JP6350948B2 - 点灯装置およびそれを用いた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、点灯装置およびそれを用いた照明器具に関し、より詳細には、光源を点灯させる点灯装置およびそれを用いた照明器具に関する。

従来、ＬＥＤを作動させるスイッチング装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載されたスイッチング装置は、一対の入力端子と、一対の出力端子と、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductance Converter）とを備えている。なお、特許文献１には、ＳＥＰＩＣを構成する１つの電子部品として、コンデンサ（バッファキャパシタ）が記載されている。

バッファキャパシタは、一対の出力端子間に接続されている。

特許文献１に記載されたスイッチング装置では、一対の入力端子に、供給電源が電気的に接続される。また、特許文献１に記載されたスイッチング装置では、一対の出力端子に、ＬＥＤが電気的に接続される。なお、特許文献１には、供給電源が交流電源である旨が記載されている。

特表２００４−５３６４３４号公報

ところで、特許文献１に記載されたスイッチング装置では、供給電源がオン状態からオフ状態になったとき、バッファキャパシタに蓄積された電荷によって、ＬＥＤから光を放射し続ける可能性がある。

また、特許文献１に記載されたスイッチング装置では、供給電源がオン状態のときに、一対の出力端子に電気的に接続されたＬＥＤが取り外された場合、ＬＥＤが取り外されたことを精度良く検出することが難しい。

本発明の目的は、交流電源がオン状態からオフ状態になったときに点灯対象の光源から光を放射し続けるのを抑制し、かつ、交流電源がオン状態のときに一対の出力端子に電気的に接続された光源が取り外されたことを精度良く検出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、一対の入力端子と、一対の出力端子と、交流電流を全波整流する整流回路と、前記整流回路からの脈流電流を直流電流に変換して、前記直流電流を前記一対の出力端子へ出力する変換回路とを備えている。また、本発明の点灯装置は、前記一対の出力端子間の電圧を検出して前記電圧に比例する検出電圧を出力する検出回路と、前記電圧を制限可能な制限回路と、放電回路と、前記変換回路および前記放電回路を制御する制御回路とを備えている。前記一対の入力端子は、前記整流回路の一対の入力端と電気的に接続されている。前記整流回路の一対の出力端は、前記変換回路の一対の入力端と電気的に接続されている。前記変換回路は、ＳＥＰＩＣである。前記変換回路は、前記変換回路の一対の入力端間に接続された第１コンデンサと、前記第１コンデンサの両端間に接続された第１インダクタおよび第１スイッチング素子の直列回路とを備えている。また、前記変換回路は、前記第１スイッチング素子における第１主端子と第２主端子との間に接続された第２コンデンサおよび第２インダクタの直列回路と、前記第２インダクタの両端間に接続されたダイオードおよび第３コンデンサの直列回路とを備えている。前記第３コンデンサは、前記変換回路の一対の出力端間に接続されている。前記第３コンデンサの高電位側の端子は、前記一対の出力端子のうち一方の出力端子と電気的に接続されている。前記第３コンデンサの低電位側の端子は、前記放電回路を介して、前記一対の出力端子のうち他方の出力端子と電気的に接続されている。前記制限回路は、第１抵抗と第２抵抗との直列回路からなる。前記制限回路は、前記第３コンデンサと並列に接続されている。前記第１抵抗は、前記一対の出力端子間に電気的に接続されている。前記第２抵抗は、前記放電回路と並列に接続されている。前記放電回路は、第２スイッチング素子と第３抵抗との直列回路からなる。前記放電回路は、前記第３コンデンサに蓄積された電荷を放電可能に構成されている。前記制御回路は、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のオンオフを各別に制御するように構成されている。前記制御回路は、前記検出回路からの前記検出電圧が閾値電圧以上になった時から所定期間が経過するまでの間、前記第１スイッチング素子のオンオフを制御するのを停止する。また、前記制御回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧以上になった時から前記所定期間が経過するまでの間、前記第３コンデンサに蓄積された電荷が前記放電回路により放電されるように前記第２スイッチング素子をオン状態に制御する。前記制御回路は、前記所定期間が経過したときに、前記第１スイッチング素子のオンオフを、再び、制御するように構成されている。前記制御回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧以上となる回数が所定の回数以上のときに、前記第１スイッチング素子のオンオフを制御するのを停止するように構成されている。また、前記制御回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧以上となる回数が前記所定の回数以上のときに、前記第２スイッチング素子をオフ状態に制御するように構成されている。前記制限回路は、前記整流回路に前記交流電流が入力されなくなったときに、前記制御回路により前記第２スイッチング素子がオフ状態に制御されることで、前記電圧を点灯対象の光源の点灯電圧未満に制限するように構成されている。

本発明の照明器具は、前記点灯装置と、前記点灯装置により点灯可能な前記光源とを備えている。

本発明の点灯装置においては、交流電源がオン状態からオフ状態になったときに、点灯対象の光源から光を放射し続けるのを抑制することが可能となる。また、本発明の点灯装置においては、交流電源がオン状態のときに、一対の出力端子に電気的に接続された光源が取り外されたことを精度良く検出することが可能となる。

本発明の照明器具においては、交流電源がオン状態からオフ状態になったときに点灯対象の光源から光を放射し続けるのを抑制し、かつ、交流電源がオン状態のときに一対の出力端子に電気的に接続された光源が取り外されたことを精度良く検出可能な点灯装置を備えた照明器具を提供することができる。

