(57)【要約】【課題】点灯回路の動作や停止のタイミングを適切に設定可能な点灯装置およびこれを備えた照明装置を提供する。【解決手段】点灯装置13は、点灯回路19と、制御部20と、を具備する。点灯回路19は、外部電源15からの電力を変換して光源12に供給する。制御部20は、点灯回路19の動作を制御するとともに、外部電源15からの電圧を監視する。制御部20は、外部電源15からの電圧が所定範囲でないときには、点灯回路19を停止させ、かつ、外部電源15からの電圧の監視を継続する。【選択図】図１
2020167121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの電力を変換して光源に供給する点灯回路と；
前記点灯回路の動作を制御するとともに、前記外部電源からの電圧を監視し、前記外部電源からの電圧が所定範囲でないときには、前記点灯回路を停止させ、かつ、前記外部電源からの電圧の監視を継続する制御部と；
を具備することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、外部電源から前記点灯回路への電力の供給のオンオフを切り換えるスイッチの操作に基づき、前記点灯回路を制御して光源の調光率を可変設定可能である
ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の点灯装置と；
前記点灯装置の点灯回路により点灯される光源と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、外部電源からの電力を変換して光源に供給する点灯回路を有する点灯装置およびこれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源を点灯制御する点灯回路として、降圧チョッパ回路を用いた電源装置がある。降圧チョッパ回路は、ＭＣＵ等の制御部によってスイッチング素子のスイッチングを制御することで、力率改善回路等の入力側回路から入力された電圧を所定電圧まで降圧する。外部電源が遮断されたときには、制御部の電源電圧の低下に従い、制御部が停止することで降圧チョッパ回路のスイッチング素子のスイッチングが停止するようになっている。このように、降圧チョッパ回路は、電源電圧の低下による制御部自体の停止に依存して停止されるため、適切なタイミングで停止させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１８２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、点灯回路の動作や停止のタイミングを適切に設定可能な点灯装置およびこれを備えた照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の点灯装置は、点灯回路と、制御部と、を具備する。点灯回路は、外部電源からの電力を変換して光源に供給する。制御部は、点灯回路の動作を制御するとともに、外部電源からの電圧を監視する。また、制御部は、外部電源からの電圧が所定範囲でないときには、点灯回路を停止させ、かつ、外部電源からの電圧の監視を継続する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、点灯回路の動作や停止のタイミングを適切に設定することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態を示す点灯装置を備える照明装置の回路ブロック図である。
【図２】同上点灯装置の制御部による電源監視機能について模式的に説明するグラフである。
【図３】同上点灯装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】(a)は同上制御部の電源電圧の時間変化の一例を示すグラフ、(b)は(a)に対応する点灯回路のスイッチング素子の出力電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１において、11は照明装置を示す。照明装置11は、負荷としての光源(光源ユニット)12と、電源装置である点灯装置13と、を備えている。
【００１０】
光源12は、点灯装置13によって点灯制御される発光負荷である。本実施形態において、光源12は、例えばＬＥＤ等の固体光源が用いられる。光源12は、単数でもよいし、複数が直列に接続されていてもよい。なお、光源12は、ＬＥＤに代えて、例えば有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子等を用いてもよい。
【００１１】
点灯装置13は、商用交流電源等の外部電源15からの電力供給を受けて、負荷として接続される光源12を発光させるための直流電力を生成する。外部電源15と点灯装置13との間には、壁スイッチ等のスイッチSWが配置される。スイッチSWの操作により、外部電源15からの給電が点灯装置13に対してオンオフされる。点灯装置13は、例えば整流回路16、電圧検出手段17、電力変換回路である力率改善回路18、電力変換回路である点灯回路19、および、制御部20を備える。
【００１２】
整流回路16は、外部電源15から入力された電圧を整流する。本実施形態において、整流回路16は、例えばダイオードブリッジ等の全波整流素子が用いられる。整流回路16の入力側には、ノイズをフィルタリングするフィルタ回路が接続されていてもよい。
