JP2022041167A - 点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードバック回路でオープン故障などが発生した場合に、昇圧チョッパ回路の出力電圧を低減できる点灯装置を提供する。【解決手段】点灯装置１０は、光源４０に直流電流を供給する昇圧チョッパ回路３０と、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される過電圧検出回路６０と、直流電流を一定に維持する定電流回路５０と、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動状態を制御する駆動制御回路９０と、を備え、過電圧検出回路６０は、出力電圧が停止基準電圧を超える場合に駆動制御回路９０に停止信号を出力することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５の駆動を停止させ、出力電圧が停止基準電圧を超えた後、出力電圧が停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、停止信号の出力を停止することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を再開させる。【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置に関する。

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を有する光源を点灯する点灯装置が知られている（例えば、特許文献１など）。特許文献１に記載された点灯装置は、ＬＥＤに電流を供給する昇圧チョッパ回路と、ＬＥＤに直列接続されたトランジスタ、差動増幅器などを含む定電流回路と、を備える。差動増幅器は、ＬＥＤに流れる電流に対応する電圧と、基準電圧と、を比較する。特許文献１に記載された点灯装置では、オペアンプの出力に応じて、トランジスタのオン抵抗を調整することで、ＬＥＤに一定の電流を供給しようとしている。また、特許文献１に記載された昇圧チョッパ回路は、トランジスタの電流流入端子の電圧が入力されるフィードバック回路を有する。これにより、昇圧チョッパ回路の出力電圧を精度良く制御しようとしている。

特開２００８－６０４９２号公報

特許文献１に記載されたような点灯装置において、例えば、フィードバック回路で断線などのオープン故障が発生した場合、昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇し続け得る。このような場合に定電流回路のトランジスタに高電圧が印加される。定電流回路は、この状態で電流を維持し続けようとするため、トランジスタにおいて異常発熱が生じ、トランジスタが故障し得る。また、例えば、昇圧チョッパ回路の出力電圧（又は出力電圧に対応する電圧）と閾値電圧と、をコンパレータなどで比較し、出力電圧が閾値電圧を超える場合に、昇圧チョッパ回路の駆動を停止することも考えられる。しかしながら、出力電圧が閾値電圧より低くなり、昇圧チョッパ回路の駆動が再開すると、出力電圧が、通常の動作時より大幅に高い閾値電圧程度に維持される。このため、定電流回路のトランジスタに高電圧が印加され続けるため、トランジスタが故障し得る。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、フィードバック回路でオープン故障などが発生した場合に、昇圧チョッパ回路の出力電圧を低減できる点灯装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係る点灯装置の一態様は、１以上の発光素子を含む光源に直流電流を供給する昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が印加される過電圧検出回路と、前記直流電流を一定に維持する定電流回路と、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動状態を制御する駆動制御回路と、を備え、前記過電圧検出回路は、前記出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超える場合に前記駆動制御回路に停止信号を出力することで、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動を停止させ、前記出力電圧に対応する電圧が前記停止基準電圧を超えた後、前記停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、前記停止信号の出力を停止することで、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動を再開させる。

本発明によれば、フィードバック回路でオープン故障などが発生した場合に、昇圧チョッパ回路の出力電圧を低減できる点灯装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る点灯装置の構成を示す回路図である。 図２は、実施の形態２に係る点灯装置の構成を示す回路図である。

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。なお、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、工程（ステップ）、工程の順序などは、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１）
実施の形態１に係る点灯装置について説明する。

［１－１．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の構成を示す回路図である。図１には、点灯装置１０と併せて、点灯装置１０に電力を供給する交流電源２０も示されている。

交流電源２０は、例えば、外部商用電源などの系統電源である。

点灯装置１０は、光源を点灯させる照明装置であり、昇圧チョッパ回路３０と、過電圧検出回路６０と、制御電源回路７０と、定電流回路５０と、駆動制御回路９０と、を備える。本実施の形態では、点灯装置１０は、整流回路２２と、光源４０と、をさらに備える。以下、点灯装置１０の各構成要素について説明する。

［１－１－１．整流回路］
整流回路２２は、交流電源２０が出力する交流電力を整流する回路である。整流回路２２は、例えば、ダイオードブリッジ回路などを有する。

［１－１－２．昇圧チョッパ回路］
昇圧チョッパ回路３０は、整流回路２２の出力端子に接続され、直流電流を出力する回路である。昇圧チョッパ回路３０は、光源４０に直流電流を供給することで、光源４０を点灯させる。本実施の形態では、昇圧チョッパ回路３０は、インダクタ３１と、ダイオード３２と、スイッチ素子３３と、コンデンサ３４と、抵抗素子３５と、駆動回路３９と、を有する。

インダクタ３１は、一方の端子が、整流回路２２の高電位側の出力端子に接続される。インダクタ３１の他方の端子は、スイッチ素子３３及びダイオード３２に接続される。本実施の形態では、インダクタ３１の他方の端子は、スイッチ素子３３のドレイン端子、及び、ダイオード３２のアノード端子に接続される。

