WO2009119617A1 - 電源装置及び照明器具 - Google Patents

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WO2009119617A1
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voltage
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大武　寛和
充彦 西家
拓朗 平松
清水　恵一
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東芝ライテック株式会社
株式会社 東芝
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device and a lighting fixture having a dimming function optimal for driving a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode.
  • a power supply device that switches DC power by a switching element is often used.
  • these power supply devices there is a type having a dimming function for adjusting the light amount of the light emitting diode in accordance with a dimming signal given from the outside.
  • a voltage dimming circuit for controlling the voltage applied to the light emitting diode and the application to the light emitting diode 2.
  • a duty light control circuit that performs switching control of voltage is provided, and a voltage light control circuit and a duty light control circuit are switched and controlled in accordance with a light control signal.
  • the light-emitting diode since the light-emitting diode exhibits a substantially constant voltage characteristic, a component or circuit having a current-limiting element is required for stable lighting.
  • current control when control is performed by a power supply device using a switching element, current control is used. This current control is an important control element in the design of the lighting device because the element temperature of the light emitting diode is determined by the value of the current flowing through the light emitting diode and thus affects the life of the element.
  • Dimming light emitting diodes is relatively easy compared to conventional discharge lamp lighting devices. This is based on the fact that the light-emitting diode as a load has an electrically stable characteristic, and the characteristic of the light-emitting diode is less affected by external factors such as temperature.
  • constant current control is used in an application that requires deep dimming, stable lighting can be achieved in a region where all-lighting current is large, but in the deep dimming region, a current detection signal or this current is used.
  • the current reference value for controlling the detection signal is a minute signal. Therefore, high performance is required for the accuracy of the detection circuit or the comparator for detecting the current, and it is easily affected by noise, making stable operation difficult.
  • the current detection signal is detected by a resistor inserted in series with the light emitting diode, and in a region where the current flowing through the light emitting diode is large, the power consumption of this resistor is large and the generated heat is large. This is an obstacle to developing a power supply device.
  • the voltage at which the light emitting diode is turned on is higher than that of a general silicon diode.
  • a current starts to flow from about 2.5 V, and even when all light is lit, the voltage is 3.5 to It is about 4.5V, and even with deep dimming, relatively stable dimming can be performed without being affected by the performance of the light emitting diode or noise.
  • the forward voltage of the light emitting diode has a negative temperature characteristic, it is self-heated by the flowing current, the forward voltage decreases, and further the current increases.
  • the variation of the light emitting diodes is large, and even if the output of the lighting device is adjusted, the output current varies due to individual differences of the light emitting diodes. This problem applies not only to the fully lit state but also to the dimming state.
  • the current flowing through the light emitting diode varies due to variations in temperature characteristics and light emitting diodes, resulting in variations in the light output of the light emitting diodes. There is.
  • An object of the present invention is to provide a power supply device and a lighting fixture capable of realizing stable dimming control.
  • a semiconductor light emitting device A current control circuit for controlling a current supplied to the semiconductor light emitting element; A voltage control circuit for controlling a voltage applied to the semiconductor light emitting element;
  • the current control mode and / or the voltage control mode is set according to the dimming depth, and when the current control mode is set, the current control circuit is
  • the voltage control mode is set by driving the semiconductor light emitting device with a target current determined depending on the dimming depth, the voltage control circuit is controlled to depend on the dimming depth
  • a dimming control unit that drives the semiconductor light-emitting element with a target voltage determined as follows: Is provided.
  • a semiconductor light emitting device A voltage detection circuit for detecting a voltage applied to the semiconductor light emitting element and outputting a first detection signal; A current detection circuit for detecting a current supplied to the semiconductor light emitting element and outputting a second detection signal; A dimming signal set to one of the deepest first dimming depth, the shallowest second dimming depth, and a third dimming depth between the first and second dimming depths is input, In the setting of the first dimming depth, the semiconductor light emitting element is driven and controlled so that the voltage becomes a first target value according to the first detection signal, and in the setting of the second dimming depth The semiconductor light emitting element is driven and controlled so that the current becomes a second target value according to the second detection signal, and the first and second detection signals are set in the third dimming depth setting.
  • the light control unit for driving and controlling the semiconductor light emitting element so that the voltage and the current become the third and fourth target values, respectively, wherein the third light control depth is the first light control.
  • the closer to the light depth the more the first detection signal compared to the second detection signal.
  • the semiconductor light emitting device is driven and controlled, and the closer the third light control depth is to the second light control depth, the more the second detection signal is compared to the first detection signal.
  • a dimming control unit for driving and controlling the semiconductor light emitting device depending on Is provided.
  • a lighting fixture is provided that includes the power supply device main body described above.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a lighting fixture having a power supply device according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the lighting apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a power supply circuit of the power supply device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing reference signals Vref1 and Vref2 generated from the reference signal output unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the VI characteristic of the light emitting diode shown in FIG. 3 and the load characteristic determined by the dimming signal.
  • FIG. 5 is a graph showing the VI characteristics of the light emitting diode shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a circuit diagram schematically showing a power supply circuit of a power supply device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the VI characteristic of the light emitting diode shown in FIG. 7 and the load characteristic determined by the dimming signal.
  • FIG. 9A is a circuit block diagram showing a reference signal output unit in a power supply circuit according to a modification of the power supply device shown in FIG.
  • FIG. 9B is a graph illustrating the reference signal output from the reference signal output unit illustrated in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a graph for explaining a reference signal generated by the reference signal output unit shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a graph for explaining a reference signal generated by the reference signal output unit shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a graph for explaining a reference signal generated by the reference signal output unit shown in FIG. 9A.
  • FIG. 11A is a circuit block diagram showing a reference signal output unit in a power supply circuit according to another modification of the power supply device shown in FIG.
  • FIG. 11B is a graph illustrating a reference signal output from the reference signal output unit illustrated in FIG. 11A.
  • FIG. 12 is a circuit diagram schematically showing a power supply circuit of a power supply device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph showing the load characteristics of the power supply device shown in FIG.
  • FIG. 14 is a graph showing the VI characteristic of the light emitting diode shown in FIG.
  • FIG. 15A is a graph for explaining a variation range of the light emitting diodes shown in FIG.
  • FIG. 15B is a graph for explaining the variation range of the light-emitting diodes shown in FIG.
  • FIG.1 and FIG.2 has shown the lighting fixture with which the power supply device which concerns on embodiment of this invention is integrated.
  • reference numeral 1 denotes an instrument body.
  • the instrument body 1 is made by die-casting aluminum and is formed in a substantially cylindrical shape having both ends opened.
  • the inside is divided into three space parts by the partition members 1a and 1b up and down, and the light source part 2 is provided in the lower space between the downward opening and the partition member 1a.
  • the light source unit 2 is provided with a plurality of LEDs 2a as semiconductor light emitting elements and a reflector 2b that reflects light rays from the LEDs 2a.
  • Several LED2a is mounted in lower space, and is arrange
  • the hollow space between the partition member 1 a and the partition member 1 b of the appliance body 1 is assigned to the power supply chamber 3.
  • a wiring board 3a is disposed on the partition member 1a.
  • the wiring board 3a is provided with each electronic component constituting a power supply device for driving the plurality of LEDs 2a.
  • the DC power supply device and the plurality of LEDs 2 a are connected by lead wires 4.
  • the space between the partition plate 1 b of the appliance body 1 and the upper opening is defined in the power terminal room 5.
  • a power terminal block 6 is provided on the partition plate 1b.
  • the power supply terminal block 6 is a terminal block for supplying AC power from a commercial power source to the power supply device in the power supply chamber 3, and serves as power supply terminals for power cables on both sides of the box 6a made of electrically insulating synthetic resin. It has an insertion port 6b, an insertion port 6c serving as a feed cable terminal, a power line, a release button 6d for cutting off the feed line, and the like.
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of the power supply device according to the embodiment of the present invention incorporated in the power supply chamber 3 of the lighting fixture configured as described above.
  • symbol 11 has shown the alternating current power supply as a commercial power supply outside a lighting fixture.
  • This AC power supply 11 is connected to a power supply terminal 6b of the luminaire shown in FIG. 2 via a lighting switch (not shown) outside the luminaire, and a full-wave rectifier circuit 12 is connected to the power supply terminal 6b.
  • the full-wave rectifier circuit 12 outputs a rectified voltage obtained by full-wave rectifying the AC power from the AC power supply 11 as the lighting switch is turned on.
  • a smoothing capacitor 13 for smoothing ripple current is connected in parallel.
  • the full-wave rectifier circuit 12 and the capacitor 13 constitute a DC power supply circuit, and this DC power supply circuit is connected to the primary winding 14a of the switching transformer 14 that is a flyback transformer.
  • a field effect transistor (FET) 15 as a switching element is connected in series to the primary winding 14a of the switching transformer 14 which is a flyback transformer.
  • a series circuit of the primary winding 14 a of the switching transformer 14 and the field effect transistor 15 is connected to both ends of the smoothing capacitor 13.
  • the switching transformer 14 has a secondary winding 14b that is magnetically coupled to the primary winding 14a.
