JP7065397B2 - 点灯装置、および非常用照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置、および非常用照明器具に関する。

従来、交流電源および直流電源のいずれを用いても光源を点灯させることができる点灯装置がある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、点灯装置は、入力電圧が交流電圧および直流電圧のいずれであっても、光源を点灯させることができる。

特開２０１２－２１２５３０号公報

点灯装置として、昇降圧回路を備える点灯装置がある。昇降圧回路は、スイッチ素子を有しており、スイッチ素子がオン、オフすることで、入力電圧を昇圧または降圧して所望の直流電圧に変換する。しかしながら、入力電圧が交流電圧である場合、点灯回路が交流電圧を十分に平滑せずに昇圧または降圧すると、点灯装置に入力される入力電流の波形が歪んでしまうことがある。

本発明の目的とするところは、交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧に変換する場合に、入力電流の波形の歪みを低減することができる点灯装置、および非常用照明器具を提供することにある。

本発明の一態様に係る点灯装置は、一対の入力端と、電源回路と、制御回路と、を備える。前記入力端は、入力電圧が印加される。前記電源回路は、前記入力電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧に変換し、光源に直流電力を供給する。前記制御回路は、前記電源回路を制御する。前記電源回路は、スイッチング素子、および前記スイッチング素子がオン、オフすることによってインダクタ電流が流れるインダクタを有する。前記制御回路は、前記インダクタ電流の状態を、臨界状態または不連続状態に切り替えることができる。そして、前記制御回路は、前記入力電圧が直流電圧である場合、前記インダクタ電流の状態を前記臨界状態とし、前記入力電圧が交流電圧である場合、前記インダクタ電流の状態が前記不連続状態となる期間、及び前記インダクタ電流の状態が前記臨界状態となる期間、を設ける。

本発明の一態様に係る非常用照明器具は、上述の点灯装置と、前記点灯装置から直流電力を供給される光源と、前記光源を支持する筐体とを備える。

以上説明したように、本発明では、交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧に変換する場合に、入力電流の波形の歪みを低減することができるという効果がある。

図１は、本発明の実施形態に係る点灯装置を示すブロック図である。 図２Ａは、同上の点灯装置のインダクタ電流を示す波形図である。図２Ｂは、同上の点灯装置の入力電流を示す波形図である。 図３Ａは、比較例のインダクタ電流を示す波形図である。図３Ｂは、比較例の入力電流を示す波形図である。 図４は、本発明の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。

以下の実施形態は、一般に、点灯装置、および非常用照明器具に関する。より詳細には、以下の実施形態は、直流電圧および交流電圧のいずれが入力されても光源を点灯させることができる点灯装置、および非常用照明器具に関する。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態の点灯装置１の回路構成を示す。

点灯装置１は、一対の入力端１１ａ，１１ｂと、電源回路１２と、制御回路１３と、交直判定回路１４と、一対の出力端１５ａ，１５ｂとを備える。点灯装置１は、光源２に直流電力を供給する。

一対の入力端１１ａ，１１ｂには外部電源３が接続され、外部電源３は、一対の入力端１１ａ，１１ｂを介して点灯装置１へ電力を供給する。外部電源３は非常用電源である。外部電源３は、電力会社などによって管理される商用電力系統の通電時には点灯装置１へ電力を供給しない。そして、外部電源３は、商用電力系統の停電時に点灯装置１へ電力を供給する。一対の出力端１５ａ，１５ｂには光源２が接続されており、点灯装置１は、商用電力の停電時に一対の出力端１５ａ，１５ｂから光源２へ負荷電力を出力して、光源２を点灯させる。光源２は、停電時に避難用の通路などに照明光を照射する。

光源２は、固体発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いており、直列接続された複数のＬＥＤを備える。隣り合う一対のＬＥＤでは、一方のＬＥＤのカソードが、他方のＬＥＤのアノードに電気的に接続している。光源２は、高電位側をアノード側とし、低電位側をカソード側とする。この場合、光源２のアノード側は、出力端１５ａに電気的に接続している。光源２のカソード側は、出力端１５ｂに電気的に接続している。

