(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定電圧を出力する定電圧ユニットと、
前記定電圧ユニットからの電圧を受けて駆動される定電流ユニットと、
前記定電圧ユニットへの電圧供給開始後の経過時間を計測するためのタイマと、を備え、
前記定電流ユニットは、前記タイマにより計測される経過時間が予め定められた一定時間を経過する前に動作を開始することを特徴とする過電流防止式電源装置。
【請求項２】
前記タイマを複数有し、
前記タイマは、前記定電流ユニットと定電圧ユニットとに、それぞれ動作開始のための信号を伝達することを特徴とする請求項１に記載の過電流防止式電源装置。
【請求項３】
前記定電圧ユニットは、入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、該昇圧チョッパ回路を駆動するための制御回路とを有し、
前記予め設定された一定時間は、前記昇圧チョッパ回路の制御回路が動作を開始するまでの時間よりも短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の過電流防止式電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の過電流防止式電源装置と、照明負荷と、前記電源装置と照明負荷とを接続する接続部と、を備えたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流防止式電源装置とそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の電源装置を用いた照明器具の例を図１２（例えば、特許文献１参照）に示す。この照明器具は、光源部である照明負荷１１と点灯装置１２からなり、点灯装置１２は、整流回路部１３と、ＰＦＣ（力率改善）回路部（定電圧ユニットに相当）１４と、電流出力部（定電流ユニットに相当）１５と、調光回路部１６とを備える。
【０００３】
ＰＦＣ回路部１４は、チョークコイルＬ１、ＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１、ソース抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、及びコンデンサＣ１から成る昇圧チョッパ回路と、ＰＦＣ制御部１７とからなり、定電圧を電流出力部１５に出力する定電圧源となっている。
【０００４】
電流出力部１５は、スイッチング素子Ｑ２、チョークコイルＬ３、ダイオードＤ２、及びコンデンサＣ２から成る降圧チョッパ回路と、電流検出用の抵抗Ｒ６と、電流制御部１８とからなり、照明負荷１１に定電流を出力する定電流源となっている。調光回路部１６は調光制御部１９によってスイッチング素子Ｑ３を駆動し照明負荷１１を調光する。
【０００５】
上記照明器具においては、交流電源（ＡＣ）から給電されたＰＦＣ回路部１４からの出力電圧を基に電流出力部１５が定電流動作して一定電流を照明負荷に供給する。このとき、ＰＦＣ回路部１４と電流出力部１５との動作状態が合わないと、起動時に流れる過電流によって、起動不良を起したり、ときにはＰＦＣ回路部１４等の各回路素子にそれらの定格以上の電流、電圧のストレスが掛かり、回路素子が損傷する場合がある。
【０００６】
以下にその動作を説明する。交流電源の投入直後は、ＰＦＣ回路部１４のコンデンサＣ１が充電されていないし、電流出力部１５のコイルＬ３にも電流が流れていない。従って、交流電源（ＡＣ）の投入直後は、図１３（ａ）に示すように、コンデンサＣ１の電圧Ｖは、時間ｔ１で整流回路部１３からの電圧Ｖ１により充電された後に、ＰＣＦ制御部１７が動作開始する時間ｔ３から上昇が始まり、時間経過と共に、ＰＦＣ制御部１７で定める所望の電圧Ｖｏまで昇圧しようとする。電圧Ｖ１は、交流電源のピーク値電圧であり、ＡＣ１００ボルト（Ｖ）の場合は、約１４１Ｖ程度である。
【０００７】
電流制御部１８は、抵抗Ｒ６による電流検出電圧を基に、電流出力部１５の出力が所望の定格電流になるように制御する。このため、電流制御部１８がコンデンサＣ１の電圧が低い領域において定電流制御を開始すると、ピーク値の大きい過電流を電源となるコンデンサＣ１から引き出すことになる。
【０００８】
例えば、図１３（ｂ）に示すように、ＰＦＣ回路部１４が動作を開始しているときの時間ｔｐで、電流出力部１５が定電流動作が開始すると、そのピーク電流Ｉpeakによって、コンデンサＣ１から過電流が引き出され、ＰＦＣ制御部１７のフィードバック検出量が急激に大きくなって、制御の許容範囲を超えるようになる。このため、ＰＦＣ制御部１７の動作自体が機能せず異常状態となり、ＩＣ回路による異常検出機能等によってＰＦＣ回路部１４のチョッパ回路動作が停止してしまう場合が生じる。また、このチョッパ回路動作の停止により、時間ｔｐ以降は再び電圧Ｖ１に戻って昇圧できなくなる。
