JP2018170136A - 電源装置、灯具、及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 第２定電圧回路の小型化を図ることができる電源装置、及びそれを用いた灯具並びに車両を提供する。【解決手段】 電源装置１では、第１出力端子Ｔ１２と第２出力端子Ｔ２２とは電気的に接続し、第１共通端子Ｔ１３と第２共通端子Ｔ２３とは電気的に接続している。そして、定常時において、第２定電圧回路１２は第２電圧Ｖ２を定電圧制御して、モータ４１の消費電流Ｉｄを供給する。また、過負荷時において、第２定電圧回路１２は第２電圧Ｖ２を定常時に比べて低下させて、モータ４１の消費電流Ｉｄと第２定電圧回路１２の最大出力電流値との差分である不足電流Ｉｓを第１定電圧回路１１が供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置、灯具、及び車両に関する。

従来、照明負荷を点灯させる電源装置が提供されている。この電源装置は入力された直流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、それを制御する制御部とを備える。近年、照明負荷が具備する光源として、消費電力が少なく、寿命が長いＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる機会が増加している。

このような電源装置は、ＬＥＤが発する熱を放熱するために、ファンなどの冷却装置を備える場合がある。特許文献１に示した電源装置によれば、ＬＥＤ（第１負荷）を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータ（コンバータ）と、ＤＣファンのモータ（第２負荷）を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータ（第２定電圧回路）とを具備し、それぞれを駆動させることで、ＬＥＤを点灯させながらＤＣファンにより冷却を行うことができる。

特開２０１４−６０９０４号公報

一般に、モータ（第２負荷）を起動する際の負荷電流（起動電流）は、モータが一定の回転数で回転しているときの負荷電流（定常電流）より、大きいことが知られている（起動電流は、定常電流の数倍から数十倍程度）。上述の特許文献１に示した電源装置では、先に示した起動電流を確保するため、ＤＣファンを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータ（第２定電圧回路）の最大出力電流値（出力電流範囲）が大きくなり、ＤＣファンを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータのサイズが大きくなっていた。

本発明の目的は、第２定電圧回路の小型化を図ることができる電源装置、及びそれを用いた灯具並びに車両を提供することにある。

本発明の一態様に係る電源装置は、コンバータと、制御回路と、第１定電圧回路と、第２定電圧回路とを備える。前記コンバータは、第１負荷へ直流電力を供給する。前記制御回路は、前記コンバータを制御する。前記第１定電圧回路は、高電位側の第１出力端子及び低電位側の第１共通端子を有しており、前記第１出力端子及び前記第１共通端子から前記制御回路へ直流の第１電圧を出力する。前記第２定電圧回路は、高電位側の第２出力端子及び低電位側の第２共通端子を有しており、前記第２出力端子及び前記第２共通端子から第２負荷へ直流の第２電圧を出力する。前記第１出力端子と前記第２出力端子とが電気的に接続され、前記第１共通端子と前記第２共通端子とが電気的に接続されている。そして、前記第２定電圧回路は、前記第２負荷の消費電流が前記第２定電圧回路の最大出力電流値以下である定常時において、前記第２電圧を定電圧制御して、前記第２負荷の消費電流を供給する。また、前記第２定電圧回路は、前記第２負荷の消費電流が前記最大出力電流値を上回る過負荷時において、前記第２電圧を前記定常時に比べて低下させている。そして、前記第１定電圧回路は、前記定常時において、前記第１電圧を定電圧制御して、前記制御回路の消費電流を供給する。また、前記第１定電圧回路は、前記過負荷時において、前記制御回路の消費電流に加えて、前記第２負荷の消費電流と前記最大出力電流値との差分である不足電流を供給する。

本発明の一態様に係る灯具は、上述の電源装置と、前記第１負荷である照明負荷と、前記電源装置が取り付けられる灯具本体とを備える。

本発明の一態様に係る車両は、上述の灯具と、前記灯具を搭載した車体とを備える。

以上説明したように、本発明では、第２定電圧回路の小型化を図ることができるという効果がある。

図１は、実施形態に係る電源装置を示すブロック図である。 図２は、同上の第２定電圧回路のＩ−Ｖ特性を示す図である。 図３は、同上の第２負荷であるモータの消費電流を説明する波形図である。 図４は、同上の電源装置の変形例を示すブロック図である。 図５は、灯具の構成を示す断面図である。 図６は、車両の一部の構成を示す斜視図である。

以下の実施形態は、一般に、電源装置、灯具、及び車両に関する。より詳細には、以下の実施形態は、制御回路を駆動する第１定電圧回路と、第２負荷を駆動する第２定電圧回路とを備える電源装置、灯具、及び車両に関する。

