JP6252931B2 - 点灯装置およびそれを用いた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。

近年、照明器具の光源として、発光ダイオードを有する発光モジュールが用いられるようになってきている。

発光モジュールは、一般的に、発光ダイオードの温度上昇に伴って、発光モジュールの出力が低下し、発光モジュールの耐用年数が短くなる。このため、発光モジュールを用いた照明器具では、発光モジュールの耐用年数を延ばすために、発光ダイオードの温度上昇を抑制することが重要となる。また、発光モジュールを用いた照明器具では、発光ダイオードの高出力化に伴って、発光ダイオードの温度上昇をより一層抑制することが必要となっている。

また、従来から、ファンなどの冷却手段を有するＬＥＤ点灯装置およびそれを用いた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１）。なお、特許文献１には、この照明装置が、屋内または屋外で使用される照明器具に適用可能である旨が記載されている。

特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置８０は、図５に示すように、直流電源７２と、直流電源７２の出力を受けて光源部７８を点灯させる点灯回路７３とを備えている。光源部７８は、チップ・オン・ボード方式で実装されたＬＥＤ７４および表面実装方式で実装されたＬＥＤ７１の直列回路で構成されている。

点灯回路７３は、光源部７８と、冷却手段の一部であるファンモータ７５を駆動する冷却手段駆動部７６とを備えている。なお、特許文献１には、冷却手段が、ファンモータ７５と、ファンモータ７５に取り付けられた図示されていないファンとを備えている旨が記載されている。また、特許文献１には、ファンモータ７５が、ブラシレスＤＣモータである旨が記載されている。

チップ・オン・ボード方式で実装されたＬＥＤ７４は、複数個のＬＥＤが直列に接続された直列回路を複数備え、各直列回路を並列に接続して構成されている。表面実装方式で実装されたＬＥＤ７１は、２個のＬＥＤを直列に接続して構成されている。

冷却手段駆動部７６には、サーミスタ等の温度検出素子からなる温度検出手段７７が接続されている。温度検出手段７７は、光源部７８の温度を検出する。

冷却手段駆動部７６は、温度検出手段７７により光源部７８の一定以上の温度上昇が検出されると、ファンモータ７５を駆動する。

特許文献１には、冷却手段駆動部７６に、ＬＥＤ７１の合計の順方向電圧（６Ｖ程度の直流電圧）が供給される旨が記載されている。

特開２０１１−１５０９３６号公報

上述のＬＥＤ点灯装置８０では、温度検出手段７７により光源部７８の一定以上の温度上昇が検出されると、冷却手段駆動部７６がファンモータ７５を駆動するので、ＬＥＤ７１，７４の温度上昇を抑制することが可能となる。また、ＬＥＤ点灯装置８０では、冷却手段駆動部７６が、ＬＥＤ７４およびＬＥＤ７１の直列回路の接続点Ｐ１に接続されているので、冷却手段駆動部７６の電源を、特別に設けることなく、安定した直流電圧を冷却手段駆動部７６に供給することが可能となる。なお、本願発明者らは、ファンモータ７５と、ファンモータ７５に取り付けられた図示されていないファンと、冷却手段駆動部７６とで、冷却装置を構成することを考えた。

しかしながら、ＬＥＤ点灯装置８０では、ファンモータ７５がＤＣモータであり、冷却手段駆動部７６に、ＬＥＤ７１の合計の順方向電圧（６Ｖ程度の直流電圧）しか供給されないので、ＬＥＤ７１，７４の温度上昇をより一層抑制することが難しい。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、安定した電圧を冷却装置に供給することが可能で、且つ、固体発光素子の温度上昇をより一層抑制することが可能な点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。

本発明の点灯装置は、商用電源からの交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路により変換された前記第１直流電圧を第２直流電圧に変換し、前記第２直流電圧を固体発光素子を有する光源部に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記光源部を冷却する冷却装置と、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路を制御する第１制御回路と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を制御する第２制御回路と、前記第１制御回路および前記第２制御回路それぞれを動作させるための第１動作電圧を生成する第１電源回路と、前記冷却装置を動作させるための第２動作電圧を生成する第２電源回路と、前記第１制御回路、前記第２制御回路および前記第２電源回路を制御する制御装置と、前記制御装置を動作させるための第３動作電圧を生成する第３電源回路とを備え、前記第１電源回路は、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧から前記第１動作電圧を生成し、前記第２電源回路は、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路の前記出力電圧から前記第２動作電圧を生成し、前記第３電源回路は、前記第１電源回路の前記第１動作電圧から前記第３動作電圧を生成することを特徴とする。