【０００９】
このとき、時間ｔ４以降、電流出力部１５への入力供給電圧が電圧Ｖ１に固定されてしまい、本来なら定格の電流値Ｉｏ２に低減させたいにも拘らず、高い電流Ｉｏ１を維持したままとなり、各素子へのストレスが大きくなる。そのため、ＩＣ回路等の異常検出機能により電流出力部１５そのものを強制的に停止させることができるが、点線で示すように、出力電流Ｉがゼロに低下するので照明負荷１１を点灯できなくなる。
【００１０】
特に、ＰＦＣ制御の場合は、突入電流を防止するために、コンデンサＣ１への充電を徐々に行うソフトスタート機能などが採用される場合が多いため、電流出力部１５が充電途中などに、より低電圧で起動し、過電流が発生し易くなる。
【００１１】
また、点灯装置が交流電源、整流回路部１３、及びＰＦＣ回路部１４からなる定電圧ユニットと、電流出力部１５及び調光回路部１６からなる定電流ユニットとに分かれて接続されるような場合には、定電流ユニット内の各制御回路用電源は、定電圧ユニットの出力電圧を利用して形成される。このとき、起動のシーケンスがＰＦＣ制御部１７、電流制御部１８の順となり、上記のピーク電流による定電圧動作停止等の問題が顕著になる。
【００１２】
また、定電圧ユニットと定電流ユニットが別々の場合に、１つの定電圧ユニットに複数の定電流ユニットが接続される場合は、コンデンサＣ１から流れる過電流が更に増大することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−８０９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題を解消するもので、定電圧ユニットからの電圧を受けて駆動される定電流ユニットにより照明負荷を点灯する過電流防止式電源装置において、定電圧ユニットによる電圧供給開始後の定電流ユニットの起動に伴う過電流により定電圧ユニットの制御動作が停止されることを防止する過電流防止式電源装置及び照明器具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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明の過電流防止式電源装置は、一定電圧を出力する定電圧ユニットと、前記定電圧ユニットからの電圧を受けて駆動される定電流ユニットと、前記定電圧ユニットへの電圧供給開始後の経過時間を計測するためのタイマと、を備え、前記定電流ユニットは、前記タイマにより計測される経過時間が予め定められた一定時間を経過する前に動作を開始することを特徴とする。
【００１６】
この過電流防止式電源装置において、タイマを複数有し、タイマは、定電流ユニットと定電圧ユニットとに、それぞれの動作開始のための信号を伝達することが好ましい。
【００１７】
この過電流防止式電源装置において、定電圧ユニットは、入力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路を駆動するための制御回路とを有し、制御回路は、昇圧チョッパ回路の動作開始時間を、定電流ユニットの動作開始時間より遅くすることが好ましい。
【００１８】
本発明の照明器具は、上記のような過電流防止式電源装置と、照明負荷と、電源装置と照明負荷とを接続する接続部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の過電流防止式電源装置によれば、タイマを用い、予め定められた一定時間を定電圧ユニットが動作開始するまでの時間として、定電流ユニットが一定時間前に動作開始するようにできる。従って、定電流ユニットの動作開始時のピーク電流による過電流の影響により定電圧ユニットの定電圧動作が停止されることを防止することができ、回路全体を起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る過電流防止式電源装置を用いた照明器具の構成図。
【図２】同実施形態の装置における定電圧ユニットの回路図。
【図３】同実施形態の装置における定電流ユニットの回路図。
【図４】（ａ）は同定電圧ユニットの出力電圧波形を示す図、（ｂ）は同定電流ユニットの出力電流波形を示す図、（ｃ）はタイマにおけるカウンタの出力電圧波形を示す図、（ｄ）はタイマにおける他のカウンタの出力電圧波形を示す図。
【図５】同実施形態の変形例における定電圧ユニットの構成図。
【図６】同定電圧ユニットの回路図。
【図７】（ａ）は同定電圧ユニットの昇圧チョッパ部の出力波形を示す図、（ｂ）は同定電圧ユニットの降圧チョッパ部の出力波形を示す図、（ｃ）は同定電流ユニットの出力電流波形を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る装置における定電圧ユニットの回路図。