  • the secondary winding 14b of the switching transformer 14 is connected to a rectifying / smoothing circuit 18 that rectifies and smoothes the voltage generated in the secondary winding 17b.
  • the rectifying / smoothing circuit 18 includes a diode 16 connected in series to the secondary winding 14b and a smoothing capacitor 17 connected in parallel to the secondary winding 14b.
  • the rectifying / smoothing circuit 18 constitutes a DC lighting circuit that generates a DC output for lighting the light emitting diode together with the field effect transistor 15 and the switching transformer 14.
  • a plurality of, for example, four, light emitting diodes 19 to 21 (corresponding to the LED 2a as the light source shown in FIG. Connected).
  • the light emitting diodes 19 to 21 connected in series are dimmed by being supplied with a direct current according to a certain direct current voltage output from the rectifying and smoothing circuit 18.
  • a current detection circuit 22 is connected in series to the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the current detection circuit 22 includes a resistor 221 as an impedance element, and a series circuit of the light emitting diodes 19 to 21 and the resistor 221 is connected in parallel to the smoothing capacitor 17 in order to detect a current flowing through the light emitting diodes 19 to 21. Then, a current detection value I is output as a detection signal from a connection point between the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21 and the resistor 221.
  • a load voltage detection circuit 23 is connected to the anode side of the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21 and is grounded via the load voltage detection circuit 23.
  • the load voltage detection circuit 23 is composed of a series circuit of resistors 231 and 232 as impedance elements, and detects a load voltage applied to the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21, that is, a voltage on the anode side of the light emitting diode 19.
  • the load voltage V is output as a detection signal.
  • a dimming control unit 33 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23 as a dimming control circuit.
  • the dimming control unit 33 includes comparators 34 and 35 and a reference signal output unit 36.
  • the comparator 34 has an inverting input terminal connected to a connection point between the series circuit of the light emitting diodes 19 to 21 and the current detection circuit 22, a non-inverting input terminal connected to the reference signal output unit 36, and a detection signal of the current detection circuit 22. (Current detection value I) is compared with the reference signal Vref1 of the reference signal output unit 36, and the comparison result is output.
  • the comparator 35 has an inverting input terminal connected to a connection point between the resistors 231 and 232, a non-inverting input terminal connected to the reference signal output unit 36, and a detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and a reference
  • the reference signal Vref2 of the signal output unit 36 is compared and a comparison result is output.
  • the comparators 34 and 35 are connected to the diodes 37 and 38, respectively, and are connected to the control circuit 30 via the cathode side common connection point C of the diodes 37 and 38.
  • the diodes 37 and 38 constitute an OR circuit, and the larger signal of the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 appears at the connection point C and is output to the control circuit 30 as the control signal Vcont.
  • the control circuit 30 controls the output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 by switching on and off the field effect transistor 15 by the operation according to the control signal Vcont to switch the switching transformer 14.
  • the control circuit 30 is configured by a switching pulse generation circuit in which the on-duty ratio is determined according to the level of the control signal Vcont.
  • the control circuit 30 includes a memory referred to by the control signal Vcont, an arithmetic circuit that generates a pulse signal at an on-duty ratio stored in the memory, and an amplifier that amplifies a pulse output from the arithmetic circuit. Is done.
  • the reference signal output unit 36 is connected to a dimming operation unit 31 provided on a wall surface or the like outside the lighting fixture via a terminal 6 c (corresponding to the insertion port 6 c), and the dimming signal from the dimming operation unit 31. k is input.
  • the dimming signal k from the dimming operation unit 39 has levels of dimming depths k1 to k7 as an example.
  • the dimming depth k1 is the shallowest, in other words, the dimming is the brightest at the dimming depth k1, and deeper toward the dimming depth k7.
  • the light is darkest at the light control depth k7.
  • the reference signal output unit 36 outputs a reference signal Vref1 and a reference signal Vref2 selected from the straight line of the reference signal Vref1 and the straight line of the reference signal Vref2 as shown in FIG. 4 according to the input dimming signal k. More specifically, the memory is referred to at the level of the dimming signal k and the processing unit that searches the memory at the level of the dimming signal k and outputs Vref1 and the reference signal Vref2 corresponding to the dimming signal k. ing.
  • the straight line of the reference signal Vref1 is when the dimming depth is the deepest (at the dimming depth k7) from the reference signal value corresponding to the maximum current at the time of all lights at the shallowest dimming depth (the dimming depth k1).
  • the change up to the reference signal value corresponding to the minimum current is shown.
  • the straight line of the reference signal Vref2 indicates that when the light control depth is the deepest from the reference signal value corresponding to the load voltage at the maximum current at the time of all light at the light control depth is the shallowest (light control depth k1).
  • a change up to the reference signal value corresponding to the load voltage at the minimum current at the depth k7) is shown.
  • the light emitting diodes 19 to 21 have a current control range B and a voltage control range C as shown in FIG. 6, and there is a relationship between the VI characteristics A of the light emitting diodes as shown in FIG. As shown in the VI characteristic A of the light emitting diode, it is clear that in the current control range B, a certain voltage Vf can be applied in the voltage control range C even if the current value If drops to substantially zero. This means that even if the reference signal Vref1 reaches substantially zero, the reference signal Vref2 does not become zero.
  • FIG. 5 shows the relationship between the set dimming depths K1 to K7 and the VI characteristic A of the light emitting diode.
  • the power supply device is operated with different load characteristics according to the dimming depths k1, k2,... K7 of the dimming signal k shown in FIG. That is, at the light control depths k1 to k4, in the current control mode, the load characteristics at the operating points a1 to a4 corresponding to the intersections of the light control depths k1 to k4 and the VI characteristic A are given to the power supply device.
  • the power supply is controlled. In the current control mode, even if the voltage Vf changes within the operating points a1 to a4, the current If is controlled to a certain target current.
  • the operating point a5 corresponding to the intersection of the light control depth k5 and the VI characteristic A is a critical point.
  • the current and voltage are controlled at the operating point a5.
  • the power supply apparatus operates in the voltage control mode so that the load characteristics at the operating points a6 and a7 corresponding to the intersections of the dimming depths k6 and k7 and the VI characteristic A are given to the power supply apparatus. Be controlled. In the voltage control mode, even if the current If changes within the operating points a6 and a7, the voltage Vf is controlled to a certain target voltage.
  • the reference signals Vref1 and Vref2 are set as follows, and the control circuit 30 is switched by the outputs of the comparators 34 and 35 according to the set reference signals Vref1 and Vref2.
  • the on / off operation of the transistor 15 is controlled, and the current or voltage output supplied from the rectifying and smoothing circuit 18 to the light emitting diodes 19 to 21 is controlled to a constant target current or target voltage. That is, in the current control mode, the current supplied to the light emitting diodes 19 to 21 from the rectifying / smoothing circuit 18 is controlled to reach a predetermined target current value, and in the voltage control mode, the light emitting diodes 19 to 21 from the rectifying / smoothing circuit 18. The voltage supplied to is controlled so as to reach a predetermined target voltage value.
  • the dimming operation unit 31 outputs all the light, for example, the dimming signal k having the dimming depth k1, the dimming depth k1 shown in FIG.
  • the corresponding load characteristic is determined, and the power supply circuit is operated with this load characteristic.
  • the load characteristic corresponding to the dimming depth k1 is determined so as to operate at the operating point a1 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the dimming depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the reference signal output unit 36 as shown in FIG.
  • the value Vra1 is set as the reference signal Vref1 and the value Vrb1 is set as the reference signal Vref2 by the dimming depth k1, and the reference signal Vref1 and the value Vrb1 having the value Vra1 are set.
  • the reference signal Vref2 having the same is output. Accordingly, the comparator 34 outputs a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra1 of the reference signal output unit 36. Further, the comparator 35 outputs a comparison result between the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the reference signal Vrb1 of the reference signal output unit 36.
  • the output of the comparator 34 is given priority to the control circuit 30 at the connection point of the diodes 37 and 38.
  • the on / off operation of the switching transistor 15 is controlled so that the current flowing through the light emitting diodes 19 to 21 becomes constant based on the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22.
  • the load characteristic corresponding to the dimming depth k5 shown in FIG. 5 is determined.
  • the load characteristic corresponding to the light control depth k5 is determined so as to operate at the operating point a5 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the VI characteristics A of the light emitting diodes 19 to 21. Further, as shown in FIG.
  • the reference signal output unit 36 sets the value Vra5 as the reference signal Vref1 and the value Vrb5 as the reference signal Vref2 by setting the light control depth k5, and sets the reference signal Vref1 and the value Vrb5 having the value Vra5.
  • the reference signal Vref2 having the same is output. Therefore, a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra5 of the reference signal output unit 36 is output from the comparator 34.
  • the comparator 35 outputs a comparison result between the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the reference signal Vrb5 of the reference signal output unit 36.
  • the control circuit 30 controls the on / off operation of the switching transistor 15 based on both the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23. Is done.
  • the load characteristic corresponding to the light control depth k6 is determined so as to operate at the operating point a6 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the VI characteristics A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the reference signal output unit 36 sets the value Vra6 as the reference signal Vref1 and the value Vrb6 as the reference signal Vref2 by setting the light control depth k6, and sets the reference signal Vref1 and the value Vrb6 having the value Vra6.