本実施形態の外部電源３は、商用電力の停電を検出または通知されると、蓄電池を放電させて、点灯装置１へ直流電力を供給する。そして、外部電源３は、蓄電池の残容量が少なくなると、発電機などによって交流電力を発電し、点灯装置１へ交流電力を供給する。

そして、点灯装置１は、直流電力および交流電力のそれぞれを電源として動作可能に構成されている。しかしながら、従来、入力電圧が交流電圧である場合、交流電圧を十分に平滑せずに昇圧または降圧すると、入力電流Ｉｉの波形が歪んでしまうことがある。そこで、本実施形態では、点灯装置１が交流電力を電源として動作するときに、以下の動作を行うことで入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減させる。

電源回路１２は、整流回路ＤＢ１と、インダクタＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｑ１と、検出抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１とを、主構成として備える非絶縁型の昇降圧回路である。

整流回路ＤＢ１は、フルブリッジ接続された４個のダイオードで構成されており、一対の入力端１１ａ，１１ｂに印加された入力電圧Ｖｉを全波整流して、直流の整流電圧Ｖ１を出力する。

整流回路ＤＢ１の一対の出力端間には、インダクタＬ１とコンデンサＣ１との直列回路がフィルタとして接続されている。整流回路ＤＢ１の一対の出力端のうち、正側出力端の電位が整流電圧Ｖ１の高電位になり、負側出力端の電位が整流電圧Ｖ１の低電位になる。整流回路ＤＢ１の正側出力端がインダクタＬ１の一端に接続され、インダクタＬ１の他端がコンデンサＣ１の一端に接続される。コンデンサＣ１の他端は、整流回路ＤＢ１の負側出力端に接続される。本実施形態のコンデンサＣ１の容量は比較的小さく、コンデンサＣ１の両端に発生する整流電圧Ｖ１の波形は、平滑されていない（または十分に平滑されていない）脈流電圧の波形になる。

そして、コンデンサＣ１の両端間には、スイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ２との直列回路が接続されている。コンデンサＣ１の両端間において、スイッチング素子Ｑ１がハイサイド側に接続され、インダクタＬ２がローサイド側に接続される。本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１はＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、スイッチング素子Ｑ１のドレインがコンデンサＣ１の一端に接続され、スイッチング素子Ｑ１のソースがインダクタＬ２の一端に接続される。

さらに、インダクタＬ２の両端間には、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ１と、検出抵抗Ｒ１との直列回路が接続されている。コンデンサＣ２は電解コンデンサであり、コンデンサＣ２の正極はインダクタＬ２の一端（コンデンサＣ１の負電位側）に接続され、コンデンサＣ２の負極はダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは検出抵抗Ｒ１の一端に接続され、検出抵抗Ｒ１の他端はスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続される。そして、コンデンサＣ２の両端が出力端１５ａ，１５ｂにそれぞれ接続される。出力端１５ａにはコンデンサＣ２の正極が接続され、出力端１５ｂにはコンデンサＣ２の負極が接続される。

スイッチング素子Ｑ１がオンすると、コンデンサＣ２の一端（整流電圧Ｖ１の高電位側）からスイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２を通ってコンデンサＣ２の他端（整流電圧Ｖ１の低電位側）へスイッチング電流が流れる。スイッチング素子Ｑ１がオンすると、インダクタＬ２にはスイッチング電流によってエネルギーが蓄積される。そして、インダクタＬ２にスイッチング電流が流れている状態で、スイッチング素子Ｑ１がオフする。すると、インダクタＬ２に蓄積されているエネルギーによって、インダクタＬ２の一端からコンデンサＣ２、ダイオードＤ１、および検出抵抗Ｒ１を順次通ってインダクタＬ２の他端に向かってインダクタ電流Ｉ１が流れる。このときコンデンサＣ２は充電される。

