JP2017010728A - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷電圧を検知することができる点灯装置を提供する。
【解決手段】負荷２に直流電流を出力する点灯装置１であって、スイッチング素子１５を有し、入力された直流電圧を降圧するダウンコンバータ回路１０と、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御する制御部２０とを備え、制御部２０は、動作モードとして、検出モードを有し、検出モードにおいて、スイッチング素子１５をオンしてから、スイッチング素子１５に流れる電流が予め定められた値になるまでに要する時間を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置及び照明器具に関し、特に、固体発光素子に電流を出力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（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子に電流を供給する点灯装置として、様々な点灯装置が提案されている。

点灯装置は、負荷である固体発光素子に定電流を出力するが、固体発光素子に印加される負荷電圧（順方向電圧）に応じて出力電流が変動する。これに伴い、例えば、点灯装置の出力端に設けられた平滑コンデンサの充電に要する時間、すなわち、固体発光素子の点灯までに要する時間が変動する。このため、点灯装置の負荷である固体発光素子を交換した場合に、負荷電圧の変化に伴って固体発光素子の点灯までに要する時間が変動する。

このような負荷電圧の変化に応じて、出力電流を変化させる点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１８１２９５号公報

特許文献１には、一つの点灯回路において、複数の異なる負荷電圧を有する固体発光素子モジュールを利用可能とするために、固体発光素子モジュールから出力される特性設定信号を用いる構成が開示されている。これにより、特許文献１に開示された点灯回路では、特性設定信号に基づいて固体発光素子モジュールの電気的特性に適応した電流を出力しようとしている。

しかしながら、特許文献１に開示された点灯装置では、負荷である固体発光素子モジュールに、電流入力用の端子以外に特性設定信号を出力するための信号出力端子を設ける必要がある。つまり、特許文献１に開示された点灯装置では、当該信号出力端子を備えない固体発光素子モジュールを用いることができない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、負荷電圧を検知することができる点灯装置及び照明器具を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係る点灯装置の一態様は、負荷に直流電流を出力する点灯装置であって、スイッチング素子を有し、入力された直流電圧を降圧するダウンコンバータ回路と、スイッチング素子のオン及びオフを制御する制御部とを備え、制御部は、動作モードとして、検出モードを有し、検出モードにおいて、スイッチング素子をオンしてから、スイッチング素子に流れる電流が予め定められた値になるまでに要する時間を検出する。

本発明によれば、負荷電圧を検知することができる点灯装置及び照明器具を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る点灯装置の回路構成を示す回路図である。 図２は、実施の形態に係る制御部の機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る点灯装置の検出モードにおけるインダクタ電流ＩＬの波形を示すグラフである。 図４は、実施の形態に係る記憶部が記憶する時間Ｔｏｎとピーク電流との関係を示すテーブルの一例である。 図５は、実施の形態に係る点灯装置の動作を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態に係る点灯装置のインダクタ電流ＩＬの波形の概要を示すグラフである。 図７は、実施の形態に係る点灯装置の出力電圧波形を示すグラフである。 図８は、変形例の点灯装置のインダクタ電流ＩＬの波形の概要を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の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される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
［１．全体構成］
まず、実施の形態に係る点灯装置及び照明器具の全体構成について、図１を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る点灯装置１の回路構成を示す回路図である。なお、本図には、交流電圧を発生する交流電源４、及び、交流電源４から入力された交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ５も併せて図示されている。

図１に示されるように、照明器具３は、点灯装置１と負荷２とを備える。

負荷２は、点灯装置１から直流電流が入力される固体発光素子である。負荷２は、例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などから構成される。

交流電源４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５に電力を供給する電源であり、例えば、商用交流電源などの系統電源である。

ＡＣ／ＤＣコンバータ５は、交流電圧を直流電圧に変換する回路であり、ダイオードブリッジなどの整流回路、平滑コンデンサ、及び、ブーストコンバータを備える。

点灯装置１は、負荷２に直流電流を出力する装置である。図１に示されるように、ダウンコンバータ回路１０と、制御部２０とを備える。

ダウンコンバータ回路１０は、スイッチング素子１５を有し、ＡＣ／ＤＣコンバータ５から入力された直流電圧を降圧する回路である。ダウンコンバータ回路１０は、スイッチング素子１５に加えて、ダイオード１１、ノイズフィルタ１２、抵抗１３、１６、１９、電解コンデンサ１４、コンデンサ１７、及び、インダクタ１８を備える。

