JP2019192375A - 光源用電源装置、照明装置及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源の適切な保護を可能とする光源用電源装置を提供する。【解決手段】光源用電源装置１は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路１０と、全波整流回路１０の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部２に供給する電力変換回路２０と、全波整流回路１０又は電力変換回路２０の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路３０と、交流電源電圧を検出して電圧検出値を出力する入力電圧検出回路４０と、電圧検出値の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部５１と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する出力制御部５２とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、光源用電源装置、照明装置及び照明システムに関する。

特許文献１は、ＬＥＤと、ＬＥＤに電力を供給するように構成された電源装置とを含むＬＥＤベースの照明器具を開示する。ＬＥＤベースの照明器具は、照明器具の選択された位置での温度を検出するように構成された温度センサと、温度センサと電源装置との間に接続され、測定された温度に基づいて周囲温度及び駆動電流を決定し、駆動電流に基づいて入力信号をＬＥＤに供給するように構成されたコントローラとを含む。

特表２０１３−５０３４７０号公報

ところで、電源装置が定電流出力を行う場合、入力電圧が相対的に高い場合には電源装置での損失は相対的に小さいため、電源装置の温度は相対的に低くなる一方、入力電圧が相対的に低い場合には電源装置での損失は相対的に大きいため、電源装置の温度は相対的に高くなる。すなわち、定電流制御されるＬＥＤの温度が同じであっても、電源装置での検出温度は入力電圧に応じて相違する。言い換えると、電源装置での検出温度とＬＥＤなどの光源部における実際の温度との相関は入力電圧に応じて変化する。したがって、光源部の高温状態を電源装置側においてその検出温度に基づいて保護しようとすると、光源部が高温となっているのにもかかわらず保護動作が作動しない場合又は光源部が高温でないにもかかわらず保護動作が作動してしまう場合が生じ得る。

そこで、本発明は、光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源の適切な保護を可能とする光源用電源装置、照明装置及び照明システムを提供することを課題とする。

本発明の第１の態様による光源用電源装置は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、全波整流回路又は電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、交流電源電圧を検出して電圧検出値を出力する入力電圧検出回路と、電圧検出値の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路を制御する出力制御部とを備える。

上記第１の態様によると、交流電源電圧の電圧検出値の増加／減少に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値が決定され、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流が低減又は停止される。これにより、交流電源電圧が相対的に高いことにより光源部の温度に対して光源用電源装置の温度が過小となる場合には温度閾値が低く設定され、交流電源電圧が相対的に低いことにより光源部の温度に対して光源用電源装置の温度が過大となる場合には温度閾値が高く設定される。したがって、光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。

ここで、閾値決定部は、電圧検出値の変化に対する温度閾値の決定を当該変化の発生時から所定期間にわたって無効化するように構成され得る。これにより、外乱などに起因する短時間の電圧検出値の低下に対して、温度閾値が上昇して必要な保護動作（出力電流の低減又は停止）が解除されてしまう状態が回避される。また逆に、外乱などに起因する短時間の電圧検出値の上昇に対して、温度閾値が低下して無用な保護動作が実行されてしまう状態が回避される。

本発明の第２の態様による光源用電源装置は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、全波整流回路又は電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、交流電源電圧の情報をサーバから受信可能な通信部と、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路を制御する出力制御部とを備える。

本発明の第２の態様による照明システムは、上記光源用電源装置及び光源部を備える照明装置と、照明装置が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部及び交流電源電圧の情報を照明装置に送信可能な通信装置を備えるサーバとを含む。

上記の第２の態様によると、第１の態様と同様に、光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。さらに、交流電源電圧の情報がサーバから光源用電源装置に送信されるので、特に電源装置とクラウドサーバとの通信接続が前提となっている場合に、光源用電源装置において入力電圧を検出する回路が不要となり、簡素な構成の光源用電源装置が実現される。

本発明の第３の態様による光源用電源装置は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、全波整流回路又は電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値の情報をサーバから受信可能な通信部と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路を制御する出力制御部とを備える。

本発明の第３の態様による照明システムは、上記光源用電源装置及び光源部を備える照明装置と、照明装置が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部及び温度閾値を照明装置に送信可能な通信装置を備えるサーバとを含む。

上記の第３の態様によると、第１の態様と同様に、光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。さらに、温度閾値の情報がサーバから光源用電源装置に送信されるので、特に電源装置とクラウドサーバとの通信接続が前提となっている場合に、光源用電源装置において入力電圧を検出する回路が不要となるとともに制御回路での温度閾値の演算も不要となり、処理負荷が小さく簡素な構成の光源用電源装置が実現される。

