JP2019164966A - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】壁スイッチを用いた操作により点灯状態の切り替えが可能で、かつ、入力電流波形の歪みを抑制できる点灯装置を提供する。【解決手段】点灯装置１０は、発光素子１６と直列に接続される第一コイル３４と、発光素子１６と並列に接続される第二コイル４０と、第一コイル３４と直列に接続されるスイッチング素子３６と、を有するＳＥＰＩＣ方式のコンバータ３０と、スイッチング素子３６を駆動する駆動回路４８と、駆動回路４８を制御することで発光素子１６の点灯状態を設定する制御回路７０と、制御回路７０に電圧を供給する制御電源回路６０と、制御電源回路６０に電圧を供給する充電回路５０と、を備え、充電回路５０は、第一コイル３４の途中又は第一コイル３４の発光素子１６側端にアノードが接続されたダイオード５２と、一方の電極がダイオード５２のカソードに接続される電源コンデンサ５４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置及び照明器具に関する。

従来、点灯状態を切り替えられる点灯装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような点灯装置は、点灯状態を切り替えるための制御回路を備える。特許文献１に記載された点灯装置は、光源であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）に電流を供給するコンバータ部と、制御回路に電力を供給する制御電源回路とを備える。制御電源回路は、降圧コンバータからなり、点灯装置に入力される交流電力を整流する整流回路の出力電圧と、点灯装置からＬＥＤに入力される電圧とを受けて、制御回路に直流電圧を出力する。

また、点灯装置の点灯状態を、点灯装置への電力供給をオン又はオフする壁スイッチの操作によって切り替える方法が知られている。このような点灯装置では、例えば、壁スイッチをオンからオフに切り替えた後、素早くオンに切り替えることで、点灯状態を順次切り替えることができる。このような操作によって点灯状態を切り替えるためには、壁スイッチをオフにした状態、つまり、電力供給が遮断された状態で、点灯装置の制御回路への電圧供給を維持する必要がある。

特開２０１５−２１６１０２号公報

例えば、このように電力供給が遮断された状態で、点灯装置の制御回路への電圧供給を維持するために、特許文献１に記載された制御電源回路として、制御回路を一定時間駆動するために十分な容量を有するコンデンサを用いる方法が考えられる。この方法においては、壁スイッチをオンにすることで、点灯装置への電力供給を行っている間に、コンデンサを充電し、壁スイッチをオフした後、一定時間コンデンサから制御回路へ電圧を印加できる。

しかしながら、特許文献１に記載された点灯装置では、整流回路の出力電圧を比較的大容量のコンデンサに印加するため、整流回路の出力電流の一部がコンデンサに流れることで、点灯装置のコンバータ部への入力電流波形に歪みが生じる。

そこで、本発明は、壁スイッチなどを用いた電力供給のオンオフ切り替え操作により点灯状態の切り替えが可能で、かつ、入力電流波形の歪みを抑制できる点灯装置及び照明器具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、本発明に係る点灯装置の一態様は、発光素子に電流を供給する点灯装置であって、前記発光素子と直列に接続される第一コイルと、前記発光素子と並列に接続される第二コイルと、前記第一コイルと直列に接続されるスイッチング素子と、を有するＳＥＰＩＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式のコンバータと、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御することで前記発光素子の点灯状態を設定する制御回路と、前記制御回路に電圧を供給する制御電源回路と、前記制御電源回路に電圧を供給する充電回路と、を備え、前記充電回路は、前記第一コイルの途中又は前記第一コイルの前記発光素子側端にアノードが接続されたダイオードと、一方の電極が前記ダイオードのカソードに接続され、他方の電極が前記コンバータと共通のグランドに接続される電源コンデンサと、を有する。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明器具の一態様は、上記点灯装置と、上記発光素子と、を備える。

本発明の一態様によれば、壁スイッチなどを用いた電力供給のオンオフ切り替え操作により点灯状態の切り替えが可能で、かつ、入力電流波形の歪みを抑制できる点灯装置及び照明器具を提供できる。

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、実施の形態に係る点灯装置の動作を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態に係る点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図４は、実施の形態に変形例に係る照明器具の外観図である。

