JP2020004618A - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】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、大型化及び高コスト化を抑制できる点灯装置等を提供する。【解決手段】点灯装置１０は、発光素子１６に電圧を供給する点灯装置１０であって、直流電圧を出力する電源回路（ＰＦＣ回路２０）と、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ２２と、平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧の電圧値を変換して発光素子１６に供給する点灯回路８０と、平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧と異なる電圧値を有する第一電圧を出力する第一コンバータ３０と、第一電圧が入力され、第一電圧と異なる電圧値を有する第二電圧を出力する第二コンバータ４０と、電源回路への電力の入力が遮断されたことを検知し、遮断信号を出力する制御回路７０と、遮断信号に基いて第一電圧を低減させる電圧低減回路６０とを備える。【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部を備える。特許文献１に記載された点灯装置は、さらに、光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）に電流を供給する昇圧チョッパと、昇圧チョッパの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、制御部に電力を供給する第２の電源部と、制御部及び昇圧チョッパの制御用ＩＣなどに電力を供給する第１の電源部とを備える。第１の電源部は、降圧コンバータからなり、昇圧チョッパの出力電圧を受けて、制御部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、点灯装置の制御部への電圧供給を維持する必要がある。

例えば、このように電力供給が遮断された状態で、点灯装置の制御部への電圧供給を維持するために、特許文献１に記載された平滑コンデンサとして、制御部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、一定時間平滑コンデンサから制御部へ電圧を印加できる。

特開２０１３−２３９３８７号公報

しかしながら、上述のように点灯装置への電力供給が遮断された後、一定時間制御部を駆動させるために十分な容量を有する平滑コンデンサは、寸法が大きく、かつ、高コストである。これに伴い、点灯装置が大型化し、かつ、高コストとなる。

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、大型化及び高コスト化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、発光素子に電圧を供給する点灯装置であって、直流電圧を出力する電源回路と、前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、平滑化された前記直流電圧が入力され、平滑化された前記直流電圧の電圧値を変換して前記発光素子に供給する点灯回路と、平滑化された前記直流電圧が入力され、平滑化された前記直流電圧と異なる電圧値を有する第一電圧を出力する第一コンバータと、前記第一電圧が入力され、前記第一電圧と異なる電圧値を有する第二電圧を出力する第二コンバータと、前記電源回路への電力の入力が遮断されたことを検知し、遮断信号を出力する制御回路と、前記遮断信号に基いて前記第一電圧を低減させる電圧低減回路とを備える。

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、大型化及び高コスト化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及び照明器具の回路構成を示す回路図である。 図２は、実施の形態に係る照明器具の設置態様の一例を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係る電圧低減回路の構成を示す回路図である。 図４は、実施の形態に係る点灯装置の動作例を示すタイミングチャートである。

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．全体構成］
まず、本実施の形態に係る点灯装置の全体構成について、図１及び図２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及び照明器具１の回路構成を示す回路図である。図１には、入力電源１２と、スイッチ１４とが併せて示されている。図２は、本実施の形態に係る照明器具１の設置態様の一例を示す模式図である。

照明器具１は、入力電源１２からの電力を受けて照明光を出射する器具である。図１及び図２に示されるように、照明器具１は、点灯装置１０と、発光素子１６とを備える。照明器具１の構造及び形状は、特に限定されない。照明器具１は、例えば、図２に示されるような天井９１に設置されるシーリングライトである。

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

スイッチ１４は、入力電源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、図２に示されるように、点灯装置１０が用いられる部屋の壁９２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、入力電源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、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路２０と、平滑コンデンサ２２と、第一コンバータ３０と、第二コンバータ４０と、電圧低減回路６０と、制御回路７０と、点灯回路８０とを備える。

ＰＦＣ回路２０は、入力電源１２から点灯装置１０に入力される電力の力率を改善する回路であり、直流電圧を出力する電源回路の一例である。本実施の形態では、ＰＦＣ回路２０は、交流電流を整流する機能も有する。ＰＦＣ回路２０は、スイッチング素子（不図示）と、ＰＦＣ回路２０を制御するＰＦＣＩＣ２１を有する。ＰＦＣＩＣ２１は、ＰＦＣ回路２０のスイッチング素子を制御することにより、ＰＦＣ回路２０を制御する。なお、ＰＦＣ回路２０が出力する直流電圧は、極性が反転しない電圧であればよく、電圧値が脈動する電圧も含む。ＰＦＣ回路２０の低電位側の出力端子は接地される。