本発明の第４の態様による光源用電源装置は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、全波整流回路の全波整流出力が入力されるインダクタ素子をスイッチング素子によってＰＷＭ駆動することによって所定の出力電流を生成して出力電流を光源部に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ及び出力電流が一定となるようにＰＷＭ駆動のオン時間を制御する駆動制御回路を含む電力変換回路と、全波整流回路又は電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、ＰＷＭ駆動における平均オンデューティを検出するデューティ検出部と、平均オンデューティの増加に対して増加する温度閾値を決定する閾値決定部と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路を制御する出力制御部とを備える。

上記の第４の態様によると、交流電源電圧の増加／減少に伴う平均オンデューティの減少／増加に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値が決定され、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流が低減又は停止される。したがって、上記第１の態様と同様に、光源用電源装置において検出される温度と光源部における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。また、入力電圧を検出する回路が不要となり、簡素な構成の光源用電源装置が実現される。

ここで、閾値決定部は、平均オンデューティの変化に対する温度閾値の決定を当該変化の発生時から所定期間にわたって無効化するように構成され得る。これにより、外乱などに起因する短時間の平均オンデューティの上昇に対して、温度閾値が上昇して必要な保護動作（出力電流の低減又は停止）が解除されてしまう状態が回避される。また逆に、外乱などに起因する短時間の平均オンデューティの低下に対して、温度閾値が低下して無用な保護動作が実行されてしまう状態が回避される。

本発明の照明装置は、上記いずれかの態様の光源用電源装置と、光源とを備える。これにより、上記の各効果を得ることができる照明装置が実現される。

第１の実施形態による光源用電源装置を含む照明装置のブロック図である。 第２の実施形態による照明装置を含む照明システムのブロック図である。 第３の実施形態による照明装置を含む照明システムのブロック図である。 第４の実施形態による光源用電源装置を含む照明装置のブロック図である。

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態による光源用電源装置１（以下、「電源装置１」という）及びそれを含む照明装置３のブロック図を示す。図１に示すように、電源装置１及び光源部２が照明装置３を構成する。電源装置１は、商用電源などの交流電源ＡＣから交流電源電圧の給電を受け、交流電源電圧を一定の出力電流に変換し、この出力電流を光源部２に供給する。本実施形態では、交流電源電圧として公称１００Ｖａｃ及び２００Ｖａｃが想定されている。ただし、これらの交流電源電圧は±１０％の電源電圧変動を有し得るものとして電源装置１が設計されるものとする。すなわち、電源装置１は、９０Ｖａｃ〜２２０Ｖａｃを入力電圧範囲として設計される。また、本実施形態では、光源部２はＬＥＤを光源とするＬＥＤモジュールであり、電源装置１の出力電流は直流電流であるものとする。

電源装置１は、全波整流回路１０、電力変換回路２０、温度検出回路３０、入力電圧検出回路４０及び制御回路５０を備える。全波整流回路１０は、交流電源電圧を全波整流して、全波整流出力を電力変換回路２０に出力する。

電力変換回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータからなり、例えば、フライバックコンバータ、昇圧チョッパ回路（力率改善回路）と降圧チョッパ回路（例えば、バックコンバータ）の組合せ、フォワードコンバータなどである。電力変換回路２０は、全波整流回路１０からの全波整流出力を一定の出力電流に変換して、その出力電流を光源部２に供給する。すなわち、電力変換回路２０は、交流電源電圧の値（９０Ｖａｃ〜２２０Ｖａｃ）にかかわらず出力電流が一定となるように定電流制御を行うように構成される。

温度検出回路３０は、電力変換回路２０の所定箇所の温度を検出して温度検出値を制御回路５０に出力する。温度検出回路３０は、所定箇所に接触配置されたサーミスタなどの感温素子を含む抵抗回路などであればよい。所定箇所の温度は、トランス、コイル、トランジスタ、ダイオードなどの発熱部品の表面温度であってもよいし、コンデンサ、基板などの非発熱部品の表面温度であってもよいし、電源装置１の筐体の内表面温度又は内部雰囲気温度であってもよい。交流電源電圧が相対的に低い場合（例えば１００Ｖ）の場合には電力変換回路２０を通過する電流及び損失が相対的に大きく、検出温度が相対的に高くなる。一方、交流電源電圧が相対的に高い場合（例えば２００Ｖ）の場合には電力変換回路２０を通過する電流及び損失が相対的に小さく、検出温度が相対的に低くなる。すなわち、他の条件が同じであれば、温度検出値は交流電源電圧に対して実質的に反比例する。

なお、変形例として、温度検出回路３０は、全波整流回路１０に配置されてもよい。具体的には、全波整流回路１０は、４個のダイオードが１つのパッケージに含まれるダイオードブリッジ素子であることが望ましい。この場合、温度検出回路３０は、このダイオードブリッジ素子のモールド面に接触配置されたサーミスタなどの感温素子を含む抵抗回路などで構成される。

