JP2016048631A - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ちらつきが発生しにくい点灯装置を提供する。
【解決手段】交流電圧Ｖａｃを直流電圧Ｖｄｃに変換するＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、直流電圧Ｖｄｃを、ＬＥＤ１４に印加する直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａと、交流電圧Ｖａｃを検出する検出回路３０ａとを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは、スイッチング素子４３と、スイッチング素子４３を電流臨界モードでオン及びオフを繰り返させる制御をする制御回路５０とを有し、制御回路５０は、スイッチング素子４３がオン状態を継続する時間であるオン時間Ｔｏｎが予め定めた上限値を超えないように制御を行い、検出回路３０ａで検出された交流電圧Ｖａｃが所定値より小さくなった場合に、上限値をより大きな値に変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体発光素子に電流を供給する点灯装置、及び、その点灯装置を備える照明器具に関する。

ＬＥＤ等の固体発光素子に電流を供給する点灯装置として、ＡＣ／ＤＣコンバータと、そのＡＣ／ＤＣコンバータに接続されるＤＣ／ＤＣコンバータとを備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の点灯装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＢＣＭ（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ；電流臨界モード）でスイッチングする（オン及びオフを繰り返す）スイッチング素子及びインダクタ等を含むチョッパ回路を有する。なお、ＢＣＭとは、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングにおいて、インダクタに流れる電流がゼロになったときにスイッチング素子がオンする動作モードである。このタイプのＤＣ／ＤＣコンバータでは、出力電流を一定に維持するために、スイッチング素子がオン状態を継続する時間であるオン時間は、ＤＣ／ＤＣコンバータに入力される直流電圧に依存して変動する。具体的には、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎは、以下の式１で表わされる。

Ｔｏｎ＝２Ｉｏｕｔ・Ｌ／（Ｖｄｃ−Ｖｆ） 式１

ここで、Ｉｏｕｔは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流である。Ｌは、ＤＣ／ＤＣコンバータが有するインダクタのインダクタンスである。Ｖｄｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータに入力される直流電圧である。Ｖｆは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子に接続される固体発光素子に印加される直流電圧（順電圧）である。

上記式１から分かるように、例えば、直流電圧Ｖｄｃが低下すると、オン時間Ｔｏｎは、大きくなり、これによって、出力電流Ｉｏｕｔが一定に維持される。

ところが、オン時間Ｔｏｎが大きくなりすぎると、スイッチング周波数が低くなって可聴周波数帯に入ってしまい、音鳴りを起こしてしまう。そのために、ＢＣＭで動作するスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータでは、スイッチング素子のオン時間が予め定めた上限値を超えないように制御される。

特開２０１３−３０４１６号公報

しかしながら、上述のような、スイッチング素子のオン時間に上限値を設けた制御を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備える従来の点灯装置では、次のような問題がある。つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータに電力を供給する商用電源が瞬停（瞬時の停電）又は瞬降（瞬時の電圧降下）を起こした場合に、固体発光素子への電流が一時的に低下し、それによって固体発光素子の光出力も一時的に低下し、ちらつきが発生するという問題がある。

これは次の理由による。つまり、瞬停又は瞬降が発生した場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力である直流電圧Ｖｄｃが低下し、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎが大きくなろうとする。ところが、オン時間Ｔｏｎが上限値に達してしまい、定電流出力を維持するだけのオン時間Ｔｏｎが確保されない状態となり、固体発光素子に供給する電流が低下してしまう。よって、瞬停又は瞬降が発生した場合に、ちらつきが発生するという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するために、スイッチング素子のオン時間に上限値を設けたＤＣ／ＤＣコンバータを備える点灯装置であって、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ちらつきが発生しにくい点灯装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態における点灯装置は、固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記第１直流電圧を、前記固体発光素子に印加する第２直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記交流電圧又は前記第１直流電圧を検出する検出回路とを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を電流臨界モードでオン及びオフを繰り返させる制御をする制御回路とを有し、前記制御回路は、前記スイッチング素子がオン状態を継続する時間であるオン時間が予め定めた上限値を超えないように前記制御を行い、前記検出回路で検出された前記交流電圧又は前記第１直流電圧が所定値より小さくなった場合に、前記上限値をより大きな値に変更する。

また、上記目的を達成するために、本発明の一形態における照明器具は、上記点灯装置と、前記点灯装置からの電流の供給を受ける固体発光素子とを備える。

本発明に係る点灯装置及び照明器具によれば、スイッチング素子のオン時間に上限値を設けたＤＣ／ＤＣコンバータを備える点灯装置において、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ちらつきが発生することが抑制される。