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。以下に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。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等は、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）
実施の形態に係る点灯装置について説明する。

［１．構成］
まず、本実施の形態に係る点灯装置の構成について、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１０の回路構成を示す回路図である。図１には、電源１２と、スイッチ１４と、発光素子１６とが併せて示されている。

電源１２は、点灯装置１０に交流電力を供給する系統電源である。電源１２は、例えば、商用交流電源である。

スイッチ１４は、電源１２から点灯装置１０への電力供給のオンオフを切り替える素子である。本実施の形態では、スイッチ１４は、点灯装置１０が用いられる部屋の壁に設けられる壁スイッチである。

発光素子１６は、点灯装置１０から電流を供給される光源である。本実施の形態では、発光素子１６は、一つ以上のＬＥＤチップを備える白色ＬＥＤ光源である。発光素子１６は、一つのＬＥＤチップを備えてもよいし、直列又は並列に接続された複数のＬＥＤチップを備えてもよい。

点灯装置１０は、電源１２に接続されて発光素子１６に電流を供給する装置である。図１に示されるように、点灯装置１０は、整流回路２０、コンバータ３０、駆動回路４８、制御回路７０、充電回路５０、及び、制御電源回路６０を備える。

整流回路２０は、電源１２から供給される交流電流を整流する回路である。整流回路２０は、例えば、図１に示されるように、全波整流するダイオードブリッジで構成される。

コンバータ３０は、整流回路２０から整流された電流が供給される昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。コンバータ３０の出力電流が、発光素子１６に供給される。コンバータ３０は、ＳＥＰＩＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式の構成を有する。図１に示されるように、コンバータ３０は、第一コイル３４と、第二コイル４０と、第一コンデンサ３２と、第二コンデンサ３８と、第三コンデンサ４４と、スイッチング素子３６と、ダイオード４２と、第三のキャパシタ１７と、抵抗素子４６と、を備える。

コンバータ３０を構成する各素子の接続態様について、図１を参照しながら説明する。図１に示されるように、第一コンデンサ３２は、整流回路２０の出力端に接続される。第一コイル及びスイッチング素子３６が直列接続された回路は、整流回路２０の出力端に接続される。第二コンデンサ３８、ダイオード４２及び第三コンデンサ４４が直列接続された回路は、スイッチング素子３６に並列に接続される。第二コイル４０は、第二コンデンサ３８及びダイオード４２の接続点に一端が接続され、かつ、スイッチング素子３６及び第三コンデンサ４４の接続点に他端が接続される。また、第三コンデンサ４４に出力される電圧が発光素子１６に印加される。また、抵抗素子４６は、第三コンデンサ４４と第二コイル４０との接続点に一端が接続され、他端が点灯装置１０のグランド側の出力端子に接続される。言い換えると、第一コイル３４は、第二コンデンサ３８及びダイオード４２を介して、発光素子１６と直列に接続される。第二コイル４０は、発光素子１６と並列に接続される。

第一コイル３４は、一次コイル３４ａと二次コイル３４ｂとを有する。二次コイル３４ｂは、第一コイル３４に流れる電流を検知するために用いられる。

スイッチング素子３６は、駆動回路４８から出力される信号に基づいてスイッチングする（すなわち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３６は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

駆動回路４８は、制御回路７０からの信号に基づいてコンバータ３０のスイッチング素子３６を駆動する回路である。本実施の形態では、駆動回路４８は、スイッチング素子３６のゲート電極へＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの駆動信号を出力することによって、スイッチング素子３６のオン制御及びオフ制御を行う。駆動回路４８は、５０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度の周波数でスイッチング素子３６のオン制御及びオフ制御を行う。駆動回路４８は、例えば、マイコン（ＭＣＵ；Ｍｉｃｒｏ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）で実現される。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、タイマと、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などを含む入出力回路とを有する１チップの半導体集積回路である。なお、駆動回路４８は、マイコン以外の電気回路などを用いて実現されてもよい。駆動回路４８は、制御電源回路６０から供給される電力を用いて動作する。具体的には、駆動回路４８には、制御電源回路６０から電圧ＶＣＣが供給される。