入力電圧検出回路４０は、交流電源電圧を検出して電圧検出値を制御回路５０に出力する。具体的には、入力電圧検出回路４０は、抵抗４１、抵抗４２及びコンデンサ４３を含む。抵抗４１及び４２の直列回路は抵抗分圧回路を構成し、全波整流回路１０の出力端間に接続される。コンデンサ４３は抵抗４２に並列接続され、抵抗分圧回路の分圧値を平滑する。

制御回路５０は閾値決定部５１、出力制御部５２及び記憶部５５を含み、これらの各部はバスを介して信号、データなどのやり取りが可能な態様で接続される。また、制御回路５０は、電力変換回路２０から制御電圧を適宜給電されるものとする。制御回路５０は、例えばマイコンで構成され、閾値決定部５１及び出力制御部５２はそのマイコンのＣＰＵの一部を構成する。記憶部５５は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリである。

閾値決定部５１は、入力電圧検出回路４０によって検出される電圧検出値の増加／減少に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値を決定する。すなわち、閾値決定部５１は、交流電源電圧が相対的に低い場合（例えば１００Ｖの場合）には、相対的に高い温度閾値（例えば１００℃）を決定し、交流電源電圧が相対的に高い場合（例えば２００Ｖの場合）には相対的に低い温度閾値（例えば８０℃）を決定する。電圧検出値に対する温度閾値は、記憶部５５に記憶された関数（例えば、１次関数）に基づいて計算されるようにしてもよいし、記憶部５５に記憶された参照テーブルに基づいて決定されるようにしてもよい。

出力制御部５２は、温度検出回路３０から入力される温度検出値が、閾値決定部５１によって決定される温度閾値に達した場合に、出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する。なお、出力電流の低減又は停止を保護動作ともいう。保護動作において、例えば、出力制御部５２は、温度検出値が温度閾値未満の所定値（温度閾値よりも若干低い値）に低下するまで電力変換回路２０の出力を停止する（すなわち、光源部２を消灯する）。あるいは、保護動作において、出力制御部５２は、温度検出値が温度閾値未満の所定値に低下するまで電力変換回路２０の出力を低減する（すなわち、光源部２を減光点灯する）ようにしてもよい。この場合、出力制御部５２は、電力変換回路２０のＤＣ／ＤＣコンバータのＰＷＭ駆動のオン時間を最小値に維持する。また、出力制御部５２は、温度検出値が温度閾値を超えないように上記ＰＷＭ駆動におけるオン時間をフィードバック制御してもよい。

各部の温度について、一例として、以下のような測定結果が得られるものとする。
交流電源電圧：１００Ｖ、温度検出値：１００℃、光源部２の温度：１０５℃
交流電源電圧：２００Ｖ、温度検出値： ８０℃、光源部２の温度：１０５℃
ここで、仮に閾値決定部５１が設けられず、温度閾値が固定値であった場合を検討する。例えば、光源部２の保護温度が１０５℃である場合、交流電源電圧１００Ｖ時に合わせて温度閾値を１００℃とすると、交流電源電圧２００Ｖ時には光源部２の温度が１２０℃〜１２５℃付近まで上昇してしまうことになる。一方、交流電源電圧２００Ｖ時に合わせて温度閾値を８０℃とすると、交流電源電圧１００Ｖ時には光源部２の温度が８０℃〜８５℃付近までしか上昇していないのにもかかわらず保護動作が作動してしまうことになる。

これに対して、本実施形態では、光源部２の保護温度が１０５℃である場合に、例えば、以下のような交流電源電圧と温度閾値の相関関係が設定される。
交流電源電圧：１００Ｖ、温度閾値：１００℃
交流電源電圧：２００Ｖ、温度閾値： ８０℃
これにより、電源装置１が種々の系統の交流電源に接続される場合であっても、光源部２が同じ保護温度に達した場合に保護動作が行われることになる。また、電源装置１が接続された交流電源に電源電圧変動がある場合であっても、光源部２が同じ保護温度に達した場合に保護動作が行われることになる。

また、閾値決定部５１は、電圧検出値の変化に対する温度閾値の決定を当該変化発生時から所定マスク期間にわたって無効化（マスク）するように構成されてもよい。具体的には、電圧検出値が変化した場合、閾値決定部５１は、電圧検出値の変化発生時からマスク期間が経過するまでは温度閾値を変化させない（又は温度閾値を決定しない）。したがって、電圧検出値の変化発生時からマスク期間経過後にその変化が継続していた場合に、閾値決定部５１は温度閾値を変化させる。マスク期間は、例えば、１０秒から１０分の間のいずれかの時間、好ましくは１分程度であればよい。これは、電圧検出値の急峻な変化に対して電源装置１の温度の変化が緩やかであること、すなわち、短時間（例えば数秒程度）にわたって交流電源電圧が変化したとしても電源装置１の温度はほとんど変化しないことを考慮して、温度閾値の反応を鈍らせるものである。これにより、短時間の電圧検出値の低下（電源サグ、ノイズなど）に対して、温度閾値が上昇して必要な保護動作が解除されてしまう状態が回避される。また逆に、短時間の電圧検出値の上昇（サージ、ノイズなど）に対して、温度閾値が低下して無用な保護動作が実行されてしまう状態が回避される。

