(57)【要約】【課題】突入電流の抑制を図りつつ出力電圧が点灯開始電圧に達するまでの時間の短縮を図る。【解決手段】固体光源点灯装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御して出力電圧Ｖｏｕｔを調整する制御回路１２を備える。制御回路１２は、直流電源から入力電圧Ｖｉｎの供給が開始されるときに始動用の制御モードを選択する。始動用の制御モードを選択した制御回路１２は、スイッチング素子Ｑ１をオンしている期間とスイッチング素子Ｑ１をオンする周期Ｔｓの割合から出力電圧Ｖｏｕｔを推定する。始動用の制御モードを選択した制御回路１２は、推定した出力電圧Ｖｏｕｔが、点灯開始電圧Ｖｓｔ以上の目標電圧Ｖｔに達するタイミングで始動用の制御モードを終了する。【選択図】        図１
2020198222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から供給される入力電圧を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記ＤＣ／ＤＣコンバータから固体光源に出力される出力電圧を調整する制御回路と、
を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記固体光源と電気的に並列接続されるコンデンサと、
前記コンデンサと電気的に直列接続されるインダクタと、
前記直流電源に対して前記コンデンサ及び前記インダクタを介して電気的に接続されるスイッチング素子と、
を有し、
前記制御回路は、複数の制御モードから一つの制御モードを選択し、選択した前記一つの制御モードに応じて前記スイッチング素子をスイッチング制御するように構成され、
前記制御回路は、前記直流電源から前記入力電圧の供給が開始されるときに前記複数の制御モードの中から始動用の制御モードを選択し、
前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記スイッチング素子をオンした後に前記インダクタに流れるインダクタ電流が目標値に達したら前記スイッチング素子をオフし、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタ電流がゼロになれば前記スイッチング素子をオンすることを繰り返すように前記スイッチング素子をスイッチング制御し、
前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記スイッチング素子をオンしている期間と前記スイッチング素子をオンする周期の割合から前記出力電圧を推定し、前記推定した出力電圧が、前記点灯開始電圧以上の目標電圧に達するタイミングで前記始動用の制御モードを終了する、
固体光源点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記複数の制御モードに対応したコンピュータ・プログラムを実行するコンピュータシステムを有し、
前記コンピュータシステムは、前記推定した出力電圧が前記目標電圧に達するタイミングを予測し、前記予測したタイミングで前記始動用の制御モードを終了する、
請求項１記載の固体光源点灯装置。
【請求項３】
前記コンピュータシステムは、前記スイッチング素子をオンしてから前記インダクタ電流がゼロになるまでの周期に対する前記スイッチング素子のオン期間の割合を、前記入力電圧の計測値に乗算することで前記出力電圧を推定する、
請求項２記載の固体光源点灯装置。
【請求項４】
前記コンピュータシステムは、ｎ回目に推定した前記出力電圧とｎ−１回目に推定した前記出力電圧の差分に基づいてｎ＋１回目の前記出力電圧を予測し、前記予測した前記ｎ＋１回目の前記出力電圧が前記目標電圧以上となる場合、前記出力電圧の時間的な変化率を演算し、前記変化率に基づいて前記タイミングを予測する、
請求項３記載の固体光源点灯装置。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備え、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが別々の前記固体光源に前記出力電圧を出力し、
前記制御回路は、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御して前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各々から別々の前記固体光源に出力される出力電圧を調整する、
請求項１−４のいずれか１項に記載の固体光源点灯装置。
【請求項６】
請求項１−５のいずれかに記載の固体光源点灯装置と、
前記固体光源点灯装置によって点灯させられる一つ以上の固体光源と、
を備える、
照明器具。
【請求項７】
コンピュータシステムに、
複数の制御モードから一つの制御モードを選択させるステップと、
直流電源からＤＣ／ＤＣコンバータに入力電圧の供給が開始されるときに前記複数の制御モードの中から始動用の制御モードを選択させるステップと、
前記始動用の制御モードを選択した場合に前記スイッチング素子をオンした後に前記ＤＣ／ＤＣコンバータのインダクタに流れるインダクタ電流が目標値に達したら前記スイッチング素子をオフし、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタ電流がゼロになれば前記スイッチング素子をオンすることを繰り返すように前記スイッチング素子をスイッチング制御させるステップと、
前記始動用の制御モードを選択した場合に前記スイッチング素子をオンしている期間と前記スイッチング素子をオンする周期の割合から前記出力電圧を推定し、前記推定した出力電圧が、前記点灯開始電圧以上の目標電圧に達するタイミングで前記始動用の制御モードを終了させるステップと、