本発明の照明器具は、前記光源部と、前記光源部を点灯させる前記点灯装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の点灯装置においては、安定した電圧を冷却装置に供給することが可能で、且つ、固体発光素子の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。

本発明の照明器具においては、安定した電圧を冷却装置に供給することが可能で、且つ、固体発光素子の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。

本実施形態の点灯装置の概略構成図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の点灯装置のＤＣ−ＤＣ変換回路の他の構成図である。 本実施形態の点灯装置の第１電源回路および第２電源回路それぞれの構成図である。 本実施形態の照明器具の概略構成図である。 従来例のＬＥＤ点灯装置の概略構成図である。

以下、本実施形態の点灯装置１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。

点灯装置１０は、例えば、固体発光素子２１を有する光源部２０を点灯させるものである。

光源部２０は、例えば、複数個（図１では、８個）の固体発光素子２１を有している。本実施形態では、固体発光素子２１として、例えば、発光ダイオードを用いている。また、本実施形態では、固体発光素子２１の発光色を、例えば、白色としている。また、本実施形態では、各固体発光素子２１の接続関係を、直列接続としているが、これに限らず、例えば、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続であってもよい。

点灯装置１０は、ノイズを除去するフィルタ回路２と、商用電源ＡＣ１からの交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路３と、ＡＣ−ＤＣ変換回路３により変換された上記第１直流電圧を第２直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路４とを備えている。本実施形態では、上記第１直流電圧を、例えば、４１０Ｖに設定している。また、本実施形態では、上記第２直流電圧を、例えば、１５０Ｖに設定している。

また、点灯装置１０は、ＡＣ−ＤＣ変換回路３を制御する第１制御回路５と、ＤＣ−ＤＣ変換回路４を制御する第２制御回路６と、第１制御回路５および第２制御回路６それぞれを動作させるための第１動作電圧を生成する第１電源回路７とを備えている。また、点灯装置１０は、ＤＣ−ＤＣ変換回路４の出力側に接続される光源部２０を冷却する冷却装置１２と、冷却装置１２を動作させるための第２動作電圧を生成する第２電源回路８とを備えている。本実施形態では、上記第１動作電圧を、例えば、１２Ｖに設定している。また、本実施形態では、上記第２動作電圧を、例えば、５〜１２Ｖに設定している。

また、点灯装置１０は、第１制御回路５、第２制御回路６および第２電源回路８を各別に制御する制御装置１１と、制御装置１１を動作させるための第３動作電圧を生成する第３電源回路９とを備えている。本実施形態では、上記第３動作電圧を、例えば、３〜５Ｖに設定している。

また、点灯装置１０は、一対の第１入力端子１ａ，１ｂと、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂと、外部からの信号（本実施形態では、調光信号）が入力される信号入力端子１７とを備えている。

以下、点灯装置１０の各構成要素について、詳細に説明する。

フィルタ回路２としては、例えば、コンデンサ（図示せず）と、２個のインダクタ（図示せず）からなるコモンモードフィルタとを有するフィルタ回路などを用いることができる。

フィルタ回路２の一対の入力端は、一対の第１入力端子１ａ，１ｂを介して商用電源ＡＣ１と電気的に接続される。本実施形態では、フィルタ回路２の一対の入力端が、一対の第１入力端子１ａ，１ｂにそれぞれ接続されている。また、本実施形態では、一対の第１入力端子１ａ，１ｂ間に、商用電源ＡＣ１が接続される。なお、本実施形態では、一対の第１入力端子１ａ，１ｂのうちの一方と商用電源ＡＣ１との間の給電路上に、商用電源ＡＣ１から点灯装置１０への給電をオンまたはオフするスイッチ（図示せず）が設けられている。また、本実施形態では、商用電源ＡＣ１を構成要件として含まない。

ＡＣ−ＤＣ変換回路３は、全波整流器１８と、昇圧チョッパ回路２８とを有している。

全波整流器１８としては、例えば、ダイオードブリッジを用いることができる。全波整流器１８の一対の入力端は、フィルタ回路２の一対の出力端にそれぞれ接続されている。

昇圧チョッパ回路２８は、第１インダクタＬ１と、第１ダイオードＤ１と、第１コンデンサＣ１と、第１スイッチング素子Ｑ１とを有している。

第１インダクタＬ１の一端は、全波整流器１８の一対の出力端のうちの一方の出力端に接続されている。第１インダクタＬ１の他端は、第１ダイオードＤ１のアノード側に接続されている。第１ダイオードＤ１のカソード側は、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続されている。第１コンデンサＣ１の低電位側は、全波整流器１８の一対の出力端のうちの他方の出力端に接続されている。