以上のように、本実施形態の電源装置１は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路１０と、全波整流回路１０の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部２に供給する電力変換回路２０と、電力変換回路２０（又は全波整流回路１０）の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路３０と、交流電源電圧を検出して電圧検出値を出力する入力電圧検出回路４０と、電圧検出値の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部５１と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する出力制御部５２とを備える。

このように、交流電源電圧の電圧検出値の増加／減少に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値が決定され、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流が低減又は停止される。これにより、交流電源電圧が相対的に高いことにより光源部２の温度に対して電源装置１の温度が過小となる場合には温度閾値が低く設定され、交流電源電圧が相対的に低いことにより光源部２の温度に対して電源装置１の温度が過大となる場合には温度閾値が高く設定される。したがって、電源装置１において検出される温度と光源部２における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、電源装置１の各々が入力電圧検出回路４０を備える構成を示したが、本実施形態では、照明装置３とクラウドサーバが通信可能に接続された照明システムにおいて交流電源電圧の情報がクラウドサーバから電源装置１に供給される構成を示す。

図２に、本実施形態による照明システム５のブロック図を示す。本実施形態において、第１の実施形態における構成要素に対応する構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。照明システム５は、照明装置３−１〜３−ｎ及びクラウドサーバ４を含む。照明装置３−１〜３−ｎの各々は実質的に同じ構成を有するものとし、以降の説明において、照明装置３−１〜３−ｎを総称して又はいずれか１つを代表して照明装置３というものとする。各照明装置３とクラウドサーバ４とは、インターネット、ＶＰＮなどの通信ネットワークＮ（以下、「ネットワークＮ」という）によって通信可能に接続される。なお、本開示では、説明の便宜上、クラウドサーバ４がネットワークＮの外部にあるものとして説明を行うが、クラウドサーバ４はネットワークＮ上にあるともいえる。

クラウドサーバ４は、処理装置７０、記憶装置７５及び通信装置８０を備える。これらの各部は、システムバスを介して相互に信号又はデータのやり取りが可能な態様で接続されている。記憶装置７５は、プログラム及びデータを記憶するメモリを含み、データベースとしても機能する。通信装置８０は、３Ｇ、ＬＴＥなどの無線接続又はＬＡＮなどの有線接続を介してネットワークＮに接続し、ネットワークＮを介して照明装置３（電源装置１）と通信するための通信デバイスである。なお、採用され得る通信規格は上記に限られない。

処理装置７０は、ＣＰＵなどで構成され、電源情報取得部７１を含む。電源情報取得部７１は、照明装置３−１〜３−ｎが接続される交流電源電圧の情報（以下、「電源電圧情報」という）を取得する。電源電圧情報は、記憶装置７５に予め記憶されていてもよいし、照明装置３の製造者、所有者、管理者などからネットワークＮを介して取得されるものであってもよい。あるいは、交流電源ＡＣの配線のいずれかの箇所に交流電源電圧を測定する測定装置（不図示）が設けられ、その測定装置からクラウドサーバ４への通信によって電源電圧情報が取得されるようにしてもよい。通信装置８０は、電源電圧情報を照明装置３の各々にネットワークＮを介して送信する。

照明装置３は電源装置１及び光源部２を備え、電源装置１は全波整流回路１０、電力変換回路２０、温度検出回路３０、制御回路５０及び通信部６０を備える。なお、本実施形態では、温度検出回路３０は、電力変換回路２０に配置されるが、第１の実施形態の変形例のように全波整流回路１０に配置されてもよい。通信部６０は、３Ｇ、ＬＴＥなどの無線接続を介してネットワークＮに接続し、ネットワークＮを介してクラウドサーバ４と通信するための通信デバイスである。通信部６０は、少なくとも電源電圧情報をクラウドサーバ４から受信可能に構成される。

閾値決定部５１は、通信部６０によって受信される電源電圧情報に基づいて、交流電源電圧の増加／減少に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値を決定する。そして、出力制御部５２は、第１の実施形態と同様に、温度検出回路３０から入力される温度検出値が、閾値決定部５１によって決定された温度閾値に達した場合に保護動作を行う。

なお、本実施形態では、クラウドサーバ４から照明装置３に電源電圧情報が送信される構成を示すが、クラウドサーバ４から照明装置３には、例えば点消灯指令、調光指令などの他の情報も送信され得る。これにより、出力制御部５２は、通信部６０によって受信された点消灯指令又は調光指令に応じて光源部２を点消灯又は調光するように電力変換回路２０を制御することができる。また、照明装置３からクラウドサーバ４に種々の情報が送信されるように構成されてもよい。例えば、照明装置３において決定された温度閾値の情報、保護動作の実行又は解除に関する情報、温度検出値の情報、点消灯切換に関する情報が、クラウドサーバ４に送信され得る。これにより、クラウドサーバ４において、照明装置３の使用状態の把握、使用実績の収集などが可能となる。言い換えると、照明装置３とクラウドサーバ４とが通信接続される構成が前提となっている場合に、その通信接続を電源電圧情報の送信に利用することによって、少ない追加構成によって本発明が実施可能となる。