  • the reference signal Vref2 having the same is output. Accordingly, the comparator 34 outputs a comparison result between the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the reference signal Vra6 of the reference signal output unit 36. Further, the comparator 35 outputs a comparison result between the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the reference signal Vrb6 of the reference signal output unit 36.
  • the reference signal has a relationship of Vrb1> Vra1, and the output of the comparator 35 is given priority to the control circuit 30 at the connection point of the diodes 37 and 38. As a result, the on / off operation of the switching transistor 15 is controlled so that the load voltage of the light emitting diodes 19 to 21 becomes constant based on the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23.
  • a reference signal Vref2 that changes from a signal value corresponding to the load voltage at the maximum current during all light to a signal value corresponding to the minimum current when the dimming depth is the deepest is prepared.
  • the reference signal Vref1 is selected, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled in constant current by the current control mode.
  • the diodes 19 to 21 are controlled at a constant voltage.
  • FIG. 7 shows a circuit configuration of a power supply device according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in FIG. 7 are identical to FIG. 7 and the same parts as those in FIG. 7;
  • a dimming control unit 41 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23.
  • the positive input terminal of the first operational amplifier 42 is connected to the current detection circuit 22.
  • the first operational amplifier 42 has a negative input terminal grounded via a resistor 43 and is connected to an output terminal via a resistor 44.
  • the output terminal of the first operational amplifier 42 is connected to one input terminal of the comparator 46 via the diode 45.
  • the positive input terminal of the second operational amplifier 47 is connected to the load voltage detection circuit 23.
  • the second operational amplifier 47 has a negative input terminal connected to the output terminal, is connected to one input terminal of the comparator 46 via a diode 48, and is further connected to a positive input of the third operational amplifier 50 via a resistor 49. The terminal is connected.
  • the third operational amplifier 50 has a positive input terminal connected to a connection point of a series circuit of resistors 51 and 52 connected between the output terminal of the first operational amplifier 42 and the ground, and a negative input terminal connected to the ground. Has been. Further, the third operational amplifier 50 has an output terminal connected to one input terminal of the comparator 46 via a diode 53.
  • the comparator 46 receives the dimming signal k from the dimming operation unit 39 at the other input terminal, and inputs the comparison result of the signals supplied to these input terminals to the control circuit 30.
  • FIG. 8 shows the relationship between the load characteristics corresponding to the dimming depths k1, k2,... K5 and the VI characteristics A of the light emitting diodes 19-21.
  • the load characteristic corresponding to the dimming depth k1 shown in FIG. Determined.
  • the load characteristic corresponding to the dimming depth k1 is determined at the operating point a1 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the dimming depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the output of the first operational amplifier 42 corresponding to the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 is input to the comparator 46, and the light emitting diodes 19 to 21 are driven and controlled by constant current control. Is done.
  • a load characteristic corresponding to the dimming depth k5 in FIG. 8 is determined according to the dimming signal k.
  • the load characteristic corresponding to the light control depth k5 is determined at the operating point a5 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the light control depth k5 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the output of the second operational amplifier 47 corresponding to the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 is input to the comparator 46, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled by the control circuit 30 at constant voltage control. It is driven and controlled.
  • the output of the load characteristic corresponding to the dimming depth k3 in FIG. 8 is determined according to the dimming signal k.
  • the load characteristic corresponding to the light control depth k3 is determined at the operating point a3 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the light control depth k3 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the output of the third operational amplifier 50 corresponding to the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 is input to the comparator 46.
  • the light emitting diodes 19 to 21 are driven and controlled by the control circuit 30 by power control.
  • the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 and the load voltage are detected.
  • the power of the light emitting diodes 19 to 21 is controlled by the output of the third operational amplifier 50 according to the detection signal (load voltage V) of the detection circuit 23. Therefore, the transition of control between the current control mode and the voltage control mode can be performed more smoothly.
  • the reference signal output unit 36 outputs the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 individually.
  • the reference signal Vref1 and the reference signal Vref2 are output as one reference signal Vref.
  • a first signal generator 55 that generates a reference signal Vref1 used in the current control mode region
  • a second signal generator 56 that generates a reference signal Vref2 used in the voltage control mode region.
  • the reference signals Vref1 and Vref2 of the first and second signal generators 55 and 56 are output via the connection points of the diodes 57 and 58 and the diodes 57 and 58, respectively, and the reference signal Vref shown in FIG.
  • the reference signals Vref1 and Vref2 shown in FIG. 3 are output to the comparators 34 and 35, respectively.
  • the reference signal Vref is a signal value (reference signal) corresponding to the minimum current when the light control depth is deepest from the signal value (maximum value of the reference signal Vref1) corresponding to the maximum current during all light. (Minimum value of Vref1).
  • the reference signal Vref2 in the voltage control mode region is a signal value corresponding to the minimum current when the light control depth is the deepest from the signal value corresponding to the load voltage at the maximum current during all light as shown in FIG. 10B.
  • the reference signal Vref2 does not become zero because the on-state voltage of the light emitting diode on the equivalent circuit remains even at the time of transition to the extinguished state where no current flows.
  • the reference signal Vref is generated in each region of the current control mode and the voltage control mode by giving priority to the larger signal of the reference signals Vref1 and Vref2.
  • the reference signal Vref can be supplied to the comparators 34 and 35 as a reference signal for the comparators 34 and 35.
  • the reference signal Vref is generated by giving priority to a larger signal among the reference signals Vref1 and Vref2.
  • switching between the current control mode and the voltage control mode may not be performed smoothly. Therefore, in order to smoothly switch between the current control mode and the voltage control mode, in addition to the first signal generator 55 and the second signal generator 56, the reference signal Vref1 and the reference signal are switched as shown in FIG. 11A.
  • a third signal generator 59 may be provided for generating a reference signal Vref3 having an intermediate gain of the signal Vref2.
  • the reference signals Vref1, Vref2, and Vref3 of the first to third signal generators 55 and 56 are converted into reference signals Vref shown in FIG.
  • FIG. 12 schematically shows a circuit configuration of a power supply device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 schematically shows a circuit configuration of a power supply device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a dimming control unit 24 is connected to the current detection circuit 22 and the load voltage detection circuit 23.
  • the dimming control unit 24 includes a multiplier 26, an adder 27, and a comparator 28.
  • the multiplier 26 outputs a signal obtained by multiplying the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 by the dimming signal k of the dimming operation unit 31.
  • the adder 27 generates an output a obtained by adding the output of the multiplier 26 and the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22.
  • the comparator 28 outputs a comparison result between the output a of the adder 27 and the reference value (constant) 29.
  • the control circuit 30 which comprises a control means with the light control part 24 is connected to the comparator 28.
  • FIG. The control circuit 30 is driven by a power supply unit (not shown), and the operation turns the switching transistor 15 on and off to drive the switching transformer 14 to be supplied from the rectifying and smoothing circuit 18 to the light emitting diodes 19 to 21.
  • the control circuit 30 is based on the output of the comparator 28 of the dimming control unit 24, that is, the product of the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the dimming signal k, and the current detection circuit. Based on the value a obtained from the sum of the 22 detection signals (current detection value I), the output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 is controlled so that the value a is always constant.
  • the dimming operation unit 31 outputs the dimming signal k having different dimming depths by changing the duty ratio of the pulse signal, for example.
  • a dimming signal k having dimming depths k1, k2,... K7 (the dimming depth k1 is the shallowest and becomes deeper toward the dimming depth k7) is output.
  • a dimming signal k of all light for example, a dimming depth k1
  • a load corresponding to the dimming depth k1 shown in FIG. 13 according to the dimming signal k Characteristics are obtained.
  • the load characteristic corresponding to the dimming depth k1 is set to the operating point a11 of the light emitting diodes 19 to 21 corresponding to the intersection of the dimming depth k1 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19 to 21.
  • the switching transformer 14 is switched by turning on and off the switching transistor 15 by the control circuit 30, and when the switching transistor 15 is turned on, a current is passed through the primary winding 14a of the switching transformer 14 to accumulate energy.
  • the switching transistor 15 is turned off, the energy stored in the primary winding 14a is released through the secondary winding 14b.
  • a direct current output is generated via the rectifying / smoothing circuit 18, and the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by the direct current output.
  • the detection signal (load voltage V) of the load voltage detection circuit 23 and the dimming signal k are multiplied by the multiplier 26, and the output of the multiplier 26 and the detection signal (current detection value I) of the current detection circuit 22 are multiplied.
  • An adder 27 adds to generate an output a, and a comparison result between the output a and a reference value (constant) 29 is output from a comparator 28. Based on this output, the output a is always a constant value.
  • the output supplied to the light emitting diodes 19 to 21 is controlled by the control circuit 30.
  • the k (Vf) component that determines a in the above equation (1) is substantially zero and only the If component (see (a0-a) in FIG. 13). Become.
  • the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be lit while the current control mode is emphasized.
  • the operating point a12 is the intersection of the load characteristic corresponding to the light control depth k2 and the VI characteristic A of the light emitting diodes 19-21.
  • the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by turning on / off the switching transistor 15 by the control circuit 30 as described above.
