JP2022077943A - 点灯装置、及び照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる点灯装置、及びそれを備える照明器具を提供する。
【解決手段】 点灯装置1は、フィルタ回路2と、点灯回路3と、を備える。フィルタ回路2は、交流電力を供給する一対の給電路W11、W12に電気的に接続される。点灯回路3は、一対の給電路W11、W12からフィルタ回路2を介して交流電力を供給され、照明負荷4に点灯電力を供給する。フィルタ回路2は、一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続される第1インダクタ回路21とキャパシタ回路23との直列回路と、キャパシタ回路23の両端のうち少なくとも一方と点灯回路3との間に電気的に接続される第2インダクタ回路22と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】 点灯装置1は、フィルタ回路2と、点灯回路3と、を備える。フィルタ回路2は、交流電力を供給する一対の給電路W11、W12に電気的に接続される。点灯回路3は、一対の給電路W11、W12からフィルタ回路2を介して交流電力を供給され、照明負荷4に点灯電力を供給する。フィルタ回路2は、一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続される第1インダクタ回路21とキャパシタ回路23との直列回路と、キャパシタ回路23の両端のうち少なくとも一方と点灯回路3との間に電気的に接続される第2インダクタ回路22と、を有する。
【選択図】図1
Description
本開示は、点灯装置、及び照明器具に関する。
特許文献1の点灯装置は、交流電源に接続されるフィルタ回路を備えている。フィルタ回路の出力には力率改善回路が接続されている。力率改善回路の出力には点灯回路が接続されている。点灯回路の出力はLEDモジュールに接続されている。
フィルタ回路は、交流電源に並列に接続された入力キャパシタを備えている。入力キャパシタにコモンモードチョークコイルが並列接続されている。コモンモードチョークコイルには、チョークコイルと出力キャパシタが直列に接続されている。チョークコイルと出力キャパシタの中点と、出力キャパシタとコモンモードチョークコイルの中点が、フィルタ回路の出力となっている。
特許文献1のような点灯装置を搭載している照明器具は、雑音規格を満たす必要がある。しかしながら、雑音規格は年々厳しくなる方向に改正される傾向にあり、雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制する必要がある。
そこで、照明器具に搭載されたときに雑音規格を満たすことができるように、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制可能な点灯装置が求められている。
本開示の目的とするところは、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる点灯装置、及びそれを備える照明器具を提供することにある。
本開示の一態様に係る点灯装置は、フィルタ回路と、点灯回路と、を備える。前記フィルタ回路は、交流電力を供給する一対の給電路に電気的に接続される。前記点灯回路は、前記一対の給電路から前記フィルタ回路を介して前記交流電力を供給され、照明負荷に点灯電力を供給する。前記フィルタ回路は、前記一対の給電路の間に電気的に接続される第1インダクタ回路とキャパシタ回路との直列回路と、前記キャパシタ回路の両端のうち少なくとも一方と前記点灯回路との間に電気的に接続される第2インダクタ回路と、を有する。
本開示の一態様に係る照明器具は、上述の点灯装置と、前記点灯装置を支持する筐体と、を備える。
以上説明したように、本開示では、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができるという効果がある。
以下の実施形態は、一般に、点灯装置、及び照明器具に関する。より詳細には、交流電力を供給される点灯装置、及び照明器具に関する。
以下、実施形態に係る点灯装置、及び照明器具について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)点灯装置の概要
図1の点灯装置1は、交流電源9から一対の給電路W11、W12を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を照明負荷4に供給する。照明負荷4は、点灯装置1から供給された直流電力によって点灯する。
図1の点灯装置1は、交流電源9から一対の給電路W11、W12を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を照明負荷4に供給する。照明負荷4は、点灯装置1から供給された直流電力によって点灯する。
照明負荷4は、複数の固体発光素子を有する。例えば、照明負荷4は、複数の固体発光素子に相当する複数のLED(Light Emitting Diode)が直列接続されたLEDアレイを有している。なお、照明負荷4は、固体発光素子としてLEDを有する構成に限らない。照明負荷4は、例えば、有機EL(Organic Electro Luminescence、OEL)、又は半導体レーザダイオード(Laser Diode、LD)などの他の固体発光素子を有していてもよい。また、固体発光素子の数は、複数に限らず、1つであってもよい。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は直列接続であるが、この接続関係に限らない。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続関係であってもよい。
点灯装置1は、フィルタ回路2と、点灯回路3と、を備える。
点灯回路3は、整流回路31と、スイッチング回路32と、を備えており、一対の給電路W11、W12からフィルタ回路2を介して交流電力を供給され、照明負荷4に点灯電力を供給する。一対の給電路W11、W12は、電線、バスバー、又は基板の回路パターンなどの導体を有する。
