JP5958860B2 - 発光素子点灯装置および、これを用いた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子点灯装置および、これを用いた照明器具に関するものである。

従来、有機ＥＬ素子，ＬＥＤ素子等の発光素子からなる光源に、電力供給して点灯させる発光素子点灯装置がある。この種の発光素子点灯装置は、入力電力を直流変換して光源に供給する電源回路を備えている。

電源回路への入力電圧が、光源の定格点灯させる際に必要な出力電圧よりも低い場合、電源回路は入力電圧を昇圧して出力する必要がある。しかし、昇圧回路で電源回路を構成した場合、出力電圧を入力電圧よりも低減させて光源の調光レベルを低減させる調光制御ができない。また、降圧回路で電源回路を構成し、入力電圧を高く設定した場合、電源回路を構成する素子の耐圧が問題となる。

そこで、入力電圧の変動に対応したり、光源を調光制御するために、入力電圧に対して出力電圧を昇降圧制御する電源回路がある（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１５１９１３号公報

発光素子点灯装置の小型化を図るために、電源回路の小型化が望まれている。電源回路のサイズを決定するパラメータの一つとして、自己の発熱量があり、発熱量が多くなるほど電源回路のサイズが大きくなる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、発熱を抑制することで、電源回路を小型化することができる発光素子点灯装置および、これを用いた照明器具を提供することにある。

本発明の発光素子点灯装置は、複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子の素子サイズが小さいことを特徴とする。

本発明の発光素子点灯装置は、複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子のオン抵抗が大きいことを特徴とする。

本発明の発光素子点灯装置は、複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子の端子間容量が大きいことを特徴とする。

本発明の発光素子点灯装置は、複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第１のスイッチング素子の端子間容量が大きいことを特徴とする。

この発光素子点灯装置において、前記制御部は、前記光源の点灯始動時において、前記出力電圧を徐々に上昇させることが好ましい。

この発光素子点灯装置において、前記光源または、前記電源回路または、前記光源の周囲または、前記電源回路の周囲の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサの検出温度が閾値よりも高い場合、前記光源の調光レベルを低減させることが好ましい。

この発光素子点灯装置において、交流電圧が印加される送電コイルを有する送電ユニットと、前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイルおよび、前記受電コイルの出力電圧を整流して出力する整流部および、前記整流部の出力が入力される前記電源回路を有する受電ユニットとを備えることが好ましい。

この発光素子点灯装置において、前記送電ユニットは、複数の前記送電コイルを有しており、前記送電コイルの各々に印加される前記交流電圧の位相を互いに同期させることが好ましい。

この発光素子点灯装置において、前記発光素子は、有機ＥＬ素子またはＬＥＤ素子で構成されることが好ましい。

本発明の照明器具は、複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定される発光素子点灯装置と、１乃至複数の発光素子からなり、前記発光素子点灯装置から電力供給される光源とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、発熱を抑制することで、電源回路を小型化することができるという効果がある。

実施形態１の発光素子点灯装置の回路構成図である。 同上の受電ユニットの回路構成図である。 入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）ソフトスタート時における出力電圧を示す波形図である。 照明器具の外観図である。 （ａ）〜（ｃ）使用形態を示す照明器具の外観図である。 実施形態２の受電ユニットの回路構成図である。 温度に対する調光レベルを示す波形図である。 実施形態３の受電ユニットの回路構成図である。 実施形態４の受電ユニットの回路構成図である。 実施形態の５の発光素子点灯装置の回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の発光素子点灯装置の回路構成を示す。

本実施形態の発光素子点灯装置は、１つの送電ユニットＡと、１または複数の受電ユニットＢ（Ｂ１，Ｂ２，．．．，，，，Ｂｎ）とを備え、図１では、２台の受電ユニットＢ１，Ｂ２を備える。なお、受電ユニットＢ１〜Ｂｎを区別しないときは受電ユニットＢと称す。

送電ユニットＡは、整流部１１と、直流電源１２と、交流電源１３１〜１３ｎと、送電コイル１４１〜１４ｎと、制御部１５と、受信部１６と、アンテナ１７とを備える。

整流部１１は、商用電源１０から供給される商用電力を入力として、商用電力を全波整流して出力する。直流電源１２は、整流部１１の整流出力を所定の直流電力に変換し、交流電源１３１〜１３ｎのそれぞれへ出力する。交流電源１３１〜１３ｎは、直流電源１２から供給される直流電力を入力として、所定周波数の交流電力に変換し、送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれへ出力する。送電コイル１４１〜１４ｎは、交流電源１３１〜１３ｎから交流電力を供給されて、交流磁界を発生する。

制御部１５は、直流電源１２、交流電源１３１〜１３ｎの各動作を制御する。受信部１６は、受電ユニットＢから送信される無線信号（電波信号、赤外線信号等）を、アンテナ１７を介して受信し、制御部１５へ出力する。

次に、受電ユニットＢは、受電コイル２１と、整流部２２と、入力コンデンサＣｉと、電源回路Ｋ１と、光源２３と、制御部２４と、送信部２５と、アンテナ２６，２７とを備える。

受電コイル２１は、送電コイル１４１〜１４ｎが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して送電ユニットＡから非接触で受電する。整流部２２は、受電コイル２１の両端に発生する交流電圧（誘起電圧）を整流する。入力コンデンサＣｉは、整流部２２の整流電圧を平滑する。電源回路Ｋ１は、入力コンデンサＣｉを入力電源として、昇降圧動作を行うことによって光源２３に所定の直流電力を出力する。光源２３は、１または複数の有機ＥＬ素子２３ａで構成された照明負荷であり、電源回路Ｋ１から負荷電流を供給されて点灯する。すなわち、電源回路Ｋ１は、受電コイル２１の受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって、光源２３を点灯させる。

次に、電源回路Ｋ１の回路構成図を図２に示す。

電源回路Ｋ１は、入力コンデンサＣｉの両端間に、インダクタＬ１１とスイッチング素子Ｑ１１との直列回路を設けている。入力コンデンサＣｉの正極側にインダクタＬ１１を接続し、入力コンデンサＣｉの負極側にｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１１を接続している。また、スイッチング素子Ｑ１１の両端間に、スイッチング素子Ｑ１２と出力コンデンサＣｏとの直列回路を設けている。スイッチング素子Ｑ１１のドレイン端子側にｐチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１２を接続し、スイッチング素子Ｑ１１のソース端子側に出力コンデンサＣｏを接続している。また、出力コンデンサＣｏと並列に、抵抗Ｒ１を接続している。

