WO2013171952A1 - 点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

　降圧チョッパ回路１５は、一対の入力端子１１間において発光素子４１と直列に接続されるスイッチング素子１５１と、スイッチング素子１５１をオンオフ制御する制御回路１５２とを有している。検出回路１６は、整流器１４の出力電圧を検出電圧とし、検出電圧を制御回路１５２が動作する最低電圧よりも大きい閾値電圧Ｖｔｈと比較する比較器１６１からなり、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えるときにＨレベルの信号を出力する。遮断回路１７は、制御回路１５２への電力供給路に挿入されており、比較器１６１の出力がＨレベルのときにオンになり、比較器１６１の出力がＬレベルのときにはオフになってスイッチング素子１５１をオフに固定する。

Description

点灯装置および照明装置

　本発明は、発光素子とスイッチング素子とが直列接続されスイッチング素子をオンオフ制御して発光素子を点灯させる点灯装置および照明装置に関する。

　一般的な照明装置として、電源から電力供給を受けて負荷を点灯させる点灯装置を備えた照明装置が広く普及している。従来、この種の照明装置としては、負荷として白熱電球や蛍光灯を用いた装置が主流であったが、近年では、低消費電力で且つ長寿命の発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を負荷として用いた照明装置も急速に普及している。

　ところで、点灯装置と電源との間には、電源から点灯装置への電力供給を入切するように動作するスイッチ装置が挿入されることがある。この種のスイッチ装置の例として、交流電源と点灯装置との間に挿入され、オン・オフの２状態を切替可能な開閉部（スイッチング素子）を、設定された電源位相角でオンすることにより調光制御を行う位相制御式調光器がある（文献１：特開２００４－２９６２０５号公報参照）。

　文献１に記載の構成では、雑音低減用のコンデンサ、あるいはホタル回路のネオンランプが開閉部に並列接続されることにより、開閉部のオフ時でも、コンデンサあるいはネオンランプにより電源と点灯装置とが電気的に接続されている。したがって、開閉部がオフのとき、本来は電源からの電力供給はカットされなければならないが、文献１に記載の構成では、点灯装置に漏れ電流が供給されることになる。

　ここで、負荷が白熱電球や蛍光灯などの比較的大きな電流で発光する場合や、点灯装置がたとえば昇圧チョッパ回路と降圧チョッパ回路といった二段構成である場合には、開閉部がオフのときに点灯装置に漏れ電流が供給されても負荷が発光することはない。しかし、ＬＥＤなどの微少電流で発光する発光素子が負荷で点灯装置が一段構成の場合、開閉部がオフしている期間に漏れ電流によって発光素子が発光してしまうことがある。

　そこで、文献１に記載の構成では、点灯装置の入力電源部に並列にインピーダンス手段（抵抗、コンデンサ等）を接続し、開閉部がオフしている期間に漏れ電流により点灯装置に発生する電圧を低減して、漏れ電流による発光素子の発光をなくしている。

　ただし、文献１に記載の構成では、開閉部がオンのときも、インピーダンス手段に電流が流れる。そのため、文献１に記載の構成では、インピーダンス手段に抵抗を使用した場合には損失が増え、電源効率が低下し、また、インピーダンス手段にコンデンサを使用した場合には位相がずれるため力率が下がり、やはり電源効率が低下する。

　これに対して、発光素子（ＬＥＤ）に電流を供給するための電流供給ラインから引き抜いた電流を流すためのバイパスライン上に能動素子を有した構成の点灯装置（ＬＥＤ駆動回路）が提案されている（文献２：特開２０１０－９２７７６号公報参照）。文献２に記載の点灯装置は、開閉部がオフになって入力電流が不要電流になると、能動素子をオンして電流供給ラインから電流を引き抜くことによって、発光素子の不要な点灯を防止する。また、文献２に記載の点灯装置は、入力電流が不要電流から発光素子の駆動電流に切り替わると、能動素子をオフにして電流の引き抜き量を減少させるので、電源効率を高くすることができる。

　しかしながら、文献２に記載の構成では、開閉部がオフのときにも、バイパスラインに電流が引き抜かれることにより電流が消費されている状態にあるので、待機時消費電力（いわゆる待機電力）が増加するという問題がある。

　本発明は上記事由に鑑みて為されており、電源効率の低下を抑制し、且つ待機時消費電力の増加を抑制しながらも、開閉部がオフのときには発光素子を確実に消灯させることができる点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。

