JP5955061B2

JP5955061B2 - 電源装置及び照明装置

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Publication number: JP5955061B2
Application number: JP2012085813A
Authority: JP
Inventors: 亮平多田
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Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-04-04
Also published as: JP2013218800A

Description

本発明は、負荷へ電力を供給する電源部を備える電源装置及び該電源装置を備える照明装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする照明装置が様々な用途向けに開発されており、白熱電球や蛍光灯等の従来の光源を用いた照明装置に対する置換えが行われつつある。ＬＥＤは、一般的に所定の電流を流すことにより所要の明るさを得ることができることから、ＬＥＤを光源とする照明装置では、ＬＥＤを駆動するのに定電流回路を備えた電源装置が用いられている。

例えば、直流電源からの入力電圧を昇圧回路で昇圧し、平滑コンデンサで平滑することにより、入力電圧を所要の直流電圧に変換する電源装置を備え、複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤユニット（光源）に当該電源装置からの電圧を供給する車両用リアコンビネーションランプ装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１８７６１４号公報

しかしながら、従来の照明装置では、ＬＥＤユニットにリップルの少ない電圧を出力するために、電源装置は、比較的大きな値のキャパシタンスを有する平滑コンデンサを具備している。何らかの理由でＬＥＤユニットを照明装置から取り外した場合、電源装置は、ＬＥＤユニットに流れていた出力電流がゼロになるため、出力電流を増加させようとして出力電圧を上昇させる。そして、出力電圧が所定の上限値に達した時点で電源装置は動作を停止する。平滑コンデンサに蓄えられた電荷は、自己放電のみで放電するので、平滑コンデンサの電圧は、長時間高い電圧（過電圧）を維持することになる。この状態で、ＬＥＤユニットを再び取り付けた場合には、平滑コンデンサに蓄えられた電荷がＬＥＤユニットを介して急激に流れ、ＬＥＤユニットに過電流が流れるという問題がある。また、同等の明るさを有し、ＬＥＤの直列数が少ないＬＥＤユニットに交換した場合には、ＬＥＤの個数が減った分だけＬＥＤユニットに過電圧が印加されるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、負荷（光源）を取り付けた場合に過電流が流れることを防止することができる電源装置及び該電源装置を備える照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電源装置は、出力端子間に接続される負荷へ電力を供給する電源部を備える電源装置において、前記電源部が前記出力端子間に出力する電圧を用いて、該電圧と異なり、前記負荷の有無に応じた電圧を生成する電圧生成部と、該電圧生成部で生成した電圧に基づいて前記出力端子間に前記負荷が接続されているか否かを判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記負荷が前記出力端子間に接続された状態で前記電圧生成部が生成した電圧が第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、前記負荷が接続されていないと判定し、前記負荷が前記出力端子間に接続されていない状態で前記電圧生成部が生成した電圧が第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合、前記負荷が接続されたと判定し、さらに、前記判定部で前記負荷が接続されていないと判定した場合、前記電源部が、前記負荷が前記出力端子間に接続された状態で前記出力端子間に出力される電圧よりも低い所定電圧を出力して前記負荷に対する電力を停止すべく制御し、前記判定部で前記負荷が接続されたと判定した場合、前記電源部が前記所定電圧より高い電圧を出力して前記負荷に対する電力供給を開始すべく制御する制御部を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、電圧生成部は、電源部が出力端子間に出力する電圧を用いて、負荷の有無に応じて異なる電圧を生成する。例えば、電圧生成部は、負荷が出力端子間に接続された場合（負荷を取り付けた場合、すなわち負荷が有る場合）、電源部が出力端子間に出力する電圧を用いて低い電圧を生成する。また、電圧生成部は、負荷が出力端子間に接続されていない場合（負荷を取り外した場合、すなわち負荷が無い場合）、電源部が出力端子間に出力する電圧を用いて高い電圧を生成する。

制御部は、生成した電圧が第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、例えば、負荷を取り外すことにより電圧が上昇して第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、負荷に対する電力供給を停止すべく制御する。電力供給を停止することにより、負荷を外した場合に、出力端子間の電圧が上昇して過電圧状態となることを防止することができる。また、制御部は、生成した電圧が第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合、例えば、負荷を取り付けることにより、電圧が下降して第２閾値電圧Ｖ２より低くなった場合、負荷に対する電力供給を開始すべく制御する。電圧生成部は出力端子間の電圧を用いて電圧を生成するので、生成した電圧が第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合には、出力端子間の電圧も低くなっている。すなわち、負荷を取り付けた場合に、出力端子間の電圧が十分に（必要な程度に）低くなったときに、負荷に対する電力供給を開始するので、負荷に過電圧が印加されることを防止することができるとともに負荷に過電流が流れることを防止することができる。

本発明に係る電源装置は、前記電圧生成部は、前記出力端子間に接続された出力抵抗を有し、前記出力抵抗と前記負荷に並列に設けられた並列抵抗の有無とに基づいて電圧を生成するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、出力端子間に出力抵抗を接続してある。例えば、出力端子間に複数の出力抵抗を直列に接続することができる。電圧生成部は、出力抵抗と負荷に並列に設けられた並列抵抗の有無とに基づいて電圧を生成する。例えば、負荷が接続されていない場合（負荷を取り外した場合）、電圧生成部は、出力端子間の電圧を用いるべく、出力抵抗の接続ノードの電圧を生成する。すなわち、電圧生成部は電源部が出力端子間に出力する電圧を出力抵抗で分圧した電圧を高い電圧として生成する。そして、負荷を出力端子間に接続すると（負荷を取り付けた場合）、負荷に設けられた並列抵抗が出力抵抗と並列に接続されることになるため、出力端子間の抵抗値は小さくなり、電圧生成部は低い電圧を生成する。これにより、電圧生成部は、負荷の有無に応じて異なる電圧（低い電圧又は高い電圧）を生成することができる。

