JP2019207807A - 点灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチング素子によって、リップルによる出力電流の変動を抑制でき、かつ異常発熱を抑制できる点灯装置を提供する。【解決手段】点灯装置3は、整流回路5、降圧コンバータ7及び制御部10fを備える。降圧コンバータ7は、平滑コンデンサC1で平滑化された電圧VC1をスイッチング素子Q1のオンオフ切替によって降圧し、降圧した電圧V10に応じた電流を出力電流I10として発光部4に出力する。制御部10fは、判定条件を満たさない場合は、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるようにスイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間を制御し、判定条件を満たす場合は、降圧コンバータ7の出力電流I10の出力が低減するようにスイッチング素子Q1を制御する。上記判定条件は、スイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間が第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続するという条件である。【選択図】図1
Description
本開示は、一般に点灯装置及び照明装置に関し、より詳細には、降圧コンバータを含む点灯装置及び照明装置に関する。
降圧コンバータを含む点灯装置として、特許文献1に記載の電源装置が知られている。特許文献1に記載の電源装置は、発光素子(負荷)を発光させる装置であって、ダイオードブリッジ(整流回路)と、平滑コンデンサと、バックコンバータ(降圧コンバータ)と、発光素子と、制御部とを備えている。ダイオードブリッジは、交流電圧を整流する。平滑コンデンサは、ダイオードブリッジで整流された電圧を平滑化する。制御部は、コンデンサで平滑化された電圧に基づく電流の平均値が目標値と一致するように、バックコンバータを制御し、その電流を発光素子に供給する。
特許文献1に記載の電源装置では、電源装置を小型化するために平滑コンデンサを小型化すると、平滑コンデンサの容量が一般的に小さくなるため、平滑コンデンサによる電圧の平滑化が十分に行えなくなる。この結果、平滑コンデンサの出力電圧に大きなリップルが発生し、そのリップルの影響で電源装置の出力電流に変動が発生するという問題がある。
この問題を解決するために、降圧コンバータのスイッチング素子のオン時間を、リップルに応じて制御することで、電源装置の出力電流の変動を抑制する案が考えられる。しかしながら、この案では、電源装置に故障(例えばオープン故障又は短絡)が発生した場合、スイッチング素子によって電源装置の出力電流が電流値の大きい状態に制御され続けて、電源装置に異常発熱が発生する場合がある。
本開示は、上記事由に鑑みてなされており、スイッチング素子によって、リップルによる出力電流の変動を抑制でき、かつ異常発熱の発生を抑制できる点灯装置及び照明装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る点灯装置は、整流回路と、平滑コンデンサと、降圧コンバータと、判定部と、制御部と、を備える。前記整流回路は、交流電圧を整流する。前記平滑コンデンサは、前記整流回路で整流された電圧を平滑化する。前記降圧コンバータは、スイッチング素子を含み、前記平滑コンデンサで平滑化された電圧を前記スイッチング素子のオンオフ切替によって降圧し、降圧した電圧に応じた直流電流を出力電流として負荷に出力する。前記判定部は、判定条件を満たすか否かを判定する。前記判定条件は、前記スイッチング素子のスイッチング周期のオン時間が前記スイッチング周期において第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続するという条件である。前記制御部は、前記判定部が前記判定条件を満たさないと判定した場合は、前記出力電流が一定になるように前記スイッチング素子の前記スイッチング周期の前記オン時間を制御する。前記制御部は、前記判定条件を満たすと判定した場合、前記出力電流の出力が低減するように前記スイッチング素子を制御する。
本開示の一態様に係る照明装置は、前記点灯装置と、発光部及び駆動回路のうちの一方と、を備える。前記発光部及び前記駆動回路のうちの一方は、前記点灯装置の前記負荷として設けられている。前記駆動回路は、発光部を発光させる。
本開示は、スイッチング素子によって、リップルによる出力電流の変動を抑制でき、かつ異常発熱の発生を抑制できるという、利点を有する。
以下、実施形態に係る照明装置について説明する。下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の例に過ぎない。また、下記の実施形態は、本開示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。
(実施形態1)
図1Aに示すように、本実施形態に係る照明装置1は、交流電源2から供給される電力を用いて発光部4を発光させる装置である。照明装置1は、発光部4として、例えばスポットライト又はダウンライトなどの小電力の発光部を発光させるのに適した照明装置である。照明装置1は、交流電源2と、点灯装置3と、発光部4とを備えている。発光部4は、例えば発光素子(例えば発光ダイオード)で構成されている。
図1Aに示すように、本実施形態に係る照明装置1は、交流電源2から供給される電力を用いて発光部4を発光させる装置である。照明装置1は、発光部4として、例えばスポットライト又はダウンライトなどの小電力の発光部を発光させるのに適した照明装置である。照明装置1は、交流電源2と、点灯装置3と、発光部4とを備えている。発光部4は、例えば発光素子(例えば発光ダイオード)で構成されている。
交流電源2は、交流電力(すなわち交流電圧及び交流電流)を出力する電源であり、例えば、商用電源である。交流電源2は、交流電力を出力するための2つの出力端2a,2bを有する。2つの出力端2a,2bは、点灯装置3の後述の2つの入力端T1,T2に一対一に対応し、対応する入力端T1,T2と接続されている。
点灯装置3は、交流電源2から出力された交流電力を整流しかつ平滑化する。点灯装置3は、平滑化された電圧VC1を所要の電圧に降圧し、降圧した電圧V8を発光部4に出力する。以後、出力電圧V8とも記載する。また、点灯装置3は、降圧した電圧V8に応じた電流I8(すなわち点灯装置3が生成した直流電流)を発光部4に出力する。以後、出力電流I8とも記載する。この出力電流I8によって発光部4が発光する。なお、所要の電圧とは、発光部4に応じて予め設定された電圧である。
点灯装置3は、2つの入力端T1,T2と、2つの出力端T3,T4と、第1電路H1及び第2電路H2と、整流回路5と、平滑コンデンサC1と、降圧コンバータ7と、充放電回路9と、制御器10と、抵抗素子R1とを備えている。制御器10は、判定部10e及び制御部10fを有する。
2つの入力端T1,T2は、交流電源2から出力された交流電力が入力される部分である。入力端T1は、上述の通り、交流電源2の出力端2aと接続されている。入力端T2は、上述の通り、交流電源2の出力端2bと接続されている。
2つの出力端T3,T4は、点灯装置3の出力電圧V8及び出力電流I8が出力される部分であり、かつ発光部4が接続される部分である。本実施形態では、発光部4は、上述の通り、発光ダイオードとして構成されている。発光部4のアノードが出力端T3に接続され、発光部4のカソードが出力端T4に接続されている。
整流回路5は、2つの入力端T5,T6と、2つの出力端T7,T8とを有する。2つの入力端T5,T6は、点灯装置3の2つの入力端T1,T2を構成する。整流回路5は、2つの入力端T5,T6に入力された交流電力(すなわち交流電圧及び交流電流)を整流(例えば全波整流)して電力を生成し、生成した電力を2つの出力端T7,T8から出力する。以後、出力電圧V9及び出力電流I9とも記載する。整流回路5は、例えば4つのダイオードを組合わせて構成されたダイオードブリッジ回路として構成可能である。
出力端T7が正極側の出力端であり、出力端T8が負極側の出力端である。したがって、整流回路5の出力電圧(すなわち整流回路5で整流された電圧)V9は、2つの出力端T7,T8の間の電圧として出力される。また、整流回路5の出力電流I9(すなわち整流回路5で整流された電流)は、出力端T7から出力される。
第1電路H1は、出力端T7と出力端T3とを接続する電路である。第2電路H2は、出力端T8と出力端T4とを接続する電路である。整流回路5の出力電流I9が第1電路H1を流れることにより、降圧コンバータ7を介して出力端T3から電流I8が発光部4に出力される。整流回路5の出力電圧V9が第1電路H1及び第2電路H2の間に印加されることにより、降圧コンバータ7を介して2つの出力端T3,T4の間の電圧が発光部4に出力される。
平滑コンデンサC1は、整流回路5で整流された電圧V9を平滑化する回路素子である。平滑コンデンサC1は、整流回路5の後段において、第1電路H1と第2電路H2との間に跨って接続されている。換言すれば、平滑コンデンサC1は、整流回路5の2つの出力端T7,T8の間に跨って接続されている。
降圧コンバータ7は、平滑コンデンサC1で平滑された電圧VC1をスイッチング素子Q1のオンオフ切替(より詳細にはチョッパ制御)によって所要の電圧に降圧し、降圧した電圧V10を発光部4に出力する。また、降圧コンバータ7は、降圧した電圧V10に応じた直流電流I10(すなわち整流回路5で整流された電流)を発光部4に出力する。降圧コンバータ7の出力電圧V10及び出力電流I10が、点灯装置3の出力電圧及び出力電流となる。スイッチング素子Q1が制御器10で制御されることで、降圧コンバータ7は制御器10で制御されている。
降圧コンバータ7は、スイッチング素子Q1と、コイルL1と、ダイオードD1と、平滑コンデンサC2と、電流検出回路11とを備えている。
スイッチング素子Q1は、例えば半導体スイッチング素子(例えばMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor))である。スイッチング素子Q1は、2つの主電極(例えばソース及びドレイン)と、1つの制御電極(例えばゲート)とを有する。2つの主電極間は、第1電路H1の途中において第1電路H1に接続されている。すなわち、一方の主電極(ソース)は、第1電路H1によって出力端T3に接続されており、他方の主電極(ドレイン)は、第1電路H1によって出力端T7に接続されている。また、制御電極(ゲート)は、制御器10の後述の制御端子10aに接続されている。これにより、スイッチング素子Q1は、制御器10で制御される。
コイルL1は、第1電路H1におけるスイッチング素子Q1の後段に、接続されている。すなわち、コイルL1は、スイッチング素子Q1の一方の主電極(ソース)と点灯装置3の出力端T3との間に直列に接続されている。
平滑コンデンサC2は、コイルL1の後段において、第1電路H1と第2電路H2との間に跨って接続されている。換言すれば、平滑コンデンサC2は、2つの出力端T3,T4の間に跨って接続されている。
ダイオードD1は、第1電路H1の接続点N1と、第2電路H2の接続点N2との間に跨って接続されている。接続点N1は、第1電路H1におけるスイッチング素子Q1とコイルL1との間(より詳細には、スイッチング素子Q1と後述の電流検出回路11との間)の接続点である。接続点N2は、第2電路H2における整流回路5の出力端T8と平滑コンデンサC2との間(より詳細には平滑コンデンサC1,C2間)の接続点である。ダイオードD1のカソードは、第1電路H1に接続され、ダイオードD1のアノードは、第2電路H2に接続されている。