　本発明の点灯装置は、スイッチング素子をオンオフ制御することによって発光素子を点灯させる制御回路と、電源から一対の入力端子間に印加されている入力電圧に対応する電圧を検出電圧として検出し、前記制御回路が動作する最低電圧よりも大きく設定された閾値電圧と前記検出電圧とを比較する検出回路と、前記検出電圧が前記閾値電圧以下のときには前記スイッチング素子をオフに固定するように、前記検出回路の比較結果に応じて前記スイッチング素子を強制的にオフする遮断回路とを備えることを特徴とする。

　この発明によれば、点灯装置は、検出電圧が閾値電圧以下のときにはスイッチング素子をオフに固定するように、検出回路の比較結果に応じてスイッチング素子を強制的にオフする遮断回路を備えている。したがって、電源効率の低下を抑制し、且つ待機時消費電力の増加を抑制しながらも、開閉部がオフのときには発光素子を確実に消灯させることができるという利点がある。

　この点灯装置において、前記電源に接続される前記一対の入力端子間において前記発光素子と直列に接続される前記スイッチング素子を備えることが望ましい。

　この点灯装置において、前記遮断回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧を超えるときには前記スイッチング素子がオンすることを許容するように構成されていることが望ましい。

　この点灯装置において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を周期的にオンオフさせるスイッチング動作によって、一定の直流電圧を発生して前記発光素子を点灯させるように構成されていることが望ましい。

　この点灯装置において、前記遮断回路は、前記検出電圧が前記閾値電圧を超える期間に前記制御回路への電力供給路の一部を形成し、前記検出電圧が前記閾値電圧以下の期間に前記制御回路への電力供給を遮断して前記スイッチング素子をオフに固定するように構成されていることが望ましい。

　この点灯装置において、前記遮断回路は、前記制御回路への電力供給路に挿入されたスイッチ要素であることが望ましい。

　この点灯装置において、前記検出回路は、前記検出電圧の大きさを前記閾値電圧と比較して、前記検出電圧が閾値を超える期間に第１の値を出力し、前記検出電圧が前記閾値電圧以下の期間に第２の値を出力する比較器を有し、前記遮断回路は、前記比較器の出力が前記第２の値の期間に前記スイッチング素子をオフに固定するように構成されていることが望ましい。

　この点灯装置において、前記電源は交流電源であって、前記検出回路は、前記入力電圧の絶対値が前記閾値電圧を超えたときに第１の値を出力する比較器と、前記比較器から前記第１の値が出力されるタイミングを検出し、前記電源の周波数に対応する周期で前記第１の値が出力されていなければ前記検出電圧が前記閾値電圧以下であると判断する判断部とを有することが望ましい。

　この点灯装置において、前記電源は交流電源であって、前記検出回路は、前記比較器に入力される前記検出電圧を平滑する平滑コンデンサをさらに有することがより望ましい。

　本発明の照明装置は、上記いずれかの点灯装置と、前記発光素子とを備えていることを特徴とする。

実施形態１に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態１に係る点灯装置の他の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る点灯装置のさらに他の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る点灯装置の動作の説明図である。 実施形態３に係る点灯装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態３に係る点灯装置の動作の説明図である。

　（実施形態１）
　本実施形態の点灯装置１は、図１に示すように、スイッチ装置２を介して交流電源３に接続されており、交流電源３からの電力供給を受けて負荷としての発光素子４１を点灯させる。この点灯装置１は、発光素子４１と共に照明装置を構成する。

　スイッチ装置２は、オン・オフの２状態を切替可能な開閉部２１と、開閉部２１に並列接続されたインピーダンス素子としてのコンデンサ２２と、開閉部２１を制御する制御部２３とを備えている。開閉部２１は、ここでは双方向三端子サイリスタからなり、その第１端子が交流電源３側、第２端子が点灯装置１側となるように交流電源３－点灯装置１間に挿入され、その制御端子（ゲート端子）が制御部２３に接続されている。コンデンサ２２は雑音低減用に設けられている。

　このスイッチ装置２は、たとえば壁スイッチなどに連動して制御部２３が開閉部２１のオン・オフを切り替えることより、発光素子４１の点灯・消灯を切り替える。つまり、スイッチ装置２は、開閉部２１がオンの状態では開閉部２１を通して交流電源３から点灯装置１に電力供給し、発光素子４１を点灯させる。ただし、開閉部２１がオフの状態でも、スイッチ装置２は、雑音低減用のコンデンサ２２を通して交流電源３と点灯装置１とが電気的に接続されるため、コンデンサ２２を通して微少な交流電流が流れることによって、点灯装置１には比較的小さな電流が供給される。

　点灯装置１は、スイッチ装置２を介して交流電源３に接続される一対の入力端子１１と、発光素子４１に接続される一対の出力端子１２とを備えている。本実施形態では、発光素子４１は発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、一対の出力端子１２間において複数個（ここでは３個）直列に接続されて発光部４を構成している。なお、発光部４は１個の発光素子４１あるいは並列接続された複数個の発光素子４１で構成されていてもよく、また、発光素子４１はたとえば有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子など発光ダイオード以外の素子であってもよい。

