JP7165916B2 - 照明装置及び点灯回路 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及び照明装置に備えられる点灯回路に関する。

従来、照明装置に備えられる点灯回路は、交流電圧を整流する整流回路、及び、整流回路から出力された直流電圧をスイッチングすることでＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源に一定電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータで構成される（例えば、特許文献１）。これにより、高い力率を発揮する照明装置用の点灯回路が実現される。

特開２０１６－２１３９１１号公報

しかしながら、特許文献１の点灯回路では、部品点数が多いために、小型の照明装置、例えば、電球形のＬＥＤランプに適用した場合に、点灯回路を収容する筺体が照明装置の多くの部分を占めてしまう。特に、口金の直径が１７ｍｍである小型の（つまり、Ｅ１７口金の）ＬＥＤ電球では、点灯回路を収容する筺体が電球の全体の体積の半分以上を占め、配光角が１２０度等の狭い値になってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも少ない部品点数で実現される照明装置及び照明装置に備えられる点灯回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る照明装置は、光源と、光源に電流を供給する点灯回路とを備え、点灯回路は、交流電力を第１直流電力に変換する整流回路と、整流回路から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して光源に電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータは、光源と直列に接続されるインダクタと、インダクタに蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードと、インダクタと直列に接続されるスイッチング素子を有する制御ＩＣとを備え、制御ＩＣは、整流回路の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路と、当該制御ＩＣの温度と前記光源に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子とを有する。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る点灯回路は、光源に電流を供給する点灯回路であって、交流電力を第１直流電力に変換する整流回路と、整流回路から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して光源に電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータは、光源と直列に接続されるインダクタと、インダクタに蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードと、インダクタと直列に接続されるスイッチング素子を有する制御ＩＣとを備え、制御ＩＣは、整流回路の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路と、当該制御ＩＣの温度と前記光源に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子とを有する。

本発明により、従来よりも少ない部品点数で実現される照明装置及び照明装置に備えられる点灯回路が実現される。

図１は、参考例に係る照明装置の回路図である。 図２は、図１における制御ＩＣの詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る照明装置の回路図である。 図４は、図３における制御ＩＣの詳細な構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態に係る照明装置の適用事例の外観を示す模式図である。

まず、本発明の実施の形態に係る照明装置を説明する前に、参考例に係る照明装置を説明する。参考例に係る照明装置は、実施の形態に係る照明装置における改善が施されていない照明装置の一例である。

図１は、参考例に係る照明装置１０の回路図である。照明装置１０は、交流電力の供給を受けて発光する装置であり、例えば、電球、直管等の照明用光源、ダウンライト、シーリングライト、ペンダント、テーブルスタンド等の各種照明器具に用いられる。照明装置１０は、点灯回路２０及び光源１５を備える。

光源１５は、電流の供給を受けて発光する素子であり、例えば、ＬＥＤ、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｉｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）等の固体発光素子である。

点灯回路２０は、光源１５に定電流を供給する回路であり、整流回路２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２で構成される。

整流回路２１は、交流電源５から供給される交流電力を第１直流電力に変換する回路であり、本実施の形態では、ＡＣ１００Ｖ等の商用の交流電力を全波整流して直流電力に変換する４つのダイオードＤ１～Ｄ４で構成されるブリッジダイオードである。なお、抵抗素子Ｒ１は、ブリッジダイオードと直列に接続される保護用の抵抗素子である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、整流回路２１から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して光源１５に所定の電流を供給する電源である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御ＩＣ２３、ダイオードＤ５～Ｄ６、抵抗素子Ｒ２～Ｒ１５及びＲＰ、コンデンサＣ１～Ｃ７、インダクタＬ１～Ｌ２、トランジスタＱ１～Ｑ２、並びに、コネクタＪ１で構成される。

インダクタＬ１、コンデンサＣ１及びＣ２は、整流回路２１から出力される第１直流電力を平滑化する回路である。具体的には、インダクタＬ１、コンデンサＣ１及びＣ２は、π型フィルタを構成している。なお、コンデンサＣ１及びＣ２の間に接続される抵抗素子ＲＰは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電流リターン経路に挿入される保護用の抵抗素子である。

抵抗素子Ｒ１０～Ｒ１３及びトランジスタＱ１～Ｑ２は、整流回路２１の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路である。ブリーダ回路は、交流電源５からの交流電力の供給をオンオフする蛍スイッチ（図示せず）が設けられた場合に、蛍スイッチのオフ時に、蛍スイッチが有するランプ（図示せず）に微小な電流を流すための負荷となる回路である。

制御ＩＣ２３は、スイッチング素子を内蔵し、光源１５に定電流を供給する制御をするワンチップの集積回路であり、本実施の形態では、８個の端子（端子ＺＣＤ、端子ＧＮＤ、端子ＶＤＤ、端子Ｄ、端子ＣＳ、端子ＣＯＭＰ、端子ＲＳ、端子ＲＴＣ）を有する。