以下に、実施形態に係る電源装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る電源装置１の構成を示す。

電源装置１は、定電圧回路１１と、定電圧回路１２と、コンバータ１３と、制御回路１４とを備える。電源装置１は、さらに電流センサ１５を備えることが好ましい。

コンバータ１３は、照明負荷２に直流電力を供給する。照明負荷２は、光源として複数のＬＥＤ２１を備えており、第１負荷に相当する。そして、コンバータ１３は、バッテリなどの外部電源３から直流の外部電力を入力され、照明負荷２に直流の負荷電流Ｉｏ（直流電力）を供給することで、照明負荷２を点灯させる。コンバータ１３は、負荷電流Ｉｏを調整することで、照明負荷２の輝度を所望の輝度にすることができる。

照明負荷２は、電気的に直列接続された複数のＬＥＤ２１を備えている。また、照明負荷２は、複数のＬＥＤ２１を電気的に直列接続した光源群を複数備えて、複数の光源群を並列接続した構成でもよい。

制御回路１４は、コンバータ１３の動作を制御して、照明負荷２の点灯、消灯を切り換える。具体的に、電流センサ１５が負荷電流Ｉｏを測定し、負荷電流Ｉｏの測定値を示す測定データを制御回路１４へ出力する。制御回路１４は、測定データを電流センサ１５から取得する。さらに、制御回路１４は、負荷電流Ｉｏの目標値である電流目標値のデータを予め保持している。そして、制御回路１４は、負荷電流Ｉｏの測定値が電流目標値に近付くようにコンバータ１３を制御する制御信号を、コンバータ１３へ出力する。コンバータ１３が制御信号に基づいて動作することで、負荷電流Ｉｏの値が電流目標値に近付く。このように、制御回路１４がコンバータ１３を制御することによって、負荷電流Ｉｏは、電流目標値（あるいは電流目標値近傍）に維持される。

制御回路１４は、例えばコンピュータを有する。コンピュータは、プログラムを実行するプロセッサを備えたデバイスと、他の装置との間で信号を授受するためのインターフェイス用のデバイスと、プログラムやデータなどを記憶する記憶用のデバイスとを主な構成要素として備える。プロセッサを備えたデバイスは、記憶用のデバイスと別体であるＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）のほか、記憶用のデバイスを一体に備えるマイコン（Microcomputer）のいずれであってもよい。記憶用のデバイスには、半導体メモリのようにアクセス時間が短い記憶装置が主に用いられる。プログラムの提供形態としては、コンピュータに読み取り可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、光ディスク等の記録媒体に予め格納されている形態、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給される形態等がある。そして、制御回路１４は、コンピュータがプログラムを実行することで、コンバータ１３を制御する。

また、制御回路１４は、光源の点灯制御を行う点灯制御用ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されてもよい。

定電圧回路１１は、制御回路１４を駆動するための定電圧電源回路であり、本実施形態の第１定電圧回路に相当する。以降、定電圧回路１１を第１定電圧回路１１と呼び、図１においても定電圧回路１１を第１定電圧回路１１として記載する。第１定電圧回路１１は、例えば、ＬＤＯ（Low Drop Out）レギュレータなどの電源ＩＣを具備して、出力を定電圧制御する。第１定電圧回路１１は、第１入力端子Ｔ１１、第１出力端子Ｔ１２、第１共通端子Ｔ１３を備える。第１入力端子Ｔ１１及び第１共通端子Ｔ１３には、外部電源３から出力された直流の入力電圧Ｖｉ（外部電力）が入力される。そして、第１定電圧回路１１は、入力電圧Ｖｉを直流の第１電圧Ｖ１に変換し、第１出力端子Ｔ１２及び第１共通端子Ｔ１３から第１電圧Ｖ１を出力する。また、第１定電圧回路１１の出力電流である第１電流Ｉ１は、第１出力端子Ｔ１２から出力される。なお、第１入力端子Ｔ１１は正電位であり、第１出力端子Ｔ１２は正電位であり、第１共通端子Ｔ１３は負電位（グランド電位）となる。

