JP6127402B2 - 点灯装置及びこの点灯装置を備える照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤモジュールの着脱の検出精度を高めた点灯装置及びこの点灯装置を備える照明器具に関する。

定電流回路によって、負荷が異なる場合であっても、ＬＥＤを点灯させる技術がある。（例えば、特許文献１参照。）

また、定電流回路にＬＥＤが接続されたことを検出して、ＬＥＤを点灯させる技術がある。（例えば、特許文献２参照。）

特開２０１１−２１０６５９号公報 特開２０１１−９２３２号公報

しかしながら、ＬＥＤに直列接続されたスイッチング素子を用いて、定電流回路に接続されたときに、ＬＥＤに電流を流れるように制御しているため、スイッチング素子による電力ロスが発生するという課題があった。

本発明は、点灯装置の電力ロスを低減させながら、ＬＥＤユニットの接続状態を精度よく検出することを目的とする。

本発明の点灯装置は、入力される交流電流を直流電流に変換する交流直流変換回路と、この交流直流変換回路に接続され、前記ＬＥＤ群に電力を供給する点灯回路と、前記交流直流変換回路に接続されるとともに、前記ＬＥＤユニットが取り付けられるとき、前記接続抵抗の影響を受けて検出電圧が変化する接続検出回路と、前記交流直流変換回路に接続され、基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記接続検出回路が検出する検出電圧と、前記基準電圧生成回路が生成する基準電圧とを比較する比較器と、前記比較器の比較結果に基づいて、前記点灯回路の動作を制御する点灯用制御回路と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、点灯装置は、電力ロスを低減させながら、ＬＥＤユニットの接続状態を精度よく検出することができる。

実施の形態１の照明器具の斜視図である。 図１の照明器具に搭載されるＬＥＤユニット及び点灯装置の回路図である。 図２の点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。 図２の点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。 実施の形態２の点灯装置の回路図である。 図５の点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の照明器具の斜視図である。

照明器具１０００は、本体１００（図示せず）と、この本体１００に取付けられる２つのソケット２００、点灯装置３００（図示せず）及び本体カバー４００と、ソケット２００に着脱可能に取り付けられるＬＥＤユニット５００を備える。

図２は、図１の照明器具に搭載されるＬＥＤユニット及び点灯装置を示す回路図である。

まず、ＬＥＤユニット５００の回路構成について説明する。
ＬＥＤユニット５００は、複数のＬＥＤ５１１が直列接続されたＬＥＤ群５１０（例えば、３０個のＬＥＤ５１１が直列接続されるＬＥＤ群５１０）と、このＬＥＤ群５１０に並列に接続される抵抗ＲＬとを備える。なお、この実施の形態におけるＬＥＤユニット５００は、いわゆるＪＩＳ−Ｃ７７０９などで定められる直管形ＬＥＤであるが、これに限定されず、照明器具の内部に内蔵されるものであってもかまわない。

次に点灯装置３００の回路構成について説明する。
点灯装置３００は、商用電源などに接続され、入力される交流電圧ＡＣを直流電圧に変換する交流直流変換回路３１０と、この交流直流変換回路３１０の出力電圧から制御電源Ｖｃｃ１を生成する制御電源回路３２０と、ＬＥＤユニット５００に供給する電流を制御する点灯回路３３０と、点灯装置３００にＬＥＤユニット５００が接続されていることを検出する検出回路３４０と、この検出回路３４０がＬＥＤユニット５００の接続を検出する期間を所定期間マスクするマスク回路３５０と、点灯回路３３０に接続されるコネクタ３６０と、を備える。

交流直流変換回路３１０は、入力される交流電圧ＡＣをダイオードブリッジＤＢで脈流の直流電圧に変換する整流回路３１１と、この脈流の直流電圧を昇圧して平滑された平滑電圧を生成する昇圧チョッパ回路３１２からなる。

この実施の形態の交流直流変換回路３１０は、整流回路３１１と昇圧チョッパ回路３１２からなる場合について説明するが、これに限定されず、例えば整流回路３１１が出力する脈流電圧を平滑コンデンサで平滑するコンデンサインプット形の交流直流変換回路を構成してもよい。

昇圧チョッパ回路３１２は、整流回路３１１の高電位側に一端が接続されるインダクタＬ２と、このインダクタＬ２の他端にアノード端子が接続されるダイオードＤ２と、このダイオードＤ２のカソード端子に接続されるコンデンサＣ２と、ダイオードＤ２のアノード端子にドレイン端子が接続され、整流回路３１１の低電位側にソース端子が接続されるｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２と、このｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のゲート端子に接続され、このｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のオン／オフを制御する昇圧用制御回路ＩＣ２と、を備える。

昇圧用制御回路ＩＣ２は、整流回路３１１の出力電圧波形とコンデンサＣ２に充電される電圧値とｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２に流れる電流をウォッチしながら、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のオン／オフを制御する。このように、昇圧用制御回路ＩＣ２がｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２を制御することによって、インダクタＬ２にエネルギーを蓄積と放出を繰り返し、昇圧チョッパ回路３１２は、入力される脈流の直流電圧よりも高い電圧に昇圧し、コンデンサＣ２によって平滑された平滑電圧を生成する。