抵抗素子Ｒ２及びＲ４は、整流回路２１からの第１直流電力がコンデンサＣ１及びＣ２とインダクタＬ１で平滑化されて生成される直流電圧を制御ＩＣ２３の端子ＶＤＤに供給するための電流制限用の抵抗素子である。

コンデンサＣ３は、制御ＩＣ２３に供給される直流電圧を平滑化するバイパス・コンデンサである。抵抗素子Ｒ３は、コンデンサＣ３を蓄積された電荷を放電するための抵抗素子である。

ダイオードＤ５及び抵抗素子Ｒ５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力端子（コネクタＪ１の端子ＬＥＤ＋）から制御ＩＣ２３のＶＤＤ端子に電流を供給するための回路である。

抵抗素子Ｒ６は、インダクタＬ２に生じる電圧を制御ＩＣ２３の端子ＺＣＤにフィードバックする抵抗素子であり、制御ＩＣ２３において、内蔵のスイッチング素子のオンオフの切り替えタイミングを決定するゼロカレントの検出に用いられる。

抵抗素子Ｒ７及びＲ８は、制御ＩＣ２３の温度制御に関わる端子ＲＴＣに接続される抵抗値（この抵抗値を、Ｒ７／／Ｒ８と表現する）を決定する抵抗素子である。抵抗素子Ｒ９は、制御ＩＣ２３の温度制御に関わる端子ＲＳに接続される抵抗値を決定する抵抗素子である。

コンデンサＣ４は、制御ＩＣ２３の端子ＣＯＭＰに接続され、出力電流を所定値に安定させるためのコンデンサである。

抵抗素子Ｒ１４は、制御ＩＣ２３の端子ＣＳと回路グランドＳＧＮＤとの間に接続され、制御ＩＣ２３が有するスイッチング素子を流れる電流を検出するための抵抗素子を構成している。

インダクタＬ２は、光源１５と直列に接続され、制御ＩＣ２３が有するスイッチング素子のオン時にエネルギーを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に、蓄積していたエネルギーを放出し、かつ、出力電流のリップルを小さくするためのコイルである。

ダイオードＤ６は、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードである。

コンデンサＣ５は、制御ＩＣ２３が有するスイッチング素子とインダクタＬ２との直列回路（制御ＩＣ２３の端子ＤとインダクタＬ２の一端）の両端に接続され、インダクタＬ２のオフ時に生じる過渡的な高電圧を吸収するスナバ回路を構成している。

コンデンサＣ６及びＣ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧及び出力電流を平滑化するコンデンサである。

抵抗素子Ｒ１５は、光源１５が接続されない場合であってもＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力端子間（コネクタＪ１の端子ＬＥＤ＋と端子ＬＥＤ－との間）に電流を流すためのダミー抵抗素子である。

コネクタＪ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と光源１５とを接続するコネクタであり、光源１５であるＬＥＤのアノード側に接続される端子ＬＥＤ＋とカソード側に接続される端子ＬＥＤ－とを有する。

図２は、図１における制御ＩＣ２３の詳細な構成を示すブロック図である。制御ＩＣ２３は、電源回路３０、温度制御回路３１、スイッチング制御回路３２、ドライバ３３、及び、スイッチング素子３４を有する。

電源回路３０は、端子ＶＤＤに供給された直流電圧ＶＤＤを制御ＩＣ２３の各構成要素に分配したり、直流電圧ＶＤＤから各種基準電圧を生成して温度制御回路３１及びスイッチング制御回路３２に供給したりする回路である。

温度制御回路３１は、制御ＩＣ２３の温度が、端子ＲＴＣと回路グランド（端子ＧＮＤ）との間の抵抗値（抵抗値ＲＴＣとする）に依存して定まる温度制御開始温度を超えると、スイッチング素子３４に流れる電流を抑制する制御をする。そのとき、温度の上昇に伴って、端子ＲＳと回路グランド（端子ＧＮＤ）との間の抵抗値（抵抗値ＲＳとする）と抵抗値ＲＴＣとの比に依存して定まる負の傾斜（つまり、抑制される電流／上昇温度）に沿って、スイッチング素子３４に流れる電流を抑制する。そのために、温度制御回路３１は、サーミスタを内蔵しており、サーミスタで得られる制御ＩＣ２３の温度、抵抗値ＲＴＣ及び抵抗値ＲＳに基づいて、スイッチング素子３４に流れる最大電流を制限するための電圧Ｖａｄｊを生成してスイッチング制御回路３２に出力する。

スイッチング制御回路３２は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により、スイッチング素子３４をオンオフする制御信号をドライバ３３に出力する。より詳しくは、スイッチング制御回路３２は、スイッチング素子３４を流れる電流を検知するために端子ＣＳの電圧を検出し、検出した電圧を示す信号を端子ＣＯＭＰに接続された容量で補償し、補償後の信号と内部の所定電圧とを比較する。そして、補償後の信号が所定電圧を超えた場合に、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号をドライバ３３に出力する。また、端子ＣＳの電圧が、温度制御回路３１から送られてくる電圧Ｖａｄｊを超える場合にも、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号をドライバ３３に出力する。一方、スイッチング制御回路３２は、端子ＺＣＤに入力される電圧に基づいて、ゼロカレントが検出されると、スイッチング素子３４をオンさせる制御信号をドライバ３３に出力する。