ダイオード１１は、負荷２、及び、インダクタ１８とともに閉回路を構成し、インダクタ１８に蓄積されたエネルギーを回生させる整流素子である。ダイオード１１のカソード端子はノードＮ１に接続され、アノード端子は、ノイズフィルタ１２を介してノードＮ２に接続される。ここで、ノードＮ１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５の高電位側の出力端子が接続されるノードである。また、ノードＮ２は、スイッチング素子１５のドレイン端子とインダクタ１８とが接続されるノードである。

ノイズフィルタ１２は、ダウンコンバータ回路１０に流れる電流のノイズ成分を抑制するための素子である。本実施の形態では、ノイズフィルタ１２は、例えば、フェライトビーズから構成される。

抵抗１３は、電解コンデンサ１４の放電用の抵抗素子である。本実施の形態では、抵抗１３は、三つの直列接続された抵抗素子から構成される。抵抗１３は、ノードＮ１とノードＮ４との間に、すなわち、電解コンデンサ１４に並列に、接続される。ここで、ノードＮ４は、電解コンデンサ１４の負側の端子とインダクタ１８とが接続されるノードである。

電解コンデンサ１４は、ダウンコンバータ回路１０の出力電圧の脈動を平滑化するための素子である。電解コンデンサ１４は、ダウンコンバータ回路１０の二つの出力端子間に接続される。

スイッチング素子１５は、制御部２０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）素子である。本実施の形態では、スイッチング素子１５は、インダクタ１８と直列接続されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子１５は、ドレイン端子がノードＮ２に接続され、ソース端子がノードＮ３に接続される。ここで、ノードＮ３は、コンデンサ１７の一方の端子と、抵抗１９の一方の端子とが接続されるノードである。また、ゲート端子は、制御部２０のＧＤ端子に接続される。

コンデンサ１７及び抵抗１６は、スナバ回路を構成する。コンデンサ１７の一方の端子は、抵抗１６の一方の端子に接続され、他方の端子は、ノードＮ３に接続される。抵抗１６の他方の端子は、ノードＮ２に接続される。

インダクタ１８は、チョークコイルである。インダクタ１８は、スイッチング素子１５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１８ａと、一次巻線１８ａ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１８ｂとを有する。インダクタ１８の一次巻線１８ａは、ノードＮ４とノードＮ２との間に接続される。二次巻線１８ｂは、一方の端子がノードＮ５に接続され、他方の端子が制御部２０のＺＣＤ端子に接続される。ここで、ノードＮ５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５の低電位側の出力端子が接続されるノードである。本実施の形態では、ノードＮ５は接地されている。

抵抗１９は、スイッチング素子１５に流れる電流を検出するためのセンス用抵抗である。抵抗１９は、スイッチング素子１５に直列に接続される。本実施の形態では、抵抗１９は、ノードＮ３とノードＮ５との間に接続される。

制御部２０は、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御する回路である。また、制御部２０は、動作モードとして、始動モード、検出モード及び通常モードを有する。

始動モードにおいては、制御部２０は、予め定められた制御設定値に基づいて、スイッチング素子１５をオン及びオフする。始動モードの期間は、点灯装置１への電力供給を開始してから電解コンデンサ１４が負荷２に応じた負荷電圧（すなわち点灯電圧）に充電されるまでの動作期間である。

検出モードにおいては、制御部２０は、スイッチング素子１５をオンしてから、スイッチング素子１５に流れる電流が予め定められた値になるまでに要する時間Ｔｏｎを検出する。さらに、検出モードにおいては、時間Ｔｏｎに基づいて、負荷２に対応する制御設定値であるピーク電流を定める。

通常モードにおいては、制御部２０は、検出モードで検出された時間Ｔｏｎに基づいて定められた制御設定値を用いてスイッチング素子１５を制御する。ここで制御設定値とは、制御部２０において使用されるパラメータであり、負荷２の負荷電圧に応じて定められる。なお、検出モードで定められた制御設定値そのものが用いられなくてもよい。例えば、検出モードで定められた制御設定値に基づいて、適切な設定値が各モードに応じて求められてもよい。具体的には、検出モード直後の通常モードにおいて制御を適正に行うためには、検出モードで定められた制御設定値そのものが用いられる。一方、点灯装置１への電力供給を開始してから点灯までの時間を同一にすることを目的とする場合には、始動モードにおいて検出モードで定められた制御設定値そのものが用いられる。この場合、通常モードでは、当該制御設定値そのものを用いず、当該制御設定値に基づいて、適切な設定値を適宜決定して用いてもよい。また始動モード及び通常モードの各モードにおいて、当該制御設定値、又は、検出モードにおいて検出された時間Ｔｏｎに基づいて、適切な設定値を適宜決定して用いてもよい。