本発明に係る電源装置は、前記電源部は、前記制御部が前記負荷に対する電力供給を停止すべく制御した場合、前記出力端子間に所定の無負荷電圧以下の電圧を出力し、前記電圧生成部は、前記第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧を生成するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、電源部は、制御部が負荷に対する電力供給を停止すべく制御した場合、出力端子間に所定の無負荷電圧以下の電圧を出力する。そして、電圧生成部は、制御部が負荷に対する電力供給を停止すべく制御した場合、第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧を生成する。例えば、負荷が取り外されて電圧生成部で生成した電圧が第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合に、制御部が負荷に対する電力供給を停止すべく制御したときには、電源部は出力端子間に出力する電圧を所定の無負荷電圧以下にするとともに、電圧生成部は生成する電圧を第２閾値電圧Ｖ２より高くする。これにより、負荷が接続されていない無負荷状態での出力端子間の電圧が高くなることを防止し、所定の無負荷電圧（例えば、安全性の観点で定められている電圧）以下にする。また、無負荷の状態において電圧生成部で生成する電圧を第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧にすることにより、電圧生成部で生成する電圧が第２閾値電圧Ｖ２より低くなったことで負荷が接続されたことを検出することができる。

本発明に係る電源装置は、前記制御部は、コンパレータを備え、前記電圧生成部で生成した電圧を前記コンパレータの一方の入力端へ入力するようにしてあり、さらに、前記コンパレータの他方の入力端へ前記第１閾値電圧Ｖ１又は前記第２閾値電圧Ｖ２を択一的に入力する閾値電圧入力部を備え、前記コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて前記負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、制御部は、コンパレータを備える。電圧生成部で生成した電圧をコンパレータの一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力するようにしてあり、閾値電圧入力部は、コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第１閾値電圧Ｖ１又は第２閾値電圧Ｖ２を択一的に入力する。そして、コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御する。例えば、コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第１閾値電圧Ｖ１を入力した場合に、コンパレータの一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力される電圧（電圧生成部が生成した電圧）が第１閾値電圧Ｖ１より高くなったときは、コンパレータは低い電圧（Ｌｏ）を出力して負荷に対する電力供給を停止する。また、コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第２閾値電圧Ｖ２を入力した場合に、コンパレータの一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力される電圧（電圧生成部が生成した電圧）が第２閾値電圧Ｖ２より低くなったときは、コンパレータは高い電圧（Ｈｉ）を出力して負荷に対する電力供給を開始する。

コンパレータを用いて電圧生成部が生成した電圧の高低を判定するので、例えば、マイクロコンピュータを用いて電圧の高低を判定する場合に比べて、判定に要する時間を短くすることができ、負荷の有無の判定を高速化することができる。また、コンパレータを用いて負荷に対する電力供給の開始及び停止の制御を行うことより、例えば、マイクロコンピュータを用いる場合に比べて、高速化することができる（例えば、電力供給を停止させるまでの時間を数十ｍ秒程から数ｍ秒以下にすることができる）。また、マイクロコンピュータを用いる場合には、電力供給を停止させるまでの時間が比較的長い（例えば、数十ｍ秒程度）ため、負荷に過電圧が印加されることになるので、別途過電圧保護回路を必要としたが、コンパレータを用いることにより、電力供給を停止させるまでの時間を短く（例えば、数ｍ秒以下）することができるので、別途過電圧保護回路を設ける必要がない。さらに、マイクロコンピュータを必要としないので、マイクロコンピュータと共に使用する周辺部品が不要となり、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

本発明に係る電源装置は、前記閾値電圧入力部は、前記制御部が電力供給を開始した場合、前記第１閾値電圧Ｖ１を入力し、前記制御部が電力供給を停止した場合、前記第２閾値電圧Ｖ２を入力するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、閾値電圧入力部は、制御部が電力供給を開始した場合、第１閾値電圧Ｖ１を入力し、制御部が電力供給を停止した場合、第２閾値電圧Ｖ２を入力する。制御部が電力供給を開始した場合に、第１閾値電圧Ｖ１をコンパレータの他方の入力端に入力することにより、第１閾値電圧Ｖ１に基づいて負荷が取り外されたことを検出するとともに、電力供給の停止を制御する。また、制御部が電力供給を停止した場合に、第２閾値電圧Ｖ２をコンパレータの他方の入力端に入力することにより、第２閾値電圧Ｖ２に基づいて負荷が取り付けられたことを検出するとともに、電力供給の開始を制御する。これにより、１つのコンパレータで負荷の有無（負荷の取り付け及び取り外し）を判定するとともに、電力供給の開始及び停止を制御することができ、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

本発明に係る電源装置は、前記閾値電圧入力部は、所定の基準電圧を分圧する複数の抵抗と、前記複数の抵抗の接続ノードと前記コンパレータの出力端とを接続する帰還抵抗とを備え、前記接続ノードを前記コンパレータの他方の入力端に接続してあることを特徴とする。