本発明の実施の形態１における点灯装置の回路図 図１に示された制御回路の詳細な回路図 図２に示された制御ＩＣの詳細な回路図 比較例に係る点灯装置の回路図 比較例に係る点灯装置が備える制御回路の詳細な回路図 比較例に係る点灯装置の動作を示すタイミング図 本発明の実施の形態１における点灯装置の動作を示すタイミング図 本発明の実施の形態２における点灯装置の回路図 本発明の実施の形態２における点灯装置が備える検出回路の回路図 本発明の実施の形態３における点灯装置の回路図 本発明の実施の形態４における点灯装置の回路図 本発明の実施の形態５における点灯装置の回路図 本発明の実施の形態６における照明器具の外観図

以下、本発明の一態様に係る点灯装置及び照明器具について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作タイミングなどは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における点灯装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における点灯装置１０ａの回路図である。なお、本図には、この点灯装置１０ａに入力される交流電圧を発生する交流電源１２（例えば、商用電源）、及び、この点灯装置１０ａから出力される電流が供給される固体発光素子の一例であるＬＥＤ１４も併せて図示されている。

図１に示されるように、この点灯装置１０ａは、ＬＥＤ１４に電流（出力電流Ｉｏｕｔ）を供給する装置であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、検出回路３０ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａとを備える。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、交流電圧を第１直流電圧に変換する回路であり、本実施の形態では、交流電源１２からの交流電圧Ｖａｃを直流電圧Ｖｄｃに変換する。このＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、入力された交流電圧Ｖａｃを整流するダイオード・ブリッジ、整流された電圧を平滑化するコンデンサ等を有する。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、交流電圧を直流電圧に変換する回路であれば、いかなる方式の回路も含まれ、例えば、スイッチング・コンバータであってもよいし、整流回路と平滑回路とから構成される回路であってもよい。

検出回路３０ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧又はＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される第１直流電圧を検出する回路の一例であり、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃを検出する。この検出回路３０ａは、交流電圧Ｖａｃを直流電圧に変換する整流器（ダイオード３１ａ及び３１ｂ）、分圧器（抵抗３２ａ及び３２ｂ）、平滑化回路（コンデンサ３３）、及び、保護用の抵抗３２ｃを有する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは、第１直流電圧を、固体発光素子に印加する第２直流電圧に変換する回路の一例であり、本実施の形態では、直流電圧Ｖｄｃを、ＬＥＤ１４に印加する直流電圧（ＬＥＤ１４の順電圧Ｖｆ）に変換する降圧コンバータである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは、インダクタ４１、ダイオード４２、スイッチング素子４３、抵抗４４、コンデンサ４５及び制御回路５０を有する。インダクタ４１は、チョークコイルであり、スイッチング素子４３のスイッチングに応じてエネルギーを蓄積及び放出する一次巻線４１ａと、一次巻線４１ａに流れる電流がゼロになる状態（ゼロ電流）を検出するための二次巻線４１ｂとを有する。ダイオード４２は、ＬＥＤ１４及びインダクタ４１とともに回路ループを構成し、インダクタ４１の一次巻線４１ａの蓄積されたエネルギーを回生させる整流器である。スイッチング素子４３は、制御回路５０からの制御の下でスイッチングする（オン及びオフを繰り返す）素子であり、本実施の形態では、インダクタ４１の一次巻線４１ａと直列に接続されるＮＭＯＳトランジスタである。抵抗４４は、スイッチング素子４３と直列に接続され、スイッチング素子４３に流れる電流を検出するためのセンス用抵抗である。コンデンサ４５は、ＬＥＤ１４と並列に接続され、インダクタ４１及びダイオード４２で発生する脈流電圧を平滑化する。

制御回路５０は、スイッチング素子４３をＢＣＭでオン及びオフを繰り返させる（スイッチングさせる）制御をする回路であり、これにより、一定の電流（出力電流Ｉｏｕｔ）をＬＥＤ１４に供給する。この制御回路５０は、特徴的な機能として、次の２つの制御を行う。一つは、スイッチング素子４３がオン状態を継続する時間であるオン時間Ｔｏｎが予め定めた上限値を超えないようにスイッチング素子４３をスイッチングさせる制御である。もう一つは、検出回路３０ａで検出された、交流電圧又は第１直流電圧（本実施の形態では、交流電圧Ｖａｃ）が所定値より小さくなった場合に、上記上限値をより大きな値に変更する制御である。なお、所定値とは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃにおいて生じる瞬停又は瞬降を検出するのに適した値として予め定められた値である。