スイッチ素子３３は、駆動回路３９からの駆動信号に基づいて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる素子である。スイッチ素子３３は、インダクタ３１の他方の端子、及び、ダイオード３２のアノード端子の接続点と、抵抗素子３５の一方の端子との間に接続される。本実施の形態では、スイッチ素子３３は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチ素子３３のドレイン端子は、インダクタ３１の他方の端子、及び、ダイオード３２のアノード端子の接続点に接続される。スイッチ素子３３のソース端子は、抵抗素子３５の一方の端子に接続される。スイッチ素子３３のゲート端子には、駆動回路３９からの駆動信号が入力される。

抵抗素子３５は、スイッチ素子３３のソース端子と、整流回路２２の低電位側の出力端子との間に接続される。

ダイオード３２は、インダクタ３１の他方の端子及びスイッチ素子３３の接続点と、昇圧チョッパ回路３０の高電位側の出力端子とに接続される。ダイオード３２のアノード端子は、インダクタ３１の他方の端子及びスイッチ素子３３のドレイン端子の接続点に接続される。ダイオード３２のカソード端子は、昇圧チョッパ回路３０の高電位側の出力端子、つまり、コンデンサ３４の一方の端子に接続される。

コンデンサ３４は、一方の端子及び他方の端子が、それぞれ、昇圧チョッパ回路３０の高電位側及び低電位側の出力端子に接続される。コンデンサ３４の一方の端子は、ダイオード３２のカソード端子にも接続される。コンデンサ３４の他方の端子は、抵抗素子３５の他方の端子及び整流回路２２の低電位側の出力端子（つまり、回路グランド）にも接続される。本実施の形態では、コンデンサ３４は、電解コンデンサである。コンデンサ３４の一方の端子及び他方の端子が、それぞれ、正極及び負極である。本実施の形態では、コンデンサ３４の容量は、８０μＦ程度である。

駆動回路３９は、昇圧チョッパ回路３０の発振（言い換えると、チョッピング）を制御する回路である。駆動回路３９は、昇圧チョッパ回路３０を駆動する駆動信号を生成し、昇圧チョッパ回路３０が有するスイッチ素子３３のゲート端子に駆動信号を出力する。駆動回路３９は、周期的にＨＩＧＨレベルの信号とＬＯＷレベルの信号を交互に出力することで、スイッチ素子３３のスイッチングを行う。駆動回路３９は、駆動信号によって、スイッチ素子３３の周期毎のオン時間を調整することで、昇圧チョッパ回路３０から出力される電力量を制御する。

駆動回路３９は、光源４０と定電流回路５０との接続点（つまり、光源４０とスイッチ素子５１との接続点）における電圧値Ｖｄの電圧が入力される入力端子を有する。なお、駆動回路３９の入力端子には、電圧値Ｖｄに対応する他の信号が入力されてもよい。駆動回路３９は、スイッチ素子３３のオン時間を調整することで光源４０と定電流回路５０との接続点の電圧値Ｖｄを所定の基準値に近づける。このように、駆動回路３９などが、点灯装置１０のフィードバック回路を形成する。なお、駆動回路３９は、当該所定の基準値を、制御回路８０などからの信号に基づいて変更してもよい。

駆動回路３９は、例えば、マイコンによって実現できる。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）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８０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。

［１－１－３．光源］
光源４０は、昇圧チョッパ回路３０の高電位側の出力端子に接続され、１以上の発光素子を含む光出射部である。発光素子として、例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などの固体発光素子を用いることができる。本実施の形態では、光源４０の順方向電圧は、交流電源２０の出力電圧より大きい。例えば、光源４０の順方向電圧は、１４１Ｖ以上である。

［１－１－４．定電流回路］
定電流回路５０は、光源４０に供給される直流電流を一定に維持する回路である。本実施の形態では、定電流回路５０は、光源４０に直列接続されるスイッチ素子５１を有し、スイッチ素子５１を制御することで、光源４０に供給される直流電流を一定に維持する。定電流回路５０は、スイッチ素子５１と、抵抗素子５２と、オペアンプ５４と、第一電圧生成回路５５と、を有する。

スイッチ素子５１は、光源４０に直列接続される素子である。スイッチ素子５１は、抵抗素子、及び、開閉スイッチとして用いることができる素子である。言い換えると、スイッチ素子５１は、各端子に印加される電圧に応じて、抵抗値を、実質的にゼロから無限大までに連続的に切り替えることができる素子である。スイッチ素子５１の抵抗値が実質的にゼロである状態とは、スイッチ素子５１の抵抗値が、例えば、１Ω以下の状態を意味し、このような状態をオン状態とも称する。スイッチ素子５１の抵抗値が無限大である状態とは、スイッチ素子５１のドレイン端子に電圧が印加されても電流が流れない遮断状態を意味し、このような状態をオフ状態とも称する。本実施の形態では、スイッチ素子５１は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。スイッチ素子５１のドレイン端子は、光源４０に接続される。スイッチ素子５１のソース端子は、抵抗素子５２に接続される。スイッチ素子５１のゲート端子はオペアンプ５４の出力端子に接続される。