駆動回路４８は、入力端子として、端子ＤＳ、端子ＶＤ及び端子ＦＢを備える。また、駆動回路４８は、出力端子として、端子ＧＤを備える。

端子ＤＳは、制御回路７０からの発光素子１６の点灯状態に対応する設定信号が入力される端子である。本実施の形態では、設定信号は、発光素子１６の調光度を表す信号である。駆動回路４８は、端子ＤＳに入力される設定信号に基づいてコンバータ３０のスイッチング素子３６を駆動する。

端子ＦＢは、発光素子１６に流れる電流に対応する信号が入力される端子である。本実施の形態では、当該信号として、抵抗素子４６に印加される電圧が用いられる。駆動回路４８は、端子ＦＢから入力された信号に基づいて、発光素子１６に流れる電流の大きさが制御回路７０から入力される設定信号に対応した値となるように、スイッチング素子３６をフィードバック制御する。本実施の形態では、このように、発光素子１６に流れる電流の大きさを設定信号に対応する大きさに制御することで、設定信号に応じた調光度で発光素子１６を発光させることができる。

なお、本実施の形態に係るＳＥＰＩＣ方式のコンバータ３０は、第二コイル４０として、絶縁型のコイルでなく非絶縁型のコイルを用いているため、発光素子１６に接続される回路と、整流回路２０に接続される回路とが絶縁されない。このため、抵抗素子４６に印加される電圧が入力される端子ＦＢと駆動回路４８とを絶縁する必要がない。したがって、本実施の形態に係る点灯装置１０では、絶縁型の第二コイルを用いる場合より、点灯装置１０の回路の構成を簡素化することができる。

端子ＧＤは、スイッチング素子３６に駆動信号を出力するための端子である。駆動回路４８は、スイッチング素子３６をオン及びオフ制御するタイミングを調節することにより、点灯装置１０からの出力電流を調節する。

端子ＶＤは、第一コイル３４に流れる電流に対応する信号が入力される端子である。本実施の形態では、端子ＶＤには、第一コイル３４の二次コイル３４ｂに印加される電圧が入力される。端子ＶＤに入力される電圧に応じて、端子ＧＤからの出力信号が制御される。具体的には、駆動回路４８は、端子ＶＤに入力される電圧が所定の電圧値より低下したことを検出したときに、端子ＧＤからの出力信号をＨＩＧＨレベルにする。駆動回路４８がこのように動作することで、第一コイル３４に蓄積されたエネルギーが完全に放出された後に、スイッチング素子３６をオンすることができる。したがって、スイッチング素子３６がオフ状態からオン状態に切り替わる過渡時にスイッチング素子３６に流れる電流を低減できる。これにより、スイッチング損失の低減し、かつ、スイッチング素子３６に加わるストレスを軽減できる。

制御回路７０は、駆動回路４８を制御することで発光素子１６の点灯状態を設定する回路である。本実施の形態では、入力端子として端子ＩＮを有し、出力端子として端子ＯＵＴを有する。

端子ＩＮは、整流回路２０の出力電圧に対応する信号が入力される端子である。端子ＩＮに入力される信号は、電源１２からの交流電力が全波整流された脈動電圧である。端子ＩＮに入力された信号は、例えば、交流電力の周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの倍の周波数１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚのパルス信号に変換される。制御回路７０は、このパルス信号の有無に基づいて、スイッチ１４の状態を検知する。なお、当該パルス信号は、制御回路７０の外部において生成されてもよい。この場合、端子ＩＮには、当該パルス信号が入力される。

端子ＯＵＴは、発光素子１６の調光度に対応する設定信号を出力する端子である。制御回路７０は、端子ＯＵＴから駆動回路４８に設定信号を出力することによって発光素子１６の点灯状態を設定する。

本実施の形態では、制御回路７０が出力する設定信号は、スイッチ１４の操作によって変更できる。具体的には、制御回路７０は、スイッチ１４の操作に起因する端子ＩＮへ入力される信号の有無（つまり、上記パルス信号の有無）を検出することで、スイッチ１４の操作を検知する。スイッチ１４の操作による設定信号の変更方法については、後述する。なお、設定信号は、例えば、リモコンなどによって設定されてもよい。この場合、制御回路７０は、リモコンからの信号を受信する受信部を有し、受信部で受信したリモコンなどからの信号に基づいて、設定信号を設定する。リモコンが送信する信号として、例えば赤外線信号などを利用できる。