定電圧回路１２は、ＤＣファン４のモータ４１を駆動するための定電圧電源回路であり本実施形態の第２定電圧回路に相当する。以降、定電圧回路１２を、第２定電圧回路１２と呼び、図１においても定電圧回路１２を第２定電圧回路１２として記載する。第２定電圧回路１２は、例えば、ＬＤＯレギュレータなどの電源ＩＣを具備して、出力を定電圧制御する。第２定電圧回路１２は、第２入力端子Ｔ２１、第２出力端子Ｔ２２、第２共通端子Ｔ２３を備える。第２入力端子Ｔ２１及び第２共通端子Ｔ２３には、外部電源３から出力された入力電圧Ｖｉが入力される。そして、第２定電圧回路１２は、入力電圧Ｖｉを直流の第２電圧Ｖ２に変換し、第２出力端子Ｔ２２及び第２共通端子Ｔ２３から第２電圧Ｖ２を出力する。また、第２定電圧回路１２の出力電流である第２電流Ｉ２は、第２出力端子Ｔ２２から出力される。なお、第２入力端子Ｔ２１は正電位であり、第２出力端子Ｔ２２は正電位であり、第２共通端子Ｔ２３は負電位（グランド電位）となる。

ＤＣファン４はモータ４１を具備しており、モータ４１が第２負荷に相当する。モータ４１は、第２電圧Ｖ２が入力されて回転する。ＤＣファン４は、モータ４１の回転力によって羽根を回転させて、照明負荷２を冷却する。さらに、ＤＣファン４は、照明負荷２に加えて電源装置１を冷却してもよい。

そして、電源装置１では、第１定電圧回路１１の第１出力端子Ｔ１２と、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２とが互いに電気的に接続している。この構成により、電源装置１では、第１定電圧回路１１の出力及び第２定電圧回路１２の出力のいずれか一方が、いずれか他方を補完することができる。

以下、電源装置１の動作について詳述する。

ＤＣファン４は、モータ４１の消費電流Ｉｄが流れる。そして、モータ４１の起動時にモータ４１を流れる消費電流Ｉｄは、通常運転中にモータ４１を流れる消費電流Ｉｄより大きくなる。一般に、起動時の消費電流Ｉｄは通常運転中の消費電流Ｉｄの数倍から数十倍程度になる。

ここで、比較例として、第１出力端子Ｔ１２と第２出力端子Ｔ２２とが互いに電気的に遮断していると仮定する。この場合、第２定電圧回路１２のみが、モータ４１の消費電流Ｉｄを供給する。したがって、第２定電圧回路１２は、起動時の消費電流Ｉｄを供給できるように構成される必要があり、第２定電圧回路１２が出力可能な第２電流Ｉ２の最大値である最大出力電流値Ｉｍを比較的大きくしなければならない。この結果、第２定電圧回路１２の構成素子（例えば、ＬＤＯレギュレータなどの電源ＩＣ）のサイズが比較的大きくなってしまう。

そこで、本実施形態の電源装置１では、第１定電圧回路１１の第１出力端子Ｔ１２と、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２とが互いに電気的に接続している。このような構成とすることで、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２の両方から消費電流Ｉｄを供給することができるので、第２定電圧回路１２の最大出力電流値Ｉｍを比較例に比べて小さくすることができる。

本実施形態において、制御回路１４の入力電圧の定格値は５（Ｖ）である。したがって、第１定電圧回路１１は、第１電圧Ｖ１を５（Ｖ）に定電圧制御する。また、モータ４１の入力電圧の定格値は５（Ｖ）である。したがって、第２定電圧回路１２は、第２電圧Ｖ２を５（Ｖ）に定電圧制御する。

すなわち、第２定電圧回路１２が定電圧制御する第２電圧Ｖ２の値は、第１定電圧回路１１が定電圧制御する第１電圧Ｖ１の値と同値に設定されている。したがって、消費電流Ｉｄが最大出力電流値Ｉｍ以下である定常時では、第１定電圧回路１１が出力する第１電流Ｉ１が、制御回路１４に入力される消費電流Ｉｃとなり、第２定電圧回路１２が出力する第２電流Ｉ２が、モータ４１の消費電流Ｉｄとなる。

そして、消費電流Ｉｄが最大出力電流値Ｉｍより大きくなると、第２定電圧回路１２は過負荷状態になる。この第２定電圧回路１２の過負荷時において、第２定電圧回路１２の第２電圧Ｖ２が定常時よりも低下すれば、第１定電圧回路１１から出力される第１電流Ｉ１は、第２電圧Ｖ２の低下量に応じて定常時より増大する。第２電圧Ｖ２の低下量が大きいほど、第１電流Ｉ１の増大量は大きくなる。そして、第１電流Ｉ１の増大量は、モータ４１に供給されて、消費電流Ｉｄの一部になる。