そして、スイッチング素子Ｑ１がオン、オフを交互に繰り返すことで、整流電圧Ｖ１が昇圧または降圧された出力電圧ＶｏがコンデンサＣ２の両端に生じる。出力電圧Ｖｏは出力端１５ａ，１５ｂ間に印加される。出力端１５ａ，１５ｂ間には光源２が接続されており、出力電圧Ｖｏによって光源２に負荷電流Ｉｏが流れて、光源２は点灯する。

制御回路１３は、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧を制御可能に構成されており、スイッチング素子Ｑ１をオンオフ駆動することで、負荷電流Ｉｏを制御することができる。制御回路１３は、例えばルネサスエレクトロニクス株式会社製のＬＥＤ照明用コントローラＩＣ（Integrated Circuit）であるＲ２Ａ２０１３４ＳＰを具備することが好ましい。

制御回路１３は、出力端子Ｐ１、ゼロ電流検出端子Ｐ２、フィードバック端子Ｐ３、基準電圧端子Ｐ４、モード切替端子Ｐ５、およびグランド端子Ｐ６を具備する。

グランド端子Ｐ６は、制御回路１３の基準電位（グランド電位）になる端子であり、スイッチング素子Ｑ１のソースに接続される。

出力端子Ｐ１は、ゲート抵抗を介してスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続している。制御回路１３は、出力端子Ｐ１の電圧を調整することで、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧を制御して、スイッチング素子Ｑ１をオン、オフさせることができる。

ゼロ電流検出端子Ｐ２およびフィードバック端子Ｐ３は、インダクタ電流Ｉ１の大きさに比例する監視電圧Ｖｓ１が入力される。図１では、ゼロ電流検出端子Ｐ２およびフィードバック端子Ｐ３は、ダイオードＤ１のカソードと検出抵抗Ｒ１との接続点にそれぞれ接続されている。すなわち、ゼロ電流検出端子Ｐ２およびフィードバック端子Ｐ３には、インダクタ電流Ｉ１によって生じる検出抵抗Ｒ１の両端電圧が監視電圧Ｖｓ１としてそれぞれ入力される。

そして、制御回路１３は、ゼロ電流検出端子Ｐ２の監視電圧Ｖｓ１に基づいて、インダクタ電流Ｉ１のゼロクロス検出、およびインダクタ電流Ｉ１の過電流検出を行うことができる。また、制御回路１３は、エラーアンプを具備しており、フィードバック端子Ｐ３の監視電圧Ｖｓ１はエラーアンプに入力される。そして、制御回路１３は、エラーアンプが出力する誤差信号に基づいて、インダクタ電流Ｉ１の大きさを制御できる。

基準電圧端子Ｐ４は、制御回路１３内で生成された基準電圧Ｖｒ１が印加されている。

モード切替端子Ｐ５は、抵抗を介して、基準電圧端子Ｐ４またはグランド端子Ｐ６に接続される。制御回路１３は、動作モードを切替可能に構成されており、動作モードを周波数固定モードまたは臨界モードに設定することができる。モード切替端子Ｐ５は、制御回路１３の動作モードの設定（切替）に用いられる端子である。モード切替端子Ｐ５が抵抗を介して基準電圧端子Ｐ４に接続した場合、制御回路１３の動作モードは、周波数固定モードになる。モード切替端子Ｐ５が抵抗を介してグランド端子Ｐ６に接続した場合、制御回路１３の動作モードは、臨界モードになる。すなわち、モード切替端子Ｐ５の接続先が基準電圧端子Ｐ４である場合、制御回路１３の動作モードは周波数固定モードになり、モード切替端子Ｐ５の接続先がグランド端子Ｐ６である場合、制御回路１３の動作モードは臨界モードになる。

制御回路１３は、動作モードが周波数固定モードである場合、スイッチング素子Ｑ１スイッチング周波数を一定にする。

制御回路１３は、動作モードが臨界モードである場合、インダクタ電流Ｉ１のゼロクロスタイミングでスイッチング素子Ｑ１をターンオンさせる。すなわち、臨界モードでは、インダクタ電流Ｉ１がゼロにまで減少した時点でスイッチング素子Ｑ１がターンオンする。