を実行させる、
コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体光源点灯装置、照明器具及びコンピュータ・プログラムに関する。より詳細には、本開示は、発光ダイオードのような固体光源を点灯させる固体光源点灯装置、当該固体光源点灯装置を備える照明器具、及び前記固体光源点灯装置が備えるコンピュータで実行されるコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として特許文献１記載のＬＥＤ点灯装置（固体光源点灯装置）を例示する。特許文献１記載のＬＥＤ点灯装置（以下、従来例という。）は、第１の点灯回路と、第２の点灯回路と、待機回路とを備える。第１の点灯回路は、電源投入から第１の時間経過後に第１の出力電圧を第１のＬＥＤアレイの第１の順方向電圧に到達させる第１のＤＣ／ＤＣコンバータを有する。第２の点灯回路は、第１の点灯回路と同一の電源に接続され、電源投入から第１の時間よりも短い第２の時間経過後に第２の出力電圧を第２のＬＥＤアレイの第２の順方向電圧に到達させる能力のある第２のＤＣ／ＤＣコンバータを有する。待機回路は、第２の出力電圧が電源投入から第１の時間後に第２の順方向電圧に到達するように、第１の出力電圧が第１の順方向電圧に到達する前に第２の出力電圧を第２の順方向電圧未満に維持させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−３７２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来例のようにＤＣ／ＤＣコンバータを備える固体光源点灯装置では、外部からの給電を開始する際に、過大な突入電流が流れることを防ぐため、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を徐々に上昇させている。
【０００５】
しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を徐々に上昇させた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力段の平滑コンデンサが固体光源（ＬＥＤアレイ）の点灯開始電圧に達するまでの時間が延びてしまう。
【０００６】
本開示の目的は、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧が点灯開始電圧に達するまでの時間の短縮を図ることができる固体光源点灯装置、照明器具及びコンピュータ・プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る固体光源点灯装置は、直流電源から供給される入力電圧を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記ＤＣ／ＤＣコンバータから固体光源に出力される出力電圧を調整する制御回路とを備える。前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記固体光源と電気的に並列接続されるコンデンサと、前記コンデンサと電気的に直列接続されるインダクタと、前記直流電源に対して前記コンデンサ及び前記インダクタを介して電気的に接続されるスイッチング素子とを有する。前記制御回路は、複数の制御モードから一つの制御モードを選択し、選択した前記一つの制御モードに応じて前記スイッチング素子をスイッチング制御するように構成される。前記制御回路は、前記直流電源から前記入力電圧の供給が開始されるときに前記複数の制御モードの中から始動用の制御モードを選択する。前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記スイッチング素子をオンした後に前記インダクタに流れるインダクタ電流が目標値に達したら前記スイッチング素子をオフする。前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタ電流がゼロになれば前記スイッチング素子をオンすることを繰り返すように前記スイッチング素子をスイッチング制御する。前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記スイッチング素子をオンしている期間と前記スイッチング素子をオンする周期の割合から前記出力電圧を推定する。前記始動用の制御モードを選択した前記制御回路は、前記推定した出力電圧が、前記点灯開始電圧以上の目標電圧に達するタイミングで前記始動用の制御モードを終了する。
【０００８】
本開示の一態様に係る照明器具は、前記固体光源点灯装置と、前記固体光源点灯装置によって点灯させられる一つ以上の固体光源とを備える。
【０００９】
本開示の一態様に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータシステムに以下の複数のステップを実行させる。前記複数のステップは、複数の制御モードから一つの制御モードを選択させるステップを含む。前記複数のステップは、直流電源からＤＣ／ＤＣコンバータに入力電圧の供給が開始されるときに前記複数の制御モードの中から始動用の制御モードを選択させるステップを含む。前記複数のステップは、前記始動用の制御モードを選択した場合に前記スイッチング素子をオンした後に前記ＤＣ／ＤＣコンバータのインダクタに流れるインダクタ電流が目標値に達したら前記スイッチング素子をオフし、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタ電流がゼロになれば前記スイッチング素子をオンすることを繰り返すように前記スイッチング素子をスイッチング制御させるステップを含む。前記複数のステップは、前記始動用の制御モードを選択した場合に前記スイッチング素子をオンしている期間と前記スイッチング素子をオンする周期の割合から前記出力電圧を推定し、前記推定した出力電圧が、前記点灯開始電圧以下の目標電圧に達するタイミングで前記始動用の制御モードを終了させるステップを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の固体光源点灯装置、照明器具及びコンピュータ・プログラムは、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧が点灯開始電圧に達するまでの時間の短縮を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る固体光源点灯装置の回路構成図である。