整流回路31は、少なくとも1つの整流素子(ダイオード、サイリスタ、又はトライアックなど)を備えて、一対の給電路W11、W12からフィルタ回路2を介して入力される交流電圧V1を整流する。本実施形態の整流回路31は、ダイオードブリッジを有して、交流電圧V1を全波整流し、整流電圧V2を出力する。なお、整流回路31は、交流電圧V1を半波整流するものであってもよい。
スイッチング回路32は、少なくとも1つのスイッチング素子を有する。そして、スイッチング回路32は、スイッチング素子がオンオフするスイッチング動作を行うことで、整流電圧V2を電圧変換し、所望の直流電圧に調整された出力電圧Voを出力する。出力電圧Voは照明負荷4の両端間に印加され、照明負荷4には直流の出力電流Ioが流れる。照明負荷4に出力電流Ioが流れると、照明負荷4が点灯する。スイッチング回路32は、出力電流Ioの大きさを制御することで、照明負荷4が発する光の強度を調整する。
スイッチング回路32は、例えば昇圧コンバータ及び降圧コンバータを備える。この場合、昇圧コンバータは、力率改善機能を有し、整流電圧V2を力率改善のために昇圧する。降圧コンバータは、昇圧コンバータの出力電圧を降圧して、出力電圧Voを生成する。
また、スイッチング回路32は、例えば昇降圧コンバータを備えてもよい。この場合、昇降圧コンバータは、シングルステージコンバータ(SSコンバータ)で構成されてもよい。SSコンバータは、力率改善回路の機能とAC/DCコンバータの機能とを備えた、1コンバータ方式(電圧変換が1回)のコンバータである。
本実施形態のスイッチング回路32では、スイッチング回路32が備えるスイッチング素子は、40kHz以上、500kHz以下のスイッチング周波数でスイッチングする。詳細には、スイッチング回路32が複数のスイッチング素子を備えるのであれば、複数のスイッチング素子のうち少なくとも1つが40kHz以上、500kHz以下のスイッチング周波数でスイッチングする。このため、点灯回路3は、スイッチング周波数を基本周波数とする雑音(ノイズ)を発生しやすくなる。一方、点灯装置1を搭載している照明器具は、照明器具に適用される雑音規格を満たす必要がある。雑音規格としては、例えば国際無線障害特別委員会(CISPR)が定めるCISPR15、及び日本国の電気用品安全法などがある。
CISPR15などの雑音規格では、電源端子、負荷端子、及び制御端子のそれぞれにおける妨害波電圧(雑音端子電圧)の許容値、及び放射電磁妨害波の許容値を規定している。例えば、電源端子における妨害波電圧は、周波数範囲9kHz~30MHzでの許容値が規定されている。負荷端子及び制御端子のそれぞれにおける妨害波電圧は、周波数範囲150kHz~30MHzでの許容値が規定されている。放射電磁妨害波の電磁界強度の磁界成分は、周波数範囲9kHz~30MHzでの許容値が規定されている。放射電磁妨害波の電磁界強度の電界成分は、周波数範囲30MHz~300MHzでの許容値が規定されている。妨害波電圧の許容値は、準尖頭値(QP:Quasi Peak)、及び平均値(AV:Average)でそれぞれ規定されている。放射電磁妨害波の許容値は、準尖頭値で規定されている。
そこで、点灯装置1は、雑音規格を満たすためにフィルタ回路2を備える。
フィルタ回路2は、一対の入力部241、242、及び一対の出力部251、252を備える。一対の入力部241、242は、一対の給電路W11、W12がそれぞれ電気的に接続される端子、半田、又は基板の回路パターンなどの導体を有する。図1では、入力部241は給電路W11に電気的に接続し、入力部242は給電路W12に電気的に接続している。一対の出力部251、252は、点灯回路3の入力部に電気的に接続される電線、バスバー、又は基板の回路パターンなどの導体を有する。
フィルタ回路2は、第1インダクタ回路21、第2インダクタ回路22、及びキャパシタ回路23を有する。そして、第1インダクタ回路21とキャパシタ回路23との直列回路は、一対の入力部241、242を介して一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続される。第2インダクタ回路22は、キャパシタ回路23の両端のうち少なくとも一方と点灯回路3との間に電気的に接続される。
すなわち、一対の給電路W11、W12と点灯回路3との間に電気的に接続された第1インダクタ回路21、キャパシタ回路23、及び第2インダクタ回路22は、一対の給電路W11、W12から第1インダクタ回路21、キャパシタ回路23、第2インダクタ回路22の順に電気的に接続されている。このようなフィルタ回路2は、LCL型のフィルタ回路となる。
点灯装置1は、LCL型のフィルタ回路2を備えることで、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
(2)フィルタ回路
(2.1)フィルタ回路の構成
図2は、フィルタ回路2の一例として、フィルタ回路2Aの構成を示す。
(2.1)フィルタ回路の構成
図2は、フィルタ回路2の一例として、フィルタ回路2Aの構成を示す。
フィルタ回路2Aは、一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続される第1インダクタ回路21とキャパシタ回路23との直列回路、及びキャパシタ回路23の両端のうち少なくとも一方と点灯回路3との間に電気的に接続される第2インダクタ回路22、を有する。
本実施形態のキャパシタ回路23は、ノーマルモードの雑音を抑制するXコンデンサ(アクロス・ザ・ラインコンデンサ)として機能するコンデンサC1を備えている。コンデンサC1は、第1インダクタ回路21を介して、一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続されている。
