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。ここで、直流阻止コンデンサ５は、スイッチング素子４がオンの時に、間欠直流を光源８に供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。
そして、放電部５０（インダクタ１０及びコンデンサ１１の並列回路とダイオード９）は、直流阻止コンデンサ５が間欠直流に基づき充電する電荷を、スイッチング素子４がオンオフを繰り返す間（すなわち直流出力部６０の正常動作時の間）繰り返し放電させる。ここで、放電部５０は、スイッチング素子４がオフの時に、直流阻止コンデンサ５が間欠直流に基づき充電する電荷を放電させる。
そして、放電部５０は、直流阻止コンデンサ５による光源８への間欠直流の供給を継続させる。 During normal operation of the DC output unit 60, the switching element 4 is repeatedly turned on and off. That is, the operation described above is repeated.
The operation of the lighting device 100 during normal operation of the DC output unit 60 is summarized as follows.
When the switching element 4 is repeatedly turned on and off, the DC output unit 60 outputs the generated DC intermittently (in a pulse form). This intermittent direct current is referred to as intermittent direct current. That is, the DC output unit 60 supplies intermittent DC to the DC blocking capacitor 5 during normal operation.
The DC blocking capacitor 5 supplies the supplied intermittent DC to the light source 8 and charges a charge based on the intermittent DC. Here, the DC blocking capacitor 5 supplies intermittent DC to the light source 8 and charges based on the intermittent DC when the switching element 4 is on.
The discharging unit 50 (the parallel circuit of the inductor 10 and the capacitor 11 and the diode 9) is charged while the switching element 4 is repeatedly turned on and off (that is, the DC output unit 60 is normal). Discharge repeatedly during operation. Here, the discharge unit 50 discharges the charge charged by the DC blocking capacitor 5 based on the intermittent DC when the switching element 4 is OFF.
Then, the discharge unit 50 continues the intermittent direct current supply to the light source 8 by the direct current blocking capacitor 5.

（異常動作時の説明）
次に、異常動作時における点灯装置１００の動作を説明する。ここで、異常動作時とは、スイッチング素子４が故障している状態である。そして、異常動作時とはスイッチング素子４がオン状態もしくはオフ状態のいずれかに固定されることで、生成直流を連続して出力する状態である。すなわち、直流出力部６０が連続した直流（連続直流）を出力（供給）する状態である。
実施の形態１では、スイッチング素子４が短絡故障した場合（オン状態に固定された場合）を説明する。
スイッチング素子４が短絡故障すると、整流回路２とコンデンサ３とにより出力される生成直流は、インダクタ１０を介してスイッチング素子４に電流が流れ続ける。すなわち直流出力部６０は、生成直流を出力し続ける。 (Explanation during abnormal operation)
Next, the operation of the lighting device 100 during an abnormal operation will be described. Here, the time of abnormal operation is a state in which the switching element 4 has failed. The abnormal operation is a state in which the generated direct current is continuously output by fixing the switching element 4 to either the on state or the off state. That is, the DC output unit 60 is in a state of outputting (supplying) continuous DC (continuous DC).
In the first embodiment, a case where the switching element 4 is short-circuited (when fixed to an on state) will be described.
When the switching element 4 is short-circuited, the generated direct current output from the rectifier circuit 2 and the capacitor 3 continues to flow through the switching element 4 via the inductor 10. That is, the DC output unit 60 continues to output the generated DC.

ここで、直流阻止コンデンサ５が無い場合を考える。スイッチング素子４がオン状態に固定されると、「端子Ｔ１−インダクタ６−光源８−スイッチング素子４−端子Ｔ２」の回路が形成され、直流出力部６０により出力され続ける生成直流（連続直流）が光源８に流れ続けることとなる。そして、光源８に過大な電流が流れることで光源８が故障する可能性がある。
一方、直流阻止コンデンサ５が接続されていると、直流出力部６０により連続直流が供給されるが、直流阻止コンデンサ５は、静電容量が電荷で充満すると直流阻止コンデンサ５に流れる電流を停止する。そして、直流阻止コンデンサ５は、連続直流の光源８に対する供給を遮断する。
そのため、光源８に過大な電流が流れることを防止できる。 Here, the case where there is no DC blocking capacitor 5 is considered. When the switching element 4 is fixed in the ON state, a circuit of “terminal T 1 -inductor 6 -light source 8 -switching element 4 -terminal T 2” is formed, and the generated direct current (continuous direct current) continuously output by the direct current output unit 60 is generated. It will continue to flow to the light source 8. Then, there is a possibility that the light source 8 may break down due to an excessive current flowing through the light source 8.
On the other hand, when the DC blocking capacitor 5 is connected, continuous DC is supplied from the DC output unit 60, but the DC blocking capacitor 5 stops the current flowing through the DC blocking capacitor 5 when the electrostatic capacity is filled with electric charge. . The DC blocking capacitor 5 blocks supply to the continuous DC light source 8.
Therefore, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source 8.

（実施の形態１の効果）
ここで、改めて、背景技術で挙げた特許文献１と特許文献２とを説明した上で、実施の形態１の効果を説明する。
特許文献１の装置において点灯回路はバックコンバータ（降圧コンバータ）からなる。
特許文献１の点灯回路は、カソードを直流電源の高電圧側の出力端に接続されたダイオードと、ダイオードのアノードと直流電源の低電圧側の出力端との間に接続されたスイッチ装置とを備える。更に、特許文献１の点灯回路は、一端がダイオードのカソードに接続されたコンデンサと、このコンデンサの他端に一端が接続されるとともに他端がダイオードとスイッチ装置との接続点に接続されたインダクタとを備える。そして、コンデンサの両端が出力端として発光ダイオードアレイに接続されている。
スイッチ装置は、例えば、直流電源の低電圧側の出力端とダイオードのアノードとの間に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を周期的にオンオフ駆動する駆動部とが、１チップに集積化された集積回路からなる。スイッチング素子としては例えばＦＥＴを用いることができ、この場合には、ＦＥＴのソースが直流電源の低電圧側の出力端に接続され、ドレインがダイオードのアノードに接続される。また駆動部は、点灯回路の出力電流を一定に維持するようにＦＥＴのオンオフ駆動のオンデューティを随時変化させる。このような装置においてスイッチング素子であるＦＥＴが短絡故障した場合には発光ダイオードアレイには直流電源の電圧がほぼそのまま印加される。バックコンバータを使用する点灯回路では直流電源の電圧は発光ダイオードアレイの電圧よりも高いので直流電源の電圧が印加されると発光ダイオードアレイには制御されない過大な電流が流れようとする。そこで特許文献１の装置では発光ダイオードアレイと並列に接続したサイリスタを備えておき、スイッチング素子の短絡故障時にはこのサイリスタを導通させることで過大な電流が発光ダイオードアレイに流れることを防止している。このように点灯回路のスイッチング素子が短絡故障しても負荷である発光ダイオードアレイにはストレスを与えないようにしている。
しかしながら、特許文献１の装置ではスイッチング素子の短絡故障時に発光ダイオードに過大な電流が流れることを防止するためにサイリスタとサイリスタの作動回路が必要になりコストアップにつながり易い。 (Effect of Embodiment 1)
Here, after the patent document 1 and the patent document 2 cited in the background art are described again, the effect of the first embodiment will be described.
In the device of Patent Document 1, the lighting circuit is composed of a buck converter (step-down converter).
The lighting circuit of Patent Document 1 includes a diode whose cathode is connected to the output terminal on the high voltage side of the DC power supply, and a switch device connected between the anode of the diode and the output terminal on the low voltage side of the DC power supply. Prepare. Furthermore, the lighting circuit of Patent Document 1 includes a capacitor having one end connected to the cathode of the diode, and an inductor having one end connected to the other end of the capacitor and the other end connected to a connection point between the diode and the switch device. With. Then, both ends of the capacitor are connected to the light emitting diode array as output ends.
In the switch device, for example, a switching element connected between an output terminal on the low voltage side of a DC power supply and an anode of a diode and a drive unit that periodically drives the switching element on and off are integrated on one chip. Integrated circuit. As the switching element, for example, an FET can be used. In this case, the source of the FET is connected to the output terminal on the low voltage side of the DC power supply, and the drain is connected to the anode of the diode. Further, the drive unit changes the on-duty of the on / off drive of the FET as needed so as to keep the output current of the lighting circuit constant. In such a device, when a short circuit failure occurs in the FET as a switching element, the voltage of the DC power supply is applied almost as it is to the light emitting diode array. In the lighting circuit using the buck converter, the voltage of the DC power supply is higher than the voltage of the light emitting diode array, so that when the voltage of the DC power supply is applied, an excessive current that is not controlled flows through the light emitting diode array. Therefore, the device of Patent Document 1 includes a thyristor connected in parallel with the light-emitting diode array, and when the switching element is short-circuited, the thyristor is turned on to prevent an excessive current from flowing through the light-emitting diode array. In this way, even if the switching element of the lighting circuit is short-circuited, no stress is applied to the light emitting diode array that is a load.
However, the device of Patent Document 1 requires a thyristor and an operating circuit for the thyristor in order to prevent an excessive current from flowing through the light emitting diode at the time of a short circuit failure of the switching element, which easily leads to an increase in cost.

