JP5126303B2

JP5126303B2 - 照明用電源装置および照明システム

Info

Publication number: JP5126303B2
Application number: JP2010150694A
Authority: JP
Inventors: 泰輔黒木; 高志田村; 隆宏兼石; 徹池田
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: JP2012014965A

Description

本発明は、位相制御式の調光器により調光を行う照明用電源装置に関し、特にＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明装置の調光を制御可能な電源装置およびそれを用いた照明システムに関する。

近年、二酸化炭素の排出量を低減するため、消費電力の大きな白熱灯に代わって消費電力の少ないＬＥＤを用いた照明器具（以下、ＬＥＤランプと称する）が普及しつつある。また、ＬＥＤランプの電源装置において、位相制御式の調光器により調光を制御する技術が提案されている（特許文献１）。

特許文献１にも記載されているように、位相制御式の調光器を備えたＬＥＤランプの電源装置においては、商用交流電源からの交流電源電圧を、スイッチング素子としてのサイリスタやトライアックおよび該スイッチング素子をオン、オフ制御する制御部を備えた位相制御式調光器と、交流を直流に変換する整流回路と、所望の電力をＬＥＤランプへ供給するＤＣ−ＤＣコンバータを有する照明用電源回路などから構成されており、位相制御式調光器において、調光調節手段としての可変抵抗の抵抗値などに応じてスイッチング素子のオン位相角を制御部により制御することで、交流電源電圧のデューティ比を変化させて、照明用電源回路に接続されたＬＥＤの調光を行うようにしている。

特開２００７−２２７１５５号公報

位相制御式調光器においてスイッチング素子として使用されるサイリスタやトライアックは、トランジスタのようなスイッチング素子と異なり電流を完全に遮断してしまうと誤動作してしまうため、オン状態を維持できる最小電流（保持電流）を常時流しておくようにするのが望ましい。

本発明者らは、位相制御式の調光器を備えたＬＥＤランプの電源装置におけるＤＣ−ＤＣコンバータとして、電力損失の少ないスイッチング・レギュレータを使用した電源装置について検討した。スイッチング・レギュレータを使用することで電力効率を高めることができる。ところが、スイッチング・レギュレータを使用すると、レギュレータを構成するスイッチング用のトランジスタがオフしている間、位相制御式調光器のサイリスタやトライアックに電流が流れなくなるため、誤動作するおそれが生じる。

かかる不具合を回避するため、位相制御式調光器もしくは整流回路からの電圧を受ける電源回路の電圧入力端子と接地点との間に常時保持電流を流すための抵抗を接続しておくことが考えられる。しかし、このような抵抗を設けるとスイッチング・レギュレータを構成するスイッチング用のトランジスタがオフしている間はもちろんオンしている間にも抵抗に電流が流れてしまうため、余分な電流が流れて電力効率が低下するという課題がある。

この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置において、位相制御式調光器のスイッチング素子に常時保持電流を流して、誤動作の発生を回避することにある。

また、本発明の他の目的は、位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置における電力効率を高めることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、
スイッチング素子を有する位相制御式調光器により位相制御され整流回路により交流から直流に変換された電圧を電圧入力端子に受け、出力端子に接続された照明器具を駆動する電流を出力する直流電圧変換回路を備えた照明用電源装置であって、
前記電圧入力端子に接続されて前記スイッチング素子の保持電流に相当する定電流を流す定電流回路と、
所定の期間に、前記定電流回路に流れる定電流を遮断して前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流す電流切替手段と、
を備えるようにしたものである。

上記のような構成によれば、スイッチング素子の保持電流に相当する定電流を流す定電流回路と、所定の期間に前記定電流回路に流れる定電流を遮断して電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流す電流切替手段とを備えるので、定電流回路に定電流を流したくない場合あるいは定電流回路に定電流が流れなくなるような場合にも位相制御式調光器のスイッチング素子に常時保持電流を流すことができ、それによって誤動作の発生を回避することができる。