そして、出力コンデンサＣｏの両端間には、１または複数の有機ＥＬ素子２３ａを直列接続した光源２３を接続している。

制御部２４は、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａ、電源回路Ｋ１の入力電圧Ｖｉ（入力コンデンサＣｉの両端電圧）、電源回路Ｋ１の出力電圧Ｖｏ（出力コンデンサＣｏの両端電圧）、スイッチング素子Ｑ１１に流れる電流を検出している。そして、制御部２４は、各検出結果に基づいて、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をスイッチング制御することで、出力電圧Ｖｏが目標値Ｖｍと一致するように昇降圧制御する。また、制御部２４は、送信部２５の送信制御を行っており、送信部２５は、アンテナ２６を介して送電ユニットＡへ無線信号（電波信号，赤外線信号等）を送信する。また、制御部２４は、アンテナ２７を介して外部リモコン等から調光信号を受信し、調光信号に基づいて出力電圧Ｖｏの目標値Ｖｍを設定することで、光源２３を調光制御する。

以下、電源回路Ｋ１の動作について説明する。電源回路Ｋ１は、入力電圧Ｖｉを昇圧する昇圧モードＭｕと、入力電圧Ｖｉを降圧する降圧モードＭｄとの２つの動作モードを有している。

まず、電源回路Ｋ１の昇圧モードＭｕの動作について説明する。制御部２４は、入力電圧Ｖｉが目標値Ｖｍよりも低い場合、入力電圧Ｖｉを昇圧させる昇圧モードＭｕで電源回路Ｋ１を動作させる。制御部２４は、電源回路Ｋ１を昇圧モードＭｕで動作させる場合、電源回路Ｋ１を同期整流型の昇圧チョッパ回路として動作させる。

制御部２４は、スイッチング素子Ｑ１１をオンするタイミングでスイッチング素子Ｑ１２をオフし、スイッチング素子Ｑ１１をオフするタイミングでスイッチング素子Ｑ１２をオンしている。まず、制御部２４が、スイッチング素子Ｑ１１をオン、スイッチング素子Ｑ１２をオフすると、入力コンデンサＣｉ−インダクタＬ１１−スイッチング素子Ｑ１１−入力コンデンサＣｉの経路で電流が流れ、インダクタＬ１１は磁気エネルギーを蓄積する。そして、制御部２４が、スイッチング素子Ｑ１１をオフ、スイッチング素子Ｑ１２をオンすると、インダクタＬ１１に蓄積された磁気エネルギーが出力コンデンサＣｏに放出される。この結果、出力コンデンサＣｏに電荷が蓄積され、入力電圧Ｖｉを昇圧した出力電圧Ｖｏが発生し、光源２３に定電流（負荷電流）が供給されて点灯する。

スイッチング素子Ｑ１１の具体的な駆動方式としては、例えば、Peak-Current Controlがある。この方式は、オン状態のスイッチング素子Ｑ１１に流れる電流のピーク値が、所定の閾値を上回ると、スイッチング素子Ｑ１１をオフさせる。そして、スイッチング素子Ｑ１１のオフ期間が予め決められた時間を経過すると、スイッチング素子Ｑ１１をオンさせる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１１は、ターンオンのタイミングが、スイッチング素子Ｑ１１に流れる電流のPeak Current制御によって決められ、ターンオフのタイミングが、Constant Off Time制御によって決められ、光源２３には定電流が供給される。

このように、電源回路Ｋ１は、上記昇圧モードＭｕで動作することによって、入力電圧Ｖｉを昇圧した出力電圧Ｖｏを生成し、光源２３に印加する。また、昇圧モードＭｕ時における電源回路Ｋ１は、同期整流型の昇圧チョッパ回路として動作するため、電力効率が高い。なお、受電ユニットＢの電源回路Ｋ１のスイッチング素子Ｑ１１のスイッチング周波数は、一般に４０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度である。一方、送電ユニットＡの送電コイル１４１〜１４ｎに供給される交流電力の周波数は、一般に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度である。

次に、電源回路Ｋ１を降圧モードＭｄで動作させる場合について説明する。制御部２４は、入力電圧Ｖｉが目標値Ｖｍよりも高い場合、入力電圧Ｖｉを降圧させる降圧モードＭｄで電源回路Ｋ１を動作させる。制御部２４は、電源回路Ｋ１を降圧モードＭｄで動作させる場合、電源回路Ｋ１をリニアレギュレータとして動作させる。

制御部２４は、スイッチング素子Ｑ１１をオフ状態に維持し、スイッチング素子Ｑ１２を能動領域で動作させるリニアレギュレータ制御することで、スイッチング素子Ｑ１２によるドロップ電圧を制御する。これにより、出力コンデンサＣｏの両端間に、入力電圧Ｖｉからスイッチング素子Ｑ１２によるドロップ電圧分だけ降圧した出力電圧Ｖｏが発生し、光源２３に定電流（負荷電流）が供給されて点灯する。

このように、電源回路Ｋ１は、上記降圧モードＭｄで動作することによって、入力電圧Ｖｉを降圧した出力電圧Ｖｏを生成することができるので、光源２３の調光レベルを低減する深い調光が可能となる。

上述したように、制御部２４は、入力電圧Ｖｉと目標値Ｖｍとの大小関係に基づいて、電源回路Ｋ１の動作モード（昇圧モードＭｕ，降圧モードＭｄ）を切替えている（図３参照）。

ここで、受電ユニットＢにおいて、入力電圧Ｖｉは、受電コイル２１と送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれとの相対位置によって大きく変動する。特にコイルアレイ方式では、受電コイル２１が、送電コイル１４１〜１４ｎの各送電コイル間におかれた場合、入力電圧Ｖｉの低減量は大きくなる。すなわち、入力電圧Ｖｉは、最大入力電圧Ｖｉｍａｘから最小入力電圧Ｖｉｍｉｎの間で変動する。

また、制御部２４は、出力電圧Ｖｏを変動させることで光源２３を調光制御している。したがって、出力電圧Ｖｏは、光源２３の定格点灯（調光レベル上限，ＦＵＬＬ点灯）時における最大出力電圧Ｖｏｍａｘから、光源２３の調光レベル下限時における最小出力電圧Ｖｏｍｉｎの間で変動する。

なお、入力電圧Ｖｉ，出力電圧Ｖｏそれぞれの最大値，最小値の大小関係は、Ｖｉｍｉｎ＜Ｖｏｍｉｎ＜Ｖｉｍａｘ＜Ｖｏｍａｘに設定されている。したがって、光源２３の定格点灯時において、電源回路Ｋ１は昇圧モードＭｕで動作することとなる。

光源２３を調光レベル上限値付近で点灯させる場合、消費電力が大きく、電源回路Ｋ１の発熱量も多くなり、光源２３の定格点灯時に電源回路Ｋ１の発熱量が最大となる。しかし、本実施形態では、最大入力電圧Ｖｉｍａｘ＜最大出力電圧Ｖｏｍａｘに設定されており、光源２３が定格点灯または調光レベル上限値付近では、電源回路Ｋ１は昇圧モードＭｕで動作する。昇圧モードＭｕ時における電源回路Ｋ１は、同期整流型の昇圧チョッパ回路として動作するので、電力効率が高く電源回路Ｋ１の発熱量を抑制することができる。