また特許文献２の装置では、逆並列接続された発光ダイオードが直列共振回路を介してハーフブリッジ形などの高周波インバータの高周波出力端間に直流電流を阻止するコンデンサを介して接続され、発光ダイオードを交流で駆動するものである。そして発光ダイオードを高周波インバータの出力周波数を変化させることで調光または調色を行う。
特許文献２の装置は、直流入力端が整流化直流電源の直流出力端間に接続される高周波インバータと複数の負荷回路とを備える。それぞれの負荷回路は、直列共振回路と、直列共振回路の共振出力電圧が印加されるように接続された発光ダイオード対とを含み、高周波インバータの高周波出力端に並列的に接続される。そして、複数の直列共振回路は少なくとも異なる２以上の共振特性に分類される。
発光ダイオード対は、負荷としてインバータの高周波交流出力の一方の極性となる半波に対して順方向となる極性に接続された発光ダイオードと、他方の極性となる半波に対して順方向となる極性に接続された発光ダイオードとを備える。発光ダイオード対は、要するに逆並列接続された一組の発光ダイオードをそなえて高周波交流で交互に点灯する。この装置はハーフブリッジ形インバータを使用したときには直流電流を阻止するコンデンサを介して発光ダイオードに高周波交流を伝達する。そのためハーフブリッジ形インバータを構成するスイッチング素子が短絡故障した場合には、このコンデンサの存在により発光ダイオードに過大な電流が流れることを防止する。
しかし、特許文献２の装置は一組の発光ダイオード交互に高周波電流が流れるので文献１のように平坦な直流電流を供給して点灯する場合に比べて発光ダイオードの利用時間は約半分であり利用率が悪く、同じ光束を得るためのコストが高くなりやすい。 Further, in the device of Patent Document 2, light-emitting diodes connected in reverse parallel are connected via a series resonance circuit via a capacitor that blocks a direct current between high-frequency output terminals of a high-frequency inverter such as a half-bridge type. It is driven by alternating current. The light emitting diode is dimmed or toned by changing the output frequency of the high frequency inverter.
The device of Patent Document 2 includes a high-frequency inverter having a DC input terminal connected between DC output terminals of a rectified DC power supply and a plurality of load circuits. Each load circuit includes a series resonance circuit and a pair of light emitting diodes connected so that a resonance output voltage of the series resonance circuit is applied, and is connected in parallel to the high frequency output terminal of the high frequency inverter. The plurality of series resonance circuits are classified into at least two different resonance characteristics.
A pair of light emitting diodes is a light emitting diode connected as a load with a polarity that is forward with respect to a half wave that is one polarity of the high-frequency AC output of the inverter, and is forward with respect to a half wave that is the other polarity And a light emitting diode connected to the polarity. In short, the pair of light emitting diodes is provided with a pair of light emitting diodes connected in reverse parallel and alternately lit with high frequency alternating current. This device transmits high-frequency alternating current to the light-emitting diode through a capacitor that blocks direct current when a half-bridge inverter is used. For this reason, when a short circuit failure occurs in the switching element constituting the half-bridge type inverter, an excessive current is prevented from flowing through the light emitting diode due to the presence of this capacitor.
However, the high-frequency current flows alternately between a pair of light emitting diodes in the device of Patent Document 2, and therefore, the use time of the light emitting diodes is about half that of the case where a flat DC current is supplied and the light is lit as in Reference 1. The rate is poor and the cost for obtaining the same luminous flux tends to be high.

一方、本実施の形態の点灯装置１００は、直流阻止コンデンサ５により、スイッチング素子４の故障時であっても、光源に過大な電流が流れることを防止することが可能である。つまり、光源を点灯する回路の故障時に光源にストレスを与えることを防止することができる。
そして、サイリスタを付け加える場合に比べ、直流阻止コンデンサ５を点灯装置１００に付け加える方が安価であり、コストアップを抑制することが可能である。
また、点灯装置１００は放電部５０を備えることにより、直流阻止コンデンサ５が間欠直流を光源８に供給することを可能としている。その為、光源８は直流によって点灯される為、交流で光源８を点灯する場合に比べて、効率が良い。 On the other hand, the lighting device 100 according to the present embodiment can prevent the excessive current from flowing to the light source by the DC blocking capacitor 5 even when the switching element 4 is in failure. That is, it is possible to prevent the light source from being stressed when a circuit for lighting the light source fails.
Then, it is less expensive to add the DC blocking capacitor 5 to the lighting device 100 than when adding a thyristor, and it is possible to suppress an increase in cost.
Further, the lighting device 100 includes the discharge unit 50, so that the DC blocking capacitor 5 can supply intermittent DC to the light source 8. For this reason, since the light source 8 is lit by direct current, the efficiency is better than when the light source 8 is lit by alternating current.

直流阻止コンデンサ５は、直流出力部６０の異常動作時（スイッチング素子の故障時）でも光源８にストレスを与えるほどの電流を流さないような静電容量に選定しておけばよい。つまり、直流阻止コンデンサ５は、直流出力部６０の異常動作時（スイッチング素子４の短絡時）に光源８に流れる電流が、光源８の許容電流耐量未満になるような容量に設定しておけばよい。換言すると、直流阻止コンデンサ５によって光源８に許容される値を超える直流電流の通流を阻止出来ればよい。
なお、スイッチング素子の故障時には、スイッチング素子のオンオフの周波数は無関係であり、交流電源１の周波数のみが光源８に供給される電流に影響する。その為、直流阻止コンデンサ５は、交流電源１の周波数において、光源８に許容される値を超える直流電流の通流を阻止出来ればよい。更には、直流阻止コンデンサ５は、交流電源１の周波数の整数倍の周波数において、光源８に許容される値を超える直流電流の通流を阻止出来ればよい。 The DC blocking capacitor 5 may be selected to have a capacitance that does not flow a current that causes stress to the light source 8 even when the DC output unit 60 operates abnormally (when the switching element fails). That is, if the DC blocking capacitor 5 is set to have a capacity such that the current flowing to the light source 8 during the abnormal operation of the DC output unit 60 (when the switching element 4 is short-circuited) is less than the allowable current tolerance of the light source 8. Good. In other words, it is only necessary that the direct current blocking capacitor 5 can prevent the direct current from exceeding the value allowed for the light source 8.
Note that when the switching element fails, the on / off frequency of the switching element is irrelevant, and only the frequency of the AC power supply 1 affects the current supplied to the light source 8. Therefore, the DC blocking capacitor 5 only needs to be able to block the flow of DC current exceeding the value allowed for the light source 8 at the frequency of the AC power supply 1. Furthermore, the DC blocking capacitor 5 only needs to be able to block the flow of DC current exceeding the value allowed for the light source 8 at a frequency that is an integral multiple of the frequency of the AC power supply 1.