本実施の形態では、負荷２として用いられる固体発光素子の点灯までに要する時間（つまり、電解コンデンサ１４が負荷電圧に充電されるまでに要する時間）が、負荷電圧に依存せずに、ほぼ一定となるように制御設定値であるピーク電流が定められる。

制御部２０は、例えば、プログラムを内蔵したマイクロコンピュータなどで実現される。制御部２０は、ＺＣＤ端子、ＩＳ端子及びＧＤ端子を備える。

ＺＣＤ端子は、インダクタ１８に流れる電流がゼロになる状態を検出するための端子であり、インダクタ１８に流れる電流に対応する電圧が二次巻線１８ｂから入力される。制御部２０は、ＺＣＤ端子に流力される電圧を検出することで、インダクタ１８に流れる電流がゼロになる状態を検出できる。

ＩＳ端子は、スイッチング素子１５に流れる電流を検出するための端子であり、抵抗１９に印加される電圧が入力される。

ＧＤ端子は、スイッチング素子１５を駆動する信号をスイッチング素子１５のゲート端子に出力する端子である。

続いて、制御部２０について、図２を用いて詳細に説明する。

図２は、本実施の形態に係る制御部２０の機能構成の一例を示すブロック図である。

図２に示されるように、制御部２０は、機能的には、ゼロ電流検出部２０１、演算部２０２、駆動部２０３、記憶部２０４及びピーク電流検出部２０５を備える。

ゼロ電流検出部２０１は、ＺＣＤ端子から入力された電圧がゼロになったことを検出することによって、インダクタ１８に流れる電流がゼロになる状態を検出する処理部である。

駆動部２０３は、演算部２０２から入力される信号に基づいてＧＤ端子にスイッチング素子１５をオン又はオフさせる信号を出力する処理部である。

記憶部２０４は、検出モードにおいて検出された時間と、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御するための制御設定値との関係を記憶するメモリである。また、記憶部２０４は、点灯装置１への電力供給が遮断される場合に、通常モードにおいて用いた制御設定値を記憶する。記憶された制御設定値は、点灯装置１への電力供給再開時に演算部２０２によって参照される。

ピーク電流検出部２０５は、ＩＳ端子から入力された電圧を検出することにより、スイッチング素子１５に流れる電流を検出する処理部である。ピーク電流検出部２０５には、ピーク電流の値を示す信号が、演算部２０２から入力される。ピーク電流検出部２０５は、当該信号に対応する電圧がＩＳ端子に入力された場合に、演算部２０２にピーク電流が検出されたことを示す信号を演算部２０２に出力する。

演算部２０２は、制御部２０における制御に係る演算を行う処理部である。具体的には、演算部２０２は、制御部２０の動作モードを通常モード、検出モード又は始動モードに切り替える。なお、各動作モードについては、後述する。また、演算部２０２は、各動作モードにおいて、駆動部２０３に信号を入力することにより、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御する。

より具体的には、演算部２０２は、まず、スイッチング素子１５をオンさせる信号を駆動部２０３に出力する。続いて、ピーク電流検出部２０５からの信号に基づいて、スイッチング素子１５に流れる電流が所定のピーク電流に到達したことを検出した時に、スイッチング素子１５をオフさせる信号を駆動部２０３に出力する。続いて、ゼロ電流検出部２０１からの信号に基づいて、インダクタ１８に流れる電流がゼロになったことを検出した時に、再度スイッチング素子１５をオンさせる信号を駆動部２０３に出力する。

［２．動作］
続いて、本実施の形態に係る点灯装置１の動作について説明する。

［２−１．検出モード］
まず、制御部２０が有する動作モードの一つである検出モードについて、図３を用いて説明する。

図３は、本実施の形態に係る点灯装置１の検出モードにおけるインダクタ電流ＩＬの波形を示すグラフである。図３のグラフ（ａ）は、負荷２に印加される電圧である負荷電圧（すなわち、順方向電圧Ｖｆ）が中程度の場合のインダクタ電流ＩＬの波形を示す。図３のグラフ（ｂ）は、グラフ（ａ）に示される場合より負荷電圧が大きい場合のインダクタ電流ＩＬの波形を示す。グラフ（ｃ）は、グラフ（ａ）に示される場合より負荷電圧が小さい場合のインダクタ電流ＩＬの波形を示す。