そこで、本実施形態では、第２定電圧回路１２の第２電流Ｉ２と第２電圧Ｖ２との関係を、図２のＩ−Ｖ特性のように設定する。

第２電流Ｉ２が０（Ａ）である状態から、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２と第２共通端子Ｔ２３との間に電気的に接続した負荷のインピーダンスを徐々に小さくすると、第２電流Ｉ２が０（Ａ）から徐々に増大する。そして、第２電流Ｉ２が０（Ａ）から最大出力電流値Ｉｍに達するまでは、第２電圧Ｖ２は定常電圧値Ｖ２１（本実施形態では５（Ｖ））に定電圧制御されている。第２電流Ｉ２が最大出力電流値Ｉｍに達した後、負荷のインピーダンスをさらに小さくすると、第２電流Ｉ２が最大出力電流値Ｉｍを維持した状態で、第２電圧Ｖ２が定常電圧値Ｖ２１から徐々に低下する。そして、第２電圧Ｖ２が電圧値Ｖ２２にまで低下した後、負荷のインピーダンスをさらに小さくすると、第２電圧Ｖ２及び第２電流Ｉ２の両方が徐々に低下する。そして、第２電流Ｉ２が電流値Ｉ２１にまで低下した後、負荷のインピーダンスをさらに小さくすると、電流値Ｉ２１が電流値Ｉ２１を維持した状態で、第２電圧Ｖ２が徐々に低下する。

第２電流Ｉ２と第２電圧Ｖ２とが図２のＩ−Ｖ特性になるように第２定電圧回路１２が構成されることで、過負荷時の第２電圧Ｖ２は、定常時の第２電圧Ｖ２（定常電圧値Ｖ２１）に比べて低下する。したがって、第２定電圧回路１２の第２電圧Ｖ２が第１定電圧回路１１の第１電圧Ｖ１未満になることで、第２定電圧回路１２が出力する第２電流Ｉ２に加えて、第１定電圧回路１１が出力する第１電流Ｉ１の一部もモータ４１に供給される。すなわち、過負荷時におけるモータ４１の消費電流Ｉｄでは、過負荷時の消費電流Ｉｄから最大出力電流値Ｉｍを差し引いた差分（第２電流Ｉ２の最大出力電流値Ｉｍを上回る不足量）に相当する不足電流Ｉｓ（図１参照）が、第１電流Ｉ１の一部で補われている。

また、本実施形態において、第１定電圧回路１１の第１電流Ｉ１の定格値は、制御回路１４の消費電流Ｉｃの最大値と最大不足電流値との和より大きいことが好ましい。最大不足電流値とは、モータ４１の消費電流Ｉｄの最大値から最大出力電流値Ｉｍを差し引いた値である。この場合、第１定電圧回路１１は、制御回路１４の消費電流Ｉｃと、第２定電圧回路１２では供給しきれない不足電流Ｉｓとを、第１電流Ｉ１によって賄うことができる。

本実施形態では、モータ４１に供給される消費電流Ｉｄのうち、第２定電圧回路１２では供給できない不足電流Ｉｓを、第１定電圧回路１１が供給することになる。そのため、第１定電圧回路１１は、制御回路１４の消費電流Ｉｃに加えて、不足電流Ｉｓも供給する能力が求められる。このことは、第１定電圧回路１１の第１電流Ｉ１の定格値の増大を招き、第１定電圧回路１１の大型化の要因になる可能性がある。そのため、モータ４１の消費電流Ｉｄの最大値に対して、第２定電圧回路１２が供給する第２電流Ｉ２と第１定電圧回路１１が供給する不足電流Ｉｓとの割合を、適切に設定する必要がある。すなわち、消費電流Ｉｄの最大値に対して、第２電流Ｉ２と不足電流Ｉｓとの割合をどのように設定すれば、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２を合わせたトータルのサイズをより小型化できるかを考慮する必要がある。

そして、本実施形態では、図３に示すように、モータ４１が起動すると（時間ｔ１）、起動直後のモータ４１の消費電流Ｉｄは急激に増大する。図３では、消費電流Ｉｄが最大出力電流値Ｉｍより大きい過負荷電流値Ｉｄ１にまで増大し、第２定電圧回路１２は過負荷状態になる。第２定電圧回路１２が過負荷状態になっている期間を過負荷期間Ｗ１とすると、過負荷期間Ｗ１では、第２電圧Ｖ２が定常電圧値Ｖ２１から低下して、第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１未満になる。この結果、第１定電圧回路１１の第１電流Ｉ１の一部が不足電流Ｉｓとして、モータ４１へ供給される。すなわち、過負荷期間Ｗ１の消費電流Ｉｄのうち、最大出力電流値Ｉｍまでは第２電流Ｉ２によって賄われる。さらに、第１電流Ｉ１の一部が、不足電流Ｉｓ（過負荷電流値Ｉｄ１から最大出力電流値Ｉｍを差し引いた差分）になる。