第１スイッチング素子Ｑ１としては、例えば、ノーマリオフ型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴを用いることができる。第１スイッチング素子Ｑ１の第１主端子（本実施形態では、ドレイン端子）は、第１ダイオードＤ１のアノード側に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１の第２主端子（本実施形態では、ソース端子）は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１の制御端子（本実施形態では、ゲート端子）は、第１制御回路５に接続されている。

ＤＣ−ＤＣ変換回路４としては、例えば、フライバックコンバータなどを用いることができる。ＤＣ−ＤＣ変換回路４は、トランスＴ１と、第２ダイオードＤ２と、第２コンデンサＣ２と、第２スイッチング素子Ｑ２とを有している。第２スイッチング素子Ｑ２としては、例えば、ノーマリオフ型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴを用いることができる。なお、トランスＴ１には、１次巻線である第２インダクタＬ２と、２次巻線である第３インダクタＬ３とが設けられている。

トランスＴ１の第２インダクタＬ２の一端は、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続されている。第２インダクタＬ２の他端は、第２スイッチング素子Ｑ２の第１主端子（本実施形態では、ドレイン端子）に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２の第２主端子（本実施形態では、ソース端子）は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２の制御端子（本実施形態では、ゲート端子）は、第２制御回路６に接続されている。

トランスＴ１の第３インダクタＬ３の一端は、第２ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。第２ダイオードＤ２のカソード側は、第２コンデンサＣ２の高電位側に接続されている。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第３インダクタＬ３の他端に接続されている。

第２コンデンサＣ２の高電位側は、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂのうちの一方の第１出力端子１６ａを介して、光源部２０のアノード側に接続される。第２コンデンサＣ２の低電位側は、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂのうちの他方の第１出力端子１６ｂを介して、光源部２０のカソード側に接続される。

本実施形態の点灯装置１０では、第２コンデンサＣ２の両端電圧（ＤＣ−ＤＣ変換回路４の出力電圧）が、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂを介して光源部２０に印加される。すなわち、光源部２０は、ＤＣ−ＤＣ変換回路４の出力電圧により点灯可能となる。

本実施形態では、ＤＣ−ＤＣ変換回路４として、フライバックコンバータを用いているが、これを特に限定するものではない。ＤＣ−ＤＣ変換回路４としては、例えば、図２（ａ）に示すようなフォワードコンバータ、図２（ｂ）に示すような昇圧チョッパ回路、図２（ｃ）に示すような昇降圧チョッパ回路、図２（ｄ）に示すような降圧チョッパ回路などを用いてもよい。

図２（ａ）に示した構成のフォワードコンバータでは、第２インダクタＬ２の一端が、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続される。第２インダクタＬ２の他端は、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続される。第２スイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、第２制御回路６に接続される。また、図２（ａ）に示した構成のフォワードコンバータでは、第３インダクタＬ３の一端が、第２ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。第２ダイオードＤ２のカソード側は、第２コンデンサＣ２の高電位側に接続されている。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第３インダクタＬ３の他端に接続されている。第２コンデンサＣ２の高電位側は、第１出力端子１６ａに接続される。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第１出力端子１６ｂに接続される。

図２（ｂ）に示した構成の昇圧チョッパ回路では、第２インダクタＬ２の一端が、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続される。第２インダクタＬ２の他端は、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子は、第２ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。第２ダイオードＤ２のカソード側は、第２コンデンサＣ２の高電位側に接続されている。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続される。第２スイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、第２制御回路６に接続される。第２コンデンサＣ２の高電位側は、第１出力端子１６ａに接続される。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第１出力端子１６ｂに接続される。

図２（ｃ）に示した構成の昇降圧チョッパ回路では、第２インダクタＬ２の一端が、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続される。第２インダクタＬ２の他端は、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続される。第２スイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、第２制御回路６に接続される。また、図２（ｃ）に示した構成の昇降圧チョッパ回路では、第２インダクタＬ２の一端が、第２コンデンサＣ２の低電位側に接続されている。第２コンデンサＣ２の高電位側は、第２ダイオードＤ２のカソード側に接続されている。第２ダイオードＤ２のアノード側は、第２インダクタＬ２の他端に接続されている。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第１出力端子１６ａに接続される。第２コンデンサＣ２の高電位側は、第１出力端子１６ｂに接続される。