制御電源回路３２０は、例えば、スイッチング電源回路、定電圧レギュレータ回路、抵抗降圧回路などで構成される。

点灯回路３３０は、昇圧チョッパ回路３１２の高電位側に接続されるコンデンサＣ１及びダイオードＤ１と、このダイオードＤ１のアノード端子とコンデンサＣ１との間に接続されるトランスＬ１と、このトランスＬ１にドレイン端子が接続されるｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１と、このｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のソース端子と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側との間に接続される抵抗Ｒｓと、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲート端子に接続される点灯用制御回路ＩＣ１と、トランスＬ１と点灯用制御回路ＩＣ１との間に接続される抵抗Ｒ６と、点灯用制御回路ＩＣ１のＶｃｃ端子及びＥＮ端子間に接続される抵抗Ｒ２３と、アノード端子が昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続され、カソード端子がトランスＬ１とコンデンサＣ１（抵抗Ｒ１）との中点に接続されるダイオードＤ４と、を備える。

なお、この実施の形態における点灯回路３３０は、いわゆるフォワード型コンバータを構成している場合について説明するが、フライバック型コンバータなどで構成している場合であってもよい。

トランスＬ１は、１次巻線Ｌｐと、２次巻線Ｌｓを有する。
１次巻線Ｌｐは、巻き始め側の一端がコンデンサＣ１に接続され、他端がダイオードＤ１のアノード端子に接続される。
２次巻線Ｌｓは、巻き始め側の一端が昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続され、他端が抵抗Ｒ６を介して、点灯用制御回路ＩＣ１のＺＣＤ端子に接続される。

点灯用制御回路ＩＣ１は、抵抗Ｒｓに流れる電流を検出するとともに、２次巻線Ｌｓに発生する電圧から１次巻線Ｌｐに蓄積されるエネルギー量を検出して、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを制御する。この抵抗Ｒｓに流れる電流は、ＬＥＤユニット５００に流れる電流に相当し、点灯用制御回路ＩＣ１がｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを制御することで、ＬＥＤユニット５００に流れる電流を略一定となるようにフィードバック制御することができる。

ダイオードＤ４は、ＬＥＤ５１１の点灯制御中にＬＥＤユニット５００が外されたときに、負荷の急激な変動によってコイルＬ１に蓄えられたエネルギーが放電される際、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１に逆電圧が印加されたりするのを防止するための保護用素子である。

抵抗Ｒ６は、電流を制限する機能を有している。

コンデンサＣ１は、ＬＥＤ群５１０に印加する電圧を平準化する。
抵抗Ｒ２３は、プルアップ抵抗であり、点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に、例えば５ＶのＨＩＧＨ信号を入力するためのものである。

ダイオードＤ１は、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がオンのとき１次巻線Ｌｐが磁化されたエネルギーを、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がオフのときにコンデンサＣ１に帰還させる。

検出回路３４０は、昇圧チョッパ回路３１２の出力端子間に接続される抵抗Ｒ４、Ｒ５と、この抵抗Ｒ５に並列に接続されるコンデンサＣ１３と、トランスＬ１の１次巻線Ｌｐの一端側と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続される抵抗Ｒ２、Ｒ３と、抵抗Ｒ３に並列に接続されるコンデンサＣ１４と、反転入力端子ＣＰ１−がコンデンサＣ１４に接続され、非反転入力端子ＣＰ１＋がコンデンサＣ１３に接続される比較器ＣＰ１と、この比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏと制御電源Ｖｃｃ１との間に接続される抵抗Ｒ１７と、比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏに接続される抵抗Ｒ１８と、ベース端子に抵抗Ｒ１８が接続されるトランジスタＱ１２と、このトランジスタＱ１２のベース端子とエミッタ端子に接続されるコンデンサＣ１２と、を備える。ここで、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサＣ１４で構成される回路を接続検出回路３４１といい、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１３で構成される回路を基準電圧生成回路３４２という場合がある。

比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧をＶＣＰ１＋、昇圧チョッパ回路３１２の平滑電圧をＶＤＣ、反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧をＶＣＰ１−、抵抗Ｒ１〜Ｒ５、ＲＬの抵抗値をそれぞれｒ１〜ｒ５、ｒｌとする。
このとき、比較器ＣＰ１に入力される反転入力端子ＣＰ１−と非反転入力端子ＣＰ１＋の電圧は次の式で表される。

ＶＣＰ１+＝ＶＤＣ／（ｒ４／ｒ５）×ｒ５ ・・・ （式１）
ＶＣＰ１−＝ＶＤＣ／（１／（１／ｒｌ＋１／ｒ１）＋ｒ２＋ｒ３）×ｒ３ ・・・ （式２）

このとき、検出回路３４０がＬＥＤユニット５００を接続するときと、非接続のときの比較器ＣＰ１に入力される反転入力端子ＣＰ−と非反転入力端子ＣＰ＋の電圧の関係は、ＬＥＤユニット５００が接続されていないとき、抵抗値ｒｌは∞となるため、次のようになる。