  • the k (Vf) component to be determined is (a-a1) shown in FIG. 13, and the If component is (a0-a1) shown in FIG. 13.
  • the If component occupies most of the light emitting diodes 19 to The lighting control is performed with the current control mode 21 emphasized.
  • the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by turning on and off the switching transistor 15 by the control circuit 30 as described above.
  • the k (Vf) component to be determined is (aa6) shown in FIG. 13, and the If component is (a0-a6) shown in FIG. In this state, the If component is small, and a is determined by the k (Vf) component that occupies most, and the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be lit with the voltage control mode emphasized.
  • the dimming depth is adjusted in the range of k1, k2,... K7 by the dimming signal k, the dimming depth is shallow due to the load characteristics according to these dimming depths k1, k2,.
  • the light emitting diodes 19 to 21 are controlled to be turned on in the current control mode, and the light emitting diodes 19 to 21 are turned on by gradually shifting from the current control mode to the voltage control mode as the dimming depth increases. I tried to control it.
  • the dimming control method can be smoothly shifted in accordance with the dimming depth of the dimming signal in accordance with the current control mode and the voltage control mode, and a wide range from a shallow region to a deep region can be obtained. Dimming control can be performed stably. Further, since pulse width control is not used for dimming control, flicker can be prevented from occurring in the light output of the light-emitting diode, compared with the case where direct dimming control is performed using the pulse width of Patent Document 1. By eliminating the need for switch elements for dimming control, the circuit configuration can be simplified and the number of parts can be reduced, and the size and cost of the apparatus can be reduced, and the circuit efficiency can be reduced. Can be suppressed.
  • the VI characteristics of the light emitting diodes 19 to 21 have a region that rises exponentially as shown in FIG. 14, and Amax and Amax centered on Acen due to variations in elements and variations in operating points due to temperature characteristics. It is known to vary between Amin. In this case, in the region where the light control depth is shallow and a relatively large current flows, the current control mode is selected as described above. Therefore, as shown in FIG. 15A, ⁇ I / ⁇ V with respect to the variation B11 in the region where ⁇ I / ⁇ V is small. The variation B12 in the region where ⁇ V is large can be reduced. In the region where the light control depth is deep and the small current flows, the voltage control mode is selected as described above. Therefore, as shown in FIG.
  • ⁇ I / ⁇ V is smaller than the variation B21 in the region where ⁇ I / ⁇ V is large.
  • the variation B22 in the region can be reduced. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the light output due to variations in the light emitting diodes 19 to 21 and variations in operating points due to temperature characteristics as much as possible.
  • this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary.
  • the dimming depth switching includes continuously dimming and stepwise dimming, and may be phase control in which the effective voltage to the load is varied by controlling the conduction period of the power supply voltage.
  • the dimming signal can be a power line signal obtained by superimposing the dimming signal on the power supply wire using a dedicated signal line.
  • the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
  • the present invention it is possible to easily switch between the current control mode and the voltage control mode simply by selecting the reference signal according to the dimming depth of the dimming signal.
  • control can be smoothly transferred between the current control mode and the voltage control mode.
  • switching of the dimming control method emphasizing the current control mode and the voltage control mode can be performed smoothly only by changing the dimming depth, and from a shallow region to a deep region.
  • the light control in a wide range can be stably performed.
  • a power supply device and a lighting fixture capable of realizing stable dimming control are provided.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

　照明器具用の電源装置においては、調光信号ｋの調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じて全光時の最大電流に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Ｖref1、全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Ｖref2が用意され、調光深度が浅い全光に近い領域では、基準信号Ｖref1を選択して電流制御モードにより発光ダイオード１９～２１を定電流制御し、調光深度が深い領域では基準信号Ｖref2を選択して電圧制御モードにより発光ダイオード１９～２１を定電圧制御する。

Description

電源装置及び照明器具
　本発明は、発光ダイオードなどの半導体発光素子の駆動に最適な調光機能を有する電源装置及び照明器具に関するものである。
　最近、発光ダイオードなどの半導体発光素子を駆動する電源として、スイッチング素子で直流電力をスイッチングする電源装置が多く用いられている。これら電源装置には、外部から与えられる調光信号に応じて発光ダイオードの光量を調整する調光機能を有するタイプがある。
　従来、このような調光機能を有するタイプの電源装置として、例えば、特開２００３－１５７９８６号公報に開示されるように発光ダイオードへの印加電圧を制御する電圧調光回路及び発光ダイオードへの印加電圧をスイッチング制御するデューティ調光回路を具備し、調光制御信号に応じて電圧調光回路とデューティ調光回路を切換えて制御するものが知られている。
　特開２００３－１５７９８６号公報に開示された電源回路では、パルス幅により調光制御が実施されている。従って、発光ダイオードからの光出力にフリッカが発生し易く、また、パルス幅制御に基づく出力電流制御のための限流要素とは別に、発光ダイオードに直列又は並列にスイッチ素子が必要とされる。従って、電源回路の部品点数が増加するとともに電源回路の効率も低下する問題がある。