ドライバ３３は、スイッチング制御回路３２から送られてきた制御信号を電流増幅してスイッチング素子３４に出力して駆動するバッファアンプである。

スイッチング素子３４は、ドライバ３３から送られてくる制御信号に従って、端子Ｄ及び端子ＣＳとの間を導通又は非導通にするスイッチング素子であり、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。

以上のように構成された参考例に係る照明装置１０の動作は、次の通りである。

交流電源５から供給された交流電力は、整流回路２１で整流されて第１直流電力となり、第１直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２直流電力に変換され、光源１５に定電流が供給される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の前段では、整流回路２１から出力された直流電圧は、コンデンサＣ１、インダクタＬ１及びコンデンサＣ２で平滑化され、平滑後の直流電圧として、抵抗素子Ｒ２及びＲ４を経て制御ＩＣ２３に供給される。

また、平滑後の直流電圧は、抵抗素子Ｒ１０～Ｒ１３及びトランジスタＱ１～Ｑ２で構成されるブリーダ回路にも供給される。ブリーダ回路では、交流電源５と接続される蛍スイッチ（図示せず）がオンのときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が直流電圧を出力するので、抵抗素子Ｒ１３を通じてトランジスタＱ２がオンし、トランジスタＱ１がオフし、ブリーダ回路としての機能を停止している。一方、蛍スイッチ（図示せず）がオフのときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が直流電圧を出力しないので、抵抗素子Ｒ１３を通じてトランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ１がオンし、抵抗素子Ｒ１０及びトランジスタＱ１に微小な電流が流れる。その結果、蛍スイッチが有するランプ（図示せず）が点灯する。

また、平滑後の直流電圧は、制御ＩＣ２３の端子Ｄに入力され、制御ＩＣ２３のスイッチング素子３４がオンしたときに、抵抗素子Ｒ１４、インダクタＬ２を介して、光源１５に電流が印加される。一方、制御ＩＣ２３のスイッチング素子３４がオフしたときに、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーが放出され、光源１５、ダイオードＤ６、抵抗素子Ｒ１４で形成されるループ回路に電流が流れる。光源１５に印加される電圧及び電流は、コンデンサＣ７によって平滑化される。

また、制御ＩＣ２３では、スイッチング制御回路３２によるＰＷＭ制御により、スイッチング素子３４のオンオフが制御される。より詳しくは、スイッチング制御回路３２により、スイッチング素子３４を流れる電流に対応する端子ＣＳの電圧が検出され、検出された電圧を示す信号が端子ＣＯＭＰに接続された容量で補償され、補償後の信号と内部の所定電圧とが比較される。そして、補償後の信号が所定電圧を超えた場合に、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号がスイッチング制御回路３２からドライバ３３を介してスイッチング素子３４に出力される。また、端子ＣＳの電圧が、温度制御回路３１から送られてくる電圧Ｖａｄｊを超える場合にも、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号がスイッチング制御回路３２からドライバ３３を介してスイッチング素子３４に出力される。一方、スイッチング制御回路３２において、端子ＺＣＤに入力される電圧が検出され、その電圧がゼロカレントを示す場合に、スイッチング素子３４をオンさせる制御信号がドライバ３３を介してスイッチング素子３４に出力される。

また、温度制御回路３１により、制御ＩＣ２３の温度が一定条件の場合にスイッチング素子３４を流れる電流（つまり、光源１５を流れる電流）を抑制するための電圧Ｖａｄｊが生成され、スイッチング制御回路３２に出力される。これにより、端子ＲＴＣに接続された抵抗素子Ｒ７及びＲ８の並列の抵抗値ＲＴＣによって定まる温度制御開始温度を超える場合に、スイッチング素子３４を流れる電流が抑制される。その場合に、温度の上昇に伴って、端子ＲＳに接続された抵抗素子Ｒ９の抵抗値ＲＳと抵抗値ＲＴＣとの比に依存して定まる負の傾斜（つまり、抑制される電流／上昇温度）に沿って、スイッチング素子３４に流れる電流が抑制される。

次に、実施の形態に係る照明装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、回路要素、回路要素の位置及び接続形態、信号波形、制御方法、適用事例等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、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。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。

図３は、実施の形態に係る照明装置４０の回路図である。照明装置４０は、交流電力の供給を受けて発光する装置であり、例えば、電球、直管等の照明用光源、ダウンライト、シーリングライト、ペンダント、テーブルスタンド等の各種照明器具に用いられる。照明装置４０は、点灯回路５０及び光源１６を備える。

