JP2017084702A

JP2017084702A - 点灯装置および照明器具

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Publication number: JP2017084702A
Application number: JP2015214196A
Authority: JP
Inventors: 陽山上; Akira Yamagami; 前田　貴史; Takashi Maeda; 貴史前田; 友一坂下; Yuichi Sakashita; 義章石黒; Yoshiaki Ishiguro; 章太渡辺; Shota Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: JP6613816B2

Abstract

【課題】ちらつきを抑制することのできるようにスイッチング素子の制御開始タイミングを改善した点灯装置および照明器具を提供する。【解決手段】点灯装置は、直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する昇圧チョッパ回路と、第２スイッチング素子を用いて第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力するバックコンバータ回路と、第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するマイコンと、を備える。マイコンは、昇圧チョッパ回路の起動時に第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように第１スイッチング素子がスイッチングを開始しかつ起動時電圧立ち上げが完了した後に第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、第１制御信号および第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものである。【選択図】図２

Description

本発明は、点灯装置および照明器具に関する。

従来、例えば、特開２０１２−２２７１５５号公報に開示されているように、複数のＬＥＤ駆動回路をずれなく同時に起動させることでＬＥＤ照明起動時のちらつき感を抑制する点灯装置が知られている。具体的には、この公報では、交流−直流変換部に対して、第１群のＬＥＤを点灯させる第１降圧チョッパ回路と第２群のＬＥＤを点灯させる第２降圧チョッパ回路とが接続している。ＬＥＤごとにそれぞれ定電流回路を用いたうえで、各ＬＥＤを同時タイミングにて点灯可能な光源点灯装置を提供することが図られている。

特開２０１２−２２７１５５号公報

上記従来の点灯装置は、第１、２群のＬＥＤそれぞれに別のコンバータ回路を設けたものである。このような方式とは別に、従来、複数のコンバータ回路を直列に接続してＬＥＤ光源を点灯させるいわゆる２コンバータ方式の点灯装置が知られている。この種の点灯装置では、各コンバータ回路のスイッチング素子それぞれが制御回路で制御される。

点灯装置の起動時にコンバータ回路において目標電圧まで電圧を立ち上げるとき、大きなオーバーシュートを伴うことがあり、このオーバーシュートがちらつきの原因となる。点灯装置用のアナログ制御回路およびディジタル制御回路のいずれについても、ちらつきの抑制という観点から、起動時に複数のコンバータ回路においていかなる順番でスイッチング素子のスイッチングを開始するかが検討された文献が無い。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ちらつきを抑制することのできるようにスイッチング素子の制御開始タイミングを改善した点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる点灯装置は、直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、を備え、前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始しかつ前記起動時電圧立ち上げが完了した後に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものである。

第２の発明にかかる点灯装置は、直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、を備え、前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ遅くとも前記起動時電圧立ち上げの完了前に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものであり、前記起動時電圧立ち上げ中に前記第１出力電圧の制御目標値を予め前記目標電圧より小さく定めた値から前記目標電圧まで増加させる。

第３の発明にかかる点灯装置は、直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、を備え、前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ遅くとも前記起動時電圧立ち上げの完了前に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定され、予め定めた所定時点から前記起動時電圧立ち上げの完了までの期間は前記所定時点より前の期間よりも前記第１出力電圧の増加速度を減らすように前記第１制御信号を調整する。

第４の発明にかかる照明器具は、上記第１〜３の発明のいずれか１つを備える。

仮に、何らの対策を施すこともなく第２コンバータ回路を起動させた後に第１コンバータ回路を起動させる場合、第１出力電圧が急峻に立ち上がることで第２コンバータ回路の入力電圧が大きく変動し、その結果として照明光がちらつくおそれがある。本発明によれば、第１コンバータ回路の第１出力電圧に生ずるオーバーシュートが照明光に与える影響を回避または抑制するように制御上の対策を施すことにより、点灯開始時のちらつきを抑制することができる。

本発明の実施の形態１にかかる点灯装置およびこれを備える照明器具を示す回路図である。本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の動作を説明するための電圧波形図である。本発明の実施の形態１にかかる点灯装置で制御装置が実行する具体的制御を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の動作を説明するためのタイムチャートである。本発明の実施の形態１にかかる点灯装置で制御装置が実行する具体的制御を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１の点灯装置における起算点および判定時間のバリエーションを説明するためのタイムチャートである。本発明の実施の形態１の点灯装置における変形例の動作を説明するためのタイムチャートである。本発明の実施の形態１にかかる点灯装置で制御装置が実行する具体的制御の他の例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の動作を説明するための電圧波形図である。本発明の実施の形態２にかかる点灯装置で制御装置が実行する具体的制御を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の変形例の動作を説明するための電圧波形図である。本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の変形例の動作を説明するための電圧波形図である。本発明の実施の形態２にかかる点灯装置で制御装置が実行する具体的制御の他の例を示すフローチャートである。本発明の各実施の形態に適用可能な変形例にかかる点灯装置およびこれを備える照明器具を示す回路図である。本発明の各実施の形態に適用可能な変形例にかかる点灯装置およびこれを備える照明器具を示す回路図である。本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置における制御装置周辺の回路図である。

実施の形態１．
［実施の形態１にかかる装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。照明器具１００は、光源モジュール２１と、点灯装置１とで構成される。点灯装置１は、整流回路６、コンデンサ７、分圧回路を構成する抵抗８、９、昇圧チョッパ回路２、バックコンバータ回路３、制御電源回路４、制御装置５、および駆動回路２４を備えている。整流回路６は、交流電源２２と接続している。

ユーザが壁スイッチＳＷを操作することで点灯装置１へ交流電源２２からの交流入力電圧が投入される。この交流入力電圧の投入は、点灯装置１に対する「点灯指示信号の入力」という意義も有している。交流入力電圧の投入後、制御電源回路４の起動、制御装置５の起動、昇圧チョッパ回路２の起動、およびバックコンバータ回路３の起動の順に点灯装置１が駆動を開始する。

整流回路６は、交流電源２２からの交流電圧を直流電圧に変換する。コンデンサ７は、整流回路６の出力端子に並列に接続する。抵抗８、９が直列接続した分圧回路は、コンデンサ７に並列接続される。抵抗８、９がコンデンサ７の両端電圧を分圧することで入力電圧Ｖ_ｉｎが生成され、この入力電圧Ｖ_ｉｎが制御装置５に入力される。