ここで、望ましくは、前記定電流回路により流される電流を受けて電気エネルギーとして蓄積可能なエネルギー蓄積手段を備え、前記定電流回路に流れる定電流が遮断されている間に前記エネルギー蓄積手段に蓄積されている電気エネルギーを放出して前記出力端子へ向かう電流を流すように構成する。これにより、定電流回路に流れた定電流の一部を回生して照明用電源装置における電力効率を高めることができる。

また、望ましくは、前記電圧入力端子から流れ込む電流が所定値以下に減少したことを検出可能な入力電流検出回路を備え、前記電流切替手段は、前記入力電流検出回路が前記電圧入力端子から流れ込む電流が所定値以下に減少したことを検出した場合に、前記定電流回路に流れる定電流を遮断して前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように構成する。これにより、定電流回路に定電流が流れなくような場合にも位相制御式調光器のスイッチング素子に常時保持電流を流すことができ、それによって誤動作の発生を回避することができるようになる。

また、望ましくは、前記直流電圧変換回路は、前記出力端子に接続された照明器具と直列形態をなすように接続されるインダクタおよびスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング制御回路と、前記インダクタおよびスイッチング素子の接続ノードと前記出力端子との間に接続された整流素子と、を備えたスイッチング電源回路により構成され、前記電流切替手段は、前記スイッチング電源回路を構成する前記スイッチング素子のオフの期間に前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すよう電流を切り替えるように構成する。

これにより、直流電圧変換回路がスイッチング電源回路で構成されている場合に、エネルギー蓄積手段に蓄積されている電気エネルギーを放出して出力端子へ向かう電流を流すようにすることで定電流回路に定電流が流れなくような場合にも、電流切替手段が電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すことができ、それによって位相制御式調光器のスイッチング素子に常時保持電流を流すことができる。

さらに、望ましくは、前記定電流回路は、定電流源として動作する定電流用トランジスタと、該トランジスタのベース電圧を発生するバイアス回路と、を備え、前記電流切替手段は、前記定電流用トランジスタのベース端子と接地点との間に接続されたオン／オフ用トランジスタと、前記スイッチング制御回路によって制御される前記スイッチング素子のオフの期間を検出するスイッチングオフ期間検出回路と、を備え、前記オフの期間に前記オン／オフ用トランジスタをオンさせて前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように構成する。これにより、直流電圧変換回路がスイッチング電源回路で構成されている場合、そのスイッチング素子のオフの期間に、定電流用トランジスタのベース端子と接地点との間に接続されたオン／オフ用トランジスタオンさせて電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように電流を切り替えることで、その間にエネルギー蓄積手段から電気エネルギーを放出させて定電流回路に流れた定電流の一部を回生することができ、それによって照明用電源装置における電力効率を高めることができるようになる。

あるいは、前記定電流回路は、定電流源として動作する定電流用トランジスタと、該トランジスタのベース電圧を発生するバイアス回路と、を備え、前記電流切替手段は、前記定電流用トランジスタのベース端子と接地点との間に接続されたオン／オフ用トランジスタを備え、前記スイッチング制御回路から出力される前記スイッチング素子のオン／オフ制御信号に基づいて、前記スイッチング制御回路によって制御される前記スイッチング素子のオフの期間に前記オン／オフ用トランジスタをオンさせて前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように構成する。これにより、別途スイッチングオフ期間検出回路を設けることなく、直流電圧変換回路がスイッチング電源回路で構成されている場合、そのスイッチング素子のオフの期間に電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように電流を切り替えて定電流回路に流れた定電流の一部を回生することができるようになる。

また、本出願に係る照明システムは、スイッチング素子を有する位相制御式調光器と、交流を直流に変換する整流回路と、該整流回路により整流された電圧が電圧入力端子に入力される上記のような構成の照明用電源装置と、該照明用電源装置により点灯駆動される照明器具とを備えるように構成したものである。これにより、位相制御式調光器のスイッチング素子がトライアックなどで構成されている場合に、スイッチング素子に常時保持電流を流して、誤動作の発生を回避できる位相制御式の調光器を備えた照明システムを実現することができる。