平滑コンデンサ２２は、ＰＦＣ回路２０が出力する直流電圧を平滑化する素子である。平滑コンデンサ２２は、入力電源１２からＰＦＣ回路２０への電力の入力が遮断された場合に、制御回路７０を駆動するための電気エネルギーを蓄える機能も有する。平滑コンデンサ２２として、例えば、電解コンデンサを用いることができる。

第一コンバータ３０は、平滑コンデンサ２２によって平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧と異なる電圧値を有する第一電圧Ｖｃｃを出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。本実施の形態では、ＰＦＣ回路２０に入力電源１２から電力が供給されている場合には、第一コンバータ３０は、平滑コンデンサ２２によって平滑化された２６０Ｖ以上２８０Ｖ以下程度の直流電圧を１６Ｖ程度の直流電圧である第一電圧Ｖｃｃに変換する。第一電圧Ｖｃｃの電圧値は、第二コンバータ４０が出力する第二電圧Ｖｄｄの電圧値より高い。図１に示されるように、第一コンバータ３０は、電力デバイス３１と、コンデンサ３２、３８と、ダイオード３３、３７と、インダクタ３４と、抵抗素子３５と、ツェナーダイオード３６とを備える。

電力デバイス３１は、スイッチング素子と、当該スイッチング素子を制御する制御用ＩＣとを有するデバイスである。電力デバイス３１として、例えば、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）を用いてもよい。電力デバイス３１は、ドレイン端子Ｄ、ソース端子Ｓ及びコントロール端子Ｃとを有する。ドレイン端子Ｄには、平滑コンデンサ２２の高電位側の端子が接続される。つまり、ドレイン端子Ｄには、平滑コンデンサ２２の出力電圧が入力される。電力デバイス３１は、コントロール端子Ｃの電圧（コントロール電圧Ｖｃ）が所定の電圧となるように制御する。本実施の形態では、例えば、コントロール電圧Ｖｃが６Ｖとなるように、電力デバイス３１は、スイッチング素子の制御を行う。

電力デバイス３１に含まれるスイッチング素子と、インダクタ３４と、ダイオード３３と、コンデンサ３８とで、降圧チョッパ回路が形成される。また、抵抗素子３５と、ツェナーダイオード３６と、ダイオード３７と、コンデンサ３２とで、第一コンバータ３０の出力電圧を設定するための回路が形成される。

第二コンバータ４０は、第一電圧Ｖｃｃが入力され、第一電圧Ｖｃｃと異なる電圧値を有する第二電圧Ｖｄｄを出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。本実施の形態では、第二コンバータ４０は、第一電圧Ｖｃｃを５Ｖ程度の第二電圧Ｖｄｄに変換する。第二コンバータ４０として、例えば、三端子レギュレータを用いることができる。

制御回路７０は、電源回路への電力の入力が遮断されたことを検知し、遮断信号を出力する回路である。本実施の形態では、制御回路７０は、入力電源１２からＰＦＣ回路２０への電力の入力が遮断されたことを検知して、遮断信号を電圧低減回路６０に出力する。制御回路７０には、ＰＦＣ回路２０に入力される交流電圧がそのまま入力されてもよい。又は、点灯装置１０が、ＰＦＣ回路２０に入力される交流電圧を５Ｖ程度の直流電圧に変換する回路をさらに備え、当該回路からの出力電圧が制御回路７０に入力されてもよい。また、制御回路７０は、点灯回路８０を制御することで、発光素子１６の点灯状態を制御する。具体的には、制御回路７０は、発光素子１６の点灯状態に対応する設定信号を点灯回路８０の点灯ＩＣ８１に出力することで、発光素子１６の点灯状態を制御する。

本実施の形態では、制御回路７０は、ＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断された後、所定時間内に、再度、電力供給が再開されたことを検知した場合に、発光素子１６の点灯状態を変更する機能を有する。これにより、ユーザは、スイッチ１４をオンからオフへ切り替えた後、下限時間Ｔｍｉｎ以上、上限時間Ｔｍａｘ以下の間に、再度オフからオンに切り替えることで、発光素子１６の点灯状態を切り替えることができる。例えば、下限時間Ｔｍｉｎは、０．１秒程度であり、上限時間Ｔｍａｘは、０．５秒以上２秒以下程度である。このように下限時間Ｔｍｉｎを設定することで、瞬時停電などによって瞬間的にＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断される場合に制御回路７０が誤動作することを抑制できる。また、上限時間Ｔｍａｘを設定することで、ユーザがスイッチ１４を操作する際に、意図せずに点灯状態を切り替えてしまうことを低減できる。

