JP6729030B2

JP6729030B2 - 電源システム、照明器具

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Publication number: JP6729030B2
Application number: JP2016119647A
Authority: JP
Inventors: 信一芝原; 信介船山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-06-16
Also published as: JP2017225258A

Description

本発明は、光源部へ電力を供給する電源システム、及びその電源システムを備えた照明器具に関する。

特許文献１には、複数の光源部に対して個別に点灯部を備えることで、照明器具としての光量および色温度を変えることができる直流電源装置が開示されている。

特開２０１１−７８２１８号公報

近年、照明器具がＬＥＤ化されたことに伴い、電源システムのさらなる小型化、及び省部品化が要求されている。また、光源の点灯と消灯だけを行う通常の電源システムと、特許文献１に記載されているＬＥＤの色温度可変及び調光制御を行う高機能な電源システムがある。高機能な電源システムを、色温度可変及び調光制御を伴わない通常の電源システムとして使用することができる。しかし、そうすると回路部品に無駄が発生する。そのため、通常の電源システムと、高機能な電源システムを別々の専用システムとして用意することが一般的となっている。しかしながら、生産性の向上、生産管理の簡易化、生産時の省エネ化及び省資源化のためには、電源システムの一部を共通化することが望ましい。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電源システムの一部を共通化しつつ複数の用途に対応できる電源システム及びその電源システムを備えた照明器具を提供することを目的とする。

本願の発明に係る電源システムは、第１端子部と、該第１端子部の電力を変換する第１電力変換回路と、該第１電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第２端子部と、該第１電力変換回路を制御する第１制御回路と、を有する第１点灯装置を備え、該第１制御回路は、該第２端子部に光源部が接続されているか、第２点灯装置が接続されているかを検知し、該第２端子部に該光源部が接続されたことが検知された場合、該第１電力変換回路に指令を出すことで、該第２端子部から定電流に制御された電力を出力させ、該第２端子部に該第２点灯装置が接続されたことが検知された場合、該第１電力変換回路に指令を出すことで、該第２端子部から定電圧に制御された電力を出力させ、該第２点灯装置は、該第２端子部に接続された第４端子部と、該第４端子部の電力を変換する第２電力変換回路と、該第２電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第５端子部と、該第２電力変換回路を制御する第２制御回路と、を備え、該第４端子部は２つの端子を有し、該２つの端子の間に設けられた抵抗素子を備え、該第１制御回路は、該抵抗素子を経由した電流が検出されたか否かにより、該第２端子部に該光源部が接続されているか、該第２点灯装置が接続されているかを検知することを特徴とする。

本発明によれば、用途に応じて出力を変化させる第１点灯装置を設けたので、電源システムの一部である第１点灯装置を共通化しつつ複数の用途に対応できる。

実施の形態１に係る照明器具の回路図である。第１点灯装置と第２点灯装置を有する電源システムを示す回路図である。フローチャートである。実施の形態２に係る照明器具の回路図である。実施の形態３に係る照明器具の回路図である。

本発明の実施の形態に係る電源システムと照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
（通常使用について）
図１は、実施の形態１に係る照明器具の回路図である。この照明器具は、第１点灯装置１０と、ＬＥＤ光源を有する光源部１２を備えている。第１点灯装置１０には、第１端子部ＣＮ１、第２端子部ＣＮ２及び第３端子部ＣＮ３が設けられている。第１端子部ＣＮ１には商用交流電源ＡＣが接続されている。第２端子部ＣＮ２には光源部１２が接続されている。第１端子部ＣＮ１と第２端子部ＣＮ２は、第１点灯装置１０に設けられた第１電力変換回路１０Ａによって接続されている。第１電力変換回路１０Ａは、第１端子部ＣＮ１の電力を変換し、変換した電力を第２端子部ＣＮ２に供給する回路である。第１電力変換回路１０Ａで変換した電力は第２端子部ＣＮ２を介して外部の光源部１２に供給される。第１点灯装置１０には、第１電力変換回路１０Ａを制御する第１制御回路１０Ｂが設けられている。

