(57)【要約】【課題】装置の想定する寿命を超えて装置を使用した場合における不具合の発生確率を低減することのできる電源装置を提供する。【解決手段】交流電源ＡＣからの交流電圧を整流した脈流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する直流電源回路１と、直流電源回路１の出力電圧を受けて放電灯Ｌａに点灯電力を供給する負荷回路２と、直流電源回路１の出力電圧を検出する出力電圧検出部１１と、直流電源回路１の出力電圧を所定電圧に制御する直流電源制御回路５と、直流電源回路１の出力電圧が前記所定電圧を超えた所定の過電圧を超えたか否かを判定し、所定の過電圧を超えると直流電源制御回路１の動作を一定時間停止させる異常判定部５４と、直流電源制御回路１の動作時間に相当する時間を累積計時する計時部４４とを備え、計時部４４で計時された時間が所定時間を超えると直流電源制御回路５が動作を開始してから一定時間異常判定部５４の動作を停止させる。【選択図】図１
2010259237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電圧又は交流電源からの交流電圧を整流した脈流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路の出力電圧を受けて負荷に動作電力を供給する負荷回路と、直流電源回路の出力電圧を検出する出力電圧検出部と、出力電圧検出部の検出結果に応じて直流電源回路の出力電圧を所定電圧に制御する直流電源制御回路と、出力電圧検出部の検出結果を受けて直流電源回路の出力電圧が前記所定電圧よりも高い所定の過電圧を超えたか否かを判定するとともに、所定の過電圧を超えると直流電源制御回路の動作を一定時間停止させる異常判定部と、直流電源制御回路の動作時間に相当する時間を累積計時する計時部とを備え、計時部で計時された時間が所定時間を超えると少なくとも直流電源制御回路が動作を開始してから一定時間が経過するまで異常判定部の動作を停止させることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯等の負荷に動作電力を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電灯等の負荷に動作電力を供給する電源装置においては、整流器や高周波電圧発生用のスイッチング素子、平滑用コンデンサ等の電子部品の寿命を判定し、寿命に達したと判定するとその旨を利用者に報知する又は保護回路によって保護動作をする手段を設けたものが知られており、例えば特許文献１，２に開示されている。寿命を判定する手段としては、例えば予め設定した寿命時間によって電源装置の寿命を判定するものがある。この場合には、寿命時間をメモリに予め記憶させるとともに使用時間をマイコンに計時させる比較的簡単な構成で実現することができる。また、装置を構成する電子部品の何らかのパラメータを検出し、電子部品の経年劣化によるパラメータの変化から電源装置の寿命を判定する手段も考えられる。
【０００３】
一方、電源装置が寿命に達した場合に使用者に報知する手段としては、例えば光源から発する光量を通常時よりも増減させたり、光源の点滅を繰り返したりする手段が考えられる。これらの手段は、別途報知手段を設ける場合と比較して簡単な構成であり、安価に実現することができる。このように、電源装置が寿命に達したと判定した場合に利用者にその旨を報知することで、利用者に電源装置の使用の停止、又は電源装置を構成する電子部品の交換等を促すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８５３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような電源装置の寿命はメーカ側が信頼性及び安全性を保障する期間に従って既定されたものであり、電源装置の実際の寿命はメーカ側が想定する寿命よりも長くなる場合が殆どである。特に、最近では電源装置に保護回路を設ける等して電子部品にかかるストレスを低減しているので、メーカ側が想定する寿命を遥かに超えた期間電源装置を使用する事ができる場合もある。このため、利用者側からすると未だ使用可能であるにも関わらず電源装置の停止や電子部品の交換等を促されるのは不本意であり、寿命に達した旨を報知されても電源装置を使用し続ける場合がある。
【０００６】