抵抗素子５２は、光源４０及びスイッチ素子５１に直列に接続される。抵抗素子５２の一方の端子及び他方の端子は、それぞれ、スイッチ素子５１のソース端子、及び、回路グランド（つまり、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子）に接続される。これにより、抵抗素子５２に印加される電圧、つまり、抵抗素子５２の一方の端子（スイッチ素子５１のソース端子と接続される端子）の電圧が光源４０に供給される電流に対応する。

オペアンプ５４は、光源４０に供給されている電流に対応する電圧と、第一電圧との差を増幅して出力する回路である。オペアンプ５４の反転入力端子には、スイッチ素子５１のソース端子、及び、抵抗素子５２の一方の端子が接続される。これにより、オペアンプ５４の反転入力端子に抵抗素子５２に印加される電圧、つまり、光源４０に供給される電流に対応する電圧が入力される。オペアンプ５４の非反転入力端子には、第一電圧生成回路５５で生成された第一電圧が入力される。オペアンプ５４の出力端子は、スイッチ素子５１のゲート端子に接続される。

第一電圧生成回路５５は、光源４０に供給される電流値の制御目標値に対応する第一電圧を生成してオペアンプ５４に出力する回路である。言い換えると、第一電圧生成回路５５は、点灯装置１０の光源４０の輝度に対応する第一電圧を生成する。第一電圧生成回路５５には、駆動制御回路９０の制御回路８０から光源４０の輝度に対応する信号が入力される。なお、制御回路８０が、第一電圧を生成できる場合には、定電流回路５０は、第一電圧生成回路５５を有さなくてもよい。この場合、制御回路８０から、オペアンプ５４の非反転入力端子に第一電圧が直接入力される。

［１－１－５．過電圧検出回路］
過電圧検出回路６０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される回路である。過電圧検出回路６０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が予め定められた停止基準電圧を超える場合に、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を停止させる。また、過電圧検出回路６０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、出力電圧が停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、駆動制御回路９０に停止信号の出力を停止することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を再開させる。本実施の形態では、過電圧検出回路６０は、分圧抵抗を構成する第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２と、抵抗素子６３、６４、及び６５と、コンデンサ６６及び６８と、コンパレータ６７と、を有する。

分圧抵抗は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を分圧する回路であり、第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２を有する。第一抵抗素子６１と第二抵抗素子６２とは、互いに直列接続される。分圧抵抗は、昇圧チョッパ回路３０の出力端子に接続される。第一抵抗素子６１の一方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の高電位側の出力端子に接続され、他方の端子は、第二抵抗素子６２の一方の端子に接続される。第二抵抗素子６２の他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の接続点は、コンパレータ６７の反転入力端子に接続される。分圧抵抗を用いることで、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を、過電圧検出回路６０で取り扱いやすい電圧に分圧することができる。

第一抵抗素子６１と第二抵抗素子６２との抵抗値は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧値ＶＤＣと、コンパレータ６７の入力端子に入力し得る電圧の範囲に応じて適宜決定される。また、第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の抵抗値は、分圧抵抗における消費電力が光源４０における消費電力に対して十分小さくなるように設定される。

抵抗素子６３及び６４は、制御電源回路７０の出力電圧を分圧する素子である。抵抗素子６３及び６４は、制御電源回路７０の１６Ｖ程度の出力電圧を分圧して、コンパレータ６７に入力される停止基準電圧を生成する。抵抗素子６３の一方の端子は、制御電源回路７０の出力端子に接続され、他方の端子は、抵抗素子６４の一方の端子に接続される。抵抗素子６４の他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。抵抗素子６３及び６４の接続点は、コンパレータ６７の非反転入力端子に接続される。

コンデンサ６６の一方の端子は、コンパレータ６７の非反転入力端子（つまり、抵抗素子６３及び６４の接続点）に接続され、他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。

コンデンサ６８の一方の端子は、コンパレータ６７の反転入力端子（つまり、第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の接続点）に接続され、他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。

コンパレータ６７は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧と、停止基準電圧と、を比較する回路である。コンパレータ６７の反転入力端子は、第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の接続点に接続され、非反転入力端子は、抵抗素子６３及び６４の接続点に接続される。これにより、コンパレータ６７の反転入力端子には、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧として、当該出力電圧を分圧した電圧が入力される。また、コンパレータ６７の非反転入力端子には、停止基準電圧が入力される。コンパレータ６７の出力端子は、抵抗素子６５の一方の端子、及び、駆動制御回路９０に接続される。本実施の形態では、コンパレータ６７の出力端子からは、停止信号として、ＬＯＷレベルの信号、つまり、０Ｖの信号が出力される。つまり、停止信号出力時には、コンパレータ６７の出力端子は回路グランドに接続される。停止信号が出力されない場合には、コンパレータ６７の出力端子は、フローティング状態に維持される。