第１電力変換回路１０Ａは、商用交流電源ＡＣを整流する整流器ＤＢ、整流された脈流電圧をコンデンサＣ１に所定の直流高電圧に充電する昇圧チョッパ回路を備えている。昇圧チョッパ回路は、一端が整流器ＤＢの高電位側と接続されたコイルＬ１、ドレイン側がコイルＬ１の他端と接続されたスイッチング素子Ｑ１、コイルＬ１の他端とスイッチング素子Ｑ１のドレイン側との接続点にアノードが接続されたダイオードＤ１で構成されている。昇圧チョッパ回路はスイッチング素子Ｑ１がＯＦＦのときにダイオードＤ１を介して電流が流れ、この時にスイッチング素子Ｑ１がＯＮのときにコイルＬ１に蓄積されたエネルギーが更に放出され、コンデンサＣ１が充電される。コンデンサＣ１はダイオードＤ１のカソードに正極が接続され、整流器ＤＢの低電位側に負極が接続される。コンデンサＣ１の充電電圧（両端電圧）は、直列に接続された抵抗素子Ｒ２、Ｒ３により分圧され、第１制御回路１０ＢのＰ１端子に入力される。第１制御回路１０Ｂは、この分圧電圧が一定になるように、ＭＯＳＦＥＴＱ１を制御するためのスイッチング信号をＶｇ１端子から出力する。このように昇圧チョッパ回路では、出力電圧が定電圧になるよう制御される。

第１制御回路１０Ｂは例えばマイコンである。マイコンの動作電圧はＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２の駆動に要する電圧に足りないので、マイコンの動作電圧をそのままＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２に印加することはできない。そこで、第１制御回路１０ＢのＶｇ１端子から一旦ＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａにスイッチング信号を入力し、ＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａにて信号レベルを高めた後に、ＭＯＳＦＥＴＱ１に信号を供給し、安定なスイッチングを行っている。

バックコンバータ回路は、スイッチング素子Ｑ２と、ダイオードＤ２と、コイルＬ２と、コンデンサＣ３と、抵抗素子Ｒ４を備えている。スイッチング素子Ｑ２とダイオードＤ２からなる直列回路が昇圧チョッパ回路のコンデンサＣ１と並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のドレインがコンデンサＣ１の正極と接続し、ソースがダイオードＤ２のカソードに接続される。コイルＬ２、コンデンサＣ３及び抵抗素子Ｒ４がこの順に接続して直列回路を形成しており、この直列回路がダイオードＤ２に並列に接続している。コンデンサＣ１に充電された直流高電圧は、スイッチング素子Ｑ２、コイルＬ２及びダイオードＤ２を備えるバックコンバータ回路を介して、コンデンサＣ３で平滑され、第２端子部ＣＮ２に供給される。第２端子部ＣＮ２に供給された電圧は、第２端子部ＣＮ２に接続された光源部１２に供給され、ＬＥＤが点灯する。

第１電力変換回路１０Ａは、光源部１２を定電流制御で点灯させる。ＬＥＤに流れる電流を抵抗素子Ｒ４にて電圧に変換し、第１制御回路１０ＢのＰ３端子に入力させる。そして、第１制御回路１０Ｂは、Ｐ３端子電圧が一定になるように、ＭＯＳＦＥＴＱ２を制御するためのスイッチング信号を、Ｖｇ２端子から出力する。Ｖｇ２端子からのスイッチング信号は、昇圧チョッパ回路のＭＯＳＦＥＴＱ１と同様、ＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａにて信号レベルを高めた後に、ＭＯＳＦＥＴＱ２に供給される。このようにバックコンバータ回路では出力電流が定電流になるように制御される。

スイッチング電源部１０ｂは、高圧ライン１３を介してコンデンサＣ１の陽極に接続されるとともに、制御電圧ライン１４に接続される。スイッチング電源部１０ｂはコンデンサＣ１に蓄えられた電荷をもとに、第１制御回路１０ＢとＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａの制御電源を供給する。スイッチング電源部１０ｂは、コンデンサＣ１からの電荷をもとに制御電圧ライン１４とＧＮＤライン１５に接続するコンデンサＣ２に電荷を蓄積して電圧Ｖ１を生成する。電圧Ｖ１は例えば１５Ｖである。この電圧Ｖ１は、ＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａの制御電源となる。さらに電圧Ｖ１を降圧回路部１０ｃで降圧した降圧電圧が、第１制御回路１０ＢのＶＤＤ１端子に入力され、第１制御回路１０Ｂの制御電源として利用される。この降圧電圧は、例えば５Ｖである。

さらに第１制御回路１０Ｂは、整流器ＤＢとコイルＬ１の一端との接続点に接続された抵抗素子Ｒ１を介して整流器ＤＢの出力電圧を検出する。この出力電圧の検出は第１制御回路１０ＢのＰ２端子で行う。この検出電圧により、商用交流電源ＡＣの有無を検出し、点灯制御に反映させる。