制御回路７０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、制御回路７０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。制御回路７０は、第二コンバータ４０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、第二コンバータ４０から第二電圧Ｖｄｄが供給される。本実施の形態では、ＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断された後、当該所定時間の間、制御回路７０に第二コンバータ４０から電圧を供給する必要がある。このための電力として、平滑コンデンサ２２に蓄えられた電気エネルギーが用いられる。

電圧低減回路６０は、遮断信号に基いて第一電圧Ｖｃｃを低減させる回路である。本実施の形態では、電圧低減回路６０は、遮断信号に基いて、第一コンバータ３０のツェナーダイオード３６の両端を短絡することで、第一電圧Ｖｃｃを低減させる。電圧低減回路６０の詳細については後述する。

点灯回路８０は、平滑コンデンサ２２によって平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧の電圧値を変換して発光素子１６に供給する回路である。点灯回路８０は、スイッチング素子（不図示）と、点灯回路８０を制御する点灯ＩＣ８１とを含む。点灯回路８０の点灯ＩＣ８１によって、点灯回路８０のスイッチング素子を制御することにより、発光素子１６の点灯状態を制御できる。例えば、点灯回路８０は、発光素子１６を調光することができる。点灯回路８０として、例えば、降圧チョッパ回路を用いることができる。

点灯ＩＣ８１は、制御回路７０からの信号に基づいて、点灯回路８０に含まれるスイッチング素子を駆動する回路である。本実施の形態では、点灯ＩＣ８１は、当該スイッチング素子のオン制御及びオフ制御を行う。点灯ＩＣ８１は、例えば、マイコンで実現される。なお、点灯ＩＣ８１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。点灯ＩＣ８１を動作させるためには、例えば、１５Ｖ程度の電圧が必要である。点灯ＩＣ８１は、第一コンバータ３０から供給される１６Ｖ程度の第一電圧Ｖｃｃを用いて動作する。

［２．電圧低減回路］
次に、電圧低減回路６０について図３を用いて詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る電圧低減回路６０の構成を示す回路図である。図３には、電圧低減回路６０に接続される第一コンバータ３０も併せて示されている。

本実施の形態に係る電圧低減回路は、入力端子Ｔ６２に入力される遮断信号に基いて、第一コンバータ３０のツェナーダイオード３６の両端を短絡することで、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減する。これにより、スイッチングトランジスタなどからなる簡素な回路で電圧低減回路６０を実現できる。なお、第一電圧Ｖｃｃは、図３に示される第一コンバータ３０の出力端子Ｔ３１と出力端子Ｔ３２との間に印加される電圧である。また、出力端子Ｔ３２は接地される。

本実施の形態では、電圧低減回路６０は、図３に示されるように、第一トランジスタ６１と、第二トランジスタ６２と、抵抗素子６３、６５と、コンデンサ６４とを主に備える。また、電圧低減回路６０は、入力端子Ｔ６１、Ｔ６２を備える。

第一トランジスタ６１は、第一コンバータ３０のツェナーダイオード３６に並列に接続されるスイッチング素子である。本実施の形態では、第一トランジスタ６１は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタであり、第一トランジスタ６１のエミッタ端子及びコレクタ端子が、それぞれツェナーダイオード３６のカソード端子及びアノード端子に接続される。また、第一トランジスタ６１のベース端子は、第二トランジスタ６２のコレクタ端子に接続される。また、第一トランジスタ６１のエミッタ端子とベース端子との間には、コンデンサ６４及び抵抗素子６５がそれぞれ並列接続される。

ここで、図３に示されるように、ツェナーダイオード３６は、第一コンバータ３０の出力端子Ｔ３１に接続される。このため、ツェナーダイオード３６の両端を短絡することで、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減させることができる。なお、ツェナーダイオード３６は、出力端子Ｔ３１に直接接続されていなくてもよく、本実施の形態のように、抵抗素子３５などを介して間接的に、出力端子Ｔ３１に接続されていてもよい。

第二トランジスタ６２は、第一トランジスタ６１のベース端子と、入力端子Ｔ６２とに接続されるスイッチング素子である。本実施の形態では、第二トランジスタ６２は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、第二トランジスタ６２のコレクタ端子及びエミッタ端子は、それぞれ、第一トランジスタ６１のベース端子、及び、入力端子Ｔ６２に接続される。また、第二トランジスタ６２のベース端子は、抵抗素子６３を介して入力端子Ｔ６１に接続される。