昇圧チョッパ回路２は、整流回路６から直流電圧を受けて、第１スイッチング素子Ｑ１を用いて直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧Ｖ１を出力する。具体的には、昇圧チョッパ回路２は、インダクタ１０と、第１スイッチング素子Ｑ１と、ダイオード１１と、コンデンサ１５と、抵抗１３、１４が直列接続した分圧回路を備えている。インダクタ１０は、一端が整流回路６の高電位側に接続される。第１スイッチング素子Ｑ１は、実施の形態１ではＭＯＳＦＥＴであり、第１端子（実施の形態１ではドレイン）、第２端子（実施の形態１ではソース）および第１、２端子間をスイッチングするための制御端子（実施の形態１ではゲート）を備え、インダクタ１０の他端に第１端子が接続される。ダイオード１１のアノードが、第１スイッチング素子Ｑ１の第１端子とインダクタ１０の他端との接続点に接続される。コンデンサ１５は、正極がダイオード１１のカソードに接続され、負極が整流回路６の低電位側に接続される電解コンデンサである。抵抗１３、１４が直列接続した分圧回路は、コンデンサ１５に並列に接続される。コンデンサ１５の両端電圧が抵抗１３、１４を用いて分圧され制御装置５に入力される。

抵抗１３、１４で構成される分圧回路は、昇圧チョッパ回路２の出力端に設けられている。抵抗１３と抵抗１４の接続点に現れる検知電圧Ｖｐが制御装置５に入力される。検知電圧Ｖｐは、昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１を検出するために用いられる。

バックコンバータ回路３は、第２スイッチング素子Ｑ２を用いて第１出力電圧Ｖ１を降圧することにより、光源モジュール２１を点灯させるための第２出力電圧Ｖ２を出力する。具体的には、バックコンバータ回路３は、第２スイッチング素子Ｑ２と、ダイオード１８と、インダクタ１７と、コンデンサ２３と、検出抵抗１９を備えている。第２スイッチング素子Ｑ２とダイオード１８からなる直列回路が、昇圧チョッパ回路２のコンデンサ１５と並列に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２は、実施の形態１ではＭＯＳＦＥＴであり、第１端子（実施の形態１ではドレイン）、第２端子（実施の形態１ではソース）および第１、第２端子間をスイッチングするための制御端子（実施の形態１ではゲート）を備えている。第２スイッチング素子Ｑ２の第１端子がコンデンサ１５の一端（正極）と接続し、第２スイッチング素子Ｑ２の第２端子がダイオード１８のカソードおよびインダクタ１７の接続点に接続される。インダクタ１７、コンデンサ２３、および検出抵抗１９はこの順に直列接続して直列回路を形成しており、この直列回路がダイオード１８に並列に接続している。

検出抵抗１９の一端は光源モジュール２１のカソード端とコンデンサ２３の負極端子との接続点に接続しており、検出抵抗１９の他端は接地されている。検出抵抗１９には、光源モジュール２１に流れる電流に比例した電圧が発生する。検出抵抗１９と光源モジュール２１のカソード端との接続点が制御装置５と接続されており、検出抵抗１９に発生した検出電圧Ｖ_ＩＬＥＤが制御装置５に入力される。制御装置５は、検出電圧Ｖ_ＩＬＥＤに基づいて、光源モジュール２１に流れるＬＥＤ電流値Ｉ_ＬＥＤを検出することができる。

光源モジュール２１は、点灯装置１の出力端子（図示せず）を介して、コンデンサ２３に並列に接続している。光源モジュール２１は、複数のＬＥＤ２０を備えており、図１では一例として複数のＬＥＤ２０を１列に直列接続したモジュールとしている。ＬＥＤ２０は、無機半導体で形成されたＬＥＤ素子であってもよく、有機半導体で形成されたいわゆるＯＬＥＤ素子（すなわち有機ＥＬ素子）であってもよい。

制御電源回路４は駆動回路２４の電源電圧Ｖ_ＡＣＣおよび制御装置５の電源電圧Ｖ_ＤＣＣを供給する回路である。制御電源回路４は、実施の形態１ではコンデンサ１５の後段、すなわち昇圧チョッパ回路２の出力端に接続されている。交流電源２２が投入されると、整流回路６によって整流された直流電圧（脈流直流電圧）により制御電源回路４が起動する。制御電源回路４により生成した制御電源Ｖ_ＤＣＣで制御装置５が起動した後、制御装置５により昇圧チョッパ回路２が起動した後は、昇圧チョッパ回路２が出力する第１出力電圧Ｖ１が制御電源回路４の電源となる。

制御電源回路４により生成した制御電源Ｖ_ＡＣＣで起動した駆動回路２４は、制御装置５から制御信号Ｓｐ、Ｓｂを受け取って、この制御信号Ｓｐ、Ｓｂに従って、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート駆動信号を出力する。例えば制御信号Ｓｐ、ＳｂがＰＷＭ（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号であれば、駆動回路２４はこのＰＷＭ信号を必要な電圧レベルに増幅する増幅回路である。

制御装置５は、検知電圧ＶｐおよびＬＥＤ電流値ＩＬＥＤに基づいて、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を制御する。具体的には、制御装置５は、検知電圧Ｖｐに基づいて、昇圧チョッパ回路２の出力電圧が一定値になるように（昇圧チョッパ回路２の出力電圧が予め設定された昇圧目標電圧と一致するように）、制御信号Ｓｐを調節する。制御装置５は、力率改善制御を行うために、いわゆる電流臨界モードまたは電流連続モードなどで第１スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する。また、制御装置５は、検出電圧Ｖ_ＩＬＥＤに基づいてＬＥＤ電流値ＩＬＥＤが一定値となるように（バックコンバータ回路３の出力電圧が予め設定された降圧目標電圧と一致するように）、制御信号Ｓｂを調節する。

制御装置５から出力された制御信号Ｓｐ、Ｓｂは、駆動回路２４に入力される。駆動回路２４は、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオンさせる為に必要な電圧まで制御信号Ｓｐ、Ｓｂを増幅して駆動信号を生成し、この駆動信号を第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２それぞれの制御端子に出力する。制御信号Ｓｐに従って第１スイッチング素子Ｑ１がオンオフされることで、昇圧チョッパ回路２において所望の昇圧動作および力率改善動作が得られる。また、制御信号Ｓｂに従って第２スイッチング素子Ｑ２がオンオフされることで、バックコンバータ回路３が光源モジュール２１を所望の明るさで点灯させることができる。なお、制御装置５はユーザの設定により任意の異なるタイミングで制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力を開始することもできる。

制御装置５の内部構造については各種公知のハードウェア構成を適用することができるので詳細を図示することは省略するが、ハードウェア構成の一部を説明すると、図１に示す制御装置５はマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２を内蔵している。図１では、一例として、制御電源回路４が生成した制御電源Ｖ_ＤＣＣが、給電配線５３を介してマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２に供給されている。ＩＣパッケージ内において制御電源Ｖ_ＤＣＣを給電する給電配線５３がマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２とで共有されている。