検出モードにおいては、制御部２０の演算部２０２から所定の電流Ｉｐ０に到達するまでに要する時間Ｔｏｎを検出する。図３の各グラフに示されるように、負荷電圧に応じて、スイッチング素子１５がオン状態である場合におけるインダクタ電流ＩＬの傾きが変化する。負荷電圧が大きいほどインダクタ電流の傾きは小さくなる。したがって、制御部２０がスイッチング素子１５をオンしてから、スイッチング素子１５に流れる電流が予め定められた値（ここでは、電流Ｉｐ０）になるまでに要する時間Ｔｏｎに基づいて、負荷電圧を検出することができる。ここで、予め定められた電流の値である電流Ｉｐ０は、特に限定されないが、小さい方が好ましい。電流Ｉｐ０を小さい値に定めることにより、検出モードにおける消費電力を抑制することができる。例えば、電流Ｉｐ０を、点灯装置１の調光下限においてスイッチング素子１５に流れるピーク電流の値に設定してもよい。ここで、調光下限とは、点灯装置１の出力電流の最小にする場合の調光度を意味する。

図３に示される波形例では、スイッチング素子１５に流れる電流が、電流Ｉｐ０に到達した時に、スイッチング素子１５をオフする例が示されているが、検出モードにおけるスイッチング素子１５の制御方法は、これに限定されない。検出モードにおいては、スイッチング素子１５に流れる電流が電流Ｉｐ０に到達した時に、時間Ｔｏｎの検出さえ行えば、必ずしもスイッチング素子１５をオフしなくてもよい。例えば、スイッチング素子１５に流れる電流が電流Ｉｐ０を超えて、所定の電流に到達した時に、スイッチング素子１５をオフしてもよい。これにより、検出モードにおいても、所定の電流を負荷２に供給することによって、所望の出力で負荷２として用いられる固体発光素子を点灯させることができる。また、時間Ｔｏｎの検出は、１回又は複数回行われる。時間Ｔｏｎの検出が複数回行われる場合には、検出された時間Ｔｏｎの平均値などを時間Ｔｏｎの代表値として定めてもよい。なお、検出モードにおいて、スイッチング素子１５のスイッチング周期Ｔ（図３参照）を検出してもよい。

続いて、制御部２０の演算部２０２は、検出された時間Ｔｏｎに基づいて、制御設定値を定める。ここで、制御設定値とは、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御するために用いられる制御パラメータである。本実施の形態では、制御設定値としてスイッチング素子１５に流れるピーク電流を用いる。また、本実施の形態では、点灯装置１への電力供給を開始してから負荷２として用いられる固体発光素子が点灯するまでに要する時間が、負荷電圧に依存せずに、ほぼ一定となるように制御設定値であるピーク電流が定められる。

制御部２０の演算部２０２は、記憶部２０４を参照することにより、検出モードにおいて検出された時間Ｔｏｎに基づいて制御設定値であるピーク電流を定める。記憶部２０４は、検出モードにおいて検出される時間Ｔｏｎと、制御設定値であるピーク電流との関係を記憶する。ここで、時間Ｔｏｎと、ピーク電流との関係について図４を用いて説明する。

図４は、本実施の形態に係る記憶部２０４が記憶する時間Ｔｏｎとピーク電流との関係を示すテーブルの一例である。図４に示されるように、本実施の形態では、ピーク電流は、時間Ｔｏｎが長いほど、大きい値に定められる。これにより、負荷２として用いられる固体発光素子の点灯までに要する時間の、負荷電圧による差を抑制することができる。

図４に示されるように、記憶部２０４は、時間Ｔｏｎと、時間Ｔｏｎに対応する制御設定値であるピーク電流との関係を記憶しており、演算部２０２は、記憶部２０４が記憶する当該関係から、検出された時間Ｔｏｎに対応するピーク電流を定めることができる。演算部２０２は、図４に示されるテーブルに検出された時間Ｔｏｎがない場合には、当該テーブルに示される時間Ｔｏｎとピーク電流との関係から、補間などの方法を用いてピーク電流を定めてもよい。

なお、図４では、時間Ｔｏｎとピーク電流との関係を示すテーブルを例示したが、記憶部２０４が、記憶する時間Ｔｏｎとピーク電流との関係は、テーブル以外の形で記憶されていてもよい。例えば、記憶部２０４は、時間Ｔｏｎとピーク電流との関係式を記憶していてもよい。