本発明にあっては、閾値電圧入力部は、所定の基準電圧を分圧する複数の抵抗と、当該複数の抵抗の接続ノードとコンパレータの出力端とを接続する帰還抵抗とを備える。そして、当該接続ノードをコンパレータの他方の入力端に接続してある。コンパレータの出力端の電圧が高い（Ｈｉ）場合、帰還抵抗を通じて、コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）の電圧を高い電圧である第１閾値電圧Ｖ１にする。また、コンパレータの出力端の電圧が低い（Ｌｏ）場合、帰還抵抗を通じて、コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）の電圧を低い電圧である第２閾値電圧Ｖ２にする。これにより、１つのコンパレータで負荷の有無（負荷の取り付け及び取り外し）を判定するとともに、電力供給の開始及び停止を制御することができ、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

本発明に係る電源装置は、前記制御部は、２つのコンパレータを備え、一方のコンパレータの一方の入力端へ前記電圧生成部で生成した電圧を入力し、該一方のコンパレータの他方の入力端へ前記第１閾値電圧Ｖ１を入力するようにしてあり、他方のコンパレータの一方の入力端へ前記第２閾値電圧Ｖ２を入力し、該他方のコンパレータの他方の入力端へ前記電圧生成部で生成した電圧を入力するようにしてあり、各コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて前記負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、制御部は、２つのコンパレータを備える。一方のコンパレータ（第１コンパレータ）の一方の入力端（例えば、反転入力端）へ電圧生成部で生成した電圧を入力し、当該一方のコンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第１閾値電圧Ｖ１を入力する。また、他方のコンパレータ（第２コンパレータ）の一方の入力端（例えば、反転入力端）へ第２閾値電圧Ｖ２を入力し、当該他方のコンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ電圧生成部で生成した電圧を入力する。そして、各コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御する。例えば、第１コンパレータの一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力した電圧が第１閾値電圧よりも高くなった場合、第１コンパレータは高い電圧（Ｈｉ）を出力して負荷に対する電力供給を停止する。また、第２コンパレータの他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ入力した電圧が第２閾値電圧よりも低くなった場合（すなわち、第２コンパレータの反転入力端の電圧が非反転入力端の電圧よりも高くなった場合）、第２コンパレータは高い電圧（Ｈｉ）を出力して負荷に対する電力供給を開始する。

本発明に係る照明装置は、前述のいずれか１つの発明に係る電源装置と、着脱可能な光源とを備え、該光源に対して前記電源装置から電力を供給するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、光源を外した場合に、出力端子間の電圧が上昇して過電圧状態となることを防止することができる。また、光源を取り付けた場合に、出力端子間の電圧が十分に（必要な程度に）低くなったときに、光源に対する電力供給を開始するので、光源に過電圧が印加されることを防止することができるとともに光源に過電流が流れることを防止することができる。

本発明によれば、負荷（光源）を取り付けた場合に過電流が流れることを防止することができる。

実施の形態１の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。制御部の動作の一例を示す説明図である。実施の形態１の電源装置の光源の着脱時の動作の一例を示す説明図である。実施の形態１の電源装置の光源の着脱時の動作の一例を示すタイムチャートである。実施の形態２の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。制御部の動作の一例を示す説明図である。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は実施の形態１の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、照明装置は、電源装置１００、光源２などを備える。

光源２は、例えば、直列接続された複数のＬＥＤを備え、直列接続された複数のＬＥＤに対して並列に接続された抵抗（不図示）を有する。光源２は着脱が可能であり、電源装置１００から取り外すことができる。
なお、光源２は、複数のＬＥＤが直列接続された一群のＬＥＤを１つ備えるものでもよく、あるいは一群のＬＥＤを複数並列に接続した構成でよい。光源２は、例えば、４０Ｗ型の蛍光灯の代替となる直管形のＬＥＤ光源である。なお、光源２の形状は、直管形に限定されるものではない。

各ＬＥＤは、所定の順方向電流Ｉｆが流がれた場合、所定の順方向電圧Ｖｆを生ずる。光源２のＬＥＤの直列数をＮとすると、光源の各ＬＥＤの順方向電圧の合計値ＶＦは、ＶＦ＝Ｎ×Ｖｆとなる。例えば、Ｖｆ＝３．５Ｖ程度とし、Ｎ＝２０とすると、ＶＦは７０Ｖ程度となる。なお、ＬＥＤの数、順方向電圧Ｖｆは一例であって、これに限定されるものではなく、合計値ＶＦは、例えば、４５Ｖ〜９５Ｖ程度の値を取り得る。

電源装置１００は、入力端子ＡＡ間に接続される交流電源１からの交流電圧を整流する整流回路１０、整流後の電圧を変換して光源２（負荷）へ電力を供給する電源部としての負荷駆動回路２０、光源２（負荷）の有無に応じて低い電圧又は高い電圧を生成する電圧生成部３０、光源２に対する電力供給の開始又は停止を制御する制御部４０などを備える。

負荷駆動回路２０の入力側端子Ｖｉｎ、ＧＮＤには整流回路１０を接続してあり、負荷駆動回路２０の出力側端子Ｖｏｕｔ、ＧＮＤには出力端子ＢＢを接続してある。負荷駆動回路２０は、例えば、昇圧回路、定電流回路などを備え、光源２のＬＥＤに所要の定電流（順方向電流）を供給することができる。また、負荷駆動回路２０は、定電圧源としての動作も行う。