電流検出回路11は、コイルL1に流れる電流IL1を検出する。この検出結果は、制御器10の後述の電流検出端子10dに出力される。以下、電流検出回路11が検出する電流IL1を「検出電流IL1」とも記載する。
より詳細には、電流検出回路11は、検出電流IL1が流れる抵抗素子11aを有する。抵抗素子11aは、第1電路H1におけるスイッチング素子Q1とコイルL1との間に接続されている。抵抗素子11aとコイルL1との間の接続点N3は、制御器10の後述の接地端子10cに接続されている。これにより、抵抗素子11aの通電方向下流側の端部は、接地端子10cに接続されている。抵抗素子11aとスイッチング素子Q1との間の接続点N4は、制御器10の後述の電流検出端子10dに接続されている。これにより、抵抗素子11aの両端間電圧は、電流検出端子10dに入力されている。
この電流検出回路11では、検出電流IL1が抵抗素子11aを通電したとき、抵抗素子11aの両端間に、検出電流IL1の大きさに応じた電圧降下が発生する。電流検出回路11は、上記の電圧降下の大きさをもって、検出電流IL1の大きさを検出している。そして、抵抗素子11aの通電方向上流側の端部の電位が電流検出端子10dに入力されることで、電流検出結果が制御器10に出力されている。
なお、本実施形態では、電流検出回路11は、抵抗素子11aでの電圧降下を利用して電流検出を行うが、電流検出方法をこのように限定するものではない。例えば、電流検出回路11は、抵抗素子11aの代わりに、ホール素子方式電流センサを用いて電流検出を行ってもよい。
この降圧コンバータ7では、制御器10によってスイッチング素子Q1がオンオフ制御されることで、平滑コンデンサC1で平滑化された電圧VC1が所要の電圧に降圧される。より詳細には、スイッチング素子Q1のオン時間中は、平滑コンデンサC1の両端間電圧VC1によって平滑コンデンサC2に電圧が印加される。また、コイルL1にエネルギーが蓄えられる。そして、スイッチング素子Q1がオフに切り替わると、その切り替わりによってコイルL1に誘導起電力が発生する。スイッチング素子Q1のオフ時間中は、その誘導起電力によって平滑コンデンサC2に電圧が印加される。オン時間中の平滑コンデンサC1の両端間電圧VC1とオフ時間中のコイルL1による誘導起電力とが、平滑コンデンサC2によって平滑化されることで、平滑コンデンサC1の両端間電圧VC1が所要の電圧に降圧される。そして、この降圧された電圧が、降圧コンバータ7の出力電圧V10(すなわち点灯装置3の出力電圧V8)として発光部4に出力される。
充放電回路9は、スイッチング素子Q1の制御電極に印加される電圧Vg1に応じて充放電するコンデンサC3を含む回路である。コンデンサC3の両端間電圧VC3は、制御器10に出力される。充放電回路9は、2つの抵抗素子R2,R3と、コンデンサC3と、ダイオードD2とを備えている。
2つの抵抗素子R2,R3は、スイッチング素子Q1の制御電極に印加された電圧Vg1を分圧する分圧回路を構成する。2つの抵抗素子R2,R3は、互いに直列に接続された状態で、スイッチング素子Q1の制御電極と制御器10の後述の接地端子10cとの間(より詳細にはダイオードD2と接地端子10cとの間)に接続されている。
コンデンサC3は、抵抗素子R2,R3で分圧された電圧(すなわちスイッチング素子Q1の制御電極に印加される制御電圧Vg1)に応じて、充放電する回路素子である。本実施形態では、スイッチング素子Q1の制御電極に制御電圧Vg1としてオン電圧が印加されると、コンデンサC3には、抵抗素子R2,R3によるオン電圧の分圧が印加され、コンデンサC3が充電される。この結果、コンデンサC3の両端間電圧VC3は、上昇する。なお、オン電圧は、スイッチング素子Q1をオンに切り替える電圧である。また、スイッチング素子Q1の制御電極に制御電圧Vg1としてオフ電圧(電圧値零)が印加されると、コンデンサC3は充電されずに放電する。この結果、コンデンサC3の両端間電圧VC3は、低下する。なお、オフ電圧は、スイッチング素子Q1をオフに切り替える電圧である。コンデンサC3の両端間電圧VC3が充放電回路9の出力電圧V5となる。すなわち、充放電回路9は、コンデンサC3の両端間電圧VC3に応じて出力電圧V5を変化させる。
コンデンサC3は、2つの抵抗素子R2,R3のうちの一方の抵抗素子(例えば抵抗素子R3)の両端に並列に接続されている。コンデンサC3は、一方の抵抗素子R3の両端間の電圧を平滑する。コンデンサC3の高電位側の端部は、制御器10の後述の検出端子10bに接続され、コンデンサC3の低電位側の端部は、制御器10の後述の接地端子10cに接続されている。
ダイオードD2は、コンデンサC3に充電された電荷が制御器10に逆流することを防止する回路素子である。ダイオードD2は、スイッチング素子Q1の制御電極と抵抗素子R2との間に接続されている。ダイオードD2のアノードは、スイッチング素子Q1の制御電極に接続され、ダイオードD2のカソードは、抵抗素子R2に接続されている。
なお、この充放電回路9では、スイッチング素子Q1のオフ時間中に、コンデンサC3に充電された電荷が放電することを抑制するために、充放電回路9の時定数は、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数に対して十分に大きな値に設定されることが望ましい。
制御器10は、スイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間を制御する回路であり、その制御によって、降圧制御、出力一定制御、及び出力低減制御を行う。
本実施形態では、制御器10は、スイッチング素子Q1のオン時間をPWM(Pulse Width Modulation)制御で制御する。ただし、制御器10は、PWM制御の代わりに、PFM(Pulse Frequency Modulation)制御など他の制御方法で制御してもよい。上記のスイッチング周期は、スイッチング素子Q1をオンに切り替え、更にオフに切り替えて、再びオンに切り替えるまでの時間である。上記のオン時間は、スイッチング素子Q1をオン状態にするためのオン電圧をスイッチング素子Q1の制御電極に印加する時間である。スイッチング周期のうちのオン時間以外の時間は、オフ時間である。オフ時間は、スイッチング素子Q1をオフ状態にするためのオフ電圧をスイッチング素子Q1の制御電極に印加する時間である。
制御器10は、上記の降圧制御として、降圧コンバータ7の出力電圧V10が所要の電圧に降圧するように、スイッチング素子Q1のオン時間を制御する。そして、制御器10は、上記の降圧制御を実行した後(すなわち降圧コンバータ7の出力電圧V10を所要の電圧に降圧した後)、コンデンサC3の両端間電圧VC3に基づいて、下記の判定条件を満たすか否かを判定する。そして、制御器10は、下記の判定条件を満たさない場合、上記の出力一定制御として、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるように、スイッチング素子Q1のオン時間を制御する。また、制御器10は、下記の判定条件を満たす場合に、上記の出力低減制御として、降圧コンバータ7の出力電流I10を低減するように、スイッチング素子Q1のオン時間を制御する。なお、上記の出力低減制御では、降圧コンバータ7の出力電流I10が予め設定された所定の電流値まで低減されるか、又は、降圧コンバータ7の出力電流I10の出力が停止される。
なお、上記の判定条件は、スイッチング素子Q1のオン時間が第1閾値時間以上になる状態が、第2閾値時間以上継続するという条件である。第1閾値時間は、例えば、上記のオン時間の取り得る最大値(例えばスイッチング周期と同じ時間)である。第2閾値時間は、例えば、交流電源2(例えば商用電源)の周期の4分の1の長さである。第2閾値時間は、数値的には、例えば数ミリ秒である。なお、第1閾値時間及び第2閾値時間は、照明装置1の使用状況に応じて最適な値に設定される。
制御器10は、制御端子10aと、検出端子10bと、接地端子10cと、電流検出端子10dと、判定部10eと、制御部10fとを備えている。制御器10は、例えば制御IC(integrated circuit)として構成されている。
制御端子10aは、抵抗素子R1を介してスイッチング素子Q1の制御電極に接続されている。制御端子10aは、スイッチング素子Q1をオンに切り替えるオン電圧、及びオフに切り替えるオフ電圧を選択的に出力する端子である。検出端子10bは、コンデンサC3の高電位側の端部に接続されており、コンデンサC3の両端間電圧VC3が入力される端子である。接地端子10cは、接地されており、抵抗素子R3の通電方向下流側の端部、コンデンサC3の低電位側の端部、及び電流検出回路11の通電方向下流側の端部と接続されている。
判定部10eは、上記の判定条件を満たすか否かを判定する。本実施形態では、判定部10eは、検出端子10bに入力された電圧(すなわち充放電回路9の出力電圧V5、換言すればコンデンサC3の両端間電圧VC3)が閾値電圧以上であるか否かに応じて、上記の判定条件を満たすか否かを判定する。すなわち、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合は、判定部10eは、上記の判定条件を満たすと判定し、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合は、判定部10eは、上記の判定条件を満たさないと判定する。
すなわち、上記の判定条件を満たさない場合(すなわち通常時)は、スイッチング素子Q1のオン時間は、第1閾値時間未満であるか、又は第1閾値時間以上であっても、その状態(すなわちオン時間が第1閾値時間以上の状態)は第2閾値以上継続しない。このため、通常時は、コンデンサC3の両端間電圧VC3は、閾値電圧以上にはならない。他方、上記の判定条件を満たす場合(すなわち異常時)は、スイッチング素子Q1のオン時間が第1閾値時間以上である状態が、第2閾値時間以上継続する。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3は、通常時のコンデンサC3の両端間電圧VC3よりも高くなり、閾値電圧以上になる。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かによって、上記の判定条件を満たすか否かを判定可能である。
制御部10fは、上記の降圧制御、出力一定制御、及び出力低減制御を行う。より詳細には、制御部10fは、上記の降圧制御を実行した後に、判定部10eの判定結果に応じて、上記の出力一定制御又は上記の出力低減制御を行う。
制御部10fは、上記の降圧制御として、平滑コンデンサC1で平滑化された電圧VC1が所要の電圧に降圧するように、スイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間をスイッチング周期において(すなわちスイッチング周期の範囲内で)制御する。例えば、制御部10fには、上記の所要の電圧を実現するためのオン時間が予め設定されており、制御部10fは、上記の降圧制御として、スイッチング素子Q1のオン時間を、上記の予め設定されたオン時間に一致させる。なお、制御部10fは、上記の降圧制御として、降圧コンバータ7の出力電圧V10を検出し、その検出結果に基づいて降圧コンバータ7の出力電圧V10が一定になるようにオン電圧を制御してもよい。
また、制御部10fは、判定部10eが上記の判定条件を満たさないと判定した場合、上記の出力一定制御として、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるように、スイッチング周期のオン時間をスイッチング周期において制御する。また、制御部10fは、判定部10eが上記の判定条件を満たすと判定した場合は、上記の出力低減制御として、降圧コンバータ7の出力電流I10が低減するように、スイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間をスイッチング周期において制御する。