フィルタ回路2Aでは、第1インダクタ回路21は、第1コモンモードノイズフィルタLc1、及び第1ノーマルモードノイズフィルタLn1を備え、第2インダクタ回路22は、第2ノーマルモードノイズフィルタLn2を備える。「コモンモードノイズフィルタ」は、コモンモードの雑音を抑制するためのフィルタであり、「ノーマルモードノイズフィルタ」は、ノーマルモード(ディファレンスモード)の雑音を抑制するためのフィルタである。なお、以降の説明では、「ノイズフィルタ」を「NF」と略称することがある。例えば、第1コモンモードノイズフィルタLc1を第1コモンモードNFLc1、第1ノーマルモードノイズフィルタLn1を第1ノーマルモードNFLn1、第2ノーマルモードノイズフィルタLn2を第2ノーマルモードNFLn2と略称する。
第1コモンモードNFLc1は、2つのコイル211、212を備える。コイル211の一端は、入力部241を介して給電路W11に電気的に接続し、コイル212の一端は、入力部242を介して給電路W12に電気的に接続している。コイル211の他端は、第1ノーマルモードNFLn1を介してコンデンサC1の一端に電気的に接続し、コイル212の他端は、コンデンサC1の他端及び出力部252に電気的に接続している。コイル211とコンデンサC1との接続点は、第2ノーマルモードNFLn2を介して出力部251に電気的に接続している。
第1インダクタ回路21は、1つの鉄心に2つのコイル211、212を巻き付けたハイブリッド型のチョークコイルであることが好ましい。ハイブリッド型のチョークコイルでは、2つのコイル211、212が第1コモンモードNFLc1として機能する。また、第1インダクタ回路21は、チョークコイルに漏れ磁束を生じさせることによって、第1ノーマルモードNFLn1として機能する。すなわち、第1コモンモードNFLc1及び第1ノーマルモードNFLn1は、チョークコイルで構成されている。例えば、チョークコイルは閉磁路を構成する。そして、第1インダクタ回路21をハイブリッド型のチョークコイルで構成することで、第1コモンモードNFLc1及び第1ノーマルモードNFLn1を1つの部品で構成することができ、フィルタ回路2の小型化を図ることができる。
図3は、ハイブリッド型のチョークコイルで構成された第1インダクタ回路21の等価回路を示す。第1インダクタ回路21の等価回路では、第1ノーマルモードNFLn1は、ノーマルモードNFLn11、及びノーマルモードNFLn12で構成される。ノーマルモードNFLn11は、入力部241を介して給電路W11に直列接続されている。ノーマルモードNFLn12は、入力部242を介して給電路W12に直列接続されている。
上述の第1コモンモードNFLc1、第1ノーマルモードNFLn1、及び第2ノーマルモードNFLn2の各インダクタンスは、以下の各範囲内に収まるように設定されることが好ましい。なお、以下の説明でノイズフィルタのインダクタンスを表記するときには、ノイズフィルタの符号の最後に「*」を付与する。
第1コモンモードNFLc1のインダクタンスLc1*は、11~70mHであることが好ましい。第1ノーマルモードNFLn1のインダクタンスLn1*は、0.2~3mHであることが好ましい。第2ノーマルモードNFLn2のインダクタンスLn2*は、0.2~3mHであることが好ましい。
特に、第1ノーマルモードNFLn1のインダクタンスLn1*は、0.2~2mHであることが好ましい。特には、第2ノーマルモードNFLn2のインダクタンスLn2*は、0.33~0.82mHであることが好ましい。
また、第1コモンモードNFLc1のインダクタンスLc1*は、第1ノーマルモードNFLn1のインダクタンスLn1*と第2ノーマルモードNFLn2のインダクタンスLn2*との和より大きいことが好ましい。すなわち、Lc1*>Ln1*+Ln2*となる。この場合、フィルタ回路2は、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの両方を十分に抑制できる。
また、第1ノーマルモードNFLn1のインダクタンスLn1*と第2ノーマルモードNFLn2のインダクタンスLn2*とは等しいことが好ましい。すなわち、Ln1*=Ln2*となる。この場合、第1ノーマルモードNFLn1と第2ノーマルモードNFLn2とを同じ部品とすることができ、フィルタ回路2を構成する部品の共通化を図ることができる。
上述のように、フィルタ回路2Aは、第1インダクタ回路21として、第1コモンモードNFLc1及び第1ノーマルモードNFLn1の各機能を有するハイブリッド型のチョークコイルを備える。さらに、フィルタ回路2Aは、第2インダクタ回路22として、第2ノーマルモードNFLn2を備える。さらに、フィルタ回路2Aは、第1インダクタ回路21と第2インダクタ回路22との間に、Xコンデンサとして機能するコンデンサC1を備える。このような構成を備えるフィルタ回路2Aは、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。特に、フィルタ回路2Aは、9kHz~数100kHz程度の比較的低い周波数範囲であっても、雑音を抑制することができる。
(2.2)比較
図4は、比較例のフィルタ回路8の構成を示す。
図4は、比較例のフィルタ回路8の構成を示す。
フィルタ回路8は、コンデンサ81、コモンモードNF82、ノーマルモードNF83、一対の入力部841、842、及び一対の出力部851、852を備える。一対の入力部841、842は、一対の給電路W11、W12にそれぞれ電気的に接続される。一対の出力部851、852は、点灯回路3の入力部に電気的に接続される。
コンデンサ81は、一対の入力部841、842の間に電気的に接続されている。すなわち、コンデンサ81は、一対の給電路W11、W12の間に電気的に接続されている。コモンモードNF82は、一対の入力部841、842を介して、一対の給電路W11、W12に電気的に直列接続している。ノーマルモードNF83の一端は、コモンモードNF82を介して入力部841に電気的に接続している。ノーマルモードNF83の他端は、出力部851に電気的に接続している。入力部842は、コモンモードNF82を介して出力部852に電気的に接続している。