一実施形態の点灯装置を備えた照明器具の回路ブロック図である。 一実施形態の点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。 一実施形態の点灯装置の他の動作を示すタイミングチャートである。 一実施形態の点灯装置を備えた照明器具の施工状態において、一部破断された概略斜視図である。

以下では、一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、光源２０を点灯させるように構成されている。

光源２０は、例えば、複数（図１では、４つ）の固体発光素子２１を備えている。複数の固体発光素子２１の各々は、例えば、ＬＥＤである。複数の固体発光素子２１の電気的な接続関係は、例えば、直列接続である。複数の固体発光素子２１それぞれの発光色は、例えば、白色である。

光源２０では、複数の固体発光素子２１それぞれの発光色を白色としているが、この色に特に限定しない。また、光源２０では、複数の固体発光素子２１の電気的な接続関係を、直列接続としているが、この接続に限らず、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。また、光源２０では、固体発光素子２１として、ＬＥＤを用いているが、これに限らず、例えば、半導体レーザ素子、有機エレクトロルミネッセンス素子等を用いてもよい。また、光源２０では、固体発光素子２１の数を複数としているが、１つであってもよい。

点灯装置１０は、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと、一対の出力端子２Ａ，２Ｂと、整流回路３と、変換回路４と、検出回路１２と、制限回路９と、放電回路１３を具備する定電流回路５と、制御回路６とを備えている。

一対の入力端子１Ａ，１Ｂ間には、交流電源５０が電気的に接続される。交流電源５０は、例えば、商用電源である。なお、点灯装置１０は、交流電源５０を構成要素として含まない。

一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間には、光源２０が電気的に接続される。なお、点灯装置１０は、光源２０を構成要素として含まない。

整流回路３は、例えば、交流電源５０からの交流電流を全波整流するように構成されている。整流回路３は、例えば、ダイオードブリッジである。整流回路３の一対の入力端は、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと電気的に接続されている。整流回路３の一対の出力端は、変換回路４の一対の入力端と電気的に接続されている。

変換回路４は、整流回路３からの脈流電流を直流電流に変換するように構成されている。また、変換回路４は、上記直流電流を一対の出力端子２Ａ，２Ｂへ出力するように構成されている。変換回路４は、ＳＥＰＩＣである。

変換回路４は、例えば、コンデンサ（第１コンデンサ）Ｃ１と、インダクタ（第１インダクタ）Ｌ１およびスイッチング素子（第１スイッチング素子）Ｑ１の直列回路とを備えている。また、変換回路４は、コンデンサ（第２コンデンサ）Ｃ２およびインダクタ（第２インダクタ）Ｌ２の直列回路と、ダイオードＤ１およびコンデンサ（第３コンデンサ）Ｃ３の直列回路と、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備えている。

スイッチング素子Ｑ１は、第１主端子、第２主端子および制御端子を備えている。スイッチング素子Ｑ１は、例えば、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１では、第１主端子がドレイン端子であり、第２主端子がソース端子であり、制御端子がゲート端子である。

コンデンサＣ１は、変換回路４の一対の入力端間に接続されている。

インダクタＬ１およびスイッチング素子Ｑ１の直列回路は、コンデンサＣ１の両端間に電気的に接続されている。

コンデンサＣ２およびインダクタＬ２の直列回路は、スイッチング素子Ｑ１におけるドレイン端子とソース端子との間に、電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、抵抗Ｒ１を介して制御回路６と電気的に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、抵抗Ｒ２を介して、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と電気的に接続されている。

ダイオードＤ１およびコンデンサＣ３の直列回路は、インダクタＬ２の両端間に電気的に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、インダクタＬ２と電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ３と電気的に接続されている。

コンデンサＣ３は、変換回路４の一対の出力端間に接続されている。コンデンサＣ３の高電位側の端子は、出力端子２Ａと電気的に接続されている。コンデンサＣ３の低電位側の端子は、定電流回路５の放電回路１３を介して出力端子２Ｂと電気的に接続されている。

検出回路１２は、一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間の電圧（以下、「出力電圧」）Ｖｏｕｔを検出して、出力電圧Ｖｏｕｔに比例する検出電圧Ｖ１を出力するように構成されている。検出回路１２は、例えば、抵抗分圧回路である。

制限回路９は、出力電圧Ｖｏｕｔを制限可能に構成されている。制限回路９は、抵抗（第１抵抗）Ｒ９と抵抗（第２抵抗）Ｒ１０との直列回路である。制限回路９は、コンデンサＣ３と並列に接続されている。具体的に説明すると、抵抗Ｒ９の第１端は、コンデンサＣ３の高電位側の端子と電気的に接続されている。抵抗Ｒ９の第２端は、抵抗Ｒ１０の第１端と電気的に接続されている。抵抗Ｒ１０の第２端は、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。

抵抗Ｒ９は、一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間に電気的に接続されている。抵抗Ｒ１０は、放電回路１３と並列に接続されている。

定電流回路５は、変換回路４から出力された直流電流を、光源２０に適した電流に定電流化するように構成されている。なお、光源２０に適した電流とは、例えば、光源２０から放射された光を見た人が、この光のちらつきを感じない程度に定電流化された電流を意味する。定電流回路５の詳細については、後述する。