より詳細には、制御部10fは、上記の出力一定制御として、電流検出端子10dに入力された電流検出回路11の検出結果に基づいて、一定時間内での降圧コンバータ7の出力電流I10の変動範囲を求める。そして、制御部10fは、求めた変動範囲内において所定の電流値(例えば極大値又は極小値)を決定する。
そして、制御部10fは、電流検出端子10dに入力された電流検出回路11の検出結果に基づいて、降圧コンバータ7の出力電流I10が上記の所定の電流値を維持するように、スイッチング周期のオン時間をスイッチング周期において制御する。より詳細には、制御部10fは、降圧コンバータ7の出力電流I10が上記の所定の電流値よりも大きくなるとオン時間を小さくし、降圧コンバータ7の出力電流I10が上記の所定の電流値よりも小さくなるとオン時間を大きくする。このように、降圧コンバータ7の出力電流が上記の所定の電流値に維持されることで、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定にされている。
上記の出力一定制御によって、平滑コンデンサC1で平滑化された電圧VC1に含まれるリップルによる降圧コンバータ7の出力電流I10の変動を抑制可能である。すなわち、スイッチング素子Q1のオン時間中にコイルL1に流れる電流IL1(すなわち降圧コンバータ7の出力電流I10)は、式1となる。なお、式1中のVC1は、平滑コンデンサC1の両端間電圧VC1であり、tonは、スイッチング素子Q1のオン時間であり、Lは、コイルL1のインダクタンスである。
IL1=VC1×ton÷L ・・・式1
電圧VC1はリップルによって変動する。インダクタンスLは固定値である。したがって、式1から、上記のリップルに対して電流Iを一定に制御するには、リップルによって電圧VC1が小さくなると、オン時間tonを大きくなるように制御し、電圧VC1が大きくなると、オン時間tonを小さくなるように制御すればよい。したがって、上記の出力一定制御のように、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるように、スイッチング素子Q1のオン時間tonが制御されることで、リップルによる降圧コンバータ7の出力電流I10の変動を抑制可能である。
電圧VC1はリップルによって変動する。インダクタンスLは固定値である。したがって、式1から、上記のリップルに対して電流Iを一定に制御するには、リップルによって電圧VC1が小さくなると、オン時間tonを大きくなるように制御し、電圧VC1が大きくなると、オン時間tonを小さくなるように制御すればよい。したがって、上記の出力一定制御のように、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるように、スイッチング素子Q1のオン時間tonが制御されることで、リップルによる降圧コンバータ7の出力電流I10の変動を抑制可能である。
したがって、この照明装置1では、平滑コンデンサC1として容量の小さいコンデンサを用いることで、平滑コンデンサC1で平滑化された電圧VC1にリップルが発生しても、上記の出力一定制御によって、降圧コンバータ7の出力電圧V10の変動を抑制できる。すなわち、この照明装置1では、容量の小さい平滑コンデンサC1を用いることができ、かつ、リップルによる降圧コンバータ7の出力電圧V10の変動を抑制できる。
なお、図2のグラフAに示すように、平滑コンデンサC1として容量が小さいコンデンサを用いると、平滑コンデンサC1で十分に平滑化できず、平滑コンデンサC1の両端間の電圧VC1にリップルが発生する。このように、電圧VC1にリップルが発生しても、上記の出力一定制御によって、リップルの谷部付近で、スイッチング素子Q1のオン時間を十分に大きくできれば、図2のグラフBに示すように、降圧コンバータ7の出力電流I10を一定に制御できる。しかし、リップルの谷部付近で、スイッチング素子Q1のオン時間を十分に大きくなるように制御できなければ、図2のグラフCに示すように、降圧コンバータ7の出力電流I10は、リップルの谷部付近に対応する箇所で低下する。この結果、発光部4において、フリッカなど光の品質が低下する。この現象(フリッカ)は、オン時間を十分に大きくなるように制御すれば、改善可能である。
上記の出力低減制御によって、照明装置1の異常発熱を抑制可能である。すなわち、照明装置1の異常発熱が発生する原因としては、例えば、電流検出回路11が電流検出不可になって、電流検出端子10dへの入力がゼロになる場合がある。この場合、制御部10fは、降圧コンバータ7の出力電流I10を確保するために、スイッチング素子Q1のオン時間を常に第1閾値時間以上の時間(例えば最大オン時間)になるように制御する。この結果、異常発熱が発生し得る異常時は、上記の判定条件を満たすことになる。
すなわち、通常時は、スイッチング素子Q1のオン時間は、上記の出力一定制御によって変動するが、異常時は、スイッチング素子Q1のオン時間は、変動なく常に第1閾値時間以上の時間に制御され、上記の判定条件を満たす。この照明装置1では、上記の判定条件を満たす場合は、制御器10が、降圧コンバータ7の出力電流I10の出力が低減するようにスイッチング素子Q1のオン時間を制御する。このため、降圧コンバータ7から大電流が出力されることで照明装置1に発生する異常発熱は、抑制される。
制御器10は、上述の通り制御ICとして構成されるが、上述のようにスイッチング素子Q1を制御可能な制御ICとして、汎用の制御IC(例えば富士電機株式会社のFA5601)を使用可能である。
制御器10がFA5601である場合、制御器10は、外部からの信号を入力するための複数の端子(例えばFB端子、COMP端子及びZCD端子)を有する。また、FA5601の内部には、上記の複数の端子に入力された信号に対する内部基準電圧が設定されている。内部基準電圧は、例えばStatic OVPスレッシュホールド電圧、FB端子スレッシュ電圧、COM端子スレッシュホールド電圧、及びZCD端子スレッシュホールド電圧である。すなわち、FA5601は、上記の複数の端子の何れか1つに信号が入力され、その信号が内部基準電圧以上になると、スイッチング素子への制御電圧の印加を制限する機能(例えば過電圧保護機能などの保護機能)を有している。なお、上記の内部基準電圧は、コンデンサC3の閾値電圧に対応する電圧である。
したがって、上記の複数の端子のうちの1つの端子を検出端子10bとして用いることで、FA5601の機能によって、判定部10e及び制御部10fの機能を実行可能である。なお、FA5601に限らず、端子の入力信号に応じてスイッチング素子の動作を制限する機能を有する制御ICであれば、どのような制御ICでも、制御器10として使用可能である。
以上、このように構成された照明装置1及び点灯装置3によれば、降圧コンバータ7の出力電流I10が一定になるようにスイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間が制御される。このため、整流回路5で整流された電圧V9にリップルが発生しても、スイッチング素子Q1によって、リップルによる降圧コンバータ7の出力電流I10の変動を抑制できる。また、スイッチング素子Q1のオン時間が第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続した場合、降圧コンバータ7の出力電流I10が低減するようにスイッチング素子Q1が制御される。このため、降圧コンバータ7の出力電流I10が大電流に制御され続けることを抑制でき、これにより、点灯装置3又は負荷での異常発熱を抑制できる。
また、判定部10eは、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合、上記の判定条件を満たすと判定するため、判定部10e及び制御部10fを汎用の制御ICで構成できる。すなわち、汎用の制御ICでは、上記の判定条件を満たすか否かを直接判定できないが、汎用の制御ICが有する保護機能例えば過電圧保護機能を用いることで、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かは直接判定できる。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3を利用して上記の判定条件を満たすか否かを判定することで、制御部10f及び判定部10eを汎用の制御ICで構成できる。
また、スイッチング素子Q1の制御電極に印加される制御電圧Vg1を利用して、充放電回路9を充放電するため、簡易な回路構成で、充放電回路9をスイッチング素子Q1のオン時間に応じて充放電できる。
なお、上記の判定条件を満たす異常時では、スイッチング素子Q1のオン時間が通常時のオン時間よりも長くなるように制御される。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、通常時のコンデンサC3の両端間電圧VC3よりも高くなる。よって、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かによって、上記の判定条件を満たすか否かを判定できる。
(他の実施形態)
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示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。以下、他の実施形態を列挙する。以下に説明する実施形態は、適宜組み合わせて適用可能である。以下に説明する実施形態では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。また、以下の実施形態では、実施形態1と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示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。以下、他の実施形態を列挙する。以下に説明する実施形態は、適宜組み合わせて適用可能である。以下に説明する実施形態では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。また、以下の実施形態では、実施形態1と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
(実施形態2)
図3に示すように、この実施形態に係る照明装置1は、実施形態1と比較して、充放電回路9において信号出力回路12を更に備えている。
図3に示すように、この実施形態に係る照明装置1は、実施形態1と比較して、充放電回路9において信号出力回路12を更に備えている。
信号出力回路12は、ハイレベル信号(第1信号)及びローレベル信号(第2信号)のうちの1つを選択的に制御器10の検出端子10b(したがって判定部10e)に出力する。ハイレベル信号は、ローレベル信号よりも電圧値が高い信号である。すなわち、ハイレベル信号及びローレベル信号は、互いに電圧値が異なる信号である。より詳細には、信号出力回路12は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満の場合は、ローレベル信号を検出端子10bに出力する。また、信号出力回路12は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合は、ハイレベル信号を検出端子10bに出力する。
信号出力回路12は、電圧源V1と、スイッチング素子Q2と、抵抗素子R4とを備えている。
電圧源V1は、制御器10の接地端子10cよりも高い電位の電圧源である。すなわち、電圧源V1は、ハイレベル信号を生成するための高電位源として機能し、接地端子10cは、ローレベル信号を生成するための低電位源として機能している。