すなわち、一対の給電路W11、W12と点灯回路3との間に電気的に接続されたコンデンサ81、コモンモードNF82、ノーマルモードNF83は、一対の給電路W11、W12からコンデンサ81、コモンモードNF82、ノーマルモードNF83の順に電気的に接続されている。このようなフィルタ回路8は、CLL型のフィルタ回路となる。
以下、本実施形態のフィルタ回路2A、及び比較例のフィルタ回路8による雑音抑制効果について、図5~図8の各周波数特性図を用いて説明する。図5~図8は、点灯装置の電源端子において測定された妨害波電圧のピーク値を、測定値Y11、Y1、Y12、Y2としてそれぞれ示す。また、図5~図8において、Yaは、CISPRJ15:2017で規定されている電源端子における妨害波電圧のQP規格値(準尖頭値の規格値)を示す。また、図5~図8において、Ybは、CISPRJ15:2017で規定されている電源端子における妨害波電圧のAV規格値(平均値の規格値)を示す。なお、本実施形態のフィルタ回路2Aによる雑音抑制効果は、フィルタ回路2Aを有する点灯装置1を用いて得られた効果である。また、比較例のフィルタ回路8による雑音抑制効果は、点灯装置1のフィルタ回路2Aをフィルタ回路8に交換して得られた効果である。
図5及び図6は、30Wクラスの照明器具を測定対象とした妨害波電圧の周波数特性を示す。30Wクラスの照明器具では、スイッチング回路32は、昇圧コンバータ及び降圧コンバータを備える。昇圧コンバータが備えるスイッチング素子のスイッチング周波数、及び降圧コンバータが備えるスイッチング素子のスイッチング周波数の少なくとも一方は、40kHz以上、500kHz以下である。なお、以降の説明では、スイッチング回路32が備えるスイッチング素子のスイッチング周波数を、スイッチング回路32のスイッチング周波数と称することがある。
図5は、比較例のフィルタ回路8による妨害波電圧の測定値Y11を、妨害波電圧のQP規格値Ya及びAV規格値Ybとともに示す。30Wクラスの照明器具にフィルタ回路8を用いたときの測定値Y11は、40~60kHz付近、100kHz付近、及び150kHz付近のそれぞれでピークとなる。したがって、30Wクラスの照明器具にフィルタ回路8を用いると、電源端子における妨害波電圧は、40~60kHz付近、100kHz付近、及び150kHz付近のそれぞれで、QP規格値Ya又はAV規格値Ybを満たさない可能性がある。
図6は、本実施形態のフィルタ回路2Aによる妨害波電圧の測定値Y1を、妨害波電圧のQP規格値Ya及びAV規格値Ybとともに示す。30Wクラスの照明器具にフィルタ回路2Aを用いたときの測定値Y1は、40~500kHzの範囲で、測定値Y11よりも小さくなっている。したがって、フィルタ回路2Aは、フィルタ回路8に比べて、スイッチング回路32のスイッチング周波数(40kHz以上、500kHz以下)に対応する雑音を低減させることができる。特に、測定値Y1では、測定値Y11に比べて、40~150kHzでの妨害波電圧が顕著に低減されており、40~60kHz付近、100kHz付近、及び150kHz付近の各ピークが抑えられている。例えば、測定値Y1では、測定値Y11に比べて、40~60kHz付近のピークが約16dB程度低くなっている。
図7は、比較例のフィルタ回路8による妨害波電圧の測定値Y12を、妨害波電圧のQP規格値Ya及びAV規格値Ybとともに示す。10Wクラスの照明器具にフィルタ回路8を用いたときの測定値Y12は、60kHz付近、110kHz付近、及び150kHz付近のそれぞれでピークとなる。したがって、10Wクラスの照明器具にフィルタ回路8を用いると、電源端子における妨害波電圧は、60kHz付近、110kHz付近、及び150kHz付近のそれぞれで、QP規格値Ya又はAV規格値Ybを満たさない可能性がある。
図8は、本実施形態のフィルタ回路2Aによる妨害波電圧の測定値Y2を、妨害波電圧のQP規格値Ya及びAV規格値Ybとともに示す。10Wクラスの照明器具にフィルタ回路2Aを用いたときの測定値Y2は、40~500kHzの範囲で、測定値Y12よりも小さくなっている。したがって、フィルタ回路2Aは、フィルタ回路8に比べて、スイッチング回路32のスイッチング周波数(40kHz以上、500kHz以下)に対応する雑音を低減させることができる。特に、測定値Y2では、測定値Y12に比べて、60kHz付近、110kHz付近、及び150kHz付近の各ピークが抑えられている。例えば、測定値Y2では、測定値Y12に比べて、40~60kHz付近のピークが約16dB程度低くなっている。
(3)第1インダクタの変形例
図9及び図10のそれぞれは、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2B、2Cを示す。
図9及び図10のそれぞれは、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2B、2Cを示す。
図9のフィルタ回路2Bの第1インダクタ回路21は、第1コモンモードNFLc1及び第1ノーマルモードNFLn1のうち、第1ノーマルモードNFLn1のみを備えている。この場合、第1インダクタ回路21は、ノーマルモードの雑音を抑制するためのフィルタとなる。
図10のフィルタ回路2Cの第1インダクタ回路21は、第1コモンモードNFLc1及び第1ノーマルモードNFLn1のうち、第1コモンモードNFLc1のみを備えている。この場合、第1インダクタ回路21は、コモンモードの雑音を抑制するためのフィルタとなる。
そして、フィルタ回路2がフィルタ回路2B又は2Cで構成されていても、点灯装置1は、LCL型のフィルタ回路2を備えることで、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
(4)第2インダクタの変形例
図11及び図12のそれぞれは、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2D、2Eを示す。
図11及び図12のそれぞれは、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2D、2Eを示す。