演算部２０２は、検出モードでの動作を行う前に用いていた制御設定値を変更する必要があるか否かを判断する。すなわち、演算部２０２は、検出モードで定められた制御設定値であるピーク電流が、検出モードでの動作を行う前に用いていたピーク電流と異なるか否かを判断する。検出モードでの動作を行う前に用いていたピーク電流は、記憶部２０４に記憶されており、演算部２０２は、記憶部２０４に記憶されたピーク電流と、検出モードにおいて定められたピーク電流とを比較することによって、それらが異なるか否かを判断する。なお、両ピーク電流の比較においては、両ピーク電流間の差が、所定の範囲内であれば、実質的に同一とみなしてよい。また、制御設定値を変更する必要の有無の判断は、制御設定値の比較以外の方法で行ってもよい。例えば、検出モードで検出された時間Ｔｏｎを記憶して、前回の検出モードで検出された時間Ｔｏｎと、今回の検出モードで検出された時間Ｔｏｎとを比較することによって、当該判断を行ってもよい。

演算部２０２は、検出モードで定められたピーク電流が、検出モードによる動作を行う前に用いていたピーク電流と異なると判断すれば、記憶部２０４に記憶された制御設定値を、当該定められたピーク電流に更新する。

以上のように、検出モードでは、負荷電圧に対応する時間Ｔｏｎを検出して、時間Ｔｏｎに基づいて、負荷２に対応する制御設定値であるピーク電流を定める。検出モードにおいて定められた制御設定値は、通常モード及び次回の始動モードを適正に制御するために用いられる。

なお、制御部２０が検出モードで動作を行うタイミングは、特に限定されないが、例えば、負荷２が点灯した直後の一定期間に、検出モードで時間Ｔｏｎを検出してもよい。

［２−２．通常モード］
続いて、制御部２０が有する動作モードの一つである通常モードについて説明する。

通常モードにおいては、制御部２０は、上記検出モードにおいて定められた制御設定値であるピーク電流を用いて、スイッチング素子１５を制御する。より具体的には、まず、通常モードにおいては、制御部２０の演算部２０２は、駆動部２０３にスイッチング素子１５をオンさせる。続いて、演算部２０２は、スイッチング素子１５に流れる電流が、上記検出モードで定められたピーク電流に到達したことをピーク電流検出部２０５によって検出した時に、駆動部２０３にスイッチング素子１５をオフさせる。そして、演算部２０２は、インダクタ１８に流れる電流ＩＬがゼロになったことをゼロ電流検出部２０１によって検出した時に、駆動部２０３に再度、スイッチング素子１５をオンさせる。制御部２０は、以後同様の制御を繰り返す。

以上のように制御部２０は、上記検出モードで定められた制御設定値を用いて、スイッチング素子１５を制御するため、負荷電圧に適した電流を供給することができる。

［２−３．動作フロー］
続いて、本実施の形態に係る点灯装置１の動作フローについて、図５を用いて説明する。

図５は、本実施の形態に係る点灯装置１の動作を示すフローチャートである。

図５に示されるように、まず、点灯装置１の電源がオンされる。すなわち、点灯装置１に電力供給が開始される。なお、点灯装置１への電力供給は、交流電源４の出力を制御することによって制御してもよいし、交流電源４と点灯装置１との間に、電源スイッチ、調光器などの機器を設けて、それらの機器によって制御してもよい。

続いて、制御部２０は、始動モードで動作を行う（Ｓ１）。すなわち、制御部２０は、予め定められた制御設定値、又は、前回の通常モードで用いられた制御設定値に基づいて、スイッチング素子１５をオン及びオフする。

続いて、制御部２０は、検出モードで動作を行う（Ｓ２）。すなわち、制御部２０は、スイッチング素子１５をオンしてから、スイッチング素子１５に流れる電流が予め定められた値（電流Ｉｐ０）になるまでに要する時間Ｔｏｎを検出する。制御部２０は、検出された時間Ｔｏｎに基づいて制御設定値であるピーク電流を定める。

続いて、制御部２０は、検出モードでの動作を行う前に用いていた制御設定値であるピーク電流を変更する必要があるか否かを判断する（Ｓ３）。本実施の形態では、検出モードにおいて検出された時間Ｔｏｎに基づいて定められたピーク電流と、検出モードでの動作を行う前に用いていたピーク電流とを比較することによって、ピーク電流を変更する必要があるか否かを判断する。