以上説明したように、本発明に従うと、位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置において、位相制御式調光器のスイッチング素子に常時保持電流を流して、誤動作の発生を回避することができる。また、位相制御式の調光器を備えた照明システムを構成する照明用電源装置における電力効率を高めることができるという効果がある。

本発明を適用して有効な位相制御式のＬＥＤ照明システムの概略構成を示すブロック図である。実施形態の照明システムを構成するＬＥＤ電源装置の第１実施例を示す回路構成図である。第１実施例のＬＥＤ電源装置の動作を説明するための等価回路であり、（Ａ）はスイッチング・トランジスタのオン期間の状態、（Ｂ）はスイッチング・トランジスタのオフ期間の状態を示す等価回路図である。第１実施例のＬＥＤ電源装置の変形例を示す回路構成図である。実施形態の照明システムを構成するＬＥＤ電源装置の第２実施例を示す回路構成図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用して有効な位相制御式のＬＥＤ照明システムの概略構成を示す。

図１に示すように、位相制御式のＬＥＤ照明システムは、商用交流電源からの交流電源電圧ＡＣを入力とし、スイッチング素子のオン位相角を制御することで交流電源電圧のデューティ比を変化させて出力する位相制御式調光器１０と、交流を直流に変換するダイオードブリッジなどからなる整流回路２０と、整流回路２０により変換された直流電圧に基づいて所望の電力を負荷としてのＬＥＤランプ４０へ供給するＤＣ−ＤＣコンバータを有する照明用電源装置としてのＬＥＤ電源回路３０などから構成されている。

位相制御式調光器１０は、サイリスタもしくはトライアックなどのスイッチング素子１１と、該スイッチング素子１１を位相制御でオン／オフする制御部１２と、可変抵抗などからなる調光調節手段１３を備え、制御部１２が調光調節手段１３の抵抗値などの状態に応じてスイッチング素子１１のオン位相角を制御することで交流電源電圧のデューティ比を変化させて出力する。なお、図１のＬＥＤ照明システムにおいては、整流回路２０の出力端子に接続された容量Ｃ０が破線で示されているが、この容量Ｃ０は、整流回路２０で整流された電圧を平滑するための平滑コンデンサであり、以下に説明する第１の実施形態では不要とされ、第２の実施形態では設けても良いし設けなくても良い。

本実施形態のＬＥＤ電源回路３０は、電圧入力端子ＶＩＮに供給される整流回路２０で整流された電圧Ｖｉｎを受けて出力端子ＯＵＴ１−ＯＵＴ２間に接続されているＬＥＤランプ４０を点灯駆動するための駆動電流を出力するＤＣ−ＤＣコンバータ（直流電圧変換回路）３１と、電圧入力端子ＶＩＮから定電流を引くための定電流回路３２と、該定電流回路３２をオン／オフ制御するとともに電流パスを切り替える電流切替回路３３とを備える。

また、ＬＥＤ電源回路３０は、上記定電流回路３２の出力端子と接地点との間に接続されたエネルギー蓄積用電界コンデンサＣ１と、電圧入力端子ＶＩＮとＤＣ−ＤＣコンバータ３１との間および定電流回路３２とＤＣ−ＤＣコンバータ３１との間にそれぞれ設けられた逆流防止用のダイオードＤ１，Ｄ２とを備える。エネルギー蓄積用コンデンサＣ１には、電界コンデンサが適している。

逆流防止用のダイオードＤ１は、電圧入力端子ＶＩＮからダイオードＤ１を通してＬＥＤランプ４０へ向かって駆動電流が流れている期間に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１側からエネルギー蓄積用コンデンサＣ１へ電流が流れ込むのを防止する機能を有する。また、逆流防止用のダイオードＤ２は、電圧入力端子ＶＩＮからダイオードＤ１を通してＬＥＤランプ４０へ流れる電流が遮断されエネルギー蓄積用コンデンサＣ１から電流が放出される間に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１側から電圧入力端子ＶＩＮへ電流が流れるのを防止する機能を有する。