マイコン５１は、内部に演算処理部およびメモリなどを含んでおり、点灯制御に必要な各種ディジタル情報および制御プログラムを記憶している。Ａ／Ｄ変換回路５２は、上述した入力電圧Ｖ_ｉｎ、検知電圧Ｖｐ、および検出電圧Ｖ_ＩＬＥＤをそれぞれディジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換回路５２を介してディジタル値に変換された各種情報と、マイコン５１のメモリに記憶された各種ディジタル情報とを利用して、マイコン５１の演算処理部において点灯制御用の制御プログラムが実行される。

マイコン５１は、制御プログラムを実行することにより、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２それぞれのスイッチング制御に関するオンデューティ等の動作目標値を算出する。具体的には、マイコン５１は、昇圧チョッパ回路２において所望の昇圧電圧を得るとともに所望の力率改善制御を行うように、第１スイッチング素子Ｑ１の動作目標値を算出する。マイコン５１は、ディジタルインターフェース回路４０を介して調光器（図示せず）から調光信号に応じた調光率で光源モジュール２１を点灯させるように、第２スイッチング素子Ｑ２についてオンデューティ等の動作目標値を算出する。マイコン５１は、算出した動作目標値で指定されたパルス幅、周期、およびデューティなどを駆動回路２４に出力させるための制御信号Ｓｐ、Ｓｂをそれぞれ出力する。

［実施の形態１にかかる装置の動作］
図２は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１の動作を説明するための電圧波形図である。制御装置５は、「昇圧チョッパ回路２の起動時に第１出力電圧Ｖ１を目標電圧Ｖｐｔへと立ち上げる起動時電圧立ち上げ」を行うように第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。図２は、縦軸を電圧値とし横軸を時間とするグラフであり、「起動時電圧立ち上げ」に伴う電圧上昇波形の一例を模式的に図示したものである。

図２に示す電圧波形図では、概略的には、時点ｔ０で壁スイッチＳＷがオンとされて、時点ｔ１で第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始され、時点ｔ２で第１出力電圧Ｖ１がオーバーシュートを示している。時点ｔ３から時点ｔ４までの期間は、第１出力電圧Ｖ１が安定したか否かの判定処理が制御装置５（正確にはマイコン５１）で行われている期間である。

図２に示された第１出力電圧Ｖ１の電圧挙動をより細かく説明すると、図２に示す電圧波形図では、まず、時点ｔ０において、壁スイッチＳＷがオンとされて点灯指示信号が発せられる。図２の例では、時点ｔ０で既に点灯装置１と交流電源２２とが接続されており出力電圧Ｖ１が電圧Ｖ０を示しているものとして説明する。電圧Ｖ０は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始前における整流回路６が出力した直流電圧でコンデンサ１５の端子間に現れている電圧である。次に、時点ｔ１において、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始される。時点ｔ０と時点ｔ１の間のタイムラグ期間Ｔ_Ｄは必須ではないが、図２では一例として明示している。

次に、時点ｔ１０において、第１出力電圧Ｖ１が起動時電圧立ち上げの途中（序盤〜中盤）に任意的に予め定めた基準電圧Ｖｔｈ１以上となり、時点ｔ１１において、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔの付近に予め定めた基準電圧Ｖｔｈ２以上となる。時点ｔ１０および時点ｔ１１は、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔにどの程度近づいたか、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに安定するまでにあとどの程度かかるかを判断する基準として用いることができる。

次に、時点ｔ２０において、第１出力電圧Ｖ１が、目標電圧Ｖｐｔに達する。制御装置５は、目標電圧Ｖｐｔが目標値と一致するように検知電圧Ｖｐを第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御内容にフィードバックするフィードバック制御を行っている。「スイッチング制御内容」とは、オン時間、オンデューティ、およびスイッチング周波数などの制御パラメータである。フィードバック制御によるオーバーシュートが発生することで、第１出力電圧Ｖ１は目標電圧Ｖｐｔを超えて上昇する。オーバーシュートに対してフィードバックがかかることで、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに向かって低減されるようにスイッチング制御内容が調整される。次に、時点ｔ２において、第１出力電圧Ｖ１が低減し始めることで、オーバーシュートのピーク値に達する。次に、時点ｔ２１において、第１出力電圧Ｖ１は目標電圧Ｖｐｔまで低下する。その後、第１出力電圧Ｖ１はアンダーシュートにより目標電圧Ｖｐｔを超えて低下する。次に、時点ｔ２２において、アンダーシュートのピーク値に達する。これらの時点ｔ２０〜時点ｔ２２それぞれにおける電圧挙動は、起動時電圧立ち上げにおいてオーバーシュートがあったことを示す判断基準として用いることができる。

次に、時点ｔ３において、目標値付近に予め定められた電圧範囲Ｖｃｒ内に第１出力電圧Ｖ１が入る。次に、時点ｔ３０において、第１出力電圧Ｖ１がアンダーシュートの後に再び目標電圧Ｖｐｔに達する。次に、時点ｔ４において、予め定めた時間Ｔｐの間、連続して電圧範囲Ｖｃｒ内に第１出力電圧Ｖ１が収まったことが確定する。このような電圧範囲Ｖｃｒおよび時間Ｔｐに基づく判定プログラムは、マイコン５１の内蔵メモリに予め記憶されているものとする（詳細は後述の図８を参照）。

図２における時点ｔ４では第１出力電圧Ｖ１が十分に安定し、昇圧チョッパ回路２がいわば定常運転に移行したものとみなすことができる。また、実施の形態１にかかる制御装置５において、電圧範囲Ｖｃｒおよび時間Ｔｐに基づいて、判定プログラム上、第１出力電圧Ｖ１が安定したと判定される時点でもある。そこで、実施の形態１においては、図２における時点ｔ４を「起動時電圧立ち上げの完了時点」として取り扱う。

また、図２のうち時点ｔ１１〜ｔ４は、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔ付近に達してから起動時電圧立ち上げの完了時点（時点ｔ４）に至るまでのいわば収束期間である。そこで、実施の形態１では、図２に示す電圧波形図における時点ｔ１１〜ｔ４の期間を「起動時電圧立ち上げの終期」として取り扱う。なお、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの幅にもよるものの、起動時電圧立ち上げ制御の開始直後の低い電圧に比べれば、オーバーシュート以後は第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔ付近に収束するように制御される。従って、オーバーシュートに関連する時点ｔ２０〜２２が到来した時点で、第１出力電圧Ｖ１が安定し始めていると考えることができる。これらの時点ｔ１１〜ｔ４では、図２に示されるように、起動時電圧立ち上げ制御の開始直後の低い電圧に比べて、目標電圧Ｖｐｔ付近まで、第１出力電圧Ｖ１が十分に上昇している。第１出力電圧Ｖ１が十分に上昇した後は、第１出力電圧Ｖ１を目標電圧Ｖｐｔ付近へ収束させるように定電圧制御が行われ、第１出力電圧Ｖ１は安定へと向かう。