ここで、制御部２０が検出モードでの動作を行う前に用いていた制御設定値であるピーク電流を変更する必要がないと判断した場合（Ｓ３でＮｏ）には、そのまま、通常モードでの動作に移行する（Ｓ６）。

一方、制御部２０が検出モードでの動作を行う前に用いていた制御設定値であるピーク電流を変更する必要があると判断した場合（Ｓ３でＹｅｓ）には、検出された時間Ｔｏｎに基づいて制御設定値であるピーク電流を変更する（Ｓ４）。すなわち、制御部２０は、通常モードにおいて用いられるピーク電流を、検出モードでの動作を行う前に用いていたピーク電流から、検出モードで検出された時間Ｔｏｎに基づいて定められたピーク電流に変更する。制御部２０は、当該変更された制御設定値であるピーク電流を記憶する（Ｓ５）。本実施の形態では、制御部２０の記憶部２０４が、当該変更されたピーク電流を記憶する。制御部２０は、制御設定値であるピーク電流を記憶した後、通常モードでの動作に移行する（Ｓ６）。

制御部２０は、点灯装置１の電源がオフされるまで、通常モードでの動作を継続する。すなわち、点灯装置１への電力供給が遮断されるまで、制御部２０は、通常モードでの動作を継続する。

点灯装置１の電源がオフされた後、制御部２０は、上記の動作を繰り返し行う。

以上のように、制御部２０が動作することにより、例えば、負荷２として用いられる固体発光素子が交換された場合においても、点灯装置１は、検出モードにおいて負荷電圧に対応する時間Ｔｏｎを検出することにより、負荷電圧の変化を検知することができる。さらに、負荷電圧が変化した場合には、点灯装置１は、当該負荷電圧に対応する制御設定値を定めることにより負荷２に適した電流を供給することができる。

なお、制御部２０が検出モードでの制御を行うタイミングは特に限定されないが、図５のフローチャートに示されるように、点灯装置１の始動モードの直後に行ってもよい。この場合のインダクタ電流ＩＬの波形の概要について、図６を用いて説明する。

図６は、本実施の形態に係る点灯装置１のインダクタ電流ＩＬの波形の概要を示すグラフである。

図６に示されるように、点灯装置１は、電源がオンされた場合、まず始動モードで電解コンデンサ１４の充電を行う。次に、検出モードでの動作を行う。本実施の形態では、検出モードでは、インダクタ電流ＩＬのピーク値、すなわち、ピーク電流が通常モード以下になるように制御される。

続いて、点灯装置１は、検出モードにおいて定められた制御設定値であるピーク電流を用いて通常動作を行う。点灯装置１は、電源がオフされるまで通常モードでの動作を継続する。

以上のように検出モードで定められた制御設定値を用いることで、負荷２として、順方向電圧が異なる固体発光素子が接続されても、点灯装置１への電力供給を開始してから固体発光素子が点灯するまでに要する時間をほぼ一定とすることができる。この効果について図７を用いて説明する。

図７は、本実施の形態に係る点灯装置１の出力電圧波形を示すグラフである。

図７において、本実施の形態に係る点灯装置１に接続される負荷２の負荷電圧（順方向電圧）がＶｆ１であり、制御設定値であるピーク電流がＩｐ１０である場合の出力電圧波形例（ａ）が一点鎖線で示される。また、本実施の形態に係る点灯装置１に接続される負荷２の負荷電圧がＶｆ１より高いＶｆ２であり、制御設定値であるピーク電流がＩｐ２０である場合の出力電圧波形例（ｂ）が実線で示される。なお、本実施の形態に係る点灯装置１では、負荷電圧に応じた制御設定値を用いるため、負荷電圧がＶｆ２である場合に用いられる制御設定値であるピーク電流Ｉｐ２０は、負荷電圧がＶｆ２である場合に用いられるピーク電流Ｉｐ１０とは異なる。

さらに、図７には、比較例の点灯装置の出力電圧波形も示されている。比較例の点灯装置は、制御部が検出モードを有さない点において点灯装置１と相違し、その他の構成において点灯装置１と一致する。比較例の点灯装置に接続される負荷の負荷電圧（順方向電圧）がＶｆ１であって、制御設定値であるピーク電流がＩｐ１０である場合の出力電圧波形は、上記出力電圧波形（ａ）と一致する。また、比較例の点灯装置に接続される負荷の負荷電圧（順方向電圧）がＶｆ２であって、制御設定値であるピーク電流がＩｐ１０である場合の出力電圧波形（ｃ）が破線で示される。