（ＬＥＤユニット接続時）
ＶＣＰ１＋＜ＶＣＰ１− ・・・ （式３）

（ＬＥＤユニット非接続時）
ＶＣＰ１＋＞ＶＣＰ１− ・・・ （式４）

このように、ＬＥＤユニット５００が点灯装置３００に取付けられた状態と、取り外された状態とで、検出回路３４０の分圧比が変わり、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ−と非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧の算出式の分子には、ともに昇圧チョッパ回路３１２が出力する電圧値ＶＤＣが存在するため、この電圧値ＶＤＣが変化しても互いをキャンセルすることができる。つまり、抵抗値ｒ１〜ｒ５、ｒｌで設定された電圧によって比較器ＣＰ１が比較するので、電圧値ＶＤＣの電圧変化の影響を受けることがなく、ＬＥＤユニット５００の接続検出の精度を高めることができる。

マスク回路３５０は、トランスＬ１の２次巻線Ｌｓの他端にアノード端子が接続されるダイオードＤ３と、このダイオードＤ３のカソード端子に接続される抵抗Ｒ１１と、この抵抗Ｒ１１と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続される抵抗Ｒ１２と、この抵抗Ｒ１２に並列に接続されるコンデンサＣ１１と、制御電源回路３２０（制御電源Ｖｃｃ１）と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続される抵抗Ｒ１４、Ｒ１３と、抵抗Ｒ１３に並列に接続されるコンデンサＣ１５と、反転入力端子ＣＰ２−にコンデンサＣ１５が接続され、非反転入力端子ＣＰ２＋にコンデンサＣ１１が接続される比較器ＣＰ２と、この比較器ＣＰ２の出力端子ＣＰ２ｏと制御電源回路３２０（制御電源Ｖｃｃ１）との間に接続される抵抗Ｒ１５と、ベース端子が比較器ＣＰ２の出力端子ＣＰ２ｏに接続され、コレクタ端子がトランジスタＱ１２のベース端子に接続され、エミッタ端子が昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続されるトランジスタＱ１１と、を備える。

このマスク回路３５０は、検出回路３４０がＬＥＤユニット５００の接続を検出した後、ＬＥＤユニット５００が外されるまでの間、検出回路３４０の出力をＬＯＷ信号にするためのものである。

比較器ＣＰ２の反転入力端子ＣＰ２−には、制御電源Ｖｃｃ１を抵抗Ｒ１４、Ｒ１３で分圧し、この分圧した電圧を、比較器ＣＰ２の基準電圧として入力する。

ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がオン／オフ制御されると１次巻線Ｌｐに電流が流れ、鉄心が励磁され、２次巻線Ｌｓに電圧が発生する。この２次巻線Ｌｓに発生した電圧は、ダイオードＤ３を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２に印加され、この抵抗Ｒ１１とＲ１２に分圧された電圧が比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋に入力される。

次に、各回路の動作を説明する。
図３は、図２の点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。
図３（ａ）は、交流電圧ＡＣのオン／オフ状態、図３（ｂ）は、制御電源Ｖｃｃ１の電圧、図３（ｃ）は、昇圧チョッパ回路３１２の出力電圧ＶＤＣ、図３（ｄ）は、比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋、反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧、図３（ｅ）は、比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏの電圧、図３（ｆ）は、比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋、反転入力端子ＣＰ２−に入力される電圧、図３（ｇ）は、比較器ＣＰ２の出力端子ＣＰ２ｏの電圧、図３（ｈ）は、点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に入力される電圧、図３（ｉ）は、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチング状態、図３（ｊ）は、コネクタ３６０の両端電圧ＶＣＮをそれぞれ示す図である。

この実施の形態において、点灯用制御回路ＩＣ１、昇圧用制御回路ＩＣ２の動作電圧は、比較器ＣＰ１、ＣＰ２の動作電圧よりも高い電圧とし、比較器ＣＰ１、ＣＰ２が動作開始する電圧をＶ１、点灯用制御回路ＩＣ１、昇圧用制御回路ＩＣ２が動作開始する電圧をＶ２とする。

まず、交流電源ＡＣを投入して、点灯装置３００がＬＥＤユニット５００に電力を供給し、ＬＥＤ５１１を点灯する動作について説明する。

交流電圧ＡＣが供給されると、制御電源回路３２０が制御電源Ｖｃｃ１を生成すると共に、抵抗Ｒ１及び抵抗ＲＬ（以下、抵抗Ｒ１と抵抗ＲＬの合成抵抗のことを合成抵抗Ｒ１Ｌという。）→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ３のループと、抵抗Ｒ４→抵抗Ｒ５のループに電流が流れ、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−、非反転入力端子ＣＰ１＋にはそれぞれ電圧が印加される（時間Ｔ１〜Ｔ２）。反転入力端子ＣＰ１−の電圧は、図３（ｄ）に実線で示し、非反転入力端子ＣＰ１＋の電圧は、図３（ｄ）に破線で示す。