図１に示されるように、この制御回路５０は、４つの端子（検出回路３０ａと接続されるＡＣＤ端子、スイッチング素子４３のゲートと接続されるＧＤ端子、抵抗４４の一端に接続されるＣＤ端子、インダクタ４１の二次巻線４１ｂと接続されるＺＣＤ端子）を有する。制御回路５０は、ＺＣＤ端子でゼロ電流を検出し、ＣＤ端子でスイッチング素子４３に流れる電流が所定の閾値に達したことを検出し、ＧＤ端子を用いてスイッチング素子４３をスイッチングさせる。さらに、制御回路５０は、ＡＣＤ端子で、検出回路３０ａで検出される交流電圧Ｖａｃに対応する信号を受け取る。なお、所定の閾値とは、点灯装置１０ａの出力電流Ｉｏｕｔに対応する値として予め定められた値である。

図２は、図１に示された制御回路５０の詳細な回路図である。図２に示されるように、この制御回路５０は、トランジスタ５２、抵抗５４ａ〜５４ｇ、コンデンサ５６ａ〜５６ｃ、及び、制御ＩＣ６０を有する。なお、電圧源５８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電圧Ｖｄｃ、交流電源１２、インダクタ４１の二次巻線４１ｂ、あるいは、インダクタ４１の追加（三次）巻線（図示せず）等から生成される直流電圧を意味する。制御ＩＣ６０は、スイッチング素子４３をＢＣＭでスイッチングさせる制御をするＩＣであり、８つの端子（ＦＢ端子、ＣＯＭＰ端子、ＲＴ端子、ＩＳ端子、ＶＣＣ端子、ＯＵＴ端子、ＧＮＤ端子、ＺＣＤ端子）を有する。

ここで、図２に示される制御回路５０において、特徴的な部分は、制御ＩＣ６０のＲＴ端子に接続された抵抗５４ａ及び５４ｂとトランジスタ５２（一点鎖線枠で囲まれた箇所）である。制御ＩＣ６０は、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値に応じて、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値を変更する、より具体的には、抵抗値が大きいほど上限値を大きくする。トランジスタ５２がオンしているときには、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間に抵抗５４ａと抵抗５４ｂとが並列に接続され、トランジスタ５２がオフしているときには、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間に抵抗５４ｂだけが接続される。つまり、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値は、トランジスタ５２がオフしているときには、オンしているときよりも、大きくなる。よって、制御ＩＣ６０は、トランジスタ５２がオフしているときには、オンしているときよりもＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値が大きくなるので、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値が大きくなるように、上限値を変更する。

図３は、図２に示された制御ＩＣ６０の詳細な回路図である。この制御ＩＣ６０は、上限値制御回路６１、補償回路６２、コンパレータ（比較器）６３及び６４、ＯＲゲート６５及び６６、フリップフロップ６７、タイマ６８、ＡＮＤゲート６９、ドライバ７０及び直流電圧生成回路７１を有する。この制御ＩＣ６０は、例えば、富士電機株式会社製の電源制御ＩＣ「ＦＡ５６０１」である。

制御ＩＣ６０では、ＯＲゲート６５を介してＺＣＤ端子に接続されたコンパレータ６３によってゼロ電流が検出されると、その検出を示す信号が上限値制御回路６１に入力され、上限値制御回路６１からフリップフロップ６７のセット（Ｓ）端子に信号が入力される。その結果、フリップフロップ６７がセットされ、フリップフロップ６７からの出力信号がＡＮＤゲート６９を介してドライバ７０に入力され、制御ＩＣ６０のＯＵＴ端子から、スイッチング素子４３をオンするためのゲート信号が出力される。

また、ＩＳ端子と接続されたコンパレータ６４によって、スイッチング素子４３に流れる電流が所定の閾値に達したことが検出されると、その検出を示す信号がＯＲゲート６６を介してフリップフロップ６７のリセット（Ｒ）端子に入力される。その結果、フリップフロップ６７がリセットされ、フリップフロップ６７からの出力信号がＡＮＤゲート６９を介してドライバ７０に入力され、制御ＩＣ６０のＯＵＴ端子から、スイッチング素子４３をオフするためのゲート信号が出力される。

一方、上限値制御回路６１において、ゼロ電流が検出されてから、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値に応じた傾斜でランプ波が生成され、そのランプ波と所定の電圧とが比較された結果がＯＲゲート６６に入力される。これによって、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎが、ランプ波の傾斜に対応する上限値を超えないように制御される。このとき、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値が大きいほど、ゆるやかな傾斜のランプ波が生成されるので、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値が大きくように変更される。