図２（ｄ）に示した構成の降圧チョッパ回路では、第２ダイオードＤ２のカソード側が、第１コンデンサＣ１の高電位側に接続される。第２ダイオードＤ２のアノード側は、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、第１コンデンサＣ１の低電位側に接続される。第２スイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、第２制御回路６に接続される。また、図２（ｄ）に示した構成の降圧チョッパ回路では、第２ダイオードＤ２のカソード側が、第２コンデンサＣ２の高電位側に接続されている。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第２インダクタＬ２の一端に接続されている。第２インダクタＬ２の他端は、第２ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。第２コンデンサＣ２の高電位側は、第１出力端子１６ａに接続される。第２コンデンサＣ２の低電位側は、第１出力端子１６ｂに接続される。

第１制御回路５としては、例えば、制御用ＩＣなどを用いることができる。第１制御回路５を構成する制御用ＩＣとしては、例えば、富士電機製の力率改善用ＩＣ（品番ＦＡ５５０１Ａ）などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。

第１制御回路５は、昇圧チョッパ回路２８における第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。

第２制御回路６としては、例えば、制御用ＩＣなどを用いることができる。第２制御回路６を構成する制御用ＩＣとしては、例えば、富士電機製のＰＷＭ制御用ＩＣ（品番ＦＡ５５４６）などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。

第２制御回路６は、ＤＣ−ＤＣ変換回路４における第２スイッチング素子Ｑ２のオンオフを制御する。

第１電源回路７としては、例えば、電源用ＩＣなどを用いて構成することができる。本実施形態では、電源用ＩＣとして、例えば、パナソニック社製のスイッチング電源用ＩＰＤ（Intelligent Power Device、品番ＭＩＰ３５３０ＭＳ）を用いているが、これを特に限定するものではない。なお、以下では、説明の便宜上、パナソニック社製のスイッチング電源用ＩＰＤを、電源用ＩＰＤと略称する。

第１電源回路７は、図３に示すように、電源用ＩＰＤ１９と、６個の抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、７個のコンデンサＣ３〜Ｃ９と、第４インダクタＬ４と、２個のダイオードＤ３，Ｄ４と、第３スイッチング素子Ｑ３と、ツェナーダイオードＺＤ１とを有している。また、第１電源回路７は、一対の第２入力端子３５ａ，３５ｂと、一対の第２出力端子３６ａ，３６ｂとを有している。本実施形態では、第３スイッチング素子Ｑ３として、例えば、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを用いている。ここにおいて、以下では、説明の便宜上、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５および抵抗Ｒ６を、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５および第６抵抗Ｒ６とそれぞれ称する。また、以下では、コンデンサＣ３、コンデンサＣ４、コンデンサＣ５、コンデンサＣ６、コンデンサＣ７、コンデンサＣ８およびコンデンサＣ９を、第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４、第５コンデンサＣ５、第６コンデンサＣ６、第７コンデンサＣ７、第８コンデンサＣ８および第９コンデンサＣ９とそれぞれ称する。また、以下では、ダイオードＤ３およびダイオードＤ４を、第３ダイオードＤ３および第４ダイオードＤ４とそれぞれ称する。

電源用ＩＰＤ１９の１番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の「ｆ」）は、電源用ＩＰＤ１９の２番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の「ＶＤＤ」）に接続されている。また、電源用ＩＰＤ１９の１番ピンは、第３コンデンサＣ３および第４コンデンサＣ４の並列回路を介して、電源用ＩＰＤ１９の７番ピンおよび８番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の２個の「Ｓ」）それぞれに接続されている。電源用ＩＰＤ１９の３番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の「ＣＬ」）は、第５コンデンサＣ５および第１抵抗Ｒ１の並列回路を介して、電源用ＩＰＤ１９の７番ピンおよび８番ピンそれぞれに接続されている。電源用ＩＰＤ１９の４番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の「ＦＢ」）は、第６コンデンサＣ６と、第２抵抗Ｒ２および第７コンデンサＣ７の直列回路との並列回路を介して、電源用ＩＰＤ１９の７番ピンおよび８番ピンそれぞれに接続されている。