制御回路７０は、例えば、駆動回路４８と同様に、マイコンで実現される。また、制御回路７０は、マイコン以外の電気回路で実現されてもよい。制御回路７０は、制御電源回路６０から供給される電力を用いて動作する。具体的には、制御回路７０には、制御電源回路６０から電圧ＶＤＤが供給される。

充電回路５０は、制御電源回路６０に電圧を供給する回路である。充電回路５０は、第一コイル３４の途中又は第一コイル３４の発光素子１６側端にアノードが接続されたダイオード５２と、一方の電極がダイオード５２のカソードに接続され、他方の電極がコンバータ３０と共通のグランドに接続される電源コンデンサ５４と、を有する。ここで、第一コイル３４の途中とは、第一コイル３４の一次コイル３４ａの両端を除く部分である。また、第一コイル３４の発光素子１６側端には、第一コイル３４の一次コイル３４ａの発光素子１６側端だけでなく、一次コイル３４ａの発光素子１６側端に接続された同電位の部分も含まれる。このように、本実施の形態では、充電回路５０が第一コイル３４から直接電力を取得するため、例えば、第一コイル３４の二次コイルを別途設けて電力を取得する場合より、高い電圧を得ることができる。このため高速な充電が可能となる。

電源コンデンサ５４は、制御電源回路６０に供給する電力を蓄積する素子である。本実施の形態では、電源コンデンサ５４は、制御電源回路６０から制御回路７０が動作可能な電圧を１秒以上、２秒以下にわたって出力させるために必要な容量を有する電解コンデンサである。電源コンデンサ５４に印加される電圧は、発光素子１６の順方向電圧に第一コイル３４の全巻き数に対する第一コイル３４の入力端からダイオード５２のアノードが接続された位置までの巻き数の比を乗じた電圧と、コンバータ３０に入力される最大電圧との和以下である。例えば、発光素子１６の順方向電圧は１４０Ｖ、コンバータ３０に入力される最大電圧は１４０Ｖ、第一コイル３４の全巻き数に対する第一コイル３４の入力端からダイオード５２のアノードが接続された位置までの巻き数の比は、１／２である。この場合、電源コンデンサ５４に印加される電圧は、以下の式で計算できる。

１４０Ｖ＋１４０Ｖ×０．５＝２１０Ｖ

なお、第一コイル３４の第一コイルの発光素子１６側端にダイオード５２のアノードが接続される場合には、電源コンデンサ５４に印加される電圧は、以下の式で計算できる。

１４０Ｖ＋１４０Ｖ×１＝２８０Ｖ

このように、電源コンデンサ５４に印加される電圧は、３００Ｖ程度より低くなる。このため、電源コンデンサ５４として、第三コンデンサ４４と同一の電解コンデンサを用いることができる。これにより、電源コンデンサ５４の耐電圧を抑制できるため、電源コンデンサ５４の大型化、及び、コスト増大を抑制できる。

本実施の形態では、電源コンデンサ５４の耐電圧は、３００Ｖ以下である。これにより、電源コンデンサ５４の寸法を抑制できるため、点灯装置１０を基板に実装する場合に、基板からの電源コンデンサ５４の高さを抑制できる。したがって、このような点灯装置１０を用いることで薄型の照明器具を実現できる。

ダイオード５２は、コンバータ３０から電源コンデンサ５４へ蓄積された電力が、再びコンバータ３０に戻ることを抑制する整流素子である。

制御電源回路６０は、制御回路７０に電圧を供給する電源回路である。本実施の形態では、制御電源回路６０は、駆動回路４８に電圧ＶＣＣを供給する。図１に示されるように、制御電源回路６０は、第一電源回路６１と、第二電源回路６２とを有する。