制御回路６は、変換回路４および定電流回路５を制御するように構成されている。制御回路６は、例えば、制御部７と、３つの抵抗Ｒ３〜Ｒ５と、コンデンサＣ４と、ダイオードＤ２とを備えている。制御部７は、例えば、マイクロコンピュータである。

制御部７は、電源回路と電気的に接続されている。上記電源回路は、直流電圧Ｖｄを出力するように構成されている。上記電源回路は、例えば、インダクタＬ１からなる一次巻線と磁気的に結合する二次巻線を備え、この二次巻線に発生する誘起電圧から直流電圧Ｖｄを生成するように構成されていればよい。

制御部７は、抵抗Ｒ１を介して、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子と電気的に接続されている。また、制御部７は、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。

制御部７は、抵抗Ｒ３の第１端と電気的に接続されている。抵抗Ｒ３の第２端は、コンデンサＣ４の第１端と電気的に接続されている。コンデンサＣ４の第２端は、制御部７と電気的に接続されている。また、抵抗Ｒ３の第２端は、抵抗Ｒ４の第１端と電気的に接続されている。抵抗Ｒ４の第２端は、コンデンサＣ４の第２端と電気的に接続されている。抵抗Ｒ４の第１端は、定電流回路５と電気的に接続されている。なお、制御回路６では、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ４とで平滑回路を構成している。

また、制御部７は、ダイオードＤ２を介して定電流回路５と電気的に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、制御部７と電気的に接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、定電流回路５と電気的に接続されている。

制御部７は、抵抗Ｒ５を介して定電流回路５と電気的に接続されている。

なお、制御回路６は、制御部７、３つの抵抗Ｒ３〜Ｒ５、コンデンサＣ４およびダイオードＤ２を備えた構成であるが、この構成を特に限定しない。また、制御回路６は、制御部７としてマイクロコンピュータを用いているが、これに限らず、例えば、制御用ＩＣ等を用いてもよい。

定電流回路５は、放電回路１３と、２つの抵抗Ｒ６，Ｒ７と、３つのコンデンサＣ５〜Ｃ７と、集積回路８とを備えている。

放電回路１３は、コンデンサＣ３に蓄積された電荷を放電可能に構成されている。放電回路１３は、変換回路４から出力された直流電流の大きさを可変とする可変部１１と抵抗（第３抵抗）Ｒ８との直列回路である。可変部１１は、例えば、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（第２スイッチング素子）である。

集積回路８は、第１接続ピン、第２接続ピン、第３接続ピン、第４接続ピン、第５接続ピン、第６接続ピン、第７接続ピンおよび第８接続ピンを備えている。集積回路８は、例えば、新日本無線株式会社製のオペアンプ（品番：ＮＪＭ２９０４Ｍ）である。集積回路８は、第１オペアンプと、第２オペアンプとを備えている。集積回路８では、第１接続ピンが第１オペアンプの出力端子であり、第２接続ピンが第１オペアンプの反転入力端子であり、第３接続ピンが第１オペアンプの非反転入力端子であり、第４接続ピンが負極の電源端子である。また、集積回路８では、第５接続ピンが第２オペアンプの非反転入力端子であり、第６接続ピンが第２オペアンプの反転入力端子であり、第７接続ピンが第２オペアンプの出力端子であり、第８接続ピンが正極の電源端子である。なお、集積回路８では、第２オペアンプを使用していない。また、図１中では、第２オペアンプの図示を省略している。また、図１中の集積回路８の図記号は、新日本無線株式会社製のオペアンプ（品番：ＮＪＭ２９０４Ｍ）を表している。

集積回路８の第１接続ピンは、可変部１１として用いたｎチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート端子と電気的に接続されている。また、集積回路８の第１接続ピンは、抵抗Ｒ６を介して、集積回路８の第２接続ピンと電気的に接続されている。なお、定電流回路５では、第１オペアンプと抵抗Ｒ６とでエラーアンプを構成している。また、以下では、説明の便宜上、可変部１１として用いたｎチャネルＭＯＳＦＥＴを、単に「ＭＯＳＦＥＴ」と称する。

集積回路８の第２接続ピンは、抵抗Ｒ７を介して、ＭＯＳＦＥＴのソース端子と電気的に接続されている。また、集積回路８の第２接続ピンは、コンデンサＣ５を介して、変換回路４におけるコンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。なお、定電流回路５では、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ５とでフィルタ回路を構成している。

集積回路８の第３接続ピンは、制御回路６における抵抗Ｒ４の第１端と電気的に接続されている。

集積回路８の第４接続ピンおよび第５接続ピンの各々は、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。

集積回路８の第６接続ピンは、集積回路８の第７接続ピンと電気的に接続されている。

集積回路８の第８接続ピンは、上記電源回路と電気的に接続されている。また、集積回路８の第８接続ピンは、コンデンサＣ６を介して、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。

ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、出力端子２Ｂと電気的に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、コンデンサＣ７を介して、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。さらに、ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、制御回路６における抵抗Ｒ５を介して、制御部７と電気的に接続されている。ＭＯＳＦＥＴのソース端子は、抵抗Ｒ８を介して、コンデンサＣ３の低電位側の端子と電気的に接続されている。