【図２】図２は、同上の固体光源点灯装置の動作説明用のタイムチャートである。
【図３】図３は、同上の固体光源点灯装置における制御回路の始動用の制御モードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、同上の固体光源点灯装置における制御回路の始動用の制御モードの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】図５は、同上の固体光源点灯装置の変形例のブロック図である。
【図６】図６Ａは、本開示の実施形態に係る照明器具の断面図である。図６Ｂは、本開示の別の実施形態に係る照明器具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態に係る固体光源点灯装置、照明器具及びコンピュータ・プログラムについて図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１３】
まず、実施形態に係る固体光源点灯装置１について説明する。実施形態に係る固体光源点灯装置１（以下、固体光源点灯装置１と略す。）は、図１に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び制御回路１２を備える。
【００１４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、一対の入力端子１０１、１０２と一対の出力端子１０３、１０４を備える。一対の入力端子１０１、１０２は、電力系統９と電気的に接続される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、電力系統９から一対の入力端子１０１、１０２に入力される交流電圧（例えば、実効値１００Ｖ、電源周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧）を直流電圧に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば、力率改善機能を有する絶縁型のフライバックコンバータで構成されることが好ましい。ただし、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０はフライバックコンバータに限定されず、昇圧チョッパ回路からなる力率改善回路と降圧チョッパ回路の組合せなどであっても構わない。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、一対の出力端子１０３、１０４から直流電圧（入力電圧Ｖｉｎ）をＤＣ／ＤＣコンバータ１１に供給する。なお、入力電圧Ｖｉｎの定格は、例えば、４２Ｖである。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、例えば、降圧チョッパ回路で構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、平滑用のコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１と電気的に直列接続されるインダクタＬ１（チョークコイル）と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｑ１とを有する。スイッチング素子Ｑ１は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）である。ただし、スイッチング素子Ｑ１は、バイポーラトランジスタなどのＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチング素子であっても構わない。
【００１６】
スイッチング素子Ｑ１のドレインがダイオードＤ１のアノード及びインダクタＬ１の第１端と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースは、抵抗器Ｒ１を介してグランド及びＡＣ／ＤＣコンバータ１０の低電位側の出力端子１０４と電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソード及びコンデンサＣ１の第１端がＡＣ／ＤＣコンバータ１０の高電位側の出力端子１０３と電気的に接続されている。コンデンサＣ１の第２端とインダクタＬ１の第２端が電気的に接続されている。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１において、スイッチング素子Ｑ１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の一対の出力端子１０３、１０４に対してコンデンサＣ１及びインダクタＬ１を介して電気的に接続されている。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、ゼロクロス検出回路１１０を有している。ゼロクロス検出回路１１０は、インダクタＬ１からダイオードＤ１及びコンデンサＣ１を介して回生電流（インダクタ電流ＩＬ）が流れ始めたときに立ち上がり、インダクタ電流ＩＬがゼロになったときに立ち下がる矩形波の検出信号Ｖｚｃを出力する（図２参照）。