第一電源回路６１は、充電回路５０から電圧Ｖｄｃを印加され、電圧ＶＣＣを生成するコンバータである。本実施の形態では、第一電源回路６１は、２５０Ｖ程度の電圧Ｖｄｃを１６Ｖ程度の電圧ＶＣＣに変換する降圧コンバータである。

第二電源回路６２は、第一電源回路６１から電圧ＶＣＣを印加され、電圧ＶＤＤを生成するコンバータである。本実施の形態では、第二電源回路６２は、１６Ｖ程度の電圧ＶＣＣを５Ｖ程度の電圧ＶＤＤに変換する降圧コンバータである。第二電源回路６２は、例えば、三端子レギュレータである。

［２．動作］
次に、本実施の形態に係る点灯装置１０の動作について図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る点灯装置１０の動作を示すフローチャートである。図２においては、点灯装置１０の制御回路７０における動作の流れが示されている。

図２に示されるように、まず、点灯装置１０の制御回路７０は、整流回路２０の出力電圧を監視することによって、スイッチ１４がオフ状態に維持される時間であるオフ時間Ｔｏｆｆの長さが、下限時間Ｔｍｉｎ以上、上限時間Ｔｍａｘ以下であるか否かを判断する（Ｓ２）。本実施の形態では、下限時間Ｔｍｉｎは、０．１秒程度、上限時間は１．５秒程度である。制御回路７０は、オフ時間Ｔｏｆｆの長さが、下限時間Ｔｍｉｎ以上、上限時間Ｔｍａｘ以下である場合に（Ｓ２でＹｅｓ）、ユーザがスイッチ１４をオンからオフ及びオフからオンに連続して素早く切り替える操作、つまり、点灯状態切り替え操作を行ったと判断する。この場合、制御回路７０は、発光素子１６の点灯状態を変更する（Ｓ４）。具体的には、制御回路７０は、ユーザの操作前の点灯状態と異なる点灯状態に設定する設定信号を駆動回路４８に出力する。設定信号が入力された駆動回路４８は、設定信号に基づいて、コンバータ３０を駆動することで点灯状態を変更する。例えば、制御回路７０は、ユーザの上記操作に応じて、発光素子１６の点灯状態を、点灯状態Ａから点灯状態Ｂに、点灯状態Ｂから点灯状態Ｃに、点灯状態Ｃから点灯状態Ａへと順次変更する。点灯装置１０において、発光素子の点灯状態として、例えば、調光度を変更することができる。この場合、点灯状態Ａ、点灯状態Ｂ及び点灯状態Ｃの調光度をそれぞれ１００％、５０％及び１０％などと設定できる。

ここで、オフ時間Ｔｏｆｆにおいては、電源１２から点灯装置１０への電力供給は絶たれている。しかしながら、充電回路５０の電源コンデンサ５４に電力が蓄積されているため、スイッチ１４がオンからオフに切り替えられた後、上限時間Ｔｍａｘ以上の所定の時間にわたって充電回路５０から制御電源回路６０に制御回路７０を動作させるために十分な電圧を供給できる。制御回路７０を動作させるために十分な電圧を、以下では、駆動閾値電圧Ｖｔｈという。このように、充電回路５０から制御電源回路６０に駆動閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧が供給されることによって、制御回路７０は、スイッチ１４がオン状態からオフ状態に切り替えられた後、上限時間Ｔｍａｘ以上の所定の時間にわたって動作し続けられる。

一方、制御回路７０は、オフ時間Ｔｏｆｆの長さが、下限時間Ｔｍｉｎ未満、又は、上限時間Ｔｍａｘより長い場合に（Ｓ２でＮｏ）、ユーザが点灯状態切り替え操作を行っていないと判断する。この場合、制御回路７０は、点灯状態を変更せずにステップＳ２に戻る。つまり、制御回路７０は、駆動回路４８へ出力する設定信号を変更しない。