しかしながら、メーカ側の想定する寿命を超えて電源装置を使用した場合、その使用期間に比例して電源装置に不具合が生じる可能性が高くなる。仮に電源装置に不具合が生じた場合には、メーカ側及び利用者側の双方にとって不利益となる虞があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、装置の想定する寿命を超えて装置を使用した場合における不具合の発生確率を低減することのできる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、直流電源からの直流電圧又は交流電源からの交流電圧を整流した脈流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路の出力電圧を受けて負荷に動作電力を供給する負荷回路と、直流電源回路の出力電圧を検出する出力電圧検出部と、出力電圧検出部の検出結果に応じて直流電源回路の出力電圧を所定電圧に制御する直流電源制御回路と、出力電圧検出部の検出結果を受けて直流電源回路の出力電圧が前記所定電圧よりも高い所定の過電圧を超えたか否かを判定するとともに、所定の過電圧を超えると直流電源制御回路の動作を一定時間停止させる異常判定部と、直流電源制御回路の動作時間に相当する時間を累積計時する計時部とを備え、計時部で計時された時間が所定時間を超えると少なくとも直流電源制御回路が動作を開始してから一定時間が経過するまで異常判定部の動作を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置が想定する寿命に達すると保護動作を一時的に停止することで装置を構成する電子部品に故意にストレスをかけることができるので、電子部品が偶発的に故障する機会を増やし、電子部品を故障に至らしめることができる。したがって、装置が想定する寿命に達してから電子部品が故障するまでの時間を短くすることができ、仮に装置の想定する寿命を超えて利用者が装置を使用した場合でも、使用期間を意図的に短くすることで装置に不具合が発生する確率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電源装置の実施形態１を示す回路図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は同上の制御回路を説明するためのタイムチャートである。
【図３】同上のインバータ制御回路を示す回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は同上のシーケンス制御を説明するためのタイムチャートである。
【図５】同上の停止実行部を示す回路図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は同上の停止実行部を説明するためのタイムチャートである。
【図７】同上の動作設定回路の基本動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】同上の直流電源制御回路及び異常判定部を示す回路図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は同上の異常判定部が動作していない場合を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は同上の異常判定部が動作している場合を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明に係る電源装置の実施形態２を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、本発明に係る電源装置の実施形態１について図面を用いて説明する。尚、本実施形態では、後述するように負荷回路２は直流電源回路１からの直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ部２０や、インバータ部２０からの高周波電圧が印加されて共振作用によって放電灯Ｌａを点灯させる共振部２１等から成り、放電灯Ｌａに点灯電力を供給するための構成となっているが、負荷回路２は当該構成に限定されるものではなく、放電灯Ｌａ以外の負荷に動作電力を供給する構成であっても構わない。
【００１２】
本実施形態は、図１に示すように、交流電源ＡＣからの交流電圧を整流して脈流電圧を出力するダイオードブリッジから成る整流回路ＤＢと、整流回路ＤＢからの脈流電圧を昇圧及び平滑化して直流電圧を出力する直流電源回路１と、直流電源回路１からの直流電圧を高周波電圧に変換するとともに高周波電圧を放電灯Ｌａに印加して放電灯Ｌａを点灯させる負荷回路２と、直流電源回路１を制御する直流電源制御回路５及び負荷回路２の後述するインバータ部２０を制御するインバータ制御回路６を有する制御回路３と、制御回路３における動作を設定するための動作設定回路４とから構成される。
【００１３】
直流電源回路１は、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、平滑用コンデンサＣ１から成る昇圧チョッパ回路であって、後述する直流電源制御回路５からの駆動信号に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを切り換えることで整流回路ＤＢからの脈流電圧を昇圧し、昇圧された脈流電圧を平滑化した直流電圧を負荷回路２に供給する。また、直流電源回路１における入力側には、直流電源回路１の入力電圧を検出するための入力電圧検出部１０が設けられており、出力側には、直流電源回路１の出力電圧を検出するための出力電圧検出部１１が設けられている。また、スイッチング素子Ｑ１はＭＯＳＦＥＴから成り、そのゲート端子は抵抗Ｒ１を介して後述する第１の駆動部５０に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のソース端子には抵抗Ｒ２が接続されており、抵抗Ｒ２における電圧降下分が後述する第２のオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力される。尚、入力電圧検出部１０及び出力電圧検出部１１は、何れも抵抗及びコンデンサから成り（入力電圧検出部１０は図５参照）、周知であるのでここでは詳細な説明を省略する。