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２は、点灯装置１００の構成の例を示す図である。
実施の形態２の点灯装置１００は、直流出力部６０の出力端が並列共振回路ではなく、インダクタ１０のみとなっている（インダクタ１０が並列共振回路を形成していない）。
そして、放電部５０は、インダクタ１０及びダイオード９で構成されている。
動作は、実施の形態１と同様であり、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷はスイッチング素子４がオフすると、インダクタ１０とダイオード９とを通じて放電される。
スイッチング素子４が短絡故障した場合には、整流回路２から出力される生成直流はインダクタ１０を通って流れる。そして、直流阻止コンデンサ５が接続されているので光源８に過大な電流が流れることを防止し、実施の形態１と同様の効果が得られる。 Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lighting device 100.
In the lighting device 100 according to the second embodiment, the output end of the DC output unit 60 is not a parallel resonant circuit but only an inductor 10 (the inductor 10 does not form a parallel resonant circuit).
The discharge unit 50 includes an inductor 10 and a diode 9.
The operation is the same as in the first embodiment, and the charge charged in the DC blocking capacitor 5 is discharged through the inductor 10 and the diode 9 when the switching element 4 is turned off.
When the switching element 4 is short-circuited, the generated direct current output from the rectifier circuit 2 flows through the inductor 10. Since the DC blocking capacitor 5 is connected, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source 8 and to obtain the same effect as in the first embodiment.

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３は、点灯装置１００の構成の例を示す図である。
実施の形態３の点灯装置１００は、整流回路２の出力電圧を昇圧と降圧とのいずれも可能な昇降圧コンバータである。すなわち、実施の形態３の点灯装置１００は、昇圧コンバータでもあるし、降圧コンバータでもある。 Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lighting device 100.
The lighting device 100 according to the third embodiment is a step-up / step-down converter capable of both stepping up and stepping down the output voltage of the rectifier circuit 2. That is, the lighting device 100 of Embodiment 3 is both a step-up converter and a step-down converter.

（点灯装置１００の構成）
点灯装置１００は、直流出力部６０と放電部５０とダイオード１４とコンデンサ７と直流阻止コンデンサ５（キャパシタンス素子）とを備える。
直流出力部６０は、交流電源１に接続された整流回路２と、整流回路２に並列に接続されたコンデンサ３とを備える。
更に、直流出力部６０は、整流回路２及びコンデンサ３に並列に接続される直列接続体であって、スイッチング素子４とインダクタ１２との直列接続体を備える。また、直流出力部６０は、駆動回路Ａを備える。
直流出力部６０は、スイッチング素子４がオンオフ駆動されることにより、間欠直流を出力する。 (Configuration of lighting device 100)
The lighting device 100 includes a DC output unit 60, a discharge unit 50, a diode 14, a capacitor 7, and a DC blocking capacitor 5 (capacitance element).
The DC output unit 60 includes a rectifier circuit 2 connected to the AC power supply 1 and a capacitor 3 connected in parallel to the rectifier circuit 2.
Further, the DC output unit 60 is a series connection body connected in parallel to the rectifier circuit 2 and the capacitor 3, and includes a series connection body of the switching element 4 and the inductor 12. The DC output unit 60 includes a drive circuit A.
The DC output unit 60 outputs intermittent DC when the switching element 4 is driven on and off.

放電部５０は、スイッチング素子４とインダクタ１３とから構成される。放電部５０は、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷を放電する回路である。
直流阻止コンデンサ５は、光源８と直列に接続される。
そして、直流阻止コンデンサ５とダイオード１４と光源８との直列接続体は、スイッチング素子４と並列に接続される。 The discharge unit 50 includes the switching element 4 and the inductor 13. The discharge unit 50 is a circuit that discharges the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5.
The DC blocking capacitor 5 is connected in series with the light source 8.
A series connection body of the DC blocking capacitor 5, the diode 14, and the light source 8 is connected in parallel with the switching element 4.

（正常動作時の説明）
まず、正常動作時における点灯装置１００の動作を説明する。
スイッチング素子４がオフの時に、直流阻止コンデンサ５は、直流出力部６０から出力される生成直流を通電し、電荷を充電する。スイッチング素子４がオフの時の動作は改めて後述する。
そして、スイッチング素子４がオンすると、「端子Ｔ１−インダクタ１２−スイッチング素子４−端子Ｔ２」の回路が形成される。そして、整流回路２とコンデンサ３とにより供給される生成直流がこの回路を流れることにより、インダクタ１２にエネルギーが蓄積される。
更に、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷は、スイッチング素子４がオンの期間中に、スイッチング素子４とインダクタ１３とを流れて直流阻止コンデンサ５に帰還する電流として放電される。そして、直流阻止コンデンサ５に充電された電荷は消費される。
ここで、インダクタ１３は、直流阻止コンデンサ５と直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５から放電される電荷に基づく放電直流を通電し、通電した放電直流に基づくエネルギーを蓄積する。 (Description during normal operation)
First, the operation of the lighting device 100 during normal operation will be described.
When the switching element 4 is off, the DC blocking capacitor 5 energizes the generated DC output from the DC output unit 60 and charges the electric charge. The operation when the switching element 4 is off will be described later.
When the switching element 4 is turned on, a circuit of “terminal T1-inductor 12-switching element 4-terminal T2” is formed. Then, the generated direct current supplied by the rectifier circuit 2 and the capacitor 3 flows through this circuit, whereby energy is accumulated in the inductor 12.
Furthermore, the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5 is discharged as a current that flows through the switching element 4 and the inductor 13 and returns to the DC blocking capacitor 5 during the period when the switching element 4 is on. Then, the electric charge charged in the DC blocking capacitor 5 is consumed.
Here, the inductor 13 is connected in series with the DC blocking capacitor 5, energizes a discharge DC based on the electric charge discharged from the DC blocking capacitor 5, and accumulates energy based on the energized discharge DC.

次に、スイッチング素子４がオフすると、インダクタ１２に蓄積されたエネルギーが生成直流として直流阻止コンデンサ５に出力される。そして、直流阻止コンデンサ５はダイオード１４を介して、生成直流を光源８に供給する。そして、光源８は点灯する。この時、直流阻止コンデンサ５は生成直流に基づく電荷を充電する。
更に、インダクタ１３は、直流阻止コンデンサ５からの電荷の放電が停止すると、放電の停止に伴い、放電直流の通電が停止すると共に、蓄積したエネルギーを放出直流として出力する。
そして、ダイオード１４は、インダクタ１３と直列に接続され、インダクタ１３により出力される放出直流を通電する。更に、ダイオード１４は、通電した放出直流を光源８に供給する。 Next, when the switching element 4 is turned off, the energy accumulated in the inductor 12 is output to the DC blocking capacitor 5 as generated direct current. The direct current blocking capacitor 5 supplies the generated direct current to the light source 8 via the diode 14. Then, the light source 8 is turned on. At this time, the DC blocking capacitor 5 is charged with a charge based on the generated DC.
Further, when the discharge of the electric charge from the DC blocking capacitor 5 stops, the inductor 13 stops the energization of the discharge DC along with the stop of the discharge, and outputs the accumulated energy as a discharge DC.
The diode 14 is connected in series with the inductor 13 and energizes the emitted direct current output from the inductor 13. Further, the diode 14 supplies the energized emission direct current to the light source 8.