交直判定回路１４は、入力電圧Ｖｉが直流電圧および交流電圧のいずれであるかに応じてモード切替端子Ｐ５の接続先を、基準電圧端子Ｐ４またはグランド端子Ｐ６に切り替える。すなわち、交直判定回路１４は、入力電圧Ｖｉが直流電圧および交流電圧のいずれであるかを判定して、判定結果に応じた制御を制御回路１３に実行させている。

具体的に、交直判定回路１４は、フォトカプラ１４１，１４２、ツェナダイオード１４３，１４４、抵抗１４５、コンデンサ１４６、トランジスタ１４７、および抵抗１４８，１４９，１４０を備える。

フォトカプラ１４１，１４２はそれぞれ、交流入力のフォトカプラである。フォトカプラ１４１の発光ダイオード、フォトカプラ１４２の発光ダイオード、ツェナダイオード１４３、ツェナダイオード１４４、抵抗１４５、およびコンデンサ１４６は、入力端１１ａ，１１ｂ間の電路に直列接続している。ツェナダイオード１４３，１４４は、互いに逆方向になるように直列接続しており、ツェナダイオード１４３，１４４の各ツェナ電圧の値は同値である。

フォトカプラ１４１のフォトトランジスタのコレクタは、トランジスタ１４７のベースに接続し、さらに抵抗１４８の一端にも接続している。抵抗１４８の他端には、基準電圧Ｖｒ１が印加されている。トランジスタ１４７のコレクタは抵抗１４９を介してモード切替端子Ｐ５に接続されている。フォトカプラ１４２のフォトトランジスタのコレクタは、抵抗１４０の一端に接続し、抵抗１４０の他端には、基準電圧Ｖｒ１が印加されている。

そして、入力電圧Ｖｉが直流電圧である場合、交直判定回路１４ではコンデンサ１４６によって直流電流が遮断される。この結果、ツェナダイオード１４３，１４４は遮断状態になり、入力端１１ａ，１１ｂ間の電路が遮断され、フォトカプラ１４１，１４２の各発光ダイオードに電流が流れない。フォトカプラ１４１，１４２の各発光ダイオードに電流が流れなければ、フォトカプラ１４１，１４２の各フォトトランジスタがオフし、トランジスタ１４７がオンする。この場合、モード切替端子Ｐ５は、抵抗１４９およびトランジスタ１４７を介してグランド端子Ｐ６に接続する。したがって、制御回路１３の動作モードは、臨界モードになる。

また、入力電圧Ｖｉが交流電圧である場合、ツェナダイオード１４３，１４４が交流電圧の半周期毎に導通し、フォトカプラ１４１，１４２の各発光ダイオードを含む電路に電流が流れる。フォトカプラ１４１，１４２の各発光ダイオードに電流が流れると、フォトカプラ１４１，１４２の各フォトトランジスタがオンし、トランジスタ１４７がオフする。この場合、モード切替端子Ｐ５は、抵抗１４０およびフォトカプラ１４２のフォトトランジスタを介して基準電圧端子Ｐ４に接続する。したがって、制御回路１３の動作モードは、周波数固定モードになる。

制御回路１３は、動作モードが臨界モードである場合、インダクタ電流Ｉ１のゼロクロスタイミングでスイッチング素子Ｑ１をターンオンさせることで、インダクタ電流Ｉ１が臨界状態になるように制御する。この場合、制御回路１３がスイッチング素子のオン時間を一定値に調節することで、インダクタ電流Ｉ１のピーク値は、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値に比例して変化する。

制御回路１３は、動作モードが周波数固定モードである場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を一定にする。そして、制御回路１３は、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値が小さいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティを大きくし、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値が大きいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティを小さくする。動作モードが周波数固定モードである場合、制御回路１３は、インダクタＬ２のインダクタンス値によって、交流電圧の半周期内に、インダクタ電流Ｉ１が臨界状態になる期間と、インダクタ電流Ｉ１が不連続状態になる期間とを生成することができる。

