JP2017216086A - 点灯装置、及び、照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、降圧チョッパ回路のスイッチング素子の短絡時に光源を保護できる点灯装置及び照明器具を提供することである。
【解決手段】 点灯装置１０は、電力変換回路２０と、制御回路３０と、を備える。電力変換回路２０は、光源６０が接続される一対の高電圧側及び低電圧側出力端子２２１，２２２と、降圧チョッパ回路２５と、を有する。制御回路３０は、電力変換回路２０を制御して一対の高電圧側及び低電圧側出力端子２２１，２２２間に直流出力電圧を発生させる点灯動作を実行する。制御回路３０は、一対の高電圧側及び低電圧側出力端子間２２１，２２２の印加電圧が閾値以上になると、光源６０に供給される電流を制限する保護動作を開始する。閾値は、光源の定格電圧の１．２〜１．３倍の範囲である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般に点灯装置及び照明器具に関し、特に降圧チョッパ回路を備える点灯装置及び照明器具に関する。

従来から、ＬＥＤ電源装置等の種々の点灯装置が提案されている。例えば、特許文献１は、交流電源（電源）からの電力によりＬＥＤ（光源）を点灯させるＬＥＤ電源装置を開示する。特許文献１のＬＥＤ電源装置は、スイッチ素子を含み、ＬＥＤに対し所望の電力を取り出せるように動作する出力電源調整回路（降圧チョッパ回路）と、スイッチ素子をドライブするドライブ回路とを備える。また、特許文献１のＬＥＤ電源装置は、ＬＥＤに流れる電流を検出することによりＬＥＤの有無を判定し、ＬＥＤのない状態を検出するとドライブ回路を停止するように動作する停止制御回路を備える。

特開２０１２−２４４７３７号公報

特許文献１のＬＥＤ電源装置では、降圧チョッパ回路のスイッチ素子（降圧用スイッチング素子）の短絡が起きる場合がある。降圧用スイッチング素子が短絡すると、交流電源の電圧がＬＥＤに印加され、ＬＥＤに過電流が流れることがある。特許文献１のＬＥＤ電源装置は、ＬＥＤの有無を検出することはできるが、降圧用スイッチング素子の短絡は検出することができない。

本発明の課題は、降圧チョッパ回路の降圧用スイッチング素子の短絡時に光源を保護できる点灯装置及び照明器具を提供することである。

本発明に係る一態様の点灯装置は、電力変換回路と、制御回路と、判定回路と、を備える。前記電力変換回路は、一対の高電圧側及び低電圧側端子と、一対の高電圧側及び低電圧側出力端子と、降圧チョッパ回路と、を有する。前記一対の高電圧側及び低電圧側端子は、電源から電力を受け取る。前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子は、光源に接続される。前記降圧チョッパ回路は、前記高電圧側端子と前記高電圧側出力端子との間に電気的に接続されている降圧用スイッチング素子を有する。前記制御回路は、点灯動作を実行するように構成される。前記点灯動作は、前記電力変換回路を制御して前記一対の高電圧側及び低電圧側端子間の電圧に基づいて前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子間に直流出力電圧を発生させる動作である。前記判定回路は、前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子間の印加電圧が閾値以上であるか否かを判定するように構成される。前記制御回路は、前記印加電圧が前記閾値以上であると前記判定回路が判断すると、前記光源に供給される電流を制限する保護動作を開始するように構成される。前記閾値は、前記光源の定格電圧の１．２〜１．３倍の範囲である。

本発明に係る一態様の照明器具は、上記態様の点灯装置と、前記光源と、を備える。

本発明に係る態様の点灯装置及び照明器具は、降圧チョッパ回路の降圧用スイッチング素子の短絡時に光源を保護できるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る一実施形態の点灯装置の回路図である。 図２は、上記点灯装置を備える照明器具の後方斜視図である。

１．実施形態
図１は、本発明に係る一実施形態の点灯装置１０を示す。点灯装置１０は、光源６０を、電源５０から供給される電力で点灯させるように構成される。

光源６０は、例えば、直流電力（直流電圧）で動作する直流光源である。光源６０は、例えば、１以上の発光素子６１を備える。例えば、光源６０は、複数の発光素子６１の直列回路である。発光素子６１は、例えば、固体発光素子（例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザダイオード）である。

電源５０は、例えば、交流電力（交流電圧）を供給する交流電源である。電源５０は、例えば、実効値２００Ｖの商用交流電源である。

点灯装置１０は、電力変換回路２０と、制御回路３０と、判定回路４０と、を備える。

電力変換回路２０は、電源５０に接続される一対の入力端子２１１，２１２と、光源６０に接続される一対の出力端子（高電圧側及び低電圧側出力端子）２２１，２２２と、を備える。また、電力変換回路２０は、整流回路２３と、昇圧チョッパ回路２４と、降圧チョッパ回路２５と、フィルタ回路２６と、保護回路２７と、を備える。