直流出力部６０の正常動作時における図３の点灯装置１００の動作をまとめると、以下のようになる。
スイッチング素子４がオンオフを繰り返すことで、直流出力部６０は、間欠直流を直流阻止コンデンサ５に供給する。
直流阻止コンデンサ５は、供給された間欠直流を光源８に供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。ここで、直流阻止コンデンサ５は、スイッチング素子４がオフの時に、間欠直流を光源８に供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。
そして、放電部５０（スイッチング素子４とインダクタ１３）は、直流阻止コンデンサ５が間欠直流に基づき充電する電荷を、スイッチング素子４がオンオフを繰り返す間（すなわち直流出力部６０の正常動作時の間）繰り返し放電させる。ここで、放電部５０は、スイッチング素子４がオンの時に、直流阻止コンデンサ５が間欠直流に基づき充電する電荷を放電させる。
そして、放電部５０は、直流阻止コンデンサ５による光源８への間欠直流の供給を継続させる。
この点灯装置１００において光源８に流れる電流を検出し制御するようにすれば、定電流特性を有する直流電源として使用することができるので、点灯装置１００は、光源８の点灯回路とすることができる。 The operation of the lighting device 100 in FIG. 3 during normal operation of the DC output unit 60 is summarized as follows.
When the switching element 4 is repeatedly turned on and off, the DC output unit 60 supplies intermittent DC to the DC blocking capacitor 5.
The DC blocking capacitor 5 supplies the supplied intermittent DC to the light source 8 and charges a charge based on the intermittent DC. Here, the DC blocking capacitor 5 supplies intermittent DC to the light source 8 and charges based on the intermittent DC when the switching element 4 is OFF.
The discharging unit 50 (the switching element 4 and the inductor 13) repeatedly discharges the charge charged by the DC blocking capacitor 5 based on the intermittent DC while the switching element 4 is repeatedly turned on and off (that is, during the normal operation of the DC output unit 60). Let Here, the discharge unit 50 discharges the charge charged by the DC blocking capacitor 5 based on the intermittent DC when the switching element 4 is ON.
Then, the discharge unit 50 continues the intermittent direct current supply to the light source 8 by the direct current blocking capacitor 5.
If the current flowing through the light source 8 is detected and controlled in the lighting device 100, the lighting device 100 can be used as a DC power source having a constant current characteristic, so that the lighting device 100 can be a lighting circuit for the light source 8. .

（異常動作時の説明）
実施の形態３では、スイッチング素子４が開放故障した場合（オフ状態に固定された場合）を説明する。
ここで、直流阻止コンデンサ５が無い場合を考える。スイッチング素子４がオフ状態に固定されると、「端子Ｔ１−インダクタ１２−ダイオード１４−光源８−端子Ｔ２」の回路が形成され、直流出力部６０により連続直流が出力され続けると共に、連続直流が光源８に流れ続けることとなる。そして、光源８に過大な電流が流れることで光源８が故障する可能性がある。
一方、直流阻止コンデンサ５が接続されていると、直流出力部６０により連続直流が供給されるが、実施の形態１と同様に、直流阻止コンデンサ５は、連続直流の光源８に対する供給を遮断する。
そのため、光源８に過大な電流が流れることを防止できる。
更に、スイッチング素子４が短絡故障した場合も、整流回路２の出力はインダクタ１２とスイッチング素子４とを通って流れ続けるが、直流阻止コンデンサ５が接続されているので光源８に過大な電流が流れることを防止する。 (Explanation during abnormal operation)
In the third embodiment, a case where the switching element 4 has an open failure (a case where the switching element 4 is fixed in an off state) will be described.
Here, the case where there is no DC blocking capacitor 5 is considered. When the switching element 4 is fixed in the OFF state, a circuit of “terminal T1—inductor 12—diode 14—light source 8—terminal T2” is formed, and continuous DC is continuously output from the DC output unit 60, and continuous DC is generated. It will continue to flow to the light source 8. Then, there is a possibility that the light source 8 may break down due to an excessive current flowing through the light source 8.
On the other hand, when the DC blocking capacitor 5 is connected, continuous DC is supplied from the DC output unit 60, but the DC blocking capacitor 5 blocks supply to the continuous DC light source 8 as in the first embodiment. .
Therefore, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the light source 8.
Furthermore, even when the switching element 4 is short-circuited, the output of the rectifier circuit 2 continues to flow through the inductor 12 and the switching element 4, but an excessive current flows through the light source 8 because the DC blocking capacitor 5 is connected. To prevent that.

（光源電圧の最適化）
図４は、光源電圧の最適値を示す図である。
図３の点灯装置１００は、昇降圧コンバータとしての動作を行うことができるので、整流回路２側に力率改善回路を備えることなく、光源８へ所定の定電流直流を供給しつつ交流電源１から見て力率を高くするようにスイッチング素子の動作を制御すればよい。
交流電源１の実効値電圧と光源８に設定電流を供給したときの光源８の直流電圧値は光源の電圧が交流電源電圧より非常に低い場合や非常に高い場合には、この昇降圧コンバータでの回路効率が低下し易いので適切な電圧値の選定が必要である。
光源８を点灯する交流電源１の公称電圧実効値は１００Ｖ、２００Ｖなどが主である。光源８の点灯中の電圧をＶＦ（Ｖ）とし、交流電源１の全波整流した（平滑や昇圧していない脈流波形）直流電圧をＶｄｃ（Ｖ）とする。また、スイッチング素子４の高周波スイッチング動作におけるオン時間比率をオンデューティ（％）とする。また、スイッチング素子４とダイオード１４とに流れる電流を高い効率が期待できる臨界モード或いは不連続モードで動作させるものとする。臨界モードにおいて、オンデューティは５０％を超えてはならず、不連続モードにおいて、部品の大形状化を避けるためオンデューティは２０％を超えるようにするとよい。
以上は脈流の直流電圧値を典型的な動作状態とみなして、その瞬時値での動作に着目したものである。このようにすると交流電源電圧と光源の電圧の関係は図４に示すような関係になる。
図４におけるオンデューティの算出は回路部品での電圧降下やスイッチング素子などのスイッチング時間の遅延などは無視して簡略化した以下の式による。
「オンデューティ＝｛ＶＦ／（ＶＦ＋Ｖｄｃ）｝×１００％」
ここで、全波整流した整流出力Ｖｄｃは、正弦波での実効値を１．１１で除した値とした。
そして、図４において、オンデューティが２０％を超え、５０％未満になる光源電圧ＶＦは、４５Ｖ〜９０Ｖの範囲であるが、電源電圧を共通化する点灯装置では電源電圧変動を考慮する必要がある。そこで、公称電圧に電源電圧変動を１００Ｖで６％、２００Ｖで１０％を考慮して、マージンを設けるとオンデューティが２０％を超え、５０％未満になる光源の電圧は次のようになる。
「５０（Ｖ）＜ＶＦ＜８５（Ｖ）」
実施の形態３の点灯装置１００は、このような光源電圧ＶＦが設定されることが適切である。 (Optimization of light source voltage)
FIG. 4 is a diagram showing the optimum value of the light source voltage.
3 can perform an operation as a step-up / step-down converter, so that the AC power source 1 is supplied with a predetermined constant current DC to the light source 8 without providing a power factor correction circuit on the rectifier circuit 2 side. Therefore, the operation of the switching element may be controlled so as to increase the power factor.
When the effective voltage of the AC power source 1 and the DC voltage value of the light source 8 when the set current is supplied to the light source 8 are very low or very high than the AC power source voltage, the buck-boost converter Therefore, it is necessary to select an appropriate voltage value.
The nominal voltage effective value of the AC power source 1 that turns on the light source 8 is mainly 100V, 200V, and the like. The voltage during lighting of the light source 8 is VF (V), and the full-wave rectified (smoothed or not boosted pulsating waveform) of the AC power source 1 is Vdc (V). The on-time ratio in the high-frequency switching operation of the switching element 4 is defined as on-duty (%). Further, it is assumed that the current flowing through the switching element 4 and the diode 14 is operated in a critical mode or a discontinuous mode in which high efficiency can be expected. In the critical mode, the on-duty should not exceed 50%, and in the discontinuous mode, the on-duty should be more than 20% in order to avoid an increase in the shape of the part.
The above description regards the DC voltage value of the pulsating current as a typical operation state and pays attention to the operation at the instantaneous value. In this way, the relationship between the AC power supply voltage and the light source voltage is as shown in FIG.
The calculation of the on-duty in FIG. 4 is based on the following expression simplified by ignoring the voltage drop in the circuit components and the delay of the switching time of the switching elements.
“On duty = {VF / (VF + Vdc)} × 100%”
Here, the rectified output Vdc obtained by full-wave rectification was a value obtained by dividing the effective value of a sine wave by 1.11.
In FIG. 4, the light source voltage VF at which the on-duty exceeds 20% and is less than 50% is in the range of 45V to 90V. However, it is necessary to consider fluctuations in the power supply voltage in a lighting device that shares the power supply voltage. is there. Therefore, considering the power supply voltage variation of 6% at 100V and 10% at 200V as the nominal voltage, if a margin is provided, the voltage of the light source at which the on-duty exceeds 20% and becomes less than 50% is as follows.
“50 (V) <VF <85 (V)”
In the lighting device 100 of the third embodiment, it is appropriate that such a light source voltage VF is set.