以上のように、本実施形態の電源装置１は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路１０と、全波整流回路１０の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部２に供給する電力変換回路２０と、電力変換回路２０（又は全波整流回路１０）の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路３０と、交流電源電圧の情報をクラウドサーバ４から受信可能な通信部６０と、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部５１と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する出力制御部５２とを備える。

また、本実施形態の照明システム５は、上記の電源装置１及び光源部２を備える照明装置３と、照明装置３が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部７１及び交流電源電圧の情報を照明装置３に送信可能な通信装置８０を備えるクラウドサーバ４とを含む。

これにより、第１の実施形態と同様に、電源装置１において検出される温度と光源部２における実際の温度との正確な相関を特定して光源部２を適切に保護することが可能となる。さらに、電源電圧情報がクラウドサーバ４から電源装置１に送信されるので、電源装置１とクラウドサーバ４との通信接続が前提となっている場合に、第１の実施形態で示したような入力電圧検出回路４０が不要となり、簡素な構成の電源装置１が実現される。

＜第３の実施形態＞
上記第２の実施形態では、照明システム５においてクラウドサーバ４から電源装置１に電源電圧情報が供給される構成を示したが、本実施形態では、クラウドサーバ４から電源装置１に温度閾値の情報が供給される構成を示す。

図３に、本実施形態による照明システム５のブロック図を示す。本実施形態において、第１及び第２の実施形態における構成要素に対応する構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。なお、本実施形態では温度検出回路３０は電力変換回路２０に配置されるが、第１の実施形態の変形例のように全波整流回路１０に配置されてもよい。

クラウドサーバ４において、処理装置７０は、電源情報取得部７１及び閾値決定部７２を含む。閾値決定部７２は、電源情報取得部７１によって取得された交流電源電圧の増加／減少に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値を決定する。また、閾値決定部７２は、光源部２（ＬＥＤ）の経時劣化、（照明装置３が屋外に設置される場合には）気象条件などを考慮して、上記のように決定した温度閾値をさらに補正するように構成されてもよい。通信装置８０は、温度閾値情報を照明装置３の各々にネットワークＮを介して送信する。

電源装置１において、通信部６０は、少なくとも温度閾値情報をクラウドサーバ４から受信可能に構成される。制御回路５０は、出力制御部５２及び記憶部５５を含む。出力制御部５２は、第１の実施形態と同様に、温度検出回路３０によって検出される温度検出値が、通信部６０によって受信された温度閾値情報に示される温度閾値に達した場合に保護動作を行う。すなわち、本実施形態の照明システム５の構成は、温度閾値決定の機能が電源装置１の制御回路５０ではなくクラウドサーバ４の処理装置７０に設けられる点で第２の実施形態の構成と異なる。

なお、本実施形態では、クラウドサーバ４から照明装置３に温度閾値情報が送信される構成を示すが、クラウドサーバ４から照明装置３には、例えば点消灯指令、調光指令などの他の情報も送信され得る。これにより、出力制御部５２は、通信部６０によって受信された点消灯指令又は調光指令に応じて光源部２を点消灯又は調光するように電力変換回路２０を制御することができる。また、照明装置３からクラウドサーバ４に種々の情報が送信されるように構成されてもよい。例えば、保護動作の実行又は解除に関する情報、温度検出値の情報、点消灯切換に関する情報が照明装置３からクラウドサーバ４に送信され得る。これにより、クラウドサーバ４において、照明装置３の使用状態の把握、使用実績の収集などが可能となる。例えば、照明システム５のユーザは、照明装置３から送信される情報に基づいて入出力インターフェース（不図示）を用いて温度閾値の設定を（照明装置３の全部又は一部について）修正することができる。言い換えると、照明装置３とクラウドサーバ４とが通信接続される構成が前提となっている場合に、その通信接続を温度閾値情報の送信に利用することによって、最小限の追加構成によって本発明が実施可能となる。

以上のように、本実施形態の電源装置１は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路１０と、全波整流回路１０の全波整流出力を一定の出力電流に変換して出力電流を光源部２に供給する電力変換回路２０と、電力変換回路２０（又は全波整流回路１０）の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路３０と、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値の情報をクラウドサーバ４から受信可能な通信部６０と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する出力制御部５２とを備える。

また、本実施形態の照明システム５は、上記の電源装置１及び光源部２を備える照明装置３と、照明装置３が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部７１、交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部７２及び温度閾値を照明装置３に送信可能な通信装置８０を備えるクラウドサーバ４とを含む。