【００１８】
コンデンサＣ１には固体光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）２が電気的に並列接続される。なお、図１ではＬＥＤ２を一つしか図示していないが、複数のＬＥＤ２がコンデンサＣ１の両端に直列又は直並列に電気的に接続されても構わない。ただし、固体光源はＬＥＤに限定されない。固体光源は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子又は半導体レーザなどのＬＥＤ以外の固体発光素子であっても構わない。
【００１９】
しかして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０から供給される入力電圧Ｖｉｎを、ＬＥＤ２の点灯開始電圧Ｖｓｔ以上の電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）に降圧してＬＥＤ２に出力する。ＬＥＤ２は、点灯開始電圧Ｖｓｔ以上の出力電圧Ｖｏｕｔが印加されることで電流（負荷電流）が流れて発光（点灯）する。
【００２０】
制御回路１２は、複数の制御モードから一つの制御モードを選択し、選択した一つの制御モードに応じてスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御するように構成される。制御回路１２は、例えば、コンピュータシステムを有している。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたコンピュータ・プログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御回路１２としての機能が実現される。コンピュータ・プログラムは、コンピュータシステムのメモリにあらかじめ記録されてもよい。また、コンピュータ・プログラムは、電気通信回線を通じて提供されてもよい。あるいは、コンピュータ・プログラムは、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（Integrated Circuit）又は大規模集積回路（Large-Scale Integration）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。なお、本開示における制御回路１２は、汎用のマイクロコントローラ（例えば、ルネサスエレクトロニクス社製のRL78/I1Aなど）を有している。
【００２１】
複数の制御モードは、少なくとも通常点灯用の制御モード及び始動用の制御モードを含んでいる。複数の制御モードの各々に対応するコンピュータ・プログラムがコンピュータシステム（マイクロコントローラ）のメモリに格納されている。
【００２２】
制御回路１２は、電力系統９が投入されてＡＣ／ＤＣコンバータ１０からＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力電圧Ｖｉｎの供給が開始されるときに始動用の制御モードを選択し、かつ、実行する。また、制御回路１２は、始動用の制御モードによってＬＥＤ２を始動（点灯開始）させた後、通常点灯用の制御モードを選択し、かつ、実行する。
【００２３】
制御回路１２は、通常点灯用の制御モードを選択して実行した場合、ＬＥＤ２に流す電流（負荷電流）を定電流とするようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１のスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する。制御回路１２は、スイッチング素子Ｑ１に流れる負荷電流を抵抗器Ｒ１で電圧に変換し、当該電圧（検出電圧Ｖ１と呼ぶ。）を取り込んでいる。また、制御回路１２は、ゼロクロス検出回路１１０から出力される検出信号Ｖｚｃを取り込んでいる。制御回路１２は、スイッチング素子Ｑ１をオンした後に検出電圧Ｖ１が上限値に達したらスイッチング素子Ｑ１をオフする。制御回路１２は、スイッチング素子（Ｑ１）をオフした後、検出信号Ｖｚｃが立ち下がるとスイッチング素子Ｑ１をオンする。つまり、制御回路１２は、検出電圧Ｖ１と検出信号Ｖｚｃに応じてスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する、いわゆる臨界導通モードでスイッチング制御を行うことにより、負荷電流を定電流化している。
【００２４】
次に、始動用の制御モードを選択して実行するときの制御回路１２の動作を説明する。制御回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０から供給される入力電圧Ｖｉｎを検出（計測）している。具体的には、制御回路１２は、入力電圧Ｖｉｎを分圧抵抗で分圧した検出電圧Ｖ２を取り込んでいる。検出電圧Ｖ２は、入力電圧Ｖｉｎに比例し、かつ、入力電圧Ｖｉｎよりも十分に低い電圧である。つまり、検出電圧Ｖ２が入力電圧Ｖｉｎの計測値に相当する。
【００２５】
制御回路１２は、検出電圧Ｖ２が増加して入力電圧Ｖｉｎの定格値に対応した基準値に達したと判断すると、始動用の制御モードを選択し、始動用の制御モードに対応したコンピュータ・プログラムを実行する。始動用の制御モードにおいて、制御回路１２は、コンデンサＣ１を介して過大な突入電流が流れることを抑制するため、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御することによって、インダクタＬ１に流れるインダクタ電流ＩＬを調整する。