　一方、発光ダイオードは、略定電圧特性を示すため、安定に点灯させるには限流要素を有する部品或いは回路が必要とされる。また、一般的にスイッチング素子を用いた電源装置で制御する場合、電流制御が用いられる。この電流制御は、発光ダイオードに流す電流値によって発光ダイオードの素子温度が決定され、ひいては素子の寿命に影響するため、点灯装置の設計では重要な制御要素となる。
　発光ダイオードを調光することは、これまでの放電灯点灯装置と比較すると比較的容易とされている。これは、負荷である発光ダイオーオードが電気的に安定な特性を有し、温度など外的要因に対しても発光ダイオードの特性の変動が少ないことに基づいている。しかし、例えば、深い調光を要求する用途で定電流制御を採用すると、全光点灯の電流の大きい領域では、安定に点灯できるものの、深い調光領域においては、電流検出信号、或いは、この電流検出信号を制御するための電流基準値が微小信号となる。従って、電流を検出する検出回路或いは比較器の精度に高い性能が要求され、ノイズの影響を受けやすくなり安定した動作が難しくなる。そこで、制御のための信号電圧を大きくすることも考えられる。しかし、一般に電流検出信号は、発光ダイオードに直列に挿入された抵抗器で検出され、発光ダイオードに流れる電流が大きい領域では、この抵抗器での消費電力が大きくなり、また、発生する熱が大きくなり、電源装置を開発する上では障害とっている。
　これらの問題を解決する提案として、出力電圧を一定制御する方式が提案されている。例えば、発光ダイオードがＯＮする電圧は、一般のシリコンダイオードと比較して高く、例えば、青色に代表されるＧａＮ系ダイオードでは、２．５Ｖ程度から電流が流れ始め、全光点灯でも３．５～４．５Ｖ程度であり、深い調光であっても発光ダイオードの性能やノイズなどの影響を受けず比較的安定した調光ができる。しかし、発光ダイオードの順方向電圧は、負温度特性を有するため、流れる電流で自己発熱され、順方向電圧が低下し、さらに電流が増加することで、発熱が大きくなり熱暴走することが懸念される。また、発光ダイオードのばらつきも大きく、点灯装置の出力を調整しても発光ダイオードの個体差によって出力電流にはばらつきが発生する。この問題は、全点灯状態のみならず、調光状態でも同様で、温度特性や発光ダイオードのばらつきによって、発光ダイオードに流れる電流がばらつき、結果として、発光ダイオードの光出力にばらつきが生じてしまう問題がある。
　本発明の目的は、安定した調光制御を実現できる電源装置及び照明器具を提供することにある。
　この発明の１観点によれば、
　半導体発光素子と、
　この半導体発光素子に供給される電流を制御する電流制御回路と、
　前記半導体発光素子に印加される電圧を制御する電圧制御回路と、
　ある調光深度を有する調光信号が入力され、この調光深度に応じて電流制御モード及び／又は電圧制御モードに設定し、前記電流制御モードが設定された場合には、前記電流制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電流で前記半導体発光素子を駆動させ、前記電圧制御モードが設定された場合には、前記電圧制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電圧で前記半導体発光素子を駆動させる調光制御部と、
　を具備する電源装置が提供される。
　また、この発明の他の観点によれば、
　半導体発光素子と、
　前記半導体発光素子に印加される電圧を検出して第１の検出信号を出力する電圧検出回路と、
　この半導体発光素子に供給される電流を検出して第２の検出信号を出力する電流検出回路と、
　最も深い第１の調光深度、最も浅い第２の調光深度及び第１及び第２の調光深度間のある第３の調光深度のいずれかに設定される調光信号が入力され、前記第１の調光深度の設定では、前記第１の検出信号に従って前記電圧を第１の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第２の調光深度の設定では、前記第２の検出信号に従って前記電流を第２の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第３の調光深度の設定では、前記第１及び第２の検出信号に従って前記電圧及び前記電流を夫々第３及び第４の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御する調光制御部であって、前記第３の調光深度が前記第１の調光深度に近ければ近い程、前記第２の検出信号に比べて前記第１の検出信号に依存して前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第３の調光深度が前記第２の調光深度に近ければ近い程、前記第１の検出信号に比べて前記第２の検出信号に依存して前記前記半導体発光素子を駆動制御する調光制御部と、
　を具備する電源装置が提供される。
　更に、この発明の更に他の観点によれば、
　上述した電源装置器具本体を具備照明器具が提供される。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電源装置を有する照明器具を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１に示す照明器具の内部構造を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示す電源装置の電源回路を概略的に示す回路図である。 図４は、図３に示す基準信号出力部から発生される基準信号Ｖref１及びＶref2を示すグラフである。 図５は、図３に示す発光ダイオードのＶ－Ｉ特性と調光信号で定まる負荷特性との関係を示すグラフである。 図５は、図３に示す発光ダイオードのＶ－Ｉ特性を示すグラフである。 図７は、この発明の第２の実施の形態に係る電源装置の電源回路を概略的に示す回路図である。 図８は、図７に示す発光ダイオードのＶ－Ｉ特性と調光信号で定まる負荷特性との関係を示すグラフである。 図９Ａは、図７に示す電源装置の変形例に係る電源回路における基準信号出力部を示す回路ブロック図である。 図９Ｂは、図９Ａに示す基準信号出力部から出力される基準信号を説明するグラフである。 図１０Ａは、図９Ａに示す基準信号出力部で生成される基準信号を説明するグラフである。 図１０Ｂは、図９Ａに示す基準信号出力部で生成される基準信号を説明するグラフである。 図１１Ａは、図７に示す電源装置の他の変形例に係る電源回路における基準信号出力部を示す回路ブロック図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示す基準信号出力部から出力される基準信号を説明するグラフである。 図１２は、この発明の他の実施の形態に係る電源装置の電源回路を概略的に示す回路図である。 図１３は、図１２に示される電源装置の負荷特性を示すグラフである。 図１４は、図１２に示される発光ダイオードのＶ－Ｉ特性を示すグラフである。 図１５Ａは、図１２に示される発光ダイオードのばらつき範囲を説明するグラフである。 図１５Ｂは、図１２に示される発光ダイオードのばらつき範囲を説明するグラフである。
　以下、図面を参照して、この発明の調光制御を実現できる電源装置を備えた照明器具の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
　図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る電源装置が組み込まれる照明器具を示している。図１及び図２において、符号１は、器具本体を示し、この器具本体１は、アルミニウムをダイカストして作られ、両端を開口した略円筒状に形成されている。この器具本体１は、その内部が仕切り部材１ａ、１ｂにより上下方向に３つの空間部分に区分され、下方開口と仕切り部材１ａの間の下部空間には、光源部２が設けられている。この光源部２には、半導体発光素子としての複数のＬＥＤ２ａ及びＬＥＤ２ａからの光線を反射する反射体２ｂが設けられている。複数のＬＥＤ２ａは、下部空間に実装され、仕切り部材１ａ下面に設けられた円盤状の配線基板２ｃの円周方向に沿って等間隔に配置されている。
　器具本体１の仕切り部材１ａと仕切り部材１ｂとの間の中空空間は、電源室３に割り当てられている。この電源室３は、仕切り部材１ａ上部に配線基板３ａが配置されている。この配線基板３ａには、前記複数のＬＥＤ２ａを駆動するための電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のＬＥＤ２ａは、リード線４により接続されている。
　器具本体１の仕切り板１ｂと上方開口との間の空間は、電源端子室５に定められている。この電源端子室５には、仕切り板１ｂに電源端子台６が設けられている。この電源端子台６は、電源室３の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス６ａの両面に電源ケーブル用電源端子となる差込口６ｂ、送りケーブル用端子部となる差込口６ｃ及び電源線並びに送り線を切り離すリリースボタン６dなどを有している。
　図３は、このように構成された照明器具の電源室３に組み込まれる本発明の実施の形態に係る電源装置の回路図を示している。
　図３において、符号１１は、照明器具外の商用電源としての交流電源を示している。この交流電源１１は、照明器具外の点灯スイッチ（図示せず）を介して図２に示される照明器具の電源端子６ｂに接続され、この電源端子６ｂには、全波整流回路１２が接続されている。全波整流回路１２は、点灯スイッチがオンされるに伴い交流電源１１からの交流電力を全波整流した整流電圧を出力する。全波整流回路１２の出力端子間には、リップル電流を平滑する平滑用キャパシタ１３が並列に接続されている。全波整流回路１２及びキャパシタ１３で直流電源回路が構成され、この直流電源回路がフライバックトランスであるスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに接続されている。
　フライバックトランスであるスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａには、スイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１５が直列に接続されている。そして、平滑用キャパシタ１３の両端には、スイッチングトランス１４の一次巻線１４ａ及び電界効果トランジスタ１５の直列回路が接続されている。スイッチングトランス１４は、一次巻線１４ａに磁気的結合されている二次巻線１４ｂを有している。
　スイッチングトランス１４の二次巻線１４ｂには、二次巻線１７ｂに発生される電圧を整流し、平滑する整流平滑回路１８が接続されている。整流平滑回路１８は、二次巻線１４ｂに直列に接続されたダイオード１６及び二次巻線１４ｂに並列に接続された平滑キャパシタ１７から構成されている。この整流平滑回路１８は、電界効果トランジスタ１５及びスイッチングトランス１４とともに発光ダイオードを点灯する為の直流出力を生成する直流点灯回路を構成している。
　この直流点灯回路においては、制御回路３０から出力されるあるオンデューティー比を有するパルス信号で電界効果トランジスタ１８がオン・オフされると、全波整流回路１２からの直流電圧が矩形波電圧に変換されてスイッチングトランス１４の一次側巻線１４ａに印加されている。この矩形波電圧がスイッチングトランス１４の一次側巻線１４ａに表れると、スイッチングトランス１４の二次側巻線１４ｂからは、昇圧された交流電圧が発生される。この交流電圧は、整流平滑回路１８のダイオード１６で整流され、この整流電圧が平滑キャパシタ１７により平滑されて直流出力として平滑キャパシタ１７から出力される。