図２には、位相制御式の照明システムを構成する上記ＬＥＤ電源回路３０の第１の実施例が示されている。

図２に示されているように、この実施例のＬＥＤ電源回路３０においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１は、ＬＥＤランプ４０が接続される出力端子ＯＵＴ２と接地点との間に直列に接続されたインダクタＬ０とスイッチング・トランジスタＱ０および電流検出用のセンス抵抗Ｒｓと、インダクタＬ０とスイッチング・トランジスタＱ０との接続ノードＮ１と出力端子ＯＵＴ１との間に接続された整流用ダイオードＤ０と、スイッチング・トランジスタＱ０をオン／オフ制御するスイッチング制御用ＩＣ３１ａとを備え、いわゆるスイッチング・レギュレータとして構成されている。また、センス抵抗Ｒｓで電流−電圧変換された接続ノードＮ２の電位がスイッチング制御用ＩＣ３１ａへフィードバック電圧ＦＢとして入力されている。

スイッチング制御用ＩＣ３１ａは、トランジスタＱ０とセンス抵抗Ｒｓとの接続ノードＮ２の電位が下がると、トランジスタＱ０をオンさせる制御信号をＱ１のベース端子へ出力する。これにより、電圧入力端子ＶＩＮから電流が引かれることとなるが、整流用ダイオードＤ０が逆方向接続されているため、電圧入力端子ＶＩＮからＬＥＤ電源回路３０へ流れ込んだ電流は、ＬＥＤランプ４０−インダクタＬ０−トランジスタＱ０−抵抗Ｒｓを経由して接地点へ流れる。そして、ＬＥＤランプ４０はこの電流によって点灯されるとともに、この間にインダクタＬ０にエネルギーが蓄積される。

センス抵抗Ｒｓに電流が流れると、接続ノードＮ２の電位が高くなり、スイッチング制御用ＩＣ３１ａは、ノードＮ２の電位と内部の基準電圧とを比較することで基準電圧よりも高くなるとトランジスタＱ０をオフさせる制御信号をＱ０のベース端子へ出力する。そして、Ｑ０がオフされると、インダクタＬ０に蓄積されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ０からダイオードＤ０を通して出力端子ＯＵＴ１へ向かう電流が流され、ＬＥＤランプ４０はこの電流によって点灯される。上記のような動作を繰り返すことで、ＬＥＤランプ４０が連続して点灯される。基準電圧は、制御用ＩＣ３１ａの電源電圧（＝入力電圧Ｖｉｎ）に応じて変化させることで、入力電圧Ｖｉｎが変化（脈流）しても適切なタイミングでトランジスタＱ０をオフさせることできる。

なお、上記のような原理でトランジスタＱ０をオン／オフ制御して所望の電位の電圧を出力するスイッチング制御用ＩＣ３１ａは、スイッチング・レギュレータＩＣとして市場に提供されており、本実施例においてはそのような市販のＩＣを使用することができるので、ＩＣ内部の詳しい構成の説明は省略する。スイッチング制御用ＩＣ３１ａによるトランジスタＱ０のスイッチング周波数は、交流入力電圧ＡＣの周波数よりも高い周波数となるように設定される。

定電流回路３２は、図２に示されているように、電圧入力端子ＶＩＮとコンデンサＣ１が接続されているノードＮ０との間に直列に接続されたトランジスタＱ１およびエミッタ抵抗Ｒ１、ダイオードＤ３と、トランジスタＱ１のコレクタ・ベース間に接続された抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ１のベースとエミッタとの間に逆方向接続されたツェナーダイオードＤｚとを備えており、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間がツェナーダイオードＤｚの逆方向電圧でクランプされることによって定電流を流すように動作する。