なお、定電流回路５は、放電回路１３と、２つの抵抗Ｒ６，Ｒ７と、３つのコンデンサＣ５〜Ｃ７と、集積回路８とを備えた構成であるが、この構成に限らない。定電流回路５は、例えば、放電回路１３と同様の放電回路と、２つの抵抗Ｒ６，Ｒ７と、３つのコンデンサＣ５〜Ｃ７と、集積回路８とを備えた構成であってもよい。この場合、放電回路１３は、点灯装置１０において定電流回路５とは別体に設けられる。すなわち、点灯装置１０では、放電回路１３を、定電流回路５の上記放電回路として兼用してある。これにより、点灯装置１０では、放電回路１３が定電流回路５とは別体に設けられた場合に比べて、点灯装置１０の小型化を図ることが可能となる。

制御回路６は、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するように構成されている。言い換えれば、制御回路６は、スイッチング素子Ｑ１へ制御信号（以下、「第１制御信号」）Ｓ１を出力するように構成されている。具体的に説明すると、制御部７は、スイッチング素子Ｑ１へ第１制御信号Ｓ１を出力するように構成されている。第１制御信号Ｓ１は、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する信号である。第１制御信号Ｓ１は、例えば、ＰＷＭ信号である。

変換回路４は、制御回路６によりスイッチング素子Ｑ１のオンオフが制御されることで、上記直流電流を出力するように構成されている。

以下では、変換回路４の動作について説明する。

変換回路４では、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ１の高電位側の端子、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ１の低電位側の端子の経路で電流が流れる。また、変換回路４では、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ２の高電位側の端子、スイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の低電位側の端子の経路で電流が流れる。よって、変換回路４では、スイッチング素子Ｑ１がオン状態のとき、インダクタＬ１とインダクタＬ２とに磁気エネルギーが蓄積される。

変換回路４では、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、インダクタＬ１に逆起電力が発生するので、インダクタＬ１の第１端、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、コンデンサＣ１、インダクタＬ１の第２端の経路で電流が流れる。また、変換回路４では、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、インダクタＬ２に逆起電力が発生するので、インダクタＬ２の第１端、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、インダクタＬ２の第２端の経路で電流が流れる。これにより、変換回路４では、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ４が所定電圧以上のとき、上記直流電流を出力することが可能となる。

制御回路６は、ＭＯＳＦＥＴのオンオフを制御するように構成されている。

ところで、変換回路４は、ＳＥＰＩＣであるため、上記直流電流に、例えば、交流電源５０の１周期に対して２倍の周期のリップル成分が重畳されてしまう。よって、点灯装置１０は、定電流回路５を備えている。

制御回路６は、可変部１１により上記直流電流の大きさを光源２０に適した電流の大きさとするように、可変部１１を制御する。具体的に説明すると、制御回路６は、ＭＯＳＦＥＴを、ゲート−ソース間電圧の変化に応じてドレイン電流が比例して変化する領域（いわゆる、能動領域）で制御する。すなわち、制御回路６は、ＭＯＳＦＥＴを抵抗成分として機能させるように構成されている。

制御回路６は、定電流回路５における集積回路８の第３接続ピンへ制御信号（以下、「第２制御信号」）を出力するように構成されている。具体的に説明すると、制御部７は、集積回路８の第３接続ピンへ第２制御信号を出力するように構成されている。第２制御信号は、集積回路８における第１オペアンプの非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖ２を制御する信号である。第２制御信号は、例えば、ＰＷＭ信号である。

制御回路６における上記平滑回路は、制御部７から出力された第２制御信号の出力電圧を平滑化するように構成されている。また、上記平滑回路は、平滑化した電圧を基準電圧Ｖ２として集積回路８の第３接続ピンへ出力するように構成されている。これにより、制御回路６は、第２制御信号のデューティ比を変化させることで、基準電圧Ｖ２の電圧値を変更することが可能となる。

以下では、定電流回路５の動作について説明する。

定電流回路５では、ＭＯＳＦＥＴがオン状態のとき、コンデンサＣ３の高電位側の端子、出力端子２Ａ、光源２０、出力端子２Ｂ、ＭＯＳＦＥＴ、抵抗Ｒ８、コンデンサＣ３の低電位側の端子の経路で、電流Ｉａが流れる。

また、定電流回路５では、抵抗Ｒ８に電流Ｉａが流れると、抵抗Ｒ８の両端間に電圧が発生する。そして、定電流回路５では、抵抗Ｒ８の両端電圧が、上記フィルタ回路を介して、集積回路８の第２接続ピンに入力される。

集積回路８における第１オペアンプは、反転入力端子に入力された電圧Ｖ３と、非反転入力端子に入力された基準電圧Ｖ２とが一致するように、可変部１１へ出力電圧を出力する。

可変部１１は、集積回路８から出力された出力電圧の大きさに基づいて、変換回路４から出力された直流電流の大きさを可変とする。具体的に説明すると、可変部１１では、集積回路８から出力された出力電圧の変化に応じて、ゲート−ソース間電圧が変化する。これにより、可変部１１では、ゲート−ソース間電圧の変化に応じてドレイン電流が比例して変化するので、変換回路４から出力された直流電流の大きさを変化させることが可能となる。よって、可変部１１では、変換回路４から出力された直流電流の大きさを、光源２０に適した電流の大きさにすることが可能となる。

点灯装置１０では、ＭＯＳＦＥＴを抵抗成分として機能させるので、可変部１１により上記直流電流の大きさを光源２０に適した電流の大きさにすることが可能となる。よって、点灯装置１０では、変換回路４からの上記直流電流に含まれるリップル成分を低減することが可能となる。これにより、点灯装置１０では、例えば、光源２０から放射される光のちらつきを抑えることが可能となる。また、点灯装置１０では、この点灯装置１０により光源２０を点灯させた環境下において、例えば、ビデオカメラ等の撮像装置で撮像された映像に、ちらつき（フリッカ）が発生するのを防ぐことが可能となる。