抵抗素子６３は、安定化用の抵抗素子であり、入力端子Ｔ６１と、第二トランジスタ６２のベース端子とに接続される。

電圧低減回路６０の入力端子Ｔ６１には、第二コンバータ４０が出力する第二電圧Ｖｄｄが入力される。本実施の形態では、第二コンバータ４０に５Ｖより高い第一電圧Ｖｃｃが入力されている場合には、第二電圧Ｖｄｄは５Ｖ程度である。

電圧低減回路６０の入力端子Ｔ６２には、制御回路７０から、遮断信号が入力される。具体的には、制御回路７０は、ＰＦＣ回路２０への電力の入力が遮断されたことを検知した場合に、０Ｖの遮断信号を出力する。一方、制御回路７０は、ＰＦＣ回路２０への電力が入力されていることを検知した場合に、第二電圧Ｖｄｄと実質的に同じ電圧の信号、つまり、５Ｖ程度の信号を出力する。

電圧低減回路６０が以上のような構成を有することにより、ＰＦＣ回路２０への入力電源１２からの電力が入力されている場合には、入力端子Ｔ６１及び入力端子Ｔ６２に同等の電圧が入力される。この場合、第二トランジスタ６２のベース−エミッタ間に実質的に電位差が生じないため、第一トランジスタ６１のベース端子の電圧は変化しない。したがって、この場合、第一トランジスタ６１のエミッタ−コレクタ間は導通しない。ここで、抵抗素子３５及びダイオード３７における電圧降下を無視すると、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃは、電力デバイス３１のコントロール端子Ｃの電位と、ツェナーダイオード３６のツェナー電圧と和程度となる。電力デバイス３１のコントロール端子Ｃの電位を６Ｖ、ツェナー電圧を１０Ｖとすると、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃは、１６Ｖ程度となる。

一方、制御回路７０がＰＦＣ回路２０への電力の入力が遮断されたことを検知した場合、制御回路７０は、電圧低減回路６０の入力端子Ｔ６２へ、電圧０Ｖの遮断信号を入力する。この場合、第二トランジスタ６２のベース−エミッタ間に５Ｖの電位差が生じる。これに伴い、第二トランジスタ６２のエミッタ−コレクタ間が導通し、第一トランジスタ６１のベース端子の電位は、実質的に、入力端子Ｔ６２の電位と等しくなる。入力端子Ｔ６２に０Ｖの遮断信号が入力されている場合には、第一トランジスタ６１のベース端子の電位もほぼ０Ｖとなる。ここで、第一トランジスタ６１のエミッタ端子の電位は、電力デバイス３１のコントロール端子Ｃの電位（６Ｖ程度）と同程度となるため、第一トランジスタ６１のベース−エミッタ間に電位差が生じ、第一トランジスタ６１のエミッタ−コレクタ間が導通する。つまり、ツェナーダイオード３６の両端が短絡される。なお、ここで、「短絡」との用語が意味する状態には、二点間の抵抗値が完全にゼロである状態に加えて、二点間の抵抗値が、例えば、第一トランジスタ６１のオン抵抗と同程度以下に低い状態も含まれる。又は、二点間の抵抗値が、当該二点間を含む回路網の合成インピーダンスに対して、無視できる程度に十分低い抵抗値であってもよい。具体的には、「短絡」を、二点間の抵抗値が０．００１Ω以下である状態と定義してもよい。

ツェナーダイオード３６の両端が短絡される場合、ツェナーダイオード３６のカソード端子の電位は、電力デバイス３１のコントロール端子Ｃの電位と同程度となる。また、抵抗素子３５の抵抗値は、その電圧降下を無視できる程度に十分に低いため、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃは、コントロール端子Ｃの電位と同等の６Ｖ程度となる。

以上のように、本実施の形態に係る電圧低減回路６０は、遮断信号に基いて第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減できる。

［３．動作］
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４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る点灯装置１０の動作例を示すタイミングチャートである。図４には、スイッチ１４の状態、平滑コンデンサ２２の両端子間の電圧Ｖｄｃ、第一電圧Ｖｃｃ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４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までの発光素子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、入力電源１２から点灯装置１０のＰＦＣ回路２０への電力供給が絶たれ、ＰＦＣ回路２０のＰＦＣＩＣ２１及び点灯回路８０の点灯ＩＣ８１への電力供給を遮断する回路が起動する。これに伴いＰＦＣＩＣ２１及び点灯ＩＣ８１がオフされることで、発光素子１６は消灯される。