【００１３】
電圧検出手段17は、整流回路16の出力側に接続され、整流回路16の出力電圧を検出可能である。電圧検出手段17としては、任意の構成を用いることが可能であるが、本実施形態においては、例えば複数の検出素子である抵抗22，23が直列接続された分圧回路が用いられる。
【００１４】
力率改善回路18は、整流回路16の出力側と接続されている。力率改善回路18は、スイッチング素子を少なくとも一つ備え、スイッチング素子のスイッチングにより電力を変換するスイッチング回路である。また、力率改善回路18は、平滑用の平滑手段であるコンデンサを出力側に備える回路である。本実施形態において、力率改善回路18は、インダクタ25と、例えばＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子26と、整流手段であるダイオード27と、平滑手段である電解コンデンサ等のコンデンサ28と、を備え、入力された直流電力を力率改善のために昇圧する昇圧チョッパ回路である。インダクタ25の一端側が整流回路16の出力側に接続され、インダクタ25の他端側に対し、スイッチング素子26の高電位端子(ドレイン端子)とダイオード27のアノードとが接続されている。また、ダイオード27のカソードは、コンデンサ28の一端に接続され、コンデンサ28の他端がスイッチング素子26の低電位端子(ソース端子)と接続されて接地されている。コンデンサ28の両端が、力率改善回路18の出力端となる。コンデンサ28は、力率改善回路18から点灯回路19側へと供給される電荷を蓄える保持手段である。
【００１５】
点灯回路19は、力率改善回路18の出力側と接続されている。点灯回路19は、スイッチング素子を少なくとも一つ備え、スイッチング素子のスイッチングにより電力を変換するスイッチング回路である。本実施形態において、点灯回路19は、光源12に対し定電流を出力する定電流回路である。点灯回路19は、例えばＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子30と、回生手段であるダイオード31と、蓄電手段であるインダクタ32と、平滑手段である電解コンデンサ等のコンデンサ33と、を備え、力率改善回路18からの出力電圧を降圧して光源12に供給する降圧チョッパ回路である。すなわち、点灯回路19は、外部電源15からの電力を変換して光源12に供給する。スイッチング素子30のドレイン端子が力率改善回路18のコンデンサ28の一端に接続され、スイッチング素子30のソース端子に対し、インダクタ32の一端とダイオード31のカソードとが接続され、インダクタ32の他端とコンデンサ33の一端とが接続され、かつ、コンデンサ33の他端がダイオード31のアノードと接続されて接地されている。コンデンサ33の両端が、点灯回路19の出力端となっており、これら出力端間に光源12が接続される。
【００１６】
制御部20は、例えばＭＣＵ等のＩＣで構成される。制御部20は、力率改善回路18から動作電源を取っている。本実施形態において、制御部20は、電源部35を介して力率改善回路18の出力側と接続され、力率改善回路18からの出力電圧が電源部35により降圧された電圧が電源電圧として供給される。また、制御部20は、力率改善回路18、および、点灯回路19の動作を制御する。例えば、制御部20は、図示しないドライバを介し、力率改善回路18のスイッチング素子26のスイッチングを制御する。また、制御部20は、図示しないドライバを介し、点灯回路19のスイッチング素子30のスイッチングを制御することで、光源12の調光率を制御する。
【００１７】
さらに、制御部20は、電圧検出手段17と接続され、整流回路16の出力電圧、すなわち力率改善回路18への入力電圧を検出することで、外部電源15の入力／非入力を検出することにより、電源監視を行っている。制御部20は、抵抗22，23の接続点と接続されている。そして、制御部20は、電圧検出手段17の出力を、所定の電源監視時間内で所定の時間間隔毎に読み取り、所定の判定閾値を超えているか否かによって、外部電源15の状態変化を判定する。制御部20は、この判定に基づき、点灯回路19の動作を継続するか、停止するかを決定する。
【００１８】
また、制御部20は、外部電源15から点灯回路19への電力の供給のオンオフを切り換えるスイッチSWの操作に基づき、点灯回路19を制御して光源12の調光率を可変設定可能である。本実施形態の制御部20は、スイッチSWのオンオフ操作に基づき、点灯回路19を制御して光源12の調光率を段階的に可変設定可能な、いわゆる段調光の機能を備えている。
【００１９】
そして、制御部20は、スイッチSWの投入により外部電源15が投入されると、まず、電源部35から供給された電源電圧V1で動作を開始し、力率改善回路18のスイッチング素子26のスイッチング動作を開始させ、続いて点灯回路19のスイッチング素子30のスイッチングを開始させる。力率改善回路18は、スイッチング素子26のスイッチングにより、整流回路16から入力された電圧を昇圧して点灯回路19に出力し、点灯回路19では、スイッチング素子30のスイッチングにより、力率改善回路18から出力された電圧を降圧して光源12に供給する。この結果、光源12が点灯回路19により定電流制御される。
【００２０】