抵抗素子６５は、コンパレータ６７の出力端子と停止基準電圧が入力される入力端子との間に接続される素子である。本実施の形態では、抵抗素子６５は、コンパレータ６７の出力端子と非反転入力端子との間に接続される。これにより、コンパレータ６７の出力端子からＬＯＷレベルの信号が出力される場合には、コンパレータ６７の出力端子がフローティング状態に維持される場合より、抵抗素子６３及び６４の接続点の電圧値が低くなる。つまり、コンパレータ６７の反転入力端子に入力される電圧が停止基準電圧未満の電圧から上昇する場合に非反転入力端子に入力される電圧より、コンパレータ６７の反転入力端子に入力される電圧が停止基準電圧の電圧より高い電圧から下降する場合に、非反転入力端子に入力される電圧の方が低くなる。つまり、コンパレータ６７がヒステリシスコンパレータとして機能する。抵抗素子６５の抵抗値は、例えば、１０ｋΩ程度である。

［１－１－６．制御電源回路］
制御電源回路７０は、点灯装置１０が備える過電圧検出回路６０などの制御用の回路を駆動する駆動電圧を生成する回路である。制御電源回路７０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を駆動電圧に変換するＤＣ－ＤＣ変換回路である。制御電源端子Ｖｃｃは、制御電源回路７０が出力する制御電圧が印加される端子である。本実施の形態では、制御電源回路７０は、昇圧チョッパ回路３０の２００Ｖ程度の出力電圧を１６Ｖ程度の駆動電圧に変換し、制御電源端子Ｖｃｃに出力する。本実施の形態では、制御電源端子Ｖｃｃからの駆動電圧は、定電流回路５０のオペアンプ５４、昇圧チョッパ回路３０の駆動回路３９などに供給され、これらの回路の駆動に用いられる。また、制御電源回路７０の出力端子は、コンパレータ６７及び抵抗素子６３に接続される。これにより、制御電源回路７０が出力する駆動電圧が、コンパレータ６７の駆動、及び、停止基準電圧の生成のために使用される。

制御電源回路７０として、例えば、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）などを用いることができる。ＩＰＤは、スイッチ素子と、当該スイッチ素子を制御する制御用ＩＣと、を有する電圧変換回路である。

制御電源回路７０が出力する制御電圧は、駆動制御回路９０を介して制御電源端子Ｖｃｃに入力される。制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間は、駆動制御回路９０によって、導通状態又は遮断状態に制御される。

［１－１－７．駆動制御回路］
駆動制御回路９０は、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動状態を制御する回路である。駆動制御回路９０は、過電圧検出回路６０から停止信号が入力されない場合に、制御電源回路７０から昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０への駆動電圧の供給を維持し、過電圧検出回路６０から停止信号が入力される場合に、制御電源回路７０から昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０への駆動電圧の供給を遮断する。言い換えると、駆動制御回路９０は、過電圧検出回路６０から停止信号が入力されない場合に、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間を導通状態に維持する。また、駆動制御回路９０は、過電圧検出回路６０から遮断信号が入力される場合に、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間を遮断状態に維持する。本実施の形態では、駆動制御回路９０は、制御回路８０と、バイポーラトランジスタ９１及び９４と、抵抗素子９２、９３、９５、及び９６と、を有する。

バイポーラトランジスタ９１は、制御電源回路７０及び制御電源端子Ｖｃｃの間に接続されるＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタ９１のエミッタ端子は、制御電源回路７０の出力端子、及び、抵抗素子９２の一方の端子に接続される。バイポーラトランジスタ９１のコレクタ端子は、制御電源端子Ｖｃｃに接続される。バイポーラトランジスタ９１のベース端子は、抵抗素子９２の他方の端子、及び、抵抗素子９３の一方の端子に接続される。

抵抗素子９２の一方の端子は、バイポーラトランジスタ９１のエミッタ端子に接続され、他方の端子はベース端子に接続される。

抵抗素子９３の一方の端子は、バイポーラトランジスタ９１のベース端子に接続され、他方の端子はバイポーラトランジスタ９４のコレクタ端子に接続される。

バイポーラトランジスタ９４は、抵抗素子９３及び昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子の間に接続されるＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタ９４のコレクタ端子は、抵抗素子９３の他方の端子に接続される。バイポーラトランジスタ９４のエミッタ端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。バイポーラトランジスタ９４のベース端子は、過電圧検出回路６０のコンパレータ６７の出力端子に接続される。また、バイポーラトランジスタ９４のベース端子は、抵抗素子９５を介して制御回路８０に接続される。バイポーラトランジスタ９４のベース端子は、抵抗素子９６の一方の端子にも接続される。

抵抗素子９５は、バイポーラトランジスタ９４のベース端子、及び、制御回路８０の間に接続される。

抵抗素子９６は、バイポーラトランジスタ９４のベース端子、及び、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子の間に接続される。