【００１４】
負荷回路２は、直列に接続された１対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を有し、後述するインバータ制御回路６からの駆動信号に応じてこれらスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン／オフを交互に切り換えることで、直流電源回路１からの直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ部２０と、コンデンサＣ２，Ｃ３、及びインダクタＬ２から成り、インバータ部２０からの高周波電圧が印加されて共振作用によって放電灯Ｌａを点灯させる共振部２１と、コンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６、及びトランスＴ１から成り、インバータ部２０からの高周波電圧が印加されて放電灯Ｌａを予熱する予熱部２２と、インバータ部２０からの高周波電圧が印加されて後述する第２の制御電源Ｖｃｃ２を生成する制御電源生成回路２３とから成る。尚、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は何れもＭＯＳＦＥＴから成り、各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲート端子と後述する第２の駆動部６０との間には抵抗Ｒ３，Ｒ４がそれぞれ挿入されている。
【００１５】
制御回路３は、直流電源回路１の出力電圧を受けて第２の制御電源Ｖｃｃ２を立ち上げる起動部３０と、第２の制御電源Ｖｃｃ２の電源電圧と第２の基準電圧源Ｖｒｅｆ２の電源電圧とを比較する制御電源比較部３１と、制御電源比較部３１の比較結果に応じて第１の制御電源Ｖｃｃ１を生成する第１の制御電源生成部３２と、後述する停止実行部３４からの出力信号に応じて第３の制御電源Ｖｃｃ３を生成する第３の制御電源生成部３３と、後述する停止判定部４２の判定結果に応じて第１の駆動部５０及び第２の駆動部６０の動作を制御する停止実行部３４と、後述する報知部４６からの出力信号に応じて後述する異常判定部５４の動作を制御する時間判定部３５とから成る。
【００１６】
動作設定回路４は、マイコンから成り、後述する周波数設定部４１及び停止判定部４２のシーケンス制御を行うシーケンス制御部４０と、インバータ部２０のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数を設定するための周波数設定信号を出力する周波数設定部４１と、シーケンス制御部４０によるシーケンス制御に応じて第１の駆動部５０及び第２の駆動部６０の動作を停止させる停止信号を出力する停止判定部４２と、動作設定回路４のクロック周期を設定する周期設定部４３と、直流電源制御回路５の動作時間を計時する計時部４４と、計時部４４で計時された時間を記憶する記憶部４５と、計時部４４で計時された累積時間が所定時間を超えると寿命報知信号を時間判定部３５に出力する報知部４６とから成る。
【００１７】
直流電源制御回路５は、直流電源回路１のスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを切り換える駆動信号を出力する第１の駆動部５０と、直流電源回路１のインダクタＬ１の二次巻線を介してインダクタＬ１を流れる電流の零点を検出する零電流検出部５１と、第１の駆動部５０の動作を制御するＲＳフリップフロップ５２と、出力電圧検出部１１の検出電圧と第１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１の電源電圧とを比較する第１のオペアンプＯＰ１と、入力電圧検出部１０の検出電圧と第１のオペアンプＯＰ１の出力電圧とを乗算する乗算器５３と、直流電源回路１の抵抗Ｒ２における電圧降下分と乗算器５３の出力電圧とを比較する第２のオペアンプＯＰ２と、出力電圧検出部１１の検出電圧を受けて直流電源回路１の出力電圧の異常を判定する異常判定部５４とから成る。
【００１８】
インバータ制御回路６は、インバータ部２０のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン／オフを交互に切り換える駆動信号を出力する第２の駆動部６０と、動作設定回路４の周波数設定部４１から出力される周波数設定信号に応じて駆動信号の周波数を可変する周波数可変部６１とから成る。