制御部20は、動作中、所定の電源監視時間内で、所定の時間間隔毎に読み取った整流回路16からの出力電圧V2、または、出力電圧V2と所定の関係を有する電圧、本実施形態では電圧検出手段17からの出力電圧V3が、所定の判定閾値を超えた回数が所定回数以上であるか否かによって、外部電源15の状態変化を判定する。具体的に、制御部20は、動作中、整流回路16からの出力電圧V2、または、出力電圧V2と所定の関係を有する電圧検出手段17からの出力電圧V3を、図２に示すように所定の時間間隔T1毎に読み取り、所定の電源監視時間T2(＞T1)毎に、出力電圧V3が所定の閾値電圧Vth以上となった回数をカウントする。図２では、外部電源15からの５０Ｈｚの交流電圧を整流回路16により全波整流した出力電圧V2に応じた出力電圧V3を例に挙げており、時間間隔T1が１ｍｓ、電源監視時間T2が１０ｍｓとなっている。つまり、本実施形態の場合、電源監視時間T2は、外部電源15の出力電圧の周期に応じて設定され、時間間隔T1は、電源監視時間T2の少なくとも半分以下に設定される。
【００２１】
そして、制御部20は、所定の判定閾値を超えた回数が所定回数以上である場合、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内である状態、つまり外部電源15またはスイッチSWがオン状態であると判定し、所定の判定閾値を超えた回数が所定回数未満である場合、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲にない状態、つまり外部電源15またはスイッチSWがオフ状態であると判定する。具体的に、制御部20では、所定の電源監視時間T2毎に、出力電圧V3が所定の閾値電圧Vth以上となった回数のカウントが、予め設定された所定回数以上であるか否かにより、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内であるか否かを判定する。
【００２２】
外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内である場合には、制御部20は、力率改善回路18の動作の制御、点灯回路19の動作の制御、および、電源監視をそれぞれ継続する。外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内でない場合には、制御部20は、点灯回路19のスイッチング素子30のスイッチングを停止し、力率改善回路18の動作の制御、および、電源監視を継続する。この状態で、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲外となって力率改善回路18からの出力電圧V2、すなわちコンデンサ28に蓄えられた電荷に基づく電源部35からの電源電圧V1が所定の停止電圧である定格電圧以下となるまでは電源監視を継続する。電源監視を継続している間、力率改善回路18からの出力電圧V2、すなわちコンデンサ28に蓄えられた電荷に基づく電源部35からの電源電圧V1が所定の定格電圧まで低下する前に、外部電源15が点灯装置13に正常に供給されていると判定した場合、制御部20は、再度力率改善回路18および点灯回路19を動作させる。電源監視を継続している間に、力率改善回路18からの出力電圧V2、すなわちコンデンサ28に蓄えられた電荷に基づく電源部35からの電源電圧V1が所定の定格電圧まで低下した場合には、制御部20が動作を停止することで、力率改善回路18も停止し、点灯装置13が停止する。
【００２３】
また、制御部20は、所定時間内にスイッチSWのオンオフの切り換え操作を所定回数検出したことをトリガとして、光源12の調光率を段階的に変更する。制御部20は、力率改善回路18の出力電圧V2の検出に応じて、本実施形態では出力電圧V2と所定の関係を有する電圧検出手段17からの出力電圧V3の検出に応じて、点灯回路19を動作状態から停止状態とした後、制御部20自体の動作停止前に点灯回路19を再度動作状態としたことを、スイッチSWをオフしてオンした操作１回分と判定し、この回数を記憶することにより、所定時間内にスイッチSWのオンオフの切り換え操作が何回されたかを判定可能となっている。
【００２４】
上記の制御部20での制御を、図３のフローチャートに示す。ステップS1において、制御部20は、所定の電源監視時間毎に、整流回路16の出力電圧V2、本実施形態では出力電圧V2と所定の関係を有する電圧検出手段17からの出力電圧V3が所定の閾値電圧Vth以上となった回数のカウントが、予め設定された所定回数以上であるか否かにより、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内であるか否かを判定する。
【００２５】
ステップS1において、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内であると判定すると、ステップS1を繰り返す。また、ステップS1において、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内でないと判定すると、ステップS2において、制御部20は、点灯回路19の動作を停止する。
【００２６】
次いで、ステップS1と同様に、ステップS3において、制御部20は、所定の電源監視時間毎に、電圧検出手段17の出力電圧V3が所定の閾値電圧Vth以上となった回数のカウントが、予め設定された所定回数以上であるか否かにより、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内であるか否かを判定する。