制御回路８０は、定電流回路５０、及び、駆動制御回路９０のバイポーラトランジスタ９４などを制御する回路である。制御回路８０は、例えば、リモコンなどからの信号に基づいて点灯装置１０を制御する。例えば、リモコンからの光源４０の輝度を示す信号に基づいて、点灯装置１０の光源４０の輝度を制御する。具体的には、制御回路８０は、定電流回路５０が有する第一電圧生成回路５５に、光源４０の輝度に対応する信号を出力する。第一電圧生成回路５５は、制御回路８０からの信号に対応する第一電圧を生成して、オペアンプ５４に出力する。定電流回路５０は、第一電圧に対応する電流が光源４０に供給されるようにスイッチ素子５１を制御する。このように、リモコンからの信号に基づいて、点灯装置１０の光源４０の輝度が制御される。また、制御回路８０は、光源４０を消灯させる消灯信号をリモコンなどから受信した場合に、抵抗素子９５を介してバイポーラトランジスタ９４のベースにＬＯＷレベルの信号を出力することにより、バイポーラトランジスタ９４のベース－エミッタ間電圧をゼロとする。これにより、バイポーラトランジスタ９４のコレクタ－エミッタ間が遮断状態に維持されるため、抵抗素子９２及び９３に電流が流れなくなる。これに伴い、抵抗素子９２に電圧が印加されなくなるため、バイポーラトランジスタ９１のベース－エミッタ間電圧がゼロとなる。したがって、バイポーラトランジスタ９１のエミッタ－コレクタ間が遮断状態に維持されるため、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間が遮断状態に維持される。これにより、昇圧チョッパ回路３０の駆動回路３９、及び、定電流回路５０のオペアンプ５４に駆動電圧が供給されなくなるため、点灯装置１０が消灯される。

制御回路８０は、例えば、マイコンによって実現できる。なお、制御回路８０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。

駆動制御回路９０に、停止信号が入力された場合及び入力されない場合の動作については、後述する。

［１－２．動作］
次に、本実施の形態に係る点灯装置１０の動作について説明する。以下では、点灯装置１０のフィードバック回路で断線などのオープン故障が発生した場合の動作について説明する。

点灯装置１０の光源４０及び定電流回路５０の接続点と、駆動回路３９とを繋ぐフィードバック回路において、オープン故障が発生した場合、昇圧チョッパ回路３０を適切に制御できなくなるため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が上昇し続ける場合がある。このような場合に、過電圧検出回路６０の分圧抵抗に印加される電圧が上昇するため、分圧抵抗の第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の接続点における電圧値Ｖｂが上昇する。ここで、第一抵抗素子６１及び第二抵抗素子６２の接続点は、コンパレータ６７の反転入力端子に接続されている。このため、電圧値Ｖｂが上昇を続けて、コンパレータ６７の非反転入力端子に入力される停止基準電圧の値を超える場合に、コンパレータ６７は、ＬＯＷレベルの停止信号を出力する。

コンパレータ６７から出力されたＬＯＷレベルの停止信号は、駆動制御回路９０のバイポーラトランジスタ９４のベース端子に入力される。つまり、バイポーラトランジスタ９４のベース端子の電圧値Ｖｃがゼロとなる。これに伴い、バイポーラトランジスタ９４のベース－エミッタ間電圧がゼロになる。これにより、バイポーラトランジスタ９４のコレクタ－エミッタ間が遮断状態に維持されるため、抵抗素子９２及び９３に電流が流れなくなる。これに伴い、抵抗素子９２に電圧が印加されなくなるため、バイポーラトランジスタ９１のベース－エミッタ間電圧がゼロとなる。したがって、バイポーラトランジスタ９１のエミッタ－コレクタ間が遮断状態に維持されるため、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間が遮断状態に維持される。これにより、昇圧チョッパ回路３０の駆動回路３９、及び、定電流回路５０のオペアンプ５４に駆動電圧が供給されなくなるため、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動が停止される。

コンパレータ６７から停止信号が出力されている場合、上述のとおり、昇圧チョッパ回路３０の駆動が停止されるため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が低下し、電圧値Ｖｄは、停止基準電圧の値より低くなる。ここで、上述のとおり、コンパレータ６７から停止信号が出力されている場合には、コンパレータ６７の非反転入力端子に入力される電圧は、停止基準電圧より低い電圧である起動基準電圧となっている。このため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が低下し、電圧値Ｖｄが、停止基準電圧の値より低くなっても、停止信号が出力されている。電圧値Ｖｄが停止基準電圧の値より低い起動基準電圧の値より低くなった場合に、コンパレータ６７から停止信号が出力されなくなる。言い換えると、電圧値Ｖｄが停止基準電圧の値より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、コンパレータ６７は、停止信号の出力を停止する。

コンパレータ６７が駆動制御回路９０への停止信号の出力を停止すると、制御回路８０からの出力信号が駆動制御回路９０のバイポーラトランジスタ９４のベース端子に入力される。これに伴い、バイポーラトランジスタ９４のベース－エミッタ間電圧がＨＩＧＨレベルになる。これにより、バイポーラトランジスタ９４のコレクタ－エミッタ間が導通状態に維持されるため、抵抗素子９２及び９３に電流が流れる。これに伴い、抵抗素子９２に印加される電圧がＨＩＧＨレベルとなるため、バイポーラトランジスタ９１のベース－エミッタ間電圧がＨＩＧＨレベルとなる。したがって、バイポーラトランジスタ９１のエミッタ－コレクタ間が導通状態に維持されるため、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間が導通状態に維持される。これに伴い、昇圧チョッパ回路３０の駆動回路３９、及び、定電流回路５０のオペアンプ５４に駆動電圧が供給されるため、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動が再開される。