消費電流Ｉｄは、起動直後に過負荷電流値Ｉｄ１にまで増大した後、最大出力電流値Ｉｍ以下の定常電流値Ｉｄ２にまで低下し、第２定電圧回路１２は定常状態になる。第２定電圧回路１２が定常状態になっている期間を定常期間Ｗ２とすると、定常期間Ｗ２では、第２電圧Ｖ２が定常電圧値Ｖ２１に定電圧制御される。したがって、定常期間Ｗ２の消費電流Ｉｄは、第２電流Ｉ２のみで賄われる。

上述のように、電源装置１は、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２の両方から消費電流Ｉｄを供給することができるので、第２定電圧回路１２の最大出力電流値Ｉｍを比較例に比べて小さくすることができる。この結果、第２定電圧回路１２の構成素子のサイズを比較例に比べて小さくすることができ、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができる。さらに、第２定電圧回路１２の構成素子（例えば、ＬＤＯレギュレータなどの電源ＩＣ）のサイズが小さくなることによって、第２定電圧回路１２のコストを低減させるという効果もあり、第２定電圧回路１２を構成する回路の実装面積も小さくなる。

したがって、電源装置１は、制御回路１４を駆動する第１定電圧回路１１と、モータ４１（第２負荷）を駆動する第２定電圧回路１２とを備えて、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができる。

さらに、第１定電圧回路１１の第１入力端子Ｔ１１と第２定電圧回路１２の第２入力端子Ｔ２１の少なくともいずれか一方は、外部電源３に電気的に接続されて、入力電圧Ｖｉを印加されていることが好ましい。本実施形態では、第１入力端子Ｔ１１と第２入力端子Ｔ２１との両方が、外部電源３に電気的に接続されて、入力電圧Ｖｉを印加されている。

したがって、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２のために、外部電源３以外の他の電源が不要となり、構成の簡略化を図ることができる。

次に、電源装置１の変形例について、図４を用いて説明する。

変形例において、電源装置１は、ダイオード１６をさらに備える。ダイオード１６は、第１定電圧回路１１の第１出力端子Ｔ１２と第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２とを電気的に接続する電路に設けられている。ダイオード１６のアノードは、第１出力端子Ｔ１２に電気的に接続し、ダイオード１６のカソードは、第２出力端子Ｔ２２に電気的に接続している。すなわち、第１出力端子Ｔ１２から第２出力端子Ｔ２２に向かう方向が、ダイオード１６の順方向になる。

本変形例では、上記同様に、過負荷期間Ｗ１では、第２電圧Ｖ２が定常電圧値Ｖ２１から低下して、第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１未満になる。この結果、ダイオード１６が順方向にバイアスされて、アノード−カソード間が導通し、第１定電圧回路１１の第１電流Ｉ１の一部が不足電流Ｉｓとして、モータ４１へ供給される。

また、第１電圧Ｖ１が定常電圧値から低下して、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２未満になると、ダイオード１６は逆方向にバイアスされて、アノード−カソード間が遮断される。したがって、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２から第１定電圧回路１１及び制御回路１４に向かう方向には電流が流れないので、第１定電圧回路１１及び制御回路１４の誤動作を抑制することができる。

また、本変形例では、第２電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ１より高い電圧値に設定できる。したがって、第２定電圧回路１２の負荷となる第２負荷の選択肢が拡がる。

例えば、第１定電圧回路１１によって定電圧制御された第１電圧Ｖ１を３．３（Ｖ）とし、第２定電圧回路１２によって定電圧制御された第２電圧Ｖ２（定常電圧値Ｖ２１）を５．０（Ｖ）としてもよい。この場合、電源装置１は、ダイオード１６を備えることによって、第２定電圧回路１２の定常時において、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２から第１定電圧回路１１及び制御回路１４に向かう電流を遮断できる。また、電源装置１は、ダイオード１６を備えることによって、第２定電圧回路１２の過負荷時において、第１定電圧回路１１の第１出力端子Ｔ１２からＤＣファン４のモータ４１に向かう不足電流Ｉｓを流すことができる。

なお、本変形例において、ダイオード１６は、順方向電圧が低いショットキーダイオードであることが好ましい。

また、ダイオード１６は、複数のダイオードを直列に接続したダイオードユニットであってもよい。

上述の実施形態及び変形例で示した電源装置１は、例えば車両用の前照灯装置（ヘッドランプ）などの灯具１００に用いられる。図５は、前照灯装置に用いられる灯具１００の構成を示す。