【００２７】
ステップS3において、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内でないと判定すると、ステップS3を繰り返す。このようにステップS3を繰り返している間に、制御部20に供給される電源電圧V1が所定の定格電圧まで低下した場合には、動作が停止することとなる。
【００２８】
ステップS3において、外部電源15から点灯装置13への供給電圧が所定範囲内であると判定すると、ステップS4において、制御部20は、点灯回路19を動作させ、ステップS5において、制御部20は、スイッチSWのオンオフの切り換え操作を１回加算して記憶する。
【００２９】
次いで、ステップS6において、制御部20は、スイッチSWのオンオフの切り換え操作の回数が所定回数以上であるか否かを判定する。
【００３０】
ステップS6において、スイッチSWのオンオフの切り換え操作の回数が所定回数以上でないと判定すると、ステップS1に進む。また、ステップS6において、スイッチSWのオンオフの切り換え操作の回数が所定回数以上であると判定すると、ステップS7において、制御部20は、点灯回路19の動作、本実施形態ではスイッチング素子30のスイッチング周期を変更して、光源12の調光率を変更する。
【００３１】
このように、点灯回路19の動作を制御する制御部20が、外部電源15からの電圧を監視し、外部電源15からの電圧が所定範囲でないときには点灯回路19を停止させ、かつ、外部電源15からの電圧の監視を継続するため、制御部20の電源電圧V1の低下による制御部20自体の停止に依存することなく、点灯回路19を適切なタイミングで停止させることができるとともに、点灯回路19を停止させた状態から外部電源15からの電圧が復帰した場合には、点灯回路19を再度動作させることができる。したがって、点灯回路19の動作や停止のタイミングを適切に設定可能となる。
【００３２】
そのため、スイッチSWが操作されて外部電源15から点灯回路19への電力の供給がオフされたときに、点灯回路19を適切なタイミングで停止させて、制御部20の電源電圧V1の保持時間を確保できる。
【００３３】
そして、電源電圧V1の保持時間を確保した制御部20によって、スイッチSWのオンオフの切り換え操作を確実に検出できるため、制御部20が、スイッチSWのオンオフ操作に基づき点灯回路19を制御して光源12の調光率を可変設定可能とする構成を容易に実現できる。
【００３４】
図４(a)に制御部20の電源電圧V1の時間変化の一例を実線で示し、図４(b)に点灯回路19のスイッチング素子30の出力電圧(ゲート・ソース間電圧)V5の時間変化の一例を実線で示す。制御部20の電源電圧V1が定格電圧V4に低下するまで制御部20が点灯回路19を停止させない従来例に対応する比較例(図４(a)および図４(b)の二点鎖線)の場合には、スイッチSWをオフしたタイミングTS1から電源電圧V1が定格電圧V4に低下して点灯回路19が停止するタイミングTS2までに時間を要し、力率改善回路18のコンデンサ28に蓄えられた電荷を点灯回路19で消費して、このコンデンサ28に蓄えられた電荷から取られる制御部20の電源電圧V1の保持時間が短くなる。これに対し、本実施形態に対応する一例の場合には、スイッチSWをオフしたタイミングTS1から点灯回路19を適切なタイミングTS3で停止させて力率改善回路18のコンデンサ28に蓄えられた電荷の消費を抑制できるため、このコンデンサ28に蓄えられた電荷から取られる制御部20の電源電圧V1の保持時間を長くできる。したがって、段調光をするために、ユーザが手動で行うスイッチSWのオンオフの切り換え操作をする間、つまりこのスイッチSWの切り換え時にスイッチSWがオフされることにより外部電源15からの電源供給が断たれても、スイッチSWをオフしたタイミングTS1から例えばユーザによるスイッチSWの切り換え操作に要する１〜２秒の間は、少なくとも制御部20が電源電圧V1を保持することが可能となるため、スイッチSWのオンオフの切り換え回数を記憶してカウントすることができ、ユーザによる段調光のためのスイッチSWの操作の判定が可能となる。
【００３５】
また、制御部20の電源電圧V1の保持時間を長くするために、力率改善回路18の出力側のコンデンサ28の容量を大きくする必要がないので、点灯装置13の部品コストや回路規模の増大を防止できる。
【００３６】
このような点灯装置13を備えることで、スイッチSWのオンオフの切り換え操作により光源12の調光率を変更可能な照明装置11を提供できる。
【００３７】
なお、上記一実施形態において、制御部20は、外部電源15から点灯回路19への電力の供給のオンオフを切り換えるスイッチSWのオンオフ時間が所定の規定時間を満たしたときに、点灯回路19を制御して光源12の調光率を可変設定するようにしてもよい。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
11    照明装置
12    光源
13    点灯装置
15    外部電源
19    点灯回路
20    制御部
SW    スイッチ
【図１】
2020167121.tif 000003
【図２】
2020167121.tif 000004
【図３】
2020167121.tif 000005
【図４】
2020167121.tif 000006