これにより、第１及び第２の実施形態と同様に、電源装置１において検出される温度と光源部２における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。さらに、温度閾値がクラウドサーバ４から電源装置１に送信されるので、電源装置１とクラウドサーバ４との通信接続が前提となっている場合に、入力電圧検出回路４０が不要となるとともに閾値決定部５１が不要となることから、簡素な構成でかつ処理負荷の低い電源装置１が実現される。

＜第４の実施形態＞
上記第１の実施形態では、交流電源電圧が入力電圧検出回路４０によって推定される構成を示したが、本実施形態では交流電源電圧が電力変換回路２０の動作状態から検出される構成を示す。

図４に、本実施形態による電源装置１及びそれを含む照明装置３のブロック図を示す。本実施形態において、第１の実施形態における構成要素と実質的に同様の構成要素には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。

電源装置１は、全波整流回路１０、電力変換回路２０、温度検出回路３０及び制御回路５０を備える。なお、本実施形態では温度検出回路３０は電力変換回路２０に配置されるが、第１の実施形態の変形例のように全波整流回路１０に配置されてもよい。制御回路５０は、閾値決定部５１、出力制御部５２、デューティ検出部５３及び記憶部５５を含む。すなわち、本実施形態では、第１の実施形態の入力電圧検出回路４０の代わりにデューティ検出部５３が設けられる。

電力変換回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａ及び駆動制御回路２０Ｂを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａは、コンデンサ１５、インダクタ素子２１（トランス２１）、スイッチング素子２２、ダイオード２３、コンデンサ２４及び電流検出抵抗２５を含み、フライバックコンバータを構成する。スイッチング素子２２は駆動制御回路２０ＢによってＰＷＭスイッチング（ＰＷＭ駆動）される。なお、スイッチング素子２２は、例えばＭＯＳＦＥＴからなるので、以下においてＦＥＴ２２ともいう。ＦＥＴ２２のオン期間にトランス２１の一次巻線２１ｐにエネルギーが蓄積され、ＦＥＴ２２のオフ期間にそのエネルギーがトランス２１の二次巻線２１ｓからダイオード２３を介してコンデンサ２４及び光源部２に出力される。したがって、ＦＥＴ２２のオン期間には、コンデンサ２４からの放電電流が光源部２に出力電流（ＬＥＤ電流）として供給され、ＦＥＴ２２のオフ期間には、ダイオード２３を通過する電流がコンデンサ２４の充電電流及びＬＥＤ電流となる。電流検出抵抗２５は、光源部２のＬＥＤのカソード端に接続された低抵抗素子である。電流検出抵抗２５には、ＬＥＤ電流に比例した電圧である電流検出値が発生し、この電流検出値は駆動制御回路２０Ｂに入力される。

駆動制御回路２０Ｂは、定電流制御部２６、フォトカプラ２７及びＰＷＭ駆動部２８を含む。定電流制御部２６はオペアンプ（不図示）などを含み、このオペアンプに電流検出抵抗２５によって生成された電流検出値が入力される。オペアンプはこの電流検出値が電流目標値に一致するようにフィードバック信号を生成し、このフィードバック信号が定電流制御部２６からフォトカプラ２７に入力される。フィードバック信号は、フォトカプラ２７によって基準電位変換及び信号レベル調整され、ＰＷＭ駆動部２８に入力される。ＰＷＭ駆動部２８は、フィードバック信号に応じたオン時間でＦＥＴ２２をＰＷＭ駆動する。上記動作によって、出力電流が定電流制御される。

デューティ検出部５３は、ＰＷＭ駆動部２８からＦＥＴ２２に出力されるＰＷＭゲート信号の平均オンデューティを検出する。例えば、デューティ検出部５３は、ＦＥＴ２２に印加されるＰＷＭゲート信号に影響を与えることなく、ＰＷＭゲート信号を少なくとも交流電源電圧の半サイクル分にわたって積分し、この積分値（すなわちアナログ値）に基づいて平均オンデューティを検出する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａの入力電圧が相対的に低い場合には、ＰＷＭゲート信号のオン時間は相対的に長くなることから、平均オンデューティも相対的に大きくなる。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａの入力電圧が相対的に高い場合には、ＰＷＭゲート信号のオン時間は相対的に短くなることから、平均オンデューティも相対的に小さくなる。すなわち、交流電源電圧が相対的に低い場合には平均オンデューティは相対的に大きくなり、交流電源電圧が相対的に高い場合には平均オンデューティは相対的に小さくなる。