灯具１００は、電源装置１と、照明負荷２と、ＤＣファン４と、放熱体１１１と、光学ユニット１１２とを、灯具本体１３１に収納して構成されている。放熱体１１１は、照明負荷２を搭載しており、照明負荷２で発生した熱が放熱体１１１によって外部に放熱される。光学ユニット１１２は、レンズ及び反射板などで構成され、照明負荷２の前方（図５中の左側）に配置されている。光学ユニット１１２は、照明負荷２の光出力の配光を制御する。電源装置１は、灯具本体１３１の下面に設置されており、外部電源３としての車載バッテリから電源供給されて動作する。さらに、ＤＣファン４は、放熱体１１１に取り付けられており、ＤＣファン４が回転することで、放熱体１１１の放熱量を増やし、照明負荷２に対する放熱性能を向上させている。ＤＣファン４は、図５のように、放熱体１１１に送風して、照明負荷２を間接的に冷却してもよく、あるいは照明負荷２に直接送風して、照明負荷２を直接冷却してもよい。

電源装置１と照明負荷２との間は出力線１２１により電気的に接続されており、この出力線１２１を介して照明負荷２に点灯電力（負荷電流Ｉｏ）が供給される。また、電源装置１は、車両側に設けられた外部電源３としての車載バッテリから電源線１２２を介して、外部電力（入力電圧Ｖｉ）が供給される。

また、電源装置１とＤＣファン４のモータ４１との間は出力線１２３により電気的に接続されており、この出力線１２３を介して、モータ４１に駆動電力（消費電流Ｉｄ）が供給される。

灯具１００においても、上述の電源装置１を灯具本体１３１に設けることによって、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができる。この結果、灯具１００の小型化を図ることが可能になる。

また、灯具１００は、照明負荷２が備える複数のＬＥＤ２１のうち、一部のＬＥＤ２１の点灯及び消灯を切り換えることで、すれ違い用前照灯（ロービーム）または走行用前照灯（ハイビーム）として機能してもよい。

図６は、上述した灯具１００を前照灯装置として左右で一対搭載した車両２００の外観斜視図である。一対の灯具１００は、車両２００の車体２０１の前方に搭載されている。なお、電源装置１を用いた灯具１００は前照灯装置に限らず、車両２００の方向指示器または尾灯などであってもいいし、それ以外の灯具でもよい。

なお、上述の実施形態及び変形例では、定電圧回路１１が第１定電圧回路であり、定電圧回路１２が第２定電圧回路であり、定電圧回路１２の負荷であるＤＣファン４のモータ４１が第２負荷である。そして、第２定電圧回路１２の過負荷時に、第１定電圧回路１１がモータ４１へ不足電流Ｉｓを供給している。

しかし、定電圧回路１２を第１定電圧回路とし、定電圧回路１１を第２定電圧回路とし、定電圧回路１１の負荷である制御回路１４を第２負荷としてもよい。そして、定電圧回路１１の過負荷時に、定電圧回路１２が制御回路１４へ不足電流を供給する。この場合、上述のダイオード１６は、第１出力端子Ｔ１２と第２出力端子Ｔ２２とを電気的に接続する電路において、第２出力端子Ｔ２２から第１出力端子Ｔ１２に向かう方向を順方向とするように接続される。

また、上述の実施形態及び変形例において、制御回路１４は、負荷電流Ｉｏの測定値が電流目標値に近付くようにコンバータ１３を制御している。しかし、制御回路１４は、コンバータ１３の出力電圧の測定値が電圧目標値に近付くようにコンバータ１３を制御してもよい。

また、照明負荷２が備える光源は、ＬＥＤ２１に限らず、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、または半導体レーザ（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を光源として備えてもよい。

また、上述の実施形態及び変形例において、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２は、ＬＤＯレギュレータなどの電源ＩＣをそれぞれ具備して、出力を定電圧制御している。しかし、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２は、スイッチング制御ＩＣを具備したスイッチング電源で構成されてもよい。

また、上述の実施形態及び変形例において、ＤＣファン４のモータ４１を第２負荷としている。しかし、第２負荷は、ＤＣファン４のモータ４１に限定されず、他の機器のモータであってもよい。また、第２負荷は、誘導性負荷または容量性負荷であれば、モータ以外の負荷であってもよい。

また、上述の実施形態及び変形例において、第１定電圧回路１１と制御回路１４とは別体としているが、第１定電圧回路１１と制御回路１４とを一体に構成してもよい。

また、上述の実施形態及び変形例において、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２の２つ定電圧回路を備える電源装置１を例示している。しかし、電源装置１は、３つ以上の定電圧回路を備えてもよい。この場合、３つ以上の定電圧回路が、それぞれの負荷の消費電流を互いに補完してもよい。