　さらに、点灯装置１は、高周波電流を除去するコンデンサ１３と、交流電圧を全波整流する整流器１４と、全波整流後の電圧から一定の直流電圧を生成する降圧チョッパ回路１５と、後述する検出回路１６および遮断回路１７とを備えている。コンデンサ１３は一対の入力端子１１間に接続されており、ダイオードブリッジからなる整流器１４の入力端はコンデンサ１３の両端に接続されている。

　降圧チョッパ回路１５は、一対の入力端子１１間において発光部（発光素子４１）４と直列に接続されるスイッチング素子１５１と、スイッチング素子１５１をオンオフ制御する制御回路１５２と、ダイオード１５３とインダクタ１５４とを有している。スイッチング素子１５１とダイオード１５３とは、整流器１４の出力端間において直列に接続されている。スイッチング素子１５１は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴからなり、そのソース端子が回路グランド（整流器１４の負極の出力端）に接続され、その制御端子（ゲート端子）が制御回路１５２に接続されている。スイッチング素子１５１のドレイン端子はダイオード１５３のアノードに接続され、ダイオード１５３のカソードは整流器１４の正極の出力端に接続されている。

　ダイオード１５３の両端は、インダクタ１５４を介して一対の出力端子１２に接続されている。インダクタ１５４は低電位側の出力端子１２とダイオード１５３のアノード（スイッチング素子１５１との接続点）との間に挿入されており、高電位側の出力端子１２はダイオード１５３のカソードに直接接続されている。この構成により、降圧チョッパ回路１５は、スイッチング素子１５１を周期的にオンオフさせるスイッチング動作によって、整流器１４の出力電圧を降圧して一対の出力端子１２間に一定の直流電圧を発生する。つまり、制御回路１５２は、スイッチング素子１５１を周期的にオンオフさせるスイッチング動作によって、一定の直流電圧を発生して発光素子４１を点灯させるように構成されている。

　なお、点灯装置１は、整流器１４の出力端間に接続された抵抗１８１およびツェナダイオード１８２の直列回路と、ツェナダイオード１８２に並列に接続されたコンデンサ１８３とで構成される制御電源回路にて制御回路１５２の動作電源Ｖｃｃを確保する。つまり、制御回路１５２は、開閉部２１がオフの状態であっても、スイッチ装置２のコンデンサ２２を通して流れる微少な電流によってコンデンサ１８３の両端に生じる電圧により動作電源Ｖｃｃを確保できる。

　検出回路１６は、一対の入力端子１１間に印加されている入力電圧に対応する電圧を検出電圧として検出し、検出電圧の検出結果に基づいて、スイッチ装置２の開閉部２１のオン・オフの別を判断する。本実施形態では、検出回路１６は、整流器１４の出力電圧を検出電圧として、検出電圧を制御回路１５２が動作する最低電圧（後述の最低入力電圧Ｖｍｉｎ）よりも大きく設定された閾値電圧Ｖｔｈと比較する比較器（コンパレータ）１６１を有している。比較器１６１は、＋側入力端子に検出電圧が入力され、－側入力端子に閾値電圧Ｖｔｈが入力されており、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超える期間に出力が第１の値としてのＨ（ハイ）レベルとなる。比較器１６１は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下の期間には出力が第２の値としてのＬ（ロー）レベルとなる。

　ここで、閾値電圧Ｖｔｈは、開閉部２１がオフのときの検出電圧より大きく、開閉部２１がオンのときの検出電圧より小さく設定されている。つまり、検出回路１６は、全波整流後の入力電圧の大きさ（絶対値）を閾値電圧Ｖｔｈと大小比較し、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下になる開閉部２１のオフ時に出力をＬレベルにし、検出電圧が閾値電圧を超える開閉部２１のオン時には出力をＨレベルにする。

　なお、本実施形態の点灯装置１は、整流器１４の出力端間に接続された抵抗１９１およびツェナダイオード１９２の直列回路と、ツェナダイオード１９２に並列に接続されたコンデンサ１９３とで構成される制御電源回路にて比較器１６１の動作電源を確保する。つまり、比較器１６１は、コンデンサ１９３の両端に発生した電圧によって動作するので、開閉部２１がオフの状態であっても、コンデンサ２２を通して流れる微少な電流によってコンデンサ１９３の両端に生じる電圧により動作電源を確保できる。

　遮断回路１７は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下のときには降圧チョッパ回路１５のスイッチング素子１５１をオフに固定するように、検出回路１６の比較結果に応じてスイッチング素子１５１を強制的にオフにする。遮断回路１７は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えるときには、スイッチング素子１５１がオンすることを許容するように構成されている。