すなわち、消費電力が大きい光源２３の定格点灯時または調光レベル上限値付近時であっても、電源回路Ｋ１は電力効率が高い昇圧モードＭｕで動作するので、電源回路Ｋ１の発熱量を従来よりも抑制することができる。つまり、光源２３の定格点灯時における電源回路Ｋ１の最大発熱量を従来よりも抑制することができるので、電源回路Ｋ１の小型化が可能となり、発光素子点灯装置の小型化も図ることができる。

さらに、本実施形態では電源回路Ｋ１の入力部にインダクタＬ１１が接続されており、スイッチング素子Ｑ１１がオフしている場合であっても、インダクタＬ１１を電流源として入力電流が供給され続ける。これにより、入力電流のピーク値が低下するので、電源回路Ｋ１の回路損失が低減し、電源回路Ｋ１の発熱量をより抑制することができる。さらに、インダクタＬ１１によって、入力コンデンサＣｉから供給される入力電流のリプルを低減して雑音を減少させることができる。これにより、入力電流の雑音対策部品のサイズを小さくすることができ、電源回路Ｋ１をより小型化することができる。

また、本実施形態の電源回路Ｋ１は、２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２と１つのインダクタＬ１１とを主構成としており、２石の昇降圧チョッパ回路に比べて小型化の面で有利である。

また、光源２３の調光制御により、入力電圧Ｖｉ＞目標値Ｖｍとなる場合、電源回路Ｋ１は降圧モードＭｄで動作する。降圧モードＭｄ時における電源回路Ｋ１は、スイッチング素子Ｑ１２の能動領域を用いるリニアレギュレータとして動作するため、昇圧モードＭｕ時よりも電力効率が低くなる。しかし、電源回路Ｋ１が降圧モードＭｄで動作するのは、光源２３の調光レベルが低い（出力電圧Ｖｏが低い）場合であるので、消費電力が低く電源回路Ｋ１の発熱量自体が少ない。すなわち、消費電力が小さい降圧モードＭｄ時は、電力効率が低くても電源回路Ｋ１の発熱量自体が少ないので、電源回路Ｋ１の最大発熱量が増加することがなく、電源回路Ｋ１のサイズに影響はない。

また、入力電圧Ｖｉ≒目標値Ｖｍである場合、スイッチング素子Ｑ１２のオン抵抗による電圧降下分だけ入力電圧Ｖｉを昇圧してから、スイッチング素子Ｑ１２をリニアレギュレータ制御することで出力電圧Ｖｏを生成する。これにより、入力電圧Ｖｉ≒出力電圧Ｖｏとすることができ、出力電圧Ｖｏを最大出力電圧Ｖｏｍａｘ〜最小出力電圧Ｖｏｍｉｎの全てにわたって制御することができるので、光源２３の細かな調光制御が可能となる。

次に、出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させるソフトスタート制御について説明する。光源２３の点灯始動時において、制御部２４は、入力電圧Ｖｉが始動電圧（始動可能な電圧値）に達すれば、電源回路Ｋ１に対して、出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させるソフトスタート制御を行う。

図４（ａ）に、ソフトスタート時における出力電圧Ｖｏの波形例を実線で示す。

時間ｔ１に入力電圧Ｖｉが始動電圧に達し、制御部２４は出力電圧Ｖｏを上昇開始させる。そして、出力電圧Ｖｏは、大きな傾きで増加し、時間ｔ２に点灯開始電圧（最小出力電圧Ｖｏｍｉｎ）に達する。そして、出力電圧Ｖｏは、定格点灯時の出力電圧Ｖｏ（最大出力電圧Ｖｏｍａｘ）に近付くにつれて傾きが徐々に小さくなり、時間ｔ３に最大出力電圧Ｖｏｍａｘに達して光源２３が定格点灯する。なお、図４に示す破線は、光源２３に流れる電流を示しており、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧（最小出力電圧Ｖｏｍｉｎ）に達する時間ｔ２から徐々に増加し、時間ｔ３に定常値となる。また、本実施形態では、最小出力電圧Ｖｏｍｉｎ（調光レベルの下限）を光源２３の点灯開始電圧に設定しているが、最小出力電圧Ｖｏｍｉｎは光源２３の点灯開始電圧よりも高い値であってもよい。

例えば、電源回路Ｋ１の始動時に、光源２３に定常時の負荷電流、または定常時の負荷電圧を供給した場合、負荷電流または負荷電圧のオーバシュートによって、電源回路Ｋ１の構成部品がストレスを受け、短寿命化、破壊等の原因になる虞がある。特に、送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合、動作ポイントによっては構成部品が大きくストレスを受けることになる。

また、電源回路Ｋ１の始動時に、光源２３の負荷電流または負荷電圧を瞬時に立ち上げようとした場合、照明負荷の変動／ばらつき、入力電圧の変動／ばらつき、回路部品の変動（経年劣化、温特等）／ばらつき等があった時に動作ポイントがずれ、過電流・過電圧が、電源回路Ｋ１の構成部品にいきなり印加されることがある。特に、送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合、動作ポイントも大きくずれるため、構成部品が大きくストレスを受けることになり、この過電流・過電圧が問題になりやすい。

そこで本実施形態では、上述のように、光源２３の点灯始動時に出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させるソフトスタート制御を行うので、オーバシュート、過電流・過電圧による電源回路Ｋ１の構成部品へのストレスを低減することができ、より小型・低コストな部品を選定することができる。特に、非接触給電システムに特有の現象である送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合に、この効果は大きい。

また、出力電圧Ｖｏが点灯開始電圧（最小出力電圧Ｖｏｍｉｎ）未満で光源２３に電流が流れていない期間（時間ｔ１〜ｔ２）であっても、出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させている。これにより、電源回路Ｋ１の構成部品のストレスをより低減させることができる。また、この期間（時間ｔ１〜ｔ２）において、電源回路Ｋ１が軽負荷となって出力電圧Ｖｏが上昇しすぎないように、電源回路Ｋ１の出力端間（出力コンデンサＣｏの両端間）に抵抗Ｒ１を接続している。光源２３の点灯開始前において、この抵抗Ｒ１に電流が流れることによって、制御部２４のソフトスタート制御が容易となる。

また、図４（ａ）に示すソフトスタート時における出力電圧Ｖｏの波形例は一例であって、図４（ｂ）〜（ｅ）に示す波形例でもよい。

図４（ｂ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、定常電圧に達するまで、一定の傾きを有する直線状に増加する。

図４（ｃ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、小さな傾きで増加した後、定常電流に達するまで、傾きが徐々に大きくなる曲線状に立ち上がる。