整流回路２３は、交流電圧を整流して、直流電圧を出力するように構成される。整流回路２３は、例えば、一対の入力端子２３１，２３２と、一対の出力端子２３３，２３４と、を有する。一対の入力端子２３１，２３２は、それぞれ、一対の入力端子２１１，２１２に、電気的に接続される。整流回路２３は、一対の入力端子２３１，２３２間に印加される交流電圧を整流し、一対の出力端子２３３，２３４間に直流電圧（正弦波交流電圧の場合は脈流電圧）を発生させる。例えば、電源５０が実効値２００Ｖの商用交流電源である場合、一対の出力端子２３３，２３４間には、最大で２８０Ｖの電圧が発生する。電力変換回路２０では、一対の出力端子２３３，２３４が、電源５０から電力を受け取る一対の高電圧側及び低電圧側端子となる。整流回路２３は、例えば、全波整流を行うダイオードブリッジである。

昇圧チョッパ回路２４は、整流回路２３の一対の出力端子２３３，２３４間の電圧を増加させて出力するように構成される。昇圧チョッパ回路２４は、力率改善回路としても使用される。昇圧チョッパ回路２４は、例えば、高電圧側端子２３３に電気的に接続されているインダクタＬ１とダイオードＤ１との直列回路を有する。昇圧チョッパ回路２４は、また、インダクタＬ１とダイオードＤ１との接続点と低電圧側端子２３４との間に接続されているスイッチング素子（昇圧用スイッチング素子）Ｑ１を有する。より詳細には、昇圧チョッパ回路２４は、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｑ１と、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、を備える。インダクタＬ１は、第１端が整流回路２３の出力端子（高電圧側端子）２３３に電気的に接続され、第２端がダイオードＤ１のアノードに電気的に接続されている。また、インダクタＬ１は、第２端が、スイッチング素子Ｑ１及び抵抗Ｒ１の直列回路を介して、出力端子（低電圧側端子）２３４に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体スイッチング素子である。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１のカソードと出力端子２３４との間に電気的に接続されている。コンデンサＣ１の両端間電圧が、昇圧チョッパ回路２４の出力電圧となる。昇圧チョッパ回路２４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作によって、入力された電圧（整流回路２３の一対の出力端子２３３，２３４間の電圧）より高い直流電圧をコンデンサＣ１の両端間に生じさせる。なお、昇圧チョッパ回路２４の構成は周知であるから詳細な説明は省略する。

降圧チョッパ回路２５は、昇圧チョッパ回路２４の出力電圧を低下させて出力するように構成される。降圧チョッパ回路２５は、例えば、高電圧側端子２３３と高電圧側出力端子２２１との間に電気的に接続されているスイッチング素子（降圧用スイッチング素子）Ｑ２を有する。より詳細には、降圧チョッパ回路２５は、スイッチング素子Ｑ２と、インダクタＬ２と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２と、を備える。スイッチング素子Ｑ２は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体スイッチング素子である。ダイオードＤ２は、カソードがスイッチング素子Ｑ２を介してダイオードＤ１のカソードに電気的に接続され、アノードが出力端子２３４に電気的に接続されている。インダクタＬ２は、第１端がスイッチング素子Ｑ２とダイオードＤ２との接続点に電気的に接続され、第２端がコンデンサＣ２を介して出力端子２３４に電気的に接続されている。コンデンサＣ２は、両端がそれぞれ一対の出力端子２２１，２２２に電気的に接続されている。コンデンサＣ２の両端間電圧が降圧チョッパ回路２５の出力電圧となり、これが一対の出力端子２２１，２２２を介して光源６０に印加される。降圧チョッパ回路２５は、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング動作によって、入力された電圧（昇圧チョッパ回路２４の出力電圧）より低い直流電圧をコンデンサＣ２の両端間に生じさせる。なお、降圧チョッパ回路２５の構成は周知であるから詳細な説明は省略する。

フィルタ回路２６は、例えば、電源５０からの交流電圧から高周波成分を除去するように構成される。フィルタ回路２６は、例えば、入力端子２１１と入力端子２３１との間、及び、入力端子２１２と入力端子２３２との間に、それぞれ挿入される一対のローパスフィルタを備える。なお、フィルタ回路２６は、必須ではない。