図11のフィルタ回路2Dの第2インダクタ回路22は、第2ノーマルモードNFLn2に加えて、第2コモンモードNFLc2を更に備えている。
第2コモンモードNFLc2は、2つのコイル221、222を備える。コイル221の一端は、第2ノーマルモードNFLn2を介してコンデンサC1の一端に電気的に接続し、コイル222の一端は、コンデンサC1の他端に電気的に接続している。コイル221の他端は、出力部251に電気的に接続し、コイル222の他端は、出力部252に電気的に接続している。この場合、第2インダクタ回路22は、ノーマルモードの雑音及びコモンモードの雑音を抑制するためのフィルタとなる。
図11では、第2インダクタ回路22は、1つの鉄心に2つのコイル221、222を巻き付けたハイブリッド型のチョークコイルであることが好ましい。ハイブリッド型のチョークコイルでは、2つのコイル221、222が第2コモンモードNFLc2として機能する。また、第2インダクタ回路22は、チョークコイルに漏れ磁束を生じさせることによって、第2ノーマルモードNFLn2として機能する。すなわち、第2コモンモードNFLc2及び第2ノーマルモードNFLn2は、チョークコイルで構成されている。例えば、チョークコイルは閉磁路を構成する。そして、第2インダクタ回路22をハイブリッド型のチョークコイルで構成することで、第2コモンモードNFLc2及び第2ノーマルモードNFLn2を1つの部品で構成することができ、フィルタ回路2の小型化を図ることができる。
図12のフィルタ回路2Eの第2インダクタ回路22は、第2コモンモードNFLc2及び第2ノーマルモードNFLn2のうち、第2コモンモードNFLc2のみを備えている。この場合、第2インダクタ回路22は、コモンモードの雑音を抑制するためのフィルタとなる。
そして、フィルタ回路2がフィルタ回路2D又は2Eで構成されていても、点灯装置1は、LCL型のフィルタ回路2を備えることで、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
(5)コンデンサの変形例
図13は、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2Fを示す。
図13は、フィルタ回路2の変形例としてフィルタ回路2Fを示す。
図13のフィルタ回路2Fのキャパシタ回路23は、コモンモードの雑音を抑制するYコンデンサ(ライン・バイパス・コンデンサ)として機能するコンデンサC11~C13を備えている。コンデンサC11とコンデンサC12との直列回路は、第1インダクタ回路21の出力端間(第2インダクタ回路22の入力端間)に接続されている。コンデンサC13は、コンデンサC11、C12の接続点と回路アースとの間に接続されている。
そして、フィルタ回路2がフィルタ回路2Fで構成されていても、点灯装置1は、LCL型のフィルタ回路2を備えることで、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
また、図2、図9、図10、図11、図12のコンデンサC1と並列にYコンデンサ(コンデンサC11~C13)を接続してもよい。この場合も、点灯装置1は、LCL型のフィルタ回路2を備えており、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
(6)点灯回路の変形例
図14は、点灯回路3の変形例を示す。
図14は、点灯回路3の変形例を示す。
図14の点灯回路3は、整流回路31、及びスイッチング回路32に加えて、コンデンサ33を更に備える。コンデンサ33は、整流回路31の出力端間(スイッチング回路32の入力端間)に接続されており、整流電圧V2を印加される。コンデンサ33は、ノーマルモードの雑音を抑制するXコンデンサとして機能する。
本変形例では、点灯回路3がコンデンサ33をXコンデンサとして備えることで、ノーマルモードの雑音をより抑制できる。すなわち、点灯装置1は、外部に放出する雑音をより抑制することができる。
(7)フィルタ回路の変形例
点灯装置1は、図15に示すフィルタ回路2G、及び整流回路31Aを備えていてもよい。フィルタ回路2Gは、第1インダクタ回路21、キャパシタ回路23、及び第2インダクタ回路22を備えている。フィルタ回路2Gの第1インダクタ回路21、第2インダクタ回路22、及びキャパシタ回路23の各具体構成は、上述の実施形態及び各変形例のいずれの構成であってもよい。
点灯装置1は、図15に示すフィルタ回路2G、及び整流回路31Aを備えていてもよい。フィルタ回路2Gは、第1インダクタ回路21、キャパシタ回路23、及び第2インダクタ回路22を備えている。フィルタ回路2Gの第1インダクタ回路21、第2インダクタ回路22、及びキャパシタ回路23の各具体構成は、上述の実施形態及び各変形例のいずれの構成であってもよい。
整流回路31Aは、フィルタ回路2Gのキャパシタ回路23と第2インダクタ回路22との間に電気的に接続されている。整流回路31Aは、少なくとも1つの整流素子(ダイオード、サイリスタ、又はトライアックなど)を備えて、一対の給電路W11、W12からフィルタ回路2Gの第1インダクタ回路21及びキャパシタ回路23を介して入力される交流電圧V11を整流する。本実施形態の整流回路31Aは、ダイオードブリッジを有して、交流電圧V11を全波整流し、整流電圧V21を出力する。整流電圧V21は、第2インダクタ回路22を介してスイッチング回路32に入力される。なお、整流回路31Aは、交流電圧V11を半波整流するものであってもよい。
本変形例のフィルタ回路2Gでは、第2インダクタ回路22が整流回路31Aの出力側に設けられている。したがって、第2インダクタ回路22を整流回路31Aの入力側に設ける場合に比べて、第2インダクタ回路22に要求される絶縁距離を短くできる。この結果、第2インダクタ回路22の小型化を図ることができ、第2インダクタ回路22を構成する部品の選択の幅が拡がる。