【図９】同実施形態の装置における定電流ユニットの回路図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る装置を用いた照明器具の構成図。
【図１１】同照明器具の他の形態を示す斜視図。
【図１２】従来の照明器具の構成図。
【図１３】（ａ）は同照明器具におけるＰＦＣ回路部の出力電圧波形を示す図、（ｂ）は同照明器具における電流出力部の出力電流波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態に係る過電流防止式電源装置について図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の過電流防止式電源装置１（以下、電源装置という）は、交流電源（ＡＣ）から給電されて一定電圧を出力する定電圧ユニット２と、定電圧ユニット２からの電圧を受けて照明負荷５を点灯駆動する定電流ユニット３と、タイマ４とを備える。タイマ４は、定電圧ユニット２による電圧供給開始後の経過時間を計測する。ここでは、電源装置１と照明負荷５とは、照明器具を構成する。定電流ユニット３と照明負荷５とを一体としたものを灯具６とし、定電圧ユニット２と灯具６とを分離して配線する照明器具の形態も可能である。タイマ４は定電圧ユニット２または定電流ユニット３に内蔵することができる。
【００２２】
照明負荷５は、有機ＥＬ発光素子を用いているが、ＬＥＤ発光素子などの他の固体発光素子を含め、直流で点灯する光源であればよい。
【００２３】
図２に示すように、定電圧ユニット２は、入力部（接続部）２０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１と、整流回路部２２と、制御電源回路２３と、昇圧チョッパ部（昇圧チョッパ回路）２４と、出力部（接続部）２５とを有する。入力部２０は交流電源（ＡＣ）に接続され、ＬＰＦ２１は、入力部２０からの交流電圧を正弦波状にするため、その高周波成分を除去する。整流回路部２２は、ダイオードブリッジ（ＤＢ）を用いてＬＰＦ２１からの交流電圧を全波整流する。制御電源回路２３は、整流回路部２２の出力両端子に抵抗Ｒ４、Ｒ５の直列回路を接続し、抵抗Ｒ５に並行にツエナーダイオードＺＤ１を接続し、制御回路に供給する定電圧源Ｖｃｃを生成するための回路であり、昇圧チョッパ部２４等に電源供給する。
【００２４】
昇圧チョッパ部２４は、チョークコイルＬ１と、ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路２６と、論理積回路ＡＮＤ１と、駆動回路２６を制御する定電圧制御部（制御回路）２７とを有する。チョークコイルＬ１は、ダイオードＤ１と直列回路を成して整流回路部２２の出力と出力用コネクタを有する出力部２５間に接続され、チョークコイルＬ１とダイオードＤ１の接続点は、スイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１との直列回路を介して接地される。
【００２５】
このスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１との直列回路に並列に、ダイオードＤ１と電解コンデンサＣ１の直列回路が接続される。また、コンデンサＣ１の両端は、抵抗Ｒ２とＲ３との直列回路が並列に接続されると共に、出力部２５に接続される。チョークコイルＬ１に結合される二次側コイルＬ２は、その一端が定電圧制御部２７に接続され、他端が接地され、チョークコイルＬ１に発生する電圧を検出して、定電圧制御部２７に制御電源電圧供給を行う。スイッチング素子Ｑ１は、定電圧制御部２７からの制御信号を基に生成される駆動回路２６からの出力信号により駆動される。
【００２６】
駆動回路２６は、論理積回路ＡＮＤ１の出力と接続される。論理積回路ＡＮＤ１は、定電圧制御部２７からの電圧制御信号と、タイマ４からの制御信号とが入力され、それらの論理積を駆動回路２６に出力する。
【００２７】
ＡＮＤ１は、タイマ４のカウンタ４２（後述）からの入力がハイ（Ｈ）レベルのときに、定電圧制御部２７からの電圧制御信号をそのまま駆動回路２６に印加する。このとき、スイッチング素子Ｑ１は、定電圧制御部２７からの電圧制御信号を基に生成される駆動回路２６からの出力信号により駆動される。また、カウンタ４２からの入力がロー（Ｌ）レベルのときは、駆動回路２６の出力はゼロとなり、スイッチング素子Ｑ１は停止される。
【００２８】
抵抗Ｒ２、Ｒ３は、出力電圧Ｖを検出するための検出抵抗であり、コンデンサＣ１の両端の分圧し、抵抗Ｒ３の電圧を検出電圧とする。それら抵抗Ｒ２とＲ３との接続点は、出力電圧Ｖをフィードバック制御するために定電圧制御部２７に接続されている。
【００２９】