上記抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＤｚとによって、トランジスタＱ１を定電流源として動作させるようにベース端子のバイアス電圧を生成するバイアス回路が構成される。また、定電流回路３２によって流される定電流は、位相制御式調光器１０内のトライアック（１１）に流れる保持電流と等しくなるように設定されており、トライアック（１１）がオフされている期間においても電圧入力端子ＶＩＮから定電流を引くことで保持電流を流すことができる。

さらに、この実施例のＬＥＤ電源回路３０では、電流切替回路３３に上記トランジスタＱ０がオフされる期間を検出するオフ期間検出回路３３ａと該オフ期間検出回路の出力によってオン／オフされるトランジスタＱ２が設けられており、Ｑ０がオフされる期間にＱ２がオン状態に制御される。そしてＱ２がオンされると、ツェナーダイオードＤｚに流れていた電流がＱ２に流され、Ｑ１がオフされる。それによって、Ｑ０のオフ期間には、定電流回路３２に代わって電流切替回路３３のトランジスタＱ２が電圧入力端子ＶＩＮからトライアック（１１）の保持電流を引き込むようになる。オフ期間検出回路３３ａは、例えば検出対象の電圧と所定の参照電圧とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）によって構成することができる。

次に、上記定電流回路３２および電流切替回路３３の電流切替え動作について、図３を用いて説明する。図３は、図２の実施例のＬＥＤ電源回路３０を等価回路で表したものである。

本実施例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１のスイッチング・トランジスタＱ０がオン状態にされると、図３（Ａ）のように、電圧入力端子ＶＩＮからダイオードＤ１−ＬＥＤランプ４０−インダクタＬ０を通してトランジスタＱ０に電流が流され、ＬＥＤランプ４０が点灯するとともに、インダクタＬ０にエネルギーが蓄積される。また、この際、定電流回路３２はスイッチＳＷがオンされることで、定電流源の電流ＩｃはコンデンサＣ１に向かって流れ、コンデンサＣ１を充電する。

次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１のスイッチング・トランジスタＱ０がオフ状態にされると、図３（Ｂ）のように、インダクタＬ０に蓄積されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ０からダイオードＤ０を通して出力端子ＯＵＴ１へ向かう電流が流され、ＬＥＤランプ４０はこの電流によって点灯される。また、このとき、スイッチング・トランジスタＱ０がオフ状態にされたことをオフ期間検出回路３３ａが検出することで電流切替回路３３のトランジスタＱ２がオンされる。

すると、ツェナーダイオードＤｚに流れていた電流が遮断されてＱ１がオフされるとともにＱ２にコレクタ電流が流れ、このコレクタ電流が位相制御式調光器１０内のトライアック（１１）から保持電流として引き込む。また、トランジスタＱ１がオフ状態となることで、コンデンサＣ１に向かって電流が流れないようになるとともに、コンデンサＣ１に充電されていた電荷がダイオードＤ２を通して出力端子ＯＵＴ１側へ向かって放出されることで電流が流れ、コンデンサＣ１が蓄積されていたエネルギーを回生することができる。

上記のように本実施例のＬＥＤ電源回路３０は、定電流回路３２と電流切替回路３３とを設けることによって、トライアック（１１）に保持電流が流れない期間が生じないようになり、これによってトライアックの誤動作が確実に防止される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１のスイッチング・トランジスタＱ０のオンの期間に定電流回路３２が流す保持電流をコンデンサＣ１に蓄積し、スイッチング・トランジスタＱ０のオフの期間にコンデンサＣ１に蓄積されていたエネルギーを回生することで、電圧入力端子ＶＩＮと接地点との間に抵抗を設けて、トライアック（１１）がオフの期間ずっと抵抗を通して保持電流を流す方式に比べて、電力損失を減らすことができる。