閾値決定部５１は、デューティ検出部５３によって検出された平均オンデューティの増加／減少に対してそれぞれ増加／減少する温度閾値を決定する。これにより、閾値決定部５１は、第１の実施形態と同様に、交流電源電圧が相対的に低い場合には相対的に高い温度閾値を決定し、交流電源電圧が相対的に高い場合には相対的に低い温度閾値を決定することになる。平均オンデューティに対する温度閾値は、記憶部５５に記憶された関数（例えば、１次関数）に基づいて計算されるようにしてもよいし、記憶部５５に記憶された参照テーブルに基づいて決定されるようにしてもよい。

出力制御部５２は、第１の実施形態と同様に、温度検出回路３０から入力される温度検出値が、閾値決定部５１によって決定された温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように駆動制御回路２０Ｂを介して電力変換回路２０を制御する。例えば、出力制御部５２は、（特に制御回路５０の基準電位が二次側の基準電位、すなわち定電流制御部２６の基準電位と同じである場合に）定電流制御部２６の目標値を低下させるように構成され得る。あるいは、出力制御部５２は、（特に制御回路５０の基準電位が一次側の基準電位、すなわちＰＷＭ駆動部２８の基準電位と同じである場合に）ＰＷＭ駆動部２８の出力動作を停止させるように構成されてもよい。

また、閾値決定部５１は、平均オンデューティの変化に対する温度閾値の決定を当該変化発生時から所定マスク期間にわたって無効化（マスク）するように構成されてもよい。具体的には、平均オンデューティが変化した場合、閾値決定部５１は、平均オンデューティの変化発生時からマスク期間が経過するまでは温度閾値を変化させない（又は温度閾値を決定しない）。したがって、平均オンデューティの変化発生時からマスク期間経過後にその変化が継続していた場合に、閾値決定部５１は温度閾値を変化させる。マスク期間の設定及びその理由は、第１の実施形態において説明したものと同様である。これにより、第１の実施形態と同様に、短時間の平均オンデューティの上昇（電源サグ、ノイズなど）に対して、温度閾値が上昇して必要な保護動作が解除されてしまう状態が回避される。また逆に、短時間の平均オンデューティの低下（サージ、ノイズなど）に対して、温度閾値が低下して無用な保護動作が実行されてしまう状態が回避される。

なお、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａがフライバックコンバータからなる構成を示したが、コンバータ形式はこれに限られず、フォワードコンバータ、バックコンバータなどの他の形式のコンバータであってもよい。したがって、インダクタ素子２１は、トランスではなくコイルの場合もあり得る。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａが入力側の昇圧チョッパ回路（力率改善回路）及び出力側の降圧チョッパ回路（例えば、バックコンバータ）からなる場合、インダクタ素子２１は昇圧チョッパ回路の昇圧コイルである。そして、デューティ検出部５３は、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子のＰＷＭ駆動における平均オンデューティを検出するように構成される。なお、本実施形態の電力変換回路２０の構成は、上記第１〜第３の実施形態の電力変換回路２０にも適用可能である。

以上のように、本実施形態の電源装置１は、交流電源電圧を全波整流する全波整流回路１０と、全波整流回路１０の全波整流出力が入力されるトランス２１をＦＥＴ２２によってＰＷＭ駆動することによって所定の出力電流を生成して出力電流を光源部２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ａ及び出力電流が一定となるようにＰＷＭ駆動のオン時間を制御する駆動制御回路２０Ｂを含む電力変換回路２０と、電力変換回路２０（又は全波整流回路１０）の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路３０と、ＰＷＭ駆動における平均オンデューティを検出するデューティ検出部５３と、平均オンデューティの増加に対して増加する温度閾値を決定する閾値決定部５１と、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流を低減又は停止させるように電力変換回路２０を制御する出力制御部５２とを備える。

これにより、交流電源電圧の増加／減少に伴う平均オンデューティの減少／増加に対してそれぞれ減少／増加する温度閾値が決定され、温度検出値が温度閾値に達した場合に出力電流が低減又は停止される。したがって、第１の実施形態と同様に、電源装置１において検出される温度と光源部２における実際の温度との正確な相関を特定して光源を適切に保護することが可能となる。また、第１の実施形態に示したような入力電圧検出回路４０が不要であり、簡素な構成の電源装置１が実現される。

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

（１）光源部２に関する変形
上記各実施形態では、光源部２の光源としてＬＥＤを示したが、光源部２は有機ＥＬ、放電灯など、他の種類の光源を採用するものであってもよい。この場合、電力変換回路２０の構成は、光源の種類に応じて適宜決定される。

（２）クラウドサーバ４に関する変形
上記第２及び第３実施形態では、電源装置１に送信される電源電圧情報又は温度閾値情報の送信源がクラウドサーバ４である構成を示したが、この送信源は、例えば照明装置３−１〜３−ｎに専用線などを介して直接的に接続される非クラウド型のサーバであってもよい。