定電圧制御部２７は、抵抗Ｒ３からの検出電圧がフィードバック制御信号として入力され、この検出電圧を基にコンデンサＣ１の出力電圧Ｖを所望の電圧値Ｖｏにするための電圧制御信号を発生して、駆動回路２６及びスイッチング素子Ｑ１を制御する。この電圧制御信号は、ＰＷＭ制御信号により形成され、駆動回路２６を制御し、駆動回路２６はＰＷＭ信号でスイッチング素子Ｑ１をパルス駆動する。スイッチング素子Ｑ１の出力はコンデンサＣ１に充電され、一定電圧Ｖｏとなる直流の出力電圧Ｖが得られる。なお、ＰＷＭのスイッチンング周波数は、数１０ＫＨｚから数ＭＨｚである。
【００３０】
また、定電圧制御部２７は抵抗Ｒ１に発生する電圧を利用して、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流が予め定めるピーク値に達した場合に、強制的にオフさせるようにできる。また、コイルＬ２による巻線電圧を利用して電流がゼロになるタイミングを検出して、強制的にスイッチング素子Ｑ１をオンすることができる。
【００３１】
この定電圧ユニット２は、出力電圧Ｖを定電圧制御部２７へフィードバックすることにより、抵抗Ｒ３に発生する電圧が所望の値になるようにスイッチング素子Ｑ１のオン、オフを繰り返すことにより、入力電流の歪を改善しつつ、出力電圧Ｖを一定電圧Ｖｏにすることができる。
【００３２】
タイマ４は、複数のカウンタ４１、４２と、定電圧ユニット２の整流回路部２２の出力に並列に接続される抵抗Ｒａ、Ｒｂの直列回路と、抵抗Ｒｂに並列接続されるコンデンサＣａとを備える。タイマ４は、定電圧ユニット２内に発生する電圧または電流で動作を開始し、予め定められた時間の経過後に、定電流ユニット３と定電圧ユニット２とに、それぞれ動作開始のための信号を伝達する。ここでは、抵抗Ｒａ、抵抗Ｒｂの直列回路が各カウンタ４１、４２が計測開始のタイミングを検出するための電圧検出回路となる。なお、タイマ４は、複数のカウンタ４１、４２を制御するためのマイコンなどによる制御部（不図示）を有している。
【００３３】
カウンタ４１、カウンタ４２は、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続点とそれぞれ接続され、抵抗Ｒｂの電圧を基に時間計測をスタートし、定電圧ユニット２による電圧供給開始後の経過時間を計測し、定電圧ユニット２と定電流ユニット３に動作開始信号Ｓｂ、Ｓａをそれぞれ出力する。また、カウンタ４１、４２はそれぞれ計測開始から一定時間経過の後に出力をＬレベルからＨレベルに変化させるように動作する。このとき、カウンタ４１の出力の動作開始信号Ｓａは後述の定電流ユニット３の論理和回路ＡＮＤ２に入力され、カウンタ４１の出力の動作開始信号Ｓｂは定電圧ユニット２におけるＡＮＤ１の入力の一方となる。
【００３４】
カウンタ４１、４２は、時間計測をスタートすると、予め設定された一定時間の経過後に、それぞれ動作開始信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。ここでは、カウンタ４１、４２は、カウンタ４１によって計時される時間をｔｃ１、カウンタ４２によって計時される時間をｔｃ２として、ｔｃ１＜ｔｃ２となるように設定されている。なお、各カウンタ４１、４２のスタート信号として、抵抗Ｒｂ端の電圧を利用したが、これに限ったものではなく、例えば、抵抗Ｒ３端に発生する電圧を利用してもよい。そうすることで、時間計測開始の電圧検出回路を兼用でき、回路の部品点数を少なくすることができる。また、電圧値ではなく電流値で検出する形態であってもよい。
【００３５】
図３に示すように、定電流ユニット３は、入力部（接続部）３０と、制御電源回路３１と、ＤＣ−ＤＣ変換部３２と、出力部（接続部）３３と、定電流制御部３４と、電流検出部３５とを有する。
【００３６】
入力部３０は、定電圧ユニット２の出力部２５からの出力電圧Ｖが定電流ユニット３への入力電圧Ｖとなって供給される。制御電源回路３１は、定電圧ユニット２の制御電源回路２３と同様の構成を成し、ＤＣ−ＤＣ変換部３２、定電流制御部３４、及び電流検出部３５など、定電流ユニット３内の各回路に定電圧源Ｖｃｃを供給する。
【００３７】
ＤＣ−ＤＣ変換部３２は、駆動回路３６と、この駆動回路３６により駆動されるスイッチング素子Ｑ２と、駆動回路３６への入力信号を切り換える論理和回路ＡＮＤ２と、回生用のダイオードＤ２と、チョークコイルＬ３と、コンデンサＣ２とを有する。スイッチング素子Ｑ２はチョークコイルＬ３と直列回路を成して入力部３０と出力部３３間に接続される。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｑ２とチョークコイルＬ３との接続点と接地間に逆方向接続される。チョークコイルＬ３の出力側はコンデンサＣ２を介して接地される。コンデンサＣ２は、照明負荷５と電流検知用の抵抗Ｒ６との直列回路と並列に接続され、照明負荷５と抵抗Ｒ６の接続点は電流検出部３５に接続され、抵抗Ｒ６の他端は接地されている。ＡＮＤ２は、カウンタ４１からの動作開始信号Ｓａと、定電流制御部３４からの電流制御信号とが入力される。