上記した通り、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されているときは、光源部１２を定電流制御する。そのため、光源部１２に何らかの異常が起き開放状態となったときは、第２端子部ＣＮ２に印加される電圧が上昇する。第２端子部ＣＮ２の印加電圧が高くなると各部品が過電圧状態となってしまう。そこで、第１電力変換回路１０Ａは、光源部１２、即ち第２端子部ＣＮ２の両端電圧を検出する直列に接続された抵抗素子Ｒ５、Ｒ６を備えている。抵抗素子Ｒ５、Ｒ６によって分圧された分圧電圧は第１制御回路１０ＢのＰ４端子で検出される。第１制御回路１０Ｂは、Ｐ４端子で検知した分圧電圧が予め定められた値よりも高くなったときには、Ｖｇ２端子からのスイッチング信号を停止して点灯制御を停止させる。

第１点灯装置１０によって光源部１２を制御しているときは、第３端子部ＣＮ３は使用しない。第３端子部ＣＮ３は、第１電源端子ＣＮ３１と、第１入力端子ＣＮ３２と、第１出力端子ＣＮ３３と、第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４を備えている。第１電源端子ＣＮ３１は、電圧Ｖ１が印加された制御電圧ライン１４に接続されている。したがって、第１電源端子ＣＮ３１には、第１電力変換回路１０Ａの制御電圧が印加される。第１入力端子ＣＮ３２と第１出力端子ＣＮ３３は、それぞれ、第１制御回路１０ＢのＲＸ１端子、ＴＸ１端子に接続されている。第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４は、第１電力変換回路１０ＡのＧＮＤライン１５に接続されている。したがって、第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４の電位は、第１電力変換回路１０Ａの回路基準電位に等しい。

（高機能使用について）
次に、第１点灯装置１０を利用しつつ、調光制御を可能とする高機能な電源システムについて説明する。図２は、第１点灯装置１０と第２点灯装置２０を有する電源システムを示す回路図である。第２点灯装置２０は、第４端子部ＣＮ４、第５端子部ＣＮ５１、ＣＮ５２、第６端子部ＣＮ６及び調光端子部ＣＮ７を備えている。

第４端子部ＣＮ４は、第２端子部ＣＮ２に接続されている。第２点灯装置２０は、第４端子部ＣＮ４に印加された電圧を変換する第２電力変換回路２０Ａを有している。第２電力変換回路２０Ａは、第４端子部ＣＮ４の２つの端子に、ドレイン側が第４端子部ＣＮ４の片方の端子に接続されたＭＯＳＦＥＴＱ３、一端がソース側と接続されたコイルＬ３、カソードがＭＯＳＦＥＴＱ３とコイルＬ３の接続点に接続されたダイオードＤ３、正極がコイルＬ３の他端と接続されたコンデンサＣ４、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートと接続されたドライブ回路２０ａ、ドライブ回路２０ａに接続された比較器ＯＰ１及びＬＥＤのカソードと接続しＬＥＤの出力電流を検出する抵抗素子Ｒ７から成るバックコンバータ回路と、ＭＯＳＦＥＴＱ４、コイルＬ４、ダイオードＤ４、コンデンサＣ５、ドライブ回路２０ｂ、比較器ＯＰ２及び抵抗素子Ｒ８から成るバックコンバータ回路が接続されている。後者のバックコンバータ回路も前者のバックコンバータと回路構成は同様である。２つのバックコンバータ回路は並列に接続されている。バックコンバータ回路の数を増減させてもよい。

２つのバックコンバータ回路で構成された第２電力変換回路２０Ａは、第２点灯装置２０に設けられた第２制御回路２０Ｂによって制御される。上方のバックコンバータ回路は第５端子部ＣＮ５１に接続され、下方のバックコンバータ回路は第５端子部ＣＮ５２に接続される。このように、複数のバックコンバータ回路に個別に第５端子部ＣＮ５１、ＣＮ５２が接続される。第５端子部ＣＮ５１には第１光源部２２が接続され、第５端子部ＣＮ５２には第２光源部２４が接続されている。第５端子部ＣＮ５１、ＣＮ５２は第２電力変換回路２０Ａで変換した電力を外部に供給する端子として機能する。