　整流平滑回路１８の平滑キャパシタ１７の両端には、負荷として半導体発光素子である複数個、例えば、４個の直列に接続された発光ダイオード１９～２１（図１に示される光源としてのＬＥＤ２ａに相当する。）が接続されている。この直列接続された発光ダイオード１９～２１は、整流平滑回路１８から出力されるある直流電圧に応じて直流電流が供給されて調光点灯される。即ち、オンデューティー比が大きなスイッチングパルスで電界効果トランジスタ１５がオン・オフされる場合には、スイッチングトランス１４の二次側巻線１４ｂから比較的大きく昇圧された交流電圧が表れ、整流平滑回路１８から比較的大きな直流電圧が発光ダイオード１９～２１に印加されて発光ダイオード１９～２１に定電流が供給されてある明るさで点灯される。オンデューティー比が小さなスイッチングパルスで電界効果トランジスタ１５がオン・オフされる場合には、スイッチングトランス１４の二次側巻線１４ｂから比較的小さく昇圧された交流電圧が表れ、整流平滑回路１８から比較的大きな直流電圧が発光ダイオード１９～２１に印加されて発光ダイオード１９～２１が減光されて点灯される。
　発光ダイオード１９～２１の直列回路には、電流検出回路２２が直列に接続されている。この電流検出回路２２は、インピーダンス素子である抵抗器２２１からなり、発光ダイオード１９～２１に流れる電流を検出する為に発光ダイオード１９～２１及び抵抗器２２１の直列回路が平滑キャパシタ１７に並列に接続され、発光ダイオード１９～２１の直列回路及び抵抗器２２１との接続点から電流検出値Ｉが検出信号として出力される。また、発光ダイオード１９～２１の直列回路のアノード側には、負荷電圧検出回路２３が接続され、この負荷電圧検出回路２３を介して接地されている。この負荷電圧検出回路２３は、インピーダンス素子である抵抗器２３１，２３２の直列回路からなり、発光ダイオード１９～２１の直列回路に印加される負荷電圧、即ち、発光ダイオード１９のアノード側の電圧を検出し、この負荷電圧Ｖを検出信号として出力する。
　電流検出回路２２及び負荷電圧検出回路２３には、調光制御回路として調光制御部３３が接続されている。調光制御部３３は、比較器３４、３５及び基準信号出力部３６から構成されている。比較器３４は、発光ダイオード１９～２１の直列回路及び電流検出回路２２の接続点に反転入力端が接続され、基準信号出力部３６に非反転入力端が接続され、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖref1とを比較して比較結果を出力する。比較器３５は、抵抗器２３１，２３２の接続点に反転入力端が接続され、基準信号出力部３６に非反転入力端が接続され、負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖref2とを比較して比較結果を出力する。そして、これら比較器３４、３５は、夫々ダイオード３７、３８に接続され、ダイオード３７、３８のカソード側共通接続点Ｃを介して制御回路３０に接続されている。このダイオード３７、３８は、オア回路を構成し、これらの接続点Ｃには、基準信号Ｖref１及び基準信号Ｖref２のうち大きい方の信号が表れて制御信号Ｖcontとして制御回路３０に出力される。
　制御回路３０は、制御信号Ｖcontに応じた動作により電界効果トランジスタ１５をオン・オフさせてスイッチングトランス１４をスイッチング駆動し発光ダイオード１９～２１に供給される出力を制御する。制御回路３０は、制御信号Ｖcontのレベルに応じてオンデューティー比が定まるスイッチングパルス発生回路で構成される。一例としては、制御回路３０は、制御信号Ｖcontで参照されるメモリ、このメモリに格納されたオンデューティー比でパルス信号を生成する演算回路及びこの演算回路から出力されるパルスを増幅する増幅器から構成される。
　基準信号出力部３６は、照明器具外の壁面等に設けられた調光操作部３１に端子６ｃ（差込口６ｃに相当する。）を介して接続され、調光操作部３１から調光信号ｋが入力されている。調光操作部３９からの調光信号ｋは、一例として調光深度ｋ１～ｋ７のレベルを有している。ここで、調光深度ｋ１が最も浅く、換言すれば、調光深度ｋ１で最も明るく調光され、調光深度ｋ７に向かうほど深く、換言すれば、調光深度ｋの値に従って暗く調光され、調光深度ｋ７で最も暗く調光される。
　基準信号出力部３６は、入力される調光信号ｋに応じて図４に示すような基準信号Ｖref1の直線及び基準信号Ｖref2の直線から選定された基準信号Ｖref1及び基準信号Ｖref2を出力する。より具体的には、調光信号ｋのレベルで参照されるメモリ及び調光信号ｋのレベルでメモリを検索し、調光信号ｋに応じたＶref1及び基準信号Ｖref2を出力する処理部から構成されている。基準信号Ｖref1の直線は、調光深度が最も浅い（調光深度ｋ１）における全光時の最大電流に相当する参照信号値から調光深度が最も深い際の（調光深度ｋ７の際）における最小電流に相当する参照信号値までの変化を示している。また、基準信号Ｖref2の直線は、調光深度が最も浅い（調光深度ｋ１）における全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する参照信号値から調光深度が最も深い際の（調光深度ｋ７の際）における最小電流時の負荷電圧に相当する参照信号値までの変化を示している。
　発光ダイオード１９～２１は、電流が殆ど流れなくなる消灯状態に移行した時点においても、発光ダイオード１９～２１には、ある負荷電圧を印加することができ、基準信号Ｖref2の参照信号値がゼロに設定されず、ある値が設定されている。発光ダイオード１９～２１は、図６に示すような電流制御レンジＢ及び電圧制御レンジＣを有し、両者間には図６に示すような発光ダイオードのＶ－Ｉ特性Ａの関係がある。この発光ダイオードのＶ－Ｉ特性Ａに示されるように電流制御レンジＢにおいて、電流値Ｉｆが略零に低下しても電圧制御レンジＣでは、ある電圧Ｖｆを印加することができることが明らかであり、基準信号Ｖref1が略ゼロに達しても基準信号Ｖref2はゼロとならないことを意味している。
　図５は、設定される調光深度Ｋ１～Ｋ７と発光ダイオードのＶ－Ｉ特性Ａとの関係を示している。電源装置は、図５に示す調光信号ｋの調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じて異なる負荷特性で動作される。即ち、調光深度ｋ１～ｋ４では、夫々調光深度ｋ１～ｋ４とＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する動作点ａ１～ａ４での負荷特性が電源装置に与えられるように電流制御モードで電源装置が制御される。電流制御モードでは、動作点ａ１～ａ４内で電圧Ｖｆが変化されても電流Ｉｆがある一定の目標電流に制御される。調光深度ｋ５とＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する動作点ａ５が臨界点であり、電源装置においては、電流及び電圧が動作点ａ５で制御される。調光深度ｋ６、ｋ７では、調光深度ｋ６、ｋ７とＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する動作点ａ６、ａ７での負荷特性が電源装置に与えられるように電圧制御モードで電源装置が制御される。電圧制御モードでは、電流Ｉｆが動作点ａ６、ａ７内で変化されても電圧Ｖｆがある目標の所定電圧に制御される。
　調光深度Ｋ１～Ｋ７の設定に応答して次のように基準信号Ｖref1、Ｖref2が設定され、制御回路３０は、設定された基準信号Ｖref1、Ｖref2に応じた比較器３４、３５の出力によりスイッチングトランジスタ１５のオン・オフ動作を制御し、整流平滑回路１８より発光ダイオード１９～２１に供給される電流或いは電圧出力を一定の目標電流或いは目標電圧に制御している。即ち、電流制御モードでは、整流平滑回路１８より発光ダイオード１９～２１に供給される電流が所定の目標電流値に達するように制御され、電圧制御モードでは、整流平滑回路１８より発光ダイオード１９～２１に供給される電圧が所定の目標電圧値に達するように制御される。
　より具体的には、調光操作部３１より、全光、例えば、調光深度ｋ１の調光信号ｋが出力されると、この調光信号ｋに応じて図５に示す調光深度ｋ１に対応する負荷特性が定まり、この負荷特性で電源回路が動作される。ここで、調光深度ｋ１に対応する負荷特性は、調光深度ｋ１と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ１で動作するように定められ、また、基準信号出力部３６では、図４に示すように調光深度ｋ１により基準信号Ｖref1として値Ｖra1、基準信号Ｖref2として値Ｖrb1が設定され、値Ｖra1を有する基準信号Ｖref1及び値Ｖrb1を有する基準信号Ｖref2が出力される。従って、比較器３４より電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖra1の比較結果が出力される。また、比較器３５より負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖrb１の比較結果が出力される。ここで、基準信号は、Ｖra1＞Ｖrb1の関係にあるので、ダイオード３７及び３８の接続点では、比較器３４の出力が優先して制御回路３０に与えられる。この結果、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）に基づいて発光ダイオード１９～２１に流れる電流が一定になるようにスイッチングトランジスタ１５のオン・オフ動作が制御される。
　次に、調光操作部３１の操作により、例えば調光深度ｋ５の調光信号ｋを出力すると、図５に示す調光深度ｋ５に対応する負荷特性に定められる。調光深度ｋ５に対応する負荷特性は、発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ５で動作するように定められる。また、基準信号出力部３６は、図４に示すように調光深度ｋ５の設定により基準信号Ｖref1として値Ｖra5、基準信号Ｖref2として値Ｖrb5が設定され、値Ｖra5を有する基準信号Ｖref1及び値Ｖrb5を有する基準信号Ｖref2が出力される。従って、比較器３４から電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖra５との比較結果が出力される。また、比較器３５より負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖrb5との比較結果が出力される。ここで、基準信号はＶra5＝Ｖrb5の関係にあり、ダイオード３７及び３８の接続点では、比較器３４と比較器３５の出力は等しくなる。この結果、制御回路３０は、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）及び負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）の両者に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオン・オフ動作が制御される。
　次に、調光操作部３１より、例えば調光深度ｋ６の調光信号ｋを出力すると、図５に示す調光深度ｋ６に対応する負荷特性に定められる。調光深度ｋ６に対応する負荷特性は、発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ６で動作するように定められる。また、基準信号出力部３６は、図４に示すように調光深度ｋ６の設定により基準信号Ｖref1として値Ｖra6、基準信号Ｖref2として値Ｖrb6に設定され、値Ｖra6を有する基準信号Ｖref1及び値Ｖrb6を有する基準信号Ｖref2が出力される。従って、比較器３４から電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖra6との比較結果が出力される。また、比較器３５より負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と基準信号出力部３６の基準信号Ｖrb6との比較結果が出力される。ここで、基準信号は、Ｖrb１＞Ｖra１の関係にあり、ダイオード３７及び３８の接続点では、比較器３５の出力が優先して制御回路３０に与えられる。この結果、負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）に基づいて発光ダイオード１９～２１の負荷電圧が一定になるようにスイッチングトランジスタ１５のオン・オフ動作が制御される。