【００３８】
このＤＣ−ＤＣ変換部３２は、降圧チョッパ回路を成し、定電流制御部３４からの電流制御信号によりスイッチング素子Ｑ２を高周波でスイッチングすることにより、入力電圧Ｖを照明負荷５に必要な電圧に変換し出力部３３から出力し、照明負荷５を点灯する。
【００３９】
ＡＮＤ２は、カウンタ４１からの動作開始信号ＳａがＨレベルのときは、定電流制御部３４からのオン・オフ制御信号からなる電流制御信号をそのまま出力し、このオン・オフ制御信号を基に駆動回路３６でスイッチング素子Ｑ２を駆動し、ＤＣ−ＤＣ変換部３２の定電流動作が維持される。また、ＡＮＤ２はカウンタ４１からの動作開始信号ＳａがＬレベルのときは、定電流制御部３４からの電流制御信号に関わらず、その出力もＬレベルとなる。このとき、駆動回路３６へは電流制御信号が入力されないので、スイッチング素子Ｑ２は動作しないため、ＤＣ−ＤＣ変換部３２の定電流動作は、停止状態に維持される。
【００４０】
電流検出部３５は、照明負荷５の電流により抵抗Ｒ６に発生する電圧が入力されて、出力部３３から照明負荷５に流れる出力電流を検出し、その検出値を定電流制御部３４へ入力する。定電流制御部３４は、この検出値を基にＤＣ−ＤＣ変換部３２から出力される電流Ｉが所望の一定値に保たれるように、スイッチング素子Ｑ２をオン、オフ制御する。なお、電流検出部３５は、増幅回路を含んでもよい。また、定電流制御部３４からのオン・オフ制御信号のスイッチング周波数は数１０ＫＨｚから数ＭＨｚである。
【００４１】
ここで、カウンタ４１、４２により制御される各ユニット２、３の動作時の電圧、電流波形について図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図４（ａ）は定電圧ユニット２の動作時におけるコンデンサＣ１の出力電圧Ｖの波形を、図４（ｂ）は定電流ユニット３の動作時におけるコイルＬ３の出力電流Ｉの波形を示す。図４（ｃ）はカウンタ４１からの動作開始信号Ｓａの波形を、図４（ｄ）はカウンタ４２からの動作開始信号Ｓｂの波形を示す。前述のように、カウンタ４１によって所望の経過時間が計時される時間（ｔｃ１）は、カウンタ４２によって経過時間が計時される時間（ｔｃ２）より短く設定されるので、カウンタ４１からの動作開始信号Ｓａのオンする時間ｔ２は、カウンタ４２からの動作開始信号Ｓｂのオンする時間ｔ３より短くなっている。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、定電圧ユニット２の出力電圧Ｖは、交流電源が投入された時間をｔ＝０とすると、整流回路部２２の出力が増加し、時間ｔ１で交流電圧のピークの電圧Ｖ１まで上昇し、昇圧チョッパ部２４が動作を開始する時間ｔ３まで電圧Ｖ１が出力される。電圧Ｖ１はＡＣ電源のピーク値電圧であり、ＡＣ１００（Ｖ）の場合は、約１４１Ｖ程度である。ここでは、時間ｔ１〜ｔ３の期間に、定電圧制御部２７及び駆動回路２６は制御電源回路２３から供給されており、カウンタ４２からの動作開始信号Ｓｂの発生により昇圧チョッパ部２４がいつでも動作開始できるようにスタンバイされている。
【００４３】
時間ｔ３〜ｔ４の電圧Ｖは、時間ｔ３から定電圧制御部２７のチョッパ動作が開始することにより、出力電圧Ｖは昇圧チョッパ部２４で昇圧されて電圧Ｖ１から、時間ｔ４で予め定める一定電圧Ｖｏまで上昇する。時間ｔ４以降は、定電圧制御部２７のフィードバック制御により、定電圧ユニット２のコンデンサＣ１の出力電圧Ｖは一定電圧Ｖｏに維持される。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、定電流ユニット３のＤＣ−ＤＣ変換部３２は、カウンタ４１で定められた時間ｔ２に達するまでは駆動しないため、チョークコイルＬ３に電流は流れない。ただし、時間ｔ２に達するまでに、定電流制御部３４および電流検出部３５の制御電源は十分供給できる電圧に設定されているため、時間ｔ２経過した点から、速やかに動作を開始できる。
【００４５】
時間ｔ２〜ｔ３において、定電流制御部３４は出力電圧Ｖ1を電源として動作を開始する。このとき、定格電流よりは大きいピーク電流Ｉpeakが流れることになるが、この期間では、まだ定電圧ユニット２の昇圧チョッパ部２４は動作を開始していないので、過電流により定電圧制御のフィードバック検出量が急激に大きくならない。従って、定電圧制御部２７はその制御の許容量を超え、フィードバック制御が外れて回路動作が不能になることはなく、出力電流Ｉは電源電圧Ｖ１に応じた一定値Ｉo１に収束する。
