JP6167400B2 - 点灯装置、照明器具、点灯装置の設計方法及び点灯装置の製造方法 - Google Patents

点灯装置、照明器具、点灯装置の設計方法及び点灯装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子の点灯装置、点灯装置を備えた照明器具及び点灯装置の設計方法に関する。
ＬＥＤ等の固体発光素子は、小型、高効率及び長寿命であることから、様々な製品の光源として期待されている。
ＬＥＤを点灯させる点灯装置では、ＬＥＤを安定に点灯させるために、負荷であるＬＥＤに依存せず、一定の出力電流を出力する定電流制御が望ましい。ＬＥＤの電圧−電流特性は、ある印加電圧以上で電流が流れ出し、定格電流値付近の電流が流れている状態において、順方向電圧はほとんど変化しないという非線形特性を持ち、ＬＥＤの光出力は基本的に、ＬＥＤを流れる電流値に応じて決まるからである。
定電流制御では、出力電圧に拠らず一定の電流がＬＥＤに流れるよう制御することにより、ＬＥＤの個体差による点灯電圧にばらつきがある場合において、光出力のばらつきを低減させることができる。また、定電流制御では、定格点灯電圧が異なる負荷を接続した場合や、同じ負荷の直列数を変更して接続する場合においても、負荷に一定の電流を流せることにより、様々な接続負荷形態に対応可能である。
例えば、特許文献１に開示された点灯装置においては、点灯装置内のＤＣ／ＤＣコンバータの一種であるバックコンバータを電流臨界モード（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ：ＢＣＭ）制御及びピーク電流制御にて動作させることにより、定電流制御を実現しようとしている。ＢＣＭ制御とは、バックコンバータ内のインダクタが所定のエネルギーを放出したことを検知して、バックコンバータ内のスイッチング素子をオン状態にする制御方式である。また、ピーク電流制御とは、バックコンバータ内のスイッチング素子に流れる電流の検出値が所定値に達すると、スイッチング素子をオフ状態にする制御方式である。
ＢＣＭ制御では、平均出力電流は電流ピーク値の半分であり、ピーク電流制御では、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆに達するとスイッチング素子をオフすることによりインダクタ電流のピーク値を目標値Ｉｒｅｆと一致させる。そのため、出力電圧に拠らず出力電流を一定値（電流目標値Ｉｒｅｆの１／２）とすることができる。
しかし、バックコンバータを構成する部品は、その応答速度に起因する遅延時間（例えば、検出演算回路の遅延時間、ドライバＩＣの信号出力遅延時間、スイッチング素子の駆動遅延時間等）を有する。したがって、スイッチング素子に流れる電流がピーク電流目標値Ｉｒｅｆに達したタイミングからスイッチング素子をオフし、電流が遮断されるタイミングに遅延時間ΔＴが発生する。
図１は、ＢＣＭ制御におけるインダクタ電流の時間変化を示す図である。
図１においては、異なる負荷電圧Ｖｆ１及びＶｆ２の場合におけるインダクタ電流を示している。
上記遅延時間の存在により、実際のインダクタに流れる電流ピーク値は、図１に示されるように、目標値ＩｒｅｆよりもΔＩｐだけ大きい値となる。
バックコンバータの入力電圧が脈動する場合、バックコンバータの負荷電圧が変動するため、図１に示されるように、インダクタ電流の傾きも変動し、光出力にも変動が生じる。
この課題に対し、特許文献１では、バックコンバータの入力電圧に相当する電圧を、インダクタの２次巻線により検出し、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆを補正するというものである。
特許文献２には、複数のＬＥＤを備えた点灯装置において、各ＬＥＤに流れる電流を同一とする回路が開示されている。特許文献２に開示された点灯装置においては、各ＬＥＤに対して共通の電流目標値を設定し、各ＬＥＤに電流を供給するバックコンバータのスイッチング素子に流れる平均電流が、電流目標値に一致するようにフィードバック制御が行われる。
具体的には、それぞれのバックコンバータのスイッチング素子を流れる電流を監視し、監視電流と電流目標値との差異をエラーアンプで算出する。そして、エラーアンプ出力と鋸波形（ＲＡＭＰ波形）の論理和を算出することにより、スイッチング素子がオン状態である期間の監視電流の平均値と電流目標値を等しくするようにスイッチング素子の駆動信号のデューティー比を調整する。このような制御においては、通常、電流連続モード（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ：ＣＣＭ）により定電流制御が行われる。
特開２０１２−１０９１４１号公報 特開２０１０−４０５０９号公報
特許文献１に開示された点灯装置においては、バックコンバータを構成する部品が持つ遅延時間ΔＴの存在が考慮されているが、バックコンバータへの入力電圧の脈動による出力電流の変動を解決するものである。よって、特許文献１の技術では、出力電圧変動時における遅延時間ΔＴの存在による電流変動は改善できず、出力電圧‐出力電流特性は、完全な定電流性とならない。例えば、出力電圧が、Ｖｆ１及びＶｆ２（Ｖｆ１＜Ｖｆ２）である場合、バックコンバータのインダクタ電流は、図１に示すように時間的に変化する。図１に示されるように、出力電圧が低い場合、スイッチング素子がオン状態の時の電流の時間変化率が大きいため、ピーク電流の目標値とのずれΔＩｐが大きくなる。
図２は、バックコンバータの出力電圧Ｖｆと負荷電流Ｉｏｕｔとの関係を示す図である。
図２に示されるように、出力電圧が低くなると、出力電流が大きくなる特性となる。このような特性の点灯装置においては、接続されるＬＥＤの電圧電流特性の個体差や温度特性により、ＬＥＤ毎に光出力のばらつきが発生すること、及び、時間経過により光出力が変化すること等の問題が発生し得る。また、電流定格が同じで電圧定格の異なる異種の負荷を接続する場合、または、負荷の直列接続数を変更する場合において、出力電圧の違いに起因する出力電流の定格値からのずれにより、必要とされる光出力が得られないという問題が発生し得る。
また、特許文献２に開示された点灯装置においては、共通の電流目標値に対して、各ＬＥＤの電流を同一とすることができるが、フィードバック回路を構成するためのエラーアンプ等の周辺回路が必要となる。したがって、特許文献２に開示された点灯装置は、フィードバック回路を備えない点灯装置より多くのコストを要する。