保護回路２７は、光源６０に供給される電流を制限する機能を有する。保護回路２７は、例えば、スイッチＴＨ１と、正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）ＰＨ１と、抵抗Ｒ２，Ｒ３と、補助インダクタＬ３と、を備える。スイッチＴＨ１は、出力端子２３３とインダクタＬ１との間に電気的に接続されている。スイッチＴＨ１は、例えば、サイリスタ（三端子サイリスタ）であり、アノードが出力端子２３３に、カソードがインダクタＬ１、及び、抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路の第１端に、電気的に接続されている。ＰＴＣサーミスタＰＨ１は、スイッチＴＨ１に並列に接続されている。補助インダクタＬ３は、インダクタＬ１に磁気的に結合されている。補助インダクタＬ３は、第１端がインダクタＬ１の第１端に電気的に接続され、第２端が抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路の第２端に電気的に接続されている。スイッチＴＨ１は、ゲートが、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点に電気的に接続されている。そのため、スイッチＴＨ１のゲートには、補助インダクタＬ３の誘起電圧が与えられる。したがって、補助インダクタＬ３の誘起電圧が、所定電圧（スイッチＴＨ１のブレークオーバ電圧）以上になると、スイッチＴＨ１がオンとなる。

このように、保護回路２７は、出力端子（高電圧側端子）２３３と出力端子（高電圧側出力端子）２２１との間でスイッチング素子Ｑ２に直列に接続されるスイッチＴＨ１を有する。さらに、保護回路２７は、インダクタＬ１に磁気的に結合された補助インダクタＬ３と、スイッチＴＨ１に並列に接続された正特性サーミスタＰＨ１と、を有する。スイッチＴＨ１は、補助インダクタＬ３の誘起電圧が所定電圧以上になるとオンになるように構成される。

保護回路２７では、スイッチＴＨ１がオンである期間は、スイッチＴＨ１を通して整流回路２３から昇圧チョッパ回路２４に電流が流れる。一方、スイッチＴＨ１がオフになると、ＰＴＣサーミスタＰＨ１を通して整流回路２３から昇圧チョッパ回路２４に電流が流れ始める。ここで、ＰＴＣサーミスタＰＨ１に電流が流れ続けると、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の温度が上昇する。そして、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の温度がＣ点（キュリー点）を超えると、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の抵抗が急激に大きくなる。その結果、ＰＴＣサーミスタＰＨ１は電流を通さなくなる。ＰＴＣサーミスタＰＨ１に電流が流れなくなると、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の温度が低下してＰＴＣサーミスタＰＨ１の抵抗が低下し、再びＰＴＣサーミスタＰＨ１に電流が流れるようになる。しかし、再度、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の温度がキュリー点に到達し、ＰＴＣサーミスタＰＨ１が電流を通さなくなる。このようにして、保護回路２７は、光源６０に間欠的に電流が供給されるようにする。これによって、保護回路２７は、光源６０に供給される電流を制限する。

このような保護回路２７によれば、比較的簡単な回路構成で光源（６０）に供給される電流を制限できる。また、制御回路３０は、昇圧用スイッチング素子Ｑ１を利用してスイッチＴＨ１をオフにできる。そのため、制御回路３０がスイッチＴＨ１を制御するための回路を新たに設ける場合と比べて部品数を削減できる。

判定回路４０は、一対の出力端子（一対の高電圧側及び低電圧側出力端子）２２１，２２２間の電圧（印加電圧）が閾値以上であるか否かを判定するように構成される。判定回路４０は、例えば、電圧検出回路４１と、比較回路４２と、を備える。電圧検出回路４１は、一対の出力端子２２１，２２２間の電圧（印加電圧）を検出する。電圧検出回路４１は、例えば、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の直列回路で構成される分圧回路であり、出力端子２２１とグラウンドとの間に電気的に接続されている。比較回路４２は、電圧検出回路４１で検出された印加電圧と閾値との比較をし、比較の結果を制御回路３０に出力する。比較回路４２は、例えば、コンパレータである。比較回路４２は、非反転入力端子が電圧検出回路４１の抵抗Ｒ５，Ｒ６間に電気的に接続され、反転入力端子が閾値に対応する電圧Ｖｒｅｆを受け取る。比較回路４２は、出力端子が制御回路３０に電気的に接続される。比較回路４２の出力端子の電圧は、非反転入力端子の電圧Ｖｉｎ（印加電圧に相当する）が反転入力端子の電圧Ｖｒｅｆ（閾値に相当する）以上であればハイレベルとなり、電圧Ｖｉｎが電圧Ｖｒｅｆ未満であればロウレベルとなる。