【００４６】
時間ｔ３〜ｔ４においては、時間ｔ３で定電圧ユニット２の昇圧チョッパ部２４が動作を開始するので、出力電圧Ｖの上昇に伴い、徐々に電流Ｉは減少していき、やがて所望の電流値Ｉｏ２に維持される。時間ｔ４以降は、定電流制御部３４のフィードバック制御が継続されることになる。
【００４７】
カウンタ４１は、抵抗Ｒｂ端の電圧でタイマ動作を開始し、予め設定された経過時間に達する時間ｔ２まではＬレベルが維持される。カウンタ４１は時間ｔ２を経過すると、動作開始信号ＳａがＨレベルになり、カウンタ４２より早く始動する。この動作開始信号Ｓａが定電流制御のＡＮＤ２への入力されると、時間ｔ２から定電流ユニット３のＤＣ−ＤＣ変換部３２が動作を開始することになり、出力電流Ｉが立ち上がる。
【００４８】
カウンタ４２は、時間ｔ２より長い経過時間の時間ｔ３までは、Ｌレベルが維持され、時間ｔ３経過すると、その動作開始信号ＳｂがＨレベルになる。この動作開始信号Ｓｂが定電圧制御のＡＮＤ１回路へ入力されると、時間ｔ３から定電圧ユニット２の昇圧チョッパ部２４が動作を開始し、出力電圧ＶがＶ１から昇圧され、Ｖoに一定制御されるようになる。これにより、定電圧ユニット２の起動のタイミングは、定電流ユニット３の起動のタイミングから離されることになる。
【００４９】
本実施形態によれば、タイマ４を用いて、予め定められた一定時間（時間ｔ３）を定電圧ユニット２が動作開始するまでの時間として、定電流ユニット３が一定時間前に動作開始するようにできる。従って、定電流ユニット３の動作開始時のピーク電流Ｉpeakによる過電流の影響により定電圧ユニット２の定電圧動作が停止されることを防止することができ、回路全体を起動することできる。
【００５０】
また、複数のタイマ４（カウンタ４１〜４３）を有しているので、任意の経過時間後に各ユニット２、３を動作開始させることができる。これにより、各ユニット２、３内の制御回路の切替時に、出力電流Ｉの立ち上がりに振動波形が出るような場合は、その振動が収まる十分な安定時間を見てから定電圧ユニット２の昇圧チョッパ部２４を動作開始させることができ、安定性が向上する。
【００５１】
また、定電圧ユニット２内に、昇圧チョッパ部２４と降圧チョッパ部２８のように複数の定電圧回路が存在しても、定電流ユニット３の動作開始による過電流の影響を受けないように、各々の定電圧回路を適正な時間経過後に動作開始することができる。このとき、昇圧チョッパ部２４を最後に動作するように設定することにより、昇圧チョッパ回路のフィードバック外れを防止することができる。
【００５２】
また、タイマ４による計測のスタートとして、定電圧ユニット２および定電流ユニット３とも、定電圧ユニット２の昇圧チョッパ部２４への入力電圧の検出を基に行ったが、定電圧ユニット２の動作開始までの時間計測のスタートは、必ずしもこれに限ったものではない。例えば、定電流ユニット３が動作開始した信号やＤＣ−ＤＣ変換部３２の出力電流Ｉが一定値に収まってからなどの様々な信号で動作を開始することができる。ここでは、昇圧チョッパ部２４の動作開始前にＤＣ−ＤＣ変換部３２が動作を開始し、定電圧ユニット２の起動時間を定電流ユニット３の起動時間より遅くらせるようにさえすればよい。
【００５３】
なお、上記昇圧チョッパ部２４の動作開始の時間計測を出力電流Ｉが一定値に収まってから設定する場合、例えば、時間ｔ２〜ｔ３での出力電流Ｉo１（図４（ｂ）参照）が一定値になるのを検出して、昇圧チョッパ部２４の動作を開始すると、タイマ４での回路部品が少なく済むなどの利点を生じる。例えば、出力電流Ｉの検出は、電流検出部３５に接続される電流検出用の抵抗Ｒ６を兼用すればよい。
【００５４】
（第１の実施形態の変形例）
次に、上記実施形態の変形例について、図５乃至図７を参照して説明する。この変形例においては、定電圧ユニット２は、図５に示すように、昇圧チョッパ部２４の後段に、その出力を受けて降圧する降圧チョッパ部２８を有し、降圧チョッパ部２８からの直流電圧が出力部２５から出力される。
【００５５】
図６に示すように、降圧チョッパ部２８は前述の図３のＤＣ−ＤＣ変換部３２と同様の構成を成し、スイッチング素子Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ３を駆動する駆動回路２９と、論理和回路ＡＮＤ３と、ダイオードＤ３と、チョークコイルＬ４、電圧検出用の抵抗Ｒ７、Ｒ８の直列回路と、コンデンサＣ３とを備える。抵抗Ｒ７、Ｒ８の接続点の電圧は、定電圧制御部２７にフィードバック入力され、コンデンサＣ３の電圧は定電圧制御部２７により定電圧制御され、出力電圧Ｖとして出力部２５から出力される。
【００５６】
ＡＮＤ３は、後述のカウンタ４３からの動作開始信号Ｓｃと、定電圧制御部２７により出力電圧Ｖをフィードバック制御するための他の電圧制御信号とが入力される。