なお、このような上限値制御回路６１によってオン時間Ｔｏｎの上限値を設ける理由は、以下のような異常時に備えるためである。

（１）過大な順電圧Ｖｆをもつ負荷が点灯装置１０ａに接続された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａの出力電圧が過大になってしまうことを防止する。つまり、点灯装置１０ａに接続される固体発光素子の順電圧が所定値よりも大きい状態（異常）が発生した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａの出力電圧が過大になってしまうことを防止する。

（２）オン時間Ｔｏｎが大きくなりすぎると、スイッチング周波数が低くなって可聴周波数帯に入ってしまい、音鳴りを起こしてしまうことを防止する。

（３）抵抗４４等の電流検出用の抵抗が短絡故障し、電流ＩＬのピークが検出できなくなった場合に、スイッチング素子４３がオンし続けてしまうことを防止する。

次に、以上のように構成された本実施の形態における点灯装置１０ａの動作について、説明する。

ここで、理解を容易にするために、本実施の形態における点灯装置１０ａの動作を説明する前に、まず、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎの上限値を変更する機能を持たない比較例に係る点灯装置の動作について、説明する。

なお、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎの上限値を変更する機能を持たない比較例に係る点灯装置とは、例えば、図４に示される回路図の構成を備える点灯装置１１０である。この比較例に係る点灯装置１１０は、図１に示される本実施の形態における点灯装置１０ａから、検出回路３０ａを除外した構成を備える。つまり、この点灯装置１１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０とから構成される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０が有する制御回路１５０は、図５の回路図に示されるように、図２に示される本実施の形態における制御回路５０から、抵抗５４ａとトランジスタ５２とを除外した回路（図２と図５における一点鎖線枠を参照）に相当する。図４及び図５において、本実施の形態と同じ構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６は、図４に示された比較例に係る点灯装置１１０の動作を示すタイミング図である。ここに示される各信号は、図４の回路図に記載された信号に相当する。つまり、図６の（ａ）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃの波形を示す。図６の（ｂ）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電圧Ｖｄｃの波形を示す。図６の（ｃ）は、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの時間変化を示す。図６の（ｄ）は、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬの波形を示す。図６の（ｅ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０からの出力電流Ｉｏｕｔの波形を示す。

以下、図６を用いて、（１）ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃが一定である場合と、（２）瞬停が発生した場合とに分けて、この点灯装置１１０の動作を説明する。

（１）ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃが一定である場合
この場合には、点灯装置１１０は、図６の「通常時」に示される動作をする。つまり、交流電源１２から供給された交流電圧Ｖａｃ（図６の（ａ）参照）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０で直流電圧Ｖｄｃに変換され（図６の（ｂ）参照）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に供給される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０では、制御回路１５０による制御の下で、スイッチング素子４３は、一定のオン時間Ｔｏｎだけオンし、その後、一定のオフ時間だけオフすることを繰り返すことで（図６の（ｃ）参照）、ＢＣＭでスイッチングする。このとき、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎにおいて、ＬＥＤ１４、インダクタ４１の一次巻線４１ａ、スイッチング素子４３及び抵抗４４に電流が流れ、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬが増加する。一方、スイッチング素子４３のオフ時間において、インダクタ４１に蓄積されていたエネルギーがダイオード４２を介して放出されることで、インダクタ４１、ダイオード４２及びＬＥＤ１４に電流が流れる。その結果、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬが減少する。このようなスイッチング素子４３のスイッチングにより、インダクタ４１の一次巻線４１ａには、ピーク電流値が一定（上述した所定の閾値）となる鋸歯状（三角波の繰り返し）の電流ＩＬが流れる（図６の（ｄ）参照）。

インダクタ４１及びダイオード４２で生成された脈流電圧は、コンデンサ４５で平滑化され、その結果、一定の出力電流ＩｏｕｔがＬＥＤ１４に供給される（図６の（ｅ）参照）。

制御回路１５０は、スイッチング素子４３をＢＣＭで動作させるために、インダクタ４１の二次巻線４１ｂに接続されたＺＣＤ端子に入力される電圧により、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬがゼロとなる状態（ゼロ電流）を検出する。ゼロ電流を検出すると、制御回路１５０は、ＧＤ端子からスイッチング素子４３をオンさせる制御信号を出力する。また、制御回路１５０は、ＣＤ端子に入力される電圧により、スイッチング素子４３に流れる電流が所定の閾値に達したことを検出すると、ＧＤ端子からスイッチング素子４３をオフさせる制御信号を出力する。