【００２６】
具体的には、制御回路１２は、インダクタ電流ＩＬが目標値Ｉｐに達するまでスイッチング素子Ｑ１をオン状態に維持し、インダクタ電流ＩＬが目標値Ｉｐに達したらスイッチング素子Ｑ１をオフする（図２参照）。スイッチング素子Ｑ１がオフすると、スイッチング素子Ｑ１がオンしている間にインダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を介して放出されることでインダクタ電流ＩＬ（回生電流）が流れる。インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが全て放出されるとインダクタ電流ＩＬがゼロになる。制御回路１２は、検出信号Ｖｚｃによってインダクタ電流ＩＬがゼロになったと判断すると、再びスイッチング素子Ｑ１をオンする。なお、インダクタ電流ＩＬの目標値Ｉｐは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１からＬＥＤ２に供給される負荷電流の定格値よりも小さい値である。
【００２７】
制御回路１２は、スイッチング素子Ｑ１をオンしている期間（オン期間Ｔｏｎ）とスイッチング素子Ｑ１をオンする周期（オン周期Ｔｓ）の割合（Ｔｏｎ／Ｔｓ）と入力電圧Ｖｉｎの計測値（検出電圧Ｖ２）を用い、下記の式１によって出力電圧Ｖｏｕｔを推定する。
【００２８】
Ｖｏｕｔ＝Ｖ２×（Ｔｏｎ／Ｔｓ）…（式１）
制御回路１２は、上記式１によって演算した（推定した）出力電圧Ｖｏｕｔが、点灯開始電圧Ｖｓｔ以上の目標電圧Ｖｔに達するタイミングで始動用の制御モードを終了する。制御回路１２は、始動用の制御モードを終了した後、通常点灯用の制御モードを選択して実行する。制御回路１２が始動用の制御モードを実行すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のコンデンサＣ１が徐々に充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧Ｖｏｕｔは、コンデンサＣ１の充電量に比例して徐々に上昇する。このため、固体光源点灯装置１は、コンデンサＣ１に過大な突入電流が流れることを抑制することができる。
【００２９】
ここで、制御回路１２（マイクロコントローラ）が始動用の制御モードに対応するコンピュータ・プログラムを実行する際の動作（処理）について、図３のフローチャート及び図４のタイミングチャートを参照して詳細に説明する。
【００３０】
制御回路１２は、始動用の制御モードに対応したコンピュータ・プログラムを実行すると、最初に変数ｎに１を代入して初期化する（図３のステップ１）。制御回路１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のスイッチング素子Ｑ１を臨界導通モードでスイッチング制御する（図３のステップ２）。マイクロコントローラは、そのときのスイッチング素子Ｑ１のオン期間Ｔｏｎと周期Ｔｓの割合を計測し、当該割合を入力電圧Ｖｉｎに乗算することで出力電圧Ｖｏｕｔを推定する（図３のステップ３）。
【００３１】
続いて、制御回路１２は、前回の出力電圧Ｖｏｕｔの推定値（Ｘｎ−１：Ｘ０）と今回の出力電圧Ｖｏｕｔの推定値（Ｘｎ：Ｘ１）から、下記の式２を用いて次回の出力電圧Ｖｏｕｔの推定値（Ｘｎ＋１：Ｘ２）を予測する（図３のステップ４）。ただし、Ｘ０＝０とする。
【００３２】
Ｘｎ＋１＝（Ｘｎ−Ｘｎ−１）＋Ｘｎ…（式２）  
制御回路１２は、次回の出力電圧Ｖｏｕｔの推定値Ｘｎ＋１（Ｘ２）から、次回の出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔ以上になるか否かを判断する（図３のステップ５）。制御回路１２は、次回の出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔ未満である場合、変数ｎをインクリメントし（図３のステップ６）、ステップ２に戻ってスイッチング素子Ｑ１を臨界導通モードでスイッチング制御する。制御回路１２がステップ２−４の処理を繰り返すことにより、コンデンサＣ１の充電量が増加して出力電圧Ｖｏｕｔも上昇する（図４参照）。
【００３３】
制御回路１２は、次回の出力電圧Ｖｏｕｔの推定値Ｘｎ＋１（Ｘ２）から、次回の出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔ以上になると判断すると、次回の出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔに到達するタイミングを予測する（図３のステップ７）。具体的には、制御回路１２は、下記の式３を用いて、次回の出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔに到達するタイミング、すなわち、始動用の制御モードを終了するタイミングＴｓｔｐを演算する。つまり、制御回路１２は、（Ｘｎ＋１−Ｖｔ）／（Ｘｎ＋１−Ｘｎ）で表される、出力電圧Ｖｏｕｔの時間的な変化率から始動用の制御モードを終了するタイミングＴｓｔｐを演算することができる。
【００３４】
Ｔｓｔｐ＝Ｔｃａｌ×（Ｘｎ＋１−Ｖｔ）／（Ｘｎ＋１−Ｘｎ）…（式３）
ただし、Ｔｃａｌは制御回路１２が式１、式２の演算を実行する周期を表す。
【００３５】
制御回路１２は、スイッチング素子Ｑ１を臨界導通モードでスイッチング制御する（図３のステップ８）。そして、制御回路１２は、次回（ｎ＋１回目）の処理を開始した時点からの経過時間が、式３で演算したタイミングＴｓｔｐに到達したか否かを判断する（図３のステップ９）。制御回路１２は、経過時間がタイミングＴｓｔｐに達していないと判断すれば、ステップ８に戻ってスイッチング素子Ｑ１を臨界導通モードでスイッチング制御する。一方、制御回路１２は、経過時間がタイミングＴｓｔｐに達したと判断すれば、始動用の制御モード（コンピュータ・プログラム）を終了する。