比較例として、何らの対策も施すことなく第２スイッチング素子Ｑ２を先とし第１スイッチング素子Ｑ１を後にするスイッチング開始順を適用した場合、つまり何らの対策も施すことなくバックコンバータ回路３、昇圧チョッパ回路２の順に起動させた場合を検討してみる。まず、交流電源２２から交流電圧が入力される。交流電圧は整流回路６により整流、コンデンサ７、１５により平滑される。平滑された電圧により制御電源回路４が起動する。制御電源回路４は駆動回路２４および制御装置５に電圧を供給し、駆動回路２４および制御装置５が起動する。制御装置５は第２スイッチング素子Ｑ２へ第２制御信号Ｓｂ（例えばＰＷＭ信号）を出力する。第２制御信号Ｓｂを受けた駆動回路２４はＰＷＭ信号により第２スイッチング素子Ｑ２のオン／オフを開始し、これによりバックコンバータ回路３が起動する。次に制御装置５は第１スイッチング素子Ｑ１へ第１制御信号Ｓｐ（例えばＰＷＭ信号）を出力する。第１制御信号Ｓｐを受けた駆動回路２４はＰＷＭ信号により第１スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを開始し、これにより昇圧チョッパ回路２が起動する。起動時、昇圧チョッパ回路２は、図２を用いて説明したように一度目標電圧Ｖｐｔを超えた（オーバーシュート）後に目標電圧Ｖｐｔへと安定する。バックコンバータ回路３が起動した状態でこのオーバーシュートを迎えると、昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１、つまりバックコンバータ回路３の入力電圧が大きく変動することになり、この電圧変動が光のちらつきを引き起こすおそれがある。

実施の形態１では、このような光のちらつきを抑制する観点から、第１スイッチング素子Ｑ１および第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御開始タイミングが改善されている。具体的には、実施の形態１では、制御電源回路４、制御装置５、昇圧チョッパ回路２、およびバックコンバータ回路３をこの順に起動させることで起動時のちらつき抑制を図ることにした。

昇圧チョッパ回路２、バックコンバータ回路３の順に起動させた場合を検討してみると、まず、交流回路２２から交流電圧が入力された後、交流電圧は整流回路６により整流されコンデンサ７、１５により平滑される。平滑された電圧により制御電源回路４が起動する。制御電源回路４は駆動回路２４および制御装置５に電圧を供給し、駆動回路２４および制御装置５が起動する。制御装置５はスイッチング素子Ｑ１に第１制御信号Ｓｐ（ＰＷＭ信号）を出力する。第１制御信号Ｓｐを受けた駆動回路２４はＰＷＭ信号によりスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを開始し、これにより昇圧チョッパ回路２が起動する。前述のとおり昇圧チョッパ回路２の起動時にオーバーシュート電圧が発生するが、この時点でバックコンバータ回路３はまだ起動しておらず光源モジュール２１は点灯していない。昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が安定した後に、制御装置５はスイッチング素子Ｑ２へ第２制御信号Ｓｂ（ＰＷＭ信号）を出力する。第２制御信号Ｓｂを受けた駆動回路２４はＰＷＭ信号によりスイッチング素子Ｑ２のオン／オフを開始し、これによりバックコンバータ回路３が起動する。この時、バックコンバータ回路３の入力電圧つまり昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１は既に安定しているので、光源モジュール２１の光がちらついて見えることがない。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図３のルーチンは制御装置５の起動時に実行されるものである。変形例として待機モード（制御装置５は作動しているものの、昇圧チョッパ回路２のスイッチングが停止して昇圧動作が休止している状態）を有する制御装置５であれば、この待機モードからの再点灯時に図３のルーチンが実行されてもよい。

図３のルーチンでは、まず、マイコン５１が昇圧チョッパ回路２の起動を開始する（ステップＳ１００）。予め定められたオンデューティ等のスイッチングパラメータで第１スイッチング素子Ｑ１がスイッチングを開始するように、マイコン５１が第１制御信号Ｓｐを出力し始める。これにより、図２でも説明したように、昇圧チョッパ回路２の起動時に第１出力電圧Ｖ１を予め定めた目標電圧Ｖｐｔへ立ち上げる「起動時電圧立ち上げ」が行われる。

ステップＳ１００の後、続いて、マイコン５１の演算処理部は、「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」を実行する（ステップＳ１０２）。「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」は、起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４が到来したかどうかを推定するための処理である。起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４が到来したと推定されれば、昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が十分に安定したものと判断することができる。「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」は、予めマイコン５１の内蔵メモリに記憶されている。

次に、マイコン５１が、ＳＷ２許可フラグがオンとなっているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。実施の形態では、一例として、「ＳＷ２許可フラグ」がマイコン５１の制御プラグラム上で設定されているものとする。ＳＷ２許可フラグは、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始する条件が整ったかどうかをマイコン５１の制御上で判別するためのフラグである。ＳＷ２許可フラグは、初期状態はオフに設定され、起動時電圧立ち上げ状況推定処理の結果に基づいてオンとされる。ＳＷ２許可フラグがオンでない場合には処理はステップＳ１０２へと戻り、ＳＷ２許可フラグがオンとなったときには処理はステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、マイコン５１が、バックコンバータ回路３の駆動を開始する。具体的には、マイコン５１が、第２スイッチング素子Ｑ２をスイッチングするための第２制御信号Ｓｂの出力を開始する。以上により、今回のルーチンが終了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、マイコン５１は、昇圧チョッパ回路２の起動時に起動時電圧立ち上げを行うように第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始した後、起動時電圧立ち上げの完了後に第２スイッチング素子Ｑ２がスイッチングを開始するように、第１制御信号Ｓｐおよび第２制御信号Ｓｂの出力開始タイミングを予め設定されたものである。昇圧チョッパ回路２の出力電圧が安定するまでに一定の時間がかかることを考慮して第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始時点を遅らせることで、バックコンバータ回路３の駆動開始時刻を昇圧チョッパ回路２の出力電圧安定時期に近づけることができる。これにより、起動時に照明光のちらつきが生じることを抑制することができる。