（２）瞬停が発生した場合
この場合には、点灯装置１１０は、図６の「瞬停時」に示される動作をする。つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０への交流電圧Ｖａｃの供給が断たれるために（図６の（ａ）参照）、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電圧Ｖｄｃが時間とともに低下していく（図６の（ｂ）参照）。

直流電圧Ｖｄｃが低下していくと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０では、上記式１に従って、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎが大きくなっていくが、オン時間Ｔｏｎが上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）に達すると、その状態が維持される（図６の（ｃ）参照）。その結果、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬは、ピーク制御（ピーク値を一定する制御）ではなく、オン時間Ｔｏｎの上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）によって制限され、そのピーク値が低下していく（図６の（ｄ）参照）。

その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０からの出力電流Ｉｏｕｔが一時的に低下し（図６の（ｅ）参照）、ＬＥＤ１４の光出力が一時的に低下し、ちらつきが発生する。

なお、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎに関して、制御ＩＣ６０は、オン時間Ｔｏｎが、ＲＴ端子に接続された抵抗５４ｂに相当するオン時間Ｔｏｎの上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）を超えないように、スイッチング素子４３のスイッチングを制御する。

以上のような、瞬停時における比較例に係る点灯装置１１０の動作は、瞬降時でも同様である。

このように、比較例に係る点灯装置１１０では、瞬停又は瞬降が発生した場合に、ＬＥＤ１４の光出力が一時的に低下し、ちらつきが発生する。

次に、本実施の形態における点灯装置１０ａの動作を説明する。

なお、本実施の形態における点灯装置１０ａは、少なくとも比較例に係る点灯装置１１０が備える構成を備えるので、少なくとも比較例に係る点灯装置１１０がもつ機能を有している。ところが、本実施の形態における点灯装置１０ａは、比較例に係る点灯装置１１０に比べて、さらに検出回路３０ａを備える点、及び、制御回路５０が検出回路３０ａからの信号を処理する機能を有する点で、比較例に係る点灯装置１１０と異なる。以下、本実施の形態における点灯装置１０ａの動作について、比較例に係る点灯装置１１０と異なる点を説明する。

図７は、本実施の形態における点灯装置１０ａの動作を示すタイミング図である。この図７は、比較例に係る図６に、制御回路５０におけるトランジスタ５２の状態を示すタイミングチャート（図７の（ｃ））を追加したものに相当する。つまり、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれ、図６の（ａ）〜（ｅ）に相当し、図７の（ｃ）は、制御回路５０におけるトランジスタ５２の状態を示す。

図７と図６とを比較して分かるように、瞬停時における動作が本実施の形態と比較例とで異なる。本実施の形態では、瞬停が発生すると（図７の（ａ）及び（ｂ）参照）、交流電圧Ｖａｃを整流及び平滑化する検出回路３０ａから出力されて制御回路５０のＡＣＤ端子に入力される直流電圧が低下していく。その結果、それまでオンしていた、制御回路５０のＡＣＤ端子に接続されたトランジスタ５２は、オフする（図７の（ｃ）参照）。

トランジスタ５２がオフすると、制御ＩＣ６０のＲＴ端子とＧＮＤ端子との間に接続された抵抗は抵抗５４ｂだけとなり、ＲＴ端子とＧＮＤ端子との間の抵抗値が大きくなる。その結果、制御ＩＣ６０は、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）を大きくするように、その上限値を変更する。

これにより、オン時間Ｔｏｎは、上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）で制限されることなく、上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）を超えて大きくなる（図７の（ｄ）参照）。その結果、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬは、低下することなく、一定値に維持され（図７の（ｅ）参照）、これにより、ピーク制御（ピーク値を一定する制御）が維持される。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａからの出力電流Ｉｏｕｔは一定に維持され（図７の（ｆ）参照）、つまり、ＬＥＤ１４の光出力が一定に維持され、ちらつきは発生しない。

以上のような、瞬停時における本実施の形態における点灯装置１０ａの動作は、瞬降時でも同様である。

このように、本実施の形態における点灯装置１０ａによれば、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力は一定に維持され、ちらつきが発生しない。

なお、瞬停ではなく、入力の交流電圧Ｖａｃの供給がより長い時間にわたって断たれた場合には、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎが変更後の上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）に達し、その結果、ピーク制御が維持されないで、ちらつきが発生し得るのはいうまでもない。この場合であっても、本実施の形態における点灯装置１０ａによれば、比較例に係る点灯装置１１０に比べ、ちらつきの開始時間が遅くなり、その結果、ちらつき期間が短くなる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における点灯装置について説明する。