また、エラーアンプ出力と鋸波形の論理和を算出することによりスイッチング素子駆動信号を作成するため、スイッチング周波数は鋸波の周波数と常に一致する。つまり、基本的には周波数一定のＣＣＭで動作させることになる。ＣＣＭにおいては、バックコンバータのインダクタンスに流れる電流が連続的であり０に戻ることがなく、連続的な電流を入切する。したがって、バックコンバータのスイッチング素子等の部品に貫通電流が流れるなど大きなストレスとロスが発生するため、回路効率の低下や回路部品のコストアップ、回路の大型化に繋がる。特に、高出力の照明用途としては適さない。
本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いた固体発光素子の点灯装置において、簡単な構成で光出力を安定化させることを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る点灯装置の一態様は、直流電源に接続されて、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲である固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、ＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、前記制御部は、前記電流検出値と、電流目標値とを比較するコンパレータとを有し、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、前記スイッチング素子を固定周期でオフ状態からオン状態にスイッチングし、前記固定周期は、順方向電圧が前記Ｖｆｍａｘである前記固体発光素子が接続された場合において、前記インダクタが電流を放出し終えるタイミングと、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するような周期であることを特徴とする。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記Ｖｆｍａｘは、前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい構成としてもよい。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい構成としてもよい。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記制御部は、さらに、前記固定周期でパルス信号を繰り返し出力するパルス発生部を有し、前記パルス発生部は、前記直流電源の出力電圧値と、点灯装置に接続される前記固体発光素子の順方向電圧値と、に基づいて、前記固定周期を決定する構成としてもよい。
また、本発明に係る照明器具の一態様は、上記いずれかに記載の点灯装置と、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲である固体発光素子と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る点灯装置の一態様は、直流電源に接続されて、複数の固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、前記制御部は、すべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知する検知回路と、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれに一対一で対応する複数のコンパレータと、を有し、前記コンパレータは、前記電流検出値と、電流目標値と、を比較し、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記コンパレータに対応する前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、前記検知回路がすべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知した場合に、すべての前記スイッチング素子を同時にオフ状態からオン状態にスイッチングすることを特徴とする。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記電流目標値は、前記複数のコンパレータに共通の値である構成としてもよい。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最大値がＶｆｍａｘであり、前記Ｖｆｍａｘは前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい構成としてもよい。
また、本発明に係る点灯装置の一態様において、前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最小値がＶｆｍｉｎであり、前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい構成としてもよい。
また、本発明に係る照明器具の一態様は、上記いずれかに記載の点灯装置と、複数の固体発光素子と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いた固体発光素子の点灯装置において、簡単な構成で光出力を安定化させることができる。
ＢＣＭ制御におけるインダクタ電流の時間変化を示す図である。 バックコンバータの出力電圧と負荷電流との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１における点灯装置の概要を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における点灯装置の回路図である。 本発明の実施の形態１における制御部の回路図である。 本発明の実施の形態１におけるインダクタ電流の時間変化を示す図である。 本発明の実施の形態１における順方向電圧と、インダクタ電流導通期間Ｔ及び負荷電流と、の関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における異なる順方向電圧に対するインダクタ電流の時間変化を示す図である。 本発明の実施の形態２における点灯装置の概要を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における点灯装置の回路図である。 本発明の実施の形態２における制御部の回路図である。 本発明の実施の形態３に係る照明器具の一例を示す外観図である。 本発明の実施の形態３に係る照明器具の他の一例を示す外観図である。 本発明の実施の形態３に係る照明器具の他の一例を示す外観図である。