光源１６は、電流の供給を受けて発光する素子であり、例えば、ＬＥＤ、ＥＬ等の固体発光素子である。

点灯回路５０は、光源１６に定電流を供給する回路であり、整流回路５１及びＤＣ／ＤＣコンバータ５２で構成される。

整流回路５１は、交流電源６から供給される交流電力を第１直流電力に変換する回路であり、本実施の形態では、ＡＣ１００Ｖ等の商用の交流電力を全波整流して直流電力に変換する４つのダイオードＤ２１～Ｄ２４で構成されるブリッジダイオードである。なお、抵抗素子Ｒ２１は、ブリッジダイオードと直列に接続される保護用の抵抗素子である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、整流回路５１から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して光源１６に定電流を供給するスイッチング電源である。ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、制御ＩＣ５３、ダイオードＤ２５、抵抗素子Ｒ２２～Ｒ２９及びＲＰ１、コンデンサＣ２１～Ｃ２４、インダクタＬ２１～Ｌ２２、並びに、コネクタＪ２で構成される。

インダクタＬ２１、コンデンサＣ２１及びＣ２２は、整流回路５１から出力される第１直流電力を平滑化する回路である。具体的には、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２１及びＣ２２は、π型フィルタを構成している。なお、コンデンサＣ２１及びＣ２２の間に接続される抵抗素子ＲＰ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２の電流リターン経路に挿入される保護用の抵抗素子である。

制御ＩＣ５３は、スイッチング素子を内蔵し、光源１６に定電流を供給する制御をするワンチップの集積回路であり、本実施の形態では、８個の端子（端子ＶＣＣ、端子ＢＬ、端子ＲＣ、端子ＧＮＤ、端子ＤＲＡＩＮ、端子ＮＣ、端子ＳＯＵＲＣＥ、端子ＡＵＸ）を有する。

制御ＩＣ５３の端子ＶＣＣは、参考例の制御ＩＣ２３の端子ＶＤＤに相当する端子であり、この端子ＶＣＣに、整流回路５１からの第１直流電力がコンデンサＣ２１及びＣ２２とインダクタＬ２１で平滑化されて生成される直流電圧が直接、供給される。参考例に係る抵抗素子Ｒ２及びＲ４に相当する抵抗素子は、このＤＣ／ＤＣコンバータ５２では、簡素化のために省かれている。

抵抗素子Ｒ２２は、制御ＩＣ５３の端子ＶＣＣと端子ＢＬ（ブリーダ回路用の端子）との間に接続され、参考例に係る抵抗素子Ｒ３に相当する。

抵抗素子Ｒ２３は、制御ＩＣ５３の温度制御に関わる端子ＲＣに接続される抵抗値を決定する抵抗素子である。端子ＲＣは、参考例に係る制御ＩＣ２３の端子ＲＴＣに相当する。

制御ＩＣ５３の端子ＧＮＤは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２の電流リターン経路（抵抗素子Ｒ２３～Ｒ２７を接続している配線経路）に接続される端子である。

インダクタＬ２２は、光源１６と直列に接続され、制御ＩＣ５３が有するスイッチング素子のオン時にエネルギーを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に、蓄積していたエネルギーを放出し、かつ、出力電流のリップルを小さくするためのコイルである。

ダイオードＤ２５は、インダクタＬ２２に蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードである。

コンデンサＣ２３及びＣ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２の出力電圧及び出力電流を平滑化するコンデンサである。

抵抗素子Ｒ２８は、光源１６が接続されない場合であってもＤＣ／ＤＣコンバータ５２の出力端子間（コネクタＪ２の端子ＬＥＤ＋と端子ＬＥＤ－との間）に電流を流すためのダミー抵抗素子である。

抵抗素子Ｒ２５～Ｒ２７は、制御ＩＣ５３が有するスイッチング素子を流れる電流を検出するための抵抗素子を構成している。

抵抗素子Ｒ２４は、制御ＩＣ５３の端子ＡＵＸとＤＣ／ＤＣコンバータ５２の電流リターン経路との間に接続されている。抵抗素子Ｒ２９は、制御ＩＣ５３の端子ＡＵＸと端子ＤＲＡＩＮとの間に接続されている。制御ＩＣ５３において、抵抗素子Ｒ２９及び抵抗素子Ｒ２４で定まる分圧が制御ＩＣ５３内部の閾値と比較され、負荷の異常が検知される。

コネクタＪ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２と光源１６とを接続するコネクタであり、光源１６であるＬＥＤのアノード側に接続される端子ＬＥＤ＋とカソード側に接続される端子ＬＥＤ－とを有する。

図４は、図３における制御ＩＣ５３の詳細な構成を示すブロック図である。制御ＩＣ５３は、電源回路３０、温度制御回路３１ａ、スイッチング制御回路３２ａ、ドライバ３３、スイッチング素子３４、ブリーダ回路３５、及び、コンデンサ３６を有する。

電源回路３０は、端子ＶＣＣに供給された直流電圧ＶＣＣを制御ＩＣ５３の各構成要素に分配したり、直流電圧ＶＣＣから各種基準電圧を生成して温度制御回路３１ａ及びスイッチング制御回路３２ａに供給したりする回路である。