また、ＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断されたことを検知した制御回路７０は、遮断信号を電圧低減回路６０に出力する。電圧低減回路６０は、遮断信号に基いて、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減させる。これにより、図４に示されるように、第一電圧Ｖｃｃの電圧値は、ＶａからＶｂに低下する。本実施の形態では、第一電圧Ｖｃｃの電圧値は、Ｖａ＝１６ＶからＶｂ＝６Ｖまで低下する。本実施の形態では、このように、第一電圧Ｖｃｃを第二コンバータ４０が第二電圧Ｖｄｄを出力できる電圧値の範囲内で低減させる。つまり、第一電圧Ｖｃｃが第二電圧Ｖｄｄより高い電圧値となる範囲で、第一電圧Ｖｃｃを低減させる。これにより、第二コンバータ４０を、三端子レギュレータなどの簡素な回路で実現できる。

また、第二コンバータ４０として三端子レギュレータを用いる場合には、第一電圧Ｖｃｃを第二電圧Ｖｄｄに変換する際に、第一電圧Ｖｃｃと第二電圧Ｖｄｄとの電圧差に応じた電力が熱として消費される。このため、第一電圧Ｖｃｃを６Ｖ程度とすることによって、第一電圧Ｖｃｃが１６Ｖの場合より第二コンバータ４０における電力損失を低減できる。

なお、ＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断されている場合には、ＰＦＣ回路２０のＰＦＣＩＣ２１、及び、点灯回路８０の点灯ＩＣ８１を駆動する必要がないため、第一電圧Ｖｃｃは、これらのＩＣを駆動するために必要な電圧値以上でなくてもよい。本実施の形態では、これらのＩＣを駆動するために必要な電圧値は１５Ｖであるが、ＰＦＣ回路２０への電力供給が遮断されている場合には、第一電圧Ｖｃｃは１５Ｖ以上でなくてもよい。

一方、第一コンバータ３０においては、電力を消費し続けるため、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力が第一コンバータ３０に供給され、平滑コンデンサ２２の両端子間の電圧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、平滑コンデンサ２２の時定数、及び、第一コンバータ３０の電力消費量に基づいて決定される。第一コンバータ３０は、平滑コンデンサ２２の両端子間電圧Ｖｄｃが、駆動閾値電圧Ｖｔｈ以上であれば、第一電圧Ｖｃｃを出力できる。ここで、駆動閾値電圧Ｖｔｈは、スイッチ１４がオンされている場合の平滑コンデンサ２２の両端子間電圧Ｖｄｃより低い。したがって、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、平滑コンデンサ２２は、制御回路７０が動作可能な電圧を第二コンバータ４０から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。

本実施の形態では、第一電圧Ｖｃｃを低減させることにより、第二コンバータ４０における電力損失を低減できるため、本実施の形態では、平滑コンデンサ２２の容量を、第一電圧Ｖｃｃを低減させない場合の半分以下に低減することが可能となる。具体的には、第一電圧Ｖｃｃを低減させない場合には、平滑コンデンサ２２の容量は、８０μＦ程度必要であるが、第一電圧Ｖｃｃを低減させることで、平滑コンデンサ２２の容量を３３μＦ程度に低減できる。このように、本実施の形態では、平滑コンデンサ２２の容量を低減できるため、平滑コンデンサ２２の寸法又は個数を低減できる。したがって、点灯装置１０及び照明器具１の大型化及び高コスト化を抑制できる。

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、入力電源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平滑コンデンサ２２から第一コンバータ３０に第二コンバータ４０及び制御回路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点灯回路８０の点灯ＩＣ８１は、設定信号に基づいて、点灯回路８０を駆動することで点灯状態を変更する。ここでは、点灯ＩＣ８１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、点灯ＩＣ８１は、時刻ｔ２において、発光素子１６に流れる電流を、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、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃの電圧値は、ＶａからＶｂに低減される。

続いて、時刻ｔ４において、平滑コンデンサ２２の両端子間の電圧Ｖｄｃが駆動閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。これに伴い、第一コンバータ３０が駆動できなくなるため、電圧値Ｖｂの第一電圧Ｖｃｃを出力できなくなる。

続いて、時刻ｔ５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ｔ５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ｔ５まで、スイッチ１４がオフされているため、入力電源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、平滑コンデンサ２２から第一コンバータ３０に第一コンバータ３０を動作させるために十分な電圧（≧Ｖｔｈ）を供給できない期間がある。このため、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ｔ５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点灯ＩＣ８１は、設定信号に基づいて、点灯回路８０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。