制御電源Ｖｃｃ１の電圧値がＶ１に達すると、比較器ＣＰ１、ＣＰ２が起動する（時間Ｔ３）。しかしながら、点灯用制御回路ＩＣ１、昇圧用制御回路ＩＣ２は、起動していないので、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のスイッチングを制御していない（オフ状態）となっている。そのため、昇圧チョッパ回路３１２が出力する出力電圧ＶＤＣは、整流回路３１１が出力する脈流のピーク電圧に相当する電圧Ｖｄｃ１であり、ＬＥＤ群５１０を点灯することができない。

このときの出力電圧ＶＤＣが、抵抗Ｒ１・抵抗ＲＬ、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３によって分圧され、また、同様に出力電圧ＶＤＣが、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５によって分圧される。これら分圧された電圧が、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に電圧値Ｖｃｐ１１、非反転入力端子ＣＰ１＋に電圧値Ｖｃｐ１４がそれぞれ入力され、比較器ＣＰ１が比較して、その結果を出力する。

ＬＥＤユニット５００が接続されているとき、抵抗Ｒ１と抵抗ＲＬの合成抵抗になるので、合成インピーダンスが下がっており、比較器ＣＰ１の出力（プルアップ抵抗である抵抗Ｒ１７の出力）はＬＯＷ信号となり、トランジスタＱ１２のベース端子に電流が流れないので、トランジスタＱ１２はオフとなる。

したがって、プルアップ抵抗である抵抗Ｒ２３から点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に電圧が印加される。

制御電源Ｖｃｃ１の電圧値が上昇して電圧値Ｖ２に達すると、点灯用制御回路ＩＣ１、昇圧用制御回路ＩＣ２が起動する（時間Ｔ４）。

この点灯用制御回路ＩＣ１は、ＥＮ端子に電圧が印加されると、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを開始する。ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がスイッチングを開始すると、トランスＬ１の１次巻線Ｌｐに電流が流れ始め、２次巻線Ｌｓに２次電圧が発生する。

同時に、昇圧用制御回路ＩＣ２も動作を開始し、昇圧用制御回路ＩＣ２は、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のスイッチングして、整流回路３１１の脈流の直流電圧の昇圧を開始する。

マスク回路３５０は、制御電源Ｖｃｃ１が供給されると、抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１３に分圧された電圧が比較器ＣＰ２の反転入力端子ＣＰ２−に入力され、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がスイッチング動作する前は、非反転入力端子ＣＰ２＋には電圧が印加されず、比較器ＣＰ２の出力（プルアップ抵抗Ｒ１５の出力）は、ＬＯＷ信号となる。したがってトランジスタＱ１１のベース端子には電流が流れず、トランジスタＱ１１はオフとなっている。反転入力端子ＣＰ２−の電圧は、図３（ｆ）に破線で示し、非反転入力端子ＣＰ２＋の電圧は、図３（ｆ）に実線で示す。

また、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がスイッチング動作を開始すると、２次巻線Ｌｓに発生する２次電圧を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧し、この分圧した電圧を比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋に印加する。比較器ＣＰ２の出力は、ＨＩＧＨ信号となり、トランジスタＱ１１のベース端子に電流が流れ、トランジスタＱ１１がオンする（時間Ｔ５〜時間Ｔ７）。

したがって、点灯用制御回路ＩＣ１が制御動作を開始し、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチング制御を行うまでの間、比較器ＣＰ１の出力をＬＯＷ信号にすることができ、制御電源Ｖｃｃ１の電圧値が規定電圧まで上昇していく不安定な状態であっても、誤動作なくＬＥＤユニット５００の接続を検出することができる。

次に、ＬＥＤユニット５００が点灯中に、点灯装置３００からＬＥＤユニット５００を外す場合の動作について説明する。

ＬＥＤユニット５００が外されると、電流がＬＥＤユニット５００（ＬＥＤ群５１０と抵抗ＲＬ）を介して流れるループがなくなって抵抗Ｒ１を介して流れるループのみになり、ＬＥＤ５１１が点灯しているときのインピーダンスに比して、抵抗Ｒ１は非常に大きいインピーダンス（抵抗値）を持っており、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１をオンにしても抵抗Ｒｓに電流が流れず、点灯用制御回路ＩＣ１はｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１をターンオフすることなく、ターンオン状態（時間Ｔ８〜時間Ｔ１２）を継続する。
そのため、トランスＬ１の２次巻線Ｌｓには２次電圧が発生しなくなるので、比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋に電圧が印加されなくなり、比較器ＣＰ２はＬＯＷ信号を出力し、比較器ＣＰ１の出力のマスクを解除する。

なお、この実施の形態における点灯装置３００の制御電源装置３２０は、ＬＥＤユニット５００を外しても、制御電源Ｖｃｃ１を出力し続けるものとする。

ＬＥＤユニット５００が外されて、点灯回路３３０から抵抗ＲＬが切り離されているので、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に入力される入力電圧Ｖｃｐ１−は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の分圧で決定される。

比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される入力電圧Ｖｃｐ１＋は、抵抗Ｒ４、Ｒ５でＬＥＤユニット５００が接続されているときと変わりがない。