スイッチング素子Q2は、例えば半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)である。スイッチング素子Q2は、電圧源V1と制御器10の接地端子10cとの間に接続されており、スイッチング素子Q2のオンオフに応じて、電圧源V1と接地端子10cとの間を導通又は遮断する。スイッチング素子Q2は、2つの主電極(例えばソース及びドレイン)と、1つの制御電極(例えばゲート)とを有する。スイッチング素子Q2の一方の主電極(ソース)は、接地端子10cに接続されている。スイッチング素子Q2の他方の主電極(ドレイン)は、抵抗素子R4を介して電圧源V1に接続されている。
また、スイッチング素子Q2の上記の他方の主電極(ドレイン)は、制御器10の検出端子10bに接続されている。これにより、スイッチング素子S2のオンオフに応じて、上記の他方の主電極の電位V16が、高電位(すなわち電圧源V1の電位)又は低電位(すなわち接地端子10cの電位)に選択的に切り替わる。そして、その高電位又は低電位が上記の信号(ハイレベル信号又はローレベル信号)として検出端子10bに出力される。
スイッチング素子Q2の制御電極(ゲート)は、コンデンサC3の高電位側の端部に接続されている。これにより、スイッチング素子Q2は、コンデンサC3の両端間電圧VC3によってオンオフ制御される。より詳細には、スイッチング素子Q2は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満の電圧である場合は、オフ状態になり、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上の電圧である場合は、オン状態になる。
この信号出力回路12では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合(すなわち通常時)は、スイッチング素子Q2がオフ状態となる。この結果、スイッチング素子Q2の電圧源V1側の主電極の電位V16が、高電位(すなわち電圧源V1の電位)となり、その高電位がハイレベル信号として制御器10の検出端子10bに出力される。また、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合(すなわち異常時)は、スイッチング素子Q2がオン状態となる。この結果、スイッチング素子Q2の電圧源V1側の主電極の電位V16が、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、その低電位がローレベル信号として制御器10の検出端子10bに出力される。
この実施形態の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにハイレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路12からハイレベル信号を取得すると)、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定する。また、判定部10eは、検出端子10bにローレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路12からローレベル信号を取得すると)、上記の判定条件を満たすと判定する。
この実施形態によれば、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かの情報を、アナログ信号ではなく、デジタル信号として、判定部10eに出力できる。
(実施形態3)
この実施形態は、実施形態2の変形例である。実施形態2の信号出力回路12は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する(図3参照)。これに対し、図4に示すように、この実施形態の信号出力回路13は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する。
この実施形態は、実施形態2の変形例である。実施形態2の信号出力回路12は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する(図3参照)。これに対し、図4に示すように、この実施形態の信号出力回路13は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する。
図4に示すように、信号出力回路13は、電圧源V1及び電圧源V2と、スイッチング素子Q2及びスイッチング素子Q3と、抵抗素子R4及び抵抗素子R5とを備えている。
電圧源V1、スイッチング素子Q2、及び抵抗素子R4は、実施形態2で説明した電圧源V1、スイッチング素子Q2、及び抵抗素子R4と同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。実施形態2では、スイッチング素子Q2の電圧源V1側の主電極は、制御器10の検出端子10bに接続されるが、この変形例では、スイッチング素子Q2の電圧源V1側の主電極は、スイッチング素子Q3の制御電極に接続されている。
電圧源V2は、制御器10の接地端子10cよりも高い電位の直流電圧源である。すなわち、電圧源V2は、ハイレベル信号を生成するための高電位源として機能し、接地端子10cは、ローレベル信号を生成するための低電位源として機能している。電圧源V2は、電圧源V1と共通の電圧源であってもよく、電圧源V1と別の電圧源であってもよい。
スイッチング素子Q3は、例えば半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)である。スイッチング素子Q3は、電圧源V2と制御器10の接地端子10cとの間に接続され、スイッチング素子Q3のオンオフに応じて、電圧源V2と接地端子10cとの間を導通又は遮断する。
スイッチング素子Q3は、2つの主電極(例えばソース及びドレイン)と、1つの制御電極(例えばゲート)とを有する。スイッチング素子Q3の一方の主電極(ソース)は、接地端子10cに接続されている。スイッチング素子Q3の他方の主電極(ドレイン)は、抵抗素子R5を介して電圧源V2に接続されている。スイッチング素子Q3の上記の他方の主電極(ドレイン)は、制御器10の検出端子10bに接続されている。これにより、スイッチング素子S3のオンオフに応じて、スイッチング素子Q3の上記の他方の主電極(ドレイン)の電位V17が、高電位(すなわち電圧源V2の電位)又は低電位(すなわち接地端子10cの電位)に選択的に切り替わる。そして、その高電位又は低電位が信号(ハイレベル信号又はローレベル信号)として検出端子10bに出力される。
スイッチング素子Q3の制御電極(ゲート)は、スイッチング素子Q2の他方の主電極(ゲート)に接続されている。これにより、スイッチング素子Q3は、スイッチング素子Q2のオンオフによってオンオフ制御される。
この信号出力回路13では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合(すなわち通常時)は、スイッチング素子Q2がオフ状態となる。これにより、スイッチング素子Q2の電圧源V1側の主電極の電位V16が、高電位(すなわち電圧源V1の電位)となり、スイッチング素子Q2の2つ主電極間の電圧がオン電圧としてスイッチング素子Q3の制御電極に印加される。これにより、スイッチング素子Q3がオン状態になる。この結果、スイッチング素子Q3の電圧源V2側の主電極の電位V17が、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、その低電位がローレベル信号(第1信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
また、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合(すなわち異常時)は、スイッチング素子Q3がオン状態となる。これにより、スイッチング素子Q3の電圧源V2側の主電極の電位V17が、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、スイッチング素子Q2の2つ主電極間の電圧がオフ電圧としてスイッチング素子Q3の制御電極に印加される。これにより、スイッチング素子S3がオフ状態になる。この結果、スイッチング素子Q3の電圧源V2側の主電極の電位V17が、高電位(すなわち電圧源V2の電位)となり、その高電位がハイレベル信号(第2信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
この実施形態の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにローレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路13からローレベル信号を取得すると)、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定する。また、判定部10eは、検出端子10bにハイレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路13からローレベル信号を取得すると)、上記の判定条件を満たすと判定する。
この実施形態によっても、実施形態1と同様の効果を奏することができる。
(実施形態4)
実施形態3の信号出力回路13は、スイッチング素子Q2,Q3を用いて構成される。これに対し、図5に示すように、この実施形態の信号出力回路14は、降伏ダイオードZD1を用いて構成される。これにより、信号出力回路14は、実施形態3の信号出力回路13と同様に、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する。
実施形態3の信号出力回路13は、スイッチング素子Q2,Q3を用いて構成される。これに対し、図5に示すように、この実施形態の信号出力回路14は、降伏ダイオードZD1を用いて構成される。これにより、信号出力回路14は、実施形態3の信号出力回路13と同様に、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する。
図5に示すように、この実施形態の信号出力回路14は、降伏ダイオードZD1(ツェナーダイオードとも言う。)と、抵抗素子R6とを備えている。
降伏ダイオードZD1のカソードは、コンデンサC3の高電位側の端部に接続されている。降伏ダイオードZD1のアノードは、抵抗素子R6を介して制御器10の接地端子10cに接続されている。抵抗素子R6の通電方向上流側の端部は、制御器10の検出端子10bに接続されている。これにより、抵抗素子R6の通電方向上流側の端部の電位V18が、抵抗素子R6の通電の有無に応じて、ハイレベル信号又はローレベル信号として、検出端子10bに出力される。
降伏ダイオードZD1の降伏電圧(ツェナー電圧とも言う。)は、例えば、コンデンサC3の閾値電圧と同じ電圧に設定されている。したがって、降伏ダイオードZD1に対してコンデンサC3の閾値電圧以上の逆方向電圧が印加された場合は、降伏ダイオードZD1には、逆方向電流I11が流れる。他方、降伏ダイオードZD1に対してコンデンサC3の閾値電圧未満の逆方向電圧が印加された場合は、降伏ダイオードZD1には、逆方向電流I11は流れない。