　本実施形態では、遮断回路１７は、制御回路１５２への電力供給路に挿入されており、比較器１６１の出力に応じてオンオフ制御されるスイッチ要素からなる。ここでは、遮断回路１７は、比較器１６１の出力がＨレベルのときにオンになり、比較器１６１の出力がＬレベルのときにオフになる。要するに、遮断回路１７は、検出回路１６の検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えるとオンになり、開閉部２１がオフになって検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下になるとオフになる。言い換えれば、遮断回路１７は、比較器１６１の出力がＬレベルの期間にスイッチング素子１５１をオフに固定するように構成されている。

　具体的には、遮断回路１７は、整流器１４の正極の出力端に接続された抵抗１８１と、制御回路１５２における制御電源入力用の正極側端子との間に挿入されている。つまり、遮断回路としてのスイッチ要素は、抵抗１８１とツェナダイオード１８２との間に挿入されており、オンのときには制御回路１５２への電力供給路の一部を形成し、オフのときには制御回路１５２への電力供給を遮断（停止）する。降圧チョッパ回路１５は、制御回路１５２への電力供給の停止中にはスイッチング動作を停止するので、スイッチング素子１５１がオフに固定されることになる。

　以下、上述したように構成される本実施形態の点灯装置１の動作について、図２を参照して説明する。以下では一例として、交流電源３の出力が交流１００Ｖ（実効値）で、開閉部２１がオンのときの発光部４の順方向電圧は２０Ｖで、発光部（発光素子４１）４が発光する点灯装置１の最低入力電圧Ｖｍｉｎは１５Ｖであると仮定する。

　開閉部２１がオフのときのスイッチ装置２のインピーダンスをＺ１、点灯装置１のインピーダンスをＺ２とし、Ｚ１：Ｚ２＝５：１と仮定すると、開閉部２１がオフのときに点灯装置１へ入力される入力電圧（全波整流後）のピーク値Ｖｏｆｆは下記数１で表される。なお、ここでいうスイッチ装置２のインピーダンスＺ１は、主にコンデンサ２２のインピーダンスである。

 

　つまり、開閉部２１がオフのときの入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆ（≒２３．６Ｖ）は、最低入力電圧Ｖｍｉｎ（＝１５Ｖ）よりも大きい（Ｖｏｆｆ＞Ｖｍｉｎ）ので、遮断回路１７がなければ発光素子４１は微発光することになる。

　そこで、本実施形態の点灯装置１では、閾値電圧Ｖｔｈは、図２（ａ）に示すように開閉部２１のオフ時の入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆより大きく、開閉部２１のオン時の入力電圧（全波整流後）のピーク値Ｖｏｎより小さな電圧、たとえば２４Ｖに設定されている。なお、図２（ａ）では、点灯装置１の入力電圧（全波整流後）を「Ａ」、最低入力電圧Ｖｍｉｎを「Ｂ」、閾値電圧Ｖｔｈを「Ｃ」で表している。

　すなわち、この点灯装置１は、開閉部２１がオフの期間Ｔ１には、図２（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧（全波整流後の入力電圧）が閾値電圧Ｖｔｈ（＞Ｖｏｆｆ）以下になる。そのため、点灯装置１は、図２（ｂ）に示すように比較器１６１の出力がＬレベルになり、遮断回路１７がオフになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を遮断し、スイッチング素子１５１がオフに固定される。その結果、点灯装置１は、スイッチ装置２の開閉部２１がオフの期間Ｔ１にはスイッチング素子１５１がオフに保持されるから、開閉部２１がオフのときに発光素子４１が微発光することを回避できる。

　一方、点灯装置１は、開閉部２１がオンの期間Ｔ２には、図２（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈより大きくなる。そのため、点灯装置１は、図２（ｂ）に示すように比較器１６１の出力がＨレベルになり、遮断回路１７がオンになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を再開し、スイッチング素子１５１のスイッチング動作が再開する。その結果、点灯装置１は、スイッチ装置２の開閉部２１がオンの期間Ｔ２にはスイッチング素子１５１がスイッチング動作を行うから、発光素子４１を発光させることができる。

　以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、開閉部２１に並列にインピーダンス素子が接続されたスイッチ装置２を介して電源に接続された場合でも、開閉部２１がオフのときには発光素子４１を確実に消灯できる。つまり、この点灯装置１は、開閉部２１がオフになって検出回路１６の検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下になれば、遮断回路１７によりスイッチング素子１５１が強制的にオフに固定されるので、発光素子４１の微発光を防止し、発光素子４１を確実に消灯できる。