したがって、抵抗Ｒ１と抵抗ＲＬとの合成抵抗値よりも抵抗Ｒ１のみの場合の方が、インピーダンスが高くなるので、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に入力される入力電圧Ｖｃｐ１−が下がる。よって、比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される入力電圧Ｖｃｐ１＋よりも反転入力端子ＣＰ１−に入力される入力電圧Ｖｃｐ１−のほうが低いので、比較器ＣＰ１の出力はＬＯＷ信号となり、抵抗Ｒ１７からトランジスタＱ１２のベース端子に電流が流れなくなり、トランジスタＱ１２はオフする。

そのため、抵抗Ｒ２３から点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に印加される電圧が徐々に低下する。点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に印加される電圧Ｖｅが動作スレッシュ電圧Ｖｓｔｏｐよりも低くなると、点灯用制御回路ＩＣ１はｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを停止する。

このように、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、ＲＬの分圧比によって、検出回路３４０が、ＬＥＤユニット５００の着脱を検出するので、昇圧チョッパ回路３１２の出力電圧ＶＤＣによらずに、精度を高めることができる。

また、ＬＥＤユニット５００が点灯中に、ＬＥＤユニット５００を点灯装置３００から外すと、点灯回路３３０の出力はＬＥＤユニット５００に電流が流せなくなるので、抵抗Ｒ１を介して、トランスＬ１→ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１→抵抗Ｒｓのループで電流が流れるようになる。つまり、点灯回路３３０は、抵抗Ｒ１に流す電流をＬＥＤユニット５００に供給する電流になるように制御をし始めるため、点灯回路３３０が出力する出力電圧は上昇する。このままの状態を継続すると、点灯回路３３０が出力する出力電圧が上昇し続けるが、上記説明のように検出回路３４０によって、ＬＥＤユニット５００が外されたことを検出できるので、点灯回路３３０の出力電圧の上昇を抑えることができる。

次に、商用電源供給中で、ＬＥＤユニット５００を外された状態から、ＬＥＤユニット５００を取付ける場合について、図３を用いて説明する。

図４は、図２に示す点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。
図４（ａ）は、交流電圧ＡＣのオン／オフ状態、図４（ｂ）は、制御電源Ｖｃｃ１の電圧、図４（ｃ）は、昇圧チョッパ回路３１２の出力電圧ＶＤＣ、図４（ｄ）は、比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋、反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧、図４（ｅ）は、比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏの電圧、図４（ｆ）は、比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋、反転入力端子ＣＰ２−に入力される電圧、図４（ｇ）は、比較器ＣＰ２の出力端子ＣＰ２ｏの電圧、図４（ｈ）は、点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に入力される電圧、図４（ｉ）は、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチング状態、図４（ｊ）は、コネクタ３６０の両端電圧ＶＣＮをそれぞれ示す図である。

ＬＥＤユニット５００が点灯装置３００から外されているとき、制御電源回路３２０は、制御電源Ｖｃｃ１、昇圧チョッパ回路３１２の出力電圧ＶＤＣは、比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋は、抵抗Ｒ４、Ｒ５によって分圧された一定電圧、反転入力端子ＣＰ１−は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって分圧された検出電圧、比較器ＣＰ１の出力は、ＨＩＧＨ信号、比較器ＣＰ２の反転入力端子ＣＰ２−は、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４によって分圧された一定電圧、非反転入力端子ＣＰ２＋は、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２によって分圧されたマスク動作電圧、比較器ＣＰ２の出力は、ＬＯＷ信号、点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に入力される信号は、ＬＯＷ信号、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１はオフ状態、点灯回路３３０の出力であるコネクタ３６０の両端電圧ＶＣＮは、出力電圧値Ｖｃｎ３となっている。（時間Ｔ２０〜Ｔ２１）

この状態で、ＬＥＤユニット５００を点灯装置３００に接続すると、コネクタ３６０を介して、抵抗ＲＬに電流が流れ始め、検出回路３４０の分圧が合成抵抗Ｒ１Ｌと、抵抗Ｒ２、Ｒ３の分圧になり、分圧比が変わる。

したがって、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧は上昇していき、時間Ｔ２２で非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧よりも高くなる。よって、比較器ＣＰ１の出力はＬＯＷ信号になり、トランジスタＱ１２はオフになる。よって、抵抗Ｒ２３より点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に印加される電圧は徐々に上昇し、時間Ｔ２３で動作スレッシュ電圧Ｖｓｔａｒｔを超え、点灯用制御回路ＩＣ１はｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを開始する。

ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングが開始されると、トランスＬ１の１次巻線Ｌｐに電流が流れ始めるので、２次巻線Ｌｓに二次電圧が発生する。

比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋に印加される電圧が上昇し、比較器ＣＰ２の出力がＨＩＧＨ信号となり、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に印加される電圧の影響は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３によるので、反転入力端子ＣＰ１−の電圧が時間Ｔ２３〜Ｔ２５にかけて徐々に電圧Ｖｃｐ１３まで下がり、その後、電圧Ｖｃｐ１３で一定となる。