以下、図４から図８を用いて、図３のステップＳ１０２で実行される「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」について、２つの具体例を説明する。第１の具体例は時間計測により完了時点ｔ４の到来を推定するものであり、第２の具体例は電圧検知により完了時点ｔ４の到来を推定するものである。下記の具体例を実現するためのプログラムは、マイコン５１の内蔵メモリに予め記憶されているものとする。

（時間計測による推定）
図４は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１の動作を説明するためのタイムチャートである。マイコン５１の演算処理部は、予め定められた起算点から、予め定めた時間が経過した場合に、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御を開始する。予め定められた起算点は、起動時電圧立ち上げの完了前に到来する時点、具体的には図２で説明した時点ｔ０、ｔ１を設定することができる。図４では一例として点灯指示信号の発生時点ｔ０の後、タイムラグ時間Ｔ_Ｄを挟んで、マイコン５１が起動時電圧立ち上げを行うための第１制御信号Ｓｐの出力を開始している。この場合、起算点を時点ｔ１に設定することができる。なお、タイムラグ時間Ｔ_Ｄは便宜上図示しており、点灯指示信号の発生時点ｔ０と実質的に同時に制御電源回路４の起動および制御装置５の起動が実現されるものとみなせば、タイムラグ時間Ｔ_Ｄはゼロとしてもよく、起算点は時点ｔ０としてもよい。図４の例では、起算点である時点ｔ１から時間が計測され、計測時間が予め定めた判定時間Ｔ_Ａに達すると、ＳＷ２許可フラグがオンに設定される。判定時間Ｔ_Ａは、起動時電圧立ち上げ時の電圧増加速度などを実験あるいは計算などで予め見積もった上で、起算点からちょうど時点ｔ４に達する程度の長さ、あるいは起算点からの経過時間が時点ｔ４を十分に超える程度の長さに、予め設定される。ＳＷ２許可フラグのオンに応答して、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングが開始される。

図５は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図５のルーチンでは、まず、マイコン５１の演算処理部が、予め定めた起算点が到来したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１２０）。起算点が時点ｔ０である場合には、図５のルーチン実行時点で既に起算点が到来しているので、ステップＳ１２０を省略してもよい。ステップＳ１２０で起算点が到来したと判定された場合には、マイコン５１の演算処理部は、起算点からの時間を計測する処理を開始する（ステップＳ１２２）。時間計測はマイコン５１が内蔵したタイマを用いて行えばよい。次に、マイコン５１演算処理部は、計測時間と内蔵メモリに予め記憶された判定時間Ｔ_Ａとの比較処理を実行する（ステップＳ１２４）。マイコン５１の演算処理部は、計測時間が判定時間Ｔ_Ａ以上となった場合には、ＳＷ２許可フラグをオンに設定する（ステップＳ１２６）。その後、今回のルーチンが終了する。

図６は、本発明の実施の形態１の点灯装置１における起算点および判定時間のバリエーションを説明するためのタイムチャートである。時点ｔ０、ｔ１を起算点とした場合には、第１出力電圧Ｖ１の値とは無関係に計測時間のみに基づく判定によりＳＷ２許可フラグをオンとすることができる。一方、第１出力電圧Ｖ１と計測時間の両方を組み合わせてもよく、具体的には、検出電圧Ｖｐに基づいて検知した閾値Ｖｔｈ１への到達時点ｔ１０、目標電圧Ｖｐｔへの初回到達時点ｔ２０、オーバーシュートおよびアンダーシュートの後に第１出力電圧Ｖ１が電圧範囲Ｖｃｒ内に収まって収束し始める時点ｔ３、などを起算点とした時間計測を行ってもよい。これらのいずれの時点を起算点にした場合も、時点ｔ４以後にＳＷ２許可フラグをオンとするように判定時間Ｔ_Ａ１〜Ｔ_Ａ５を十分な長さに予め設定しておくものとする。

（電圧検知による推定）
図７は、本発明の実施の形態１の点灯装置１における変形例の動作を説明するためのタイムチャートである。図２の電圧波形図で説明したように、まず、アンダーシュートの後に、時点ｔ３で第１出力電圧Ｖ１が電圧範囲Ｖｃｒの下限値に達する。その後、予め定めた時間Ｔｐの間、連続して電圧範囲Ｖｃｒの範囲内に第１出力電圧Ｖ１が収まったときに、起動時電圧立ち上げが完了したことが確定して、時点ｔ４が定まる。図７の例では、検知電圧Ｖｐに基づくこのような電圧判定と連動させてＳＷ２許可フラグをオンとする。これにより、オーバーシュート後に第１出力電圧Ｖ１が安定したことを確認してから、バックコンバータ回路３を起動することができる。

図８は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御の他の例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図３のステップＳ１０２で実行すべき「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」の他の具体例を示すものである。図８のルーチンによれば、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに十分に収束して安定した状態にあるか否かを判定することができる。図８のルーチンをステップＳ１０２に適用すれば、マイコン５１は、第１出力電圧Ｖ１のオーバーシュートが収まったことを検知した後に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御を開始することができる。

図８のルーチンでは、まず、マイコン５１の演算処理部が、Ａ／Ｄ変換回路５２でディジタル変換された検知電圧Ｖｐの最新電圧値を取得する（ステップＳ１３０）。次に、マイコン５１の演算処理部は、ステップＳ１３０で取得した検知電圧Ｖｐの最新ディジタル値に基づいて、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔ付近に予め定めた電圧範囲Ｖｃｒ（図２および図７参照）内に入っているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１３２）。ステップＳ１３２の判定結果が否定であれば、今回のルーチンが終了して図３のステップＳ１０４に処理が進み、さらに初期状態ではＳＷ２許可フラグはオフなので、処理はステップＳ１０２に戻り図８のルーチンが再度実行される。図２および図７における時点ｔ３が到来すると、ステップＳ１３２の判定結果が肯定となる。

ステップＳ１３２の判定結果が肯定であった場合には、次に、マイコン５１の演算処理部は、第１出力電圧Ｖ１が電圧範囲Ｖｃｒ内にある状態が、予め定めた所定時間Ｔｐ（図２および図７参照）だけ継続したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４の条件成立は、図２および図７においては時点ｔ３〜ｔ４の期間が経過したことを意味する。ステップＳ１３４の判定結果が否定であれば、今回のルーチンが終了して図３のステップＳ１０４に処理が進み、さらに初期状態ではＳＷ２許可フラグはオフなので、処理はステップＳ１０２に戻り図８のルーチンが再度実行される。