制御回路３０は、昇圧チョッパ回路２４のスイッチング素子Ｑ１と、降圧チョッパ回路２５のスイッチング素子Ｑ２と、を制御するように構成される。制御回路３０は、例えば、マイクロコンピュータであり、メモリに格納されたプログラムを実行することにより後述する動作を実行する。

制御回路３０は、例えば、点灯動作と、保護動作と、を実行するように構成される。

点灯動作は、電力変換回路２０を制御して一対の高電圧側及び低電圧側端子２３３，２３４間の電圧（つまり、電源５０の電圧）に基づいて一対の高電圧側及び低電圧側出力端子２２１，２２２間に直流出力電圧を発生させる動作である。

特に、点灯動作では、制御回路３０は、光源６０に定電流を流す定電流制御を実行する。例えば、制御回路３０は、光源６０に目標値の電流が流れるように直流出力電圧を調整する。例えば、制御回路３０は、光源６０に流れる電流を検出する機能を有しており、光源６０に流れる電流の値が目標値となるように、直流出力電圧を調整する。目標値は、例えば、制御回路３０に与えられる外部信号により決定される。外部信号は、例えば、光源６０の調光レベルを示す調光信号である。制御回路３０は、調光レベルに応じて定電流の目標値を決定する。調光レベルは、例えば、光源６０の予め設定された光出力の範囲（使用範囲という）の上限値に対する百分率で表される。なお、使用範囲の上限値に対応する電流及び電圧を定格電流及び定格電圧（あるいは定常電圧）という。

例えば、制御回路３０は、点灯動作では、昇圧用スイッチング素子Ｑ１及び降圧用スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御により電力変換回路２０を制御するように構成される。つまり、制御回路３０は、調光レベルに応じてスイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２をそれぞれＰＷＭ制御することで、調光レベルに応じた定電流を光源６０に供給する。

制御回路３０は、印加電圧が閾値以上であると判定回路４０が判断すると、保護動作を開始する。つまり、制御回路３０は、比較回路４２の出力端子の電圧がロウレベルであれば点灯動作を実行し、比較回路４２の出力端子の電圧がハイレベルであれば保護動作を実行する。

保護動作は、光源６０に流れる電流を制限する動作である。保護動作では、制御回路３０は、スイッチＴＨ１をオフにするように構成される。具体的には、制御回路３０は、保護動作では、スイッチング素子Ｑ１をオフにすることで補助インダクタＬ３の誘起電圧を所定電圧未満にするように構成される。この状態でスイッチＴＨ１に電流が流れなくなると、スイッチＴＨ１がオフになる。

制御回路３０は、保護動作を開始してから所定時間が経過すると保護動作を終了するように構成される。つまり、制御回路３０は、保護動作を開始してから所定時間が経過すると保護動作を終了して点灯動作を再開する。所定時間は、比較的短い時間であることが好ましい。ただし、所定時間は、ＰＴＣサーミスタＰＨ１の温度がキュリー点に到達するために必要な時間よりは長く設定される。つまり、所定時間は、少なくとも一回は、光源６０に電流が流れない期間が存在するように設定される。所定時間は、例えば、０．５〜１．０秒である。さらに、制御回路３０は、保護動作を規定時間内に所定回数実行した後は、保護動作を開始してから所定時間が経過しても保護動作を終了しないように構成される。所定回数は、２回以上であることが好ましく、例えば、３回である。規定時間は、所定回数及び所定時間を考慮して、適宜設定される。

本実施形態において、判定回路４０の閾値は、実際に異常が起きた時だけ制御回路３０が保護動作を開始するように設定されることが好ましい。ここで、閾値と定格電圧との差が小さいと、ノイズや光源６０の個体差などによって、異常がないにも関わらず、保護動作が開始されるおそれがある。逆に、閾値と定格電圧との差異が大きいと、異常の発生から保護動作の開始までの期間が長くなる可能性がある。この場合、電力変換回路２０や光源６０が故障する可能性が増えるおそれがある。また、閾値は、電源５０の電圧の最大値より小さいことが好ましい。このような点を考慮し、判定回路４０の閾値は、光源６０の定格電圧の１．２〜１．３倍の範囲に設定されている。換言すれば、閾値は、定格電圧より２０％〜３０％大きい値に設定されている。なお、閾値は、光源６０の定格電圧の１．２〜１．２５倍の範囲（定格電圧より２０％〜２５％大きい値）に設定されることが好ましい。さらに、閾値は、定格電圧の誤差（例えば、光源６０の個体差に起因する誤差）の範囲の上限値より大きく設定される。これにより、異常が発生していない場合に、印加電圧が閾値以上となることを抑制できる。一例として、定格電圧が１７８Ｖである場合には、閾値は２２０Ｖに設定される。この場合の閾値の誤差は、±１０Ｖ程度であれば許容される。