このように、ＬＥＤユニット５００が外れた状態からＬＥＤユニット５００を点灯装置３００に取付ける際も、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、ＲＬの分圧比によって、検出回路３４０が、ＬＥＤユニット５００の装着を検出するので、昇圧チョッパ回路３１２の出力電圧ＶＤＣによらずに、精度を高めることができる。

この実施の形態のＬＥＤユニット５００は、複数のＬＥＤ５１１が直列接続されたＬＥＤ群５１０とこのＬＥＤ群５１０に並列に接続される抵抗ＲＬとを備える場合について説明したが、一つのＬＥＤに並列に抵抗が接続される場合であってもよく、または複数のＬＥＤ群が並列に複数接続され、この並列に接続されるＬＥＤ群に対して抵抗が並列に接続される場合であってもよい。

また、この実施の形態のＬＥＤユニット５００は、１つの抵抗ＲＬを備える場合について説明したが、複数のＬＥＤ５１１に対して、それぞれのＬＥＤ５１１に１個ずつ抵抗が並列に接続されていてもよい。

この実施の形態の点灯装置３００は、ＬＥＤユニット５００が取付けられた状態または取り外された状態であるかの接続状態を精度よく検出することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、点灯用制御回路ＩＣ１の動作開始／停止を制御するためのＥＮ端子を用いて点灯用制御回路ＩＣ１がｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを制御する場合について説明したが、この実施の形態では、点灯用制御回路ＩＣ１に供給される制御電源を制御して、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを制御するものである。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成について同符号を付して説明を省略し、実施の形態１と異なる構成について詳細に説明する。

図５は、本実施の形態における点灯装置及びＬＥＤユニットの回路図である。
ＬＥＤユニット５００は、実施の形態１と同様の構成である。
点灯装置３００ａは、交流直流変換回路３１０と、制御電源回路３２０と、点灯回路３３０ａと、検出回路３４０ａと、マスク回路３５０と、コネクタ３６０と、を有する。

点灯回路３３０ａは、後述する制御電源Ｖｃｃ２で点灯用制御回路ＩＣ１が動作することが実施の形態１と異なり、そのほかは実施の形態１と同様の構成、動作のため、説明を省略する。

検出回路３４０ａは、分圧抵抗である抵抗Ｒ１〜Ｒ３並びに抵抗Ｒ４、Ｒ５と、比較器ＣＰ１と、この比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏに接続される抵抗Ｒ１８と、この抵抗Ｒ１８にゲート端子が接続されるｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３と、このｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のドレイン端子−ゲート端子に並列に接続される抵抗Ｒ２２と、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のゲート端子と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続されるコンデンサＣ１２と、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のソース端子と昇圧チョッパ回路３１２の低電位側に接続されるコンデンサＣ２０と、を備える。

ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３は、制御電源回路３２０から制御電源Ｖｃｃ１がドレイン端子に入力され、ゲート端子に入力される制御信号に基づいて、ソース端子からコンデンサＣ２０に第二の制御電源Ｖｃｃ２を出力する。この第二の制御電源Ｖｃｃ２は、点灯用制御回路ＩＣ１に制御電源として供給される。

次に、この実施の形態における動作について説明する。
図６は、図５に示す点灯装置の回路動作を示す動作波形図である。
図６（ａ）は、交流電圧ＡＣのオン／オフ状態、図６（ｂ）は、制御電源Ｖｃｃ１の電圧、図６（ｃ）は、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３の動作状態（ゲート端子電圧）、図６（ｄ）は、制御電源Ｖｃｃ２の電圧、図６（ｅ）は、昇圧チョッパ回路の出力電圧、図６（ｆ）は、比較器ＣＰ１の入力端子に入力される電圧、図６（ｇ）は、比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏの電圧、図６（ｈ）は、比較器ＣＰ２の入力端子に入力される電圧、図６（ｉ）は、比較器ＣＰ２の出力端子ＣＰ２ｏの電圧、図６（ｊ）は、点灯用制御回路ＩＣ１のＥＮ端子に入力される電圧、図６（ｋ）は、ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチング状態、図６（ｌ）は、コネクタ３６０の両端電圧をそれぞれ示す図である。

交流電圧ＡＣが点灯装置３００ａに供給されると、制御電源３２０が制御電源Ｖｃｃ１を生成するとともに、合成抵抗Ｒ１Ｌ→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ３のループと、抵抗Ｒ４→抵抗Ｒ５のループに電流が流れ、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−、非反転入力端子ＣＰ１＋にそれぞれ電圧が印加される（時間Ｔ３１〜時間Ｔ３２）。反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧は、図５（ｄ）に実線で示し、非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧は、図５（ｄ）に破線で示す。

ＡＣ電源が投入されると、制御電源Ｖｃｃ１の電圧、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のゲート端子の電圧、直流電圧ＶＤＣ、抵抗Ｒ４、Ｒ５の分圧電圧（比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＣＰ１＋の入力電圧Ｖｃｐ１＋）、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の分圧電圧（比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−の入力電圧Ｖｃｐ１−）、比較器ＣＰ１の出力端子ＣＰ１ｏ、抵抗Ｒ１４、Ｒ１３の分圧電圧（比較器ＣＰ２の反転入力端子ＣＰ２−の入力電圧Ｖｃｐ２−）、コネクタ３６０の両端間電圧ＶＣＮ、は徐々に上昇していく。
なお、比較器ＣＰ１は動作しておらず、出力端子ＣＰ１ｏはオープンコレクタのため、制御電圧Ｖｃｃ１の上昇に伴って電圧が上昇している（時間Ｔ３１）。

ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のゲート電圧がスレッシュ電圧を超えると、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３はオフとなる（時間Ｔ３２）。

直流電圧ＶＤＣは、整流回路ＤＢのピーク電圧であるＶｄｃ１まで上昇し、これにともなって、抵抗Ｒ４、Ｒ５の分圧電圧（比較器ＣＰ１の非反転入力端子ＶＣＰ＋）が電圧Ｖｃｐ１１まで、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の分圧電圧（比較器ＣＰ１の反転入力端子ＶＣＰ−）が電圧Ｖｃｐ１４まで上昇する（時間Ｔ３３）。

制御電源Ｖｃｃ１はさらに上昇を続け、電圧Ｖ１１に達すると、比較器ＣＰ１、ＣＰ２が起動する。したがって、比較器ＣＰ１は、非反転入力端子ＶＣＰ＋、反転入力端子ＶＣＰ−に入力される電圧を比較し、その結果、出力端子ＣＰ１ｏの出力はＬＯＷ信号となる（時間Ｔ３４）。

制御電源Ｖｃｃ１の電圧がＶ１１を越えて上昇してＶ１２に達すると、昇圧用制御回路ＩＣ２が起動する（時間Ｔ３５）。

昇圧用制御回路ＩＣ２が起動すると、直流電源ＶＤＣが電圧Ｖｄｃ１から上昇していき、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−、非反転入力端子ＣＰ＋に入力される電圧も、直流電源ＶＤＣの上昇値に比例しながら上昇する（時間Ｔ３６）。比較器ＣＰ２の反転入力端子ＣＰ２−の電圧は上昇して電圧値Ｖｃｐ２２に達した後（時間Ｔ３７）、直流電源ＶＤＣが電圧Ｖｄｃ２に達すると、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−、非反転入力端子ＣＰ＋に入力される電圧はそれぞれＶｃｐ１２、Ｖｃｐ１５に達する（時間Ｔ３８）。

ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のゲート電圧が低下し、オンスレッシュ電圧に達すると、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のソース端子−ドレイン端子に電流が流れ、制御電源Ｖｃｃ２を供給し始め（時間Ｔ３９）、制御電源Ｖｃｃ２の電圧が徐々に上昇し、点灯用制御回路ＩＣ１に供給される電圧も上昇する。制御電源Ｖｃｃ２が電圧Ｖ２１に達すると、点灯用制御回路ＩＣ１が起動し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングを開始する（時間Ｔ３９）。

ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のスイッチングが開始されると、トランスＬ１の２次巻線に電圧が発生するので、比較器ＣＰ２の非反転入力端子ＣＰ２＋の入力電圧がＶｃｐ２３まで上昇し、比較器ＣＰ２の出力がＶｃｐ２＿ｈｉとなる（時間Ｔ４０）。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がスイッチングされることによって、コネクタ３６０の両端に発生する電圧は、電圧値Ｖｃｎ４まで上昇するが、この電圧上昇に伴って、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧は、Ｖｃｐ１４まで低下する（時間Ｔ４１）。

このように、ＡＣ電源が投入されてから、点灯装置の各回路が動作して、直流電源の電圧ＶＤＣによらず、点灯装置はＬＥＤモジュールの接続状態を確実に検出することができ、点灯装置にＬＥＤモジュールが接続されているときにＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１をスイッチングしてＬＥＤを確実に点灯させることができる。

次に、点灯装置がＬＥＤを点灯させているときにＬＥＤモジュールを点灯装置から外した場合について説明する。

点灯しているＬＥＤ（ＬＥＤモジュール）を点灯装置から外す（時間Ｔ４２）と、検出抵抗Ｒｓで検出する電圧が小さくなるため、点灯用制御回路ＩＣ１は出力電流を多くなるように、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１をオン状態に維持するようになる。そのため、コネクタ３６０の両端電圧はＶｃｎ５まで上昇し、これに伴って比較器ＣＰ２の非反転入力端子の電圧はＶｃｐ２４まで上昇する（時間Ｔ４３）。同時に、ＬＥＤモジュールが点灯装置から外されたことによって、抵抗ＲＬが点灯回路から切り離されるため、比較器ＣＰ１の反転入力端子ＣＰ１−に接続される検出抵抗は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の分圧になるのに加えて、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がオン状態のため、反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧が低くなっていき、非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧よりも低くなる。したがって、比較器ＣＰ１の出力は、Ｖｃｐ＿ｈｉとなる（時間Ｔ４４）。