図７に示されるように、本実施の形態に係る点灯装置１では、Ｖｆ１及びＶｆ２のいずれの負荷電圧においても、電源オン（点灯装置１への電流供給開始）の時刻から出力電圧が飽和する時刻ｔ１までの時間が、ほぼ同じである。すなわち、Ｖｆ１及びＶｆ２のいずれの負荷電圧においても、負荷２である固体発光素子が点灯するまでに要する時間は、ほぼ同じである。一方、比較例の点灯装置では、負荷電圧がＶｆ２である場合には、負荷電圧がＶｆ１である場合より、出力電圧が飽和するまでに要する時間がΔｔだけ長い。

このように、本実施の形態に係る点灯装置１では、負荷電圧に応じて制御設定値を変更することにより、出力電圧が飽和するまでに要する時間、すなわち、負荷２である固体発光素子が点灯するまでに要する時間をほぼ一定にすることができる。

なお、点灯装置１の一般的な例では、検出モードに要する時間は、１０〜１００μｓｅｃ程度であり、点灯までに要する時間は、１秒程度である。したがって、点灯後に検出モードで動作させても通常動作への影響は無視できる。

［３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１は、スイッチング素子１５を有し、入力された直流電圧を降圧するダウンコンバータ回路１０と、スイッチング素子１５のオン及びオフを制御する制御部２０とを備える。制御部２０は、動作モードとして、検出モードを有し、検出モードにおいて、スイッチング素子１５をオンしてから、スイッチング素子１５に流れる電流が予め定められた値になるまでに要する時間Ｔｏｎを検出する。

これにより、点灯装置１は、負荷電圧に対応する時間Ｔｏｎを検出することができる。つまり検出された時間Ｔｏｎを用いて、負荷電圧を検知することができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御部２０は、動作モードとして、通常モードをさらに有し、通常モードにおいて、検出された時間Ｔｏｎに基づいて定められた制御設定値を用いてスイッチング素子１５を制御してもよい。

これにより、検出モードで検出した時間Ｔｏｎに基づいて定められた制御設定値を用いてスイッチング素子１５を制御することで、負荷電圧に応じて異なる制御を行うことができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御設定値は、スイッチング素子１５に流れるピーク電流であってもよい。

これにより、検出された時間Ｔｏｎと制御設定値であるピーク電流との関係を適切に定めることで、負荷２として用いられる固体発光素子の点灯までに要する時間を、負荷電圧に依存せずに、ほぼ一定とすることができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、ピーク電流は、検出された時間Ｔｏｎが長いほど、大きい値に定められてもよい。

これにより、負荷２として用いられる固体発光素子の点灯までに要する時間の、負荷電圧による差を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御部２０は、検出モードにおいて検出される時間Ｔｏｎと、制御設定値との関係を記憶する記憶部２０４を備え、記憶部２０４を参照して通常モードにおいて用いる制御設定値を定めてもよい。

これにより、制御部２０は、制御設定値を定めることができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御部２０は、点灯装置１への電力供給が遮断される場合に、通常モードにおいて用いた制御設定値を記憶し、記憶された制御設定値を電力供給再開時に参照してもよい。

これにより、制御部２０は、電力供給遮断前に用いた制御設定値を参照することができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御部２０は、検出モードにおいて用いる予め定められた値を、調光下限において前記スイッチング素子に流れるピーク電流の値に設定してもよい。

これにより、検出モードにおける消費電力を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１において、制御部２０は、点灯装置１への電力供給が開始される際に、検出モードで時間Ｔｏｎを検出してもよい。

これにより、点灯装置１への電力供給遮断時に負荷２が交換されて、負荷電圧が変化する場合に、負荷電圧が変化したことを遅滞なく検知することができる。

（変形例など）
以上、本発明に係る点灯装置１及び照明器具３について、実施の形態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るものではない。

例えば、上記実施の形態では、検出モードの直後に通常モードで制御を開始したが、通常モードでの制御は、検出モードの直後に開始しなくてもよい。上記実施の形態に係る点灯装置１とは、制御態様だけが異なる変形例の点灯装置における制御態様について図８を用いて説明する。