　しかも、この点灯装置１によれば、入力端子１１に並列にインピーダンス手段（抵抗、コンデンサ等）を接続した構成のように、開閉部２１がオンのときにインピーダンス手段に電流が流れることはなく、電源効率の低下を抑制することができる。さらに、この点灯装置１では、開閉部２１がオフのときに、スイッチング素子１５１がオフに固定されることで発光素子４１の微発光を防止するので、待機時消費電力（いわゆる待機電力）の増加を抑制することができる。

　また、本実施形態の点灯装置１は、遮断回路１７が、制御回路１５２への電力供給路に挿入されており、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であるときに制御回路１５２への電力供給を遮断するように構成されている。したがって、点灯装置１は、開閉部２１がオフで検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下となるときには、制御回路１５２での電力消費がなくなることにより、待機時消費電力を最小限に抑えることができる。

　ところで、本実施形態の他の例として、点灯装置１は、たとえば図３あるいは図４に示すように遮断回路１７が制御回路１５２への電力供給路以外に挿入された構成であってもよい。なお、図３，４においては、制御回路１５２並びに比較器１６１の動作電源を生成する制御電源回路（抵抗１８１，１９１、ツェナダイオード１８２，１９２、コンデンサ１８３，１９３）の図示を省略している。

　図３の例では、遮断回路１７は、制御回路１５２の出力とスイッチング素子１５１の制御端子（ゲート端子）との間、つまり制御回路１５２の出力経路（スイッチング素子１５１のゲートドライブ経路）に挿入されている。図３に示す点灯装置１は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下のときには、制御回路１５２の出力経路上の遮断回路１７がオフすることにより、遮断回路１７にて制御回路の出力を遮断してスイッチング素子１５１をオフに固定する。

　また、図４の例では、遮断回路１７は、スイッチング素子１５１のソース端子と回路グランドとの間に挿入されている。図４に示す点灯装置１は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下のときには、スイッチング素子１５１と直列に接続されている遮断回路１７がオフすることにより、スイッチング素子１５１をオフに固定する。

　なお、スイッチ装置２は、上述したように壁スイッチなどに連動して制御部２３が開閉部２１のオン・オフを切り替えることより、発光素子４１の点灯・消灯を切り替える構成に限らず、背景技術の欄で説明したような位相制御式調光器であってもよい。さらに、スイッチ装置２は、オン・オフの２状態を切替可能な開閉部とインピーダンス素子とが並列接続された構成であればよく、上述したように双方向三端子サイリスタからなる開閉部２１に雑音低減用のコンデンサ２２が並列接続された構成に限らない。たとえば、開閉部２１は機械接点であってもよく、通電状態を表すネオンランプなどが、雑音低減用のコンデンサ２２に代えてインピーダンス素子として開閉部２１と並列に接続されていてもよい。

　また、本実施形態では点灯装置１に電力供給する電源が交流電源３である場合を例示したが、この例に限らず電源は直流電源であってもよい。

　（実施形態２）
　本実施形態の点灯装置１は、図５に示すように検出回路１６が比較器１６１に加えて、後述する判断部１６２を有している点で、実施形態１の点灯装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図５においては、制御回路１５２並びに比較器１６１の動作電源を生成する制御電源回路（抵抗１８１，１９１、ツェナダイオード１８２，１９２、コンデンサ１８３，１９３）の図示を省略している。

　本実施形態においては、検出回路１６は、比較器１６１の出力が判断部１６２に入力されており、比較器１６１の出力に基づき判断部１６２にて検出電圧と閾値電圧Ｖｔｈとの大小を判断する。さらに、検出回路１６は、判断部１６２の出力により遮断回路１７のオンオフ制御を行う。ここでは判断部１６２はマイコン（マイクロコンピュータ）にて構成されており、マイコンが適宜のプログラムを実行することにより判断部１６２としての機能を実現する。

　判断部１６２は、比較器１６１の出力がＨレベル（第１の値）か、Ｌレベル（第２の値）かを識別し、比較器１６１からＨレベルの信号が出力されるタイミングを検出する。判断部１６２は、交流電源３の周波数に対応する周期でＨレベルの信号が出力されていなければ、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であると判断する。要するに、判断部１６２は、交流電源３の周波数に対応する周期で比較器１６１に入力される電圧を検出電圧とし、この検出電圧と閾値電圧Ｖｔｈとの大小比較を行う。