　上述したように、調光信号ｋの調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じて全光時の最大電流に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Ｖref1、全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化する基準信号Ｖref2が用意され、調光深度が浅い全光に近い領域では、基準信号Ｖref1を選択して電流制御モードにより発光ダイオード１９～２１が定電流制御され、調光深度が深い領域では基準信号Ｖref2を選択して電圧制御モードにより発光ダイオード１９～２１が定電圧制御される。このような制御によれば、調光信号ｋの調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じて定電流制御と定電圧制御をスムーズに切り替えることができる。その結果、調光深度の浅い領域から深い領域までの広い範囲の調光制御を安定して行うことができる。また、発光ダイオード１９～２１の調光制御にパルス幅を可変とした駆動信号で発光ダイオード１９～２１を直接駆動する制御が用いられないことから、特許文献１のパルス幅により調光制御を行うものと比べ、発光ダイオードの光出力にフリッカが発生するのを防止できる。また、調光制御のためのスイッチ素子などを必要としないことで回路構成を簡単にして部品点数を減らすことができ、装置の小型化及び低廉化を実現することができ、さらに回路効率の低下も抑制することができる。
（第２の実施の形態）
　次に、本発明の第２の実施の形態に係る電源装置を説明する。
　図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる電源装置の回路構成を示している。以下の説明においては、図３と同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
　図７に示す回路においては、電流検出回路２２及び負荷電圧検出回路２３には、調光制御部４１が接続されている。調光制御部４１では、電流検出回路２２に第１のオペアンプ４２の正極入力端子が接続されている。この第１のオペアンプ４２は、負極入力端子が抵抗４３を介して接地されるとともに、抵抗４４を介して出力端子に接続されている。また、第１のオペアンプ４２の出力端子は、ダイオード４５を介して比較器４６の一方入力端子に接続されている。また、負荷電圧検出回路２３には、第２のオペアンプ４７の正極入力端子が接続されている。この第２のオペアンプ４７は、負極入力端子が出力端子に接続されるとともに、ダイオード４８を介して比較器４６の一方入力端子に接続され、さらに抵抗４９を介して第３のオペアンプ５０の正極入力端子が接続されている。第３のオペアンプ５０は、正極入力端子を、第１のオペアンプ４２の出力端子と接地との間に接続された抵抗５１，５２の直列回路の接続点に接続され、また、負極入力端子が接地されている。さらに第３のオペアンプ５０は、ダイオード５３を介して出力端子を比較器４６の一方入力端子に接続されている。比較器４６は、他方の入力端子に調光操作部３９より調光信号ｋが入力され、これら入力端子に与えられる信号の比較結果を制御回路３０に入力する。
　このような回路おいては、調光操作部３１より、調光信号ｋが入力されると、このときの調光深度ｋ１～ｋ５に応じて図８に示すように負荷特性が定められる。図８は、調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ５に対応する負荷特性と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの関係を示している。
　調光操作部３１の操作により全光、例えば、調光深度ｋ１の調光信号ｋが入力されると、この調光信号ｋに応じて図８に示す調光深度ｋ１に対応する負荷特性が定められる。調光深度ｋ１に対応する負荷特性は、調光深度ｋ１と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ１に定められる。この動作点ａ１では、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）に応じた第１のオペアンプ４２の出力が比較器４６に入力され、発光ダイオード１９～２１は、定電流制御で駆動制御される。
　次に、調光操作部３１より調光深度ｋ５の調光信号ｋが入力されると、この調光信号ｋに応じて図８の調光深度ｋ５に対応する負荷特性が定められる。調光深度ｋ５に対応する負荷特性は、調光深度ｋ５と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ５に定められる。この動作点ａ５では、負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）に応じた第２のオペアンプ４７の出力が比較器４６に入力され、制御回路３０により発光ダイオード１９～２１は定電圧制御で駆動制御される。
　次に、調光操作部３１より調光深度ｋ３の調光信号ｋが入力されると、この調光信号ｋに応じて図８の調光深度ｋ３に対応する負荷特性の出力が定められる。調光深度ｋ３に対応する負荷特性は、調光深度ｋ３と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ３に定められる。この動作点ａ３では、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）に応じた第３のオペアンプ５０の出力が比較器４６に入力され、制御回路３０により発光ダイオード１９～２１は、電力制御で駆動制御される。
　上述した制御では、発光ダイオード１９～２１の動作点が電流制御モードと電圧制御モードの中間に位置するような場合にあっても、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）と負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）に応じた第３のオペアンプ５０の出力により発光ダイオード１９～２１が電力制御される。従って、電流制御モードと電圧制御モード間での制御の移行をさらにスムーズに行うことができる。
（第３の実施の形態）
　次に、第３の実施の形態係る電源装置を説明する。
　第３の実施の形態に係る電源装置は、図３を援用して説明する。
　第１の実施の形態では、基準信号出力部３６により基準信号Ｖref1と基準信号Ｖref2が個別に出力されている。これに対して、この第３の実施の形態では、基準信号Ｖref1と基準信号Ｖref2が一つの基準信号Ｖrefとして出力される。図９Ａに示すように電流制御モードの領域で用いられる基準信号Ｖref1を発生する第１の信号発生器５５及び電圧制御モードの領域で用いられる基準信号Ｖref2を発生する第２の信号発生器５６が設けられ、これら第１及び第２の信号発生器５５、５６の基準信号Ｖref1、Ｖref2が夫々ダイオード５７、５８及びダイオード５７、５８の接続点を介して出力され、図９Ｂに示す基準信号Ｖrefが図３に示す基準信号Ｖref1及びＶref2として夫々比較器３４，３５に出力される。この基準信号Ｖrefは、図１０Ａに示すように全光時の最大電流に相当する信号値（基準信号Ｖref1の最大値）から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値（基準信号Ｖref1の最少値）まで変化される。また、電圧制御モードの領域の基準信号Ｖref2は、図１０Ｂに示すように全光時の最大電流時の負荷電圧に相当する信号値から調光深度が最も深い時の最小電流に相当する信号値まで変化するが、電流が全く流れなくなる消灯状態に移行した時点でも等価回路上の発光ダイオードのオン電圧が残存しているために、基準信号Ｖref2はゼロとならない。図９Ａに示される回路の付加によれば、図９Ｂに示すように、基準信号Ｖref1、Ｖref2のうち大きい信号を優先させて電流制御モード及び電圧制御モードの各領域での基準信号Ｖrefが生成され、この基準信号Ｖrefを比較器３４、３５の基準信号として比較器３４、３５に供給することができる。
　このような図９Ａに示される回路の付加によっても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
（変形例）
　上述では基準信号Ｖref1、Ｖref2のうち大きい信号を優先させて基準信号Ｖrefを生成するようにしたが、電流制御モードと電圧制御モードの領域の切り替えがスムーズに行かないことがある。そこで、電流制御モードと電圧制御モードの領域の切り替えがスムーズにする為に、図１１Ａに示すように第１の信号発生器５５と第２の信号発生器５６の他に、基準信号Ｖref1と基準信号Ｖref2の中間的ゲインを有する基準信号Ｖref３を発生する第３の信号発生器５９を設けられても良い。これら第１乃至第３の信号発生器５５、５６の基準信号Ｖref1、Ｖref2、Ｖref３が夫々ダイオード５７、５８、６０及びダイオード５７、５８、６０の接続点を介して図１１Ｂに示す基準信号Ｖrefとして比較器３４，３５に出力されても良い。この基準信号Ｖrefには、電流制御モードと電圧制御モードの各領域の間に基準信号Ｖref1と基準信号Ｖref2のゲインの中間的な変化をする基準信号Ｖref３が介在されている。従って、電流制御モードと電圧制御モードの各領域間での制御モードの移行をスムーズにすることができる。
（第４の実施の形態）
　次に、本発明の第４の実施の形態に係る電源回路を説明する。
　図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる電源装置の回路構成を概略的に示している。以下の説明においては、図１２には、図３と同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
　図１２に示す回路においては、電流検出回路２２及び負荷電圧検出回路２３には、調光制御部２４が接続されている。調光制御部２４は、乗算器２６、加算器２７、比較器２８を有している。乗算器２６は、負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と調光操作部３１の調光信号ｋを乗算した信号を出力する。加算器２７は、乗算器２６の出力と電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）を加算した出力ａを発生する。比較器２８は、加算器２７の出力ａと基準値（一定）２９との比較結果を出力する。
　比較器２８には、調光制御部２４とともに制御手段を構成する制御回路３０が接続されている。制御回路３０は、不図示の電源部により駆動されるもので、その動作によりスイッチングトランジスタ１５をオン・オフさせてスイッチングトランス１４をスイッチング駆動して整流平滑回路１８より発光ダイオード１９～２１に供給される出力を制御する。この制御では、制御回路３０は、調光制御部２４の比較器２８の出力に基づいて、つまり負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と調光信号ｋの積と、電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）の和より得られる値ａに基づいて、この値ａが常に一定になるように発光ダイオード１９～２１に供給される出力を制御する。
　調光操作部３１は、例えばパルス状信号のデューティ比を変えることで異なる調光深度の調光信号ｋを出力する。ここでは、調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７（調光深度ｋ１が最も浅く、調光深度ｋ７に向かうほど深い）の調光信号ｋを出力する。