この信号出力回路14では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合(すなわち通常時)は、降伏ダイオードZD1には、降伏電圧未満の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD1には逆方向電流I11が流れず、抵抗素子R6は通電しない。この結果、抵抗素子R6の通電方向上流側の端部の電位V18は、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、その低電位がローレベル信号(第1信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
また、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合(すなわち異常時)は、降伏ダイオードZD1には、降伏電圧以上の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD1には逆方向電流I11が流れ、抵抗素子R6は通電する。この結果、抵抗素子R6の通電方向上流側の端部の電位V18は、接地端子10cの電位よりも高電位(すなわち抵抗素子R6での電圧降下の分、高い電位)となり、その高電位がハイレベル信号(第2信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
この実施形態の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにローレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路14からローレベル信号を取得すると)、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定する。また、判定部10eは、検出端子10bにハイレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eが信号出力回路14からハイレベル信号を取得すると)、上記の判定条件を満たすと判定する。
(実施形態5)
図6に示すように、この実施形態に係る照明装置1は、実施形態1と比較して、充放電回路9においてラッチ回路15を更に備えている。
図6に示すように、この実施形態に係る照明装置1は、実施形態1と比較して、充放電回路9においてラッチ回路15を更に備えている。
ラッチ回路15は、ハイレベル信号(第1信号)及びローレベル信号(第2信号)のうちの1つを選択的に制御器10の検出端子10b(したがって判定部10e)に出力する。ハイレベル信号は、ローレベル信号よりも電圧値が高い信号である。すなわち、ハイレベル信号及びローレベル信号は、互いに電圧値が異なる信号である。より詳細には、ラッチ回路15は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満の場合は、ハイレベル信号を検出端子10bに出力する。また、ラッチ回路15は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦閾値電圧以上になると、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満に戻っても、ローレベル信号(第2信号)を検出端子10bに出力し続ける。
この実施形態の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにハイレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eがラッチ回路15からハイレベル信号を取得すると)、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定する。また、判定部10eは、検出端子10bにローレベル信号が入力されると(すなわち判定部10eがラッチ回路15からローレベル信号を取得すると)、上記の判定条件を満たすと判定する。また、判定部10eは、検出端子10bにローレベル信号が入力され続ける間(すなわち判定部10eがラッチ回路15からローレベル信号を取得し続ける間)、上記の判定条件を満たすと判定し続ける。そして、この実施形態の制御部10fは、判定部10eが上記の判定条件を満たすと判定し続ける間、降圧コンバータ7の出力電流I10が低減するように、スイッチング素子Q1のオン時間を制御し続ける。
この実施形態によれば、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦閾値電圧以上(異常時)になると、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満(通常時)に戻っても、ラッチ回路15によって、ローレベル信号が判定部10eに出力され続ける。このため、異常時から通常時に戻った後も、降圧コンバータ7の出力電流I10(すなわち点灯装置3の出力電流I8)を低減し続けることができる。
なお、この実施形態では、ラッチ回路15は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力するが、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力してもよい。この場合は、ローレベル信号が第1信号で、ハイレベル信号が第2信号となる。
(実施形態5の変形例1)
この変形例は、実施形態5のラッチ回路15の具体例を例示する。図7に示すように、この実施形態のラッチ回路16は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10b(したがって判定部10e)に出力する。ラッチ回路16は、降伏ダイオードZD2と、制御整流素子SCR1と、抵抗素子R7と、電圧源V3とを備えている。
この変形例は、実施形態5のラッチ回路15の具体例を例示する。図7に示すように、この実施形態のラッチ回路16は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10b(したがって判定部10e)に出力する。ラッチ回路16は、降伏ダイオードZD2と、制御整流素子SCR1と、抵抗素子R7と、電圧源V3とを備えている。
電圧源V3は、制御器10の接地端子10cの電位よりも高い電位(高電位)を出力する直流電圧源である。電圧源V3は、制御器10が停止しても、照明装置1の電源がオン状態である限り、高電位を出力する電圧源である。すなわち、電圧源V3が、ハイレベル信号を生成するための高電位源として機能し、接地端子10cが、ローレベル信号を生成するための低電位源として機能する。
制御整流素子SCR1は、例えばサイリスタである。制御整流素子SCR1は、2つの主電極(例えばカソード及びアノード)と、1つの制御電極(例えばゲート)とを有する。制御整流素子SCR1は、制御電極に一旦、電流が流れると、制御電極への電流が止まっても、2つの主電極間が導通し続ける回路素子である。
制御整流素子SCR1は、電圧源V3と制御器10の接地端子10cとの間に接続され、制御整流素子SCR1のオンオフに応じて、電圧源V3と接地端子10cとの間を導通又は遮断する。制御整流素子SCR1の一方の主電極(カソード)は、接地端子10cに接続されている。制御整流素子SCR1の他方の主電極(アノード)は、抵抗素子R7を介して電圧源V3に接続されている。また、制御整流素子SCR1の他方の主電極(アノード)は、制御器10の検出端子10bに接続されている。これにより、制御整流素子SCR1の導通方向上流側の主電極(アノード)の電位V19が、制御整流素子SCR1の導通の有無に応じて、高電位(すなわち電圧源V3の電位)又は低電位(すなわち接地端子10cの電位)となる。そして、その高電位又は低電位が、ハイレベル信号又はローレベル信号として検出端子10bに出力される。
降伏ダイオードZD2のカソードは、コンデンサC3の高電位側の端部に接続され、降伏ダイオードZD2のアノードは、制御整流素子SCR1の制御電極(ゲート)に接続されている。降伏ダイオードZD2の降伏電圧は、例えば、コンデンサC3の閾値電圧と同じ電圧に設定されている。したがって、降伏ダイオードZD2に対してコンデンサC3の閾値電圧未満の逆方向電圧が印加された場合は、降伏ダイオードZD2には、逆方向電流I13は流れない。他方、降伏ダイオードZD2に対してコンデンサC3の閾値電圧以上の逆方向電圧が印加された場合は、降伏ダイオードZD1には、逆方向電流I13が流れる。
このラッチ回路16では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合(すなわち通常時)は、降伏ダイオードZD2には、降伏電圧未満の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD2には逆方向電流I13が流れず、制御整流素子SCR1の制御電極には電流が流れないため、制御整流素子SCR1はオフ状態(遮断状態)のままである。この結果、制御整流素子SCR1の導通方向上流側の主電極(アノード)の電位V19は、高電位(すなわち電圧源V3の電位)となり、その高電位がハイレベル信号(第1信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
また、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合(すなわち異常時)は、降伏ダイオードZD2には、降伏電圧以上の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD1に逆方向電流I13が流れ、この電流が制御整流素子SCR1の制御電極に流れて、制御整流素子SCR1がオン状態(導通状態)になる。この結果、制御整流素子SCR1の導通方向上流側の端部の電位V19は、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、その低電位がローレベル信号(第2信号)として制御器10の検出端子10bに入力され続ける。コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦、閾値電圧以上になった後に閾値電圧未満に低下しても、制御整流素子SCR1はオン状態を維持する。このため、電圧源V3の電源がオンである限り、検出端子10bには、ローレベル信号が入力され続ける。
この変形例の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにハイレベル信号が入力される場合は、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定し、検出端子10bにローレベル信号が入力される場合は、上記の判定条件を満たすと判定する。判定部10eは、検出端子10bにローレベル信号が入力され続ける間、上記の判定条件を満たすと判定し続ける。この結果、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦、閾値電圧以上になった後に閾値電圧未満に低下しても、制御部10fの出力低減処理が継続される。
(実施形態5の変形例2)
この変形例は、実施形態5のラッチ回路15の別の具体例を例示する。実施形態6のラッチ回路16は、制御整流素子SCR1を用いて構成されたが、この実施形態のラッチ回路17は、制御整流素子を用いずに構成される。
この変形例は、実施形態5のラッチ回路15の別の具体例を例示する。実施形態6のラッチ回路16は、制御整流素子SCR1を用いて構成されたが、この実施形態のラッチ回路17は、制御整流素子を用いずに構成される。
また、実施形態6のラッチ回路16は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ローレベル信号を制御器10の検出端子10b(したがって判定部10e)に出力した。これに対し、この変形例のラッチ回路17は、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、ハイレベル信号を制御器10の検出端子10bに出力する。