以下、点灯装置１０の動作について説明する。

初期状態では、印加電圧は閾値未満である。そのため、判定回路４０では、比較回路４２の出力端子の電圧がロウレベルとなっている。したがって、制御回路３０は、点灯動作を開始する。点灯動作では、制御回路３０は、光源６０に流れる電流が目標値となるように、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２をスイッチング制御する。なお、初期状態では、保護回路２７のスイッチＴＨ１はオフであるが、ＰＴＣサーミスタＰＨ１を通じて整流回路２３から昇圧チョッパ回路２４に電流が供給される。制御回路３０は、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御するため、スイッチング素子Ｑ１がオンの期間にインダクタＬ１に電力が蓄積され、これによって、補助インダクタＬ３に誘起電圧が生じ、スイッチＴＨ１がオンとなる。以後、スイッチＴＨ１を通じて整流回路２３から昇圧チョッパ回路２４に電流が供給される。このように、制御回路３０は、点灯動作を実行し、電源５０からの電力により光源６０を点灯させる。この場合、印加電圧が閾値以上とならないから、比較回路４２の出力端子の電圧がハイレベルにならず、制御回路３０は保護動作を実行しない。

次に、異常が発生した場合の点灯装置１０の動作について説明する。例えば、降圧チョッパ回路２５のスイッチング素子Ｑ２が短絡したとする。この場合、降圧チョッパ回路２５が機能しなくなるから、昇圧チョッパ回路２４の出力電圧がほぼそのまま光源６０に与えられる。その結果、印加電圧が閾値以上になる。これによって、判定回路４０では、比較回路４２の出力端子の電圧がハイレベルになる。そのため、制御回路３０は、点灯動作を終了し、保護動作を開始する。つまり、制御回路３０は、昇圧チョッパ回路２４のスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を終了して、スイッチング素子Ｑ１をオフにする。これにより、補助インダクタＬ３の誘起電圧が所定電圧未満となる。その結果、スイッチＴＨ１のゲートの電圧がブレークオーバ電圧未満となる。そして、整流回路２３の出力端子２３３の電圧がゼロになると、スイッチＴＨ１に電流が流れなくなるから、スイッチＴＨ１がオフになる。以後、ＰＴＣサーミスタＰＨ１を通して整流回路２３から昇圧チョッパ回路２４に電流が流れる。その結果、上述したように、光源６０に間欠的に電流が流れるようになり、光源６０に供給される電流が制限される。したがって、点灯装置１０では、降圧チョッパ回路２５の降圧用スイッチング素子Ｑ２の短絡時に光源６０を保護できる。

制御回路３０は、保護動作を開始してから所定時間が経過すると保護動作を終了し、点灯動作を再開する。これによって、スイッチＴＨ１がオンとなり、昇圧チョッパ回路２４から降圧チョッパ回路２５に出力電圧が与えられる。しかし、スイッチング素子Ｑ２が短絡しているから、降圧チョッパ回路２５が機能せずに、昇圧チョッパ回路２４の出力電圧がほぼそのまま光源６０に与えられる。結局、印加電圧が閾値以上となる。そのため、制御回路３０は、点灯動作を終了し、保護動作を再開する。そして、制御回路３０は、保護動作を規定時間内に所定回数実行した後は、保護動作を開始してから所定時間が経過しても保護動作を終了しなくなる。これによって、光源６０に供給される電流が制限されたままとなる。したがって、異常が発生している場合に点灯動作が繰り返されることがなくなり、確実に、光源６０を保護できる。

次に、ノイズなどにより一時的に印加電圧が閾値以上となった場合の点灯装置１０の動作について説明する。この場合、制御回路３０は、点灯動作を終了し、保護動作を開始する。そして、制御回路３０は、保護動作を開始してから所定時間が経過すると保護動作を終了し、点灯動作を再開する。この場合、スイッチング素子Ｑ２が短絡していないから、降圧チョッパ回路２５が正常に機能し、印加電圧が閾値未満のままになる。判定回路４０では、比較回路４２の出力端子の電圧がハイレベルにならない。そのため、制御回路３０は、点灯動作を継続する。したがって、異常ではなくノイズなどによって一時的に印加電圧が閾値以上になった場合には、保護動作から点灯動作に復帰できる。