ステップＳ１３４の判定結果が肯定である場合には、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに収束したと結論付けることができ、起動時電圧立ち上げの完了時点（時点ｔ４）が到来したと結論付けることができる。ステップＳ１３４の判定結果が肯定である場合には、次に、マイコン５１の演算処理部は、ＳＷ２許可フラグをオンに設定する（ステップＳ１２６）。その後、今回のルーチンが終了し、処理は図３のステップＳ１０４に進む。

実施の形態２．
実施の形態２によれば、照明光のちらつき対策として実施の形態１とは異なる手段が提供される。実施の形態２は実施の形態１と同様の回路構成を備えるものの、実施の形態１とは逆にバックコンバータ回路３、昇圧チョッパ回路２の順に起動させた場合においてちらつきを抑制することのできる起動方法を特徴としている。実施の形態２にかかる点灯装置およびこれを備えた照明器具は、制御装置５の制御内容（具体的には、マイコン５１の内蔵メモリに格納されたデータ）を変更した点を除き、実施の形態１にかかる点灯装置１および照明器具１００と回路構成および装置構成を備えている。したがって、以下の説明では実施の形態１と同一または相当する構成については同一の符号を付して説明を行うとともに、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。

図９は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１の動作を説明するための電圧波形図である。実施の形態２では、図９に示すように、予め定めた所定時点ｔＡ０（一例として時点ｔ１０）以後に、第１出力電圧Ｖ１の増加速度を抑制するものである（矢印ｒｂ参照）。図１０は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図１０のルーチンでは、まず、マイコン５１の演算処理部は、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始するように第２制御信号Ｓｂの出力を開始する（ステップＳ２００）。これによりバックコンバータ回路３が起動する。続いて、マイコン５１の演算処理部は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始するように、第１制御信号Ｓｐの出力を開始する（ステップＳ２０２）。これにより昇圧チョッパ回路２が起動され、起動時電圧立ち上げが開始される。次に、マイコン５１は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始時点を起算点として時間計測を開始する（ステップＳ２０６）。次に、マイコン５１の演算処理部は、計測時間が判定時間Ｔ_Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。計測時間が判定時間Ｔ_Ｂに達していない限り、ステップＳ２０８の判定結果が否定となり、処理はステップＳ２０８をループする。計測時間が判定時間Ｔ_Ｂ以上である場合にはステップＳ２０８の判定結果が肯定となり、次に、マイコン５１の演算処理部は、スイッチング制御パラメータの変更を行う（ステップＳ２１０）。ここでは、スイッチング制御パラメータの一つであるオン時間について変更が施される。ステップＳ２１０においては、第１スイッチング素子Ｑ１の制御端子に供給されるＰＷＭ信号のオン時間が、予め定めた長さだけ短くなるように第１制御信号Ｓｐが調整される。これにより、所定時点ｔＡ０（ｔ１０）以前の第１オン時間Ｔｏｎ１よりも短い第２オン時間Ｔｏｎ２（Ｔｏｎ１＞Ｔｏｎ２）で、所定時点ｔＡ０（ｔ１０）より後のスイッチングが行われる。なお、ＰＷＭ信号の周波数については変更を加えない。

これらの一連の動作により、図９に示すように、所定時点ｔＡ０（ｔ１０）以後には第１出力電圧Ｖ１の増加速度が抑制される（図９の矢印ｒｂ参照）。ステップＳ２１０により第１制御信号Ｓｐを調整することで、所定時点ｔＡ０（ｔ１０）から起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４までの期間は、所定時点ｔＡ０（ｔ１０）より前の期間よりも、第１出力電圧Ｖ１の増加速度を減らすことができる。第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに至った後は、定常動作つまり定電圧フィードバック制御および力率改善制御が行われる。その後、今回のルーチンが終了する。

図１０のルーチンにおいて、ステップＳ２０６およびステップＳ２０８を変形してもよい。変形例として、時間計測ではなく、第１出力電圧Ｖ１が予め定めた値に達したら、オン時間の低減を行っても良い。「予め定めた値」は、目標電圧Ｖｐｔ未満の値であり、例えば、図９に示す閾値Ｖｔｈ１としてもよい。

図２において、所定時点ｔＡ０には、時点ｔ１０以外にも、時点ｔ４よりも過去に位置しており、かつ目標電圧Ｖｐｔに達する時点ｔ２０よりも過去に位置する任意の時点を適用できる。目標電圧Ｖｐｔ付近の閾値Ｖｔｈ２に到達した時点ｔ１１を所定時点ｔＡ０に設定してもよい。

なお、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始タイミングは、バリエーションを有している。具体的には、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始時点である時点ｔ１よりも第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始タイミングを先とすることで、バックコンバータ回路３、昇圧チョッパ回路２の順に起動させてもよい。或いは、時点ｔ１と同時に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始して、バックコンバータ回路３および昇圧チョッパ回路２を同時に起動させても良い。あるいは時点ｔ１より後の一定期間内に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始して、昇圧チョッパ回路２の起動直後にバックコンバータ回路３を起動させるようにしてもよい。マイコン５１の制御プログラム上において、第１スイッチング素子Ｑ１および第２スイッチング素子Ｑ２が同時または時間差を置いてスイッチングを開始するように、第１制御信号Ｓｐおよび第２制御信号Ｓｂの出力開始タイミングが予め設定されている。第１スイッチング素子Ｑ１より後に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始する場合には、起動時電圧立ち上げ完了時点ｔ４よりも前の時点、具体的には、時点ｔ４よりも過去に位置する時点ｔ１０〜ｔ３０のいずれかを設定することができる。あるいは、所定時点ｔＡ０の到来により第１スイッチング素子Ｑ１のオン時間を減らすのと同時に、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始してもよい。いずれにしろ、電圧変動が収まりつつある時点ｔ２２〜ｔ３０よりも、むしろ時点ｔ１０などの早めの時点で第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始することが好ましい。これによりバックコンバータ回路３を早期に起動させることができる。

図１１は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１の変形例の動作を説明するための電圧波形図である。オーバーシュート電圧が発生しないように、図１１のように中間目標値Ｖｔ１〜Ｖｔ６を経由して昇圧チョッパ回路２の制御目標値を目標電圧Ｖｐｔまで段階的に増加させる制御を行ってもよい。中間目標値をＶｔ１〜Ｖｔ６は、最終目標電圧Ｖｐｔより小さく定められた電圧値である。マイコン５１は、目標電圧Ｖｐｔより低く定めた複数の中間目標値を徐々に増大させる。昇圧チョッパ回路２の動作としては、第１出力電圧Ｖ１が各中間目標値に一致するように各段階で昇圧制御が行われ、最終的に目標電圧Ｖｐｔが制御目標値に設定される。目標値をＶｔ１〜Ｖｔ６の切り替え方としては、次のように行っても良い。まず、マイコン５１で最も低い中間目標値Ｖｔ１を制御目標値に設定して昇圧動作を行う。中間目標値Ｖｔ１値を制御目標値に設定した後に第１出力電圧Ｖ１が中間目標値Ｖｔ１に対して所定範囲Ｖｔｃｒ内まで近づいたら、次段の中間目標値Ｖｔ２へと制御目標値を切り替えて昇圧動作を継続する。このようにして、第１出力電圧Ｖ１が現在の中間目標値に対して所定範囲Ｖｔｃｒ内まで近づいたら順次中間目標値を大きめの値に切り替えていく。これにより第１出力電圧Ｖ１のオーバーシュートを抑制でき、バックコンバータ回路３が既に起動していてもオーバーシュートによるちらつきを抑制できる。