（３）交流電源ＡＣの電圧値に関する変形
上記各実施形態では、交流電源ＡＣの電圧として公称１００Ｖａｃ及び２００Ｖａｃを想定し、その電圧範囲として９０Ｖａｃ〜２２０Ｖａｃを想定したが、交流電源電圧又はその電圧範囲はこれに限られない。本発明は、公称１１０Ｖａｃ、１２０Ｖａｃ、２２０Ｖａｃ、２３０Ｖａｃ、２４０Ｖａｃ、２５６Ｖａｃなどの交流電源電圧又はその所定の電圧変動範囲に対して適用可能である。

（４）温度閾値に関する変形
上記各実施形態では、電源装置１における温度検出値が光源部２の温度よりも低い構成を示したが、照明装置３の構成によっては電源装置１における温度検出値が光源部２の温度よりも高くなり得る。この場合、相対的に低い交流電源電圧について温度閾値よりも低い温度上限値が設けられ、温度検出値が温度上限値に達した場合に出力制御部５２が電力変換回路２０の出力を停止又は低減させるように構成されてもよい。これにより、電源装置１自体の高温状態に対する保護が実行される。

１ 光源用電源装置
２ 光源部
３、３−１〜３−ｎ 照明装置
４ クラウドサーバ
５ 照明システム
１０ 全波整流回路
２０ 電力変換回路
２０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０Ｂ 駆動制御回路
２１ インダクタ素子
２２ スイッチング素子
３０ 温度検出回路
４０ 入力電圧検出回路
５０ 制御回路
５１ 閾値決定部
５２ 出力制御部
５３ デューティ検出部
５５ 記憶部
６０ 通信部
７０ 処理装置
７１ 電源情報取得部
７２ 閾値決定部
７５ 記憶装置
８０ 通信装置

Claims (9)

1. 光源用電源装置であって、
   交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、
   前記全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して該出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、
   前記全波整流回路又は前記電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、
   前記交流電源電圧を検出して電圧検出値を出力する入力電圧検出回路と、
   前記電圧検出値の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部と、
   前記温度検出値が前記温度閾値に達した場合に前記出力電流を低減又は停止させるように前記電力変換回路を制御する出力制御部と
   を備える光源用電源装置。
2. 前記閾値決定部が、前記電圧検出値の変化に対する前記温度閾値の決定を前記変化の発生時から所定期間にわたって無効化するように構成された、請求項１に記載の光源用電源装置。
3. 光源用電源装置であって、
   交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、
   前記全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して該出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、
   前記全波整流回路又は前記電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、
   前記交流電源電圧の情報をサーバから受信可能な通信部と、
   前記電圧値の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部と、
   前記温度検出値が前記温度閾値に達した場合に前記出力電流を低減又は停止させるように前記電力変換回路を制御する出力制御部と
   を備える光源用電源装置。
4. 光源用電源装置であって、
   交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、
   前記全波整流回路の全波整流出力を一定の出力電流に変換して該出力電流を光源部に供給する電力変換回路と、
   前記全波整流回路又は前記電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、
   前記交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値の情報をサーバから受信可能な通信部と、
   前記温度検出値が前記温度閾値に達した場合に前記出力電流を低減又は停止させるように前記電力変換回路を制御する出力制御部と
   を備える光源用電源装置。
5. 光源用電源装置であって、
   交流電源電圧を全波整流する全波整流回路と、
   前記全波整流回路の全波整流出力が入力されるインダクタ素子をスイッチング素子によってＰＷＭ駆動することによって所定の出力電流を生成して該出力電流を光源部に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記出力電流が一定となるように前記ＰＷＭ駆動のオン時間を制御する駆動制御回路を含む電力変換回路と、
   前記全波整流回路又は前記電力変換回路の所定箇所の温度を検出して温度検出値を出力する温度検出回路と、
   前記ＰＷＭ駆動における平均オンデューティを検出するデューティ検出部と、
   前記平均オンデューティの増加に対して増加する温度閾値を決定する閾値決定部と、
   前記温度検出値が前記温度閾値に達した場合に前記出力電流を低減又は停止させるように前記電力変換回路を制御する出力制御部と
   を備える光源用電源装置。
6. 前記閾値決定部が、前記平均オンデューティの変化に対する前記温度閾値の決定を前記変化の発生時から所定期間にわたって無効化するように構成された、請求項５に記載の光源用電源装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の光源用電源装置と、前記光源部とを備えた照明装置。
8. 請求項３に記載の光源用電源装置及び前記光源部を備える照明装置と、
   前記照明装置が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部、及び前記交流電源電圧の情報を前記照明装置に送信可能な通信装置を備えるサーバと
   を備える照明システム。
9. 請求項４に記載の光源用電源装置及び前記光源部を備える照明装置と、
   前記照明装置が接続される交流電源電圧の情報を取得する電源情報取得部、前記交流電源電圧の増加に対して減少する温度閾値を決定する閾値決定部、及び前記温度閾値を前記照明装置に送信可能な通信装置を備えるサーバと
   を備える照明システム。
   
   

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