なお、異常には、無負荷も考えられる。無負荷は、光源６０が点灯装置１０に電気的に接続されていない状態（光源６０と点灯装置１０との接続線の断線によっても生じ得る）を意味する。無負荷が生じた場合、光源６０に流れる電流の値が０になる。そのため、制御回路３０は、電力変換回路２０を制御して直流出力電圧を増加させる。これによって、印加電圧が閾値以上となる。そのため、制御回路３０は、点灯動作を終了し、保護動作を開始する。したがって、点灯装置１０では、無負荷の発生時に電力変換回路２０を保護できる。

このように、本実施形態の点灯装置１０は、降圧チョッパ回路２５の降圧用スイッチング素子Ｑ２の短絡時に光源６０を保護できる。さらに、点灯装置１０は、無負荷時には電力変換回路２０を保護できる。

以上述べた点灯装置１０は、例えば、図２に示される照明器具に用いられる。図２の照明器具は、点灯装置１０と、点灯装置１０の一対の高電圧側及び低電圧側出力端子２２１，２２２間に接続される光源６０と、を備える。図２の照明器具は、例えば、投光器である。点灯装置１０は、投光器以外の照明器具（例えば、ベースライト、スポットライト、ダウンライト、ホリゾントライト）にも使用され得る。このような照明器具によれば、降圧チョッパ回路２５の降圧用スイッチング素子Ｑ２の短絡時に光源６０を保護できる。

２．変形例
本発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、保護回路２７は、光源６０に間欠的に電流が供給されるようにすることで、電流を制限する。変形例では、保護回路２７は、光源６０への電流の供給を停止するように構成されていてもよいし、光源６０に供給される電流を光源６０に悪影響が出ない大きさにまで低減するように構成されていてもよい。

例えば、上記実施形態では、保護回路２７のスイッチＴＨ１は、サイリスタである。変形例では、スイッチＴＨ１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチング素子であってもよい。

例えば、上記実施形態では、制御回路３０は、昇圧チョッパ回路２４のスイッチング素子Ｑ１を利用してスイッチＴＨ１を制御する。変形例では、制御回路３０は、直接的に、スイッチＴＨ１を制御するように構成されていてもよい。

例えば、上記実施形態では、制御回路３０は、保護動作を開始してから所定時間が経過すると保護動作を終了して点灯動作を再開する。変形例では、制御回路３０は、一旦保護動作を開始すると、所定時間に関係なく保護動作を継続してもよい。

変形例では、電源５０は直流電源であってもよい。この場合、整流回路２３及び昇圧チョッパ回路２４は必須ではない。整流回路２３が無い場合、一対の出力端子２３３，２３４の代わりに一対の入力端子２１１，２１２が、一対の高電圧側及び低電圧側端子となる。また、この場合、電源５０の電圧がゼロになる期間がないから、保護回路２７のスイッチＴＨ１は、サイリスタ以外のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）であることが好ましい。

変形例では、判定回路４０は、異常が無負荷か短絡かを予測する機能を有していてもよい。例えば、判定回路４０は、印加電圧の単位時間当たりの変化量に基づいて、異常が無負荷か短絡かを予測する。例えば、判定回路４０は、変化量が規定値以上であれば、異常が短絡と予測し、変化量が規定値未満であれば、異常が無負荷であると予測してもよい。判定回路４０は、異常が短絡と予測した場合、短絡用の閾値と印加電圧との比較により、短絡が発生したかどうかを判断してもよい。短絡用の閾値は、上記実施形態の閾値と同様である。判定回路４０は、異常が無負荷と予測した場合、無負荷用の閾値と印加電圧との比較により、無負荷が発生したかどうかを判断してもよい。無負荷用の閾値は、短絡用の閾値以上であることが好ましい。この場合、制御回路３０の保護動作は、無負荷用の保護動作と、短絡用の保護動作とを含んでいてもよい。短絡用の保護動作は、上記実施形態の保護動作と同様に保護回路２７を用いる動作である。無負荷用の保護動作は、例えば、昇圧チョッパ回路２４及び降圧チョッパ回路２５を停止する動作（つまり、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２をオフにする動作）である。無負荷時は、スイッチング素子Ｑ２が短絡していないため、印加電圧をゼロにできる。