以下、商用電源が停電した場合の点灯装置１の動作について説明する。

外部電源３は、商用電力の停電を検出または通知されると、蓄電池を放電させて、点灯装置１へ直流電力を供給する。そして、外部電源３は、蓄電池の残容量が少なくなると、発電機などによって交流電力を発電し、点灯装置１へ交流電力を供給する。すなわち、商用電源が停電すると、点灯装置１の入力電圧Ｖｉは当初、直流電圧であり、その後、入力電圧Ｖｉは、直流電圧から交流電圧に切り換わる。交流電圧の周波数は、商用周波数と同じである。

まず、点灯装置１において、入力端１１ａ，１１ｂ間に直流電圧が印加されると、フォトカプラ１４１，１４２の各フォトトランジスタがオフし、トランジスタ１４７がオンする。したがって、制御回路１３の動作モードは、臨界モードになる。

すなわち、入力電圧Ｖｉが直流電圧である場合、制御回路１３の動作モードは臨界モードになり、周波数固定モードに比べて点灯装置１の電力変換効率を高くすることができる。

次に、外部電源３の蓄電池の残容量が少なくなると、入力電圧Ｖｉは、直流電圧から交流電圧に切り換わる。入力端１１ａ，１１ｂ間に交流電圧が印加されると、フォトカプラ１４１，１４２の各フォトトランジスタがオンし、トランジスタ１４７がオフする。したがって、制御回路１３の動作モードは、周波数固定モードになる。周波数固定モードで動作する制御回路１３は、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値が小さいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティを大きくし、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値が大きいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティを小さくする。また、インダクタＬ２のインダクタンス値は、交流電圧の瞬時値に応じてインダクタ電流Ｉ１の状態が臨界状態または不連続状態に移行するように、予め設定されている。具体的に、入力電圧Ｖｉの瞬時値が交流電圧のピーク値付近である場合、インダクタ電流Ｉ１の状態は臨界状態になる。また、入力電圧Ｖｉの瞬時値が交流電圧のゼロクロス付近である場合、インダクタ電流Ｉ１の状態は不連続状態になる。

入力電圧Ｖｉが交流電圧である場合、制御回路１３の動作モードが周波数固定モードになると、インダクタ電流Ｉ１は図２Ａに示す波形になり、入力電流Ｉｉは図２Ｂに示す波形になる。図２Ａおよび図２Ｂは、交流電圧の瞬時値がゼロになるゼロクロスタイミングｔ１から次のゼロクロスタイミングｔ２までの半周期における各波形を示す。

交流電圧の半周期は、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、および第３期間Ｔ３に分割される。第１期間Ｔ１は、ゼロクロスタイミングｔ１から、入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値がピーク値の３０～７０％程度に増加するまでの期間であり、インダクタ電流Ｉ１の状態は不連続状態になる。第２期間Ｔ２は、第１期間Ｔ１以降に入力電圧Ｖｉの瞬時値の絶対値がピーク値まで増加し、ピーク値の３０～７０％程度に低下するまでの期間であり、インダクタ電流Ｉ１の状態は臨界状態になる。第３期間Ｔ３は、第２期間Ｔ２以降のゼロクロスタイミングｔ２までの期間であり、インダクタ電流Ｉ１の状態は不連続状態になる。すなわち、制御回路１３は、入力電圧Ｖｉが交流電圧である場合、交流電圧のゼロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミングに至るまでの半周期において、インダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態、臨界状態、不連続状態に順次移行させる。

そして、第１期間Ｔ１および第３期間Ｔ３では、インダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態にすることによって、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間にインダクタ電流Ｉ１をゼロにする期間Ｔａ（図２Ａ参照）が生じる。この結果、第１期間Ｔ１および第３期間Ｔ３において入力電流Ｉｉの波形の歪みが生じ難くなっており、入力電流Ｉｉは、図２Ｂに示すように、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、および第３期間Ｔ３からなる半周期において正弦波状に変化する。