なお、オフ時間Ｔｏｆｆが上限時間Ｔｍａｘより長い場合としては、点灯装置１０を点灯又は消灯させるためのユーザの一般的な操作が想定される。このような場合、ユーザは、通常、数秒以上の間隔をおいてスイッチ１４を操作する。また、オフ時間Ｔｏｆｆが下限時間Ｔｍｉｎ未満の場合としては、ユーザの操作以外の瞬時停電などに起因して、非常に短い時間だけ整流回路２０の出力電圧が低下する場合が想定される。本実施の形態では、オフ時間Ｔｏｆｆの長さが、下限時間Ｔｍｉｎ未満の場合に、点灯状態を変更しないため、ユーザが点状態切り替え操作を行っていないにも関わらず、点灯状態が変更されることを抑制できる。

以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１０によれば、スイッチ１４に対する点灯状態切り替え操作によって、発光素子１６の点灯状態を切り替えることができる。また、本実施の形態では、オフ時間Ｔｏｆｆにおいて制御回路７０を動作させるための電力を第一コイル３４から取得する。

ここで、コンバータ３０の第一コンデンサ３２には、整流回路２０から全波整流電圧が入力されるため、第一コンデンサ３２に印加される電圧は、脈流電圧となる。この脈流電圧が、スイッチング素子３６によって５０ｋＨｚ以上の高い周波数でスイッチングされることで、第一コイル３４に流れる電流が三角形電流波形となる。この三角形電流波形のピーク電流値は、上記脈流電圧に応じて変動する。この三角形電流波形の包絡線の波形が、脈流電圧の波形に対応する。本実施の形態では、この三角形電流波形で変化する電流によって電源コンデンサ５４が充電される。このため、電源コンデンサ５４を充電することによって、この三角形電流波形、及び、その包絡線に対応する上記脈動電圧の波形は実質的に変化しない。よって、コンバータ３０への入力電流波形は、上記脈流電圧の波形と同様の形状となる。このように、本実施の形態では、充電回路５０において比較的大容量の電源コンデンサ５４を用いる場合にも、点灯装置１０への入力電流波形に充電回路５０が与える影響を抑制できる。

［３．動作例］
次に、本実施の形態に係る点灯装置１０の動作例について、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１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。より具体的には、図３には、スイッチ１４の操作によって発光素子１６の点灯状態を変化させる動作が示されている。図３には、スイッチ１４の状態、制御電源回路６０に印加される電圧Ｖｄｃ、及び、発光素子１６の状態のタイミングチャートが示されている。

図３に示される動作例では、時刻ｔ１まで、スイッチ１４は、オン状態に維持されている。また、時刻ｔ１までにおける発光素子１６の点灯状態は、点灯状態Ａである。時刻ｔ１において、スイッチ１４はユーザによってオフされる。これにより、電源１２から点灯装置１０への電力供給が絶たれ、整流回路２０の出力電圧が低下するため、発光素子１６は消灯される。また、第一コイル３４に接続されたダイオード５２のアノード電極の電圧が、電圧Ｖｄｃ以下となる。このため、時刻ｔ１の後、第一コイル３４から電源コンデンサ５４へ電流が流れなくなる。

一方、制御電源回路６０においては、電力を消費し続けるため、電源コンデンサ５４に蓄積された電力が制御電源回路６０に供給され、電源コンデンサ５４のダイオード５２側の電極の電圧Ｖｄｃは低下する。ここで、スイッチ１４がオフされた後の電圧Ｖｄｃの変化は、電源コンデンサ５４の時定数、及び、制御電源回路６０の電力消費量に基づいて決定される。制御電源回路６０は、充電回路５０によって印加される電圧が、駆動閾値電圧Ｖｔｈ以上であれば、制御回路７０を駆動するために十分な電圧ＶＣＣを出力できる。したがって、スイッチ１４が所定の時間以内にオンからオフ及びオフからオンに切り替える場合に、スイッチ１４がオンからオフに切り替えられた後、所定の時間にわたって制御回路７０を動作させることができる。本実施の形態では、電源コンデンサ５４は、制御電源回路６０から制御回路７０が動作可能な電圧を１秒以上、２秒以下にわたって出力させるために必要な容量を有する。