図８は、本発明の実施の形態２における点灯装置１０ｂの回路図である。この点灯装置１０ｂは、ＬＥＤ１４に電流を供給する装置であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、検出回路３０ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａとを備える。この点灯装置１０ｂは、実施の形態１における点灯装置１０ａと比べ、異なる種類の検出回路３０ｂを備える。以下、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する（以下の実施の形態についても同様）。

検出回路３０ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧又はＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される第１直流電圧を検出する回路の一例であり、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電圧Ｖｄｃを検出する。この検出回路３０ｂは、図９に示されるように、抵抗３４ａ及び３４ｂ、基準電圧発生器３５、及び、コンパレータ（比較器）３６を有する。

この検出回路３０ｂによれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力された直流電圧Ｖｄｃは、抵抗３４ａ及び抵抗３４ｂで分圧され、分圧後の電圧と、基準電圧発生器３５から生成される基準電圧Ｖｒｅｆとが、コンパレータ３６で比較される。その結果、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力された直流電圧Ｖｄｃが所定値より小さくなったときに、そのことを示す信号がコンパレータ３６から出力され、制御回路５０のＡＣＤ端子に入力される。なお、所定値とは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃにおいて生じる瞬停又は瞬降を検出するのに適した値として予め定められた値である。

ＡＣＤ端子に入力された制御回路５０は、実施の形態１と同様の動作をする。つまり、制御回路５０は、検出回路３０ｂのコンパレータ３６によって直流電圧Ｖｄｃが所定値より小さくなったことが検出された場合に、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）をより大きな値に変更する。

その結果、実施の形態１と同様に、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力は一定に維持され、ちらつきが発生しない（あるいは、ちらつきの発生が抑制される）。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における点灯装置について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態３における点灯装置１０ｃの回路図である。この点灯装置１０ｃは、ＬＥＤ１４に電流を供給する装置であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、検出回路３０ｃと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａとを備える。この点灯装置１０ｃは、実施の形態１における点灯装置１０ａと比べ、異なる種類の検出回路３０ｃを備える。

検出回路３０ｃは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧又はＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される第１直流電圧を検出する回路の一例であり、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃを検出する。この検出回路３０ｃは、図１０に示されるように、交流電圧を直流電圧に変換する整流器（ダイオード３１ａ及び３１ｂ）、分圧器（抵抗３２ａ及び３２ｂ）、及び、ＭＣＵ（マイクロコンピュータ）３７を有する。

この検出回路３０ｃによれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃは、整流器（ダイオード３１ａ及び３１ｂ）で整流され、さらに、分圧器（抵抗３２ａ及び３２ｂ）で分圧され、分圧後の電圧がＭＣＵ３７に入力される。ＭＣＵ３７は、交流電圧Ｖａｃを整流する整流器から出力される直流電圧を監視し、その直流電圧が所定値より小さくなった場合に、そのことを示す検出信号を制御回路５０に出力するマイクロコンピュータの一例である。本実施の形態では、ＭＣＵ３７は、検出回路３０ｃで整流され、分圧された後の直流電圧を内蔵のＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換し、得られたデジタル値が所定値より低くなったか否かを判定する。なお、所定値とは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃにおいて生じる瞬停又は瞬降を検出するのに適した値として予め定められた値である。

そのデジタル値が所定値よりも低くなったと判定した場合には、ＭＣＵ３７は、そのこと（つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃが所定値より低くなったこと）を示す検出信号を制御回路５０に出力する。

ＭＣＵ３７から出力された検出信号は、制御回路５０のＡＣＤ端子に入力され、その検出信号を受け取った制御回路５０は、実施の形態１と同様の動作をする。つまり、制御回路５０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０に入力される交流電圧Ｖａｃが所定値より低くなったことを示す検出信号を検出回路３０ｃから受け取った場合に、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎの上限値Ｔｏｎ（ｍａｘ）をより大きな値に変更する。

その結果、実施の形態１と同様に、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力は一定に維持され、ちらつきが発生しない（あるいは、ちらつきの発生が抑制される）。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における点灯装置について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態４における点灯装置１０ｄの回路図である。この点灯装置１０ｄは、ＬＥＤ１４に電流を供給する装置であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、検出回路３０ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂとを備える。この点灯装置１０ｄは、実施の形態１における点灯装置１０ａと比べ、異なる種類のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂを備える。

つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂは、第１直流電圧を、固体発光素子に印加する第２直流電圧に変換する回路の一例であり、本実施の形態では、直流電圧Ｖｄｃを、ＬＥＤ１４に印加する直流電圧（ＬＥＤ１４の順電圧Ｖｆ）に変換する昇降圧コンバータである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂは、インダクタ４１、ダイオード４２、スイッチング素子４３、抵抗４４、コンデンサ４５及び制御回路５０を有する。実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは降圧コンバータであったが、本実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂは昇降圧コンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂを構成する回路部品は、実施の形態１と同じであるが、図１１に示されるように、接続形態が実施の形態１と異なる。

このようなＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂでは、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎにおいて、スイッチング素子４３、インダクタ４１の一次巻線４１ａ及び抵抗４４に電流が流れ、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬが増加する。一方、スイッチング素子４３のオフ時間において、インダクタ４１に蓄積されていたエネルギーがＬＥＤ１４及びダイオード４２を介して放出されることで、インダクタ４１、ＬＥＤ１４及びダイオード４２に電流が流れる。その結果、インダクタ４１の一次巻線４１ａに流れる電流ＩＬが減少する。ただし、スイッチング素子４３がＢＣＭでスイッチングする点は、実施の形態１と同じである。

このような構成を備える本実施の形態における点灯装置１０ｄは、実施の形態１と同じ機能を有する検出回路３０ａ及び制御回路５０を備えるので、瞬停及び瞬降においては、実施の形態１と同様の動作をする。よって、実施の形態１と同様に、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力は一定に維持され、ちらつきが発生しない（あるいは、ちらつきの発生が抑制される）。

なお、本実施の形態では、点灯装置１０ｄは、実施の形態１と同様の検出回路３０ａを備えたが、これに代えて、実施の形態２における検出回路３０ｂ、又は、実施の形態３における検出回路３０ｃを備えてもよい。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における点灯装置について説明する。

図１２は、本発明の実施の形態５における点灯装置１０ｅの回路図である。この点灯装置１０ｅは、ＬＥＤ１４に電流を供給する装置であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、検出回路３０ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃとを備える。この点灯装置１０ｅは、実施の形態１における点灯装置１０ａと比べ、異なる種類のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃを備える。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃは、第１直流電圧を、固体発光素子に印加する第２直流電圧に変換する回路の一例であり、本実施の形態では、直流電圧Ｖｄｃを、ＬＥＤ１４に印加する直流電圧（ＬＥＤ１４の順電圧Ｖｆ）に変換するフライバックコンバータである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃは、インダクタ４６、ダイオード４２、スイッチング素子４３、抵抗４４、コンデンサ４５及び制御回路５０を有する。実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは降圧コンバータであったが、本実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃはフライバックコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃを構成する回路部品の種類は、実施の形態１と同じであるが、図１２に示されるように、接続形態と、インダクタ４６の種類が実施の形態１と異なる。

本実施の形態では、インダクタ４６は、チョークトランスであり、スイッチング素子４３のスイッチングに応じてエネルギーを蓄積及び放出する一次巻線４６ａと、誘導起電力を発生する二次巻線４６ｂと、ゼロ電流を検出するための補助巻線４６ｃとを有する。二次巻線４６ｂは、二次巻線４６ｂで発生した誘導起電力がダイオード４２を介してＬＥＤ１４に供給されるように、ダイオード４２、コンデンサ４５及びＬＥＤ１４と接続されている。また、補助巻線４６ｃは、制御回路５０のＺＣＤ端子に接続されている。

このようなＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃでは、スイッチング素子４３のオン時間Ｔｏｎにおいて、インダクタ４６の一次巻線４６ａ、スイッチング素子４３及び抵抗４４に電流が流れ、インダクタ４６の一次巻線４１ａに電流ＩＬ１が流れる。一方、スイッチング素子４３のオフ時間において、インダクタ４６の二次巻線４６ｂに蓄積されていたエネルギーがダイオード４２を介して放出されることで、インダクタ４６の二次巻線４６ｂ、ダイオード４２及びＬＥＤ１４に電流ＩＬ２が流れる。インダクタ４６に流れる電流は、補助巻線４６ｃによって検出され、制御回路５０において、インダクタ４６に流れる電流がゼロになる状態（ゼロ電流）が検出される。

なお、スイッチング素子４３がＢＣＭでスイッチングする点は、実施の形態１と同じである。また、図７の（ｅ）に示される電流ＩＬは、本実施の形態では、インダクタ４６に流れる電流（一次巻線４１ａ及び二次巻線４６ｂに流れる電流）に相当する。

このような構成を備える本実施の形態における点灯装置１０ｅは、実施の形態１と同じ機能を有する検出回路３０ａ及び制御回路５０を備えるので、瞬停及び瞬降においては、実施の形態１と同様の動作をする。よって、実施の形態１と同様に、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力は一定に維持され、ちらつきが発生しない（あるいは、ちらつきの発生が抑制される）。