また、点灯装置1は、図16に示すように、コンデンサ33Aを更に備えてもよい。コンデンサ33Aは、第2インダクタ回路22の出力端間(スイッチング回路32の入力端間)に接続されており、第2インダクタ回路22を介して整流電圧V21を印加される。コンデンサ33Aは、ノーマルモードの雑音を抑制するXコンデンサとして機能する。本変形例では、コンデンサ33AをXコンデンサとして備えることで、ノーマルモードの雑音をより抑制できる。すなわち、点灯装置1は、外部に放出する雑音をより抑制することができる。
また、点灯装置1は、図17に示すように、電気素子K1を更に備えてもよい。図17の電気素子K1は、整流回路31Aと第2インダクタ回路22とを電気的に接続する一対の電路の一方に直列接続されている。電気素子K1は、抵抗器、ダイオード、接点、及びヒューズなどのように、電気素子K1のインピーダンスが周波数に応じて変化しない素子である。なお、「インピーダンスが周波数に応じて変化しない」とは、電気素子K1の電気的特性が同一であるとみなせる範囲内でインピーダンスが周波数に応じて変化することを含む。なお、電気素子K1は、整流回路31Aと第2インダクタ回路22とを電気的に接続する一対の電路の一方又は両方に接続されていればよく、各電路に対して直列接続及び並列接続のいずれであってもよい。また、点灯装置1は、複数の電気素子K1を備えていてもよい。
(8)照明器具
図18は、天井に直付けされる照明器具5Aを示す。照明器具5Aは、光源ユニット100、及び筐体511を備える。筐体511は、天井に直付けされて、光源ユニット100を支持する。光源ユニット100は、点灯装置1及び照明負荷4を含み、筐体511に着脱可能に取り付けられる。ただし、筐体511は、天井に埋め込まれてもよいし、あるいは、壁に直付けされてもよいし、壁に埋め込まれてもよい。
図18は、天井に直付けされる照明器具5Aを示す。照明器具5Aは、光源ユニット100、及び筐体511を備える。筐体511は、天井に直付けされて、光源ユニット100を支持する。光源ユニット100は、点灯装置1及び照明負荷4を含み、筐体511に着脱可能に取り付けられる。ただし、筐体511は、天井に埋め込まれてもよいし、あるいは、壁に直付けされてもよいし、壁に埋め込まれてもよい。
図19Aは、天井パネル6に埋込配設されるダウンライトである照明器具5Bを示す。照明器具5Bは、点灯装置1、照明負荷4、及び筐体521、522を備える。筐体521は、アルミニウムなどの金属によって、上面が閉塞され、下面が開口した有底の円筒形状に形成されている。筐体521は照明負荷4を支持し、筐体521の上底面には、照明負荷4が取り付けられている。照明負荷4は、基板上に実装された複数のLEDである。また、筐体521の下面開口は円板状のカバー523で閉塞されている。カバー523は、ガラス又はポリカーボネートなどの透光性材料で形成されている。点灯装置1は、矩形箱状に形成された金属製の筐体522に収納され、筐体522に支持されており、天井パネル6の上面に配置されている。点灯装置1は、電気ケーブル524及びコネクタ525を介して照明負荷4に電気的に接続されている。
図19Bは、天井パネル6に埋込配設される別のダウンライトである照明器具5Cを示す。照明器具5Cは、点灯装置1、照明負荷4、及び筐体531を備える。筐体531は、アルミニウムなどの金属によって、上面が閉塞され、下面が開口した有底の円筒形状に形成されている。筐体531の下面開口は、円板状のカバー532で閉塞されている。カバー532は、ガラス又はポリカーボネートなどの透光性材料で形成されている。筐体531内は、円板状の仕切板533によって上下に分割されている。仕切板533の上面側には、点灯装置1が配置されており、筐体531は点灯装置1を支持している。仕切板533の下面には、照明負荷4が配置されている。点灯装置1は、仕切板533の通線孔534を通る電気ケーブル535によって、照明負荷4と電気的に接続されている。
なお、点灯装置1及び照明負荷4を備える照明器具は、図18の照明器具5A、図19Aの照明器具5B、及び図19Bの照明器具5Cに限定されず、スポットライト、表示灯、デジタルサイネージなどの他の照明器具であってもよい。また、照明器具は、屋内及び屋外のいずれで用いられてもよい。
(9)まとめ
実施形態に係る第1の態様の点灯装置(1)は、フィルタ回路(2)と、点灯回路(3)と、を備える。フィルタ回路(2)は、交流電力を供給する一対の給電路(W11、W12)に電気的に接続される。点灯回路(3)は、一対の給電路(W11、W12)からフィルタ回路(2)を介して交流電力を供給され、照明負荷(4)に点灯電力を供給する。フィルタ回路(2)は、一対の給電路(W11、W12)の間に電気的に接続される第1インダクタ回路(21)とキャパシタ回路(23)との直列回路と、キャパシタ回路(23)の両端のうち少なくとも一方と点灯回路(3)との間に電気的に接続される第2インダクタ回路(22)と、を有する。
実施形態に係る第1の態様の点灯装置(1)は、フィルタ回路(2)と、点灯回路(3)と、を備える。フィルタ回路(2)は、交流電力を供給する一対の給電路(W11、W12)に電気的に接続される。点灯回路(3)は、一対の給電路(W11、W12)からフィルタ回路(2)を介して交流電力を供給され、照明負荷(4)に点灯電力を供給する。フィルタ回路(2)は、一対の給電路(W11、W12)の間に電気的に接続される第1インダクタ回路(21)とキャパシタ回路(23)との直列回路と、キャパシタ回路(23)の両端のうち少なくとも一方と点灯回路(3)との間に電気的に接続される第2インダクタ回路(22)と、を有する。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第2の態様の点灯装置(1)では、第1の態様において、第1インダクタ回路(21)は、コモンモードノイズフィルタ(Lc1)とノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)との直列回路を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するコモンモード及びノーマルモードの各雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第3の態様の点灯装置(1)では、第2の態様において、コモンモードノイズフィルタ(Lc1)のインダクタンス(Lc1*)は、ノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)のインダクタンス(Ln1*)と第2インダクタ回路(22)のインダクタンス(Ln2*)との和より大きいことが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの両方を十分に抑制できる。