ブリーダ回路３５は、端子ＢＬと端子ＧＮＤとの間に接続され、参考例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ２２が有するブリーダ回路（抵抗素子Ｒ１０～Ｒ１３及びトランジスタＱ１～Ｑ２）に対応する。このように、本実施の形態では、ブリーダ回路３５が制御ＩＣ５３に内蔵され、点灯回路５０がコンパクト化されている。

コンデンサ３６は、端子ＶＣＣと端子ＧＮＤとの間に接続されるバイパス・コンデンサであり、参考例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ２２が有するコンデンサＣ３に対応する。このように、本実施の形態では、バイパス用のコンデンサ３６が制御ＩＣ５３に内蔵され、点灯回路５０がコンパクト化されている。

温度制御回路３１ａは、制御ＩＣ５３の温度が、端子ＲＣと電流リターン経路との間の抵抗値（抵抗値ＲＣとする）に依存して定まる温度制御開始温度を超えると、スイッチング素子３４に流れる電流を抑制する制御をする。そのとき、温度の上昇に伴って、内蔵の抵抗素子３７の抵抗値（抵抗値ＲＳとする）と抵抗値ＲＣとの比に依存して定まる負の傾斜（つまり、抑制される電流／温度変化）に沿って、スイッチング素子３４に流れる電流を抑制する。そのために、温度制御回路３１ａは、サーミスタを内蔵しており、サーミスタで得られる制御ＩＣ５３の温度、抵抗値ＲＣ及び抵抗値ＲＳに基づいて、スイッチング素子３４に流れる最大電流を制限するための電圧Ｖａｄｊを生成してスイッチング制御回路３２ａに出力する。なお、内蔵の抵抗素子３７は、制御ＩＣ５３の温度と光源１６に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子の一例であり、機能的には、参考例に係る抵抗素子Ｒ９に対応する。このように、本実施の形態では、温度制御用の抵抗素子３７が制御ＩＣ５３に内蔵され、点灯回路５０がコンパクト化されている。

スイッチング制御回路３２ａは、ＰＷＭ制御により、スイッチング素子３４をオンオフする制御信号をドライバ３３に出力する。より詳しくは、スイッチング制御回路３２ａは、スイッチング素子３４を流れる電流を検知するために端子ＳＯＵＲＣＥの電圧を検出し、検出した電圧を示す信号と内部の所定電圧とを比較する。そして、検出した電圧を示す信号が所定電圧を超えた場合に、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号をドライバ３３に出力する。また、端子ＳＯＵＲＣＥの電圧が、温度制御回路３１ａから送られてくる電圧Ｖａｄｊを超える場合にも、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号をドライバ３３に出力する。一方、スイッチング制御回路３２ａは、端子ＡＵＸに入力される、抵抗素子Ｒ２９及び抵抗素子Ｒ２４とで定まる分圧と内部の閾値とを比較することで、負荷の異常を検知する。

ドライバ３３は、スイッチング制御回路３２ａから送られてきた制御信号を電流増幅してスイッチング素子３４に出力して駆動するバッファアンプである。

スイッチング素子３４は、ドライバ３３から送られてくる制御信号に従って、端子ＤＲＡＩＮ及び端子ＳＯＵＲＣＥとの間を導通又は非導通にするスイッチング素子であり、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。

以上のように構成された本実施の形態に係る照明装置４０の動作は、次の通りである。

交流電源６から供給された交流電力は、整流回路５１で整流されて第１直流電力となり、第１直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ５２によって第２直流電力に変換され、光源１６に定電流が供給される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５２の前段では、整流回路５１から出力された直流電圧は、コンデンサＣ２１、インダクタＬ２１及びコンデンサＣ２２で平滑化され、平滑後の直流電圧ＶＣＣとして、直接、制御ＩＣ５３の端子ＶＣＣに供給される。

また、直流電圧ＶＣＣは、光源１６にも供給され、制御ＩＣ５３のスイッチング素子３４がオンしたときに、光源１６、インダクタＬ２２及びスイッチング素子３４に電流が流れる。一方、制御ＩＣ５３のスイッチング素子３４がオフしたときに、インダクタＬ２２に蓄積されたエネルギーが放出され、ダイオードＤ２５を介して、光源１６に電流が流れる。光源１６に流れる電流及び光源１６に印加される電圧は、コンデンサＣ２３によって平滑化される。

また、制御ＩＣ５３では、スイッチング制御回路３２ａによるＰＷＭ制御により、スイッチング素子３４のオンオフが制御される。より詳しくは、スイッチング制御回路３２ａにより、スイッチング素子３４を流れる電流に対応する端子ＳＯＵＲＣＥの電圧が検出され、検出された電圧を示す信号と内部の所定電圧とが比較される。そして、検出した電圧を示す信号が所定電圧を超えた場合に、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号がスイッチング制御回路３２ａからドライバ３３を介してスイッチング素子３４に出力される。また、端子ＳＯＵＲＣＥの電圧が、温度制御回路３１ａから送られてくる電圧Ｖａｄｊを超える場合にも、スイッチング素子３４をオフさせる制御信号がスイッチング制御回路３２ａからドライバ３３を介してスイッチング素子３４に出力される。一方、スイッチング制御回路３２ａにおいて、端子ＡＵＸに入力される、抵抗素子Ｒ２９及び抵抗素子Ｒ２４で定まる分圧が、内部の閾値と比較されることで、負荷の異常が検知される。