第２抵抗Ｒ２における第７コンデンサＣ７との接続点側とは反対側は、第３抵抗Ｒ３を介して、第３ダイオードＤ３のカソード側に接続されている。第３ダイオードＤ３のアノード側は、第３スイッチング素子Ｑ３の第１主端子（本実施形態では、コレクタ端子）に接続されている。第３スイッチング素子Ｑ３の第２主端子（本実施形態では、エミッタ端子）は、第４抵抗Ｒ４を介して、一対の第２出力端子３６ａ，３６ｂのうちの一方の第２出力端子３６ａに接続されている。第３スイッチング素子Ｑ３の制御端子（本実施形態では、ベース端子）は、第８コンデンサＣ８を介して、第３スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子に接続されている。一対の第２出力端子３６ａ，３６ｂ間には、第５抵抗Ｒ５およびツェナーダイオードＺＤ１の直列回路が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノード側は、一対の第２出力端子３６ａ，３６ｂのうちの他方の第２出力端子３６ｂに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソード側は、第５抵抗Ｒ５に接続されている。第３スイッチング素子Ｑ３のベース端子は、第６抵抗Ｒ６を介して、第５抵抗Ｒ５およびツェナーダイオードＺＤ１の接続点に接続されている。

第５抵抗Ｒ５およびツェナーダイオードＺＤ１の直列回路には、第９コンデンサＣ９が並列接続されている。第９コンデンサＣ９の高電位側は、第５抵抗Ｒ５におけるツェナーダイオードＺＤ１との接続点側とは反対側に接続されている。第９コンデンサＣ９の低電位側は、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード側に接続されている。また、第９コンデンサＣ９の高電位側は、第４インダクタＬ４を介して、第４ダイオードＤ４のカソード側に接続されている。また、第９コンデンサＣ９の低電位側は、第４ダイオードＤ４のアノード側に接続されている。第４ダイオードＤ４のカソード側は、電源用ＩＰＤ１９の７番ピンに接続されている。第４ダイオードＤ４のアノード側は、一対の第２入力端子３５ａ，３５ｂのうちの一方の第２入力端子３５ｂに接続されている。一対の第２入力端子３５ａ，３５ｂのうちの他方の第２入力端子３５ａは、電源用ＩＰＤ１９の５番ピン（図３中の電源用ＩＰＤ１９の図記号の「Ｄ」）に接続されている。

本実施形態では、第２入力端子３５ａが第１コンデンサＣ１の高電位側に接続され、第２入力端子３５ｂが第１コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。また、本実施形態では、第２出力端子３６ａが第１制御回路５、第２制御回路６および第３電源回路９にそれぞれ接続され、第２出力端子３６ｂが第１制御回路５および第２制御回路６の共通のグランド（図示せず）に接地されている。

第１電源回路７は、第１コンデンサＣ１の両端電圧（ＡＣ−ＤＣ変換回路３の出力電圧）から上記第１動作電圧を生成する。また、第１電源回路７は、上記第１動作電圧を、第１制御回路５、第２制御回路６および第３電源回路９にそれぞれ供給する。

冷却装置１２としては、例えば、空冷式の冷却装置（例えば、軸流ファン）などを用いることができる。冷却装置１２は、複数枚の羽根１３ａが取り付けられた回転軸１３ｂを中心として時計回りまたは反時計回りに回転可能な回転部１３と、回転部１３を駆動する駆動部１４とを有している。本実施形態では、駆動部１４として、例えば、ＤＣモータを用いている。なお、本実施形態では、駆動部１４として、ＤＣモータを用いているが、これに限らず、例えば、パルスモータなどを用いてもよい。この場合は、回転部１４の回転速度を適宜設定することが可能となり、冷却装置１２の冷却能力を高めることが可能となる。また、本実施形態では、冷却装置１２として、空冷式の冷却装置を用いているが、これに限らず、例えば、ポンプにより水を循環させる水冷式の冷却装置、ペルチェ素子を用いた方式の冷却装置などを用いてもよい。

第２電源回路８としては、例えば、電源用ＩＣなどを用いて構成することができる。本実施形態では、電源用ＩＣとして、例えば、パナソニック社製のスイッチング電源用ＩＰＤ（Intelligent Power Device、品番ＭＩＰ３５３０ＭＳ）を用いているが、これを特に限定するものではない。また、本実施形態では、第２電源回路８の構成を、図３に示した構成の第１電源回路７と同じ構成にしてある。また、本実施形態では、第２入力端子３５ａが第１コンデンサＣ１の高電位側に接続され、第２入力端子３５ｂが第１コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。また、本実施形態では、第２出力端子３６ａが駆動部１４に接続され、第２出力端子３６ｂが点灯装置１０のグランド（図示せず）に接地されている。