　具体的には、判断部１６２は、所定時間内に比較器１６１からＨレベルの信号が出力された回数をカウントし、カウントされた回数によって検出電圧と閾値電圧Ｖｔｈとの大小を判断する。すなわち、検出回路１６の検出電圧（全波整流後の入力電圧）が１００Ｈｚ（つまり入力電圧が５０Ｈｚ）と仮定すると、判断部１６２は、２０ｍｓ中にＨレベルの信号が２回出力された場合に、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えていると判断する。言い換えれば、交流電源３の周波数（５０Ｈｚ）に対応する周期（１０ｍｓ）でＨレベルの信号が出力されている場合には、判断部１６２は、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えていると判断して遮断回路１７をオンする。一方、判断部１６２は、２０ｍｓ中にＨレベルの信号が２回出力されなければ、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であると判断して遮断回路１７をオフにリセットする。

　このように、本実施形態の点灯装置１は、判断部１６２にて検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であると判断したときには、遮断回路１７をオフにして制御回路１５２への電力供給を遮断することにより、スイッチング素子１５１が強制的にオフに固定する。したがって、点灯装置１は、開閉部２１がオフのときに発光素子４１の微発光を防止し、発光素子４１を確実に消灯できる。

　以下、上述したように構成される本実施形態の点灯装置１の動作について、図６を参照して説明する。本実施形態の点灯装置１では、実施形態１で説明した図２の例と同様の条件下において、閾値電圧Ｖｔｈは、図６（ａ）に示すように、開閉部２１のオフ時の入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆ（≒２３．６Ｖ）に対して十分大きな電圧、たとえば５０Ｖに設定されている。なお、図６（ａ）では、点灯装置１の入力電圧（全波整流後）を「Ａ」、最低入力電圧Ｖｍｉｎを「Ｂ」、閾値電圧Ｖｔｈを「Ｃ」で表している。

　この点灯装置１は、開閉部２１がオフの期間Ｔ１には、図６（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧（全波整流後の入力電圧）が閾値電圧Ｖｔｈ以下になり、図６（ｂ）に示すように比較器１６１からＨレベルの信号が出力されることはない。そのため、点灯装置１は、図６（ｃ）に示すように判断部１６２の出力がＬレベルになり、遮断回路１７がオフになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を遮断し、スイッチング素子１５１がオフに固定される。

　一方、点灯装置１は、開閉部２１がオンの期間Ｔ２には、図６（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈより大きくなって、図６（ｂ）に示すように比較器１６１からＨレベルの信号が１０ｍｓ周期で出力されることになる。そのため、点灯装置１は、Ｈレベルの信号が出力され始めてから２０ｍｓ経過した時点で、判断部１６２にて検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えていると判断する。このとき、点灯装置１は、図６（ｃ）に示すように判断部１６２の出力がＨレベルになり、遮断回路１７がオンになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を再開し、スイッチング素子１５１のスイッチング動作が再開する。

　その後、期間Ｔ３において開閉部２１がオフすると、点灯装置１は、図６（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧が再び閾値電圧Ｖｔｈ以下になり、図６（ｂ）に示すように比較器１６１からＨレベルの信号が出力されることはない。そのため、点灯装置１は、Ｈレベルの信号の出力が停止してから２０ｍｓ経過した時点で、判断部１６２にて検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であると判断する。このとき、点灯装置１は、図６（ｃ）に示すように判断部１６２の出力がＬレベルになり、遮断回路１７がオフになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を遮断し、スイッチング素子１５１をオフに固定する。

　以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、検出電圧が平滑されていない脈流である場合に、スイッチ装置２の開閉部２１がオンであれば、検出電圧の谷間（入力電圧のゼロクロス点付近）でも、遮断回路１７を継続的にオンさせることができる。

　すなわち、検出電圧が平滑されていない脈流である場合、開閉部２１がオンであっても、検出電圧の谷間（入力電圧のゼロクロス点付近）においては、比較器１６１の入力が閾値電圧Ｖｔｈ以下となるため比較器１６１の出力はＬレベルになる。したがって、比較器１６１の出力で遮断回路１７を直接制御する構成の点灯装置１を比較例とすると、比較例では、開閉部２１がオンであっても、検出電圧の谷間で遮断回路１７がオフになりスイッチング素子１５１がオフに固定される区間が存在する。そして、比較例では、この区間が長いほど点灯装置１への入力電流がゼロとなる区間が長くなって点灯装置１の力率が低下するので、この区間を短くするために、閾値電圧Ｖｔｈを極力低く設定（たとえばＶｏｆｆ≒２３．６の場合に２４Ｖ）する必要がある。

　これに対して、本実施形態の点灯装置１によれば、判断部１６２にて検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えると一旦判断されると、その後、判断部１６２にて検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下と判断されるまでは、入力電圧の変動にかかわらず遮断回路１７はオンし続ける。そのため、検出電圧の谷間で点灯装置１への入力電流がゼロとなることを回避でき、結果的に、点灯装置１は、開閉部２１がオフのときの入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆに対して余裕をもって閾値電圧Ｖｔｈを設定することができる。要するに、本実施形態の点灯装置１は、たとえば定格入力電圧の１／２など、入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆに対して十分に大きな電圧に閾値電圧Ｖｔｈを設定しても力率が低下することはなく、比較例に比べて設計が容易である。