【００１９】
以下、本実施形態の動作について説明する。先ず、制御回路３の動作について図面を用いて説明する。本実施形態の電源を投入すると、直流電源回路１の出力電圧が後段の負荷回路２及び制御回路３の起動部３０に入力される。電源投入直後では、直流電源回路１の出力電圧は交流電源ＡＣの交流電圧を平滑用コンデンサＣ１で平滑化した平滑電圧であり、この平滑電圧によって起動部３０の有する高耐圧のスイッチ（図示せず）をオンし、第２の制御電源Ｖｃｃ２を立ち上げる（図２（ａ），（ｂ）参照）。尚、起動部３０は、制御回路３の第２の制御電源Ｖｃｃ２を生成できる構成であればどのような構成でも構わない。
【００２０】
第２の制御電源Ｖｃｃ２の電源電圧は、制御電源比較部３１において第２の基準電圧源Ｖｒｅｆ２の電源電圧と比較される。そして、第２の制御電源Ｖｃｃ２の電源電圧が第２の基準電圧源Ｖｒｅｆ２の電源電圧を上回ると、第１の制御電源生成部３２において第１の制御電源Ｖｃｃ１が生成され、第１の制御電源Ｖｃｃ１の電源電圧が動作設定回路４に供給される（図２（ｃ）参照）。第１の制御電源Ｖｃｃ１の電源電圧が供給されてから所定時間Ｔ１が経過すると、停止実行部３４からハイレベル信号が出力され、該ハイレベル信号を受けて第３の制御電源生成部３３において第３の制御電源Ｖｃｃ３が生成される（図２（ｄ），（ｆ）参照）。この第３の制御電源Ｖｃｃ３の電源電圧が供給されることで直流電源制御回路５の第１の駆動部５０の動作が開始する（図２（ｅ）参照）。また、第３の制御電源Ｖｃｃ３の電源電圧は、インバータ制御回路６の周波数可変部６１にも供給されており、周波数可変部６１も第１の駆動部５０と同じタイミングで動作を開始する。尚、動作設定回路４の詳細については後述する。
【００２１】
次に、周波数可変部６１について図面を用いて説明する。周波数可変部６１は、図３に示すように、第３のオペアンプＯＰ３から成る定電圧回路と、第３のオペアンプＯＰ３の出力端子に接続される抵抗Ｒ５，Ｒ６から成る負荷インピーダンス回路と、第３の基準電圧源Ｖｒｅｆ３の電源電圧が非反転入力端子に入力される第４のオペアンプＯＰ４を有し、負荷インピーダンス回路に流れる電流に応じてコンデンサＣ８を流れる電流を調節するカレントミラー回路ＣＭと、各々第４の基準電圧源Ｖｒｅｆ４及び第５の基準電圧源Ｖｒｅｆ５と接続される１対のトランスファゲート素子を有する第１のマルチプレクサ回路ＭＰ１、及び第１のマルチプレクサ回路ＭＰ１の出力電圧とコンデンサＣ８の両端間電圧とを比較する第５のオペアンプＯＰ５から成る発振回路と、インバータ部２０のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が同時にオンするのを防止するためのデッドタイムを生成するデッドタイム生成部６１ａとから構成される。
【００２２】
第３のオペアンプＯＰ３の非反転入力端子には、動作設定回路４の周波数設定部４１から出力される周波数設定信号が、抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９、及びコンデンサＣ７から成るフィルタ回路を介して入力される。周波数設定信号は、例えば図４（ｄ）に示すような所定のデューティ比を有する矩形波信号であって、フィルタ回路においてデューティ比に応じた直流信号に変換される。ここで、第３のオペアンプＯＰ３の出力端子は抵抗Ｒ５を介して第４のオペアンプＯＰ４の出力端子に接続されているので、周波数設定信号のデューティ比を可変することで第３のオペアンプＯＰ３の出力端子から第４のオペアンプＯＰ４の出力端子に流れる電流の大きさが変化する。而して、周波数設定信号のデューティ比を可変することでコンデンサＣ８を流れる電流を可変し、駆動信号の駆動周波数を可変することができる。
【００２３】
尚、駆動信号はデッドタイム生成部６１ａを介して第２のドライブ部６０のハイサイド駆動部６０ａ及びローサイド駆動部６０ｂにそれぞれ入力され、各駆動部６０ａ，６０ｂによってスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン／オフが制御される。
【００２４】
次に、直流電源制御回路５について図面を用いて説明する。直流電源制御回路５は、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを切り換えることでインダクタＬ１へのエネルギーの蓄積、及びインダクタＬ１からのエネルギーの放出を繰り返させるものであって、スイッチング素子Ｑ１のオンへの切り換えは、インダクタＬ１からのエネルギーの放出のタイミングで行う。このため、直流電源制御回路５には零電流検出部５１が設けられており、零電流検出部５１においてインダクタＬ１の二次巻線電圧が０Ｖ付近に立ち下がるタイミングを検出することで、インダクタＬ１を流れる電流の零点、即ち、インダクタＬ１からエネルギーが放出されたタイミングを判定している。零電流検出部５１においてインダクタＬ１からエネルギーが放出されたと判定すると、ＲＳフリップフロップ５２のセット端子にハイレベル信号が入力され、第１の駆動部５０を介してスイッチング素子Ｑ１がオンに切り換わる。