また、温度制御回路３１ａにより、制御ＩＣ５３の温度が一定条件の場合にスイッチング素子３４を流れる電流（つまり、光源１６を流れる電流）を抑制するための電圧Ｖａｄｊが生成され、スイッチング制御回路３２ａに出力される。これにより、端子ＲＣに接続された抵抗素子Ｒ２３の抵抗値ＲＣによって定まる温度制御開始温度を超える場合に、スイッチング素子３４を流れる電流が抑制される。その場合に、温度の上昇に伴って、内蔵の抵抗素子３７の抵抗値ＲＳと抵抗値ＲＣとの比に依存して定まる負の傾斜（つまり、抑制される電流／温度変化）に沿って、スイッチング素子３４に流れる電流が抑制される。

また、制御ＩＣ５３に内蔵されたブリーダ回路３５により、交流電源６と接続される蛍スイッチ（図示せず）がオンのときは、端子ＢＬと端子ＧＮＤとの間が開放状態となる。一方、蛍スイッチ（図示せず）がオフのときには、端子ＢＬと端子ＧＮＤとの間に微小な電流が流れ、蛍スイッチが有するランプ（図示せず）が点灯する。

以上のように、本実施の形態に係る照明装置４０は、光源１６と、光源１６に電流を供給する点灯回路５０とを備え、点灯回路５０は、交流電力を第１直流電力に変換する整流回路５１と、整流回路５１から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して光源１６に電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５２とを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、光源１６と直列に接続されるインダクタＬ２２と、インダクタＬ２２に蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードＤ２５と、インダクタＬ２２と直列に接続されるスイッチング素子３４を有する制御ＩＣ５３とを備え、制御ＩＣ５３は、さらに、第１直流電力を平滑化するコンデンサ３６を有する。

これにより、第１直流電力を平滑化するコンデンサ３６が制御ＩＣ５３に内蔵されるので、このようなコンデンサが制御ＩＣの外に実装される従来の点灯回路に比べ、少ない部品点数で点灯回路５０が実現される。その結果、点灯回路５０がコンパクト化され、照明装置４０における構造上の制約が少なくなり、照明装置４０の発光機能を十分に引き出す構造設計（例えば、高配光なＬＥＤ電球）が可能になる。

また、制御ＩＣ５３は、さらに、整流回路５１の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路３５を有する。これにより、蛍スイッチに対応した回路が制御ＩＣ５３に内蔵されるので、このような回路が制御ＩＣの外に実装される従来の点灯回路に比べ、少ない部品点数で蛍スイッチに対応した点灯回路５０が実現される。その結果、さらに点灯回路５０がコンパクト化される。

また、制御ＩＣ５３は、さらに、制御ＩＣ５３の温度と光源１６に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子３７を有する。これにより、制御ＩＣ５３の温度と光源１６に出力する電流との依存関係を決定する抵抗素子３７が制御ＩＣ５３に内蔵されるので、このような抵抗素子が制御ＩＣの外に実装される従来の点灯回路に比べ、少ない部品点数で温度制御機能を有する点灯回路５０が実現される。その結果、さらに点灯回路５０がコンパクト化される。

次に、本実施の形態に係る照明装置４０の適用事例を説明する。

図５は、実施の形態に係る照明装置４０の適用事例の外観を示す模式図である。ここでは、比較のために、参考例に係る照明装置１０の適用事例としてのＥ１７口金のＬＥＤ電球の外観（図５の（ａ））と、実施の形態に係る照明装置４０の適用事例としての２種類のＥ１７口金のＬＥＤ電球の外観（図５の（ｂ）の照明装置４０ａ、及び、図５の（ｃ）の照明装置４０ｂ）が図示されている。

図５の（ａ）に示されるように、参考例の適用事例に係る照明装置１０は、図１に示される点灯回路２０及び光源１５に加えて、ＬＥＤ電球としての構成要素、つまり、グローブ４１、筐体４２及び口金４３を備える。

グローブ４１は、ＬＥＤで構成される光源１５を覆い、光源１５から出射された光を拡散させる樹脂等で構成される半球状のカバー部材である。筐体４２は、点灯回路２０を収容し、光源１５及び点灯回路２０で発生した熱を放熱する円筒状の樹脂又は金属で構成されるケースである。口金４３は、商用の交流電源５からの交流電力を受電して点灯回路２０に供給する円筒体のねじ込み金具であり、本実施の形態では、Ｅ１７口金である。