点灯装置１０では、変換回路４からの上記直流電流に含まれるリップル成分を小さくするために、コンデンサＣ３の静電容量を、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２の静電容量よりも小さく設定することが望ましい。コンデンサＣ１の静電容量は、例えば、０．１μＦに設定されている。コンデンサＣ２の静電容量は、例えば、０．１μＦに設定されている。コンデンサＣ３の静電容量は、例えば、５３０μＦに設定されている。

ところで、本願発明者らは、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと、一対の出力端子２Ａ，２Ｂと、整流回路３と、変換回路４と、制御回路６とを備えた比較例１の点灯装置を考えた。なお、比較例１の点灯装置は、点灯装置１０の定電流回路５および制限回路９を備えていない。

本願発明者らは、比較例１の点灯装置において、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されなくなったとき、コンデンサＣ３に蓄積された電荷を放電するのに比較的長い時間がかかると考えた。これにより、比較例１の点灯装置では、例えば、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されなくなっても、光源２０から光を放射し続ける可能性がある。なお、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されなくなったときとは、例えば、交流電源５０と入力端子１Ａもしくは入力端子１Ｂとの間に接続された電源スイッチがオフされたときを意味する。また、以下では、説明の便宜上、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されなくなったときを、「交流電源５０がオフ状態になったとき」と称する。

点灯装置１０は、上述の様に、制限回路９を備えている。

制限回路９は、交流電源５０がオフ状態になったときに、制御回路６によりＭＯＳＦＥＴがオフ状態に制御されることで、出力電圧Ｖｏｕｔを光源２０の点灯電圧未満に制限するように構成されている。なお、光源２０の点灯電圧とは、光源２０を点灯させることができる最小電圧を意味する。また、光源２０の点灯電圧は、例えば、固体発光素子２１がＬＥＤのとき、複数の固体発光素子２１における合計の順電圧（順方向電圧）である。

抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ１０それぞれの抵抗値は、交流電源５０がオフ状態になったときに、出力電圧Ｖｏｕｔが光源２０の点灯電圧未満となるように、設定されている。また、制御回路６は、交流電源５０がオフ状態になったとき、集積回路８から可変部１１へ上記出力電圧が出力するのを停止させるように定電流回路５を制御する。

制御回路６は、交流電源５０がオフ状態になったときに、定電流回路５における集積回路８の第２接続ピンへ制御信号（以下、「第３制御信号」）を出力するように構成されている。具体的に説明すると、制御部７は、交流電源５０がオフ状態になったときに、集積回路８の第２接続ピンへ第３制御信号を出力するように構成されている。第３制御信号は、集積回路８における第１オペアンプの反転入力端子に入力される電圧Ｖ３を制御する信号である。第３制御信号は、例えば、パルス信号である。また、制御部７は、交流電源５０がオフ状態になったときに、第３制御信号の信号レベルをローレベルからハイレベルに変更するように構成されている。これにより、点灯装置１０では、交流電源５０がオフ状態になったとき、集積回路８から可変部１１へ上記出力電圧が出力するのを停止させることが可能となる。また、点灯装置１０では、交流電源５０がオフ状態になったとき、制限回路９によって、出力電圧Ｖｏｕｔを光源２０の点灯電圧未満にすることが可能となる。言い換えれば、点灯装置１０では、交流電源５０がオフ状態になったとき、制限回路９によって、光源２０に印加される電圧を光源２０の点灯電圧未満にすることが可能となる。したがって、点灯装置１０では、交流電源５０がオフ状態になったときに、光源２０から光を放射し続けるのを抑制することが可能となる。なお、制御回路６により交流電源５０がオフ状態になったときを検出する方法としては、例えば、制御部７に入力された直流電圧Ｖｄが規定電圧未満になったときを検出すればよい。

比較例１の点灯装置では、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されているときに、一対の出力端子２Ａ，２Ｂに電気的に接続された光源２０が取り外された場合、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ４が上昇するので、出力電圧Ｖｏｕｔが増加する。なお、以下では、説明の便宜上、一対の出力端子２Ａ，２Ｂに電気的に接続された光源２０が取り外されることを、単に「光源２０が取り外される」と称することもある。

また、比較例１の点灯装置では、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されているときに、光源２０が取り外された場合、光源２０が取り外されたことを検出することが難しい。なお、以下では、説明の便宜上、整流回路３に交流電源５０からの交流電流が入力されているときを、「交流電源５０がオン状態のとき」と称する。

本願発明者らは、比較例１の点灯装置において、点灯装置１０の検出回路１２を備えた比較例２の点灯装置を考えた。

比較例２の点灯装置における制御回路６は、検出回路１２からの検出電圧Ｖ１が閾値電圧以上のときに、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを停止するように構成されている。これにより、比較例２の点灯装置では、交流電源５０がオン状態のときに、光源２０が取り外された場合、光源２０が取り外されたことを検出することが可能となる。また、比較例２の点灯装置では、光源２０が取り外されたことを検出したとき、変換回路４の動作を停止させることが可能となり、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ４が上昇するのを抑制することが可能となる。