３．態様
上記実施形態及び変形例から明らかなように、本発明に係る第１の態様の点灯装置（１０）は、電力変換回路（２０）と、制御回路（３０）と、判定回路（４０）と、を備える。前記電力変換回路（２０）は、一対の高電圧側及び低電圧側端子（２３３，２３４）と、一対の高電圧側及び低電圧側出力端子（２２１，２２２）と、降圧チョッパ回路（２５）と、を有する。前記一対の高電圧側及び低電圧側端子（２３３，２３４）は、電源（５０）から電力を受け取る。前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子（２２１，２２２）は、光源（６０）に接続される。前記降圧チョッパ回路（２５）は、前記高電圧側端子（２３３）と前記高電圧側出力端子（２２１）との間に電気的に接続されている降圧用スイッチング素子（Ｑ２）を有する。前記制御回路（３０）は、点灯動作を実行するように構成される。前記点灯動作は、前記電力変換回路（２０）を制御して前記一対の高電圧側及び低電圧側端子（２３３，２３４）間の電圧に基づいて前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子（２２１，２２２）間に直流出力電圧を発生させる動作である。前記判定回路（４０）は、前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子（２２１，２２２）間の印加電圧が閾値以上であるか否かを判定するように構成される。前記制御回路（３０）は、前記印加電圧が前記閾値以上であると前記判定回路（４０）が判断すると、前記光源（６０）に供給される電流を制限する保護動作を開始するように構成される。前記閾値は、前記光源の定格電圧の１．２〜１．３倍の範囲である。

第１の態様によれば、降圧チョッパ回路（２５）の降圧用スイッチング素子（Ｑ２）の短絡時に光源（６０）を保護できる。

本発明に係る第２の態様の点灯装置（１０）は、第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様では、前記閾値は、前記定格電圧の誤差の範囲の上限値より大きい。

第２の態様によれば、異常が発生していない場合に、印加電圧が閾値以上となることを抑制できる。

本発明に係る第３の態様の点灯装置（１０）は、第１又は第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様では、前記閾値は、前記電源の電圧の最大値より小さい。

第３の態様によれば、確実に、降圧用スイッチング素子（Ｑ２）の短絡を検出できる。

本発明に係る第４の態様の点灯装置（１０）は、第１〜第３の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第４の態様では、前記制御回路（３０）は、前記保護動作を開始してから所定時間が経過すると前記保護動作を終了するように構成される。

第４の態様によれば、異常ではなくノイズなどによって一時的に印加電圧が閾値以上になった場合には、保護動作から点灯動作に復帰できる。

本発明に係る第５の態様の点灯装置（１０）は、第４の態様との組み合わせにより実現され得る。第５の態様では、前記制御回路（３０）は、前記保護動作を規定時間内に所定回数実行した後は、前記保護動作を開始してから前記所定時間が経過しても前記保護動作を終了しないように構成される。

第５の態様によれば、異常が発生している場合に点灯動作が繰り返されることがなくなり、確実に、光源（６０）を保護できる。

本発明に係る第６の態様の点灯装置（１０）は、第１〜第５の態様のうちいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第６の態様では、前記電力変換回路（２０）は、保護回路（２７）をさらに備える。前記保護回路（２７）は、前記高電圧側端子（２３３）と前記高電圧側出力端子（２２１）との間で前記降圧用スイッチング素子（Ｑ２）に直列に接続されるスイッチ（ＴＨ１）を有する。前記制御回路（３０）は、前記点灯動作では、前記スイッチ（ＴＨ１）をオンにし、前記保護動作では、前記スイッチ（ＴＨ１）をオフにするように構成される。

第６の態様によれば、比較的簡単な構成で光源（６０）に供給される電流を制限できる。

本発明に係る第７の態様の点灯装置（１０）は、第６の態様との組み合わせにより実現され得る。第７の態様では、前記電力変換回路（２０）は、昇圧チョッパ回路（２４）をさらに有する。前記昇圧チョッパ回路（２４）は、前記高電圧側端子（２３３）に電気的に接続されているインダクタ（Ｌ１）とダイオード（Ｄ１）との直列回路を有する。また、前記昇圧チョッパ回路（２４）は、前記インダクタ（Ｌ１）と前記ダイオード（Ｄ１）との接続点と前記低電圧側端子（２３４）との間に接続されている昇圧用スイッチング素子（Ｑ１）を有する。前記降圧用スイッチング素子（Ｑ２）は、前記インダクタ（Ｌ１）と前記ダイオード（Ｄ１）との前記直列回路を介して前記高電圧側端子（２３３）に電気的に接続されている。前記保護回路（２７）は、前記インダクタ（Ｌ１）に磁気的に結合された補助インダクタ（Ｌ３）と、前記スイッチ（ＴＨ１）に並列に接続された正特性サーミスタ（ＰＨ１）と、を有する。前記スイッチ（ＴＨ１）は、前記補助インダクタ（Ｌ３）の誘起電圧が所定電圧以上になるとオンになるように構成される。前記制御回路（３０）は、前記点灯動作では、前記昇圧用スイッチング素子（Ｑ１）及び前記降圧用スイッチング素子（Ｑ２）のスイッチング制御により前記電力変換回路（２０）を制御するように構成される。前記制御回路（３０）は、前記保護動作では、前記昇圧用スイッチング素子（Ｑ１）をオフにすることで前記誘起電圧を前記所定電圧未満にするように構成される。