なお、本図では、筐体４２に収容される、制御ＩＣ２３を含む点灯回路２０が実装された回路基板２５、及び、光源１５のおよその実装位置が破線で示されている。本図に示されるように、参考例に係る照明装置１０は、制御ＩＣ２３に内蔵されずに回路基板２５上に実装される電子部品が多い。そのために、実施の形態に係る照明装置４０ａ及び４０ｂに比べ、回路基板２５のサイズが大きくなり、回路基板２５を有用する筐体４２がＬＥＤ電球に占める体積が大きくなり、大きな配光角（例えば、１８０度を超える配光角）を実現することが困難となる。

図５の（ｂ）に示されるように、実施の形態の第一の適用事例に係る照明装置４０ａは、図３に示される点灯回路５０及び光源１６に加えて、ＬＥＤ電球としての構成要素、つまり、グローブ４１ａ、筐体４２ａ及び口金４３ａを備える。

グローブ４１ａは、ＬＥＤで構成される光源１６ａを覆い、光源１６ａから出射された光を拡散させる樹脂等で構成される球状のカバー部材である。筐体４２ａは、点灯回路５０を収容し、光源１６ａ及び点灯回路５０で発生した熱を放熱する円筒状の樹脂又は金属で構成されるケースである。口金４３ａは、商用の交流電源６からの交流電力を受電して点灯回路５０に供給する円筒体のねじ込み金具であり、本実施の形態では、Ｅ１７口金である。

本図に示されるように、実施の形態の第一の適用事例に係る照明装置４０ａは、制御ＩＣ５３にブリーダ回路３５及びコンデンサ３６が内蔵され、参考例に係る照明装置１０に比べ、回路基板５５上に実装される電子部品が少ない。そのために、参考例に係る照明装置１０に比べ、回路基板５５のサイズが小さくなり、回路基板５５を有用する筐体４２ａがＬＥＤ電球に占める体積が小さくなる。その結果、筐体４２ａの円筒軸に垂直な断面視において、グローブ４１ａの最大寸法Ｌ１ａを、筐体４２ａの最大寸法Ｌ２ａよりも大きくできる。これにより、光源１６ａから出射された光を後方（つまり、口金４３ａに向かう方向）に散乱させることが可能となり、大きな配光角（例えば、１８０度を超える配光角）をもつＬＥＤ電球を実現できる。

図５の（ｃ）に示されるように、実施の形態の第二の適用事例に係る照明装置４０ｂは、図３に示される点灯回路５０及び光源１６に加えて、ＬＥＤ電球としての構成要素、つまり、グローブ４１ｂ、筐体４２ｂ及び口金４３ｂを備える。

グローブ４１ｂは、ＬＥＤで構成される光源１６ｂを覆い、光源１６ｂから出射された光を拡散させる樹脂等で構成される球状のカバー部材である。筐体４２ｂは、点灯回路５０を収容し、光源１６ｂ及び点灯回路５０で発生した熱を放熱する円筒状の樹脂又は金属で構成されるケースである。口金４３ｂは、商用の交流電源６からの交流電力を受電して点灯回路５０に供給する円筒体のねじ込み金具であり、本実施の形態では、Ｅ１７口金である。

本図に示されるように、実施の形態の第二の適用事例に係る照明装置４０ｂは、制御ＩＣ５３にブリーダ回路３５及びコンデンサ３６が内蔵され、参考例に係る照明装置１０に比べ、回路基板５５上に実装される電子部品が少ない。そのために、参考例に係る照明装置１０に比べ、回路基板５５のサイズが小さくなる。さらに、この適用事例では、回路基板５５が口金４３ｂで覆われる空間に配置され、これにより、第一の適用事例に係る照明装置４０ａに比べ、筐体４２ｂがＬＥＤ電球に占める体積がより小さくなる。その結果、筐体４２ａの円筒軸に垂直な断面視において、グローブ４１ｂの最大寸法Ｌ１ｂを、筐体４２ｂの最大寸法Ｌ２ｂよりもさらに大きくできる。これにより、光源１６ｂから出射された光をより後方（つまり、口金４３ｂに向かう方向）に散乱させることが可能となり、より大きな配光角（例えば、２６０度）をもつＬＥＤ電球を実現できる。また、回路基板５５上の制御ＩＣ５３は、口金４３ｂで覆われる空間に収容されることになり、第一の適用事例に係る照明装置４０ａに比べ、光源１６ｂからの距離が大きくなり、光源１６ｂから受ける熱の量が抑制される。

なお、図５の（ｂ）及び図５の（ｃ）に示されるＬＥＤ電球では、光源１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、筐体４２ａ及び４２ｂの上端に覆われる位置に設けられたが、光源１６ａ及び１６ｂの配置位置はこれに限られない。グローブ４１ａ及び４１ｂで覆われる空間内に配置されてもよい。例えば、筐体４２ａ及び４２ｂの上面からグローブ４１ａ及び４１ｂで覆われる空間の中心付近まで延びる支柱が設けられ、その支柱の先端に光源１６ａ及び１６ｂが配置されてもよい。これにより、高配光なＬＥＤ電球が実現される。