実施形態に係る第4の態様の点灯装置(1)では、第2又は第3の態様において、ノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)のインダクタンス(Ln1*)と第2インダクタ回路(22)のインダクタンス(Ln2*)とは等しいことが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、フィルタ回路(2)を構成する部品の共通化を図ることができる。
実施形態に係る第5の態様の点灯装置(1)では、第2乃至第4の態様のいずれか1つにおいて、コモンモードノイズフィルタ(Lc1)及びノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)は、チョークコイルで構成されることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、コモンモードノイズフィルタ(Lc1)及びノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)を1つの部品で構成することができ、フィルタ回路(2)の小型化を図ることができる。
実施形態に係る第6の態様の点灯装置(1)では、第1の態様において、第1インダクタ回路(21)は、ノーマルモードノイズフィルタ(Ln1)を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するノーマルモードの雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第7の態様の点灯装置(1)では、第1の態様において、第1インダクタ回路(21)は、コモンモードノイズフィルタ(Lc1)を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するコモンモードの雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第8の態様の点灯装置(1)は、第1乃至第7の態様のいずれか1つにおいて、第2インダクタ回路(22)は、コモンモードノイズフィルタ(Lc2)とノーマルモードノイズフィルタ(Ln2)との直列回路を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するコモンモード及びノーマルモードの各雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第9の態様の点灯装置(1)では、第8の態様において、第2インダクタ回路(22)が備えるコモンモードノイズフィルタ(Lc2)とノーマルモードノイズフィルタ(Ln2)とは、チョークコイルで構成されることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、第2インダクタ回路(22)のコモンモードノイズフィルタ(Lc2)及びノーマルモードノイズフィルタ(Ln2)を1つの部品で構成することができ、フィルタ回路(2)の小型化を図ることができる。
実施形態に係る第10の態様の点灯装置(1)では、第1乃至第7の態様のいずれか1つにおいて、第2インダクタ回路(22)は、ノーマルモードノイズフィルタ(Ln2)を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するノーマルモードの雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第11の態様の点灯装置(1)では、第1乃至第7の態様のいずれか1つにおいて、第2インダクタ回路(22)は、コモンモードノイズフィルタ(Lc2)を備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出するコモンモードの雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
実施形態に係る第12の態様の点灯装置(1)では、第1乃至第11の態様のいずれか1つにおいて、点灯回路(3)は、整流回路(31)と、コンデンサ(33)と、を備えることが好ましい。整流回路(31)は、一対の給電路(W11、W12)からフィルタ回路(2)を介して入力される交流電圧(V1)整流する。コンデンサ(33)は、整流回路(31)の出力端間に接続されている。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出する雑音をより抑制することができる。
実施形態に係る第13の態様の点灯装置(1)は、第1乃至第11の態様のいずれか1つにおいて、キャパシタ回路(23)と第2インダクタ回路(22)との間に電気的に接続される整流回路(31A)を更に備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、第2インダクタ回路(22)に要求される絶縁距離を短くできる。
実施形態に係る第14の態様の点灯装置(1)は、第13の態様において、整流回路(31A)の出力端間に接続されたコンデンサ(33A)を更に備えることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、外部に放出する雑音をより抑制することができる。