図４（ｄ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、小さな傾きで増加した後、傾きが徐々に大きくなる曲線状に立ち上がり、定常電圧になだらかに連続している。

図４（ｅ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、定常電圧に達するまで、階段状に増加する。

図４（ａ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、変曲点がないので、始動時のオーバシュート、過電流・過電圧をより抑制できる。

一方、図４（ｂ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、ストレス変化率が一様となり、電圧上昇スピードが略一定となるため、回路の容量成分に流れる充電電流が局部的に増大することを防ぐことができる。

また、図４（ｃ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す電圧波形に比べて始動時の消費電力を低くすることができる。

また、図４（ｄ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す電圧波形に比べて始動時の消費電力を低くすることができる。さらに、この電圧波形は、図４（ｃ）に示す電圧波形に比べて、電圧が定常状態に達する時に、電圧が急峻に変化することなく、構成部品へのストレスを低減することができる。

また、図４（ｅ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、高精度な分解能を必要としないため、安価な回路構成を採用することができる。

また、電源回路Ｋ１が昇圧モードＭｕ，降圧モードＭｄを有することによって、受電コイル２１の出力状態や、目標値Ｖｍに関わらず、より低い出力電圧Ｖｏから細かくソフトスタート制御を行うことが可能になり、より効果的になる。

次に、光源２３の消灯時について説明する。光源２３を消灯する場合、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオフ状態に維持して、電源回路Ｋ１を停止させる。しかし、スイッチング素子Ｑ１２をオフしているにもかかわらず、スイッチング素子Ｑ１２の寄生ダイオードを介して、入力コンデンサＣｉから光源２３に電流が流れて光源２３が微小点灯するおそれがある。そこで、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１２にバックゲートコントロール回路２４ａを接続している。バックゲートコントロール回路２４ａは、電源回路Ｋ１の停止時にスイッチング素子Ｑ１２の寄生ダイオードを介して流れる電流の経路を遮断する。これにより、電源回路Ｋ１の停止時における光源２３の微小点灯を防止し、光源２３消灯時における消費電力も低減することができる。

また、本実施形態では、制御部２４は、アンテナ２７を介して調光信号を受信し、調光信号に基づいて光源２３を調光制御しているが、制御部２４が調光信号を得る方法はこれに限定するものではない。例えば、受電ユニットＢにスイッチを設け、スイッチ操作に応じて制御部２４は光源２３を調光制御するように構成してもよい。

なお、制御部２４は、マイクロコンピュータで構成してもよい。

次に、発光素子点灯装置を備える照明器具の外観構成について、図５を用いて説明する。

送電ユニットＡは、平板状のハウジング１０１が外郭を形成し、ハウジング１０１内には、送電コイル１４１〜１４ｎと、送電回路Ｘとが収納されている、送電回路Ｘは、整流部１１と、直流電源１２と、交流電源１３１〜１３ｎと、制御部１５と、受信部１６と、アンテナ１７とで構成される。この送電回路Ｘは、配線Ｗ１、コンセントプラグＰを介して商用電源１０に接続され、送電ユニットＡへの電源供給をオン・オフするスイッチＳＷが配線Ｗ１に設けられている。さらに、送電コイル１４１〜１４ｎは、ハウジング１０１の載置面１０１ａの裏面に対向して、例えば格子状に配列される。すなわち、送電ユニットＡは、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを載置面１０１ａに対向配列させたコイルアレイ方式を採用している。

受電ユニットＢは、基部２０１、アーム２０２、灯具２０３が外郭を形成して、照明器具を構成している。基部２０１は、平板状に形成され、受電コイル２１が基部２０１に収納される。アーム２０２は、基部２０１の上面に立設され、アーム２０２の先端には灯具２０３が取り付けられる。灯具２０３は椀形に形成されて、光源２３と受電回路Ｙとが収納され、光源２３−受電回路Ｙ間は、配線Ｗ３を介して電気的に接続している。受電回路Ｙは、整流部２２と、入力コンデンサＣｉと、電源回路Ｋ１と、制御部２４と、バックゲートコントロール回路２４ａと、送信部２５と、アンテナ２６，２７とで構成される。基部２０１内の受電コイル２１は、アーム２０２内を通る配線Ｗ２を介して、受電回路Ｙと電気的に接続している。

そして、受電ユニットＢの基部２０１を送電ユニットＡの載置面１０１ａの表面に配置することによって、受電コイル２１は、コイルアレイ方式を採用した複数の送電コイル１４１〜１４ｎのうち１つ以上の送電コイル１４と対向し、いずれかの送電コイル１４から非接触で受電する。なお、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを区別しない場合、送電コイル１４と称す。

ここで、送電ユニットＡと受電ユニットＢとは、互いに無線通信を行うので、アンテナ１７とアンテナ２６とを互いに近付けて配置する必要はない。したがって、配線の引き回しを少なくでき、器具設計の自由度が広がるという利点がある。例えば、送電ユニットＡ、受電ユニットＢの各通信手段を互いに近付けて配置する必要がある場合、受電ユニットＢの通信手段を、灯具２０３内から基部２０１内へ移動させなければならず、アーム２０２内に新たな配線を配設しなければならない。

また、受電回路Ｙの位置は、照明器具のデザインを優先し、設置スペースを確保できる照明器具の任意の箇所に設定すればよい。今回の照明器具は、灯具２０３に設置スペースがあり、この灯具２０３に受電回路Ｙを設けることで、比較的大きな受電回路Ｙであっても器具設計を行うことができる。よって、受電回路Ｙの設置スペースを確保するために、器具デザインを犠牲にしたり、回路部品に高価な小型・薄型部品を使用して受電回路Ｙを小型化する必要はない。

例えば、消費電力の大きい有機ＥＬ素子２３ａを光源２３に用いた場合、図６（ａ）に示すように、送電ユニットＡに、１台の受電ユニットＢ１のみを組み合わせる。一方、消費電力の小さい有機ＥＬ素子２３ａを光源２３に用いた場合、図６（ｂ）に示すように、送電ユニットＡには、複数の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を組み合わせることができる。また、入力電力、出力電力等の仕様（入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ、負荷電流等の少なくとも１つ）が互いに異なる複数種類の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を、１台の送電ユニットＡに組み合わせることもできる。

このように、複数の同一の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２、または複数種類の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を、同じ送電ユニットＡに組み合わせることができる。

また、図６（ａ）（ｂ）の送電ユニットＡは、仕様、サイズ等の制約により、その高さ寸法に制約があり、高価な薄型部品を使用している。一方、図６（ｃ）の送電ユニットＡＡは、その高さ寸法に対する制約が緩いため、安価な通常サイズの電子部品を使用している。さらに、高さ寸法に対する制約が緩い送電ユニットＡＡは、任意の位置に送電回路Ｘを配置することができるので、省配線化を図ることができ、器具設計の自由度が広がる。この送電ユニットＡＡは、その入力電力および出力電力、使用部品、回路定数（部品ばらつき、温度特性、劣化特性を含む）の違いによって、送電ユニットＡとは異なる入出力特性を有する。