　さらに本実施形態の点灯装置１は、開閉部２１がオフのときにノイズ等の影響により一時的に閾値電圧Ｖｔｈを超える大きな電圧が入力された場合でも、判断部１６２にて一定回数以上Ｈレベルの信号がカウントされない限り、遮断回路１７がオンすることはない。したがって、この点灯装置１によれば、開閉部２１がオフのときにノイズ等の影響により降圧チョッパ回路１５が誤って起動して発光素子４が発光することを回避できる。

　なお、本実施形態の点灯装置１は、実施形態１と同様に、たとえば図３あるいは図４に示すように遮断回路１７が制御回路１５２への電力供給路以外に挿入された構成を採用可能である。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　（実施形態３）
　本実施形態の点灯装置１は、図７に示すように検出回路１６が比較器１６１に加えて、後述する平滑コンデンサ１６３を有している点で、実施形態１の点灯装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図７においては、制御回路１５２並びに比較器１６１の動作電源を生成する制御電源回路（抵抗１８１，１９１、ツェナダイオード１８２，１９２、コンデンサ１８３，１９３）の図示を省略している。

　本実施形態においては、検出回路１６は、比較器１６１の＋側入力端子と回路グランドとの間に平滑コンデンサ１６３が挿入されており、比較器１６１に入力される検出電圧を平滑コンデンサ１６３で平滑している。すなわち、平滑コンデンサ１６３は、全波整流後の入力電圧（脈流）を平滑した電圧を、比較器１６１の＋側入力端子に検出電圧として入力する。これにより、比較器１６１は、全波整流後の入力電圧を平滑した検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えると出力がＨレベル（第１の値）となり、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下のときには出力がＬレベル（第２の値）となる。

　以下、上述したように構成される本実施形態の点灯装置１の動作について、図８を参照して説明する。ここでは、実施形態１で説明した図２の例と同様の条件下において、開閉部２１がオフのときの検出電圧（平滑後）のピーク値ＶｏｆｆがＶｏｆｆ＝１００／６≒１６．７で表されると仮定する。この場合に、閾値電圧Ｖｔｈは、図８（ａ）に示すように、開閉部２１のオフ時の検出電圧のピーク値Ｖｏｆｆ（≒１６．７Ｖ）より大きな電圧、たとえば１８Ｖに設定されている。なお、図８（ａ）では、点灯装置１の入力電圧（全波整流後）を「Ａ」、最低入力電圧Ｖｍｉｎを「Ｂ」、閾値電圧Ｖｔｈを「Ｃ」、検出電圧（平滑後）を「Ｄ」で表している。

　この点灯装置１は、開閉部２１がオフの期間Ｔ１には、図８（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧（平滑後）が閾値電圧Ｖｔｈ以下になり、図８（ｂ）に示すように比較器１６１の出力がＬレベルになる。そのため、点灯装置１は、遮断回路１７がオフになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を遮断し、スイッチング素子１５１がオフに固定されるから、開閉部２１がオフのときに発光素子４１が微発光することを回避できる。

　一方、点灯装置１は、開閉部２１がオンの期間Ｔ２には、図８（ａ）に示すように検出回路１６の検出電圧（図の上限を超えている）が閾値電圧Ｖｔｈより大きくなって、図８（ｂ）に示すように比較器１６１の出力がＨレベルになる。そのため、点灯装置１は、遮断回路１７がオンになって降圧チョッパ回路１５の制御回路１５２への電力供給を再開し、スイッチング素子１５１のスイッチング動作が再開するから、発光素子４１が発光する。

　以上説明した本実施形態の点灯装置１によれば、入力電圧が交流である場合に、スイッチ装置２の開閉部２１がオンであれば、入力電圧のゼロクロス点付近でも、遮断回路１７を継続的にオンさせることができる。

　すなわち、平滑コンデンサ１６３がない構成の点灯装置１を比較例とすると、比較例では、開閉部２１がオンであっても、入力電圧のゼロクロス点付近において、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下となるため比較器１６１の出力はＬレベルになる。したがって、比較例では、開閉部２１がオンであっても、検出電圧の谷間で遮断回路１７がオフになりスイッチング素子１５１がオフに固定される区間が存在する。そして、比較例では、この区間が長いほど点灯装置１への入力電流がゼロとなる区間が長くなって点灯装置１の力率が低下するので、この区間を短くするために、閾値電圧Ｖｔｈを極力低く設定（たとえばＶｏｆｆ≒２３．６の場合に２４Ｖ）する必要がある。