一方、本実施形態の比較例として、インダクタ電流Ｉ１の状態を臨界状態に固定した場合、インダクタ電流Ｉ１は図３Ａに示す波形になり、入力電流Ｉｉは例えば図３Ｂに示す波形になる。図３Ａおよび図３Ｂは、交流電圧の瞬時値がゼロになるゼロクロスタイミングｔ１１から次のゼロクロスタイミングｔ１２までの半周期における各波形を示す。この場合、ゼロクロスタイミングｔ１１の付近（期間Ｔ１１）、およびゼロクロスタイミングｔ１２の付近（期間Ｔ１２）では、インダクタ電流Ｉ１が臨界状態で流れている。この結果、期間Ｔ１１，Ｔ１２において入力電流Ｉｉの波形の歪みが生じており、入力電流Ｉｉは正弦波状に変化していない。

そして、図２Ｂと図３Ｂとを比較すると、インダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態または臨界状態に切り替える点灯装置１は、インダクタ電流Ｉ１の状態を臨界状態に固定する場合に比べて、入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減させていることがわかる。

（非常用照明器具）
以下、図４を用いて、点灯装置１を具備する非常用照明器具１００の構成例について説明する。本実施形態の非常用照明器具１００は、例えば、天井材や壁材などの造営材に取り付けられており、停電時に避難用の通路などに照明光を照射する。

非常用照明器具１００は、有底円筒状の筐体４を備えており、筐体４には、点灯装置１、光源２が収納されている。すなわち、点灯装置１、および光源２は、筐体４に収納されており、光源２は、筐体４の底面から外部に照明光を照射する。

なお、光源２は、ＬＥＤ２１に限らず、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、または半導体レーザダイオード（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を有していてもよい。

（まとめ）
以上のように、実施形態に係る第１の態様の点灯装置１は、一対の入力端１１ａ，１１ｂと、電源回路１２と、制御回路１３と、を備える。一対の入力端１１ａ，１１ｂは、入力電圧Ｖｉが印加される。電源回路１２は、入力電圧Ｖｉを昇圧または降圧して直流の出力電圧Ｖｏに変換し、光源２に直流電力を供給する。制御回路１３は、電源回路１２を制御する。そして、電源回路１２は、スイッチング素子Ｑ１、およびスイッチング素子Ｑ１がオン、オフすることによってインダクタ電流Ｉ１が流れるインダクタＬ２を有する。制御回路１３は、インダクタ電流Ｉ１の状態を、臨界状態または不連続状態に切り替えることができる。そして、制御回路１３は、入力電圧Ｖｉが直流電圧である場合、インダクタ電流Ｉ１の状態を臨界状態とし、入力電圧Ｖｉが交流電圧である場合、インダクタ電流Ｉ１の状態が不連続状態となる期間を設ける。

したがって、点灯装置１は、交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧Ｖｏに変換する場合に、入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減することができる。

また、実施形態に係る第２の態様の点灯装置１では、第１の態様において、制御回路１３は、入力電圧Ｖｉが交流電圧である場合、交流電圧のゼロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミングに至るまでの半周期において、インダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態、臨界状態、不連続状態に順次移行させる。

上述の点灯装置１は、交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧Ｖｏに変換する場合、交流電圧のピーク付近では入力電流Ｉｉの歪が生じ難いが、ゼロクロスタイミング付近では入力電流Ｉｉの歪が生じやすい。そこで、点灯装置１は、交流電圧のゼロクロスタイミング付近ではインダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態にして、入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減させることができる。また、点灯装置１は、交流電圧のピーク付近ではインダクタ電流Ｉ１の状態を臨界状態にして、電力変換効率を向上させることができる。

また、実施形態に係る第３の態様の点灯装置１では、第１または第２の態様において、電源回路１２は、非絶縁型の回路であることが好ましい。

上述の点灯装置１は、非絶縁型の電源回路が交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧Ｖｏに変換する場合に、入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減することができる。

また、実施形態に係る第４の態様の点灯装置１では、第１乃至第３の態様のいずれか一つにおいて、制御回路１３は、インダクタ電流Ｉ１の状態を臨界状態にした場合、スイッチング素子Ｑ１のオン時間を一定値に調整することが好ましい。