しかしながら、送電ユニットＡは、電源回路Ｋ１を上記のように構成することによって、広範囲の入力電圧Ｖｉに対して出力を安定させることができる。したがって、図６（ｃ）に示すように、送電ユニットＡと組み合わせて使用していた受電ユニットＢ１，Ｂ１１，Ｂ１２を、送電ユニットＡＡに組み合わせて使用することが可能になる。

すなわち、１つの送電ユニットＡ、または１つの送電ユニットＡＡは、仕様が互いに異なる複数種類の受電ユニットＢを組み合わせることができる。また、１つの受電ユニットＢは、仕様が互いに異なる複数種類の送電ユニットＡ，ＡＡのいずれにも組み合わせることができる。

また、送電ユニットＡは、送電コイル１４１〜１４ｎのうち、受電ユニットＢが対向して設置された送電コイル１４のみを駆動してもよい。この場合、受電ユニットＢ（の受電コイル２１）が対向設置された送電コイル１４を検出する受電検出手段（図示無し）を、送電ユニットＡに設ける。したがって、レイアウトフリー、且つ高効率なシステムを実現できる。

例えば、送電ユニットＡの送電コイル１４、受電ユニットＢの各々に無線通信手段を設け、受電ユニットＢが、対向する送電コイル１４側へ生存信号を送信することによって、送電ユニットＡは、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４を検出できる。

上述の無線通信手段は、媒体として電波信号、赤外線信号を用いる。具体的には、４００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯の小電力無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、無線ＬＡＮ等を用いる。特に、４００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯の小電力無線は、使用する周波数帯が低いため、通信距離が長く、消費電力も低いという利点がある。

さらに、所定のタイミングで全ての送電コイル１４１〜１４ｎを同時駆動し、電力を供給された受電ユニットＢからの応答の有無によって、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４を検出してもよい。なお、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４の検出方法は周知であり、詳細な説明は省略する。

また、上述の無線通信手段の周波数帯を、電源回路Ｋ１のスイッチング周波数から離すことによって、互いの干渉を抑制することができる。

また、本実施形態は、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを備えたコイルアレイ方式を採用しているが、送電ユニットＡに１つの送電コイル１４のみを設けたムービングコイル方式を採用してもよい。この場合、送電ユニットＡは、載置面１０１ａ上における受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置を検出し、この検出した受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置に対向するように送電コイル１４を移動させる。このムービングコイル方式では、送電コイル１４と受電コイル２１とが１：１で対応することから、レイアウトフリー、且つ高効率なシステムを実現できる。また、送電ユニットＡは、移動可能な送電コイル１４を複数備えてもよい。この場合、複数の送電コイル１４のそれぞれが、互いに異なる受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置に対向するように移動する。なお、非接触給電システムにおけるムービングコイル方式は周知であり、詳細な説明は省略する。

上述のムービングコイル方式においても、受電コイル２１と送電コイル１４との位置ずれが発生する虞がある。しかしながら、電源回路Ｋ１を上記のように構成することによって、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａが変動した場合でも、出力電圧Ｖｏの安定出力が可能になる。

また、有機ＥＬ素子の電圧−電流特性は、ＬＥＤ素子に比べて立ち上がりが緩やかになることが多い。このため、出力電圧Ｖｏの変化幅（点灯開始時の最小出力電圧Ｖｏｍｉｎ〜定格点灯時の最大出力電圧Ｖｏｍａｘ）が大きくなるので、本実施形態の電源回路Ｋ１を用いることによる効果を発揮する。

また、電源回路Ｋ１の照明負荷として、有機ＥＬ素子２３ａ以外に、ＬＥＤ素子を用いてもよい。

ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子は、高効率、低電力で点灯可能であって、非接触給電システムにおいても電圧・電流ストレス、雑音、損失、温度上昇は小さく、小型にできるとともに簡易な回路構成で点灯可能である。

また、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子の光出力は、素子に流れる負荷電流に比例する。ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子の電圧−電流特性は、通常動作領域において急峻に変化する。したがって、回路定数の変動や制御ばらつき等によって、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子への印加電圧がわずかに変動しただけでも、光出力に大きな違いが生じ、素子破壊に至る場合もある。

しかしながら、本システムでは、電源回路Ｋ１を上記のように構成することによって、安定した光出力特性を得ることができる。このように、本システムは、特にＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子のような回路出力に精度が求められる照明負荷に対して、より効果を発揮する。なお、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子は、素子に流れる負荷電流に光出力が比例するため、定電流制御を行うことで安定した光出力が得られる。

また、本実施形態では、電源回路Ｋ１を上記のように構成することによって、受電ユニットＢ自体の電力効率が高くなるため、送電コイル１４，受電コイル２１のストレスや雑音を抑制することができる。さらに、電源回路Ｋ１の入力部にインダクタＬ１１が接続されているため、電源回路Ｋ１への入力電流のリプルが小さく、受電コイル２１から外部へ放射されるノイズも抑制される。

また、受電ユニットＢが、図５に示すようなスタンド式の照明器具を構成することによって、非接触給電方式特有の利便性、安全性の高い照明器具を提供することができる。

また、電源回路Ｋ１の照明負荷として、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子以外にも無機ＥＬ素子を用いてもよい。そして、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子の面状光源、ＬＥＤ素子と導光板との組み合わせによる面状光源を使用することによって、灯具２０３を薄型化できる。さらに、面状光源を使用することで、均一な照度を得ることができる。

（実施形態２）
図７は、本実施形態の受電ユニットＢの回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には、同一の符号を付して説明は省略する。

受電ユニットＢは、入力コンデンサＣｉと電源回路Ｋ１との間に充放電回路２８を設け、バッテリ２９が充放電回路２８に接続している。

充放電回路２８は、受電コイル２１の受電電力を用いてバッテリ２９を充電する充電機能と、バッテリ２９の蓄電電力を電源回路Ｋ１へ供給する放電機能とを備える。そして、充放電回路２８は、停電や故障等によって、受電コイル２１からの電力供給がなくなった場合でも、バッテリ２９から電源回路Ｋ１に電力を供給することができる。したがって、受電コイル２１からの電力供給がなくなった場合でも、光源２３を点灯させることができる。

バッテリ２９は、非接触給電により充電されるため、非接触特有の高い利便性、安全性を実現している。なお、電源回路Ｋ１への電力供給を非接触給電でなく、ＡＣアダプタなどのＤＣ電源で行ってもよいし、商用電源を整流（場合によっては、さらに平滑）して行ってもよい。