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５は、点灯装置１００の構成の例を示す図である。
実施の形態４の点灯装置１００は、インダクタ１２とインダクタ１３とを共通のコア（共通の磁気回路）にそれぞれ巻線として備えたものである。これにより点灯装置１００の小形化が実現できる効果がある。例えば、インダクタ１２とインダクタ１３とはトランスなどであってもよい。
また、インダクタ１２に高周波数の電流が流れ、インダクタ１３に誘導起電力が生じる場合においても、スイッチング素子４が短絡故障した際には、インダクタ１２には連続直流しか流れない為、インダクタ１３に誘導起電力が生じることは無い。そして、インダクタ１３により光源８に供給される過大な電流が発生することがない。 Embodiment 4 FIG.
The difference between the present embodiment and the third embodiment will be mainly described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lighting device 100.
The lighting device 100 according to Embodiment 4 includes the inductor 12 and the inductor 13 as windings in a common core (common magnetic circuit). As a result, the lighting device 100 can be downsized. For example, the inductor 12 and the inductor 13 may be a transformer.
Even when a high-frequency current flows through the inductor 12 and an induced electromotive force is generated in the inductor 13, when the switching element 4 is short-circuited, only continuous DC flows through the inductor 12. No electromotive force is generated. In addition, an excessive current supplied to the light source 8 by the inductor 13 does not occur.

実施の形態５．
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。
ここで、まず、力率改善回路について説明する。 Embodiment 5 FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
Here, first, the power factor correction circuit will be described.

図６は、力率改善回路２００を示す図である。
この力率改善回路２００は、昇圧コンバータと称される回路構成である。
力率改善回路２００は、整流回路２、コンデンサ３、インダクタ１７、ダイオード１８、コンデンサ１９（力率改善回路２００の出力コンデンサ）、昇圧スイッチング素子２０、昇圧駆動回路２１を備える。
力率改善回路２００は、昇圧スイッチング素子２０が高周波数でスイッチングすることによりコンデンサ１９に所定の直流電圧が生成され、かつ交流電源１から見た力率を高くすることができる。
なお、力率改善回路２００は実施の形態１及び実施の形態２に使用可能である。
具体的には、実施の形態１で説明の図１における端子Ｔ１と端子Ｔ２とから交流電源１側の部分をこの力率改善回路２００に置きかえることが可能である。実施の形態２も同様。 FIG. 6 is a diagram illustrating the power factor correction circuit 200.
The power factor correction circuit 200 has a circuit configuration called a boost converter.
The power factor improvement circuit 200 includes a rectifier circuit 2, a capacitor 3, an inductor 17, a diode 18, a capacitor 19 (an output capacitor of the power factor improvement circuit 200), a boost switching element 20, and a boost drive circuit 21.
The power factor correction circuit 200 can generate a predetermined DC voltage in the capacitor 19 by switching the boost switching element 20 at a high frequency, and can increase the power factor viewed from the AC power source 1.
The power factor correction circuit 200 can be used in the first and second embodiments.
Specifically, it is possible to replace the portion on the AC power source 1 side from the terminal T1 and the terminal T2 in FIG. 1 described in the first embodiment with this power factor correction circuit 200. The same applies to the second embodiment.

（点灯装置１００の構成）
図７は、実施の形態５の点灯装置１００の構成の例を示す図である。
点灯装置１００は、直流出力部６０と放電部５０と直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとを備える。
直流出力部６０は、力率改善回路２００とスイッチング部３００とから構成される。そして、スイッチング部３００は、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂと駆動回路Ａとから構成される。
なお、直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとの直列接続体が、力率改善回路２００のコンデンサ１９と同等の作用を有すれば、コンデンサ１９は無くてもよい。すなわち、直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとが力率改善回路２００の出力コンデンサ（コンデンサ１９）であってもよい。なお、直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとの静電容量はほぼ等しい。
直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとの直列接続体の両端は、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂとが直列に接続されている。
換言すると、力率改善回路２００（直流電源）に対して、２個のスイッチング素子（スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂ）が直列に接続されている。更に換言すると、直流阻止コンデンサ５ａ及び直流阻止コンデンサ５ｂの直列接続体とスイッチング素子４ａ及びスイッチング素子４ｂの直列接続体とは並列に接続されている。 (Configuration of lighting device 100)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lighting device 100 according to the fifth embodiment.
The lighting device 100 includes a DC output unit 60, a discharge unit 50, a DC blocking capacitor 5a, and a DC blocking capacitor 5b.
The DC output unit 60 includes a power factor correction circuit 200 and a switching unit 300. The switching unit 300 includes a switching element 4a, a switching element 4b, and a drive circuit A.
If the series connection body of the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b has an operation equivalent to that of the capacitor 19 of the power factor correction circuit 200, the capacitor 19 may be omitted. That is, the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b may be output capacitors (capacitors 19) of the power factor correction circuit 200. Note that the capacitances of the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b are substantially equal.
The switching element 4a and the switching element 4b are connected in series to both ends of the series connection body of the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b.
In other words, two switching elements (switching element 4a and switching element 4b) are connected in series to power factor correction circuit 200 (DC power supply). In other words, the series connection body of the DC blocking capacitors 5a and 5b and the series connection body of the switching elements 4a and 4b are connected in parallel.