【００２５】
また、スイッチング素子Ｑ１がオンの場合、スイッチング素子Ｑ１を流れる電流を抵抗Ｒ２で検出し、抵抗Ｒ２における電圧降下分と乗算器５３の出力電圧とを第２のオペアンプＯＰ２で比較する。そして、抵抗Ｒ２における電圧降下分が乗算器５３の出力電圧を上回る、即ち、スイッチング素子Ｑ１を流れる電流が所定値を上回るとＲＳフリップフロップ５２のリセット端子にハイレベル信号が入力され、第１の駆動部５０を介してスイッチング素子Ｑ１がオフに切り換わる。尚、前記所定値は、直流電源回路１の出力電圧検出１１の検出電圧と基準電圧源Ｖｒｅｆ１の電源電圧とを第１のオペアンプＯＰ１において比較し、フィードバック制御を行うことで決定している。
【００２６】
以下、図４に示すタイムチャートを用いて本実施形態のシーケンス制御について説明する。放電灯Ｌａのフィラメントを予熱する先行予熱期間、放電灯Ｌａを始動させるために共振作用を利用して放電灯Ｌａに高電圧を印加する始動期間、放電灯Ｌａを所望の光出力で点灯させる点灯期間の各期間をシーケンス制御することは従来から一般的に行われており、本実施形態では動作設定回路４を用いて上記シーケンス制御を行っている。
【００２７】
図４（ａ）に示すように第１の制御電源Ｖｃｃ１が立ち上がって動作設定回路４に電源電圧が供給されると、停止実行部３４への入力信号は、第１の制御電源Ｖｃｃ１が立ち上がる瞬間にハイレベルとなった後にローレベルとなる（図４（ｂ）参照）。そして、停止実行部３４の出力信号がハイレベルとなるまでの所定期間Ｔ１の間、周波数可変部６１、第１の駆動部５０、第２の駆動部６０の動作が停止される。
【００２８】
ここで、動作設定回路４を構成するマイコンは、第１の制御電源Ｖｃｃ１から電源電圧が供給されると予め設定された初期起動プログラムが動作してマイコン端子の機能割り当てを行うが、この際に端子のインピーダンスが無限大になる場合がある。そこで、本実施形態では、第１の制御電源Ｖｃｃ１と停止判定部４２の出力端子との間に抵抗Ｒ１０を接続しており、マイコン端子の出力が不安定になるのを防止している。
【００２９】
前記所定期間Ｔ１が経過すると、図４（ｃ）に示すように停止実行部３４からの停止信号がハイレベルとなり、周波数可変部６１、第１の駆動部５０、第２の駆動部６０の動作が開始し、周波数設定部４１で設定された駆動周波数でインバータ部２０が動作する。ここで、周波数設定部４１から出力される周波数設定信号は、図４（ｄ）に示すように、インバータ部２０の動作を開始する時刻ｔ１から時刻ｔ２までの先行予熱期間、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの始動期間、時刻ｔ３以降の点灯期間の各々でデューティ比を可変している。このため、第３のオペアンプＯＰ３の出力信号は周波数設定信号のデューティ比の変化に伴って図４（ｅ）に示すように変化する。したがって、駆動周波数は先行予熱期間において周波数ｆ１、始動期間において周波数ｆ２、点灯期間において周波数ｆ３と順次可変する（図４（ｆ）参照）。而して、放電灯Ｌａは先行予熱期間、始動期間を経て点灯する。
【００３０】
ここで、第３のオペアンプＯＰ３の入力前段に設けられた抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９、及びコンデンサＣ７から成るフィルタ回路の時定数を、フィルタ回路の出力電圧が所定期間Ｔ１の間に安定するように設定することで、先行予熱期開始時における第３のオペアンプＯＰ３の出力電圧が安定するので（図４（ｅ）参照）、駆動周波数を安定化することができる。
【００３１】
尚、先行予熱期間及び始動期間は動作設定回路４で決定すればよく、一般的にマイコンに組み込まれている内蔵発振器やタイマ回路によって計時すればよい。また、本実施形態では、後述する周期設定部４３で設定されるクロック周期に基づいてマイコンのプログラム処理速度を決定している。
【００３２】
また、周波数設定部４１から出力される周波数設定信号は、そのデューティ比が先行予熱期間において０％であり、インバータ部２０の動作が安定した後の始動期間において初めてデューティ比を上げているので、インバータ部２０の動作開始直後における制御回路３及び動作設定回路４での消費電流を低減し、各制御電源からの電源電圧の供給を安定化することができる。更に、インバータ部２０の動作を停止させる際に停止判定部４２からの停止信号をハイレベル（即ち、停止実行部３４への入力信号をハイレベル）にすることで、抵抗Ｒ１０に電流が流れないようにすることができ、インバータ部２０の動作停止時における制御回路３での消費電流を低減することができる。尚、動作設定回路４を構成するマイコンの入出力信号を、Ａ／Ｄ変換回路及びＤ／Ａ変換回路を使用せずにハイレベル・ローレベルの２値で処理するようにすることで、マイコンでの消費電流を大幅に低減することができる。