図４には、図２のＬＥＤ電源回路３０の変形例が示されている。
この変形例のＬＥＤ電源回路３０は、図２に示されている回路において、オフ期間検出回路３３ａを設ける代わりに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１のスイッチング制御用ＩＣ３１ａから出力されるトランジスタＱ０のオン／オフ制御信号を入力とするインバータ３３ｂを設け、インバータ３３ｂの出力によって電流切替回路３３を構成するトランジスタＱ２を、Ｑ０と相補的にオン／オフするようにしたものである。この変形例のＬＥＤ電源回路３０も図２の実施例のＬＥＤ電源回路３０とほぼ同様な動作を行い、同様な作用効果を奏することができる。

図５には、位相制御式の照明システムを構成するＬＥＤ電源回路３０の第２の実施例が示されている。

この実施例のＬＥＤ電源回路３０は、図２に示されている回路において、オフ期間検出回路３３ａを設ける代わりに、入力電流検出回路３３ｃを設け、入力電流検出回路３３ｃの出力によって電流切替回路３３を構成するトランジスタＱ２をオン／オフするようにしたものである。この実施例のＬＥＤ電源回路３０においては、入力電流検出回路３３ｃが電圧入力端子ＶＩＮへ流れ込む電流が保持電流以下になった場合にこれを検出して、トランジスタＱ２をオンさせることで保持電流を引き込み、トライアック（１１）が誤動作するのを防止することができる。

すなわち、図３（Ｂ）のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１のスイッチング・トランジスタＱ０がオフされる期間においては、インダクタＬ０およびコンデンサＣ１に蓄積されていたエネルギーがそれぞれ放出されることで流れる電流がＬＥＤランプ４０へ流れることによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１が電圧入力端子ＶＩＮから電流を引き込まない状態になった場合に、入力電流検出回路３３ｃがそれを検出してトランジスタＱ２をオンさせることで保持電流を引き込み、トライアック（１１）が誤動作するのを防止することができる。

入力電流検出回路３３ｃは、例えば図５の電圧入力端子ＶＩＮに接続された入力電圧ラインＬ１の途中（符号Ａ参照）あるいは接地端子ＧＮＤに接続されたグランドラインＬ２の途中（符号Ｂ参照）に設けた電流検出用の抵抗と、該抵抗の端子間電圧を検出する差動アンプと、該差動アンプの出力電圧と所定の参照電圧とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）とによって構成することができる。なお、この第２実施例は、入力電流を検出してトランジスタＱ２を制御するため、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１がスイッチング・レギュレータでない場合にも適用することができる。また、前述したように、本実施例においては、整流回路２０からの電圧が供給される電圧入力端子ＶＩＮと接地点との間に平滑コンデンサＣ０（図１参照）が接続されている場合も、接続されていない場合も適用することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、位相制御式調光器１０内のスイッチング素子１１としてトライアックを使用したものを説明したが、トライアックの代わりにサイリスタ（ダイアック）を使用する場合にも適用することができる。

また、前記実施形態においては、定電流回路３２から電流を蓄積する手段として電界コンデンサを使用した例を示したが、コンデンサの代わりに充電可能な２次電池を使用するようにしても良い。さらに、前記実施形態（図１）においては、位相制御式調光器１０の後段に整流回路２０を設けた例を示したが、位相制御式調光器１０の前段に整流回路２０を設けるようにしても良い。

また、前記実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１として、スイッチング・トランジスタＱ０とダイオードＤ０とインダクタＬ０を有するものを示したが、ダイオードＤ０の代わりにトランジスタを使用し、このトランジスタを制御用ＩＣ３１ａによってスイッチング・トランジスタＱ０と相補的にオン／オフ制御するいわゆる同期整流型のスイッチング・レギュレータを使用することも可能である。

以上、本発明をその背景となった利用分野であるＬＥＤ照明システムに適用したものを説明したが、本発明はそれに限定されず、ＬＥＤランプ以外の照明器具を使用し位相制御式で調光を行う照明システムにも利用することができる。