ところで、比較例２の点灯装置では、例えば、整流回路３に入力される電圧（以下、「入力電圧」）Ｖｉｎが変化したときに、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ４が上昇する可能性がある。よって、比較例２の点灯装置では、入力電圧Ｖｉｎが変化したときに、検出電圧Ｖ１が閾値電圧以上になると、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを停止する。すなわち、比較例２の点灯装置では、入力電圧Ｖｉｎが変化したときに、光源２０が取り外されたと誤検出する可能性がある。なお、入力電圧Ｖｉｎが変化したときとは、例えば、入力電圧Ｖｉｎの実効値が１００Ｖから２４２Ｖに変化したとき等を意味する。

点灯装置１０における制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ（図２参照）以上になった時から所定期間Ｔ（図２参照）が経過するまでの間、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するのを停止するように構成されている。具体的に説明すると、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、スイッチング素子Ｑ１へ第１制御信号Ｓ１を出力するのを停止するように構成されている。所定期間Ｔは、例えば、２秒に設定されている。

制御回路６は、所定期間Ｔが経過したときに、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを、再び、制御するように構成されている。具体的に説明すると、制御回路６は、所定時間Ｔが経過したときに、スイッチング素子Ｑ１へ第１制御信号Ｓ１を、再び、出力するように構成されている。

また、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が所定の回数（例えば、３回）以上のときに、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するのを停止するように構成されている。

また、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、ＭＯＳＦＥＴをオフ状態に制御するように構成されている。

具体的に説明すると、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、第１オペアンプの反転入力端子に入力される電圧Ｖ３が基準電圧Ｖ２よりも大きな電圧となるように、定電流回路５を制御する。

より詳細に説明すると、制御部７は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、第２制御信号を上記平滑回路へ出力するのを停止する（図２参照）。また、制御部７は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、第３制御信号の信号レベルをローレベルからハイレベルに変更する（図２参照）。これにより、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、集積回路８における第１オペアンプから可変部１１へ出力電圧を出力するのを停止することが可能となる。よって、制御回路６は、ＭＯＳＦＥＴをオフ状態に制御することが可能となる。したがって、点灯装置１０では、入力電圧Ｖｉｎが変化したときに、光源２０が取り外されたと誤検出するのを抑制することが可能となる。言い換えれば、点灯装置１０では、交流電源５０がオン状態のときに、光源２０が取り外されたことを精度良く検出することが可能となる。また、点灯装置１０では、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、制御回路６がＭＯＳＦＥＴをオフ状態に制御するので、出力電圧Ｖｏｕｔが増加するのを抑制することが可能となる。

なお、図２中のＩａは、光源２０に流れる電流を表している。図２中のＳ１は、第１制御信号を表している。図２中のＶ２は、集積回路８における第１オペアンプの非反転入力端子に入力される基準電圧を表している。図２中のＶ３は、集積回路８における第１オペアンプの反転入力端子に入力される電圧を表している。図２中のＶ１は、検出回路１２からの検出電圧を表している。図２中のｔ１は、光源２０が取り外された時点を表している。図２中のｔ２，ｔ４，ｔ６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時点を表している。図２中のｔ３，ｔ５は、所定時間Ｔが経過した時点を表している。

点灯装置１０では、所定期間Ｔのとき、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ未満となるように、コンデンサＣ３に蓄積された電荷を放電回路１３により放電する。すなわち、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、放電回路１３によりコンデンサＣ３に蓄積された電荷が放電されるようにＭＯＳＦＥＴをオン状態に制御する。

具体的に説明すると、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、第１オペアンプの反転入力端子に入力される電圧Ｖ３が基準電圧Ｖ２よりも小さな電圧となるように、定電流回路５を制御する。より詳細に説明すると、制御部７は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、第２制御信号を上記平滑回路へ出力する（図２参照）。また、制御部７は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、第３制御信号の信号レベルをローレベルに固定する（図２参照）。これにより、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、集積回路８における第１オペアンプから可変部１１へ出力電圧を出力することが可能となる。よって、制御回路６は、ＭＯＳＦＥＴをオン状態に制御することが可能となる。したがって、点灯装置１０では、所定期間Ｔが経過したときに、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となるのを抑制することが可能となる。よって、点灯装置１０では、交流電源５０がオン状態のときに、光源２０が取り外されたことを、より精度良く検出することが可能となる。

制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、ＭＯＳＦＥＴに流れる電流Ｉａが、光源２０の下限の光出力レベルで光源２０を点灯させる電流となるように、ＭＯＳＦＥＴを上記能動領域で制御することが好ましい。これにより、点灯装置１０では、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、光源２０を点灯状態に維持することが可能となる。よって、点灯装置１０では、所定期間Ｔが経過したときに、光源２０が消灯状態から点灯状態になる場合に比べて、光源２０から放射された光の出力が急に変化するのを低減することが可能となる。

また、点灯装置１０では、例えば、入力電圧Ｖｉｎの実効値が１００Ｖから２４２Ｖに変更されたときに、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ４が上昇するので、検出電圧Ｖ１が増加する（図３参照）。

制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ（図３参照）以上になった時から所定期間Ｔ（図３参照）が経過するまでの間、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するのを停止する。また、制御回路６は、所定期間Ｔが経過したときに、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを、再び、制御する。これにより、点灯装置１０では、入力電圧Ｖｉｎが変化したとしても、光源２０が取り外されたと誤検出するのを抑制することが可能となる。