【００３３】
次に、停止実行部３４について図面を用いて説明する。停止実行部３４は、図５に示すように、入力電圧検出部１０の検出電圧及び停止判定部４２からの停止信号電圧が入力される停止信号入力部３４ａと、停止信号入力部３４ａからの出力信号を受けて周波数可変部６１、第１の駆動部５０、第２の駆動部６０の動作を停止させる時間を計時する停止時間計時部３４ｂとから成る。
【００３４】
停止信号入力部３４ａは、非反転入力端子に第６の基準電圧源Ｖｒｅｆ６の電源電圧が入力されるとともに反転入力端子に入力電圧検出部１０の検出電圧が入力される第６のオペアンプＯＰ６と、非反転入力端子に停止判定部４２からの停止信号電圧が入力されるとともに反転入力端子に第６の基準電圧源Ｖｒｅｆ６の電源電圧が入力される第７のオペアンプＯＰ７と、各オペアンプＯＰ６，ＯＰ７の出力信号が入力されるＯＲ素子ＯＲ１とから構成される。
【００３５】
停止時間計時部３４ｂは、ＭＯＳＦＥＴから成り、ゲート端子に停止信号入力部３４ａからの出力信号が入力されるスイッチング素子Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子に接続されたコンデンサＣ９と、コンデンサＣ９に電流を供給する定電流源Ｉｒｅｆ１と、非反転入力端子にコンデンサＣ９の両端間電圧が入力されるとともに反転入力端子に第７の基準電圧源Ｖｒｅｆ７の電源電圧が入力される第８のオペアンプＯＰ８とから構成される。スイッチング素子Ｑ４は、停止信号入力部３４ａからの出力信号に応じてオン／オフを切り換え、スイッチング素子Ｑ４がオフの場合には、定電流源Ｉｒｅｆ１から流れる電流とコンデンサＣ９の静電容量とで決定される充電時間でコンデンサＣ９が充電される。
【００３６】
ここで、第６のオペアンプＯＰ６は、入力電圧検出部１０の検出電圧が所定電圧（第６の基準電圧源Ｖｒｅｆ６の電源電圧）を上回るとハイレベル信号を出力する。一方、第７のオペアンプＯＰ７は、停止判定部４２からの停止信号がローレベルの場合はローレベル信号を、ハイレベルの場合にはハイレベル信号を出力する。したがって、入力電圧検出部１０の検出電圧が所定電圧以下であって且つ停止判定部４２からの停止信号がローレベルの場合のみ、スイッチング素子Ｑ４がオフに切り換わってコンデンサＣ９が充電される。そして、コンデンサＣ９の充電電圧が所定電圧（第７の基準電圧源Ｖｒｅｆ７の電源電圧）を上回ると、第８のオペアンプＯＰ８からハイレベル信号が出力され、上述のように第３の制御電源生成部３３において第３の制御電源Ｖｃｃ３が生成されて周波数可変部６１、第１の駆動部５０、第２の駆動部６０の動作が開始する（図６（ａ）〜（ｆ）参照）。つまり、上述のコンデンサＣ９の充電時間が前記所定期間Ｔ１となり、当該期間においてはインバータ部２０の動作が停止する。
【００３７】
以下、動作設定回路４の基本動作を図７に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、第１の制御電源Ｖｃｃ１から電源電圧が供給される（第１の制御電源Ｖｃｃ１が投入される）と（Ｓ１）、初期起動プログラムが動作して初期設定を行い（Ｓ２）、周期設定部４３が動作を開始する（Ｓ３）。この周期設定部４３で生成されるクロック信号は、動作設定回路４を構成するマイコンの基本クロックとして使用され、本実施形態では周期ＴＡ，ＴＢ（ＴＡ＞ＴＢ）の２つのクロック信号を適宜切り換えて用いている。クロック信号はその周期が短くなるほどマイコンでの消費電流が増大するため、ここでは周期ＴＡのクロック信号を先ず用いる。
【００３８】
次に、予め記憶している周波数設定信号のデューティ比の情報を読み出し（Ｓ４）、出力する周波数設定信号を設定する（Ｓ５）。その後、計時を開始し（Ｓ６）、計時した時間に基づいて動作期間の判定を行う（Ｓ７）。即ち、時刻ｔ１に達すると先行予熱期間と判定して駆動周波数が周波数ｆ１となるように周波数設定信号を設定し（Ｓ９）、時刻ｔ２に達すると始動期間と判定して駆動周波数が周波数ｆ２となるように周波数設定信号を設定し（Ｓ１０）、時刻ｔ３に達すると点灯期間と判定して駆動周波数が周波数ｆ３となるように周波数設定信号を設定する（Ｓ１２）。尚、動作設定回路４を起動してから時刻ｔ１に達するまでの所定期間Ｔ１の間はインバータ部２０の動作を停止させる（Ｓ８）。
【００３９】
ところで、本実施形態では、図示していないが放電灯Ｌａが正常に装着されているか否か、及び放電灯Ｌａの寿命が尽きたか否か等の異常を検出する従来周知の異常検出回路が別途設けられており、上記動作中に異常検出回路において異常が検出された場合には制御回路３の動作を停止させるようになっている。このように放電灯Ｌａの寿命検出を行う場合には、特に放電灯Ｌａの点灯期間において寿命検出を即時動作させる必要がある。
【００４０】