第２電源回路８は、第１コンデンサＣ１の両端電圧（ＡＣ−ＤＣ変換回路３の出力電圧）から上記第２動作電圧を生成する。また、第２電源回路８は、上記第２動作電圧を駆動部１４に供給する。

したがって、本実施形態の点灯装置１０では、冷却装置１２のみを動作させるための上記第２動作電圧を生成する第２電源回路８を、第１電源回路７とは別体に設けているので、安定した電圧を冷却装置１２に供給することが可能となる。また、点灯装置１０では、第２電源回路８から冷却装置１２に上記第２動作電圧が供給されるので、図５に示した構成の従来例のＬＥＤ点灯装置８０よりも、冷却装置１２を動作させるための上記第２動作電圧を高めることが可能となり、より冷却能力の高い冷却装置１２を使用することが可能となる。よって、点灯装置１０では、従来例のＬＥＤ点灯装置８０に比べて、固体発光素子２１の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。

制御装置１１は、例えば、第１マイクロコンピュータに、適宜の第１プログラムを搭載することにより構成することができる。上記第１プログラムは、上記第１マイクロコンピュータに予め設けられた記憶部（図示せず）に記憶されている。

制御装置１１は、第１制御回路５および第２制御回路６にそれぞれ接続されている。これにより、制御装置１１は、第１制御回路５を介して、昇圧チョッパ回路２８における第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御することが可能となる。また、制御装置１１は、第２制御回路６を介して、ＤＣ−ＤＣ変換回路４における第２スイッチング素子Ｑ２のオンオフを制御することが可能となる。

また、制御装置１１は、第２電源回路８に接続されている。これにより、制御装置１１は、第２電源回路８から駆動部１４へ上記第２動作電圧を供給することが可能となり、冷却装置１２を動作させることが可能となる。

また、制御装置１１には、光源部２０の温度を検出する温度検出部１５が接続されている。温度検出部１５としては、例えば、サーミスタなどを用いることができる。よって、制御装置１１は、温度検出部１５により光源部２０の一定以上の温度上昇が検出されたときに、冷却装置１２を動作させることが可能となり、光源部２０で発生した熱を、効率よく放熱することが可能となる。

また、制御装置１１は、信号入力端子１７に接続されている。すなわち、制御装置１１には、信号入力端子１７からの上記調光信号が入力される。上記調光信号としては、例えば、ＤＡＬＩ（Digital Addressable Lighting Interface）信号、ＤＭＸ（Digital Multiplex）信号、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、ＤＣ（Direct Current）信号などを用いることができる。

制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第２制御回路６を制御する。具体的に説明すると、制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第２制御回路６によりＤＣ−ＤＣ変換回路４における第２スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ比を制御する。これにより、点灯装置１０は、光源部２０を調光点灯させることが可能となる。

ここにおいて、制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第２スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ比を制御しているが、これに限らず、例えば、第２スイッチング素子Ｑ２のオフデューティ比を制御してもよい。また、制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第２制御回路６を制御しているが、これに限らず、例えば、上記調光信号に従って第１制御回路５を制御してもよい。この場合、制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第１制御回路５により昇圧チョッパ回路２８における第１スイッチング素子Ｑ１のオンデューティ比またはオフデューティ比を制御すればよい。また、制御装置１１は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第１制御回路５および第２制御回路６をそれぞれ制御してもよい。

第３電源回路９としては、例えば、３端子レギュレータなどを用いることができる。第３電源回路９としては、例えば、セイコーインスツル社製のボルテージレギュレータ（Ｓ−８１２Ｃシリーズ）などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。

第３電源回路９の入力端子は、第１電源回路７に接続されている。第３電源回路９の出力端子は、制御装置１１に接続されている。第３電源回路９のグランド端子は、点灯装置１０の上記グランドに接地されている。

第３電源回路９は、第１電源回路７の上記第１動作電圧から上記第３動作電圧を生成する。また、第３電源回路９は、上記第３動作電圧を制御装置１１に供給する。

本実施形態の点灯装置１０では、第１制御回路５および第２制御回路６として、制御用ＩＣをそれぞれ用いているが、これに限らず、例えば、第２マイクロコンピュータおよび第３マイクロコンピュータをそれぞれ用いてもよい。この場合は、第２マイクロコンピュータに適宜の第２プログラムを搭載すればよく、第３マイクロコンピュータに適宜の第３プログラムを搭載すればよい。また、点灯装置１０では、第１制御回路５および第２制御回路６を、１個のマイクロコンピュータで構成してもよい。