【００３６】
ここで、制御回路１２が臨界導通モードではなく、いわゆる不連続導通モードでスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御した場合でも突入電流の抑制を図ることは可能である。しかしながら、制御回路１２が臨界導通モードでスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御することにより、不連続導通モードでスイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する場合に比べて、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔに到達するまでの時間を短縮できる。さらに、制御回路１２は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔに到達するタイミングを予測し、当該タイミングで始動用の制御モードを終了するので、過大な出力電圧ＶｏｕｔがＬＥＤ２に印加されることを防ぐことができる。その結果、固体光源点灯装置１は、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧Ｖｏｕｔが点灯開始電圧Ｖｓｔに達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
また、固体光源点灯装置１において、制御回路１２は、複数の制御モードに対応したコンピュータ・プログラムを実行するコンピュータシステム（マイクロコントローラ）を有している。コンピュータシステム（マイクロコントローラ）は、推定した出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｔに達するタイミングを予測し、予測したタイミングで始動用の制御モードを終了する。このように制御回路１２がコンピュータシステム（マイクロコントローラ）を有しているので、制御回路１２を含む固体光源点灯装置１全体の小型化を図ることができる。
【００３８】
さらに、固体光源点灯装置１において、制御回路１２は、式１〜式３で示すように、簡単な四則演算によって出力電圧Ｖｏｕｔの推定値及び始動用の制御モードを終了するタイミングＴｓｔｐなどを予測することができる。
【００３９】
ここで、実施形態に係る固体光源点灯装置１の変形例を図５に示す。変形例の固体光源点灯装置１は、図５に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力端子１０３、１０４に電気的に並列接続された二つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１（１１Ａと１１Ｂ）を備えている。一方のＤＣ／ＤＣコンバータ１１Ａは、例えば、光源色が昼白色のＬＥＤ２Ａを点灯させる。他方のＤＣ／ＤＣコンバータ１１Ｂは、例えば、光源色が電球色のＬＥＤ２Ｂを点灯させる。ただし、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０、二つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１Ａ、１１Ｂ及び制御回路１２の各々の回路構成は、実施形態に係る固体光源点灯装置１と共通であるから、詳細な回路構成の図示及び説明を省略する。
【００４０】
変形例の固体光源点灯装置１において、制御回路１２は、二つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１Ａ、１１Ｂのそれぞれの出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２を個別に調整することができる。より詳しくは、制御回路１２は、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ１１Ａ、１１Ｂを通常点灯用の制御モード及び始動用の制御モードを含む複数の制御モードによって制御することができる。そのため、変形例の固体光源点灯装置１においても、突入電流の抑制を図りつつ各出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２が点灯開始電圧に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００４１】
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本開示の実施形態に係る照明器具を説明する。
【００４２】
図６Ａに示す照明器具６は、天井仕上げ材Ｓに埋込配設されるダウンライトであって、複数のＬＥＤ２を内蔵した器具本体６０と、天井仕上げ材Ｓの裏側（上側）に設置される固体光源点灯装置１とを備える。
【００４３】
器具本体６０は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成されている。器具本体６０の内底面に複数のＬＥＤ２を実装した基板２０が取り付けられる。器具本体６０の下面開口が円板状のカバー６１で閉塞される。なお、カバー６１は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成される。
【００４４】
固体光源点灯装置１は、矩形箱状に形成された金属製のケースに収納されている。また、固体光源点灯装置１は、電源ケーブル６２とコネクタ６３を介して複数のＬＥＤ２と電気的に接続される。