１０位相制御式調光器
１１スイッチング素子（トライアック）
１２位相制御部
１３調光調節手段（可変抵抗）
２０整流回路（ダイオードブリッジ）
３０ＬＥＤ電源回路（照明用電源装置）
３１ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２定電流回路
３３電流切替回路
４０ＬＥＤランプ（照明器具）

Claims

スイッチング素子を有する位相制御式調光器により位相制御され整流回路により交流から直流に変換された電圧を電圧入力端子に受け、出力端子に接続された照明器具を駆動する電流を出力する直流電圧変換回路を備えた照明用電源装置であって、
前記電圧入力端子に接続されて前記スイッチング素子の保持電流に相当する定電流を流す定電流回路と、
所定の期間に、前記定電流回路に流れる定電流を遮断して前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流す電流切替手段と、
を備えていることを特徴とする照明用電源装置。
前記定電流回路により流される電流を受けて電気エネルギーとして蓄積可能なエネルギー蓄積手段を備え、
前記定電流回路に流れる定電流が遮断されている間に前記エネルギー蓄積手段に蓄積されている電気エネルギーを放出して前記出力端子へ向かう電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明用電源装置。
前記電圧入力端子から流れ込む電流が所定値以下に減少したことを検出可能な入力電流検出回路を備え、
前記電流切替手段は、前記入力電流検出回路が前記電圧入力端子から流れ込む電流が所定値以下に減少したことを検出した場合に、前記定電流回路に流れる定電流を遮断して前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すことを特徴とする請求項２に記載の照明用電源装置。
前記直流電圧変換回路は、前記出力端子に接続された照明器具と直列形態をなすように接続されるインダクタおよびスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング制御回路と、前記インダクタおよびスイッチング素子の接続ノードと前記出力端子との間に接続された整流素子と、を備えたスイッチング電源回路により構成され、
前記電流切替手段は、前記スイッチング電源回路を構成する前記スイッチング素子のオフの期間に前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように電流を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の照明用電源装置。
前記定電流回路は、定電流源として動作する定電流用トランジスタと、該トランジスタのベース電圧を発生するバイアス回路と、を備え、
前記電流切替手段は、前記定電流用トランジスタのベース端子と接地点との間に接続されたオン／オフ用トランジスタと、前記スイッチング制御回路によって制御される前記スイッチング素子のオフの期間を検出するスイッチングオフ期間検出回路と、を備え、前記オフの期間に前記オン／オフ用トランジスタをオンさせて前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の照明用電源装置。
前記定電流回路は、定電流源として動作する定電流用トランジスタと、該トランジスタのベース電圧を発生するバイアス回路と、を備え、
前記電流切替手段は、前記定電流用トランジスタのベース端子と接地点との間に接続されたオン／オフ用トランジスタを備え、前記スイッチング制御回路から出力される前記スイッチング素子のオン／オフ制御信号に基づいて、前記スイッチング制御回路によって制御される前記スイッチング素子のオフの期間に前記オン／オフ用トランジスタをオンさせて前記電圧入力端子から接地点側へ保持電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の照明用電源装置。
スイッチング素子を有する位相制御式調光器と、交流を直流に変換する整流回路と、該整流回路により整流された電圧が前記電圧入力端子に入力される請求項３に記載の照明用電源装置と、該照明用電源装置により点灯駆動される照明器具と、を備え、前記整流回路の出力端子と前記電圧入力端子との間に前記整流回路の出力を平滑するためのコンデンサが設けられていることを特徴とする照明システム。
スイッチング素子を有する位相制御式調光器と、交流を直流に変換する整流回路と、該整流回路により変換された直流が前記電圧入力端子に入力される請求項４〜６に記載の照明用電源装置と、該照明用電源装置により点灯駆動される照明器具と、を備え、前記整流回路の出力端子と前記電圧入力端子との間に前記整流回路の出力を平滑するためのコンデンサが設けられていないことを特徴とする照明システム。