図8に示すように、ラッチ回路17は、ダイオードD51と、3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53と、3つのコンデンサC51〜C53と、6つの抵抗素子R51〜R56と、2つのスイッチング素子Q51,Q52と、電圧源V4とを備えている。
なお、降伏ダイオードZD51〜ZD53の個数、抵抗素子R51〜R56の個数、コンデンサC51〜C53の個数は、上記の個数に限定されない。例えば、3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53を1つの降伏ダイオードで置き換えてもよい。要するに、降伏ダイオードZD51〜ZD53の個数は、少なくとも1つであればよい。また、ラッチ回路17のラッチ機能を有すれば、抵抗素子R51〜R56の個数及びコンデンサC51〜C53の個数はそれぞれ、1個であってもよいし、複数個であってもよいし、場合によってはゼロ個であってもよい。
電圧源V4は、接地端子10cの電位よりも高い電位(高電位)を出力する直流電圧源である。電圧源V4は、制御器10が停止しても、照明装置1の電源がオン状態である限り、高電位を出力する電圧源である。
スイッチング素子Q52は、例えば半導体スイッチング素子(例えばnpn型トランジスタ)であり、2つの主電極(例えばエミッタ及びコレクタ)と、1つの制御電極(例えばベース)とを有する。スイッチング素子Q52は、電圧源V4と接地端子10cとの間に接続されており、スイッチング素子Q52のオン又はオフによって、電圧源V4と接地端子10cとの間を導通又は遮断する。スイッチング素子Q52の2つの主電極のうち、一方の主電極(コレクタ)は、抵抗素子R55,R56を介して電圧源V4に接続され、他方の主電極(エミッタ)は、接地端子10cに接続されている。スイッチング素子Q52のオンオフによって、スイッチング素子Q51のオンオフが制御される。
3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53は、互いに直列に接続された状態で、コンデンサC3の高電位側の端部とスイッチング素子Q52の制御電極(ベース)との間に接続されている。3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53は、コンデンサC3の高電位側の端部からスイッチング素子Q52の制御電極に向かう通電方向に対して、逆方向接続となるように、接続されている。3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53は、この順に、コンデンサC3側からスイッチング素子Q52の制御電極の側へと並んでいる。
3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53の各々の降伏電圧の合計は、例えば、コンデンサC3の閾値電圧と同じ電圧に設定されている。したがって、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上になると、3つの降伏ダイオードZD51〜ZD53は全て導通する。この導通により、スイッチング素子Q52がオフからオンに切り替わる。
2つの抵抗素子R51,R53は、互いに直列に接続された状態で、降伏ダイオードZD53とスイッチング素子Q52の制御電極との間に接続されている。2つの抵抗素子R51,R53は、この順に、降伏ダイオードZD53側からスイッチング素子Q52の制御電極の側へと並んでいる。
抵抗素子R51の通電方向下流側の端部は、コンデンサC51を介して制御器10の接地端子10cに接続されている。抵抗素子R53の通電方向下流側の端部は、抵抗素子R54を介して制御器10の接地端子10cに接続されている。コンデンサC52は、スイッチング素子Q52における制御電極と接地端子10c側の主電極(エミッタ)との間に接続されている。
スイッチング素子Q51は、例えば半導体スイッチング素子(例えばpnp型トランジスタ)であり、2つの主電極(例えばエミッタ及びコレクタ)と、1つの制御電極(例えばベース)とを有する。スイッチング素子Q51は、電圧源V4と接続点N5との間に接続されている。接続点N5は、2つの抵抗素子R51,R53との間の接続点である。スイッチング素子Q51のオンオフによって、電圧源V4と接続点N5との間が導通又は遮断する。スイッチング素子Q51のオン状態でスイッチング素子Q52のオン状態が保持され、スイッチング素子Q52のオン状態でスイッチング素子Q51のオン状態が保持される。
スイッチング素子Q51の2つの主電極のうち、一方の主電極(エミッタ)は、電圧源V4に接続され、他方の主電極(コレクタ)は、抵抗素子R52及びダイオードD51を介して接続点N5に接続されている。ダイオードD51は、スイッチング素子Q51から接続点N5に向かう通電方向に対して、順方向接続となるように、接続されている。抵抗素子R52及びダイオードD51は、この順で、スイッチング素子Q51側から接続点N5側へと並んでいる。スイッチング素子Q51の通電方向下流側の主電極(コレクタ)の電位は、制御器10の検出端子10bに出力されている。
スイッチング素子Q51における制御電極(ベース)と通電方向上流側の主電極(コレクタ)との間には、コンデンサC53が接続されている。
このラッチ回路17では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧未満である場合(すなわち通常時)は、降伏ダイオードZD51〜ZD53には、降伏電圧未満の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD51〜ZD53には逆方向電流I16が流れず、スイッチング素子Q52の制御電極には電流(ベース電流)I15が流れないため、スイッチング素子Q52はオフ状態のままである。この結果、スイッチング素子Q51の導通方向下流側の主電極(コレクタ)の電位V15は、低電位(すなわち接地端子10cの電位)となり、その低電位がローレベル信号(第1信号)として制御器10の検出端子10bに出力される。
また、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上である場合(すなわち異常時)は、降伏ダイオードZD51〜ZD53に、降伏電圧以上の電圧が印加される。これにより、降伏ダイオードZD51〜ZD53には逆方向電流I16が流れ、この電流I16がベース電流I15としてスイッチング素子Q52の制御電極に流れて、スイッチング素子Q52がオンになる。これにより、電圧源V4からの電流I17が、抵抗素子R56を通じてスイッチング素子Q51の制御電極にベース電流I18として流れて、スイッチング素子Q51がオンになる。
この結果、電圧源V4からの電流I17が、順に各回路要素Q51,R52,D51,R53を通じてスイッチング素子Q52の制御電極にベース電流I15として流れる。このベース電流I15によって、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値未満に低下して降伏ダイオードZD51〜ZD53に逆方向電流I16が流れなくなっても、スイッチング素子Q52のオン状態が保持される。この保持によって、スイッチング素子Q51のオン状態が保持される。
この結果、スイッチング素子Q51の導通方向下流側の主電極(コレクタ)の電位V15が、高電位(すなわち電圧源V4の電位)に保持される。そして、その高電位が、ハイレベル信号(第2信号)として制御器10の検出端子10bに入力され続ける。すなわち、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦閾値電圧以上になった後に閾値電圧未満に低下しても、電圧源V4の電源がオンである限り、検出端子10bには、ハイレベル信号が入力され続ける。
この変形例の判定部10eは、制御器10の検出端子10bにローレベル信号が入力される場合は、実施形態1で説明した判定条件を満たさないと判定し、検出端子10bにハイレベル信号が入力される場合は、上記の判定条件を満たすと判定する。判定部10eは、検出端子10bにハイレベル信号が入力され続ける間、上記の判定条件を満たすと判定し続ける。この結果、コンデンサC3の両端間電圧VC3が、一旦閾値電圧以上になった後に閾値電圧未満に低下しても、制御部10fの出力低減処理が継続される。
(実施形態6)
実施形態1では、スイッチング素子Q1の制御電極に印加される電圧を利用して、上記の判定条件を満たすか否かを判定した。これに対し、この実施形態では、図9に示すように、降圧コンバータ7のコイルL1の通電電流の変化によって発生する誘導起電力を利用して、実施形態1で説明した判定条件を満たすか否かを判定する。
実施形態1では、スイッチング素子Q1の制御電極に印加される電圧を利用して、上記の判定条件を満たすか否かを判定した。これに対し、この実施形態では、図9に示すように、降圧コンバータ7のコイルL1の通電電流の変化によって発生する誘導起電力を利用して、実施形態1で説明した判定条件を満たすか否かを判定する。
図9に示すように、この実施形態の降圧コンバータ7は、実施形態1の降圧コンバータ7において相互誘導回路19を更に備えている。相互誘導回路19は、コイルL1の通電電流IL1の変化によって、誘電起電力(より詳細には相互誘電起電力)を2次巻線L2に発生させる回路であり、例えば変圧器として構成されている。相互誘導回路19は、コイルL1である1次巻線と、2次巻線L2と、磁路G1とを備えている。
コイルL1(1次巻線)は、スイッチング素子Q1がオン状態であるときにスイッチング素子Q1からの電流I1が電流IL1として流れるコイルである。換言すれば、コイルL1は、スイッチング素子Q1を流れて降圧コンバータ7の出力電流I10として発光部4(負荷)に出力される電流IL1が流れるコイルである。2次巻線L2は、コイルL1の通電電流IL1の変化によって誘導起電力が発生する巻線である。磁路G1は、コイルL1を通電する電流IL1が発生する磁束が通る通路であり、例えば、環状の鉄心で形成されている。
コイルL1及び2次巻線L2は、磁路G1に巻き付けられている。2次巻線L2の両端部のうち、一端部は、ダイオードD2のアノードに接続され、他端部は、制御器10の接地端子10cに接続されている。この実施形態では、ダイオードD2のアノードは、スイッチング素子Q1の制御電極には接続されず、2次巻線L2の一端部に接続されている。
この実施形態の充放電回路9では、コンデンサC3は、スイッチング素子Q1の制御電極に印加される電圧Vg1に応じて充放電されるのではなく、2次巻線L2に発生する誘導起電力(より詳細には相互誘導起電力)VL2に応じて充放電される。
この実施形態では、スイッチング素子Q1がオンに切り替わることで2次巻線L2に正の誘導起電力VL2が発生し、スイッチング素子Q1のオン時間中に、その正の誘導起電力で充放電回路9のコンデンサC3が充放電される。そして、コンデンサC3の両端間電圧VC3が制御器10の検出端子10bに出力される。なお、正の誘導起電力VL2とは、ダイオードD2の順方向に電流を流す向きの誘導起電力である。
通常時のスイッチング素子Q1のオン時間では、コンデンサC3の両端間電圧VC3は閾値電圧以上にはならないが、異常時は、スイッチング素子Q1のオン時間が通常時のオン時間よりも長くなるように制御される。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3は、通常時のコンデンサC3の両端間電圧VC3よりも高くなり、閾値電圧以上の電圧になる。よって、この実施形態でも、実施形態1と同様に、コンデンサC3の両端間電圧VC3を利用して、上記の判定条件を満たすか否かを判定可能である。すなわち、判定部10eは、検出端子10bに入力された電圧が閾値電圧未満の場合は、上記の判定条件を満たさないと判定し、検出端子10bに入力された電圧が閾値電圧以上の場合は、上記の判定条件を満たすと判定する。