そこで、点灯期間に移行する際には、周期設定部４３においてクロック信号の周期を周期ＴＢに切り換える（Ｓ１１）。このようにクロック信号の周期を周期ＴＡよりも短い周期ＴＢに切り換えることで、マイコンの処理速度を速くして寿命検出を即時動作させるようにしている。尚、この周期を切り換えるタイミングは上述のように点灯期間に移行する際に限定されるものではなく、先行予熱期間が開始してから点灯期間に移行するまでの間、即ち、インバータ部２０が動作を開始して制御電源生成回路２３から第２の制御電源Ｖｃｃ２の電源電圧が安定して制御回路３に供給されるようになっていればどのようなタイミングでも構わない（例えば、図６（ｇ）参照）。
【００４１】
また、上述のように異常を検出して制御回路３の動作を停止させる際に、クロック信号の周期が周期ＴＢである場合には、周期設定部４３においてクロック信号の周期を周期ＴＡに切り換えることで、動作設定回路４での消費電流を低減している。而して、起動部３０にかかるストレスを低減することができ、インバータ部２０の動作を再開する際に各制御電源からの電源電圧の供給を安定化することができる。
【００４２】
ところで、本実施形態では、第３の制御電源Ｖｃｃ３からの電源電圧が動作設定回路４に供給されている場合は、直流電源制御回路５が動作していると判定し、動作設定回路４の計時部４４において直流電源制御回路５の動作時間を計時している。この動作時間は、直流電源制御回路５が動作を開始又は停止する毎に記憶部４５から読み出される、又は記憶部４５に上書きされることで累積して計時されている。この累積計時時間が、所定時間（例えば、照明器具の寿命として一般的に規定されている３万時間）を超えると、本実施形態の寿命が近づいたと判定して報知部４６から制御回路３の時間判定部３５に寿命報知信号が出力されるようになっている。
【００４３】
以下、上記寿命報知信号が出力された場合における時間判定部３５及び直流電源制御回路５の異常判定部５４の動作について図面を用いて説明する。異常判定部５４は、図８に示すように、非反転入力端子に出力電圧検出部１１の検出電圧が入力されるとともに、反転入力端子に第８の基準電圧源Ｖｒｅｆ８の電源電圧が入力される第９のオペアンプＯＰ９と、第９のオペアンプＯＰ９の出力信号と時間判定部３５の出力信号とが入力されるＡＮＤ素子ＡＮＤ１とから構成される。時間判定部３５は、非反転入力端子に第９の基準電圧源Ｖｒｅｆ９の電源電圧が入力されるとともに、反転入力端子に報知部４６からの寿命報知信号が入力される第１０のオペアンプＯＰ１０から構成される。
【００４４】
一般的に、直流電源制御回路５の動作開始時では、直流電源回路１の出力電圧が第１のオペアンプＯＰ１の応答遅れにより所定電圧よりも高い電圧まで一旦上昇した後、徐々に所定電圧まで低下して安定する。異常判定部５４では、所定電圧よりも高い所定の過電圧を検出して異常を判定し、直流電源回路１の動作を停止させる。具体的には、出力電圧検出部１１の検出電圧と第８の基準電圧源Ｖｒｅｆ８の電源電圧とを第９のオペアンプＯＰ９で比較し、検出電圧が第８の基準電圧源Ｖｒｅｆ８の電源電圧を上回る、即ち、直流電源回路１の出力電圧が所定電圧よりも高い所定の過電圧になると第９のオペアンプＯＰ９からハイレベル信号が出力され、ＲＳフリップフロップ５２のリセット端子にＡＮＤ素子ＡＮＤ１を介して該ハイレベル信号が入力されてスイッチング素子Ｑ１がオフに切り換わり昇圧動作が停止する。このため、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、直流電源回路１の出力電圧のうち、前記所定の過電圧よりも高い過電圧の部分がカットされ、スイッチング素子Ｑ１等の直流電源回路１を構成する電子部品を過電圧によるストレスから保護する。
【００４５】
尚、第８の基準電圧源Ｖｒｅｆ８の電源電圧は、直流電源回路１の出力電圧の目標値を決定する第１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１の電源電圧よりも大きければよい。例えば、直流電源回路１の出力電圧の目標値が４００Ｖ、第１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１の電源電圧が２．５Ｖとし、直流電源回路１の出力電圧が目標値の１１０％まで上昇した場合を異常と判定する場合には、第８の基準電圧源Ｖｒｅｆ８の電源電圧は２．７５Ｖとなる。
【００４６】
ここで、上記異常判定動作はＡＮＤ素子ＡＮＤ１の時間判定部３５からの出力信号がハイレベルの場合に行われるものであって、時間判定部３５からの出力信号がローレベルの場合にはＡＮＤ素子ＡＮＤ１の出力信号がローレベルとなるため、異常判定動作が行われない。時間判定部３５の出力信号がローレベルとなるのは、第１０のオペアンプＯＰ１０において報知部４６からの寿命報知信号が第９の基準電圧源Ｖｒｅｆ９の電源電圧を上回る場合であり、即ち、本実施形態の寿命が近づいたと判定して報知部４６からハイレベルの寿命報知信号が出力される場合である。
【００４７】