なお、本実施の形態では、点灯装置１０ｅは、実施の形態１と同様の検出回路３０ａを備えたが、これに代えて、実施の形態２における検出回路３０ｂ、又は、実施の形態３における検出回路３０ｃを備えてもよい。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における照明器具について説明する。

図１３は、本発明の実施の形態６における照明器具８０の外観図である。この照明器具８０は、上記実施の形態１〜５における点灯装置１０ａ〜１０ｅのいずれかと、その点灯装置からの電流の供給を受けるＬＥＤ１４とを備える。本実施の形態では、照明器具８０は、ダウンライトであり、点灯装置を収納する回路ボックス８１、ＬＥＤ１４が装着された灯体８２、及び、回路ボックス８１と灯体８２のＬＥＤ１４とを電気的に接続する配線８３から構成される。

このような照明器具８０は、上記実施の形態１〜５における点灯装置１０ａ〜１０ｅのいずれかを備えるので、瞬停又は瞬降が発生した場合であっても、ＬＥＤ１４の光出力が一定に維持され、ちらつきが発生しない（あるいは、ちらつきの発生が抑制される）。

以上、本発明に係る点灯装置及び照明器具について、実施の形態１〜６に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したもの、及び、実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される形態も、本発明の範囲内に含まれてもよい。

たとえば、上記実施の形態１〜６では、固体発光素子の一例として、ＬＥＤが用いられたが、固体発光素子としてはＬＥＤに限定されず、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等の他の種類の固体発光素子であってもよい。

また、固体発光素子は、一つのＬＥＤに限られず、複数のＬＥＤであってもよい。このき、複数のＬＥＤは、直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよいし、それらが混在した接続であってもよいし、複数のＬＥＤチップが接続されたモジュールであってもよいし、複数のモジュールで構成されていてもよい。

また、上記実施の形態１〜６におけるＤＣ／ＤＣコンバータは、降圧コンバータ、昇降圧コンバータ、又は、フライバックコンバータに限られず、昇圧コンバータ等の他の種類のコンバータであってもよい。

１０ａ〜１０ｅ 点灯装置
１４ ＬＥＤ（固体発光素子）
２０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３０ａ〜３０ｃ 検出回路
３１ａ、３１ｂ ダイオード（整流器）
３６ コンパレータ（比較器）
３７ マイクロコンピュータ
４０ａ〜４０ｃ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４３ スイッチング素子
５０ 制御回路
８０ 照明器具

Claims (9)

1. 固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、
   交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、
   前記第１直流電圧を、前記固体発光素子に印加する第２直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記交流電圧又は前記第１直流電圧を検出する検出回路とを備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を電流臨界モードでオン及びオフを繰り返させる制御をする制御回路とを有し、
   前記制御回路は、前記スイッチング素子がオン状態を継続する時間であるオン時間が予め定めた上限値を超えないように前記制御を行い、前記検出回路で検出された前記交流電圧又は前記第１直流電圧が所定値より小さくなった場合に、前記上限値をより大きな値に変更する
   点灯装置。
2. 前記検出回路は、前記交流電圧を直流電圧に変換する整流器を有し、
   前記制御回路は、前記整流器から出力される直流電圧が前記所定値より小さくなった場合に、前記上限値をより大きな値に変更する
   請求項１記載の点灯装置。
3. 前記検出回路はさらに、前記整流器から出力される直流電圧を監視し、前記直流電圧が前記所定値より小さくなった場合に、検出信号を出力するマイクロコンピュータを有し、
   前記制御回路は、前記マイクロコンピュータから前記検出信号が出力された場合に、前記上限値をより大きな値に変更する
   請求項２記載の点灯装置。
4. 前記検出回路は、前記第１直流電圧が前記所定値より小さくなったことを検出する比較器を有し、
   前記制御回路は、前記比較器によって前記第１直流電圧が前記所定値より小さくなったことが検出された場合に、前記上限値をより大きな値に変更する
   請求項１記載の点灯装置。
5. 前記制御回路は、前記点灯装置における異常が発生した場合に、前記オン時間が前記上限値を超えないように前記制御を行い、
   前記異常は、前記固体発光素子の順電圧が所定値よりも大きい状態である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の点灯装置。
6. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、降圧コンバータである
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置。
7. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、昇降圧コンバータである
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置。
8. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、フライバックコンバータである
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の点灯装置と、
   前記点灯装置からの電流の供給を受ける固体発光素子と
   を備える照明器具。

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