電圧生成部３０は、出力抵抗としての抵抗３１、３２を備え、直列に接続した抵抗３１、３２を出力端子ＢＢ間に接続してある。そして、電圧生成部３０は、出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔを抵抗３１、３２で分圧した電圧Ｖｇを生成して制御部４０へ出力する。なお、図１の例では、電圧生成部３０は、直列接続した抵抗３１、３２を備える構成であるが、出力端子ＢＢ間の電圧を使用して電圧を生成するものであれば、抵抗の数、接続形態等は図１の例に限定されない。

光源２が出力端子ＢＢ間に接続された場合には、光源２に設けられた抵抗が出力端子ＢＢ間に接続されるので、出力端子ＢＢ間の抵抗は小さくなり、電圧生成部３０が生成する電圧Ｖｇは低くなる。一方、光源２が出力端子ＢＢ間に接続されていない場合には、光源２に設けられた抵抗が出力端子ＢＢ間に接続されないので、出力端子ＢＢ間の抵抗は抵抗３１、３２の直列抵抗値となって大きくなり、電圧生成部３０が生成する電圧Ｖｇは高くなる。

出力端子ＢＢ間の抵抗値の大小に応じて、電圧生成部３０が生成する電圧Ｖｇが高低となる理由は、以下のとおりである。すなわち、負荷駆動回路２０の出力側端子Ｖｏｕｔから見た内部回路は、内部抵抗ｒと、当該内部抵抗ｒに直列接続した定電圧源（電圧Ｖｒ）とが接続されているとみることができ、負荷駆動回路２０は定電圧源として動作する。そして、出力端子ＢＢ間の電圧は、電圧Ｖｒを内部抵抗ｒと出力端子ＢＢ間の抵抗で分圧した電圧となる。このため、出力端子ＢＢ間の抵抗が小さくなると出力端子ＢＢ間の電圧が低くなり、電圧生成部３０が生成する電圧Ｖｇも低くなる。逆に、出力端子ＢＢ間の抵抗が大きくなると出力端子ＢＢ間の電圧が高くなり、電圧生成部３０が生成する電圧Ｖｇも高くなる。

すなわち、電圧生成部３０は、抵抗３１、３２及び光源２に設けられた抵抗（並列抵抗）に基づいて電圧Ｖｇを生成する。出力側端子Ｖｏｕｔが出力端子ＢＢ間に接続された負荷駆動回路２０は、定電圧源として動作するので、例えば、光源２が接続されていない場合（光源２を取り外した場合）、電圧生成部３０は、負荷駆動回路２０が出力端子ＢＢ間に出力する電圧Ｖｏｕｔを抵抗３１、３２で分圧した電圧Ｖｇを高い電圧として生成する。また、光源２を出力端子ＢＢ間に接続すると（光源２を取り付けた場合）、光源２に設けられた抵抗が抵抗３１、３２と並列に接続されることになるため、出力端子ＢＢ間の抵抗値は小さくなり、電圧生成部３０は、低い電圧Ｖｇを生成する。これにより、電圧生成部３０は、光源２の有無に応じて異なる電圧（低い電圧又は高い電圧）を生成することができる。

制御部４０は、閾値電圧入力部４１、コンパレータ４２を備える。閾値電圧入力部４１は、抵抗４１１、４１２、４１３を備える。より具体的には、閾値電圧入力部４１は、所定の基準電圧Ｖｒｅｆを分圧する複数の抵抗４１１、４１２と、抵抗４１１、４１２同士の接続ノードとコンパレータ４２の出力端とを接続する帰還抵抗４１３とを備える。

コンパレータ４２の一方の入力端である反転入力端（-）には、電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇが入力される。すなわち、コンパレータ４２の反転入力端には、抵抗３１、３２同士の接続ノードが接続されている。

コンパレータ４２の他方の入力端である非反転入力端（＋）には、抵抗４１１、４１２同士の接続ノードが接続されている。

コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが高い（Ｈｉ、例えば、５Ｖ程度）場合、帰還抵抗４１３を通じて、コンパレータ４２の非反転入力端（＋）に入力される電圧を高い電圧である第１閾値電圧Ｖ１にする。また、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが低い（Ｌｏ、例えば、０Ｖ程度）場合、帰還抵抗４１３を通じて、コンパレータ４２の非反転入力端（＋）に入力される電圧を低い電圧である第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）にする。

また、コンパレータ４２の出力端は、負荷駆動回路２０の制御端子ＥＮに接続してある。コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが高い（Ｈｉ、例えば、５Ｖ程度）場合には、負荷駆動回路２０は、光源２に対して所望の定電流を出力すべく電力供給を開始する。一方、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが低い（Ｌｏ、例えば、０Ｖ程度）場合には、負荷駆動回路２０は、光源２に対する電力供給を停止する。

図２は制御部４０の動作の一例を示す説明図である。図２において、横軸はコンパレータ４２の反転入力端（-）の電圧Ｖｇ、すなわち電圧生成部３０が生成する電圧を示し、縦軸はコンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅを示す。