【００５７】
定電圧制御部２７は、スイッチング素子Ｑ３を一定の周波数、一定のオン時間でオン、オフすることにより、一定の比率で昇圧チョッパ部２４からの電圧Ｖｂを降圧し、出力電圧Ｖを出力部２５から出力する。例えば、交流電源ＡＣの入力電圧が１００〜２４２（Ｖ）の場合、昇圧チョッパ部２４の出力を４００（Ｖ）程度にしておき、降圧チョッパ部２８で２４（Ｖ）や４８（Ｖ）のような直流電圧にして、後段の定電流ユニット３で照明負荷５を点灯させることができる。
【００５８】
タイマ４は、カウンタ４１、４２に加え、動作開始信号Ｓｃを出力するカウンタ４３を、さらに備える。ここでは、カウンタ４１、４２、および４３の各出力の動作開始信号Ｓａ、動作開始信号Ｓｂ、動作開始信号Ｓｃは、それぞれ定電流ユニット３のＡＮＤ２、定電圧ユニット２のＡＮＤ１、ＡＮＤ３にそれぞれ入力される。
【００５９】
ここで、カウンタ４１、４２、及び４３により制御される各ユニット２、３の動作時の電圧、電流波形について図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ）は定電圧ユニット２における昇圧チョッパ部２４の出力電圧Ｖｂの波形を、図７（ｂ）は定電圧ユニット２のコンデンサＣ３から出力される出力電圧Ｖの波形を、図７（ｃ）は定電流ユニット３の動作時におけるコイルＬ３の出力電流Ｉの波形を示す。なお、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で時間軸は一致して表記してある。
【００６０】
図７（ａ）に示すように、電源ＡＣ投入後、電圧Ｖｂは電源電圧のピーク値であるＶｂ１まで上昇する。ここで、タイマ４の制御により、動作開始信号Ｓｃ（時間ｔ２でオン）、動作開始信号Ｓａ（時間ｔ３でオン）、動作開始信号Ｓｂ（時間ｔ４でオン）の順で各ＡＮＤ２（図３）、ＡＮＤ３（図６）、ＡＮＤ１が動作を開始するようにする。このとき、後段の定電流ユニット３のＤＣ−ＤＣ変換部３２、定電流制御部３４、電流検出部３５を含む定電流回路部が動作開始する時間ｔ３においては、図７（ｂ）に示すように、降圧チョッパ部２８のみが起動（時間ｔ２でオン）している。このため、昇圧チョッパ部２４の出力Ｖｂ１、降圧チョッパ部２８の出力Ｖｏ１の電圧で定電流回路部が動作することになる。ここで、出力Ｖｂ１は昇圧チョッパ部２４が停止しているので、整流回路部２２の出力（約１４１Ｖ）と同じになる。
【００６１】
このような状態で、定電流ユニット３を起動させ、ピーク値Ｉpeakの大きい電流を流しておき、定電流ユニット３の出力電流Ｉが一定値Ｉｏ１になった後、最後に昇圧チョッパ部２４の動作を開始する。これにより、昇圧チョッパの出力はＶｂ１からＶｂ２へ上昇し、それに伴い、降圧チョッパ部２８の出力もＶｏ１からＶｏ２へと上昇する。
【００６２】
これらの動作により、定電流ユニット３のＤＣ−ＤＣ変換部３２の出力電流はＩｏ１からＩｏ２へと減少して、定格点灯を維持することになる。このように動作させることにより、ピーク電流Ｉpeakによる昇圧チョッパ部２４の停止を防止することができる。また、昇圧チョッパ部２４の起動により、出力電流がＩｏ１からＩｏ２へ減少するため、回路ストレスが低減できる。
【００６３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る過電流防止式電源装置について、図８及び図９を参照して説明する。本実施形態は、定電圧ユニット２内に調光部７ａと調光信号送信部７ｂとを有し、定電流ユニット３内に、そのＤＣ−ＤＣ変換部３２の出力を受けて動作する調光出力部８を備える。調光出力部８は、定電圧ユニット２側からの調光信号Ｓ１によって制御され、照明負荷５を調光制御する。
【００６４】
図８に示すように、定電圧ユニット２において、調光部７ａ及び調光信号送信部７ｂは、汎用ＩＣの組合せやマイコンなどで構成され、定電圧源Ｖｃｃから給電されて動作し、調光信号送信部７ｂからの調光信号Ｓ１を出力部２５から送出する。
【００６５】
調光部７ａは、外部からの調光要求を受けて調光指令値に変換し、この調光指令値に基く指令信号を調光信号送信部７ｂに送る。調光指令値は、例えば、ユーザが抵抗ボリュームを回すことによって抵抗値を可変し、その抵抗値に対応する電圧値をマイコンで発生して形成することができ、また、リモコンからの制御信号を受けて形成することもできる。
【００６６】
調光信号送信部７ｂは、調光部７ａからの指令信号を受けて、それに基いてＰＷＭ信号などの調光信号Ｓ１を生成し、定電流ユニット３へ送出する。ＰＷＭ信号は、１２Ｖの振幅を成す１ｋＨｚのパルス信号とし、そのオン時間が少ないほど調光率を高くするようにしている。なお、定格出力を調光率１００％とする場合の調光信号Ｓ１は、振幅可変信号としてもよい。また、有線や無線の通信手段で定電流ユニット３側に伝達する場合は、それぞれ対応する通信変換機能を設ければよい。