調光端子部ＣＮ７には、調光信号を出す調光信号器２６が接続されている。調光信号器２６から出された調光信号は、調光端子部ＣＮ７を経由して調光端子部ＣＮ７に接続された第２制御回路２０Ｂに伝送される。第２制御回路２０Ｂは、調光指令に基づき、第２電力変換回路２０Ａに指令を出す。

第４端子部ＣＮ４、第５端子部ＣＮ５１、ＣＮ５２及び調光端子部ＣＮ７は、高圧側端子と低圧側端子の２つの端子を備える端子部である。これに対し、第６端子部ＣＮ６には４つの端子が設けられている。第６端子部ＣＮ６は、第２電源端子ＣＮ６１、第２出力端子ＣＮ６２、第２入力端子ＣＮ６３と、第２ＧＮＤ端子ＣＮ６４を有している。

第２電源端子ＣＮ６１は第１電源端子ＣＮ３１と第２制御回路２０Ｂに接続されている。第２出力端子ＣＮ６２は第１入力端子ＣＮ３２と第２制御回路２０Ｂに接続されている。第２入力端子ＣＮ６３は第１出力端子ＣＮ３３と第２制御回路２０Ｂに接続されている。第２ＧＮＤ端子ＣＮ６４は第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４と第２制御回路２０Ｂに接続されている。このように、第６端子部ＣＮ６は、第２制御回路２０Ｂと第３端子部ＣＮ３を接続している。

上述のとおり、第２点灯装置２０は、第４端子部ＣＮ４、第５端子部ＣＮ５１、ＣＮ５２、第６端子部ＣＮ６、調光端子部ＣＮ７、第２電力変換回路２０Ａ及び第２制御回路２０Ｂを備えている。次に、図２に示す第１点灯装置１０と第２点灯装置２０を用いて、第１光源部２２と第２光源部２４を制御する方法を説明する。

第４端子部ＣＮ４から入力された電圧を電源にして、第５端子部ＣＮ５１に接続される第１光源部２２を定電流制御で点灯させる。ＬＥＤに流れる電流は、抵抗素子Ｒ７にて電圧に変換され、比較器ＯＰ１の第１入力となる。比較器ＯＰ１の第２入力には、第２制御回路２０ＢのＰ５端子から出力される目標電圧が入力される。比較器ＯＰ１は、この目標電圧と抵抗素子Ｒ７にて電圧変換した値が一致するように、ドライブ回路２０ａに制御信号を出力する。ドライブ回路２０ａは、比較器ＯＰ１から出力された制御信号に従い、ＭＯＳＦＥＴＱ３を駆動し、第５端子部ＣＮ５１に接続された第１光源部２２を点灯させる。従って、第１光源部２２は、第２制御回路２０ＢのＰ５端子から出力した目標電圧に従い定電流制御される。言い換えると、第２制御回路２０Ｂは、Ｐ５端子を介して第１光源部２２の点灯指令を行う。

ここまでは、第２電力変換回路２０Ａが備える２つのバックコンバータ回路のうち、上方のバックコンバータ回路についての説明である。ＭＯＳＦＥＴＱ４、コイルＬ４、ドライブ回路２０ｂ、比較器ＯＰ２、抵抗素子Ｒ８及びコンデンサＣ５を有する下方のバックコンバータが、第２光源部２４を点灯させる基本的な動作は、上述した第１光源部２２の制御動作と同様である。

第２制御回路２０Ｂは、外部から調光端子部ＣＮ７に入力される調光信号を検出する。第２制御回路２０Ｂは、この調光信号に従いＰ５端子とＰ６端子から信号を出すことで、第１光源部２２と第２光源部２４の明るさを調節する。

第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６を接続した意義について説明する。第２制御回路２０Ｂは、第２電源端子ＣＮ６１と第１電源端子ＣＮ３１を介して、制御電圧ライン１４につながっている。これにより、制御電圧ライン１４から、第２制御回路２０Ｂに制御電圧を供給することができる。第２制御回路２０Ｂは、制御電圧ライン１４の電圧を利用して、ドライブ回路２０ａ、２０ｂと比較器ＯＰ１、ＯＰ２を動作させる。第２制御回路２０Ｂとドライブ回路２０ａ、２０ｂをつなぐ配線と、第２制御回路２０Ｂと比較器ＯＰ１、ＯＰ２をつなぐ配線は図の簡素化のために省略した。