以上のように、本実施の形態に係る照明装置４０ａ（及び４０ｂ）は、光源１６を覆うグローブ４１ａ（及び４１ｂ）と、点灯回路５０を収容する円筒状の筐体４２ａ（及び４２ｂ）とを備え、筐体４２ａ（及び４２ｂ）の円筒軸に垂直な断面視において、グローブ４１ａ（及び４１ｂ）の最大寸法Ｌ１ａ（及びＬ２ｂ）は、筐体４２ａ（及び４２ｂ）の最大寸法Ｌ２ａ（及びＬ２ｂ）よりも大きい。

これにより、コンデンサ等が制御ＩＣの外に実装される従来の点灯回路に比べ、光源１６ａ（及び１６ｂ）から出射された光を後方に向かう方向に散乱させることが可能となり、より大きな配光角をもつＬＥＤ電球を実現できる。

また、本実施の形態に係る照明装置４０ａ（及び４０ｂ）は、さらに、外部から交流電力を受電する口金４３ａ（及び４３ｂ）を有し、制御ＩＣ５３は、口金４３ａ（及び４３ｂ）で覆われる空間に収容されている。口金４３ａ（及び４３ｂ）は、例えば、直径が１７ｍｍの円筒体である。

これにより、回路基板５５上の制御ＩＣ５３は、筐体で覆われる空間に収容される従来の点灯回路に比べ、光源１６ａ（及び１６ｂ）から離されることになり、光源１６ｂから受ける熱の量が抑制される。

以上、本発明に係る照明装置及び点灯回路について、実施の形態及び適用事例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び適用事例に限定されない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態及び適用事例に施したものや、実施の形態及び適用事例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、点灯回路５０の制御ＩＣ５３は、ブリーダ回路３５、コンデンサ３６及び抵抗素子３７を内蔵したが、必ずしも、これらの回路及び電子部品の全てを内蔵する必要はなく、少なくとも一つを内蔵すればよい。これらの回路及び電子部品の少なくとも一つが制御ＩＣ５３に内蔵されることで、これらの回路及び電子部品の全てが制御ＩＣ２３の外に実装される参考例に係る点灯回路２０に比べ、点灯回路５０は、部品点数が削減され、コンパクト化される。

また、上記実施の形態における適用事例では、照明装置４０がＥ１７口金のＬＥＤ電球に適用された事例が説明されたが、照明装置４０の適用として、これに限られない。照明装置４０は、他のサイズ又は形状のＬＥＤ電球、直管等の照明用光源、あるいは、ダウンライト、シーリングライト、ペンダント、テーブルスタンド等の各種照明器具にも適用できる。

１６、１６ａ、１６ｂ 光源
４０、４０ａ、４０ｂ 照明装置
４１ａ、４１ｂ グローブ
４２ａ、４２ｂ 筐体
４３ａ、４３ｂ 口金
５０ 点灯回路
５１ 整流回路
５２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５３ 制御ＩＣ
５５ 回路基板
Ｄ２５ ダイオード
Ｌ２２ インダクタ
３５ ブリーダ回路
３６ コンデンサ
３７ 抵抗素子

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源に電流を供給する点灯回路とを備え、
   前記点灯回路は、
   交流電力を第１直流電力に変換する整流回路と、
   前記整流回路から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して前記光源に電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
   前記光源と直列に接続されるインダクタと、
   前記インダクタに蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードと、
   前記インダクタと直列に接続されるスイッチング素子を有する制御ＩＣとを備え、
   前記制御ＩＣは、前記整流回路の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路と、当該制御ＩＣの温度と前記光源に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子とを有する
   照明装置。
2. さらに、外部から交流電力を受電する口金を有し、
   前記制御ＩＣは、前記口金で覆われる空間に収容されている
   請求項１記載の照明装置。
3. 前記口金は、直径が１７ｍｍの円筒体である
   請求項２記載の照明装置。
4. さらに、
   前記光源を覆うグローブと、
   前記点灯回路を収容する円筒状の筐体とを備え、
   前記筐体の円筒軸に垂直な断面視において、前記グローブの最大寸法は、前記筐体の最大寸法よりも大きい
   請求項２又は３記載の照明装置。
5. 光源に電流を供給する点灯回路であって、
   交流電力を第１直流電力に変換する整流回路と、
   前記整流回路から供給される第１直流電力を第２直流電力に変換して前記光源に電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
   前記光源と直列に接続されるインダクタと、
   前記インダクタに蓄積されたエネルギーを放出させるためのダイオードと、
   前記インダクタと直列に接続されるスイッチング素子を有する制御ＩＣとを備え、
   前記制御ＩＣは、さらに、前記整流回路の２つの出力端子間に電流を流すためのブリーダ回路と、当該制御ＩＣの温度と前記光源に出力する電流との依存関係を決定する少なくとも一つの抵抗素子とを有する
   点灯回路。

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