なお、この実施形態では、スイッチング素子Q1がオフに切り替わることで2次巻線L2に負の誘導起電力VL2が発生するが、ダイオードD2の逆方向電圧となるため、充放電回路9には電流はながれない。なお、負の誘導起電力VL2とは、ダイオードD2の逆方向に電流を流す向きの誘導起電力である。
以上、この実施形態によっても、実施形態1と同様に、制御部10f及び判定部10eを汎用の制御ICで構成できる。すなわち、汎用の制御ICでは、上記の判定条件を満たすか否かを直接判定できないが、汎用の制御ICが有する保護機能(例えば過電圧保護機能)を用いることで、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かは直接判定できる。このため、コンデンサC3の両端間電圧VC3を利用して上記の判定条件を満たすか否かを判定することで、制御部10f及び判定部10eを汎用の制御ICで構成できる。
また、2次巻線L2に発生する誘導起電力VL2を利用して充放電回路9を充放電するため、簡易な回路構成で、充放電回路9を、スイッチング素子Q1のオン時間に応じて充放電できる。
(実施形態7)
以下、実施形態1に係る照明装置1について詳細に説明する。
以下、実施形態1に係る照明装置1について詳細に説明する。
図10Aは、本実施形態に係る照明装置1Aの斜視図である。
この照明装置1Aは、実施形態1の点灯装置3と、点灯装置3を収容する本体50Aとを備えている。
照明装置1Aは、天井に埋込配設されるダウンライトとして構成される。照明装置1Aは、実施形態1の発光部4及び点灯装置3を収容する本体50Aと、反射板61とを備えている。本体50Aは、複数枚の放熱フィン62を上部に備えている。本体50Aからは電源ケーブル63が導出されている。電源ケーブル63は、本体50Aに収容された点灯装置と、交流電源2とを電気的に接続している。
また、照明装置1Aは、ダウンライトとして構成された照明装置に限定されず、スポットライトとして構成された照明装置でもよいし、その他の形態に構成された照明装置でもよい。
図10B及び図10Cは、配線ダクト700に取り付けられるスポットライトとしてそれぞれ構成された照明装置1B(変形例1)、照明装置1C(変形例2)を示す。
変形例1の照明装置1Bは、図10Bに示すように、本体50Bと、反射板64と、コネクタ部65と、アーム部66とを備える。本体50Bは、実施形態1の発光部4と、実施形態1の点灯装置3とを収容する。コネクタ部65は、配線ダクト700に装着される。アーム部66は、コネクタ部65と本体50Bとを結合する。本体50Bに収容された点灯装置3とコネクタ部65とは、電源ケーブル67を介して接続されている。
また、変形例2の照明装置1Cは、図10Cに示すように、本体50Cと、ボックス68と、連結部70と、電源ケーブル71とを備えている。本体50Cは、実施形態1の発光部4を収容する。ボックス68は、実施形態1の点灯装置3を収容する。連結部70は本体50Cとボックス68とを連結する。電源ケーブル71は、本体50Cに収容された発光部4と、ボックス68に収容された点灯装置3とを電気的に接続する。なお、ボックス68の上面には、配線ダクト700と着脱可能な状態で電気的かつ機械的に接続されるコネクタ部69が設けられる。
上述のように照明装置(照明装置1A、照明装置1B及び照明装置1C)は、点灯装置3と、点灯装置3を保持する本体(本体50A、本体50B又は本体50C)とを備えている。
(変形例)
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示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。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。また、以下に説明する変形例は、実施形態1〜8と適宜組み合わせて適用可能である。以下に説明する変形例では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。また、以下の変形例では、実施形態1と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示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。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。また、以下に説明する変形例は、実施形態1〜8と適宜組み合わせて適用可能である。以下に説明する変形例では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。また、以下の変形例では、実施形態1と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
実施形態1では、点灯装置3の負荷として発光部4が設けられたが、図1Bに示すように、点灯装置3の負荷として、発光部4の代わりに、発光部90を発光させる駆動回路91が設けられてもよい。この場合は、点灯装置3の出力電流I8(すなわち降圧コンバータ7の出力電流I10)は、駆動回路91に出力される。そして、駆動回路91が、点灯装置3の出力電流I8を用いて発光部90を発光させる。この場合の発光部90は、発光部4と同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
また、実施形態1では、コンデンサC3の両端間電圧VC3が閾値電圧以上であるか否かを判定することで、上記の判定条件を満たすか否かを判定したが、上記の判定条件の判定方法をこのように限定するものではない。例えば、スイッチング素子Q1のスイッチング周期のオン時間を検出し、その検出したオン時間が上記の判定条件を満たすか否かを判定してもよい。この場合は、例えば、制御器10がオン時間を検出する検出部を更に備える。そして、判定部10eが、検出部で検出されたオン時間が上記の判定条件を満たすか否かを判定する。この場合は、充放電回路9は省略される。この場合の制御器10は、例えば、汎用の制御ICではなく、この照明装置1専用の制御ICとして設計されるか、又はマイコンとして構成可能である。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る点灯装置(3)は、整流回路(5)と、平滑コンデンサ(C1)と、降圧コンバータ(7)と、判定部(10e)と、制御部(10f)と、を備える。整流回路(5)は、交流電圧を整流する。平滑コンデンサ(C1)は、整流回路(5)で整流された電圧(V9)を平滑化する。降圧コンバータ(7)は、スイッチング素子(Q1)を含み、平滑コンデンサ(C1)で平滑化された電圧(VC1)を降圧し、降圧した電圧(V10)に応じた直流電流を出力電流(I10)として負荷(4)に出力する。判定部(10e)は、判定条件を満たすか否かを判定する。判定条件は、スイッチング素子(Q1)のスイッチング周期のオン時間がスイッチング周期において第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続するという条件である。制御部(10f)は、判定部(10e)が判定条件を満たさないと判定した場合は、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)が一定になるようにスイッチング素子(Q1)のスイッチング周期のオン時間を制御する。制御部(10f)は、上記の判定条件を満たすと判定した場合、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)の出力が低減するようにスイッチング素子(Q1)を制御する。
以上説明したように、第1の態様に係る点灯装置(3)は、整流回路(5)と、平滑コンデンサ(C1)と、降圧コンバータ(7)と、判定部(10e)と、制御部(10f)と、を備える。整流回路(5)は、交流電圧を整流する。平滑コンデンサ(C1)は、整流回路(5)で整流された電圧(V9)を平滑化する。降圧コンバータ(7)は、スイッチング素子(Q1)を含み、平滑コンデンサ(C1)で平滑化された電圧(VC1)を降圧し、降圧した電圧(V10)に応じた直流電流を出力電流(I10)として負荷(4)に出力する。判定部(10e)は、判定条件を満たすか否かを判定する。判定条件は、スイッチング素子(Q1)のスイッチング周期のオン時間がスイッチング周期において第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続するという条件である。制御部(10f)は、判定部(10e)が判定条件を満たさないと判定した場合は、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)が一定になるようにスイッチング素子(Q1)のスイッチング周期のオン時間を制御する。制御部(10f)は、上記の判定条件を満たすと判定した場合、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)の出力が低減するようにスイッチング素子(Q1)を制御する。
この構成によれば、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)が一定になるようにスイッチング素子(Q1)のスイッチング周期のオン時間が制御される。このため、整流回路(5)で整流された電圧(V9)にリップルが発生しても、スイッチング素子(Q1)によって、リップルによる出力電流(I10)の変動を抑制できる。また、スイッチング素子(Q1)のオン時間が第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続した場合、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)が低減するようにスイッチング素子(Q1)が制御される。このため、降圧コンバータ(7)の出力電流(I10)が大電流に制御され続けることを抑制でき、これにより、点灯装置(3)又は負荷(4)での異常発熱を抑制できる。
第2の態様に係る点灯装置(3)は、第1の態様に記載の点灯装置(3)において、充放電回路(9)を更に備える。充放電回路(9)は、コンデンサ(C3)を含む。コンデンサ(C3)は、スイッチング素子(Q1)の制御電極に印加された制御電圧(Vg1)に応じて充放電する。判定部(10e)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上である場合は、判定条件を満たすと判定し、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満である場合は、判定条件を満たさないと判定する。
この構成によれば、制御部(10f)及び判定部(10e)を汎用の制御ICで構成できる。すなわち、汎用の制御ICでは、上記の判定条件を満たすか否かを直接判定できないが、汎用の制御ICが有する保護機能(例えば過電圧保護機能)を用いることで、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上であるか否かは直接判定できる。このため、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)を利用して上記の判定条件を満たすか否かを判定することで、制御部(10f)及び判定部(10e)を汎用の制御ICで構成できる。
また、スイッチング素子(Q1)の制御電圧に印加される制御電圧を利用して、コンデンサ(C3)を充放電するため、簡易な回路構成で、コンデンサ(C3)をスイッチング素子(Q1)のオン時間に応じて充放電できる。