以下、本発明の実施の形態に係る点灯装置及び照明器具について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における点灯装置及び照明器具について説明する。
図３は、本実施の形態における点灯装置１の概要を示すブロック図である。なお、本図には、点灯装置１だけでなく、直流電力を供給する直流電源２、直流電源２に交流電力を供給する交流電源４、及び、点灯の対象となる固体発光素子（本実施の形態では、ＬＥＤ３）も併せて図示されている。ここで、点灯装置１と直流電源２とＬＥＤ３とを組み合わせることによって、照明器具１０が形成される。
点灯装置１は、直流電源２によって電圧値Ｖｂｕｓの直流電圧が印加されて、順方向電圧ＶｆのＬＥＤ３に電流Ｉｏｕｔを供給する回路である。図３に示されるように、点灯装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータの一種であるバックコンバータＢＣ１と、制御部ＣＮＴＬとを備える。
直流電源２の回路構成は、特に限定されないが、例えば、ブーストコンバータやフライバックコンバータによる力率改善回路等が用いられる。
図４は、本実施の形態における点灯装置１の回路図である。
バックコンバータＢＣ１は、スイッチング素子ＳＷ１と、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、電流検出回路とを備える。
スイッチング素子ＳＷ１は、直流電源２と直列接続されて、制御部ＣＮＴＬによってオン・オフ制御される素子である。スイッチング素子ＳＷ１として、たとえば、ＭＯＳ−ＦＥＴなどが用いられる。
インダクタＬ１は、スイッチング素子ＳＷ１と直列に接続され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態のときに直流電源２から電流が流れる素子である。
ダイオードＤ１は、インダクタＬ１から放出される電流をＬＥＤ３に供給する素子である。
抵抗Ｒｓは、電流検出回路を構成する素子である。電流検出回路は、抵抗Ｒｓに発生する電圧降下Ｒｓ・ｉｓｗ１から、スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流ｉｓｗ１を検出する。
本実施の形態におけるバックコンバータＢＣ１は、さらに、ＬＥＤ３と並列に接続され、ＬＥＤ３に供給する電流を平滑化する平滑コンデンサＣ１を備えている。平滑コンデンサＣ１によって、図１に示されたような三角波状のインダクタ電流が平滑化されて、ＬＥＤ３に供給される。
図５は、制御部ＣＮＴＬの構成を簡略化して示した回路図である。
制御部ＣＮＴＬは、オン・タイミングパルス発生部ＰＧ１と、コンパレータＣＰ１と、フリップフロップＦＦ１と、を備える。
オン・タイミングパルス発生部ＰＧ１は、固定周期でパルス信号を繰り返し出力するパルス発生部である。オン・タイミングパルス発生部ＰＧ１は、ＬＥＤ３の順方向電圧の最大値であるＶｆｍａｘと、直流電源２の出力電圧値Ｖｂｕｓと、に基づいて決定された固定周期で、フリップフロップＦＦ１のセット端子にパルス信号を出力する。
この固定周期は、最大の順方向電圧ＶｆｍａｘをもつＬＥＤ３が接続された場合において、インダクタＬ１が電流を放出し終えるタイミングと、スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するような周期である。すなわち、この固定周期は、最大の順方向電圧ＶｆｍａｘをもつＬＥＤ３が接続された場合にＢＣＭ動作するような周期に設定される。
コンパレータＣＰ１は、インダクタＬ１に流れるピーク電流の目標値であるピーク電流目標値と、電流検出回路によって検出されたスイッチング素子ＳＷ１に流れる電流の検出値と、を比較する回路である。コンパレータＣＰ１は、スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流の検出値が、ピーク電流目標値より大きくなった場合に、フリップフロップＦＦ１のリセット端子にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。
フリップフロップＦＦ１は、そのＱ出力が、駆動アンプを通じてスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に接続される回路である。
フリップフロップＦＦ１のセット端子にオン・タイミングパルス発生部ＰＧ１の出力信号が入力され、この出力信号がＨｉｇｈレベルになると、フリップフロップＦＦ１のＱ出力がＨｉｇｈレベルになる。
また、フリップフロップＦＦ１のリセット端子にコンパレータＣＰ１の出力信号が入力され、この出力信号がＨｉｇｈレベルになると、フリップフロップＦＦ１のＱ出力がＬｏｗレベルになる。
ここで、本実施の形態の点灯装置１の動作について説明する。
オン・タイミングパルス発生部ＰＧ１が、固定周期でＨｉｇｈレベルの信号を出力すると、フリップフロップＦＦ１のＱ出力がＨｉｇｈレベルとなり、スイッチング素子ＳＷ１のゲート端子にＨｉｇｈレベル信号が入力される。したがって、スイッチング素子ＳＷ１は、オン状態、すなわち、導通状態となる。
スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になると、インダクタＬ１に電圧降下が発生し、インダクタＬ１及びスイッチング素子ＳＷ１に電流が流れる。このとき、ダイオードＤ１には、逆電圧が印加され、非導通状態となる。インダクタＬ１及びスイッチング素子ＳＷ１に流れる電流は、時間と共に上昇する。そして、電流目標値Ｉｒｅｆに到達すると、コンパレータＣＰ１の出力がＨｉｇｈレベルとなり、フリップフロップＦＦ１のＱ出力がＬｏｗレベルとなるため、スイッチング素子ＳＷ１が、オン状態からオフ状態にスイッチングされる。スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態となると、スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流が遮断される。
すなわち、制御部ＣＮＴＬは、コンパレータＣＰ１からの出力信号に基づいて、スイッチング素子ＳＷ１の電流が電流目標値に達したことを検知した場合に、スイッチング素子ＳＷ１をオン状態からオフ状態にスイッチングする。
スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流の検出値が、電流目標値Ｉｒｅｆに到達してから、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態からオフ状態にスイッチングされるまでには、一定の遅延時間ΔＴが発生する。この遅延時間ΔＴは、コンパレータＣＰ１やフリップフロップＦＦ１等の回路の応答に要する遅延時間である。