図１２は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１の変形例の動作を説明するための電圧波形図である。図１３は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御の他の例を示すフローチャートである。図１２および図１３に示す変形例でも、図９および図１０で述べた実施の形態２のように、所定時点ｔＡ０から起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４までの期間は、第１出力電圧Ｖ１の増加速度を減らすものである（図１２の矢印ｒｂ参照）。マイコン５１は、起動時電圧立ち上げの開始後に目標電圧Ｖｐｔに対して第１出力電圧Ｖ１が予め定めた電圧まで近づいたタイミングで、第１制御信号Ｓｐに第１出力電圧Ｖ１の増加速度を低減させる補正を施す。この低減補正は、図１２に示すように起動時電圧立ち上げの後半で一時的に導入されるものであり、図１２に破線で示すオーバーシュートを十分に抑制できる程度の補正量に予め設定されている。

図１３は、図１２の制御動作を実現するための具体的制御の一例であり、マイコン５１の内蔵メモリに予めプログラムとして記憶されている。図１０と同様にステップＳ２００、Ｓ２０２の処理を実行した後、マイコン５１の演算処理部は、検知電圧Ｖｐに基づいて、第１出力電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ１以上となったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３００）。ステップＳ３００が肯定であれば、マイコン５１の演算処理部は、スイッチング制御パラメータの低減補正、例えばＰＭＷ信号のオン時間について所定の係数を乗ずることで低減補正を行う（ステップＳ３０２）。その後、第１出力電圧Ｖ１が電圧範囲Ｖｃｒ内に入った場合には、第１出力電圧Ｖ１が安定つまり目標電圧Ｖｐｔに収束し始める段階に至ったので、マイコン５１の演算処理部は、ステップＳ３０２で行っていた低減補正を解除する（ステップＳ３０４、Ｓ３０６）。その後、定常運転に移行し、通常通りの定電圧フィードバック制御および力率改善制御が実施される（ステップＳ３０８）。

各実施の形態に適用可能な変形例．
（ディジタルインターフェース回路の追加）
図１４は、本発明の各実施の形態に適用可能な変形例にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。本変形例は、実施の形態１に示す照明器具１００にディジタルインターフェース回路４０を追加したものである。ディジタルインターフェース回路４０は、点灯装置１外部の外部デバイスと制御装置５との間の情報入出力を仲介する回路である。外部デバイスの種類には、調光器、および人感センサおよび明るさセンサ等のセンサ類、ならびに無線通信ユニットが含まれる。

ディジタルインターフェース回路４０から点灯装置１に調光指令値が伝達されることで、照明器具１００で調光制御が行われても良い。マイコン５１は、調光指令値を受信すると、調光指令値に応じた電流が光源に流れるように第２制御信号Ｓｂを調整する。一例としては、ディジタルインターフェース回路４０に調光器（図示せず）を有線接続することでディジタルインターフェース回路４０がＰＷＭ信号を調光器から受け取り、このＰＷＭ信号が調光指令値として制御装置５に伝達される形態でもよい。他の例としては、ディジタルインターフェース回路４０が、調光回路および無線通信モジュールを内蔵しており、外部機器であるリモコン等の無線入力デバイスから調光率を設定する無線信号を受信し、無線信号に基づいて調光回路によりＰＷＭ信号を制御装置５へ出力する、という形態でもよい。ディジタルインターフェース回路４０には制御電源回路４から駆動電圧が供給される。

本変形例による点灯装置１の起動順序は、制御電源回路４、制御装置５、ディジタルインターフェース回路４０、昇圧チョッパ回路２及びバックコンバータ回路３である。メイン回路である昇圧チョッパ回路２及びバックコンバータ回路３が起動する前に制御装置５とディジタルインターフェース回路４０が起動するので、ディジタルインターフェース回路４０の情報、例えば調光指令値を参照した状態で点灯装置１を起動させることができる。

なお、図１４の変形例を実施の形態２に適用する際には、ちらつきが特に問題となりやすい全光未満の調光率でのみ、実施の形態２にかかる各制御を実施しても良い。つまり、例えば調光率２５％以下、５０％以下、７５％以下などの予め定めた全光未満の所定調光率以下では実施の形態２にかかる各制御を実施し、その所定調光率を超える場合および全光点灯の場合には、実施の形態２にかかる各制御を実施しない、という変形をしてもよい。

（ＩＣパッケージ構造の変形例）
図１５は、本発明の各実施の形態に適用可能な変形例にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。制御装置５は、ＣＰＵ等が形成された回路基板を樹脂等で封止した集積回路パッケージ（ＩＣパッケージ）の形態で提供される。本変形例は、この集積回路パッケージについての変形例である。変形例にかかる制御装置５０は、図１５に示すように、駆動回路２４および制御電源回路４の制御電源ＩＣ４２などの「アナログ回路」と、マイコン５１等の「ディジタル回路」とが単一のＩＣパッケージに納められ、かつ各回路がＩＣパッケージ内で互いに配線接続された形態で提供されている。駆動回路２４が制御装置５０の外側に設けられる場合と比べて、第４変形例ではマイコン５１と駆動回路２４とを結ぶ信号送受信配線を飛躍的に短くすることができる。制御電源回路４の少なくとも一部が制御装置５０に設けられる。この第４変形例では、一例として、制御電源回路４は制御電源ＩＣ４２と受動回路部４１のうち、受動回路部４１については制御装置５０の外部に設けられる。

好ましくは、さらに制御装置５０のパッケージ内において、信号送受信配線に、ノイズを防止するためのノイズフィルタ（例えば、一端が信号送受信配線と接続した他端がグランド配線と接続したコンデンサ素子）を接続してもよい。ノイズフィルタは、一例として、一端が信号送受信配線と接続し且つ他端がグランド配線と接続したコンデンサ素子であってもよい。信号送受信配線にノイズフィルタを搭載した制御装置５０によれば、制御装置５０のパッケージ内に形成した短い配線を介して、マイコン５１から駆動回路２４へと制御信号Ｓｐ、Ｓｂを低ノイズで伝送できる。よって、各実施の形態で述べるように２つの第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を精度よく連動させる制御を行う観点からも好適である。