第２制御回路２０Ｂは、第２ＧＮＤ端子ＣＮ６４と第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４を介して、ＧＮＤライン１５につながっている。これにより、第２制御回路２０ＢのＧＮＤ電位はＧＮＤライン１５によって与えられる。第２制御回路２０Ｂは、第２ＧＮＤ端子ＣＮ６４と第２電源端子ＣＮ６１の電圧を用いて第２電力変換回路２０Ａを制御する。第１点灯装置１０と第２点灯装置２０の回路基準電位は等しいので、第１電力変換回路１０Ａの制御に用いる電圧と、第２電力変換回路２０Ａの制御に用いる電圧が共通化されている。このように、第１点灯装置１０と第２点灯装置２０を組み合わせて用いることで、調光制御を可能とする高機能な電源システムが供給される。

（通常使用と高機能使用の切替えについて）
第１点灯装置１０は、通常使用時には第２端子部ＣＮ２に定電流を流し、高機能使用時には第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加する。そのため、第１点灯装置１０は、第２端子部ＣＮ２に定電流を流すべきか、第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加すべきか判定しなければならない。そのような判定プロセスについて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、ステップＳ１にて商用交流電源ＡＣをオンする。そうすると、ステップＳ２に進み、スイッチング電源部１０ｂが動作し制御電圧Ｖ１が生成される。これによりステップＳ３に示されるように、降圧回路部１０ｃが動作し、制御電圧Ｖ１を降圧した電圧がＶＤＤ１端子に供給される。そうするとステップＳ４に進み、制御電圧Ｖ１を降圧した電圧により第１制御回路１０Ｂが動作を開始する。

次いで、ステップＳ５において、第１点灯装置１０は、第２端子部ＣＮ２に定電流を流すべきか、第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加すべきか判定する。この判定は、第１点灯装置１０に第２点灯装置２０が接続されているか否かに基づき行う。具体的には、第１制御回路１０Ｂは、第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６を経由して第２制御回路２０Ｂと通信することで、第２端子部ＣＮ２に第２点灯装置２０が接続されているか検知する。この通信は、第１制御回路１０ＢのＲＸ１端子と第２制御回路２０ＢのＴＸ２端子の間、及び第１制御回路１０ＢのＴＸ１端子と第２制御回路２０ＢのＲＸ２端子との間で行う。

ステップＳ５において、第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６が接続されておらず、第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂとの信号のやり取りに失敗したとき、第１制御回路１０Ｂは、第２端子部ＣＮ２に定電流を印加するべきと判定する。他方、第１制御回路１０Ｂが第２制御回路２０Ｂとの信号のやり取りに成功したとき、第１制御回路１０Ｂは第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加すべきと判定する。

ステップＳ５において、第１制御回路１０Ｂが第２制御回路２０Ｂと信号のやりとりをできなかった場合、第２端子部ＣＮ２には光源部１２が接続されている。その場合、ステップＳ６に進み、第１制御回路１０Ｂにより第１電力変換回路１０Ａを制御し、第２端子部ＣＮ２に定電流を印加する。これによりステップＳ７に示されるように、光源部１２が点灯する。ステップＳ６、Ｓ７は図１を参照しつつ説明した「通常使用時」に対応する。

一方、ステップＳ５において、第１制御回路１０Ｂが第２制御回路２０Ｂとの信号のやりとりに成功した場合、第２端子部ＣＮ２には第２点灯装置２０が接続されている。その場合、ステップＳ８に進み、第１制御回路１０Ｂにより第１電力変換回路１０Ａを制御し、第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加する。具体的には、ＭＯＳＦＥＴＱ２、コイルＬ２及びダイオードＤ２で構成されるバックコンバータ回路を介して、コンデンサＣ３に平滑された一定電圧を出力する。抵抗素子Ｒ５、Ｒ６によりコンデンサＣ３に印加された電圧を抵抗分圧し第１制御回路１０ＢのＰ４端子で検出し、Ｐ４端子の印加電圧が一定になるように第１制御回路１０ＢのＶｇ２端子からスイッチング信号を出力することで、定電圧制御を実現する。Ｖｇ２端子からのスイッチング信号は、昇圧チョッパ回路と同様、ＭＯＳＦＥＴドライバー１０ａを介して、ＭＯＳＦＥＴＱ２に印加され、安定なスイッチングを行う。