［４．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に電圧を供給する点灯装置１０であって、直流電圧を出力するＰＦＣ回路２０などの電源回路と、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ２２と、平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧の電圧値を変換して発光素子１６に供給する点灯回路８０と、平滑化された直流電圧が入力され、平滑化された直流電圧と異なる電圧値を有する第一電圧を出力する第一コンバータ３０と、第一電圧が入力され、第一電圧と異なる電圧値を有する第二電圧を出力する第二コンバータ４０と、電源回路への電力の入力が遮断されたことを検知し、遮断信号を出力する制御回路７０と、遮断信号に基いて第一電圧を低減させる電圧低減回路６０とを備える。

このように、点灯装置１０では、ＰＦＣ回路２０への電力の供給が遮断された場合にも、平滑コンデンサ２２に蓄えられた電気エネルギーを用いて、制御回路７０を駆動することができる。したがって、制御回路７０によって、点灯回路８０を制御することにより、スイッチ１４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となる。また、本実施の形態では、ＰＦＣ回路２０への電力の入力が遮断された場合に、第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減させることで、第二コンバータ４０における電圧変換に伴う電力損失を低減できる。このため、本実施の形態では、第一電圧Ｖｃｃを低減させない場合より、平滑コンデンサ２２の容量を低減することが可能となる。このように本実施の形態では、平滑コンデンサ２２の容量を低減できるため、平滑コンデンサ２２の寸法又は個数を低減できる。したがって、点灯装置１０の大型化及び高コスト化を抑制できる。

また、点灯装置１０において、第一電圧の電圧値は、第二電圧の電圧値以上であってもよい。

これにより、第二コンバータ４０を、三端子レギュレータなどの簡素な回路で実現できる。

また、点灯装置１０において、第一コンバータ３０は、第一電圧を出力する出力端子Ｔ３１と、出力端子Ｔ３１に接続されたツェナーダイオード３６とを有し、電圧低減回路６０は、遮断信号に基いて、ツェナーダイオード３６の両端を短絡してもよい。

これにより、スイッチングトランジスタなどからなる簡素な回路で電圧低減回路６０を実現できる。

また、本実施の形態に係る照明器具１は、点灯装置１０と、発光素子１６とを備える。

これにより、上述のとおり、平滑コンデンサ２２の容量を低減できるため、照明器具１の大型化及び高コスト化を抑制できる。

（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、上記実施の形態では、電源回路の一例としてＰＦＣ回路を用いたが、他の任意のＡＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。

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。

また、電圧低減回路６０は、ツェナーダイオード３６を短絡する構成以外の構成で第一コンバータ３０が出力する第一電圧Ｖｃｃを低減させてもよい。例えば、電力デバイス３１のコントロール電圧を可変とする構成などであってもよい。

また、上記実施の形態では、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かったが、制御回路７０の動作はこれに限定されない。例えば、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の点灯状態を予め定められた点灯状態に変更してもよい。

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。

１ 照明器具
１０ 点灯装置
２０ ＰＦＣ回路
３０ 第一コンバータ
３６ ツェナーダイオード
４０ 第二コンバータ
６０ 電圧低減回路
７０ 制御回路
８０ 点灯回路

Claims (4)

1. 発光素子に電圧を供給する点灯装置であって、
   直流電圧を出力する電源回路と、
   前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   平滑化された前記直流電圧が入力され、平滑化された前記直流電圧の電圧値を変換して前記発光素子に供給する点灯回路と、
   平滑化された前記直流電圧が入力され、平滑化された前記直流電圧と異なる電圧値を有する第一電圧を出力する第一コンバータと、
   前記第一電圧が入力され、前記第一電圧と異なる電圧値を有する第二電圧を出力する第二コンバータと、
   前記電源回路への電力の入力が遮断されたことを検知し、遮断信号を出力する制御回路と、
   前記遮断信号に基いて前記第一電圧を低減させる電圧低減回路とを備える
   点灯装置。
2. 前記第一電圧の電圧値は、前記第二電圧の電圧値以上である
   請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記第一コンバータは、前記第一電圧を出力する出力端子と、
   前記出力端子に接続されたツェナーダイオードとを有し、
   前記電圧低減回路は、前記遮断信号に基いて、前記ツェナーダイオードの両端を短絡する
   請求項１又は２に記載の点灯装置。
4. 請求項１〜３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。

Images