この遅延時間ΔＴのため、図１に示されるように、実際のピーク電流値は、電流目標値Ｉｒｅｆより、ΔＩｐまたはΔＩｐ’だけ大きな値となる。点灯装置１の負荷であるＬＥＤ３の順方向電圧が小さいほど、インダクタＬ１に流れる電流（インダクタ電流）の時間変化率が大きくなるため、実際のピーク電流値の目標電流値Ｉｒｅｆからのずれは大きくなる。
スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態となり、非導通状態となると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが放出され、ダイオードＤ１が導通状態となる。このとき、インダクタ電流の大きさは、ピーク電流値から、時間と共に下降し、インダクタ電流がゼロになると、ダイオードＤ１は非導通状態となり、インダクタＬ１、スイッチング素子ＳＷ１及びダイオードＤ１に流れる電流がゼロとなる。
インダクタ電流の時間変化率は、負荷であるＬＥＤ３の順方向電圧に依存する。したがって、スイッチング素子ＳＷ１が上記のように動作する場合、インダクタＬ１に電流が導通するインダクタ電流導通期間Ｔは、ＬＥＤ３の順方向電圧に依存して変化する。
本実施の形態においては、バックコンバータＢＣ１に負荷として接続されるＬＥＤ３の順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下である。
オン・タイミングパルス発生部ＰＧ１は、上述したとおり、点灯装置１に接続されるＬＥＤ３として、最大の順方向電圧ＶｆｍａｘをもつＬＥＤ３が接続された場合にＢＣＭ動作するような固定周期のパルスを発生する。
図６は、本実施の形態におけるインダクタ電流の時間変化を示す図である。
順方向電圧がＶｆｍａｘのＬＥＤ３を接続した場合には、インダクタ電流が、図６の実線で示されるように変化し、インダクタ電流導通期間が、スイッチング素子ＳＷ１のオン制御の繰返し周期と同一の期間Ｔｍａｘとなる。すなわち、順方向電圧がＶｆｍａｘの場合には、点灯装置１はＢＣＭ動作する。
また順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ未満の場合には、インダクタ電流が、図６の破線で示されるように変化し、インダクタ電流導通期間は、図６に示されるように、Ｔ’（Ｔ’＜Ｔｍａｘ）となる。すなわち、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ未満の場合には点灯装置１は電流不連続モード（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ：ＤＣＭ）で動作する。
つまり、本実施の形態の点灯装置１においては、順方向電圧Ｖｆが減少する場合の、インダクタ電流のピーク値の増大による負荷電流の増大を、ＤＣＭ動作によるインダクタ電流導通期間の減少によって、打ち消している。
ここで、本実施の形態におけるインダクタ電流導通期間Ｔ、ＬＥＤ３に流れる負荷電流Ｉｏｕｔ１について解析的に検討する。
ＬＥＤ３の順方向電圧をＶｆ、インダクタＬ１のインダクタンス値をＬとすると、インダクタ電流導通期間Ｔは以下の式で表される。
Figure 0006167400
また、インダクタ電流のピーク値をＩｐとすると、ＬＥＤ３に流れる負荷電流Ｉｏｕｔ１は、以下の式で表される。
Figure 0006167400
図７は、上記式（１）及び式（２）から得られるＬＥＤ３の順方向電圧Ｖｆと、インダクタ電流導通期間Ｔ及び負荷電流Ｉｏｕｔ１と、の関係を示すグラフである。
図７の下側グラフには、従来例（すなわちＢＣＭ動作）における負荷電流Ｉｏｕｔ１と、順方向電圧Ｖｆとの関係も併せて示されている。
図７に示される点Ｃは、順方向電圧がＶｆｍａｘの場合における、インダクタ電流導通期間Ｔｍａｘの位置を指す。
また、図７に示される点Ａは、点Ｃと同一のインダクタ電流導通期間となる点を指す。点Ａにおける順方向電圧は、直流電源２の出力電圧値ＶｂｕｓとＶｆｍａｘとの差にほぼ等しい。
また、点Ｂは、インダクタ電流導通期間Ｔが極小値Ｔｅとなる点を指す。点Ｂにおける順方向電圧は、およそＶｂｕｓ／２となる。
図８は、図７に示されたＡ点、Ｂ点及びＣ点の各順方向電圧の場合における、インダクタ電流の時間変化を示す図である。
図８に示されるように、Ａ点（破線）及びＣ点（実線）の場合には、点灯装置１はＢＣＭ動作することが理解される。また、Ｂ点の場合には、点灯装置１は、ＤＣＭ動作することが理解される。
同様に、インダクタ電流導通期間Ｔが、Ｔｍａｘより小さければ、すなわち、Ｖｆが、ＶｂｕｓとＶｆｍａｘとの差より大きく、Ｖｆｍａｘより小さければ、点灯装置１は、ＤＣＭ動作する。
図７の下側グラフには、順方向電圧Ｖｆが、ＶｆｍａｘからΔＶｆの範囲で変化する場合の、本発明における負荷電流Ｉｏｕｔ１の変化量ΔＩｏｕｔ１、及び、従来例（すなわち、ＢＣＭ動作）における負荷電流の変化量ΔＩｏｕｔ０が、示されている。
図７に示されるように、Ｖｆｍａｘ及びΔＶｆを適切に設定すると、ΔＩｏｕｔ１をΔＩｏｕｔ０より小さくできる。
図７の下側グラフに示されるように、順方向電圧がＶｂｕｓ／２より大となる点で、本発明の負荷電流Ｉｏｕｔ１が極小値をとるので、この極小値付近において、順方向電圧に対する負荷電流Ｉｏｕｔ１の変動量が特に小さくなる。
したがって、本Ｖｆｍａｘを、Ｖｂｕｓ／２以上の値に設定することで、負荷電流Ｉｏｕｔ１のＶｆに対する変動をより一層抑制し得ると認められる。また、Ｖｆが、ＶｂｕｓとＶｆｍａｘとの差程度（図７の点ＡにおけるＶｆ）となる場合、負荷電流Ｉｏｕｔ１は、従来例の負荷電流と同等となるため、順方向電圧の最小値Ｖｆｍｉｎは、ＶｂｕｓとＶｆｍａｘとの差以上に設定することが望ましい。
以上に述べたとおり、本実施の形態の点灯装置１によると、簡単な構成でＬＥＤ３の光出力を安定化させることができる。
なお、本実施の形態では、バックコンバータを一つだけ設ける構成としたが、複数のバックコンバータを設けて、それぞれ別のＬＥＤに電流を供給する構成としてもよい。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における点灯装置及び照明器具について説明する。
図９は、本実施の形態における点灯装置１の概要を示すブロック図である。
本実施の形態における点灯装置１においては、複数のバックコンバータＢＣ１、ＢＣ２、・・・と、制御部ＣＮＴＬと、を備える。