放電部５０は、整流回路３０、インダクタ２２、コンデンサ２３、コンデンサ２４、ダイオード２８、ダイオード２９を備える。なお、コンデンサ２３及びコンデンサ２４は後述のように無くてもよい。
なお、スイッチング素子４ａがＦＥＴである場合には、ＦＥＴの構造上、寄生ダイオードを有するので、スイッチング素子４ａとは別に備えられるダイオード２８を省くことができる。ダイオード２９も同様である。
直流阻止コンデンサ５ａ及び直流阻止コンデンサ５ｂの直列接続体の接続点とスイッチング素子４ａ及びスイッチング素子４ｂの直列接続体の接続点との間には、インダクタ２２と整流回路３０とが接続されている。そして、整流回路３０には、光源８が接続される。換言すると、直流阻止コンデンサ５ａは整流回路３０を介して光源８に直列接続され、直流阻止コンデンサ５ｂも整流回路３０を介して光源８に直列接続される。なお、整流回路３０はダイオード３１〜ダイオード３４を備える。
また、整流回路３０とインダクタ２２との接続点には、スイッチング素子４ａと並列にコンデンサ２４が接続され、スイッチング素子４ｂと並列にコンデンサ２３が接続される。コンデンサ２３とコンデンサ２４と接続されていると、それぞれ対称な動作を行うが、コンデンサ２３とコンデンサ２４とのいずれか一方だけが接続されていてもよい。またコンデンサ２３とコンデンサ２４との両方が無くてもよい。 The discharge unit 50 includes a rectifier circuit 30, an inductor 22, a capacitor 23, a capacitor 24, a diode 28, and a diode 29. The capacitor 23 and the capacitor 24 may be omitted as will be described later.
In the case where the switching element 4a is an FET, the diode 28 provided separately from the switching element 4a can be omitted because the FET has a parasitic diode due to the structure of the FET. The same applies to the diode 29.
An inductor 22 and a rectifier circuit 30 are connected between the connection point of the series connection body of the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b and the connection point of the series connection body of the switching element 4a and the switching element 4b. The light source 8 is connected to the rectifier circuit 30. In other words, the DC blocking capacitor 5 a is connected in series to the light source 8 via the rectifier circuit 30, and the DC blocking capacitor 5 b is also connected in series to the light source 8 via the rectifier circuit 30. The rectifier circuit 30 includes diodes 31 to 34.
A capacitor 24 is connected in parallel with the switching element 4a and a capacitor 23 is connected in parallel with the switching element 4b at a connection point between the rectifier circuit 30 and the inductor 22. When the capacitor 23 and the capacitor 24 are connected, the operation is symmetrical, but only one of the capacitor 23 and the capacitor 24 may be connected. Further, both the capacitor 23 and the capacitor 24 may be omitted.

（正常動作時の説明）
図８は、スイッチング素子の動作を示す図である。図８の（ａ）は、スイッチング素子４ａのスイッチング素子の動作、図８の（ｂ）は、スイッチング素子４ｂのスイッチング素子の動作、図８の（ｃ）は、光源８に供給される直流電流を示す。
まず、正常動作時における点灯装置１００の動作を説明する。
ここで、直流阻止コンデンサ５ａと直流阻止コンデンサ５ｂとはスイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂとの間欠的な動作に対して光源８に必要な直流電流を供給できるような静電容量を有している。 (Description during normal operation)
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the switching element. 8A shows the operation of the switching element of the switching element 4a, FIG. 8B shows the operation of the switching element of the switching element 4b, and FIG. 8C shows the direct current supplied to the light source 8. Indicates.
First, the operation of the lighting device 100 during normal operation will be described.
Here, the DC blocking capacitor 5a and the DC blocking capacitor 5b have a capacitance capable of supplying a DC current necessary for the light source 8 for the intermittent operation of the switching element 4a and the switching element 4b. .

（スイッチング素子４ａが駆動、スイッチング素子４ｂがオフの場合）
図８の（ａ）に示すように、スイッチング素子４ａは、例えば５ｍｓの期間、オンオフして高周波スイッチング動作を行う。この期間において、図８の（ｂ）に示すようにスイッチング素子４ｂはオフのままである。
スイッチング素子４ａがオンオフを繰り返すことで、力率改善回路２００（直流出力部６０）は、間欠直流を出力する。
そして、スイッチング素子４ａがオンすると、「端子Ｔ１−スイッチング素子４ａ−インダクタ２２−ダイオード３４−光源８−ダイオード３１−直流阻止コンデンサ５ｂ」に力率改善回路２００から出力される間欠直流が流れる。直流阻止コンデンサ５ｂは、５ｍｓの期間に通電する間欠直流の電荷を蓄積可能な静電容量を有しており、５ｍｓの期間において間欠直流を通電し続ける。そして、直流阻止コンデンサ５ｂは間欠直流を通電することで、図８の（ｃ）に示すように光源８に間欠直流を供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。そして、光源８は点灯する。 (When switching element 4a is driven and switching element 4b is off)
As shown in FIG. 8A, the switching element 4a is turned on / off for a period of, for example, 5 ms to perform a high-frequency switching operation. During this period, as shown in FIG. 8B, the switching element 4b remains off.
As the switching element 4a is repeatedly turned on and off, the power factor correction circuit 200 (DC output unit 60) outputs intermittent DC.
When the switching element 4a is turned on, intermittent DC output from the power factor correction circuit 200 flows through “terminal T1-switching element 4a—inductor 22—diode 34—light source 8—diode 31—DC blocking capacitor 5b”. The DC blocking capacitor 5b has a capacitance capable of accumulating intermittent DC charges that are applied during a period of 5 ms, and continues to supply intermittent DC during the period of 5 ms. Then, the DC blocking capacitor 5b energizes the intermittent DC, thereby supplying the intermittent DC to the light source 8 as shown in FIG. 8C and charging the electric charge based on the intermittent DC. Then, the light source 8 is turned on.

ここで、スイッチング素子４ａがオフ、スイッチング素子４ｂが駆動の場合において、直流阻止コンデンサ５ａには、電荷が充電されている。スイッチング素子４ａがオフ、スイッチング素子４ｂが駆動の場合の動作は改めて後述する。
直流阻止コンデンサ５ａに充電された電荷は、「直流阻止コンデンサ５ａ−スイッチング素子４ａ−インダクタ２２−ダイオード３４−光源８−ダイオード３１」を流れて直流阻止コンデンサ５ａに帰還する電流として放電される。この電流によっても光源８は点灯する。
そして、直流阻止コンデンサ５ａに充電された電荷は消費される。そして、次にスイッチング素子４ａがオフ、スイッチング素子４ｂが駆動する場合に、再び直流阻止コンデンサ５ａに電流が流れるようになり、光源８に電流が供給される。
すなわち、放電部５０（スイッチング素子４ａ、インダクタ２２、整流回路３０）及び光源８は、直流阻止コンデンサ５ａが間欠直流に基づき充電する電荷を、スイッチング素子４ａがオンオフを繰り返す間（すなわち直流出力部６０の正常動作時の間）繰り返し放電させる。
そして、放電部５０は、直流阻止コンデンサ５ａによる光源８への間欠直流の供給を継続させる。 Here, when the switching element 4a is off and the switching element 4b is driven, the DC blocking capacitor 5a is charged. The operation when the switching element 4a is off and the switching element 4b is driven will be described later.
The electric charge charged in the DC blocking capacitor 5a is discharged as a current that flows through “DC blocking capacitor 5a−switching element 4a−inductor 22−diode 34−light source 8−diode 31” and returns to the DC blocking capacitor 5a. The light source 8 is also turned on by this current.
The electric charge charged in the DC blocking capacitor 5a is consumed. Next, when the switching element 4a is turned off and the switching element 4b is driven, a current again flows through the DC blocking capacitor 5a, and the current is supplied to the light source 8.
That is, the discharge unit 50 (switching element 4a, inductor 22, rectifier circuit 30) and the light source 8 are charged while the DC blocking capacitor 5a is charged based on intermittent DC, while the switching element 4a is repeatedly turned on and off (that is, the DC output unit 60). During normal operation, discharge repeatedly.
And the discharge part 50 continues supply of the intermittent direct current to the light source 8 by the direct current | flow blocking capacitor 5a.