なお、図３中のＶｉｎは、整流回路３に入力される電圧を表している。図３中のＩａは、光源２０に流れる電流を表している。図３中のＳ１は、第１制御信号を表している。図３中のＶ２は、集積回路８における第１オペアンプの非反転入力端子に入力される基準電圧を表している。図３中のＶ３は、集積回路８における第１オペアンプの反転入力端子に入力される電圧を表している。図３中のＶ１は、検出回路１２からの検出電圧を表している。図３中のｔ７は、入力電圧Ｖｉｎが変化した時点を表している。図３中のｔ８は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時点を表している。図３中のｔ９は、所定時間Ｔが経過した時点を表している。

以上説明した点灯装置１０は、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと、一対の出力端子２Ａ，２Ｂと、交流電流を全波整流する整流回路３と、整流回路３からの脈流電流を直流電流に変換して、上記直流電流を一対の出力端子２Ａ，２Ｂへ出力する変換回路４とを備えている。また、点灯装置１０は、一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間の電圧Ｖｏｕｔを検出して電圧Ｖｏｕｔに比例する検出電圧Ｖ１を出力する検出回路１２と、電圧Ｖｏｕｔを制限可能な制限回路９とを備えている。さらに、点灯装置１０は、放電回路１３と、変換回路４および放電回路１３を制御する制御回路６とを備えている。一対の入力端子１Ａ，１Ｂは、整流回路３の一対の入力端と電気的に接続されている。整流回路３の一対の出力端は、変換回路４の一対の入力端と電気的に接続されている。変換回路４は、ＳＥＰＩＣである。変換回路４は、変換回路４の一対の入力端間に接続された第１コンデンサＣ１と、第１コンデンサＣ１の両端間に接続された第１インダクタＬ１および第１スイッチング素子Ｑ１の直列回路とを備えている。また、変換回路４は、第１スイッチング素子Ｑ１における第１主端子と第２主端子との間に接続された第２コンデンサＣ２および第２インダクタＬ２の直列回路を備えている。さらに、変換回路４は、第２インダクタＬ２の両端間に接続されたダイオードＤ１および第３コンデンサＣ３の直列回路を備えている。第３コンデンサＣ３は、変換回路４の一対の出力端間に接続されている。第３コンデンサＣ３の高電位側の端子は、一対の出力端子２Ａ，２Ｂのうち一方の出力端子２Ａと電気的に接続されている。第３コンデンサＣ３の低電位側の端子は、放電回路１３を介して、一対の出力端子２Ａ，２Ｂのうち他方の出力端子２Ｂと電気的に接続されている。制限回路９は、第１抵抗Ｒ９と第２抵抗Ｒ１０との直列回路からなる。制限回路９は、第３コンデンサＣ３と並列に接続されている。第１抵抗Ｒ９は、一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間に電気的に接続されている。第２抵抗Ｒ１０は、放電回路１３と並列に接続されている。放電回路１３は、第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）と第３抵抗Ｒ８との直列回路からなる。放電回路１３は、第３コンデンサＣ３に蓄積された電荷を放電可能に構成されている。制御回路６は、第１スイッチング素子Ｑ１および上記第２スイッチング素子のオンオフを各別に制御するように構成されている。制御回路６は、検出回路１２からの検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するのを停止する。また、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、放電回路１３により第３コンデンサＣ３に蓄積された電荷が放電されるように上記第２スイッチング素子をオン状態に制御する。制御回路６は、所定期間Ｔが経過したときに、第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを、再び、制御するように構成されている。制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が所定の回数以上のときに、第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するのを停止するように構成されている。また、制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上となる回数が上記所定の回数以上のときに、上記第２スイッチング素子をオフ状態に制御するように構成されている。制限回路９は、整流回路３に上記交流電流が入力されなくなったときに、制御回路６により上記第２スイッチング素子がオフ状態に制御されることで、電圧Ｖｏｕｔを点灯対象の光源２０の点灯電圧未満に制限するように構成されている。これにより、点灯装置１０では、交流電源５０がオン状態からオフ状態になったときに点灯対象の光源２０から光を放射し続けるのを抑制し、かつ、交流電源５０がオン状態のときに一対の出力端子２Ａ，２Ｂに電気的に接続された光源２０が取り外されたことを精度良く検出することが可能となる。

上記第２スイッチング素子は、トランジスタ構造を有していることが好ましい。制御回路６は、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、上記第２スイッチング素子に流れる電流Ｉａが、光源２０の下限の光出力レベルで光源２０を点灯させる電流となるように、上記第２スイッチング素子を能動領域で動作させることが好ましい。これにより、点灯装置１０では、検出電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔ以上になった時から所定期間Ｔが経過するまでの間、光源２０を点灯状態に維持することが可能となる。よって、点灯装置１０では、所定期間Ｔが経過したときに、光源２０が消灯状態から点灯状態になる場合に比べて、光源２０から放射された光の出力が急に変化するのを低減することが可能となる。

以下では、点灯装置１０を備えた照明器具３０について、図４に基づいて説明する。

照明器具３０は、例えば、ダウンライトである。照明器具３０は、例えば、天井材４０に設置されるように構成されている。具体的に説明すると、照明器具３０は、例えば、天井材４０に形成された孔４１に、埋め込み配置されるように構成されている。