上述の点灯装置１では、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が一定値に調整されるので、入力電圧Ｖｉの値に比例してインダクタ電流Ｉ１のピーク値が変化する。この結果、入力電流Ｉｉの波形は、入力電圧Ｖｉの値に応じて変動する波形になり、点灯装置１の入力の力率が改善される。

また、実施形態に係る第５の態様の点灯装置１では、第１乃至第４の態様のいずれか一つにおいて、制御回路１３は、インダクタ電流Ｉ１の状態を不連続状態にした場合、交流電圧の値が小さいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティを大きくすることが好ましい。

上述の点灯装置１では、交流電圧の値が小さいほど、スイッチング素子Ｑ１のオフデューティが大きくなる。この結果、入力電流Ｉｉの波形は、入力電圧Ｖｉの値に応じて変動する波形になり、点灯装置１の入力の力率が改善される。

また、実施形態に係る第６の態様の点灯装置１では、第１乃至第５の態様のいずれか一つにおいて、一対の入力端１１ａ，１１ｂの間の電路に設けられたコンデンサ１４６を有する交直判定回路１４をさらに備えることが好ましい。そして、交直判定回路１４は、電路に電流が流れた場合に入力電圧Ｖｉが交流電圧であると判定し、電路に電流が流れない場合に入力電圧Ｖｉが直流電圧であると判定する。

上述の点灯装置１では、交直判定回路１４を簡易な回路構成で実現できる。

上述の実施形態に係る第７の態様の非常用照明器具１００は、第１乃至第６の態様のいずれか一つの点灯装置１と、点灯装置１から直流電力を供給される光源２と、光源２を支持する筐体４とを備える。

したがって、非常用照明器具１００は、点灯層内１を備えるので、交流電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧Ｖｏに変換する場合に、入力電流Ｉｉの波形の歪みを低減することができる。

また、上述の実施形態および変形例は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されることはなく、この実施形態および変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 点灯装置
１１ａ，１１ｂ 入力端
１２ 電源回路
１３ 制御回路
１４ 交直判定回路
２ 光源
４ 筐体
１００ 非常用照明器具
Ｑ１ スイッチング素子
Ｌ２ インダクタ
Ｖｉ 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｉ１ インダクタ電流

Claims (7)

1. 入力電圧が印加される一対の入力端と、
   前記入力電圧を昇圧または降圧して直流の出力電圧に変換し、光源に直流電力を供給する電源回路と、
   前記電源回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記電源回路は、スイッチング素子、および前記スイッチング素子がオン、オフすることによってインダクタ電流が流れるインダクタを有し、
   前記制御回路は、
   前記インダクタ電流の状態を、臨界状態または不連続状態に切り替えることができ、
   前記入力電圧が直流電圧である場合、前記インダクタ電流の状態を前記臨界状態とし、
   前記入力電圧が交流電圧である場合、前記インダクタ電流の状態が前記不連続状態となる期間、及び前記インダクタ電流の状態が前記臨界状態となる期間、を設ける
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記制御回路は、前記入力電圧が前記交流電圧である場合、前記交流電圧のゼロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミングに至るまでの半周期において、前記インダクタ電流の状態を前記不連続状態、前記臨界状態、前記不連続状態に順次移行させる
   ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 前記電源回路は、非絶縁型の回路である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の点灯装置。
4. 前記制御回路は、前記インダクタ電流の状態を前記臨界状態にした場合、前記スイッチング素子のオン時間を一定値に調整する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の点灯装置。
5. 前記制御回路は、前記インダクタ電流の状態を前記不連続状態にした場合、前記交流電圧の値が小さいほど、前記スイッチング素子のオフデューティを大きくする
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点灯装置。
6. 前記一対の入力端の間の電路に設けられたコンデンサを有する交直判定回路をさらに備え、
   前記交直判定回路は、前記電路に電流が流れた場合に前記入力電圧が前記交流電圧であると判定し、前記電路に電流が流れない場合に前記入力電圧が前記直流電圧であると判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の点灯装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の点灯装置と、前記点灯装置から直流電力を供給される光源と、前記光源を支持する筐体とを備えることを特徴とする非常用照明器具。

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