また、本実施形態の点灯装置１０では、固体発光素子２１として、発光ダイオードを用いているが、これに限らず、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体レーザ素子などを用いてもよい。

以上説明した本実施形態の点灯装置１０は、商用電源ＡＣ１からの交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路３と、ＡＣ−ＤＣ変換回路３により変換された前記第１直流電圧を第２直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路４とを備えている。また、点灯装置１０は、固体発光素子２１を有する光源部２０を冷却する冷却装置１２と、ＡＣ−ＤＣ変換回路３を制御する第１制御回路５と、ＤＣ−ＤＣ変換回路４を制御する第２制御回路６とを備えている。また、点灯装置１０は、第１制御回路５および第２制御回路６それぞれを動作させるための第１動作電圧を生成する第１電源回路７と、冷却装置１２を動作させるための第２動作電圧を生成する第２電源回路８とを備えている。第１電源回路７は、ＡＣ−ＤＣ変換回路３の出力電圧から前記第１動作電圧を生成する。第２電源回路８は、ＡＣ−ＤＣ変換回路３の前記出力電圧から前記第２動作電圧を生成する。これにより、本実施形態の点灯装置１０では、安定した電圧（前記第２動作電圧）を冷却装置１２に供給することが可能で、且つ、固体発光素子２１の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。

以下、本実施形態の点灯装置１０を用いた照明器具の一例について、図４に基づいて説明する。

本実施形態の照明器具は、固体発光素子２１を有する光源部２０と、光源部２０を点灯させる点灯装置１０とを備えている。この照明器具は、光源部２０と点灯装置１０とを別々に配置したものであり、光源部２０と点灯装置１０の一部とを、一対の第１接続線３９，３９を用いて接続している。これにより、本実施形態の照明器具では、光源部２０の小型化を図ることが可能となる。なお、図４では、一対の第１接続線３９，３９のうち一方の第１接続線３９が見えている。

光源部２０は、複数個の固体発光素子２１が実装された実装基板２９を具備する発光モジュール３０と、発光モジュール３０を着脱自在に取り付け可能なケース３１とを備えている。なお、図４では、複数個の固体発光素子２１のうち５個の固体発光素子２１のみを図示してある。

実装基板２９としては、例えば、金属ベースプリント配線板などを用いることができる。本実施形態では、実装基板２９の平面形状を、円形状としているが、これに限らず、例えば、多角形状などであってもよい。また、本実施形態では、実装基板２９として、金属ベースプリント配線板を用いているが、これに限らず、例えば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板などを用いてもよい。

発光モジュール３０は、電気絶縁性および熱伝導性を有する絶縁シート２２を介して、ケース３１に取り付けられている。

ケース３１は、例えば、有底筒状（本実施形態では、有底円筒状）に形成されている。ケース３１の材料としては、例えば、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄など）などを用いることができる。

ケース３１の内底面には、絶縁シート２２を介して発光モジュール３０が配置されている。これにより、本実施形態の照明器具では、発光モジュール３０で発生した熱をケース３１へ効率よく伝導させることが可能となる。

また、ケース３１の開口側（図４では、下側）には、各固体発光素子２１から発光された光を拡散する拡散板２３が配置されている。拡散板２３は、例えば、板状（本実施形態では、円板状）に形成されている。拡散板２３の材料としては、例えば、透光性材料（例えば、アクリル樹脂、ガラスなど）を用いることができる。

また、本実施形態の照明器具は、光源部２０を保持する器具本体２４を備えている。

器具本体２４は、筒状の側壁２４ａと、この側壁２４ａの下端部から側方へ延設された鍔部２４ｂとで構成されている。器具本体２４の材料としては、例えば、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄など）などを用いることができる。

側壁２４ａは、この側壁２４ａの上端部から下端部に向かって開口面積が徐々に大きくなるようにテーパ筒状に形成されている。側部２４ａの上端部には、光源部２０が配置されている。ここにおいて、本実施形態の照明器具では、光源部２０におけるケース３１の上記開口側に拡散板２３を配置しているが、器具本体２４の側壁２４ａの下端部側に拡散板２３を配置してもよい。