また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、点灯装置１と直流電源２と複数のＬＥＤ３とを組み合わせることによって、照明器具１０が形成される。
図９に示されるように、各バックコンバータは、直流電源２の出力端子に並列に接続される。
制御部ＣＮＴＬは、各バックコンバータの負荷電流Ｉｏｕｔ１、Ｉｏｕｔ２、・・・がそれぞれ一定で、かつ、互いに等しくなるように、各バックコンバータを制御する処理部である。
各バックコンバータの出力には、負荷としてＬＥＤ３が接続される。ＬＥＤ３は、それぞれ順方向電圧にばらつきがあり得る。
図１０は、本実施の形態における点灯装置１の回路図である。
図１０に示されるバックコンバータＢＣ１、ＢＣ２、・・・は、それぞれ、インダクタＬ１、Ｌ２、・・・のゼロ電流を検出するための補助巻線が施されている点において、実施の形態１におけるバックコンバータＢＣ１と異なる。
インダクタＬ１、Ｌ２、・・・に施された補助巻線から出力される電圧値ＺＣＤ１、ＺＣＤ２、・・・の大きさは、各インダクタに流れる電流の時間微分に比例する。また、補助巻線から出力される電圧値は、インダクタＬ１、Ｌ２、・・・に流れる電流ｉＬ１、ｉＬ２、・・・が時間的に増加又は減少する場合、それぞれ正又は負の電圧を発生させ、一定の場合には、電圧は発生させない。
図１１は、本実施の形態における制御部ＣＮＴＬの内部構成を簡略化して示した回路図である。
制御部ＣＮＴＬは、各バックコンバータに含まれるすべてのインダクタの電流がゼロであることを検知するための検知回路と、インダクタ電流の検出値とピーク電流目標値とを比較するコンパレータＣＰ１、ＣＰ２、・・・と、を有する。ここで、この検知回路は、電圧値ＺＣＤ１、ＺＣＤ２、・・・の否定の論理積を出力する論理回路によって構成されている。
また、制御部ＣＮＴＬは、さらに、点灯装置の始動時にスタートパルス信号を生成するスタータＳ１と、バックコンバータＢＣ１、ＢＣ２、・・・に対応するフリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、・・・と、を含む。
制御部ＣＮＴＬの各フリップフロップのセット端子には、スタータＳ１からのスタートパルス信号と、電圧値ＺＣＤ１、ＺＣＤ２、・・・の否定の論理積と、の論理和が入力される。これにより、スタートパルス信号が生成される場合、又は、電圧値ＺＣＤ１、ＺＣＤ２、・・・のすべてがＬｏｗレベルとなる場合に、すべてのフリップフロップのＱ出力がＨｉｇｈレベルになる。
コンパレータＣＰ１、ＣＰ２、・・・は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２・・・に流れる電流ｉｓｗ１、ｉｓｗ２、・・・と、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆとを比較する。ここで、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆとは、所望の負荷電流値Ｉｏｕｔに応じて設定された各スイッチング素子のピーク電流の目標値である。
各コンパレータの出力は、各スイッチング素子に流れる電流が、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆより大きくなる場合に、Ｈｉｇｈレベルになる。コンパレータＣＰ１、ＣＰ２、・・・の出力は、それぞれ、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、・・・のリセット端子に入力される。そして、各コンパレータの出力がＨｉｇｈレベルになると各フリップフロップのＱ出力はＬｏｗレベルになる。
フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、・・・のＱ出力は、それぞれ、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、・・・のゲート端子に接続される。したがって、各フリップフロップのＱ出力がＨｉｇｈレベルになると、各スイッチング素子がオン状態、すなわち、導通状態になる。また、フリップフロップのＱ出力がＬｏｗレベルになると、各スイッチング素子がオフ状態、すなわち、非導通状態になる。
ここで、本実施の形態の点灯装置１の動作について説明する。
点灯装置１の始動時は、スタータＳ１が発生するスタートパルス信号が、全フリップフロップのセット端子に、同時に入力される。スタートパルス信号がセット端子に入力されることにより、全フリップフロップのＱ出力がＨｉｇｈレベルになり、全スイッチング素子が同時にオン状態になる。
全スイッチング素子がオン状態になること、直流電源２の印加電圧により、全インダクタに電圧降下が発生し、全インダクタ及び全スイッチング素子に直流電源２から電流が流れる。
そのとき、全ダイオードには、逆電圧が印加されることとなり、非導通状態になる。
全インダクタ及び全スイッチング素子に流れる電流は、時間と共に上昇する。
ここで、インダクタ及びスイッチング素子に流れる電流の時間変化率は、負荷であるＬＥＤ３の順方向電圧に依存する。したがって、各インダクタ及びスイッチング素子に流れる電流は、それぞれに接続されたＬＥＤ３の順方向電圧に依存するタイミングで、ピーク電流目標値Ｉｒｅｆに到達する。
あるスイッチング素子ＳＷｋ（ｋ＝１、２、・・・）に流れる電流がピーク電流目標値Ｉｒｅｆに到達すると、コンパレータＣＰｋの出力がＨｉｇｈレベルとなり、その出力が、フリップフロップＦＦｋのリセット端子に入力される。
フリップフロップＦＦｋのＱ出力がＬｏｗレベルになるため、そのＱ出力をゲート端子に入力されたスイッチング素子ＳＷｋが、オン状態からオフ状態にスイッチングされ、スイッチング素子ＳＷｋに流れる電流が遮断される。
スイッチング素子ＳＷｋがオフ状態になり非導通状態になると、バックコンバータＢＣｋに含まれるダイオードＤｋは導通状態となり、インダクタＬｋおよびダイオードＤｋに電流が流れる。この電流はピーク電流値より時間と共に下降し、インダクタＬｋに流れる電流がゼロになるとダイオードＤｋが非導通状態になる。
このとき、インダクタＬｋに流れる電流が下降している状態からゼロになると、インダクタＬｋの補助巻線ＺＣＤｋに生じる電圧は、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに推移し、ゼロ電流となったことを検出することが出来る。