第７の態様によれば、昇圧用スイッチング素子（Ｑ１）を利用してスイッチ（ＴＨ１）をオフにできる。そのため、 制御回路（３０）がスイッチ（ＴＨ１）を制御するための回路を新たに設ける場合と比べて部品数を削減できる。

本発明に係る第８の態様の照明器具は、第１〜第７の態様のうちいずれか一つの点灯装置（１０）と、前記光源（６０）と、を備える。

第８の態様によれば、降圧チョッパ回路（２５）の降圧用スイッチング素子（Ｑ２）の短絡時に光源（６０）を保護できる。

１０ 点灯装置
２０ 電力変換回路
２４ 昇圧チョッパ回路
２５ 降圧チョッパ回路
２７ 保護回路
３０ 制御回路
４０ 判定回路
５０ 電源
６０ 光源
２２１ 高電圧側出力端子
２２２ 低電圧側出力端子
２３３ 高電圧側端子
２３４ 低電圧側端子
Ｌ１ インダクタ
Ｌ３ 補助インダクタ
ＰＨ１ 正特性サーミスタ
Ｑ１ 昇圧用スイッチング素子
Ｑ２ 降圧用スイッチング素子
ＴＨ１ スイッチ

Claims (8)

1. 電源から電力を受け取る一対の高電圧側及び低電圧側端子と、光源に接続される一対の高電圧側及び低電圧側出力端子と、前記高電圧側端子と前記高電圧側出力端子との間に電気的に接続されている降圧用スイッチング素子を有する降圧チョッパ回路と、を有する電力変換回路と、
   前記電力変換回路を制御して前記一対の高電圧側及び低電圧側端子間の電圧に基づいて前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子間に直流出力電圧を発生させる点灯動作を実行する制御回路と、
   前記一対の高電圧側及び低電圧側出力端子間の印加電圧が閾値以上であるか否かを判定する判定回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記印加電圧が前記閾値以上であると前記判定回路が判断すると、前記光源に供給される電流を制限する保護動作を開始するように構成され、
   前記閾値は、前記光源の定格電圧の１．２〜１．３倍の範囲である、
   点灯装置。
2. 前記閾値は、前記定格電圧の誤差の範囲の上限値より大きい、
   請求項１の点灯装置。
3. 前記閾値は、前記電源の電圧の最大値より小さい、
   請求項１又は２の点灯装置。
4. 前記制御回路は、前記保護動作を開始してから所定時間が経過すると前記保護動作を終了するように構成される、
   請求項１〜３のうちいずれか一つの点灯装置。
5. 前記制御回路は、前記保護動作を規定時間内に所定回数実行した後は、前記保護動作を開始してから前記所定時間が経過しても前記保護動作を終了しないように構成される、
   請求項４の点灯装置。
6. 前記電力変換回路は、保護回路をさらに備え、
   前記保護回路は、前記高電圧側端子と前記高電圧側出力端子との間で前記降圧用スイッチング素子に直列に接続されるスイッチを有し、
   前記制御回路は、前記点灯動作では、前記スイッチをオンにし、前記保護動作では、前記スイッチをオフにするように構成される、
   請求項１〜５のうちいずれか一つの点灯装置。
7. 前記電力変換回路は、昇圧チョッパ回路をさらに有し、
   前記昇圧チョッパ回路は、前記高電圧側端子に電気的に接続されているインダクタとダイオードとの直列回路と、前記インダクタと前記ダイオードとの接続点と前記低電圧側端子との間に接続されている昇圧用スイッチング素子と、を有し、
   前記降圧用スイッチング素子は、前記インダクタと前記ダイオードとの前記直列回路を介して前記高電圧側端子に電気的に接続されており、
   前記保護回路は、前記インダクタに磁気的に結合された補助インダクタと、前記スイッチに並列に接続された正特性サーミスタと、を有し、
   前記スイッチは、前記補助インダクタの誘起電圧が所定電圧以上になるとオンになるように構成され、
   前記制御回路は、前記点灯動作では、前記昇圧用スイッチング素子及び前記降圧用スイッチング素子のスイッチング制御により前記電力変換回路を制御するように構成され、
   前記制御回路は、前記保護動作では、前記昇圧用スイッチング素子をオフにすることで前記誘起電圧を前記所定電圧未満にするように構成される、
   請求項６の点灯装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか一つの点灯装置と、
   前記光源と、
   を備える、
   照明器具。

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