比較器ＣＰ２の出力がＶｃｐ＿ｈｉになると、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のゲート端子の電圧がソース端子の電圧と等しいまたは高くなるため、ｐチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１３のソース端子ドレイン端子に電流が流れなくなり、制御電源Ｖｃｃ２の電圧が低くなっていく（時間Ｔ４６）。制御電源Ｖｃｃ２の出力電圧がＶ２１に達すると、点灯用制御回路ＩＣ１の動作電圧が維持できなくなるので、点灯用制御回路ＩＣ１の動作が停止し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１はオフとなる（時間Ｔ４７）。

ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１がオフになることによって、抵抗Ｒ２、Ｒ３に印加される電圧が上昇し、反転入力端子ＣＰ１−に入力される電圧は電圧値Ｖｃｐ１１まで上昇するが、非反転入力端子ＣＰ１＋に入力される電圧は電圧値Ｖｃｐ１２であるため、この電圧よりも低い。そのため、比較器ＣＰ１の出力は、Ｖｃｐ＿ｈｉを維持する（時間Ｔ４８）。

このように、点灯用制御回路ＩＣ１に供給する制御電源Ｖｃｃ２を制御することによって、点灯用制御回路ＩＣ１の動作開始、停止を制御しているので、点灯装置に、点灯用制御回路ＩＣ１に動作開始／停止を制御するためのＥＮ端子を持たないものを用いる場合であっても、ＬＥＤユニット５００の着脱検出の精度を高めることができる。

１０００ 照明器具、１００ 本体、２００ ソケット、３００ 点灯装置、３１０ 交流直流変換回路、３１１ 整流回路、３１２ 昇圧チョッパ回路３１２ 制御電源回路、３３０ 点灯回路、３４０、３４０ａ 検出回路、３４１ 接続検出回路、３４２ 基準電圧生成回路、３５０、３５０ａ マスク回路、３６０ コネクタ、４００ 本体カバー、５００ ＬＥＤユニット、５１０ ＬＥＤ群、５１１ ＬＥＤ、ＡＣ 交流電圧、Ｌ２ インダクタ、Ｄ２ ダイオード、Ｃ２ コンデンサ、Ｑ２ ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ、ＩＣ２ 昇圧用制御回路、Ｖｃｃ１ 制御電源、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１ ダイオード、Ｌ１ トランス、ＩＣ１ 点灯用制御回路、Ｑ１ ｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｒｓ、Ｒ６、Ｒ２３ 抵抗、Ｄ４ ダイオード、Ｌｐ １次巻線、Ｌｓ ２次巻線、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ１７、Ｒ１８ 抵抗、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４ コンデンサ、ＣＰ１ 比較器、ＣＰ１＋ 非反転入力端子、ＣＰ１− 反転入力端子、ＣＰ１ｏ 出力端子、Ｑ１２ トランジスタ、Ｄ３ ダイオード、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５ 抵抗、Ｃ１１、Ｃ１５ コンデンサ、ＣＰ２ 比較器、ＣＰ２＋ 非反転入力端子、ＣＰ２− 反転入力端子、ＣＰ２ｏ 出力端子、Ｑ１１ トランジスタ、ＲＬ 抵抗。

Claims (3)

1. 接続抵抗と、複数のＬＥＤからなるＬＥＤ群を有するＬＥＤユニットが、電気的に着脱
   される点灯装置において、
   入力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、前記整流回路により変換された直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路とを有する交流直流変換回路と、
   この交流直流変換回路に接続され、前記ＬＥＤ群に電力を供給する点灯回路と、
   前記昇圧チョッパ回路の出力端子間に接続されるとともに、前記ＬＥＤユニットが取り付けられるとき、前記接続抵抗の影響を受けて検出電圧が変化する接続検出回路と、
   前記昇圧チョッパ回路の出力端子間に接続され、基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
   前記接続検出回路が検出する検出電圧と、前記基準電圧生成回路が生成する基準電圧と
   を比較する比較器と、
   前記比較器の比較結果に基づいて、前記点灯回路の動作を制御する点灯用制御回路と、
   を備えることを特徴とする点灯装置。
2. ２つの入力端子と、この２つの入力端子の間に設けられる接続抵抗と、複数のＬＥＤか
   らなるＬＥＤ群を有するＬＥＤユニットが着脱可能に取り付けられる点灯装置において、
   入力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、前記整流回路により変換された直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路とを有する交流直流変換回路と、
   前記ＬＥＤ群に電力を供給する点灯回路と、
   前記ＬＥＤユニットが取り付けられるとき、前記接続抵抗と並列に接続され、一端側が
   前記昇圧チョッパ回路の高電位側に接続される接続検出抵抗と、
   この接続検出抵抗の他端側と前記昇圧チョッパ回路の低電位側の間に接続される第一の分圧部と、
   前記昇圧チョッパ回路の出力端子間に接続される第二の分圧部と、
   前記第一の分圧部と前記第二の分圧部に接続され、前記第一の分圧部及び前記第二の分
   圧部の出力電圧を比較する比較器と、
   この比較器の比較結果に基づいて、前記点灯回路の動作を制御する点灯用制御回路と、
   を備えることを特徴とする点灯装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の点灯装置と、
   この点灯装置に電気的に着脱可能に取り付けられるＬＥＤユニットと、
   を備えることを特徴とする照明器具。

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