制御部に含まれる論理ゲートによって、すべての補助巻線電圧がＬｏｗレベルになる、すなわち、すべてのインダクタに流れる電流がゼロになると、論理積ゲートの出力がＨｉｇｈレベルとなる。それに伴い、すべてのフリップフロップのセット端子にＨｉｇｈレベルが入力され、すべてのスイッチング素子が同時にオフ状態からオン状態にスイッチングされる。
すなわち、すべてのインダクタ電流がゼロになったことを検知した場合に、すべてのスイッチング素子をオンにする動作を行う。したがって、最もインダクタ電流導通期間が長いバックコンバータはＢＣＭ動作し、このバックコンバータと同期して残りのバックコンバータはＤＣＭ動作を行う。ここで、各バックコンバータのうち、ＢＣＭ動作を行うコンバータに接続されるＬＥＤ３の順方向電圧値が、全順方向電圧の中で最大の値となる。
本実施の形態の点灯装置１においては、以上のように動作することで、実施の形態１の場合と同様に、各バックコンバータの負荷電流の差が抑制される。すなわち、順方向電圧が小さいＬＥＤ３が接続されたバックコンバータのインダクタ電流のピーク電流の増大による負荷電流の増大を、ＤＣＭ動作によるインダクタ電流導通期間の減少によって打ち消すことができる。したがって、本実施の形態においては、すべてのバックコンバータがＢＣＭ動作を行う従来の構成を採用する場合より、各負荷電流間の差を抑制できる。
さらに、本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様に、各バックコンバータのインダクタ電流導通期間Ｔ、及び、負荷電流は、各バックコンバータに接続されるＬＥＤ３の順方向電圧Ｖｆに依存し、図７に示されるように極小値を持った特性となる。
したがって、本実施の形態においては、各バックコンバータに接続されるＬＥＤ３の順方向電圧のうち、最大の順方向電圧の値Ｖｆｍａｘが、直流電源２の出力電圧値Ｖｂｕｓの１／２より大きいことが望ましい。また、各バックコンバータに接続されるＬＥＤ３の順方向電圧のうち、最小の順方向電圧の値Ｖｆｍｉｎが、ＶｂｕｓとＶｆｍａｘとの差より大きいことが望ましい。
以上で述べたとおり、本実施の形態においては、すべてのバックコンバータがＢＣＭ動作を行う従来の構成を採用する場合より、各バックコンバータの各負荷電流間の差、すなわち、負荷である複数のＬＥＤ３間の光出力のばらつきを抑制できる。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における点灯装置及び照明器具について説明する。
図１２〜１４は、本実施の形態の照明器具１０の外観図である。
図１２は、照明器具１０をダウンライトに適用した例を示し、図１３及び図１４は、スポットライトに適用した例を示す。
図１２〜１４に示された照明器具１０は、回路ボックス１１及び灯体１２を備え、図１２に示された照明器具１０は、さらに、配線１３を備える。
回路ボックス１１には、上記の点灯装置１及び直流電源２が格納され、灯体１２には、ＬＥＤが装着される。
また、配線１３は、回路ボックス１１と灯体１２とを電気的に接続する配線である。
本実施の形態においては、照明器具１０に、上記の点灯装置１を用いることにより、ＬＥＤに流れる電流を所望の電流値とすることができる。したがって、複数の照明器具１０を同一空間内に設置する場合における各照明器具１０の光出力のばらつきを抑制することができる。
また、照明器具１０が、複数のＬＥＤを備える場合には、各ＬＥＤ間の色むらを抑制することができる。
以上のように、実施の形態１における点灯装置は、直流電源に接続されて、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲である固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、ＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、前記制御部は、前記電流検出値と、電流目標値とを比較するコンパレータとを有し、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、前記スイッチング素子を固定周期でオフ状態からオン状態にスイッチングし、前記固定周期は、順方向電圧が前記Ｖｆｍａｘである前記固体発光素子が接続された場合において、前記インダクタが電流を放出し終えるタイミングと、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するような周期である。
これにより、固体発光素子の順方向電圧に依存することなく、固体発光素子に流れる平均電流を安定化することができる。したがって、固体発光素子の順方向電圧あるいは定格電圧にばらつきがあっても、固体発光素子に出力する電流のばらつきを抑制することができる。しかも、これらの点灯装置は、比較的簡単な構成で実現されている。
また、実施の形態１では、前記Ｖｆｍａｘは、前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい構成としてもよい。
これにより、固体発光素子に出力する電流のばらつきをより一層抑制することができる。
また、実施の形態１では、前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい構成としてもよい。
これにより、固体発光素子に出力する電流のばらつきをより確実に抑制することができる。
また、実施の形態１では、前記制御部は、さらに、前記固定周期でパルス信号を繰り返し出力するパルス発生部を有し、前記パルス発生部は、前記直流電源の出力電圧値と、点灯装置に接続される前記固体発光素子の順方向電圧値と、に基づいて、前記固定周期を決定する構成としてもよい。
これにより、固体発光素子の順方向電圧及び直流電源の出力電圧値に応じて、スイッチング素子のスイッチング周期を設定することができる。
また、実施の形態２における点灯装置は、直流電源に接続されて、複数の固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、前記制御部は、すべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知する検知回路と、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれに一対一で対応する複数のコンパレータと、を有し、前記コンパレータは、前記電流検出値と、電流目標値と、を比較し、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記コンパレータに対応する前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、前記検知回路がすべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知した場合に、すべての前記スイッチング素子を同時にオフ状態からオン状態にスイッチングする。