次いで、ステップＳ９にて、調光信号に基づき、第２制御回路２０Ｂが第２電力変換回路２０Ａを定電流制御する。第２端子部ＣＮ２から一定電圧が供給されるため、第２点灯装置２０の２つのバックコンバータ回路は安定した定電流制御を行い、第１光源部２２及び第２光源部２４を点灯することができる。ステップＳ１０は、第１光源部２２と第２光源部２４が点灯する工程である。第２点灯装置２０は、調光信号により、第１光源部２２と第２光源部２４をそれぞれ点灯制御できるものであるから、色温度又は光量が違う第１光源部２２と第２光源部２４を用いることで、色温度及び光量可変な照明器具を構成することができる。ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０は、図２を参照しつつ説明した「高機能使用」に対応する。

このように、第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂの通信の有無に応じて、第２端子部ＣＮ２に定電流を流すべきか、第２端子部ＣＮ２に定電圧を印加すべきか判定することができる。これにより、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されたときは通常の照明器具を構成することができ、第２端子部ＣＮ２に第２点灯装置２０が接続されたときは色温度又は光量を変化させることができる高機能な照明器具を構成することができる。第１点灯装置１０を通常使用においても高機能使用においても利用することで、電源システムの一部を共通化できる。

本発明の実施の形態１に係る電源システムは、第１制御回路１０Ｂが、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されているか、第２点灯装置２０が接続されているかを検知する。そして、第１制御回路１０Ｂは、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されたことが検知された場合、第１電力変換回路１０Ａに指令を出すことで、第２端子部ＣＮ２から定電流に制御された電力を出力させ、第２端子部ＣＮ２に第２点灯装置２０が接続されたことが検知された場合、第１電力変換回路１０Ａに指令を出すことで、第２端子部ＣＮ２から定電圧に制御された電力を出力させる。この実施形態では、第２端子部ＣＮ２に接続される外部機器として、光源部１２と第２点灯装置２０を想定した。しかしながら、第２端子部ＣＮ２に接続される外部機器は光源部１２と第２点灯装置２０に限定されず、各種外部機器を第２端子部ＣＮ２に接続することができる。各種外部機器が接続される場合、第１制御回路１０Ｂは、第２端子部ＣＮ２に接続された外部機器を検知し、検知された外部機器の種類に応じて第２端子部ＣＮ２から定電流に制御された電力又は定電圧に制御された電力を出力させる。このような本発明の基本的な特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。例えば、ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は任意のＭＯＳＦＥＴ以外の周知のスイッチング素子に置き換えても良い。また、高機能使用の例として調光を挙げたが、第２点灯装置２０で別の機能を実現してもよい。第２点灯装置２０は、第１点灯装置１０だけでは実現できない機能を付加するものであれば特に限定されない。

なお、以下の実施の形態に係る電源システムと照明器具は、実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る照明器具の回路図である。第４端子部ＣＮ４は２つの端子を有している。そして、これらの２つの端子の間に抵抗素子Ｒ９が設けられている。第１制御回路１０Ｂは、抵抗素子Ｒ９を経由した電流が検出されたか否かにより、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されているか、第２点灯装置２０が接続されているかを検知する。

このように、第１制御回路１０Ｂが抵抗素子Ｒ９を経由した電流を検知することで、第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６を経由した通信をすることなく、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されているか、第２点灯装置２０が接続されているかを判定することができる。したがって、第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂとの間で通信を行う必要がない場合は、第１出力端子ＣＮ３３と第２入力端子ＣＮ６３、及び、第１入力端子ＣＮ３２と第２出力端子ＣＮ６２とを接続する配線をなくすことができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る照明器具の回路図である。第２点灯装置２０は制御電源生成部２０ｄを備えている。制御電源生成部２０ｄは、第４端子部ＣＮ４の２つの端子の間に接続されている。制御電源生成部２０ｄは第２電力変換回路２０Ａの制御に用いる電圧を生成する。

第１入力端子ＣＮ３２と第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４に、調光信号器２６が接続されている。第１出力端子ＣＮ３３と第２入力端子ＣＮ６３が接続され、第１ＧＮＤ端子ＣＮ３４と第２ＧＮＤ端子ＣＮ６４が接続されている。第１制御回路１０Ｂは、第３端子部ＣＮ３を介して外部の調光信号器２６から調光指令を受け、第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６を介して、その調光指令を第２制御回路２０Ｂに伝送する。