　図１２に示す回路では、電源装置として、図１３に示すように調光信号ｋの調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じて異なる負荷特性を得られる。この場合、調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に対応するそれぞれの負荷特性は、電流軸上の一定値ａ（負荷インピーダンス０の位置）を中心に放射状となり、Ｉｆ＝ａ－ｋ（Ｖｆ）の一次関数で表される。これによりＩｆ＋ｋ（Ｖｆ）＝ａ…（１）の関係、つまり、電流検出回路２２の電流検出値Ｉと、調光信号ｋと負荷電圧Ｖの積の和が常に一定の値ａとなる関係が得られる。
　次に、このように構成した実施の形態に係る電源回路における動作を説明する。
　調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に対応する負荷特性と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａが、図１３に示す関係にあるものとする。
　始めに、調光操作部３１より、全光、例えば調光深度ｋ１、の調光信号ｋが出力されると、この調光信号ｋに応じて図１３に示す調光深度ｋ１に対応する負荷特性が得られる。調光深度ｋ１に対応する負荷特性は、調光深度ｋ１と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの交点に相当する発光ダイオード１９～２１の動作点ａ１１に設定される。
　そして、この状態で、制御回路３０によるスイッチングトランジスタ１５のオン・オフによりスイッチングトランス１４がスイッチング駆動され、スイッチングトランジスタ１５のオンでスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ１５のオフで、一次巻線１４ａに蓄積したエネルギーを二次巻線１４ｂを通して放出する。これにより整流平滑回路１８を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード１９～２１が点灯される。
　この場合、負荷電圧検出回路２３の検出信号（負荷電圧Ｖ）と調光信号ｋを乗算器２６で乗算し、この乗算器２６の出力と電流検出回路２２の検出信号（電流検出値Ｉ）を加算器２７で加算して出力ａを発生し、この出力ａと基準値（一定）２９との比較結果を比較器２８より出力し、この出力に基づいて出力ａが常に一定値になるように、制御回路３０により発光ダイオード１９～２１に供給される出力が制御される。
　この制御では、図１３に示す動作点ａ１１では、上述の（１）式においてａを決定するｋ（Ｖｆ）成分は略ゼロで、Ｉｆ成分のみで（図１３の（ａ０－ａ）参照）となる。これにより発光ダイオード１９～２１は、電流制御モードが強調されて点灯制御される。
　次に、調光操作部３１より、例えば調光深度ｋ２に対応する調光信号ｋが出力されると、このときの調光信号ｋに応じて図１３に示す調光深度ｋ２に対応する負荷特性が得られる。これにより、調光深度ｋ２に対応する負荷特性と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの交点が動作点ａ１２となる。
　この場合も、上述したと同様に制御回路３０によるスイッチングトランジスタ１５のオン・オフにより発光ダイオード１９～２１が点灯されるが、図１３に示す動作点ａ１２では、上述の（１）式においてａを決定するｋ（Ｖｆ）成分は図１３に示す（ａ－ａ１）、Ｉｆ成分は図１３に示す（ａ０－ａ１）となり、この場合も、Ｉｆ成分が大部分を占め、これにより発光ダイオード１９～２１は、電流制御モードが強調されて点灯制御される。
　その後、調光操作部３１より、深い調光、例えば調光深度ｋ６に対応する調光信号ｋが出力されると、このときの調光信号ｋに応じて図１３に示す調光深度ｋ６に対応する負荷特性が得られる。これにより、調光深度ｋ６に対応する負荷特性と発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性Ａとの交点が動作点ａ１６となる。
　この場合も、上述したと同様に制御回路３０によるスイッチングトランジスタ１５のオン・オフにより発光ダイオード１９～２１が点灯されるが、図１３に示す動作点ａ１６では、上述の（１）式においてａを決定するｋ（Ｖｆ）成分は図１３に示す（ａ－ａ６）、Ｉｆ成分は図１３に示す（ａ０－ａ６）となる。この状態では、Ｉｆ成分は僅かで、大部分を占めるｋ（Ｖｆ）成分によりaが決定されるようになり、発光ダイオード１９～２１は、電圧制御モードが強調されて点灯制御される。
　ここでは、動作点ａ１１、ａ１２、ａ１６についてのみ述べたが、他の動作点ａ１３～ａ１５、ａ１７についても同様である。
　したがって、このようにすれば、調光信号ｋにより調光深度をｋ１、ｋ２、…ｋ７の範囲で調整すると、これら調光深度ｋ１、ｋ２、…ｋ７に応じた負荷特性により調光深度が浅い全光に近い領域では、電流制御モードになって発光ダイオード１９～２１を点灯制御し、調光深度が深くなるにつれて電流制御モードから電圧制御モードに徐々に移行させて発光ダイオード１９～２１を点灯制御とするようにした。これにより、調光信号の調光深度に応じて電流制御モード及び電圧制御モードによる調光制御方式の移行をスムーズに行うことができるとともに、調光深度の浅い領域から深い領域までの広い範囲の調光制御を安定して行うことができる。また、調光制御にパルス幅の制御が用いられないことから、特許文献１のパルス幅により直接調光制御を行うものと比べ、発光ダイオードの光出力にフリッカが発生するのを防止でき、また、調光制御のためのスイッチ素子などを必要としないことで回路構成を簡単にして部品点数を減らすことができ、装置の小型化及び低廉化を実現することができ、さらに回路効率の低下も抑制することができる。
　また、発光ダイオード１９～２１のＶ－Ｉ特性は、図１４に示すように指数関数的に立ち上がる領域を有し、また、素子のバラツキや温度特性による動作点のばらつきによりＡｃｅｎを中心にＡｍａｘとＡｍｉｎの間で変動することが知られている。この場合、調光深度が浅く比較的大きな電流が流れる領域では、上述したように電流制御モードが選択されるため、図１５Ａに示すようにΔＩ／ΔＶが小さな領域でのばらつきＢ１１に対しΔＩ／ΔＶが大きな領域でのばらつきＢ１２を小さくできる。また、調光深度が深く小さな電流が流れる領域では、上述したように電圧制御モードが選択されるため、図１５Ｂに示すようにΔＩ／ΔＶが大きな領域でのばらつきＢ２１に対しΔＩ／ΔＶが小さな領域でのばらつきＢ２２を小さくできる。これにより、発光ダイオード１９～２１のばらつきや温度特性による動作点のばらつきに起因する光出力の変動を極力抑制することができる。
　なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用することもできる。また、調光深度の切替えは、連続的に調光するものや段階的に調光するものも含み、また、電源電圧の導通期間を制御して負荷への実効電圧を可変させる位相制御でもよい。さらに、調光信号は、専用信号線を用い、電源電線に調光信号を重畳させた電力線信号を用いることもできる。
　さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
　本発明によれば、調光信号の調光深度に応じて基準信号を選択するだけで電流制御モード及び電圧制御モードを簡単に切り替えることができる。
　本発明によれば、電流制御モードと電圧制御モードの間での制御の移行をスムーズに行うことができる。
　本発明によれば、電流制御モード及び電圧制御モードを強調した調光制御方式の切り替えを調光深度を変更するのみでスムーズに行うことができ、また、調光深度の浅い領域から深い領域までの広い範囲の調光制御を安定して行うことができる。
　本発明によれば、半導体発光素子のばらつきや温度特性による動作点のばらつきに起因する光出力の変動を抑制することができる。
　本発明によれば、安定した調光制御を実現できる照明器具を提供できる。
　　この発明によれば、安定した調光制御を実現できる電源装置及び照明器具が提供される。

Claims (6)

  1. 　　半導体発光素子と、
    　この半導体発光素子に供給される電流を制御する電流制御回路と、
    　前記半導体発光素子に印加される電圧を制御する電圧制御回路と、
    　ある調光深度を有する調光信号が入力され、この調光深度に応じて電流制御モード及び／又は電圧制御モードに設定し、前記電流制御モードが設定された場合には、前記電流制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電流で前記半導体発光素子を駆動させ、前記電圧制御モードが設定された場合には、前記電圧制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電圧で前記半導体発光素子を駆動させる調光制御部と、
    　を具備する電源装置。
  2. 　　前記制御手段は、前記調光深度に応じて定められ、夫々目標電流及び目標電圧に依存する第１及び第２の基準信号を生成する基準信号生成部と、前記半導体発光素子に供給される前記電流と前記第１の基準信号とを比較し、前記半導体発光素子に印加される前記電圧と前記第１の基準信号とを比較して前記電流制御モード及び／又は前記電圧制御モードに設定する比較部から構成される請求項１に記載の電源装置。
  3. 　　前記調光制御部は、前記調光深度に応じて前記電流制御モード及び電圧制御モード間に電力制御モードを設定し、この電力制御モードにおいては、前記電流制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電流で前記半導体発光素子を駆動させ、また、前記電圧制御回路を制御して前記調光深度に依存して定められる目標電圧で前記半導体発光素子を駆動させることを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
  4. 　　半導体発光素子と、
    　前記半導体発光素子に印加される電圧を検出して第１の検出信号を出力する電圧検出回路と、
    　この半導体発光素子に供給される電流を検出して第２の検出信号を出力する電流検出回路と、
    　最も深い第１の調光深度、最も浅い第２の調光深度及び第１及び第２の調光深度間のある第３の調光深度のいずれかに設定される調光信号が入力され、前記第１の調光深度の設定では、前記第１の検出信号に従って前記電圧を第１の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第２の調光深度の設定では、前記第２の検出信号に従って前記電流を第２の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第３の調光深度の設定では、前記第１及び第２の検出信号に従って前記電圧及び前記電流を夫々第３及び第４の目標値となるように前記前記半導体発光素子を駆動制御する調光制御部であって、前記第３の調光深度が前記第１の調光深度に近ければ近い程、前記第２の検出信号に比べて前記第１の検出信号に依存して前記前記半導体発光素子を駆動制御し、前記第３の調光深度が前記第２の調光深度に近ければ近い程、前記第１の検出信号に比べて前記第２の検出信号に依存して前記前記半導体発光素子を駆動制御する調光制御部と、
    　を具備する電源装置。
  5. 　　前記調光制御部は、前記第３の調光深度の大きさに依存して大きくなる係数を前記第１の検出信号に乗算した乗算信号を出力する乗算部、前記第２の検出信号に前記乗算出力を加算して加算信号を出力する加算部及びこの加算信号に従って前記前記半導体発光素子を駆動制御する駆動制御部を含む請求項４記載の電源装置。
  6. 　　請求項１乃至５のいずれか一記載の電源装置と、
    　前記電源装置を有する器具本体と、
    　を具備する照明器具。
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