また、上述の実施形態では、電流波形、電圧波形などを具体的に例示しているが、具体的に例示した各波形には限定されない。

以上のように、実施形態に係る第１の態様の電源装置１は、コンバータ１３と、制御回路１４と、第１定電圧回路１１と、第２定電圧回路１２とを備える。コンバータ１３は、第１負荷（照明負荷２）へ直流電力を供給する。制御回路１４は、コンバータ１３を制御する。第１定電圧回路１１は、高電位側の第１出力端子Ｔ１２及び低電位側の第１共通端子Ｔ１３を有しており、第１出力端子Ｔ１２及び第１共通端子Ｔ１３から制御回路１４へ直流の第１電圧Ｖ１を出力する。第２定電圧回路１２は、高電位側の第２出力端子Ｔ２２及び低電位側の第２共通端子Ｔ２３を有しており、第２出力端子Ｔ２２及び第２共通端子Ｔ２３から第２負荷（ＤＣファン４のモータ４１）へ直流の第２電圧Ｖ２を出力する。第１出力端子Ｔ１２と第２出力端子Ｔ２２とが電気的に接続され、第１共通端子Ｔ１３と第２共通端子Ｔ２３とが電気的に接続されている。そして、第２定電圧回路１２は、前記第２負荷の消費電流Ｉｄが第２定電圧回路１２の最大出力電流値Ｉｍ以下である定常時において、第２電圧Ｖ２を定電圧制御して、前記第２負荷の消費電流Ｉｄを供給する。また、第２定電圧回路１２は、前記第２負荷の消費電流Ｉｄが最大出力電流値Ｉｍを上回る過負荷時において、第２電圧Ｖ２を定常時に比べて低下させる。そして、第１定電圧回路１１は、定常時において、第１電圧Ｖ１を定電圧制御して、制御回路１４の消費電流Ｉｃを供給する。また、第２定電圧回路１２は、過負荷時において、制御回路１４の消費電流Ｉｃに加えて、前記第２負荷の消費電流Ｉｄと最大出力電流値Ｉｍとの差分である不足電流Ｉｓを供給する。

上述のように、電源装置１は、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２の両方から消費電流Ｉｄを供給することができるので、第２定電圧回路１２の最大出力電流値Ｉｍを従来に比べて小さくすることができる。この結果、第２定電圧回路１２の構成素子のサイズを従来に比べて小さくすることができ、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができる。さらに、第２定電圧回路１２の構成素子（例えば、ＬＤＯレギュレータなどの電源ＩＣ）のサイズが小さくなることによって、第２定電圧回路１２のコストを低減させるという効果もあり、第２定電圧回路１２を構成する回路の実装面積も小さくなる。

したがって、電源装置１は、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができる。

また、実施形態に係る第２の態様の電源装置１では、第１の態様において、前記第２負荷はモータ４１であることが好ましい。

この場合、電源装置１は、小型の第２定電圧回路１２を用いて、モータ４１の起動時に発生する突入電流に対応することができる。

また、実施形態に係る第３の態様の電源装置１では、第１または第２の態様において、定常時に第２定電圧回路１２によって定電圧制御されている第２電圧Ｖ２は、第１定電圧回路１１によって定電圧制御されている第１電圧Ｖ１以上であることが好ましい。

この場合、電源装置１は、第２定電圧回路１２の負荷となる第２負荷の選択肢が拡がる。

また、実施形態に係る第４の態様の電源装置１は、第１乃至第３の態様のいずれかにおいて、第１出力端子Ｔ１２と第２出力端子Ｔ２２との間、または第１共通端子Ｔ１３と第２共通端子Ｔ２３との間に、ダイオード１６をさらに備えることが好ましい。ダイオード１６は、第１定電圧回路１１から第２定電圧回路１２に不足電流Ｉｓが供給される方向を順方向とする。

この場合、第２定電圧回路１２の第２出力端子Ｔ２２から第１定電圧回路１１及び制御回路１４に向かう方向には電流が流れないので、第１定電圧回路１１及び制御回路１４の誤動作を抑制することができる。

また、実施形態に係る第５の態様の電源装置１では、第１乃至第４の態様のいずれかにおいて、コンバータ１３は、外部電源３から外部電力を入力されて、外部電力を直流電力に変換している。そして、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２の少なくとも一つは、前記外部電力を入力されることが好ましい。

この場合、第１定電圧回路１１及び第２定電圧回路１２のために、外部電源３以外の他の電源が不要となり、構成の簡略化を図ることができる。

また、実施形態に係る第６の態様の電源装置１では、第１乃至第５の態様のいずれかにおいて、第１定電圧回路１１の出力電流（第１電流Ｉ１）の定格値は、制御回路１４の消費電流Ｉｃの最大値と、前記第２負荷の消費電流Ｉｄの最大値から最大出力電流値Ｉｍを差し引いた最大不足電流値との和より大きいことが好ましい。