実施形態に係る第15の態様の点灯装置(1)では、第13又は第14の態様において、整流回路(31A)と第2インダクタ回路(22)との間に電気的に接続される電気素子(K1)を更に備え、電気素子(K1)のインピーダンスは、周波数に応じて変化しないことが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、電気素子(K1)を備えていても、第2インダクタ回路(22)に要求される絶縁距離を短くできる。
実施形態に係る第16の態様の点灯装置(1)では、第1乃至第15の態様のいずれか1つにおいて、点灯回路(3)は、スイッチング回路(32)を有し、スイッチング回路(32)のスイッチング周波数は、40kHz以上、500kHz以下であることが好ましい。
上述の点灯装置(1)は、スイッチング回路(32)のスイッチング周波数に対応する雑音を低減させることができる。
実施形態に係る第17の態様の照明器具(5A、5B、5C)は、第1乃至第16の態様のいずれか1つの点灯装置(1)と、点灯装置(1)を支持する筐体(511、521、522、531)と、を備える。
上述の照明器具(5A、5B、5C)は、外部に放出する雑音をより広い周波数範囲に亘って抑制することができる。
1 点灯装置
2(2A~2G) フィルタ回路
21 第1インダクタ回路
22 第2インダクタ回路
23 キャパシタ回路
3 点灯回路
31、31A 整流回路
32 スイッチング回路
33、33A コンデンサ
4 照明負荷
5A、5B、5C 照明器具
511、521、522、531 筐体
Lc1 第1コモンモードノイズフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)
Lc2 第2コモンモードノイズフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)
Ln1 第1ノーマルモードノイズフィルタ(ノーマルモードノイズフィルタ)
Ln2 第2ノーマルモードノイズフィルタ(ノーマルモードノイズフィルタ)
Lc1*、Ln1*、Ln2* インダクタンス
W11、W12 給電路
K1 電気素子
2(2A~2G) フィルタ回路
21 第1インダクタ回路
22 第2インダクタ回路
23 キャパシタ回路
3 点灯回路
31、31A 整流回路
32 スイッチング回路
33、33A コンデンサ
4 照明負荷
5A、5B、5C 照明器具
511、521、522、531 筐体
Lc1 第1コモンモードノイズフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)
Lc2 第2コモンモードノイズフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)
Ln1 第1ノーマルモードノイズフィルタ(ノーマルモードノイズフィルタ)
Ln2 第2ノーマルモードノイズフィルタ(ノーマルモードノイズフィルタ)
Lc1*、Ln1*、Ln2* インダクタンス
W11、W12 給電路
K1 電気素子
Claims (17)
- 交流電力を供給する一対の給電路に電気的に接続されるフィルタ回路と、
前記一対の給電路から前記フィルタ回路を介して前記交流電力を供給され、照明負荷に点灯電力を供給する点灯回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、
前記一対の給電路の間に電気的に接続される第1インダクタ回路とキャパシタ回路との直列回路と、
前記キャパシタ回路の両端のうち少なくとも一方と前記点灯回路との間に電気的に接続される第2インダクタ回路と、を有する
点灯装置。 - 前記第1インダクタ回路は、コモンモードノイズフィルタとノーマルモードノイズフィルタとの直列回路を備える
請求項1の点灯装置。 - 前記コモンモードノイズフィルタのインダクタンスは、前記ノーマルモードノイズフィルタのインダクタンスと前記第2インダクタ回路のインダクタンスとの和より大きい
請求項2の点灯装置。 - 前記ノーマルモードノイズフィルタのインダクタンスと前記第2インダクタ回路のインダクタンスとは等しい
請求項2又は3の点灯装置。 - 前記コモンモードノイズフィルタ及び前記ノーマルモードノイズフィルタは、チョークコイルで構成される
請求項2乃至4のいずれか1つの点灯装置。 - 前記第1インダクタ回路は、ノーマルモードノイズフィルタを備える
請求項1の点灯装置。 - 前記第1インダクタ回路は、コモンモードノイズフィルタを備える
請求項1の点灯装置。 - 前記第2インダクタ回路は、コモンモードノイズフィルタとノーマルモードノイズフィルタとの直列回路を備える
請求項1乃至7のいずれか1つの点灯装置。 - 前記第2インダクタ回路が備える前記コモンモードノイズフィルタと前記ノーマルモードノイズフィルタとは、チョークコイルで構成される
請求項8の点灯装置。 - 前記第2インダクタ回路は、ノーマルモードノイズフィルタを備える
請求項1乃至7のいずれか1つの点灯装置。 - 前記第2インダクタ回路は、コモンモードノイズフィルタを備える
請求項1乃至7のいずれか1つの点灯装置。 - 前記点灯回路は、
前記一対の給電路から前記フィルタ回路を介して入力される交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力端間に接続されたコンデンサと、を備える
請求項1乃至11のいずれか1つの点灯装置。 - 前記キャパシタ回路と前記第2インダクタ回路との間に電気的に接続される整流回路を更に備える
請求項1乃至11のいずれか1つの点灯装置。 - 前記整流回路の出力端間に接続されたコンデンサを更に備える
請求項13の点灯装置。 - 前記整流回路と前記第2インダクタ回路との間に電気的に接続される電気素子を更に備え、
前記電気素子のインピーダンスは、周波数に応じて変化しない
請求項13又は14の点灯装置。 - 前記点灯回路は、スイッチング回路を有し、
前記スイッチング回路のスイッチング周波数は、40kHz以上、500kHz以下である
請求項1乃至15のいずれか1つの点灯装置。 - 請求項1乃至16のいずれか1つの点灯装置と、
前記点灯装置を支持する筐体と、を備える
照明器具。
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