図８は、本変形例の点灯装置のインダクタ電流ＩＬの波形の概要を示すグラフである。

図８に示されるように、変形例の点灯装置においては、点灯装置への電力供給が開始される際に、制御部は、ダウンコンバータ回路の出力電流を漸増させる漸増期間を生成する。制御部は、当該漸増期間の少なくとも一部の期間において検出モードでスイッチング素子を制御してもよい。これにより、固体発光素子に流れる電流を漸増させることができるため、固体発光素子に急激に電流が流れることを抑制できる。したがって、固体発光素子にかかるストレスを抑制することができるため、固体発光素子の劣化を抑制することができる。また、これにより、固体発光素子の発光強度が漸増するため、点灯時にユーザが眩しく感じることを抑制できる。なお、図８に示される波形例では、検出モードでの制御は、漸増期間の初めに行われているが、検出モードでの制御は、漸増期間の途中に行われてもよい。また、検出モードでの制御は、通常モードの途中に挿入されてもよい。

また、上記図８などに示される例では、検出モードによる制御を、複数のスイッチング周期に亘って行っているが、単一のスイッチング周期だけ行ってもよい。

また、上記実施の形態では、負荷２として用いられる固体発光素子の点灯までに要する時間が、負荷電圧に依存せずにほぼ一定となるように、制御設定値であるピーク電流が定められたが、制御設定値の定め方はこれに限定されない。例えば、点灯装置１から負荷２に供給される電流を所定の値に設定する場合でも、負荷電圧に応じて、実際に負荷２に供給される電流に差異が生じる。そこで、負荷２に供給される電流が、負荷電圧に依存せずにほぼ一定となるように、制御設定値であるピーク電流を定めてもよい。

また、上記実施の形態では、制御設定値としてピーク電流が用いられたが、制御設定値として他のパラメータを用いてもよい。例えば、制御設定値として、点灯装置１の調光カーブを示す制御設定値を用いてもよい。ここで、調光カーブとは、負荷２に供給される電流と、調光度との関係を示す曲線である。これによれば、負荷電圧に応じて、異なる調光カーブを用いることで、負荷電圧に依存せずに、所望の調光カーブで点灯装置１の調光を制御することができる。

また、上記実施の形態では、点灯装置１に供給される直流電圧の供給源として、ＡＣ／ＤＣコンバータ５が用いられたが、他の任意の直流電源を用いてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 点灯装置
２ 負荷
３ 照明器具
１０ ダウンコンバータ回路
１５ スイッチング素子
２０ 制御部
２０４ 記憶部

Claims (10)

1. 負荷に直流電流を出力する点灯装置であって、
   スイッチング素子を有し、入力された直流電圧を降圧するダウンコンバータ回路と、
   前記スイッチング素子のオン及びオフを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   動作モードとして、検出モードを有し、
   前記検出モードにおいて、前記スイッチング素子をオンしてから、前記スイッチング素子に流れる電流が予め定められた値になるまでに要する時間を検出する
   点灯装置。
2. 前記制御部は、前記動作モードとして、通常モードをさらに有し、
   前記通常モードにおいて、検出された前記時間に基づいて定められた制御設定値を用いて前記スイッチング素子を制御する
   請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記制御設定値は、前記スイッチング素子に流れるピーク電流である
   請求項２に記載の点灯装置。
4. 前記ピーク電流は、検出された前記時間が長いほど、大きい値に定められる
   請求項３に記載の点灯装置。
5. 前記制御部は、前記検出モードにおいて検出される前記時間と、前記制御設定値との関係を記憶する記憶部を備え、当該記憶部を参照して前記通常モードにおいて用いる前記制御設定値を定める
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の点灯装置。
6. 前記制御部は、前記点灯装置への電力供給が遮断される場合に、前記通常モードにおいて用いた前記制御設定値を記憶し、記憶された前記制御設定値を電力供給再開時に参照する
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の点灯装置。
7. 前記制御部は、前記検出モードにおいて用いる前記予め定められた値を、調光下限において前記スイッチング素子に流れるピーク電流の値に設定する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の点灯装置。
8. 前記制御部は、前記点灯装置への電力供給が開始される際に、前記検出モードで前記時間を検出する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の点灯装置。
9. 前記制御部は、前記点灯装置への電力供給が開始される際に、前記ダウンコンバータ回路の出力電流を漸増させる漸増期間を生成し、当該漸増期間の少なくとも一部の期間において前記検出モードで前記時間を検出する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の点灯装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の点灯装置と、
    前記負荷としての固体発光素子とを備える
    照明器具。

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