これにより、複数の固体発光素子に出力する電流を所望の値に安定化させることができる。
また、実施の形態２では、前記電流目標値は、前記複数のコンパレータに共通の値である構成となっている。
これにより、複数の固体発光素子に出力する電流のばらつきを抑制することができる。
また、実施の形態２では、前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最大値がＶｆｍａｘであり、前記Ｖｆｍａｘは前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい構成としてもよい。
これにより、複数の固体発光素子に出力する電流をより一層安定化させることできる。
また、実施の形態２では、前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最小値がＶｆｍｉｎであり、前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい構成としてもよい。
これにより、複数の固体発光素子に出力する電流をより確実に安定化させることできる。
以上、本発明に係る点灯装置及び照明器具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の実施の形態の範囲内に含まれてもよい。
たとえば、上記実施の形態の点灯装置では、固体発光素子として、ＬＥＤが用いられたが、本発明に係る固体発光素子は、有機ＥＬ素子等の他の固体発光素子に置き換えられてもよい。
また、上記実施の形態における点灯装置を複数の照明器具に適用する場合には、上記実施の形態１又は２のいずれかのタイプの点灯装置がすべての照明器具に適用されてもよいし、複数のタイプの点灯装置が混在した形態で複数の照明器具に適用されてもよい。さらに、上記実施の形態２の点灯装置を複数の照明器具に適用する場合には、複数のバックコンバータのそれぞれが分散されて各照明器具に収納されてもよいし、複数のバックコンバータがまとめて一つの照明器具に収納されてもよい。
また、上記実施の形態の点灯装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータとしてバックコンバータの例が用いられたが、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、各実施の形態で示されたバックコンバータに限られない。ＤＣ／ＤＣコンバータとしては、スイッチング素子、インダクタ及びダイオードを有し、以下に述べるように動作するものであれば採用され得る。すなわち、スイッチング素子がオン状態の際に、インダクタに電流が流れてエネルギーが蓄積され、スイッチング素子がオフ状態の際に、インダクタに蓄積されたエネルギーが、ダイオードを介して放電されるように動作するＤＣ／ＤＣコンバータであればよい。
また、上記実施の形態では、直流電源の出力電圧値に基づいて、半導体発光素子の順方向電圧の最大値及び最小値を決定しているが、逆に、半導体発光素子の順方向電圧の最大値及び最小値に基づいて、直流電源の出力電圧値を調整することもできる。
１ 点灯装置
２ 直流電源
３ ＬＥＤ
４ 交流電源
１０ 照明器具
１１ 回路ボックス
１２ 灯体
１３ 配線
ＢＣ１、ＢＣ２ バックコンバータ
ＣＮＴＬ 制御部
Ｃ１、Ｃ２ 平滑コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチング素子
Ｒｓ、Ｒｓ１、Ｒｓ２ 抵抗
ＰＧ１ オン・タイミングパルス発生部
ＣＰ１、ＣＰ２ コンパレータ
ＦＦ１、ＦＦ２ フリップフロップ
Ｓ１ スタータ

Claims (14)

  1. 直流電源に接続されて、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲である固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、
    ＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
    前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、
    前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、
    前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、
    前記制御部は、
    前記電流検出値と、電流目標値とを比較するコンパレータとを有し、
    前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、
    前記スイッチング素子を固定周期でオフ状態からオン状態にスイッチングし、
    前記固定周期は、順方向電圧が前記Ｖｆｍａｘである前記固体発光素子が接続された場合において、前記インダクタが電流を放出し終えるタイミングと、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するような周期である
    点灯装置。
  2. 前記Ｖｆｍａｘは、前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい
    請求項１に記載の点灯装置。
  3. 前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい
    請求項２に記載の点灯装置。
  4. 前記制御部は、さらに、前記固定周期でパルス信号を繰り返し出力するパルス発生部を有し、
    前記パルス発生部は、前記直流電源の出力電圧値と、点灯装置に接続される前記固体発光素子の順方向電圧値と、に基づいて、前記固定周期を決定する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置。
  5. 直流電源に接続されて、複数の固体発光素子に電流を供給する点灯装置であって、
    複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
    前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、
    前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、