図２に示すように、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが高い（Ｈｉ）場合、コンパレータ４２の非反転入力端（＋）には、閾値電圧入力部４１により高い電圧閾値である第１閾値電圧Ｖ１が入力されている。そして、コンパレータ４２の反転入力端（-）に入力される電圧Ｖｇが高くなり、反転入力端（-）の電圧Ｖｇが非反転入力端（＋）の第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅは、高い電圧（Ｈｉ）から低い電圧（Ｌｏ）に変化する。コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが低い電圧（Ｌｏ）になることにより、負荷駆動回路２０は光源２に対する電力供給を停止する。

一方、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが低い（Ｌｏ）場合、コンパレータ４２の非反転入力端（＋）には、閾値電圧入力部４１により低い電圧閾値である第２閾値電圧Ｖ２が入力されている。そして、コンパレータ４２の反転入力端（-）に入力される電圧Ｖｇが低くなり、反転入力端（-）の電圧Ｖｇが非反転入力端（＋）の第２閾値電圧Ｖ２より低くなった場合、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅは、低い電圧（Ｌｏ）から高い電圧（Ｈｉ）に変化する。コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅが高い電圧（Ｈｉ）になることにより、負荷駆動回路２０は光源２に対する電力供給を開始する。

次に、実施の形態１の電源装置１００の動作について説明する。図３は実施の形態１の電源装置１００の光源２の着脱時の動作の一例を示す説明図である。なお、図３では、簡略化のため電源装置１００の出力端子ＢＢ間の抵抗３１、３２、及び光源２を図示している。図３に示すように、光源２は、出力端子ＢＢ間に接続される複数のＬＥＤ２１と、出力端子ＢＢ間に接続される抵抗２２を備える。

図３Ａは、電源装置１００の出力端子ＢＢ間に光源２が接続され、光源２が点灯状態である場合を示す。この場合には、電源装置１００の出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔは、ＬＥＤ２１の順方向電圧の合計値ＶＦに等しく、各ＬＥＤ２１には所要の定電流が流れている。また、電圧Ｖｏｕｔを抵抗３１、３２で分圧して生成した電圧Ｖｇは、第１閾値電圧Ｖ１より低い電圧に保たれている。第１閾値電圧Ｖ１は、負荷駆動回路２０が出力する電圧Ｖｏｕｔ（すなわち、無負荷時の出力端子ＢＢ間の電圧）が過電圧とならないように制御すべく設定することができる。例えば、第１閾値電圧Ｖ１は、１００Ｖ程度とすることができる。これにより、無負荷時の出力端子ＢＢ間の電圧を所要の電圧以下にすることができる。

図３Ａの状態で光源２を取り外した場合、ＬＥＤ２１に流れていた電流は一時的に抵抗３１、３２に流れるので、電圧Ｖｇは上昇する。図３Ｂは光源２が取り外された状態を示す。

図３Ｂの状態において、電圧Ｖｇが第１閾値電圧Ｖ１より高くなると、図２で説明したように、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅはＨｉからＬｏに変化する。なお、電圧Ｖｇの上昇は極めて短時間に生じ、光源２が取り外されたのとほぼ同時に電圧Ｖｇは第１閾値電圧Ｖ１より高くなる。コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅがＬｏになると、負荷駆動回路２０は、光源２に対する電力供給を停止する。

負荷駆動回路２０は、光源２に対する電力供給を停止した場合でも、出力端子ＢＢ間に所定の無負荷電圧ＶＮ（例えば、４０Ｖ程度）を出力する。すなわち、電源装置１００の出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔは、ＶＦからＶＮ（＜ＶＦ）に変化する。また、電圧Ｖｏｕｔ（＝ＶＮ）を抵抗３１、３２で分圧して生成した電圧Ｖｇは、第２閾値電圧Ｖ２＜Ｖｇ＜ＶＮの関係となる。

図３Ｂの状態で光源２を取り付けた場合、出力端子ＢＢ間に光源２の抵抗２２が並列に接続されるため、電圧Ｖｏｕｔを抵抗３１、３２で分圧した電圧Ｖｇは下降する。図３Ｃは光源２が取り付けられた状態を示す。

図３Ｃの状態において、電圧Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２より低くなると、図２で説明したように、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅはＬｏからＨｉに変化する。なお、電圧Ｖｇの下降は極めて短時間に生じ、光源２が取り付けられたのとほぼ同時に電圧Ｖｇは第２閾値電圧Ｖ２より低くなる。コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅがＨｉになると、負荷駆動回路２０は、光源２に対する電力供給を開始する。

電源装置１００の出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔは、ＶＮからＶＦに変化する。また、光源２は点灯状態となる。また、電圧Ｖｏｕｔ（＝ＶＮ）を抵抗３１、３２で分圧して生成した電圧Ｖｇは、第１閾値電圧Ｖ１より低い電圧となり、図３Ａの場合と同様の状態になる。

図４は実施の形態１の電源装置１００の光源２の着脱時の動作の一例を示すタイムチャートである。図４は、上段から順番に光源の有無、出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔ、電圧生成部３０で生成する電圧Ｖｇ、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅ、コンパレータ４２の非反転入力端の電圧（閾値電圧）を示す。

図４に示すように、光源２が有る場合（光源２が接続されている場合）、出力端子ＢＢ間の電圧ＶｏｕｔはＶＦとなり、光源２は点灯状態となる。また、電圧生成部３０は、第１閾値電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖｇを生成する。コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅはＨｉであり（光源２に電力供給している状態）、コンパレータ４２の非反転入力端には、帰還抵抗４１３を介して、第１閾値電圧Ｖ１が印加されている。