また、充放電回路２８の後段に昇圧モードＭｕ，降圧モードＭｄを有する電源回路Ｋ１が接続されているので、バッテリ２９の電圧が目標値Ｖｍよりも低いまたは高い場合でも、光源２３を安定点灯させることができる。

また、バッテリ２９からの電力供給時は、電力効率が高い昇圧モードＭｕで電源回路Ｋ１を動作させ、受電コイル２１，ＡＣアダプタ，ＤＣ電源，商用電源等から高い入力電圧Ｖｉが供給される場合に、降圧モードＭｄで電源回路Ｋ１を動作させるように構成してもよい。

さらに、本実施形態では、電源回路Ｋ１の出力電流（負荷電流）を検出し、この出力電流の検出値と所定の閾値とを比較することによって、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をスイッチング制御し、光源２３に定電流を供給する。電源回路Ｋ１の出力電流は、光源２３に直列接続した抵抗Ｒｓの両端電圧に基づいて検出される。この方式の場合、光源２３に供給される負荷電流のばらつきをより抑えることが可能となる。すなわち、精度の高い定電流制御が可能になる。

次に、本実施形態では、複数の温度センサＳを備えている。温度センサＳは、電源回路Ｋ１動作時に発熱するインダクタＬ１１，スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２および、光源２３が点灯することによって高温となる光源２３の放熱板（図示なし）に設けられている。各温度センサＳは、検出温度を制御部２４に出力する。そして、図８に示すように、制御部２４は、複数の温度センサＳのうち少なくとも一つの検出温度が所定の閾値Ｔｈ以上となった場合、光源２３の調光レベルを低減させる。

制御部２４は、通常時（検出温度が閾値Ｔｈ未満）は、光源２３を定格点灯（調光レベル１００％）させており、温度センサＳの検出温度が閾値Ｔｈを上回るにつれて出力電圧Ｖｏを低減させることで、光源２３の調光レベルを低減させる。すなわち、光源２３または電源回路Ｋ１が異常発熱した際に、光源２３の調光レベルを低減させることで消費電力を低減させ、電源回路Ｋ１の発熱量を低減させる。また、調光レベルを低減させることによって電源回路Ｋ１が降圧モードＭｄで動作する場合であっても、降圧モードＭｄ時の電力効率を考慮して調光レベルを設定することで、温度低減を図ることができる。上記制御によって、温度上昇による部品破壊を防止し、安全性を向上させることができる。

また、検出温度が閾値Ｔｈを上回るにつれて、光源２３の調光レベルを低減させるので、いきなり光源２３が消灯することがなく照明機能を確保することができるので、ユーザーの利便性が高い。

なお、温度センサＳは、光源２３と電源回路Ｋ１と光源２３の周囲と電源回路Ｋ１の周囲とのうち、少なくともいずれか一つの温度を検出する構成であってもよい。

（実施形態３）
図９は、本実施形態の受電ユニットＢの電源回路Ｋ２の回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には、同一の符号を付して説明は省略する。

図９に示す電源回路Ｋ２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４と、インダクタＬ２１とを主構成とする４スイッチ同期整流式昇降圧回路（Ｈブリッジ回路）で構成されている。

入力コンデンサＣｉの正極（入力電圧Ｖｉの高圧側）とインダクタＬ２１の一端との間に、スイッチング素子Ｑ２１（第１のスイッチング素子）が接続されている。また、入力コンデンサＣｉの負極（入力電圧Ｖｉの低圧側）とインダクタＬ２１の一端との間に、スイッチング素子Ｑ２２（第２のスイッチング素子）と抵抗Ｒ２１との直列回路が接続されている。また、出力コンデンサＣｏの正極（出力電圧Ｖｏの高圧側）とインダクタＬ２１の他端との間に、スイッチング素子Ｑ２３（第３のスイッチング素子）が接続されている。また、出力コンデンサＣｏの負極（出力電圧Ｖｏの低圧側）とインダクタＬ２１の他端との間に、スイッチング素子Ｑ２４（第４のスイッチング素子）と抵抗Ｒ２１との直列回路が接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４と抵抗Ｒ２１との直列回路の両端間に、出力コンデンサＣｏが接続している。光源２３は、出力コンデンサＣｏの両端間に接続されている。

そして、制御部２４は、抵抗Ｒ２１によって検出された電流値に基づいて、スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、電源回路Ｋ２を昇圧モードＭｕまたは降圧モードＭｄで動作させ、光源２３に定電流を出力する。

制御部２４は、入力電圧Ｖｉと目標値Ｖｍとの大小関係に基づいて、電源回路Ｋ２の動作モード（昇圧モードＭｕ，降圧モードＭｄ）を切替えている（図３参照）。

この電源回路Ｋ２の昇圧モードＭｕ時は、スイッチング素子Ｑ２１がオン状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４がオン・オフ駆動（ＰＷＭ制御）されることで、同期整流型の昇圧チョッパ回路として動作する。

また、電源回路Ｋ２の降圧モードＭｄ時は、スイッチング素子Ｑ２３がオン状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２４がオフ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２がオン・オフ駆動（ＰＷＭ制御）されることで、同期整流型の降圧チョッパ回路として動作する。

なお、４スイッチ同期整流式昇降圧回路の詳細な動作については周知であり、詳細な説明は省略する。

そして、実施形態１と同様に、最大入力電圧Ｖｉｍａｘ＜最大出力電圧Ｖｏｍａｘに設定されており、光源２３の定格点灯または調光レベル上限値付近では、電源回路Ｋ２は昇圧モードＭｕで動作する。昇圧モードＭｕ時における電源回路Ｋ２は、同期整流型の昇圧チョッパ回路として動作するので、電力効率が高く電源回路Ｋ２の発熱量を抑制することができる。

すなわち、消費電力が大きい光源２３の定格点灯時または調光レベル上限値付近時であっても、電源回路Ｋ２は電力効率が高い昇圧モードＭｕで動作するので、電源回路Ｋ２の発熱量を従来よりも抑制することができる。つまり、光源２３の定格点灯時における電源回路Ｋ２の最大発熱量を従来よりも抑制することができるので、電源回路Ｋ２の小型化が可能となり、発光素子点灯装置の小型化も図ることができる。

さらに、電源回路Ｋ２の昇圧モードＭｕ時は、スイッチング素子Ｑ２１がオン状態に維持されるため、インダクタＬ２１が電源回路Ｋ２の入力部に接続された状態となる。そして、スイッチング素子Ｑ２４がオフしている場合であっても、インダクタＬ２１を電流源として入力電流が供給され続ける。これにより、入力電流のピーク値が低下するので、電源回路Ｋ２の回路損失が低減し、電源回路Ｋ２の発熱量をより抑制することができる。さらに、インダクタＬ２１によって、入力コンデンサＣｉから供給される入力電流のリプルを低減して雑音を減少させることができる。これにより、入力電流の雑音対策部品のサイズを小さくすることができ、電源回路Ｋ２をより小型化することができる。