以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１０では、電圧値Ｖｄが停止基準電圧の値より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、コンパレータ６７は、駆動制御回路９０への停止信号の出力を停止する。したがって、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧を、停止基準電圧より低くすることができる。これにより、定電流回路５０のスイッチ素子５１に印加される電圧を低減できるため、スイッチ素子５１の故障を抑制できる。

なお、コンパレータ６７をヒステリシスコンパレータとしなくても、停止基準電圧を低い電圧に設定することで、フィードバック回路でオープン故障が発生した場合の昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を低減することは可能である。本実施の形態では、昇圧チョッパ回路３０のコンデンサ３４の耐電圧特性などに基づいて、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が３５０Ｖを超えないように、停止基準電圧が設定される。停止基準電圧をより低い電圧に設定すれば、故障時においても昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を低減できる。しかしながら、このように停止基準電圧を低い電圧に設定すると、特に点灯装置の調光度が高い場合などに、点灯装置で故障が発生していない状態において過電圧検出回路が誤動作し易くなる。このため、点灯装置で故障が発生していない場合に、点灯装置１０が消灯する場合がある。本実施の形態に係る点灯装置１０では、停止基準電圧を誤動作が発生しにくい適切な電圧に設定することができ、かつ、故障発生時の昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を低減できる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１０のフィードバック回路にオープン故障が発生した場合に、昇圧チョッパ回路３０は、上述のように駆動を再開した後、再度停止する。このように、昇圧チョッパ回路３０は、起動と停止とを交互に繰り返すことになる。このため、光源４０が点滅する。これにより、ユーザは、点灯装置１０の故障に容易に気付くことができる。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１０は、１以上の発光素子を含む光源４０に直流電流を供給する昇圧チョッパ回路３０と、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される過電圧検出回路６０と、直流電流を一定に維持する定電流回路５０と、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動状態を制御する駆動制御回路９０と、を備える。過電圧検出回路６０は、出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超える場合に駆動制御回路９０に停止信号を出力することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を停止させ、出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、停止信号の出力を停止することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を再開させる。

このように、点灯装置１０では、過電圧検出回路６０が、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、駆動制御回路への停止信号の出力を停止する。これにより、故障時に、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧を停止基準電圧より低減できる。したがって、停止基準電圧を誤動作が発生しにくい適切な電圧に設定することができ、かつ、故障発生時の昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を低減できる。これにより、定電流回路５０のスイッチ素子５１に印加される電圧を低減できるため、スイッチ素子５１の故障を抑制できる。

また、本実施の形態に係る点灯装置１０のフィードバック回路にオープン故障が発生した場合に、昇圧チョッパ回路３０は、駆動の停止及び再開を交互に繰り返す。このため、光源４０が点滅する。これにより、ユーザは、点灯装置１０の故障に容易に気付くことができる。

また、点灯装置１０において、過電圧検出回路６０は、出力電圧に対応する電圧と、停止基準電圧と、を比較するコンパレータ６７と、コンパレータ６７の出力端子と停止基準電圧が入力される入力端子との間に接続される抵抗素子６５と、を有してもよい。

これにより、コンパレータ６７がヒステリシスコンパレータとして機能するため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が、停止基準電圧より低くなってから所定の遅延時間が経過した後に、コンパレータ６７は、停止信号の出力を停止することができる。

また、点灯装置１０は、過電圧検出回路６０を駆動する駆動電圧を生成する制御電源回路７０をさらに備え、制御電源回路７０は、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０に駆動電圧を供給し、駆動制御回路９０は、停止信号が入力される場合に、制御電源回路７０から昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０への駆動電圧の供給を遮断してもよい。

このように、制御電源回路７０から、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０への駆動電圧の供給を遮断することで、昇圧チョッパ回路３０を停止させることができる。このため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を確実に低下させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る点灯装置について説明する。本実施の形態に係る点灯装置は、過電圧検出回路の構成において実施の形態１に係る点灯装置１０と相違し、その他の構成において一致する。以下、本実施の形態に係る点灯装置について、実施の形態１に係る点灯装置１０との相違点を中心に説明する。

［２－１．構成］
本実施の形態に係る点灯装置の構成について図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１１０の構成を示す回路図である。図２に示されるように、点灯装置１１０は、昇圧チョッパ回路３０と、過電圧検出回路１６０と、制御電源回路７０と、定電流回路５０と、駆動制御回路９０と、整流回路２２と、光源４０と、を備える。

本実施の形態に係る過電圧検出回路１６０は、ＲＣ回路１６Ｃと、バイポーラトランジスタ１６４及び１６７と、抵抗素子１６５及び１６６と、を有する。

ＲＣ回路１６Ｃは、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される回路である。ＲＣ回路１６Ｃは、分圧抵抗と、コンデンサ１６３と、を有する。