なお、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ａと直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５ａから放電される電荷に基づく放電直流を通電し、通電した放電直流に基づくエネルギーを蓄積する。
そして、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ａからの電荷の放電が停止すると、放電の停止に伴い、放電直流の通電が停止すると共に、蓄積したエネルギーを放出直流として出力する。
そして、ダイオード２９は、インダクタ２２と直列に接続されている。インダクタ２２により出力される放出直流は、「インダクタ２２−コンデンサ２３−ダイオード２９」を通電し、インダクタ２２に帰還する。なお、コンデンサ２３が無い場合や、コンデンサ２３の静電容量が小さい場合は、インダクタ２２により出力される放出直流は、「インダクタ２２−ダイオード３４−光源８−ダイオード３１−直流阻止コンデンサ５ｂ−ダイオード２９」を通電し、インダクタ２２に帰還する。
また、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ｂとも直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５ｂが光源８に供給する間欠直流を通電し、通電した間欠直流に基づくエネルギーを蓄積する。このエネルギーも同様に放出される。 The inductor 22 is connected in series with the DC blocking capacitor 5a, energizes a discharge DC based on the electric charge discharged from the DC blocking capacitor 5a, and accumulates energy based on the energized discharge DC.
When the discharge of the electric charge from the DC blocking capacitor 5a stops, the inductor 22 stops the energization of the discharge DC along with the stop of the discharge, and outputs the accumulated energy as a discharge DC.
The diode 29 is connected in series with the inductor 22. The emitted direct current output from the inductor 22 energizes the “inductor 22 -capacitor 23 -diode 29” and feeds back to the inductor 22. When there is no capacitor 23 or when the capacitance of the capacitor 23 is small, the direct current emitted from the inductor 22 is “inductor 22 -diode 34 -light source 8 -diode 31 -DC blocking capacitor 5 b -diode 29. ”And return to the inductor 22.
The inductor 22 is also connected in series with the DC blocking capacitor 5b, and energizes intermittent DC supplied from the DC blocking capacitor 5b to the light source 8, and accumulates energy based on the energized intermittent DC. This energy is released as well.

（スイッチング素子４ａがオフ、スイッチング素子４ｂが駆動の場合）
次に、図８の（ｂ）に示すように、スイッチング素子４ｂが例えば５ｍｓの期間、オンオフして高周波スイッチング動作を行う。この期間において、図８の（ａ）に示すようにスイッチング素子４ａはオフのままである。
スイッチング素子４ｂがオンオフを繰り返すことで、力率改善回路２００（直流出力部６０）は、間欠直流を出力する。
そして、スイッチング素子４ｂがオンすると、「端子Ｔ１−直流阻止コンデンサ５ａ−ダイオード３２−光源８−ダイオード３３−インダクタ２２−スイッチング素子４ｂ」にに力率改善回路２００から出力される間欠直流が流れる。直流阻止コンデンサ５ａは、５ｍｓの期間に通電する間欠直流の電荷を蓄積可能な静電容量を有しており、５ｍｓの期間において間欠直流を通電し続ける。そして、直流阻止コンデンサ５ａは間欠直流を通電することで、図８の（ｃ）に示すように光源８に間欠直流を供給すると共に、間欠直流に基づく電荷を充電する。そして、光源８は点灯する。 (When switching element 4a is off and switching element 4b is driven)
Next, as shown in FIG. 8B, the switching element 4b is turned on and off for a period of, for example, 5 ms to perform a high frequency switching operation. During this period, as shown in FIG. 8A, the switching element 4a remains off.
When the switching element 4b is repeatedly turned on and off, the power factor correction circuit 200 (DC output unit 60) outputs intermittent DC.
When the switching element 4b is turned on, the intermittent direct current output from the power factor correction circuit 200 flows through "terminal T1-DC blocking capacitor 5a-diode 32-light source 8-diode 33-inductor 22-switching element 4b". The DC blocking capacitor 5a has a capacitance capable of accumulating intermittent DC charge that is applied during a period of 5 ms, and continues to supply intermittent DC during the period of 5 ms. The DC blocking capacitor 5a energizes the intermittent DC, thereby supplying the intermittent DC to the light source 8 as shown in FIG. 8C and charging the electric charge based on the intermittent DC. Then, the light source 8 is turned on.

一方、スイッチング素子４ａがオフ、スイッチング素子４ｂが駆動の期間において、直流阻止コンデンサ５ｂに充電された電荷は、「直流阻止コンデンサ５ｂ−ダイオード３２−光源８−ダイオード３３−インダクタ２２−スイッチング素子４ｂ」を流れて直流阻止コンデンサ５ｂに帰還する電流として放電される。この電流によっても光源８は点灯する。そして、直流阻止コンデンサ５ｂに充電された電荷は消費される。そして、次にスイッチング素子４ａが駆動、スイッチング素子４ｂがオフとなる場合に、再び直流阻止コンデンサ５ｂに電流が流れるようになり、光源８に電流が供給される。
すなわち、放電部５０（スイッチング素子４ｂ、インダクタ２２、整流回路３０）及び光源８は、直流阻止コンデンサ５ａが間欠直流に基づき充電する電荷を、スイッチング素子４ｂがオンオフを繰り返す間（すなわち直流出力部６０の正常動作時の間）繰り返し放電させる。
そして、放電部５０は、直流阻止コンデンサ５ｂによる光源８への間欠直流の供給を継続させる。 On the other hand, when the switching element 4a is off and the switching element 4b is driven, the charge charged in the DC blocking capacitor 5b is "DC blocking capacitor 5b-diode 32-light source 8-diode 33-inductor 22-switching element 4b". Is discharged as a current that flows back to the DC blocking capacitor 5b. The light source 8 is also turned on by this current. Then, the charge charged in the DC blocking capacitor 5b is consumed. Next, when the switching element 4 a is driven and the switching element 4 b is turned off, a current again flows through the DC blocking capacitor 5 b and the current is supplied to the light source 8.
That is, the discharge unit 50 (switching element 4b, inductor 22, rectifier circuit 30) and the light source 8 are charged while the DC blocking capacitor 5a is charged based on intermittent direct current, while the switching element 4b is repeatedly turned on and off (that is, the DC output unit 60). During normal operation, discharge repeatedly.
And the discharge part 50 continues supply of the intermittent direct current to the light source 8 by the direct current | flow blocking capacitor 5b.

なお、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ｂと直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５ｂから放電される電荷に基づく放電直流を通電し、通電した放電直流に基づくエネルギーを蓄積する。
そして、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ｂからの電荷の放電が停止すると、放電の停止に伴い、放電直流の通電が停止すると共に、蓄積したエネルギーを放出直流として出力する。
そして、ダイオード２８は、インダクタ２２と直列に接続されている。インダクタ２２により出力される放出直流は、「インダクタ２２−ダイオード２８−コンデンサ２４」を通電し、インダクタ２２に帰還する。なお、コンデンサ２４が無い場合や、コンデンサ２４の静電容量が小さい場合は、インダクタ２２により出力される放出直流は、「インダクタ２２−ダイオード２８−直流阻止コンデンサ５ａ−ダイオード３２−光源８−ダイオード３３」を通電し、インダクタ２２に帰還する。
また、インダクタ２２は、直流阻止コンデンサ５ａとも直列に接続されており、直流阻止コンデンサ５ａが光源８に供給する間欠直流を通電し、通電した間欠直流に基づくエネルギーを蓄積する。このエネルギーも同様に放出される。 The inductor 22 is connected in series with the DC blocking capacitor 5b, energizes a discharge DC based on the electric charge discharged from the DC blocking capacitor 5b, and accumulates energy based on the energized discharge DC.
When the discharge of the electric charge from the DC blocking capacitor 5b is stopped, the inductor 22 stops energization of the discharge DC along with the stop of the discharge, and outputs the accumulated energy as a discharge DC.
The diode 28 is connected in series with the inductor 22. The emitted direct current output from the inductor 22 energizes the “inductor 22 -diode 28 -capacitor 24” and feeds back to the inductor 22. When there is no capacitor 24 or when the capacitance of the capacitor 24 is small, the emitted direct current output by the inductor 22 is “inductor 22−diode 28−DC blocking capacitor 5a−diode 32−light source 8−diode 33”. ”And return to the inductor 22.
The inductor 22 is also connected in series with the DC blocking capacitor 5a, and energizes intermittent DC supplied from the DC blocking capacitor 5a to the light source 8, and accumulates energy based on the energized intermittent DC. This energy is released as well.