　これに対して、本実施形態の点灯装置１によれば、比較器１６１に入力される検出電圧を平滑コンデンサ１６３で平滑しているので、開閉部２１がオンの期間に、入力電圧のゼロクロス点付近において、検出電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下となることを回避できる。そのため、検出電圧の谷間で点灯装置１への入力電流がゼロとなることを回避でき、結果的に、点灯装置１は、開閉部２１がオフのときの入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆに対して余裕をもって閾値電圧Ｖｔｈを設定することができる。要するに、本実施形態の点灯装置１は、たとえば定格入力電圧の１／２など、入力電圧のピーク値Ｖｏｆｆに対して十分に大きな電圧に閾値電圧Ｖｔｈを設定しても力率が低下することはなく、比較例に比べて設計が容易である。

　なお、本実施形態の点灯装置１は、実施形態１と同様に、たとえば図３あるいは図４に示すように遮断回路１７が制御回路１５２への電力供給路以外に挿入された構成を採用可能である。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　上記各実施形態では、遮断回路１７は、一対の入力端子１１間において発光部（発光素子４１）４と直列に接続されたスイッチング素子１５１を強制的にオフする対象としているが、この例に限らない。点灯装置１は、制御回路がスイッチング素子をオンオフ制御することによって発光素子４１を点灯させる構成を前提としている。言い換えれば、点灯装置１は、スイッチング素子がオンオフ制御されている期間には発光素子４１が点灯し、スイッチング素子がオフに固定されている期間には発光素子４１が消灯する構成を前提としている。

　遮断回路１７は、このような制御回路の制御対象であるスイッチング素子を、強制的にオフする対象とすればよい。したがって、遮断回路１７にて強制的にオフされるスイッチング素子は、降圧チョッパ回路１５のスイッチング素子１５１に限らず、たとえばフライバック式コンバータやフォワード式コンバータのスイッチング素子であってもよい。

Claims (10)

1. 　スイッチング素子をオンオフ制御することによって発光素子を点灯させる制御回路と、
   　電源から一対の入力端子間に印加されている入力電圧に対応する電圧を検出電圧として検出し、前記制御回路が動作する最低電圧よりも大きく設定された閾値電圧と前記検出電圧とを比較する検出回路と、
   　前記検出電圧が前記閾値電圧以下のときには前記スイッチング素子をオフに固定するように、前記検出回路の比較結果に応じて前記スイッチング素子を強制的にオフする遮断回路と
   　を備えることを特徴とする点灯装置。
2. 　前記電源に接続される前記一対の入力端子間において前記発光素子と直列に接続される前記スイッチング素子を備える
   　ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 　前記遮断回路は、
   　前記検出電圧が前記閾値電圧を超えるときには前記スイッチング素子がオンすることを許容するように構成されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
4. 　前記制御回路は、
   　前記スイッチング素子を周期的にオンオフさせるスイッチング動作によって、一定の直流電圧を発生して前記発光素子を点灯させるように構成されている
   　ことを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
5. 　前記遮断回路は、
   　前記検出電圧が前記閾値電圧を超える期間に前記制御回路への電力供給路の一部を形成し、
   　前記検出電圧が前記閾値電圧以下の期間に前記制御回路への電力供給を遮断して前記スイッチング素子をオフに固定するように構成されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
6. 　前記遮断回路は、
   　前記制御回路への電力供給路に挿入されたスイッチ要素である
   　ことを特徴とする請求項５に記載の点灯装置。
7. 　前記検出回路は、
   　前記検出電圧の大きさを前記閾値電圧と比較して、前記検出電圧が閾値を超える期間に第１の値を出力し、前記検出電圧が前記閾値電圧以下の期間に第２の値を出力する比較器を有し、
   　前記遮断回路は、
   　前記比較器の出力が前記第２の値の期間に前記スイッチング素子をオフに固定するように構成されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
8. 　前記電源は交流電源であって、
   　前記検出回路は、
   　前記入力電圧の絶対値が前記閾値電圧を超えたときに第１の値を出力する比較器と、
   　前記比較器から前記第１の値が出力されるタイミングを検出し、前記電源の周波数に対応する周期で前記第１の値が出力されていなければ前記検出電圧が前記閾値電圧以下であると判断する判断部とを有する
   　ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
9. 　前記電源は交流電源であって、
   　前記検出回路は、
   　前記比較器に入力される前記検出電圧を平滑する平滑コンデンサをさらに有する
   　ことを特徴とする請求項７に記載の点灯装置。
10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の点灯装置と、前記発光素子とを備えていることを特徴とする照明装置。

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