器具本体２４の側壁２４ａの外側には、天井材５０に予め形成された埋込孔５０ａの周部を鍔部２４ｂとで挟持可能な一対の取付金具２５，２５が、設けられている。器具本体２４は、側壁２４ａが天井材５０の埋込孔５０ａに埋め込まれた状態で、鍔部２４ｂを天井材５０の下面における埋込孔５０ａの周部に当接させ、埋込孔５０ａの上記周部を鍔部２４ｂと一対の取付金具２５，２５とで挟持することによって、天井材５０に埋め込み配置される。

また、本実施形態の照明器具は、点灯装置１０における冷却装置１２以外（フィルタ回路２、ＡＣ−ＤＣ変換回路３、ＤＣ−ＤＣ変換回路４、第１制御回路５、第２制御回路６、第１電源回路７、第２電源回路８、第３電源回路９、制御装置１１、一対の第１入力端子１ａ，１ｂ、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂおよび信号入力端子１７）を収納するケース２７を備えている。

ケース２７は、箱状（本実施形態では、矩形箱状）に形成されている。ケース２７の材料としては、例えば、金属または樹脂などを用いることができる。また、ケース２７は、天井材５０の上面側に配置されている。

ケース２７の一側壁（図４では、左側壁）には、信号入力端子１７が露出されている。本実施形態の照明器具では、信号入力端子１７が、上記調光信号を出力する調光器２６と第２接続線３８を介して電気的に接続されている。ここにおいて、本実施形態では、点灯装置１０と調光器２６との接続手段として、第２接続線３８を用いているが、これに限らず、例えば、赤外線または電波などの媒体を用いてもよい。

また、ケース２７の他側壁（図４では、右側壁）には、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂが露出されている。本実施形態の照明器具では、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂが、一対の第１接続線３９，３９を介して光源部２０と電気的に接続されている。なお、図４では、一対の第１出力端子１６ａ，１６ｂのうちの一方の第１出力端子１６ａが見えている。

また、ケース２７の上記他側壁には、冷却装置１２と電気的に接続された第３接続線４０を挿通するための挿通孔（図示せず）が形成されている。

ところで、本実施形態の照明器具では、点灯装置１０における冷却装置１２が、ケース３１の底部における上記開口側とは反対側に固定されている。要するに、冷却装置１２は、光源部２０に固定されている。よって、本実施形態の照明器具では、冷却装置１２が光源部２０を冷却することができるので、ケース３１に伝導された熱を効率的に放熱することが可能となる。

本実施形態の照明器具は、光源部２０と点灯装置１０とを別々に配置した照明器具（いわゆる、電源別置型の照明器具）であるが、これに限らず、例えば、光源部２０と点灯装置１０とを器具本体２４内に配置した照明器具（いわゆる、電源一体型の照明器具）であってもよい。

以上説明した本実施形態の照明器具は、固体発光素子２１を有する光源部２０と、光源部２０を点灯させる点灯装置１０とを備えている。これにより、本実施形態の照明器具では、安定した電圧（上記第２動作電圧）を冷却装置１２に供給することが可能で、且つ、固体発光素子２１の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。

３ ＡＣ−ＤＣ変換回路
４ ＤＣ−ＤＣ変換回路
５ 第１制御回路
６ 第２制御回路
７ 第１電源回路
８ 第２電源回路
１０ 点灯装置
１２ 冷却装置
２０ 光源部
２１ 固体発光素子

Claims (2)

1. 商用電源からの交流電圧を第１直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路により変換された前記第１直流電圧を第２直流電圧に変換し、前記第２直流電圧を固体発光素子を有する光源部に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記光源部を冷却する冷却装置と、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路を制御する第１制御回路と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を制御する第２制御回路と、前記第１制御回路および前記第２制御回路それぞれを動作させるための第１動作電圧を生成する第１電源回路と、前記冷却装置を動作させるための第２動作電圧を生成する第２電源回路と、前記第１制御回路、前記第２制御回路および前記第２電源回路を制御する制御装置と、前記制御装置を動作させるための第３動作電圧を生成する第３電源回路とを備え、前記第１電源回路は、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧から前記第１動作電圧を生成し、前記第２電源回路は、前記ＡＣ−ＤＣ変換回路の前記出力電圧から前記第２動作電圧を生成し、前記第３電源回路は、前記第１電源回路の前記第１動作電圧から前記第３動作電圧を生成することを特徴とする点灯装置。
2. 前記光源部と、前記光源部を点灯させる請求項１記載の点灯装置とを備えていることを特徴とする照明器具。

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