点灯装置１００は、このようにして光源８に直流電流を供給できる。
そして、直流阻止コンデンサ５ａあるいは直流阻止コンデンサ５ｂが光源８に対して直列に接続されている。その為、スイッチング素子４ａまたはスイッチング素子４ｂの片方または両方が短絡故障した場合においても、力率改善回路２００からの出力は、光源８に供給されない。そして、光源８に過大な電流が流れるが防止される。 The lighting device 100 can supply a direct current to the light source 8 in this way.
A DC blocking capacitor 5 a or a DC blocking capacitor 5 b is connected in series with the light source 8. Therefore, the output from the power factor correction circuit 200 is not supplied to the light source 8 even when one or both of the switching element 4a and the switching element 4b are short-circuited. Then, an excessive current is prevented from flowing through the light source 8.

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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement in combination of 2 or more among these embodiment. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Alternatively, two or more of these embodiments may be partially combined. In addition, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.

実施の形態１〜５の点灯装置１００は、いずれも光源８に流れる電流を制御することで定電流特性を有する装置として光源を点灯することができる。光源としてはＬＥＤの場合について説明したがＬＥＤの直列接続体あるいはこの直列接続体を並列に接続するなどの構成に適用できる。さらに直流電流を供給して点灯させる半導体発光素子であれば適用可能である。
また実施の形態１〜４の点灯装置１００は、スイッチング素子のスイッチング動作においてオン時間比率を可変することで光源に供給する電流を変化させて調光するものでもよい。
また、実施の形態５の点灯装置１００は、スイッチング素子のスイッチング周波数を変えることで調光するものにも適用できる。
特に実施の形態１〜４の点灯装置１００は、直流阻止の機能を果たすコンデンサの静電容量を光源８の許容電流耐量未満、場合によっては短時間の規定であるサージ許容電流未満になるように選定することでスイッチング素子の短絡故障においても光源の信頼性を損なうようなストレスを与えずに済む効果がある。
実施の形態５の点灯装置１００では極性切り替えの周期がスイッチング周波数より長いので整流回路３０を構成する素子のスイッチング損失が少なくて済む。
さらに以上のような点灯装置１００と光源８とを使用する照明器具８００などの照明装置に適用できる。 The lighting devices 100 of the first to fifth embodiments can light the light source as a device having constant current characteristics by controlling the current flowing through the light source 8. Although the case of the LED has been described as the light source, it can be applied to a configuration in which a series connection body of LEDs or this series connection body is connected in parallel. Furthermore, any semiconductor light emitting element that is lit by supplying a direct current can be applied.
Moreover, the lighting device 100 of Embodiments 1-4 may be dimmed by changing the current supplied to the light source by changing the on-time ratio in the switching operation of the switching element.
Further, the lighting device 100 of the fifth embodiment can be applied to a device that performs light control by changing the switching frequency of the switching element.
In particular, the lighting device 100 according to the first to fourth embodiments is configured so that the capacitance of the capacitor that performs the DC blocking function is less than the allowable current withstand capability of the light source 8 and, in some cases, less than the allowable surge current that is defined for a short time. By selecting, there is an effect that it is not necessary to give a stress that impairs the reliability of the light source even in the case of a short circuit failure of the switching element.
In the lighting device 100 according to the fifth embodiment, since the polarity switching cycle is longer than the switching frequency, the switching loss of the elements constituting the rectifier circuit 30 can be reduced.
Furthermore, the present invention can be applied to a lighting device such as a lighting fixture 800 that uses the lighting device 100 and the light source 8 as described above.

１交流電源、２，３０整流回路、３，７，１１，１９，２３，２４コンデンサ、４，４ａ，４ｂ，２５，２６スイッチング素子、５，５ａ，５ｂ直流阻止コンデンサ、６，１０，１２，１３，１７，２２インダクタ、８光源、９，１４，１８，２８，２９，３１〜３４ダイオード、２０昇圧スイッチング素子、２１昇圧駆動回路、５０放電部、６０直流出力部、１００点灯装置、２００力率改善回路、３００スイッチング部、８００照明器具、Ａ駆動回路。 1 AC power source, 2,30 rectifier circuit, 3, 7, 11, 19, 23, 24 capacitor, 4, 4a, 4b, 25, 26 switching element, 5, 5a, 5b DC blocking capacitor, 6, 10, 12, 13, 17, 22 Inductor, 8 light source, 9, 14, 18, 28, 29, 31-34 diode, 20 step-up switching element, 21 step-up drive circuit, 50 discharge unit, 60 DC output unit, 100 lighting device, 200 power Rate improvement circuit, 300 switching unit, 800 lighting fixture, A drive circuit.

Claims

In the lighting device that lights the light source,
In addition to generating direct current as generated direct current, the generated direct current generated is intermittently output during normal operation and supplied as intermittent direct current that is intermittent direct current, and the generated direct current generated is continuously generated during abnormal operation. A direct current output unit that outputs the continuous direct current as a continuous direct current,
During normal operation in which the DC output unit supplies the intermittent DC, the intermittent DC is supplied by the DC output unit, the supplied intermittent DC is supplied to the light source, and the DC output unit is connected to the continuous DC. And a capacitance element that cuts off the supply of the supplied continuous DC to the light source when the DC output unit supplies the continuous DC.

The capacitance element is
During normal operation when the direct current output unit supplies the intermittent direct current, the intermittent direct current is supplied to the light source and charged based on the intermittent direct current,
The lighting device further includes:
A discharge unit for continuing the supply of the intermittent DC to the light source by the capacitance element by repeatedly discharging the charge charged by the capacitance element during the normal operation based on the intermittent DC during the normal operation; The lighting device according to claim 1.

The discharge part is
An inductance element connected in series with the capacitance element, comprising an inductance element that conducts a discharge direct current based on a charge discharged from the capacitance element and accumulates energy based on the electrified discharge direct current. The lighting device according to claim 2.

The inductance element of the discharge part is:
When the discharge of the charge from the capacitance element stops, along with the stop of the discharge, the energization of the discharge DC is stopped, and the accumulated energy is output as a discharge DC,
The lighting device further includes:
4. The lighting device according to claim 3, further comprising a diode element connected in series with the inductance element and energizing the emission direct current output from the inductance element.

The diode element is
The lighting device according to claim 4, wherein the emitted direct current is supplied to the light source.

The lighting device is
6. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is one of a boost converter and a step-up / down converter.

The lighting device is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is a step-down converter.

The DC output unit is
The switching element has a switching element. During the normal operation, the switching element repeatedly turns on and off to intermittently output the generated direct current. During the abnormal operation, the switching element is fixed to either the on state or the off state. The lighting device according to claim 1, wherein the generated direct current is continuously output.

The lighting device is
The lighting device according to claim 1, wherein an LED is turned on as the light source.

A lighting apparatus comprising the lighting device according to claim 1.