続いて、時刻ｔ２において、スイッチ１４はユーザによってオンされる。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのオフ時間Ｔｏｆｆは、下限時間Ｔｍｉｎ以上、上限時間Ｔｍａｘ以下である。オフ時間Ｔｏｆｆが、下限時間Ｔｍｉｎ以上、上限時間Ｔｍａｘ以下であることを、制御回路７０が検知した場合に、制御回路７０は、発光素子１６の点灯状態を点灯状態Ａから点灯状態Ｂに変える。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、スイッチ１４がオフされているため、電源１２から点灯装置１０への電力供給は絶たれている。しかしながら、上述したように、スイッチ１４がオンからオフに切り替えられた後、上限時間Ｔｍａｘ以上の所定の時間にわたって充電回路５０から制御電源回路６０に制御回路７０を動作させために十分な電圧（≧Ｖｔｈ）を供給できる。このため、制御回路７０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においても、動作し続けられる。したがって、制御回路７０は、時刻ｔ２において、ユーザの点灯状態切り替え操作が行われたことを検知し、点灯状態を切り替えるように設定信号を出力できる。制御回路７０から点灯状態を変更する設定信号が入力された駆動回路４８は、設定信号に基づいて、コンバータ３０を駆動することで点灯状態を変更する。ここでは、駆動回路４８は、点灯状態を、点灯状態Ａから点灯状態Ｂに変更する。例えば、点灯状態Ａ及び点灯状態Ｂにおける調光度がそれぞれ１００％及び５０％である場合、駆動回路４８は、発光素子１６に流れる点灯状態Ａにおける電流の５０％程度に減少させる。これにより、時刻ｔ２において発光素子１６は、点灯状態Ｂで点灯する。

続いて、時刻ｔ３において、スイッチ１４はユーザによってオフされる。これにより、時刻ｔ１と同様に、発光素子１６は消灯され、第一コイル３４から電源コンデンサ５４へ電流が流れなくなる。

続いて、時刻ｔ４において、スイッチ１４はユーザによってオンされる。ここで、時刻ｔ３から時刻ｔ４までのオフ時間Ｔｏｆｆは、上限時間Ｔｍａｘより長い。オフ時間Ｔｏｆｆが、上限時間Ｔｍａｘより長いことを、制御回路７０が検知した場合に、制御回路７０は、発光素子１６の点灯状態を変更しない。ここで、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、スイッチ１４がオフされているため、電源１２から点灯装置１０への電力供給は絶たれている。また、スイッチ１４がオンからオフに切り替えられた後、上限時間Ｔｍａｘより長い時間が経過する場合、充電回路５０から制御電源回路６０に制御回路７０を動作させために十分な電圧（≧Ｖｔｈ）を供給できない場合がある。この場合には、制御回路７０は、直前の点灯状態を記憶する。制御回路７０は、時刻ｔ４において、ユーザの点灯状態切り替え操作が行われなかったことを検知し、点灯状態を変更しないように、直前の点灯状態Ｂを示す設定信号を出力する。制御回路７０から直前の点灯状態Ｂを示す設定信号が入力された駆動回路４８は、設定信号に基づいて、コンバータ３０を駆動することで点灯状態Ｂで発光素子１６を点灯する。

以上のように、点灯装置１０は、ユーザの点灯状態切り替え動作の有無を検知して、ユーザが要求するとおりの点灯状態で発光素子１６を点灯できる。

［３．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１０は、発光素子１６に電流を供給する点灯装置１０であって、発光素子１６と直列に接続される第一コイル３４と、発光素子１６と並列に接続される第二コイル４０と、第一コイル３４と直列に接続されるスイッチング素子３６と、を有するＳＥＰＩＣ方式のコンバータ３０と、スイッチング素子３６を駆動する駆動回路４８と、駆動回路４８を制御することで発光素子１６の点灯状態を設定する制御回路７０と、制御回路７０に電圧を供給する制御電源回路６０と、制御電源回路６０に電圧を供給する充電回路５０と、を備える。充電回路５０は、第一コイル３４の途中又は第一コイル３４の発光素子１６側端にアノードが接続されたダイオード５２と、一方の電極がダイオード５２のカソードに接続され、他方の電極がコンバータ３０と共通のグランドに接続される電源コンデンサ５４と、を有する。