第１電源端子ＣＮ３１と第２電源端子ＣＮ６１は接続されておらず、第１入力端子ＣＮ３２と第２出力端子ＣＮ６２も接続されていない。しかしながら、制御電源生成部２０ｄが第４端子部ＣＮ４の２つの端子間に供給される電圧から、第２点灯装置２０が動作する制御電源を生成している。制御電源生成部２０ｄが生成した制御電圧は、第２制御回路２０ＢのＶＤＤ２端子に供給され、第２制御回路２０Ｂ、ドライブ回路２０ａ、２０ｂ及び比較器ＯＰ１、ＯＰ２が動作する制御電源として利用される。したがって、第１電源端子ＣＮ３１と第２電源端子ＣＮ６１を接続するための配線等は不要となっている。本電源システムを搭載する照明器具の形状によっては、第１点灯装置１０と第２点灯装置２０の配線が困難な場合があり、そのような場合に、上述のように配線を減らすことが有効である。

第２点灯装置２０には図２に示す調光端子部ＣＮ７が設けられていない。しかしながら、第１制御回路１０ＢのＲＸ１端子で調光信号器２６の調光信号を検出し、その調光信号を第１制御回路１０ＢのＴＸ１端子から第２制御回路２０ＢのＲＸ２端子に出力する。これにより、第２制御回路２０Ｂは、調光信号に基づき、第１光源部２２及び第２光源部２４をそれぞれ調光制御することができる。また、実施の形態２の図４に示す抵抗素子Ｒ９を本実施形態と組み合わせることにより、第１制御回路１０Ｂは、第２端子部ＣＮ２に光源部１２が接続されているか、第２点灯装置２０が接続されているかを判定することができるので、第３端子部ＣＮ３と第６端子部ＣＮ６とに接続される配線を一部又はすべてなくすことができる。なお、ここまでで説明した各実施の形態に係る電源システムの特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

実施の形態１−３において、第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂはマイコンとした。しかしながら、第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂの機能は処理回路によって実現されればよい。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂが専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。図２に示す第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂ以外の回路の各回路の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０ＢがＣＰＵの場合は、それらの機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂはメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより各機能を実現する。メモリとは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。第１制御回路１０Ｂと第２制御回路２０Ｂはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって、各機能を実現することができる。

１０第１点灯装置、１０Ａ第１電力変換回路、１０Ｂ第１制御回路、１２光源部、１３高圧ライン、１４制御電圧ライン、１５ＧＮＤライン、２０第２点灯装置、２０Ａ第２電力変換回路、２０Ｂ第２制御回路、２２第１光源部、２４第２光源部