また、本実施形態の電源回路Ｋ２は、降圧モードＭｄ時であっても、電力効率が高い同期整流型の降圧チョッパ回路として動作する。したがって、入力電圧Ｖｉ，出力電圧Ｖｏの大小に関わらず、広い入力電圧Ｖｉ，出力電圧Ｖｏの範囲にわたって高い電力効率を得ることができる。

また、電源回路Ｋ２が降圧モードＭｄで動作する場合、電源回路Ｋ２の入力に位置するスイッチング素子Ｑ２１がオン・オフ駆動されるため、入力コンデンサＣｉからの入力電流が断続することになる。しかし、電源回路Ｋ２が降圧モードＭｄで動作するのは、光源２３の調光レベルが低い（出力電圧Ｖｏが低い）場合であるので、消費電力が低く、入力電流のリプルや雑音自体小さい。したがって、入力電流の雑音対策部品のサイズを小さくすることができ、電源回路Ｋ２の小型化を図ることができる。

また、入力電圧Ｖｉ≒目標値Ｖｍである場合、制御部２４は、スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４をオン・オフ駆動（ＰＷＭ制御）する昇降圧モードで電源回路Ｋ２を動作させる。これにより、入力電圧Ｖｉ≒出力電圧Ｖｏとすることができ、出力電圧Ｖｏを最大出力電圧Ｖｏｍａｘ〜最小出力電圧Ｖｏｍｉｎの全てにわたって制御することができるので、光源２３の細かな調光制御が可能となる。

また、上述したように電源回路Ｋ２の昇圧モードＭｕ時は、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態に維持される。

そこで、スイッチング素子Ｑ２２に、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４に比べて素子サイズの小さい素子を選定してもよい。一般的に、素子サイズが小さくなることによって発熱しやすくなる。しかし、消費電力が大きい光源２３の定格点灯時または調光レベル上限値付近時は、電源回路Ｋ２が昇圧モードＭｕで動作するので、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態であり、電源回路Ｋ２の最大発熱量には影響がない。そして、素子サイズの小さいスイッチング素子Ｑ２２を用いることによって、電源回路Ｋ２をより小型化することができる。

また、スイッチング素子Ｑ２２に、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４に比べてオン抵抗が大きい素子を選定してもよい。一般的に、オン抵抗が大きくなることによって発熱しやすくなる。しかし、消費電力が大きい光源２３の定格点灯時または調光レベル上限値付近時は、電源回路Ｋ２が昇圧モードＭｕで動作するので、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態であり、電源回路Ｋ２の最大発熱量には影響がない。そして、一般的にオン抵抗が大きい素子はコストが低いので、電源回路Ｋ２のコストを低減させることができる。

また、電源回路Ｋ２の昇圧モードＭｕ時は、スイッチング素子Ｑ２１がオン状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態に維持される。

そこで、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２に、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４に比べて端子間容量（ゲート・ドレイン間，ゲート・ソース間，ドレイン−ソース間の静電容量）が大きい素子を選定してもよい。一般的に、端子間容量が大きくなることによって、スイッチング時における電力損失が増加し、発熱しやすくなる。しかし、消費電力が大きい光源２３の定格点灯時または調光レベル上限値付近時は、電源回路Ｋ２が昇圧モードＭｕで動作する。このとき、スイッチング素子Ｑ２１がオン状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２２がオフ状態に維持されるため、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２がオン・オフすることによる電力損失が発生せず、電源回路Ｋ２の最大発熱量には影響がない。そして、一般的に端子間容量が大きい素子はコストが低いので、電源回路Ｋ２のコストを低減させることができる。

（実施形態４）
図１０は、本実施形態の受電ユニットＢの回路構成を示す。なお、実施形態１〜３と同様の構成には、同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、複数の温度センサＳを備えている。温度センサＳは、電源回路Ｋ２動作時に発熱するインダクタＬ２１，スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４および、光源２３が点灯することによって高温となる光源２３の放熱板（図示なし）に設けられている。各温度センサＳは、検出温度を制御部２４に出力する。そして、図８に示すように、制御部２４は、複数の温度センサＳのうち少なくとも一つの検出温度が所定の閾値Ｔｈ以上となった場合、光源２３の調光レベルを低減させる。

制御部２４は、通常時（検出温度が閾値Ｔｈ未満）は、光源２３を定格点灯（調光レベル１００％）させており、温度センサＳの検出温度が閾値Ｔｈを上回るにつれて出力電圧Ｖｏを低減させることで、光源２３の調光レベルを低減させる。すなわち、光源２３または電源回路Ｋ２が異常発熱した際に、光源２３の調光レベルを低減させることで消費電力を低減させ、電源回路Ｋ２の発熱量を低減させる。また、調光レベルを低減させることによって電源回路Ｋ２が降圧モードＭｄで動作する場合であっても、降圧モードＭｄ時の電力効率を考慮して調光レベルを設定することで、温度低減を図ることができる。上記制御によって、温度上昇による部品破壊を防止し、安全性を向上させることができる。

また、検出温度が閾値Ｔｈを上回るにつれて、光源２３の調光レベルを低減させるので、いきなり光源２３が消灯することがなく照明機能を確保することができるので、ユーザーの利便性が高い。

なお、温度センサＳは、光源２３と電源回路Ｋ２と光源２３の周囲と電源回路Ｋ２の周囲とのうち、少なくともいずれか一つの温度を検出する構成であってもよい。

（実施形態５）
図１１は、本実施形態の発光素子点灯装置の回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、送電ユニットＡは、全ての送電コイル１４１〜１４ｎを駆動する１つの交流電源１３Ａを備える。そして、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎの各々への給電経路には、スイッチＳ１〜Ｓｎがそれぞれ介挿されている。スイッチＳ１〜Ｓｎがオンしている場合、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれへ交流電力が供給される。一方、スイッチＳ１〜Ｓｎがオンしている場合、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎへの給電が遮断される。

そして、１つの交流電源１３Ａが全ての送電コイル１４１〜１４ｎを駆動するので、送電コイル１４１〜１４ｎに印加される交流電圧の位相が互いに同期する。したがって、１つの受電ユニットＢが、複数の送電コイル１４の間に配置されて、複数の送電コイル１４から受電する場合でも、より安定した電力供給が可能になる。

また、送電ユニットＡの制御部１５は、送電コイル１４１〜１４ｎのうち、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続したスイッチＳ０（スイッチＳ１〜Ｓｎを区別しない場合、スイッチＳ０と称す）のみをオンする。この場合、受電ユニットＢ（の受電コイル２１）が対向設置された送電コイル１４を検出する受電検出手段（図示無し）を、送電ユニットＡに設ける。さらに、受電ユニットＢの制御部２４は、電源回路Ｋ１をソフトスタートさせる機能（実施形態１参照）を有する。