    前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、
    前記制御部は、
    すべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知する検知回路と、
    前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれに一対一で対応する複数のコンパレータと、を有し、
    前記コンパレータは、前記電流検出値と、電流目標値と、を比較し、
    前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記コンパレータに対応する前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、
    前記検知回路がすべての前記インダクタの電流がゼロであることを検知した場合に、すべての前記スイッチング素子を同時にオフ状態からオン状態にスイッチングし、
    前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最大値がＶｆｍａｘであり、前記Ｖｆｍａｘは前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい
    点灯装置。
  6. 前記複数の固体発光素子の順方向電圧の最小値がＶｆｍｉｎであり、前記Ｖｆｍｉｎは、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい
    請求項５に記載の点灯装置。
  7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の点灯装置と、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲である固体発光素子と、を備える
    照明器具。
  8. 請求項５又は６に記載の点灯装置と、複数の固体発光素子と、を備える
    照明器具。
  9. 直流電源に接続されて、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲の間の固体発光素子に電流を供給する点灯装置の設計方法であって、
    前記点灯装置は、
    ＤＣ／ＤＣコンバータと、制御部と、を備え、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
    前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、
    前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、
    前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有し、
    前記制御部は、
    前記電流検出値と、電流目標値とを比較するコンパレータとを有し、
    前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、
    前記スイッチング素子を固定周期でオフ状態からオン状態にスイッチングし、
    前記点灯装置の設計方法は、
    順方向電圧がＶｆｍａｘである前記固体発光素子が接続された場合に、前記インダクタが電流を放出し終えるタイミングと、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するように前記点灯装置の前記固定周期を設定するステップを含む
    点灯装置の設計方法。
  10. さらに、前記Ｖｆｍａｘを、前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい値に設定するステップを含む
    請求項９に記載の点灯装置の設計方法。
  11. さらに、前記Ｖｆｍｉｎを、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい値に設定するステップを含む
    請求項１０に記載の点灯装置の設計方法。
  12. 直流電源に接続されて、順方向電圧がＶｆｍｉｎ以上Ｖｆｍａｘ以下の範囲の間の固体発光素子に電流を供給する点灯装置の製造方法であって、
    前記直流電源と直列接続されてオン・オフ制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子と直列に接続されて前記スイッチング素子がオン状態である場合に前記直流電源から電流が流れるインダクタと、前記インダクタから放出される電流を前記固体発光素子に供給するダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出された電流検出値を出力する電流検出回路と、を有するＤＣ／ＤＣコンバータを設けるステップと
    前記電流検出値と、電流目標値とを比較するコンパレータとを有し、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記電流検出値が前記電流目標値に達したことを検知した場合に、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態にスイッチングし、前記スイッチング素子を固定周期でオフ状態からオン状態に繰り返しスイッチングする制御部を設けるステップと、
    順方向電圧がＶｆｍａｘである前記固体発光素子が接続された場合に、前記インダクタが電流を放出し終えるタイミングと、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態にスイッチングされるタイミングと、が一致するように前記点灯装置の前記固定周期を設定するステップを含む
    点灯装置の製造方法。
  13. さらに、前記Ｖｆｍａｘを、前記直流電源の出力電圧値の１／２より大きい値に設定するステップを含む
    請求項１２に記載の点灯装置の製造方法。
  14. さらに、前記Ｖｆｍｉｎを、前記直流電源の出力電圧値と前記Ｖｆｍａｘとの差より大きい値に設定するステップを含む
    請求項１３に記載の点灯装置の製造方法。
JP2013161862A 2013-08-02 2013-08-02 点灯装置、照明器具、点灯装置の設計方法及び点灯装置の製造方法 Active JP6167400B2 (ja)

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