時刻ｔ１において、光源２が取り外された場合、電圧生成部３０で生成する電圧Ｖｇが上昇し、第１閾値電圧Ｖ１より高くなると、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅはＨｉからＬｏに変化し、負荷駆動回路２０による電力供給が停止するので、出力端子ＢＢ間の電圧ＶｏｕｔはＶＦからＶＮに変化する。このとき、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅがＬｏになるので、帰還抵抗４１３を介して、コンパレータ４２の非反転入力端には、第２閾値電圧Ｖ２が印加される。

時刻ｔ２において、光源２が取り付けられた場合、電圧生成部３０で生成する電圧Ｖｇが下降し、第２閾値電圧Ｖ２より低くなると、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅはＬｏからＨｉに変化し、負荷駆動回路２０による電力供給が開始するので、出力端子ＢＢ間の電圧ＶｏｕｔはＶＮからＶＦに変化する。光源２には所要の電力が供給され光源２は点灯する。このとき、コンパレータ４２の出力端の電圧ＶｅがＨｉになるので、帰還抵抗４１３を介して、コンパレータ４２の非反転入力端には、第１閾値電圧Ｖ１が印加される。以下、同様の動作を繰り返す。

上述したように、電圧生成部３０は、負荷駆動回路２０が出力端子ＢＢ間に出力する電圧Ｖｏｕｔを用いて、光源２の有無に応じて低い電圧又は高い電圧（異なる電圧）を生成する。例えば、電圧生成部３０は、光源２が出力端子ＢＢ間に接続された場合（負荷を取り付けた場合、すなわち負荷が有る場合）、負荷駆動回路２０が出力端子ＢＢ間に出力する電圧Ｖｏｕｔを用いて低い電圧Ｖｇを生成する。

また、電圧生成部３０は、光源２が出力端子ＢＢ間に接続されていない場合（負荷を取り外した場合、すなわち負荷が無い場合）、負荷駆動回路２０が出力端子ＢＢ間に出力する電圧Ｖｏｕｔを用いて高い電圧Ｖｇを生成する。

制御部４０（コンパレータ４２）は、電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇが第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、例えば、光源２を取り外すことにより電圧Ｖｇが上昇して第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、光源２に対する電力供給を停止すべく負荷駆動回路２０を制御する。電力供給を停止することにより、光源２を外した場合に、出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔが上昇して過電圧状態となることを防止することができる。

また、上述のように、制御部４０（コンパレータ４２）は、電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合、例えば、光源２を取り付けることにより、電圧Ｖｇが下降して第２閾値電圧Ｖ２より低くなった場合、光源２に対する電力供給を開始すべく負荷駆動回路２０を制御する。

電圧生成部３０は出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔを用いて電圧Ｖｇを生成するので、生成した電圧Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合には、出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔも低くなっている。すなわち、光源２を取り付けた場合に、出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔが十分に（必要な程度、例えば、４０Ｖ程度に）低くなったときに（例えば、Ｖｏｕｔ＝ＶＮ）、光源２に対する電力供給を開始するので、光源２に過電圧が印加されることを防止することができるとともに光源２に過電流が流れることを防止することができる。

また、負荷駆動回路２０は、制御部４０が光源２に対する電力供給を停止すべく制御した場合、出力端子ＢＢ間に所定の無負荷電圧以下の電圧Ｖｏｕｔ（例えば、電圧Ｖｏｕｔ＝ＶＮ）を出力する。そして、電圧生成部３０は、制御部４０が光源２に対する電力供給を停止すべく制御した場合、第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧Ｖｇ（Ｖｇ＞Ｖ２）を生成する。例えば、光源２が取り外されて電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇが第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合に、制御部４０が光源２に対する電力供給を停止すべく制御したときには、負荷駆動回路２０は出力端子ＢＢ間に出力する電圧Ｖｏｕｔを所定の無負荷電圧以下にするとともに、電圧生成部３０は生成する電圧Ｖｇを第２閾値電圧Ｖ２より高くする。これにより、光源２が接続されていない無負荷状態での出力端子ＢＢ間の電圧Ｖｏｕｔが高くなることを防止し、所定の無負荷電圧（例えば、安全性の観点で定められている電圧）以下にする。また、無負荷の状態において電圧生成部３０で生成する電圧Ｖｇを第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧にすることにより、電圧生成部３０で生成する電圧Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２より低くなったことで光源２が接続されたことを検出することができる。

また、上述のように、制御部４０は、コンパレータ４２を備える。すなわち、電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇをコンパレータ４２の一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力するようにしてあり、閾値電圧入力部４１は、コンパレータ４２の他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第１閾値電圧Ｖ１又は第２閾値電圧Ｖ２のいずれかを、コンパレータ４２の出力端の電圧Ｖｅの高低に応じて選択可能に（択一的に）入力する。そして、コンパレータ４２の出力端から出力する電圧の高低に応じて光源２（負荷）に対する電力供給の開始又は停止を制御する。

例えば、コンパレータ４２の他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第１閾値電圧Ｖ１を入力した場合に、コンパレータ４２の一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力される電圧（電圧生成部が生成した電圧）Ｖｇが第１閾値電圧Ｖ１より高くなったときは、コンパレータ４２は低い電圧（Ｌｏ）を出力して光源２に対する電力供給を停止する。