このように、充電回路５０が電源コンデンサ５４を備えることにより、点灯装置１０への電力供給が絶たれた後も、所定の期間にわたって制御回路７０を動作させることができる。このため、制御回路７０において、電力供給が絶たれたオフ時間Ｔｏｆｆを検知すれば、スイッチ１４を用いた電力供給のオンオフ切り替え操作により点灯状態の切り替えが可能となる。また、本実施の形態では、オフ時間Ｔｏｆｆにおいて制御回路７０を動作させるための電力を第一コイル３４から取得する。第一コイル３４においては、５０ｋＨｚ以上程度の高い周波数で電圧が印加されるため、充電回路５０において比較的大容量の電源コンデンサ５４を用いる場合にも、充電回路５０が点灯装置１０への入力電流波形に与える影響を抑制できる。

また、点灯装置１０において、電源コンデンサ５４に印加される電圧は、発光素子１６の順方向電圧に第一コイル３４の全巻き数に対する第一コイル３４の入力端からダイオード５２のアノードが接続された位置までの巻き数の比を乗じた電圧と、コンバータ３０に入力される最大電圧との和以下であってもよい。

また、点灯装置１０において、電源コンデンサ５４は、制御電源回路６０から制御回路７０が動作可能な電圧を１秒以上、２秒以下にわたって出力させるために必要な容量を有してもよい。

これにより、スイッチ１４を用いた電力供給のオンオフ切り替え操作により点灯状態の切り替えが可能とするために、十分なオフ時間Ｔｏｆｆにわたって、制御回路７０は動作し続けることができる。

また、点灯装置１０において、電源コンデンサ５４の耐電圧は、３００Ｖ以下であってもよい。

これにより、電源コンデンサ５４の寸法を抑制できるため、点灯装置１０を基板に実装する場合に、基板からの電源コンデンサ５４の高さを抑制できる。したがって、このような点灯装置１０を用いることで薄型の照明器具を実現できる。

（変形例など）
以上、本発明の点灯装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、本発明の一態様は、照明器具としても実現できる。例えば、本発明の一態様は、照明器具の一例である図４に示すようなシーリングライトとして実現することができる。図４に示される照明器具１００は、内部に上記実施の形態に係る点灯装置１０及び発光素子１６を備える。なお、上記実施の形態に係る点灯装置は、スポットライトなどのシーリングライト以外の照明装置などにも利用可能である。

また、発光素子１６は、ＬＥＤ以外の固体発光素子であってもよい。例えば、発光素子１６は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子であってもよい。

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や、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。

１０ 点灯装置
１６ 発光素子
３０ コンバータ
３４ 第一コイル
３６ スイッチング素子
４０ 第二コイル
４８ 駆動回路
５０ 充電回路
５２ ダイオード
５４ 電源コンデンサ
６０ 制御電源回路
７０ 制御回路
１００ 照明器具

Claims (5)

1. 発光素子に電流を供給する点灯装置であって、
   前記発光素子と直列に接続される第一コイルと、前記発光素子と並列に接続される第二コイルと、前記第一コイルと直列に接続されるスイッチング素子と、を有するＳＥＰＩＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式のコンバータと、
   前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路を制御することで前記発光素子の点灯状態を設定する制御回路と、
   前記制御回路に電圧を供給する制御電源回路と、
   前記制御電源回路に電圧を供給する充電回路と、を備え、
   前記充電回路は、前記第一コイルの途中又は前記第一コイルの前記発光素子側端にアノードが接続されたダイオードと、一方の電極が前記ダイオードのカソードに接続され、他方の電極が前記コンバータと共通のグランドに接続される電源コンデンサと、を有する
   点灯装置。
2. 前記電源コンデンサに印加される電圧は、前記発光素子の順方向電圧に前記第一コイルの全巻き数に対する前記第一コイルの入力端から前記ダイオードのアノードが接続された位置までの巻き数の比を乗じた電圧と、前記コンバータに入力される最大電圧との和以下である
   請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記電源コンデンサは、前記制御電源回路から前記制御回路が動作可能な電圧を１秒以上、２秒以下にわたって出力させるために必要な容量を有する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
4. 前記電源コンデンサの耐電圧は、３００Ｖ以下である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の点灯装置と、
   前記発光素子と、を備える
   照明器具。

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