分圧抵抗は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が印加される回路であり、昇圧チョッパ回路３０の出力端子に接続される。分圧抵抗は、直列接続された第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２を有する。第一抵抗素子１６１の一方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の高電位側の出力端子に接続され、他方の端子は、第二抵抗素子１６２の一方の端子に接続される。第二抵抗素子１６２の他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。このように、第一抵抗素子１６１は、第二抵抗素子１６２より高い電位が印加される。第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点は、コンデンサ１６３の一方の端子、及び、バイポーラトランジスタ１６４のエミッタ端子に接続される。また、第一抵抗素子１６１は、第二抵抗素子１６２より抵抗値が小さい。第一抵抗素子１６１の抵抗値は、第二抵抗素子１６２の抵抗値の１／１０以下であってもよい。例えば、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の抵抗値は、それぞれ、１．５ＭΩ、及び、１０ｋΩである。分圧抵抗を用いることで、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を、過電圧検出回路１６０で取り扱いやすい電圧に分圧することができる。

コンデンサ１６３は、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点に接続される。コンデンサ１６３の一方の端子は、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点、及び、バイポーラトランジスタ１６４のエミッタ端子に接続され、他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。

バイポーラトランジスタ１６４は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が印加されるＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタ１６４のエミッタ端子は、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点と、コンデンサ１６３の一方の端子とに接続される。バイポーラトランジスタ１６４のベース端子は、抵抗素子１６５及び抵抗素子１６６の接続点に接続される。バイポーラトランジスタ１６４のコレクタ端子は、バイポーラトランジスタ１６７のベース端子に接続される。

抵抗素子１６５及び１６６は、制御電源回路７０の出力電圧を分圧する素子である。抵抗素子１６５及び１６６は、制御電源回路７０の１６Ｖ程度の出力電圧を分圧して、バイポーラトランジスタ１６４のベース端子に入力される停止基準電圧を生成する。抵抗素子１６５の一方の端子は、制御電源回路７０の出力端子に接続され、他方の端子は、抵抗素子１６６の一方の端子に接続される。抵抗素子１６６の他方の端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。抵抗素子１６５及び１６６の接続点は、バイポーラトランジスタ１６４のベース端子に接続される。

バイポーラトランジスタ１６７は、駆動制御回路９０に停止信号を出力するＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタ１６７のベース端子は、バイポーラトランジスタ１６４のコレクタ端子に接続される。バイポーラトランジスタ１６７のコレクタ端子は、駆動制御回路９０のバイポーラトランジスタ９４のベース端子に接続される。バイポーラトランジスタ１６７のエミッタ端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子に接続される。

［２－２．動作］
次に、本実施の形態に係る点灯装置１１０の動作について説明する。以下では、点灯装置１１０のフィードバック回路で断線などのオープン故障が発生した場合の動作について説明する。

点灯装置１１０のフィードバック回路において、オープン故障が発生した場合にも、実施の形態１に係る点灯装置１０と同様に、昇圧チョッパ回路３０を適切に制御できなくなるため、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が上昇し続ける場合がある。このような場合に、過電圧検出回路１６０のＲＣ回路１６Ｃの分圧抵抗に印加される電圧が上昇するため、分圧抵抗の第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点における電圧値Ｖｂが上昇する。なお、電圧値Ｖｂは、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧の上昇に対して、ＲＣ回路１６Ｃの時定数に対応する時間だけ遅延して上昇する。ここで、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点は、バイポーラトランジスタ１６４のエミッタ端子に接続されている。このため、電圧値Ｖｂが上昇を続けて、バイポーラトランジスタ１６４のベース端子に印加される停止基準電圧の電圧値Ｖａを超える場合に、バイポーラトランジスタ１６４のエミッタ－コレクタ間が導通状態になる。これに伴い、バイポーラトランジスタ１６４のコレクタ端子に接続されたバイポーラトランジスタ１６７のベース端子にＨＩＧＨレベルの電圧が印加される。これにより、バイポーラトランジスタ１６７のベース－エミッタ間にＨＩＧＨレベルの電圧が印加されるため、バイポーラトランジスタ１６７のコレクタ－エミッタ間が導通状態に維持される。したがって、バイポーラトランジスタ１６７のコレクタ端子は、昇圧チョッパ回路３０の低電位側の出力端子と導通状態に維持されることで、ＬＯＷレベルに維持される。これにより、過電圧検出回路１６０から駆動制御回路９０にＬＯＷレベルの停止信号が出力される。

駆動制御回路９０のバイポーラトランジスタ９４のベース端子にＬＯＷレベルの停止信号が入力されることにより、実施の形態１と同様に、制御電源回路７０と制御電源端子Ｖｃｃとの間が遮断状態に維持される。これにより、昇圧チョッパ回路３０の駆動回路３９、及び、定電流回路５０のオペアンプ５４に駆動電圧が供給されなくなるため、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動が停止される。したがって、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧が低下し、電圧値Ｖｄは、停止基準電圧の値より低くなる。

ここで、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点の電圧値Ｖｂは、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧の低下に対して、ＲＣ回路１６Ｃの時定数に対応する時間だけ遅延して低下する。また、第一抵抗素子１６１を介してコンデンサ１６３が充電されるのに要する時間は、第一抵抗素子１６１及びコンデンサ１６３からなる回路の時定数によって規定される。第二抵抗素子１６２を介してコンデンサ１６３が放電されるのに要する時間は、第二抵抗素子１６２及びコンデンサ１６３からなる回路の時定数によって規定される。本実施の形態では、第一抵抗素子１６１は、第二抵抗素子１６２より抵抗値が小さい。このため、コンデンサ１６３が放電されるのに要する時間は、コンデンサ１６３が充電されるのに要する時間より長い。つまり、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、停止信号の出力を停止することになる。また、この所定の遅延時間は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えてから、停止信号を出力するまでの遅延時間より長い。