照明器具３０は、例えば、点灯装置１０と、光源２０と、接続線３１と、器具本体３２とを備えている。

光源２０は、複数の固体発光素子２１から放射された光を反射する反射板３３を備えている。

点灯装置１０は、接続線３１を介して、光源２０と電気的に接続されている。

光源２０は、器具本体３２に取り付けられている。具体的に説明すると、器具本体３２は、光源２０が取り付けられるように構成されている。

器具本体３２は、光源２０が取り付けられるように構成されているが、この構成に限らず、点灯装置１０と光源２０とが取り付けられるように構成されていてもよい。すなわち、照明器具３０は、点灯装置１０と光源２０とが別々に配置された電源別置型の照明器具であるが、これに限らず、点灯装置１０と光源２０とが器具本体３２に取り付けられた電源一体型の照明器具であってもよい。

なお、照明器具３０は、ダウンライトに限らず、例えば、シーリングライト、スポットライト等であってもよい。

以上説明した照明器具３０は、点灯装置１０と、点灯装置１０により点灯可能な光源２０とを備えている。これにより、照明器具３０では、交流電源５０がオン状態からオフ状態になったときに光源２０から光を放射し続けるのを抑制し、かつ、交流電源５０がオン状態のときに一対の出力端子２Ａ，２Ｂに電気的に接続された光源２０が取り外されたことを精度良く検出可能な点灯装置１０を備えた照明器具３０を提供できる。

１Ａ 入力端子
１Ｂ 入力端子
２Ａ 出力端子（一方の出力端子）
２Ｂ 出力端子（他方の出力端子）
３ 整流回路
４ 変換回路
６ 制御回路
９ 制限回路
１０ 点灯装置
１１ 可変部（第２スイッチング素子）
１２ 検出回路
１３ 放電回路
２０ 光源
３０ 照明器具
Ｃ１ コンデンサ（第１コンデンサ）
Ｃ２ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｃ３ コンデンサ（第３コンデンサ）
Ｄ１ ダイオード
Ｌ１ インダクタ（第１インダクタ）
Ｌ２ インダクタ（第２インダクタ）
Ｑ１ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｒ８ 抵抗（第３抵抗）
Ｒ９ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ１０ 抵抗（第２抵抗）

Claims (3)

1. 一対の入力端子と、一対の出力端子と、交流電流を全波整流する整流回路と、前記整流回路からの脈流電流を直流電流に変換して、前記直流電流を前記一対の出力端子へ出力する変換回路と、前記一対の出力端子間の電圧を検出して前記電圧に比例する検出電圧を出力する検出回路と、前記電圧を制限可能な制限回路と、放電回路と、前記変換回路および前記放電回路を制御する制御回路とを備え、
   前記一対の入力端子は、前記整流回路の一対の入力端と電気的に接続され、
   前記整流回路の一対の出力端は、前記変換回路の一対の入力端と電気的に接続され、
   前記変換回路は、ＳＥＰＩＣであって、前記変換回路の一対の入力端間に接続された第１コンデンサと、前記第１コンデンサの両端間に接続された第１インダクタおよび第１スイッチング素子の直列回路と、前記第１スイッチング素子における第１主端子と第２主端子との間に接続された第２コンデンサおよび第２インダクタの直列回路と、前記第２インダクタの両端間に接続されたダイオードおよび第３コンデンサの直列回路とを備え、
   前記第３コンデンサは、前記変換回路の一対の出力端間に接続され、
   前記第３コンデンサの高電位側の端子は、前記一対の出力端子のうち一方の出力端子と電気的に接続され、前記第３コンデンサの低電位側の端子は、前記放電回路を介して、前記一対の出力端子のうち他方の出力端子と電気的に接続され、
   前記制限回路は、第１抵抗と第２抵抗との直列回路からなり、前記第３コンデンサと並列に接続され、
   前記第１抵抗は、前記一対の出力端子間に電気的に接続され、前記第２抵抗は、前記放電回路と並列に接続され、
   前記放電回路は、第２スイッチング素子と第３抵抗との直列回路からなり、前記第３コンデンサに蓄積された電荷を放電可能に構成され、
   前記制御回路は、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のオンオフを各別に制御するように構成され、
   前記制御回路は、前記検出回路からの前記検出電圧が閾値電圧以上になった時から所定期間が経過するまでの間、前記第１スイッチング素子のオンオフを制御するのを停止し、かつ、前記第３コンデンサに蓄積された電荷が前記放電回路により放電されるように前記第２スイッチング素子をオン状態に制御し、
   前記制御回路は、前記所定期間が経過したときに、前記第１スイッチング素子のオンオフを、再び、制御するように構成され、
   前記制御回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧以上となる回数が所定の回数以上のときに、前記第１スイッチング素子のオンオフを制御するのを停止し、かつ、前記第２スイッチング素子をオフ状態に制御するように構成され、
   前記制限回路は、前記整流回路に前記交流電流が入力されなくなったときに、前記制御回路により前記第２スイッチング素子がオフ状態に制御されることで、前記電圧を点灯対象の光源の点灯電圧未満に制限するように構成されている
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記第２スイッチング素子は、トランジスタ構造を有し、
   前記制御回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧以上になった時から前記所定期間が経過するまでの間、前記第２スイッチング素子に流れる電流が、前記光源の下限の光出力レベルで前記光源を点灯させる電流となるように、前記第２スイッチング素子を能動領域で動作させる
   ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 請求項１または請求項２記載の点灯装置と、前記点灯装置により点灯可能な前記光源とを備えている
   ことを特徴とする照明器具。

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