図１６は、本発明の各実施の形態に適用可能な変形例にかかる点灯装置１における制御装置５０周辺の回路図である。制御電源回路４は、より具体的には降圧コンバータ回路であり、ここでは一例としてバックコンバータ回路であるものとする。制御電源回路４が備える制御電源ＩＣ４２は、バックコンバータ回路を構成する能動素子であるインテリジェントパワーデバイスＩＰＤおよびダイオードＤ１を備えている。インテリジェントパワーデバイスＩＰＤは内部にスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを備えている。制御電源回路４が備える受動回路部４１は、バックコンバータ回路を構成する受動素子であるインダクタ（チョークコイル）Ｌ１およびコンデンサＣ１を備えている。インダクタＬ１とコンデンサＣ１の接続点から取り出された出力電圧は、制御電源Ｖ_ＡＣＣとして用いられる。制御電源Ｖ_ＡＣＣは、図１５に示すように駆動回路２４へと供給される。インダクタＬ１とコンデンサＣ１の接続点から取り出された出力電圧は、レギュレータＲＥＧにも入力され、レギュレータＲＥＧで降圧された電圧が制御電源Ｖ_ＤＣＣとして用いられる。制御電源Ｖ_ＤＣＣは、図１５に示すように、マイコン５１などに供給される。

制御装置５０の更なる変形例の一つとして、ＩＣパッケージ内において、上記アナログ回路およびディジタル回路それぞれのグランド電極がＩＣパッケージ内における共通のグランド配線（図示せず）に接続されることで、グランド配線の短縮が図られていてもよい。ただし、他の変形例として、上記アナログ回路のグランド電極はＩＣパッケージ内の第１グランド配線（図示せず）に接続され、ディジタル回路のグランド電極はＩＣパッケージ内で第１グランド配線と電気的に接続していない第２グランド配線（図示せず）に接続されるようにしてもよく、これにより駆動回路２４などの動作がマイコン５１の動作に影響しないようにしてもよい。

各実施の形態では、図１に示すように、制御装置５に昇圧チョッパ回路２およびバックコンバータ回路３の制御を行う単一のマイコン５１が設けられている。一方、変形例として制御装置５内に複数のマイコン５１が設けられていてもよい。複数のマイコン５１は、昇圧チョッパ回路２を制御する「第１のマイコン５１」とバックコンバータ回路３を制御する「第２のマイコン５１」とを含んでもよい。複数のマイコン５１が設けられた場合に、それぞれのマイコン５１で異なるスイッチング制御開始タイミングなどを設定できるように、各マイコン５１内のプログラムを構築してもよい。あるいはこれら複数のマイコン５１が連携して動作してもよい。具体的には複数のマイコン５１が互いに通信を行ってもよく、例えば昇圧チョッパ回路２側の駆動状態を示す信号およびバックコンバータ回路３の駆動状態を示す信号を複数のマイコン５１の間で授受してもよい。

なお、マイコン５１に代えて、ディジタル信号処理装置（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｒ：ＤＳＰ）が制御装置５、５０内に収められていてもよい。つまり、各実施の形態で提供される制御装置５、５０には、マイコン５１あるいはＤＳＰなどの「ディジタル演算回路」が設けられており、このディジタル演算回路が点灯装置１の点灯制御に関する演算処理を行う。

以上の実施の形態１〜２およびその変形例で説明した点灯装置１が組み込まれた照明器具１００によれば、起動時の光のちらつきを抑制することができる。

１点灯装置、２昇圧チョッパ回路、３バックコンバータ回路、４制御電源回路、５制御装置、６整流回路、７、１５、２３コンデンサ、１０、１７インダクタ、１１、１８ダイオード、８、９、１３、１４抵抗、１９検出抵抗、２１光源モジュール、２２交流電源、２４駆動回路、３０出力端子、４０ディジタルインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路、４１受動回路部、４２制御電源ＩＣ、５０制御装置、５１マイコン、５２Ａ／Ｄ変換回路、５３給電配線、１００照明器具、ＡＣ交流電源、ＩＰＤインテリジェントパワーデバイス、Ｑ１第１スイッチング素子、Ｑ２第２スイッチング素子、Ｓｂ、Ｓｐ制御信号、ＳＷ壁スイッチ

Claims

直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、
第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、
前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、
を備え、
前記ディジタル演算回路は、
前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始しかつ前記起動時電圧立ち上げが完了した後に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものである点灯装置。
前記ディジタル演算回路は、前記起動時電圧立ち上げの完了前に到来する予め定められた起算点から、予め定めた時間が経過した場合に、前記第２スイッチング素子のスイッチング制御を開始する請求項１に記載の点灯装置。
前記ディジタル演算回路は、前記第１出力電圧のオーバーシュートが収まったことを検知した後に前記第２スイッチング素子のスイッチング制御を開始する請求項１に記載の点灯装置。
直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、
第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、
前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、
を備え、
前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ遅くとも前記起動時電圧立ち上げの完了前に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものであり、前記起動時電圧立ち上げ中に前記第１出力電圧の制御目標値を予め前記目標電圧より小さく定めた値から前記目標電圧まで増加させる点灯装置。
直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、
第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、
前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、
を備え、
前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ遅くとも前記起動時電圧立ち上げの完了前に前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定され、予め定めた所定時点から前記起動時電圧立ち上げの完了までの期間は前記所定時点より前の期間よりも前記第１出力電圧の増加速度を減らすように前記第１制御信号を調整する点灯装置。
前記ディジタル演算回路は、
前記所定時点が到来するまでは前記第１出力電圧を第１の増加速度で立ち上げる第１スイッチング制御パラメータを有する前記第１制御信号を出力し、前記所定時点の以後には前記第１の増加速度よりも小さな第２の増加速度で前記第１出力電圧を立ち上げる第２スイッチング制御パラメータを有する前記第１制御信号を出力するように前記第１制御信号の内容を切り替える請求項５に記載の点灯装置。
前記ディジタル演算回路は、前記所定時点の以後に前記第１制御信号に前記第１出力電圧の増加速度を低減させる補正を施す請求項５に記載の点灯装置。
調光信号を受信した場合に前記調光信号に応じた電流が光源に流れるように前記ディジタル演算回路が前記第２制御信号を調整する請求項１〜６のいずれか１項に記載の点灯装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の点灯装置を備えた照明器具。