第3の態様に係る点灯装置(3)では、第1の態様に記載の点灯装置(3)において、降圧コンバータ(7)は、1次巻線(L1)と、2次巻線(L2)と、を有する。1次巻線(L1)には、スイッチング素子(Q1)がオン状態であるときにスイッチング素子(Q1)からの電流が流れる。2次巻線(L2)は、1次巻線(L1)に流れる電流(IL1)の変化によって誘導起電力が発生する。点灯装置(3)は、充放電回路(9)を更に有する。充放電回路(9)は、コンデンサ(C3)を含む。コンデンサ(C3)は、2次巻線(L2)に発生する誘導起電力に応じて充放電する。判定部(10e)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上である場合は、判定条件を満たすと判定し、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満である場合は、判定条件を満たさないと判定する。
この構成によれば、制御部(10f)及び判定部(10e)を汎用の制御ICで構成できる。すなわち、汎用の制御ICでは、上記の判定条件を満たすか否かを直接判定できないが、汎用の制御ICが有する保護機能(例えば過電圧保護機能)を用いることで、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上であるか否かは直接判定できる。このため、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)を利用して上記の判定条件を満たすか否かを判定することで、制御部(10f)及び判定部(10e)を汎用の制御ICで構成できる。
また、2次巻線(L2)に発生する誘導起電力を利用してコンデンサ(C3)を充放電するため、簡易な回路構成で、コンデンサ(C3)をスイッチング素子(Q1)のオン時間に応じて充放電できる。
第4の態様に係る点灯装置(3)では、第2又は第3の態様に記載の点灯装置(3)において、充放電回路(9)は、信号出力回路(12,13,14)を有する。信号出力回路(12,13,14)は、互いに電圧値が異なる第1信号及び第2信号(ハイレベル信号及びローレベル信号)のうちの1つを選択的に判定部(10e)に出力する。信号出力回路(12,13,14)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満の場合は、第1信号(ハイレベル信号及びローレベル信号のうちの一方)を判定部(10e)に出力する。信号出力回路(12,13,14)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上である場合は、第2信号(ハイレベル信号及びローレベル信号のうちの他方)を判定部(10e)に出力する。判定部(10e)は、信号出力回路(12,13,14)から第1信号を取得する場合は、判定条件を満たさないと判定し、信号出力回路(12,13,14)から第2信号を取得する場合は、判定条件を満たすと判定する。
この構成によれば、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上であるか否かの情報を、アナログ信号ではなく、デジタル信号として、判定部(10e)に出力できる。
第5の態様に係る点灯装置(3)では、第2〜第4の態様の何れか1つに記載の点灯装置(3)において、充放電回路(9)は、ラッチ回路(15,16,17)を有する。ラッチ回路(15,16,17)は、互いに電圧値が異なる第1信号及び第2信号(ハイレベル信号及びローレベル信号)のうちの1つを選択的に判定部(10e)に出力する。ラッチ回路(15,16,17)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満の場合は、第1信号(ハイレベル信号及びローレベル信号のうちの一方)を判定部(10e)に出力する。ラッチ回路(15,16,17)は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧以上である場合は、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満に戻っても、第2信号(ハイレベル信号及びローレベル信号のうちの他方)を判定部(10e)に出力し続ける。判定部(10e)は、ラッチ回路(15,16,17)から第1信号を取得すると、判定条件を満たさないと判定し、ラッチ回路(15,16,17)から第2信号を取得すると、判定条件を満たすと判定する。
この構成によれば、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が、一旦閾値電圧以上になると、コンデンサ(C3)の両端間電圧(VC3)が閾値電圧未満に戻っても、ラッチ回路(15,16,17)によって、第2信号が判定部(10e)に出力され続ける。このため、異常時から通常時に戻った後も、降圧コンバータ(7)の出力電流を低減することを継続できる。
第6の態様に係る照明装置は、点灯装置(3)と、負荷と、備える。負荷は、発光部(4)、又は、駆動回路である。点灯装置(3)は、第1〜第5の態様の何れか一項に記載の点灯装置である。駆動回路は、発光部を発光させる。
この構成によれば、上記の効果を奏する照明装置を提供できる。
1 照明装置
3 点灯装置
5 整流回路
7 降圧コンバータ
9 充放電回路
10e 判定部
10f 制御部
12,13,14 信号出力回路
15,16,17 ラッチ回路
L1 コイル(1次巻線)
L2 2次巻線
Q1 スイッチング素子
3 点灯装置
5 整流回路
7 降圧コンバータ
9 充放電回路
10e 判定部
10f 制御部
12,13,14 信号出力回路
15,16,17 ラッチ回路
L1 コイル(1次巻線)
L2 2次巻線
Q1 スイッチング素子
Claims (6)
- 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路で整流された電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
スイッチング素子を含み、前記平滑コンデンサで平滑化された電圧を前記スイッチング素子のオンオフ切替によって降圧し、降圧した電圧に応じた直流電流を出力電流として負荷に出力する降圧コンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング周期のオン時間が前記スイッチング周期において第1閾値時間以上になる状態が第2閾値時間以上継続するという判定条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記判定条件を満たさないと判定した場合は、前記出力電流が一定になるように前記スイッチング素子の前記スイッチング周期の前記オン時間を制御し、前記判定条件を満たすと判定した場合、前記出力電流の出力が低減するように前記スイッチング素子の前記スイッチング周期の前記オン時間を制御する制御部と、を備える
点灯装置。 - 前記スイッチング素子の制御電極に印加された制御電圧に応じて充放電するコンデンサを含む充放電回路を更に備え、
前記判定部は、前記コンデンサの両端間電圧が閾値電圧以上である場合は、前記判定条件を満たすと判定し、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧未満である場合は、前記判定条件を満たさないと判定する
請求項1に記載の点灯装置。 - 前記降圧コンバータは、
前記スイッチング素子がオン状態であるときに前記スイッチング素子からの電流が流れる1次巻線と、
前記1次巻線に流れる電流の変化によって誘導起電力が発生する2次巻線と、有し、
前記点灯装置は、
前記2次巻線に発生する前記誘導起電力に応じて充放電するコンデンサを含む充放電回路を更に有し、
前記判定部は、前記コンデンサの両端間電圧が閾値電圧以上である場合は、前記判定条件を満たすと判定し、前記コンデンサの両端間電圧が閾値電圧未満である場合は、前記判定条件を満たさないと判定する
請求項1に記載の点灯装置。 - 前記充放電回路は、互いに電圧値が異なる第1信号及び第2信号のうちの1つを選択的に前記判定部に出力する信号出力回路を有し、
前記信号出力回路は、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧未満である場合は、前記第1信号を前記判定部に出力し、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧以上である場合は、前記第2信号を前記判定部に出力し、
前記判定部は、前記信号出力回路から前記第1信号を取得する場合は、前記判定条件を満たさないと判定し、前記信号出力回路から前記第2信号を取得する場合は、前記判定条件を満たすと判定する
請求項2又は3に記載の点灯装置。 - 前記充放電回路は、互いに電圧値が異なる第1信号及び第2信号のうちの1つを選択的に前記判定部に出力するラッチ回路を有し、
前記ラッチ回路は、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧未満である場合は、前記第1信号を前記判定部に出力し、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧以上である場合は、前記コンデンサの両端間電圧が前記閾値電圧未満に戻っても、前記第2信号を前記判定部に出力し続け、
前記判定部は、前記ラッチ回路から前記第1信号を取得すると、前記判定条件を満たさないと判定し、前記ラッチ回路から前記第2信号を取得すると、前記判定条件を満たすと判定する
請求項2〜4の何れか一項に記載の点灯装置。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の点灯装置と、
前記負荷と、を備え、
前記負荷は、発光部、又は、発光部を発光させる駆動回路である
照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018102840A JP2019207807A (ja) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 点灯装置及び照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018102840A JP2019207807A (ja) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 点灯装置及び照明装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2019207807A true JP2019207807A (ja) | 2019-12-05 |
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ID=68767634
Family Applications (1)
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JP2018102840A Pending JP2019207807A (ja) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 点灯装置及び照明装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019207807A (ja) |
-
2018
- 2018-05-29 JP JP2018102840A patent/JP2019207807A/ja active Pending
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