【００４５】
一方、図６Ｂに示す照明器具７は、天井仕上げ材Ｓに埋込配設されるダウンライトであって、複数のＬＥＤ２と固体光源点灯装置１を器具本体７０内に収容して構成される。
【００４６】
器具本体７０は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成されている。器具本体７０の内部空間は、円板状の仕切板７１によって上下に分割されている。また、器具本体７０の下面開口は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成される円板状のカバー７２で閉塞される。
【００４７】
複数のＬＥＤ２を実装した基板２０が、仕切板７１の下面側に配設される。また、固体光源点灯装置１は、仕切板７１の上部空間に収納される。固体光源点灯装置１は、電源ケーブル７３によって複数のＬＥＤ２と電気的に接続される。
【００４８】
なお、本開示の実施形態に係る照明器具はダウンライトに限定されず、例えば、スポットライト又はシーリングライトなどのダウンライト以外の照明器具であっても構わない。
【００４９】
上述のように第１の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、直流電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ１０）から供給される入力電圧（Ｖｉｎ）を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）を備える。第１の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）を制御してＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）から固体光源（ＬＥＤ２）に出力される出力電圧（Ｖｏｕｔ）を調整する制御回路（１２）を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）は、固体光源と電気的に並列接続されるコンデンサ（Ｃ１）と、コンデンサ（Ｃ１）と電気的に直列接続されるインダクタ（Ｌ１）とを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ（は）、直流電源に対してコンデンサ（Ｃ１）及びインダクタ（Ｌ１）を介して電気的に接続されるスイッチング素子（Ｑ１）を更に有する。制御回路（１２）は、複数の制御モードから一つの制御モードを選択し、選択した一つの制御モードに応じてスイッチング素子（Ｑ１）をスイッチング制御するように構成される。制御回路（１２）は、直流電源から入力電圧（Ｖｉｎ）の供給が開始されるときに複数の制御モードの中から始動用の制御モードを選択する。始動用の制御モードを選択した制御回路（１２）は、スイッチング素子（Ｑ１）をオンした後にインダクタ（Ｌ１）に流れるインダクタ電流（ＩＬ）が目標値に達したらスイッチング素子（Ｑ１）をオフし、スイッチング素子（Ｑ１）をオフした後にインダクタ電流（ＩＬ）がゼロになればスイッチング素子（Ｑ１）をオンすることを繰り返すようにスイッチング素子（Ｑ１）をスイッチング制御する。始動用の制御モードを選択した制御回路（１２）は、スイッチング素子（Ｑ１）をオンしている期間とスイッチング素子（Ｑ１）をオンする周期（オン周期Ｔｓ）の割合（Ｔｏｎ／Ｔｓ）から出力電圧（Ｖｏｕｔ）を推定する。始動用の制御モードを選択した制御回路（１２）は、推定した出力電圧（Ｖｏｕｔ）が、点灯開始電圧（Ｖｓｔ）以上の目標電圧（Ｖｔ）に達するタイミングで始動用の制御モードを終了する。
【００５０】
第１の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、出力電圧（Ｖｏｕｔ）が目標電圧（Ｖｔ）に到達するタイミングを予測し、当該タイミングで始動用の制御モードを終了するので、過大な出力電圧（Ｖｏｕｔ）が固体光源に印加されることを防ぐことができる。その結果、第１の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が点灯開始電圧（Ｖｓｔ）に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００５１】
第２の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、第１の態様との組合せにより実現され得る。第２の態様に係る固体光源点灯装置（１）において、制御回路（１２）は、複数の制御モードに対応したコンピュータ・プログラムを実行するコンピュータシステム（制御回路１２）を有することが好ましい。コンピュータシステムは、推定した出力電圧（Ｖｏｕｔ）が目標電圧（Ｖｔ）に達するタイミング（Ｔｓｔｐ）を予測し、予測したタイミング（Ｔｓｔｐ）で始動用の制御モードを終了することが好ましい。
【００５２】
第２の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、全体の小型化を図ることができる。
【００５３】
第３の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、第２の態様との組合せにより実現され得る。第３の態様に係る固体光源点灯装置（１）において、コンピュータシステムは、スイッチング素子（Ｑ１）をオンしてからインダクタ電流（ＩＬ）がゼロになるまでの周期に対するスイッチング素子（Ｑ１）のオン期間（Ｔｏｎ）の割合を、入力電圧（Ｖｉｎ）の計測値に乗算することで出力電圧（Ｖｏｕｔ）を推定することが好ましい。
【００５４】
第３の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、簡単な四則演算によって出力電圧（Ｖｏｕｔ）の推定値を演算することができる。