また、コンパレータ４２の他方の入力端（例えば、非反転入力端）へ第２閾値電圧Ｖ２を入力した場合に、コンパレータ４２の一方の入力端（例えば、反転入力端）へ入力される電圧（電圧生成部が生成した電圧）Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２より低くなったときは、コンパレータ４２は高い電圧（Ｈｉ）を出力して光源２に対する電力供給を開始する。

コンパレータ４２を用いて電圧生成部３０が生成した電圧の高低を判定するので、例えば、マイクロコンピュータを用いて電圧の高低を判定する場合に比べて、Ａ／Ｄ変換回路が不要になり、またマイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエア処理が不要となるため、判定に要する時間を短くすることができ、光源２等の負荷の有無の判定を高速化することができる。

また、コンパレータ４２を用いて光源２に対する電力供給の開始及び停止の制御を行うことより、例えば、マイクロコンピュータを用いる場合に比べて、高速化することができる（例えば、電力供給を停止させるまでの時間を数十ｍ秒程から数ｍ秒以下にすることができる）。また、マイクロコンピュータを用いる場合には、電力供給を停止させるまでの時間が比較的長い（例えば、数十ｍ秒程度）ため、光源２に過電圧が印加されることになるので、別途過電圧保護回路を必要としたが、コンパレータ４２を用いることにより、電力供給を停止させるまでの時間を短く（例えば、数ｍ秒以下）することができるので、別途過電圧保護回路を設ける必要がない。さらに、マイクロコンピュータを必要としないので、マイクロコンピュータと共に使用する周辺部品が不要となり、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

また、上述のように、閾値電圧入力部４１は、制御部４０が電力供給を開始した場合、第１閾値電圧Ｖ１をコンパレータ４２の非反転入力端へ入力し、制御部４０が電力供給を停止した場合、第２閾値電圧Ｖ２をコンパレータ４２の非反転入力端へ入力する。制御部４０が電力供給を開始した場合に、第１閾値電圧Ｖ１をコンパレータの非反転入力端へ入力することにより、第１閾値電圧Ｖ１に基づいて光源２が取り外されたことを検出するとともに、電力供給の停止を制御する。また、制御部４０が電力供給を停止した場合に、第２閾値電圧Ｖ２をコンパレータ４２の非反転入力端へ入力することにより、第２閾値電圧Ｖ２に基づいて光源２が取り付けられたことを検出するとともに、電力供給の開始を制御する。これにより、１つのコンパレータで光源２（負荷）の有無（負荷の取り付け及び取り外し）を判定するとともに、電力供給の開始及び停止を制御することができ、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

（実施の形態２）
図５は実施の形態２の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態２の照明装置は、電源装置１１０、光源２などを備える。実施の形態１の電源装置１００との違いは、実施の形態２の電源装置１１０は、制御部４０に代えて制御部５０を備える点である。制御部５０は、２つのコンパレータ５１、５２、及びＲＳフリップフロップ５３などを備える。

図５に示すように、一方のコンパレータ（第１のコンパレータ）５１の一方の入力端である反転入力端（-）へ電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇを入力し、当該第１のコンパレータ５１の他方の入力端である非反転入力端（＋）へ第１閾値電圧Ｖ１を入力する。また、他方のコンパレータ（第２のコンパレータ）５２の一方の入力端である反転入力端（-）へ第２閾値電圧Ｖ２を入力し、当該第２のコンパレータ５２の他方の入力端である非反転入力端（-）へ電圧生成部３０で生成した電圧Ｖｇを入力する。

そして、各コンパレータ５１、５２の出力端から出力する電圧の高低に応じて光源２に対する電力供給の開始又は停止を制御する。より具体的には、第１のコンパレータ５１の出力端をＲＳフリップフロップ５３の入力端（Ｒ）に接続し、第２のコンパレータ５２の出力端をＲＳフリップフロップ５３の入力端（Ｓ）に接続し、ＲＳフリップフロップ５３の出力端（Ｑ）を負荷駆動回路２０の制御端子ＥＮに接続する。

図６は制御部５０の動作の一例を示す説明図である。図６は各コンパレータ５１、５２の入力端へ入力される電圧Ｖｇと、第１閾値電圧Ｖ１及び第２閾値電圧Ｖ２との高低に応じてＲＳフリップフロップ５３の入力端（Ｒ、Ｓ）へ入力される電圧及び出力端（Ｑ）の電圧の状態を示す。図６に示すように、第１のコンパレータ５１の反転入力端（-）へ入力された電圧Ｖｇが第１閾値電圧Ｖ１よりも高くなった場合、第１のコンパレータ５１はＲＳフリップフロップ５３の入力端（Ｒ）へ高い電圧（Ｈｉ）を出力する。これにより、ＲＳフリップフロップ５３の出力端（Ｑ）の電圧はＬｏとなり、制御部５０は、光源２に対する電力供給を停止する。

また、第２のコンパレータ５２の非反転入力端（＋）へ入力された電圧Ｖｇが第２閾値電圧Ｖ２よりも低くなった場合、第２のコンパレータ５２はＲＳフリップフロップ５３の入力端（Ｓ）へ高い電圧（Ｈｉ）を出力する。これにより、ＲＳフリップフロップ５３の出力端（Ｑ）の電圧はＨｉとなり、制御部５０は、光源２に対する電力供給を開始する。