【００６７】
図９に示すように、調光出力部８はスイッチング素子Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ４を駆動する駆動回路８１とを有し、スイッチング素子Ｑ４はＤＣ−ＤＣ変換部３２の出力側と出力部３３との間に直列に接続される。駆動回路８１は調光信号送信部７ｂからの調光信号Ｓ１が入力され、この調光信号Ｓ１に基いてスイッチング素子Ｑ４をオン、オフし、その出力は出力部３３から照明負荷５に供給される。
【００６８】
本実施形態によれば、調光信号送信部７ｂからの調光信号Ｓ１に応じて、有機ＥＬ等の照明負荷５の電流を調整して所望のレベルに調光することができると共に、起動時の調光出力部８へのピーク電流が抑制され、調光出力部８の過電流による破損等を防止できる。
【００６９】
図１０は、上記定電圧ユニット２（過電流防止式電源装置）と、定電圧ユニット２により給電される複数の灯具（照明負荷）６（６ａ、６ｂ）と、定電圧ユニット２と灯具６を接続する接続部６１と、を備えた照明器具の構成例を示す。灯具６は、接続部６１と共に、発光素子（照明負荷）５ａと、定電流ユニット３と、調光信号受信部９とを有し、コネクタ等よりなる接続部６１を介して定電圧ユニット２の出力部と配線接続されている。定電圧ユニット２は、その出力部からの出力電圧Ｖと調光信号Ｓ１とが接地ライン（ＧＮＤ）を共通として灯具６に接続され、それぞれ灯具６内の定電流ユニット３と調光信号受信部９とに供給される。
【００７０】
発光素子５ａは、入力電流と光出力がほぼ比例の関係にある有機ＥＬやＬＥＤなどの一つまたは複数の固体発光素子から成る。調光信号受信部９は、定電圧ユニット２の調光信号送信部７ｂからの調光信号Ｓ１を受けて元の調光指令値を復元し、それを定電流ユニット３に伝える。定電流ユニット３は、調光機能を有し、調光信号受信部９からの指令値を受けて発光素子５ａのＰＷＭ調光や振幅調光を行う。なお、調光信号受信部９は、定電流ユニット３内に設けてもよい。
【００７１】
この照明器具は、複数の灯具６が定電圧ユニット２に接続されるような場合においても、動作開始時に配線に流れる定電圧ユニット２からのピーク電流を抑制することができる。これにより、過電流による灯具６の回路素子等へのストレスを低減することができると共に、点灯動作後は、電源変動に強い、安定した照明が得られる。また、定電圧ユニット２と各接続部６１間の配線により、灯具６と定電圧ユニット２間を任意の長さに調整できる。また、ＬＥＤや有機ＥＬ素子の発光素子５ａを用いたので、面状薄型の照明器具が得られる。
【００７２】
図１１は、照明器具を複数のモジュールで構成した場合の例を示す。この照明器具は、定電圧ユニット２及び定電流ユニット３をモジュール化した電源ユニット（電源装置）１ａと、複数の発光素子５ａを一体にしてモジュール化した負荷モジュール５ｂとにより構成される。これらのモジュール化により、照明器具をコンパクトに形成でき、また、交換修理が容易になる。
【００７３】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態において、定電圧ユニット２内に降圧チョッパ部２８を複数設け、タイマ４のカウンタを３個以上設けて各チョッパ回路の動作開始を時間シフトさせてもよい。また、スイッチング素子はＦＥＴに限らず、バイポーラトランジスタ等、他の半導体素子を用いてもよい。また、１つの電源装置１に照明負荷５を複数接続するときは、それらの照明負荷５の直列、並列、あるいはそれらの組合せであってもよい。また、電流検出に抵抗を用いたが、トランスなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  電源装置（過電流防止式電源装置、照明器具）
２  定電圧ユニット
３  定電流ユニット
２４  昇圧チョッパ部（昇圧チョッパ回路）
２７  定電圧制御部（制御回路）
４  タイマ
４１、４２、４３  カウンタ（タイマ）
５  照明負荷
５ａ  発光素子（照明負荷、照明器具）
６、６ａ、６ｂ  灯具（照明器具）
６１  接続部（照明器具）
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ  動作開始信号（信号）
【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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【図１２】
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【図１３】
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