Claims

第１端子部と、前記第１端子部の電力を変換する第１電力変換回路と、前記第１電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第２端子部と、前記第１電力変換回路を制御する第１制御回路と、を有する第１点灯装置を備え、
前記第１制御回路は、
前記第２端子部に光源部が接続されているか、第２点灯装置が接続されているかを検知し、
前記第２端子部に前記光源部が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電流に制御された電力を出力させ、
前記第２端子部に前記第２点灯装置が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電圧に制御された電力を出力させ、
前記第２点灯装置は、前記第２端子部に接続された第４端子部と、前記第４端子部の電力を変換する第２電力変換回路と、前記第２電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第５端子部と、前記第２電力変換回路を制御する第２制御回路と、を備え、
前記第４端子部は２つの端子を有し、
前記２つの端子の間に設けられた抵抗素子を備え、
前記第１制御回路は、前記抵抗素子を経由した電流が検出されたか否かにより、前記第２端子部に前記光源部が接続されているか、前記第２点灯装置が接続されているかを検知することを特徴とする電源システム。
前記第１点灯装置は第３端子部を備え、
前記第２点灯装置は、前記第２制御回路と前記第３端子部を接続する第６端子部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
第１端子部と、前記第１端子部の電力を変換する第１電力変換回路と、前記第１電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第２端子部と、前記第１電力変換回路を制御する第１制御回路と、を有する第１点灯装置を備え、
前記第１制御回路は、
前記第２端子部に光源部が接続されているか、第２点灯装置が接続されているかを検知し、
前記第２端子部に前記光源部が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電流に制御された電力を出力させ、
前記第２端子部に前記第２点灯装置が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電圧に制御された電力を出力させ、
前記第１点灯装置は第３端子部を備え、
前記第３端子部は、
前記第１制御回路に接続された第１入力端子と、
前記第１制御回路に接続された第１出力端子と、を備え、
前記第２点灯装置は、第２制御回路と、前記第２制御回路と前記第３端子部を接続する第６端子部と、を備え、
前記第６端子部は、前記第１入力端子に接続された第２出力端子と、前記第１出力端子に接続された第２入力端子と、を備え、
前記第１制御回路は、前記第３端子部と前記第６端子部を経由して前記第２制御回路と通信することで、前記第２端子部に前記光源部が接続されているか、前記第２点灯装置が接続されているかを検知することを特徴とする電源システム。
前記第２点灯装置は、前記第２端子部に接続された第４端子部と、前記第４端子部の電力を変換する第２電力変換回路と、前記第２電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第５端子部と、を備え、
前記第２制御回路は、前記第２電力変換回路を制御することを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
第１端子部と、前記第１端子部の電力を変換する第１電力変換回路と、前記第１電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第２端子部と、前記第１電力変換回路を制御する第１制御回路と、を有する第１点灯装置を備え、
前記第１制御回路は、
前記第２端子部に光源部が接続されているか、第２点灯装置が接続されているかを検知し、
前記第２端子部に前記光源部が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電流に制御された電力を出力させ、
前記第２端子部に前記第２点灯装置が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電圧に制御された電力を出力させ、
前記第２点灯装置は、前記第２端子部から供給される電力を変換して外部に供給する第２電力変換回路と、前記第２電力変換回路を制御する第２制御回路と、を備え、
前記第２点灯装置は、前記第２制御回路に接続され外部から調光指令を受ける調光端子部を備え、
前記第２制御回路は、前記調光指令に基づき、前記第２電力変換回路に指令を出すことを特徴とする電源システム。
前記第１点灯装置は第３端子部を備え、
前記第３端子部は、
前記第１制御回路に接続された第１入力端子と、
前記第１制御回路に接続された第１出力端子と、を有し、
前記第２点灯装置は、前記第２端子部に接続された第４端子部と、前記第２電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第５端子部と、前記第２制御回路と前記第３端子部を接続する第６端子部と、を備え、
前記第２電力変換回路は、前記第４端子部の電力を変換し、
前記第２電力変換回路は、複数のバックコンバータ回路を有し、
前記第５端子部は、前記複数のバックコンバータ回路に個別に接続されたことを特徴とする請求項５に記載の電源システム。
前記第１電力変換回路の制御に用いる電圧と、前記第２電力変換回路の制御に用いる電圧を共通化したことを特徴とする請求項２、４、６のいずれか１項に記載の電源システム。
前記第３端子部は、
前記第１電力変換回路のＧＮＤラインに接続された第１ＧＮＤ端子と、
前記第１電力変換回路の制御電圧が印加される第１電源端子と、を有し、
前記第６端子部は、
前記第１ＧＮＤ端子に接続された第２ＧＮＤ端子と、
前記第１電源端子に接続された第２電源端子と、を有し、
前記第２制御回路は、前記第２ＧＮＤ端子と前記第２電源端子の電圧を用いて前記第２電力変換回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の電源システム。
第１端子部と、前記第１端子部の電力を変換する第１電力変換回路と、前記第１電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第２端子部と、前記第１電力変換回路を制御する第１制御回路と、を有する第１点灯装置を備え、
前記第１制御回路は、
前記第２端子部に光源部が接続されているか、第２点灯装置が接続されているかを検知し、
前記第２端子部に前記光源部が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電流に制御された電力を出力させ、
前記第２端子部に前記第２点灯装置が接続されたことが検知された場合、前記第１電力変換回路に指令を出すことで、前記第２端子部から定電圧に制御された電力を出力させ、
前記第２点灯装置は、前記第２端子部から供給される電力を変換して外部に供給する第２電力変換回路と、前記第２電力変換回路を制御する第２制御回路と、を備え、
前記第２点灯装置は、前記第２電力変換回路の制御に用いる電圧を生成する制御電源生成部を備えたことを特徴とする電源システム。
前記第１点灯装置は第３端子部を備え、
前記第２点灯装置は、前記第２端子部に接続された第４端子部と、前記第２電力変換回路で変換した電力を外部に供給する第５端子部と、前記第２制御回路と前記第３端子部を接続する第６端子部と、を備え、
前記第２電力変換回路は前記第４端子部の電力を変換することを特徴とする請求項９に記載の電源システム。
前記第１制御回路は、前記第３端子部を介して外部から調光指令を受け、前記第３端子部と前記第６端子部を介して、前記調光指令を前記第２制御回路に伝送することを特徴とする請求項２、３、４、１０のいずれか１項に記載の電源システム。
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電源システムと、
前記電源システムに接続された光源部と、を備えたことを特徴とする照明器具。