そして、送電ユニットＡの制御部１５は、始動時に、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続したスイッチＳ０のみをオンし、ソフトスタート制御を行う。また、受電ユニットＢが取り外されると、制御部１５は、この取り外された受電ユニットＢに対向する送電コイル１４に接続したスイッチＳをオフする。

また、送電ユニットＡの制御部１５は、始動時に全ての送電コイル１４１〜１４ｎを同時駆動し、電力を供給された受電ユニットＢからの応答の有無によって、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４を検出することで、光源２３の点灯開始時間を短縮することができる。

このソフトスタート制御と交流電圧の位相同期制御とは、互いに独立しており、各制御に対して、それぞれの最適な制御値を設定することができる。したがって、電力供給の安定化と、始動時のストレス低減との両立が可能となる。

また、１つの送電ユニットＡに仕様の異なる複数の受電ユニットＢが配置された場合、受電ユニットＢ毎に、各仕様に応じたソフトスタート特性を設定する。したがって、受電ユニットＢ毎に、電源回路Ｋ１の構成部品へのストレスを低減することができる。例えば、負荷電力、負荷電圧の高いオーバシュートしやすい受電ユニットＢほど、制御部２４は、ソフトスタート時間（出力電圧Ｖｏが定常電圧（最大出力電圧Ｖｏｍａｘ）に達するまでに要する時間）を長くする。または、受電コイル２１のサイズを変えることで、受電ユニットＢの各仕様に合わせた受電量に調整する。例えば、負荷電力が大きい受電ユニットＢほど受電コイル２１を大きくし、より多くの送電コイル１４に対向させて、受電量を大きくする。

また、受電ユニットＢの制御部２４は、ソフトスタート時間の調整機能を有しており、光源２３の光出力の変化が人の視覚に認識できるように、光出力を上昇させる。すなわち、ソフトスタート制御をフェードイン制御と兼用させて、受電ユニットＢの始動時に、光源２３をふわりと優しく点灯させることが可能になる。さらに、受電ユニットＢの電源回路Ｋ１は、入力電圧Ｖｉを昇降圧制御できるので、受電コイル２１の出力状態や目標値Ｖｍにかかわらず、低い出力電圧Ｖｏ（深い調光レベル）からなめらかにフェードインさせることができる。また、受電ユニットＢの種類に応じたスピードでフェードインさせることもできる。

さらに、受電ユニットＢの制御部２４は、ソフトスタート制御時に、予め設定された指示値に基づいて光源２３の負荷電流または負荷電圧を立ち上げる。したがって、光出力の立上りスピードが、コイル位置関係、照明負荷の変動／ばらつき、入力電圧Ｖｉの変動／ばらつき、回路部品の変動（経年劣化、温特等）／ばらつき等によって変化することを抑制できる。つまり、始動時に、光源２３の光出力を常に所望のスピードで立ち上がらせることができるという、照明ならではの効果を得ることができる。

また、受電ユニットＢに、実施形態２に示す電源回路Ｋ１，実施形態３，４に示す電源回路Ｋ２のいずれを用いても、上記同様の効果を得ることができる。

Ａ 送電ユニット
１４１〜１４ｎ 送電コイル
Ｂ 受電ユニット
２１ 受電コイル
２４ 制御部
Ｋ１ 電源回路
２３ 光源
２３ａ 有機ＥＬ素子

Claims (10)

1. 複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、
   前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、
   複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、
   前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、
   前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、
   前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子の素子サイズが小さい
   ことを特徴とする発光素子点灯装置。
2. 複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、
   前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、
   複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、
   前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、
   前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、
   前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子のオン抵抗が大きい
   ことを特徴とする発光素子点灯装置。
3. 複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、
   前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、
   複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、
   前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、
   前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、
   前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第２のスイッチング素子の端子間容量が大きい
   ことを特徴とする発光素子点灯装置。
4. 複数のスイッチング素子を具備し、前記スイッチング素子が同期整流方式でスイッチング制御されることで直流の入力電圧を昇圧して直流の出力電圧を生成する昇圧モードおよび、前記スイッチング素子がスイッチング制御されることで前記入力電圧を降圧して前記出力電圧を生成する降圧モードからなる動作モードを有し、前記出力電圧を１乃至複数の発光素子からなる光源に印加する電源回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチング制御しており、前記出力電圧が目標値と一致するように前記電源回路を前記昇圧モードまたは前記降圧モードで動作させる制御部とを備え、
   前記目標値の最大値は、前記入力電圧の最大値よりも高く設定され、
   複数の前記スイッチング素子は、第１〜第４のスイッチング素子で構成され、
   前記電源回路は、前記第１〜第４のスイッチング素子および、インダクタを有する４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されており、
   前記入力電圧の高圧側と前記インダクタの一端との間に前記第１のスイッチング素子が接続され、前記入力電圧の低圧側と前記インダクタの一端との間に前記第２のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の高圧側と前記インダクタの他端との間に前記第３のスイッチング素子が接続され、前記出力電圧の低圧側と前記インダクタの他端との間に前記第４のスイッチング素子が接続されており、
   前記制御部は、前記電源回路を前記昇圧モードで動作させる場合、前記第１のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記電源回路を前記降圧モードで動作させる場合、前記第３のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記第４のスイッチング素子をオフ状態に維持し、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をオン・オフ駆動し、
   前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子に比べて、前記第１のスイッチング素子の端子間容量が大きい
   ことを特徴とする発光素子点灯装置。
5. 前記制御部は、前記光源の点灯始動時において、前記出力電圧を徐々に上昇させることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
6. 前記光源または、前記電源回路または、前記光源の周囲または、前記電源回路の周囲の温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御部は、前記温度センサの検出温度が閾値よりも高い場合、前記光源の調光レベルを低減させることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
7. 交流電圧が印加される送電コイルを有する送電ユニットと、
   前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイルおよび、前記受電コイルの出力電圧を整流して出力する整流部および、前記整流部の出力が入力される前記電源回路を有する受電ユニットとを備えることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
8. 前記送電ユニットは、複数の前記送電コイルを有しており、前記送電コイルの各々に印加される前記交流電圧の位相を互いに同期させることを特徴とする請求項７記載の発光素子点灯装置。
9. 前記発光素子は、有機ＥＬ素子またはＬＥＤ素子で構成されることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の発光素子点灯装置。
10. １乃至９のうちいずれか１項に記載の発光素子点灯装置と、
    １乃至複数の発光素子からなり、前記発光素子点灯装置から電力供給される光源とを備えることを特徴とする照明器具。

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