つまり、本実施形態の寿命が近づいていない通常時においては、上述のように直流電源制御回路５の動作開始時に異常判定部５４が異常判定動作を行い、直流電源回路１を構成する電子部品を過電圧によるストレスから保護するが、本実施形態の寿命が近づいたと判定された場合には、直流電源制御回路５の動作開始時に異常判定動作を行わないようにすることで、敢えて直流電源回路１を構成する電子部品に過電圧によるストレスを印加し、電子部品を安全に故障に至らしめる（図９（ａ）〜（ｃ）参照）。尚、本実施形態の寿命が近づいたと判定された場合においても、報知部からの寿命報知信号は一定時間経過後にローレベルとなり、通常時と同様に異常判定動作を行うようになっており、例えば放電灯Ｌａの点灯後に過電圧が発生することによる故障を防止している（図９（ｄ）参照）。
【００４８】
上述のように、装置が想定する寿命に達すると異常判定動作（保護動作）を一時的に停止することで装置を構成する電子部品に故意にストレスをかけることができるので、電子部品が偶発的に故障する機会を増やし、電子部品を故障に至らしめることができる。したがって、装置が想定する寿命に達してから電子部品が故障するまでの時間を短くすることができ、仮に装置の想定する寿命を超えて利用者が装置を使用した場合でも、使用期間を意図的に短くすることで装置に不具合が発生する確率を低減することができる。
【００４９】
ところで、背景技術で述べたように、電源装置が寿命に達した場合に使用者に報知する手段としては、例えば光源から発する光量を通常時よりも増減させたり、光源の点滅を繰り返したりする手段が考えられる。ここで、例えばオフィスビルや大型店舗等の比較的公共性が高く、不特定多数の人が集まる場所において複数の電源装置を用いた場合、上記のような報知手段を採用すると、全ての電源装置が一斉に故障を報知する虞がある。このような場合、全ての光源の光量が一斉に増減したり、全ての光源が点滅を繰り返すことで、その場にいる人々に多大な不快感及び不安感を与える虞がある。
【００５０】
そこで、本実施形態を複数用いれば、電子部品の耐ストレス性のばらつきや周辺部品の特性ばらつきの影響、及び装置の使用環境等によって決まる互いに異なる時間で各装置を故障に至らしめることができる。したがって、上述のように全ての電源装置が一斉に故障するのを防ぐことができるので、全ての電源装置が一斉に故障して全ての照明が一斉に光量の増減又は点滅する事態を回避することができる。
【００５１】
（実施形態２）
以下、本発明に係る電源装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図１１に示すように異常判定部５４に特徴があり、ＡＮＤ素子ＡＮＤ１の代わりに各々第１０の基準電圧源Ｖｒｅｆ１０及び第１１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１１と接続される１対のトランスファゲート素子を有する第２のマルチプレクサ回路ＭＰ２を備え、その入力端子と時間判定部３５の第１０のオペアンプＯＰ１０の出力端子とを接続するとともに、出力端子と第９のオペアンプＯＰ９の反転入力端子とを接続している。
【００５２】
したがって、時間判定部３５の出力信号がハイレベルの場合（装置の寿命が近づいていない場合）は、第９のオペアンプＯＰ９の反転入力端子に第１０の基準電圧源Ｖｒｅｆ１０の電源電圧が入力され、時間判定部３５の出力信号がローレベルの場合（装置の寿命が近づいている場合）は、第９のオペアンプＯＰ９の反転入力端子に第１１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１１の電源電圧が入力されるようになっている。即ち、本実施形態では、装置の寿命が近づいていない通常の場合、及び装置の寿命が近づいている場合の何れにおいても異常判定動作を行っている。尚、装置の寿命が近づいている場合においては、電子部品に対する過電圧によるストレスを大きくするために、第１１の基準電圧源Ｖｒｅｆ１１の電源電圧を第１０の基準電圧源Ｖｒｅｆ１０の電源電圧よりも大きくしている。
【００５３】
ここで、実施形態１においては、装置の寿命が近づいたと判定した場合には異常判定動作を行わない。したがって、直流電源制御回路５の動作開始時には、直流電源回路１の出力電圧における目標電圧を超えた過電圧に対して何の制御も行われない。この場合、交流電源ＡＣの実効電圧値によって過電圧の最大値が異なるため、電子部品に対する過電圧によるストレスに差異が生じる虞がある。
【００５４】
これに対して、本実施形態では、上述のように装置の寿命が近づいたと判定した場合においても異常判定動作を行っているので、過電圧のレベルを一定にすることができ、電子部品に対する過電圧によるストレスを一定にすることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  直流電源回路
１１  出力電圧検出部
２  負荷回路
４４  計時部
５  直流電源制御回路
５４  異常判定部
ＡＣ  交流電源
Ｌａ  放電灯
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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