なお、実施の形態２においても、図３、図４で例示した動作と同様の動作を行うので説明は省略する。

実施の形態２においても、コンパレータ５１、５２を用いて電圧生成部３０が生成した電圧の高低を判定するので、例えば、マイクロコンピュータを用いて電圧の高低を判定する場合に比べて、判定に要する時間を短くすることができ、光源２（負荷）の有無の判定を高速化することができる。また、コンパレータを用いて光源２に対する電力供給の開始及び停止の制御を行うことより、例えば、マイクロコンピュータを用いる場合に比べて、高速化することができる（例えば、電力供給を停止させるまでの時間を数十ｍ秒程から数ｍ秒以下にすることができる）。また、マイクロコンピュータを用いる場合には、電力供給を停止させるまでの時間が比較的長い（例えば、数十ｍ秒程度）ため、光源２（負荷）に過電圧が印加されることになるので、別途過電圧保護回路を必要としたが、コンパレータを用いることにより、電力供給を停止させるまでの時間を短く（例えば、数ｍ秒以下）することができるので、別途過電圧保護回路を設ける必要がない。さらに、マイクロコンピュータを必要としないので、マイクロコンピュータと共に使用する周辺部品が不要となり、部品点数を削減し、部品コストを低減することができる。

上述の実施の形態では、電源装置の負荷としてＬＥＤ光源として用いる例を説明したが、光源はＬＥＤに限定されず、電流値によって光度が決定されるような電流駆動方式の光源であれば、ＥＬ（Electro-Luminescence）等の他の光源に対しても適用することができる。また、負荷は光源に限定されるものではない。

２光源（負荷）
２０負荷駆動回路（電源部）
３０電圧生成部
３１、３２抵抗
４０、５０制御部
４１閾値電圧入力部
４１１、４１２、４１３抵抗
４２、５１、５２コンパレータ
５３ＲＳフリップフロップ

Claims

出力端子間に接続される負荷へ電力を供給する電源部を備える電源装置において、
前記電源部が前記出力端子間に出力する電圧を用いて、該電圧と異なり、前記負荷の有無に応じた電圧を生成する電圧生成部と、
該電圧生成部で生成した電圧に基づいて前記出力端子間に前記負荷が接続されているか否かを判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、
前記負荷が前記出力端子間に接続された状態で前記電圧生成部が生成した電圧が第１閾値電圧Ｖ１より高くなった場合、前記負荷が接続されていないと判定し、
前記負荷が前記出力端子間に接続されていない状態で前記電圧生成部が生成した電圧が第２閾値電圧Ｖ２（＜Ｖ１）より低くなった場合、前記負荷が接続されたと判定し、
さらに、
前記判定部で前記負荷が接続されていないと判定した場合、前記電源部が、前記負荷が前記出力端子間に接続された状態で前記出力端子間に出力される電圧よりも低い所定電圧を出力して前記負荷に対する電力を停止すべく制御し、
前記判定部で前記負荷が接続されたと判定した場合、前記電源部が前記所定電圧より高い電圧を出力して前記負荷に対する電力供給を開始すべく制御する制御部を備えることを特徴とする電源装置。
前記電圧生成部は、
前記出力端子間に接続された出力抵抗を有し、
前記出力抵抗と前記負荷に並列に設けられた並列抵抗の有無とに基づいて電圧を生成するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記電源部は、
前記制御部が前記負荷に対する電力供給を停止すべく制御した場合、前記出力端子間に所定の無負荷電圧以下の電圧を出力し、
前記電圧生成部は、
前記第２閾値電圧Ｖ２より高い電圧を生成するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
前記制御部は、
コンパレータを備え、
前記電圧生成部で生成した電圧を前記コンパレータの一方の入力端へ入力するようにしてあり、
さらに、前記コンパレータの他方の入力端へ前記第１閾値電圧Ｖ１又は前記第２閾値電圧Ｖ２を択一的に入力する閾値電圧入力部を備え、
前記コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて前記負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御するように構成してあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電源装置。
前記閾値電圧入力部は、
前記制御部が電力供給を開始した場合、前記第１閾値電圧Ｖ１を入力し、
前記制御部が電力供給を停止した場合、前記第２閾値電圧Ｖ２を入力するように構成してあることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
前記閾値電圧入力部は、
所定の基準電圧を分圧する複数の抵抗と、
前記複数の抵抗の接続ノードと前記コンパレータの出力端とを接続する帰還抵抗と
を備え、
前記接続ノードを前記コンパレータの他方の入力端に接続してあることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電源装置。
前記制御部は、
２つのコンパレータを備え、
一方のコンパレータの一方の入力端へ前記電圧生成部で生成した電圧を入力し、該一方のコンパレータの他方の入力端へ前記第１閾値電圧Ｖ１を入力するようにしてあり、
他方のコンパレータの一方の入力端へ前記第２閾値電圧Ｖ２を入力し、該他方のコンパレータの他方の入力端へ前記電圧生成部で生成した電圧を入力するようにしてあり、
各コンパレータの出力端から出力する電圧の高低に応じて前記負荷に対する電力供給の開始又は停止を制御するように構成してあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電源装置。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電源装置と、着脱可能な光源とを備え、該光源に対して前記電源装置から電力を供給するように構成してあることを特徴とする照明装置。