【００５５】
第４の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、第３の態様との組合せにより実現され得る。第４の態様に係る固体光源点灯装置（１）において、コンピュータシステムは、ｎ回目に推定した出力電圧（Ｖｏｕｔ）とｎ−１回目に推定した出力電圧（Ｖｏｕｔ）の差分に基づいてｎ＋１回目の出力電圧（Ｖｏｕｔ）を予測することが好ましい。コンピュータシステムは、予測したｎ＋１回目の出力電圧（Ｖｏｕｔ）が目標電圧（Ｖｔ）以上となる場合、出力電圧（Ｖｏｕｔ）の時間的な変化率を演算し、変化率に基づいて（始動用の制御モードを終了する）タイミング（Ｔｓｔｐ）を予測することが好ましい。
【００５６】
第４の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、簡単な四則演算によって始動用の制御モードを終了するタイミング（Ｔｓｔｐ）を予測することができる。
【００５７】
第５の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、第１−第４のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第５の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）を複数備えることが好ましい。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１Ａ、１１Ｂ）のそれぞれが別々の固体光源（ＬＥＤ２Ａ、２Ｂ）に出力電圧（Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２）を出力することが好ましい。制御回路（１２）は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１Ａ、１１Ｂ）をそれぞれ制御して複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１Ａ、１１Ｂ）の各々から別々の固体光源に出力される出力電圧（Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２）を調整することが好ましい。
【００５８】
第５の態様に係る固体光源点灯装置（１）は、突入電流の抑制を図りつつ各出力電圧（Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２）が点灯開始電圧に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
第６の態様に係る照明器具（６；７）は、第１−第５のいずれかの態様に係る固体光源点灯装置（１）と、固体光源点灯装置（１）によって点灯させられる一つ以上の固体光源（ＬＥＤ２）とを備える。
【００６０】
第６の態様に係る照明器具（６；７）は、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が点灯開始電圧（Ｖｓｔ）に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
第７の態様に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータシステム（制御回路１２）に、以下の複数のステップを実行させる。複数のステップは、複数の制御モードから一つの制御モードを選択させるステップを含む。複数のステップは、直流電源からＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）に入力電圧（Ｖｉｎ）の供給が開始されるときに始動用の制御モードを選択させるステップを含む。複数のステップは、始動用の制御モードを選択した場合にスイッチング素子（Ｑ１）をオンした後にＤＣ／ＤＣコンバータ（１１）のインダクタ（Ｌ１）に流れるインダクタ電流（ＩＬ）が目標値（Ｉｐ）に達したらスイッチング素子（Ｑ１）をオフし、スイッチング素子（Ｑ１）をオフした後にインダクタ電流（ＩＬ）がゼロになればスイッチング素子（Ｑ１）をオンすることを繰り返すようにスイッチング素子（Ｑ１）をスイッチング制御させるステップを含む。複数のステップは、始動用の制御モードを選択した場合にスイッチング素子（Ｑ１）をオンしている期間（Ｔｏｎ）とスイッチング素子（Ｑ１）をオンする周期（オン周期Ｔｓ）の割合（Ｔｏｎ／Ｔｓ）から出力電圧（Ｖｏｕｔ）を推定し、推定した出力電圧（Ｖｏｕｔ）が、点灯開始電圧（Ｖｓｔ）以上の目標電圧（Ｖｔ）に達するタイミングで始動用の制御モードを終了させるステップとを含む。
【００６２】
第７の態様に係るコンピュータ・プログラムは、突入電流の抑制を図りつつ出力電圧（Ｖｏｕｔ）が点灯開始電圧（Ｖｓｔ）に達するまでの時間の短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  固体光源点灯装置
２  ＬＥＤ（固体光源）
６  照明器具
７  照明器具
１０  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２  制御回路
Ｑ１  スイッチング素子
Ｌ１  インダクタ
Ｃ１  コンデンサ
Ｖｉｎ  入力電圧
Ｖｏｕｔ  出力電圧
Ｖｓｔ  点灯開始電圧
Ｖｔ  目標電圧
ＩＬ  インダクタ電流
Ｉｐ  インダクタ電流の目標値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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