これにより、本実施の形態に係る点灯装置１１０においても、実施の形態１に係る点灯装置１０と同様の効果が奏される。

［２－３．効果等］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１１０の過電圧検出回路１６０は、実施の形態１に係る過電圧検出回路６０と同様に、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超える場合に駆動制御回路に停止信号を出力することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を停止させる。また、過電圧検出回路１６０は、出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、停止信号の出力を停止することで、昇圧チョッパ回路３０及び定電流回路５０の駆動を再開させる。

これにより、本実施の形態に係る点灯装置１１０においても、実施の形態１に係る点灯装置１０と同様の効果が奏される。

また、点灯装置１１０において、過電圧検出回路１６０は、出力電圧が印加されるＲＣ回路１６Ｃを有してもよい。

これにより、過電圧検出回路１６０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧をＲＣ回路１６Ｃの時定数に応じた遅延時間後に検出することができる。

また、点灯装置１１０において、ＲＣ回路１６Ｃは、出力電圧が印加される分圧抵抗を有してもよい。

これにより、過電圧検出回路１６０は、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧を、過電圧検出回路１６０で取り扱いやすい電圧に分圧することができる。

また、点灯装置１１０において、ＲＣ回路１６Ｃは、コンデンサ１６３をさらに有し、分圧抵抗は、直列接続された第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２を有し、第一抵抗素子１６１は、第二抵抗素子１６２より高い電位が印加され、かつ、第二抵抗素子１６２より抵抗値が小さく、コンデンサ１６３は、第一抵抗素子１６１及び第二抵抗素子１６２の接続点に接続されてもよい。

これにより、コンデンサ１６３が放電されるのに要する時間は、コンデンサ１６３が充電されるのに要する時間より長くなる。したがって、昇圧チョッパ回路３０の出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超えた後、停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、停止信号の出力を停止することができる。

（変形例など）
以上、本発明に係る点灯装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの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、点灯装置は、光源４０を備えたが、点灯装置は、光源４０を備えなくてもよい。光源４０は、点灯装置１０と一体化されていなくてもよいし、点灯装置１０に着脱自在に設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、光源４０とスイッチ素子５１とが直接接続されたが、光源４０とスイッチ素子５１との間に他の素子が接続されてもよい。この場合、光源４０及びスイッチ素子５１の接続点は、光源４０とスイッチ素子５１との間の任意の点であってよい。

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、又は、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、１１０ 点灯装置
３０ 昇圧チョッパ回路
１６３ コンデンサ
６５ 抵抗素子
４０ 光源
５０ 定電流回路
６０、１６０ 過電圧検出回路
１６１ 第一抵抗素子
１６２ 第二抵抗素子
６７ コンパレータ
７０ 制御電源回路
８０ 制御回路
９０ 駆動制御回路

Claims (6)

1. １以上の発光素子を含む光源に直流電流を供給する昇圧チョッパ回路と、
   前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が印加される過電圧検出回路と、
   前記直流電流を一定に維持する定電流回路と、
   前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動状態を制御する駆動制御回路と、を備え、
   前記過電圧検出回路は、
   前記出力電圧に対応する電圧が停止基準電圧を超える場合に前記駆動制御回路に停止信号を出力することで、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動を停止させ、
   前記出力電圧に対応する電圧が前記停止基準電圧を超えた後、前記停止基準電圧より低くなった時点から所定の遅延時間が経過した後に、前記停止信号の出力を停止することで、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路の駆動を再開させる
   点灯装置。
2. 前記過電圧検出回路は、前記出力電圧に対応する電圧と、前記停止基準電圧と、を比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力端子と前記停止基準電圧が入力される入力端子との間に接続される抵抗素子と、を有する
   請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記過電圧検出回路は、前記出力電圧が印加されるＲＣ回路を有する
   請求項１に記載の点灯装置。
4. 前記ＲＣ回路は、前記出力電圧が印加される分圧抵抗を有する
   請求項３に記載の点灯装置。
5. 前記ＲＣ回路は、コンデンサをさらに有し、
   前記分圧抵抗は、直列接続された第一抵抗素子及び第二抵抗素子を有し、
   前記第一抵抗素子は、前記第二抵抗素子より高い電位が印加され、かつ、前記第二抵抗素子より抵抗値が小さく、
   前記コンデンサは、前記第一抵抗素子及び前記第二抵抗素子の接続点に接続される
   請求項４に記載の点灯装置。
6. 前記点灯装置は、前記過電圧検出回路を駆動する駆動電圧を生成する制御電源回路をさらに備え、
   前記制御電源回路は、前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路に前記駆動電圧を供給し、
   前記駆動制御回路は、前記停止信号が入力される場合に、前記制御電源回路から前記昇圧チョッパ回路及び前記定電流回路への前記駆動電圧の供給を遮断する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の点灯装置。

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