この場合、第１定電圧回路１１は、制御回路１４の消費電流Ｉｃと、第２定電圧回路１２では賄いきれない不足電流Ｉｓとを、第１電流Ｉ１によって賄うことができる。

また、実施形態に係る第７の態様の灯具１００は、上述の第１乃至第６の態様のいずれか一つの電源装置１と、前記第１負荷である照明負荷２と、電源装置１が取り付けられる灯具本体１３１とを備える。

したがって、灯具１００は、電源装置１を備える。この結果、灯具１００は、第２定電圧回路１２の小型化を図ることができるので、灯具１００の小型化を図ることができる。

また、実施形態に係る第８の態様の車両２００は、上述の第７の態様の灯具１００と、灯具１００を搭載した車体２０１とを備える。

したがって、車両２００は、灯具１００を備える。この結果、車両２００は、灯具１００の小型化を図ることができるので、灯具１００の設置スペースを小さくできる。

また、上述の実施形態および変形例は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されることはなく、この実施形態および変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 電源装置
１１ 第１定電圧回路（または第２定電圧回路）
１２ 第２定電圧回路（または第１定電圧回路）
１３ コンバータ
１４ 制御回路（第２定電圧回路１１の第２負荷）
１６ ダイオード
２ 照明負荷（第１負荷）
２１ ＬＥＤ
３ 外部電源
４ ＤＣファン
４１ モータ（第２定電圧回路１２の第２負荷）
１００ 灯具
１３１ 灯具本体
２００ 車両
２０１ 車体
Ｔ１２ 第１出力端子
Ｔ１３ 第１共通端子
Ｔ２２ 第２出力端子
Ｔ２３ 第２共通端子
Ｖ１ 第１電圧
Ｖ２ 第２電圧
Ｉ１ 第１電流（第１定電圧回路１１の出力電流）
Ｉｃ 制御回路１４の消費電流
Ｉｄ 第２負荷の消費電流
Ｉｍ 最大出力電流値
Ｉｓ 不足電流

Claims (8)

1. 第１負荷へ直流電力を供給するコンバータと、
   前記コンバータを制御する制御回路と、
   高電位側の第１出力端子及び低電位側の第１共通端子を有しており、前記第１出力端子及び前記第１共通端子から前記制御回路へ直流の第１電圧を出力する第１定電圧回路と、
   高電位側の第２出力端子及び低電位側の第２共通端子を有しており、前記第２出力端子及び前記第２共通端子から第２負荷へ直流の第２電圧を出力する第２定電圧回路とを備え、
   前記第１出力端子と前記第２出力端子とが電気的に接続され、前記第１共通端子と前記第２共通端子とが電気的に接続されており、
   前記第２定電圧回路は、前記第２負荷の消費電流が前記第２定電圧回路の最大出力電流値以下である定常時において、前記第２電圧を定電圧制御して、前記第２負荷の消費電流を供給し、前記第２負荷の消費電流が前記最大出力電流値を上回る過負荷時において、前記第２電圧を前記定常時に比べて低下させており、
   前記第１定電圧回路は、前記定常時において、前記第１電圧を定電圧制御して、前記制御回路の消費電流を供給し、前記過負荷時において、前記制御回路の消費電流に加えて、前記第２負荷の消費電流と前記最大出力電流値との差分である不足電流を供給する
   電源装置。
2. 前記第２負荷はモータである請求項１記載の電源装置。
3. 前記定常時に前記第２定電圧回路によって定電圧制御されている前記第２電圧は、前記第１定電圧回路によって定電圧制御されている前記第１電圧以上である請求項１または２記載の電源装置。
4. 前記第１出力端子と前記第２出力端子との間、または前記第１共通端子と前記第２共通端子との間に、前記第１定電圧回路から前記第２定電圧回路に前記不足電流が供給される方向を順方向とするダイオードをさらに備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 前記コンバータは、外部電源から外部電力を入力されて、前記外部電力を前記直流電力に変換しており、
   前記第１定電圧回路及び前記第２定電圧回路の少なくとも一つは、前記外部電力を入力される
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記第１定電圧回路の出力電流の定格値は、前記制御回路の消費電流の最大値と、前記第２負荷の消費電流の最大値から前記最大出力電流値を差し引いた最大不足電流値との和より大きい請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電源装置と、
   前記第１負荷である照明負荷と、
   前記電源装置が取り付けられる灯具本体と
   を備える灯具。
8. 請求項７記載の灯具と、前記灯具を搭載した車体とを備える車両。

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