(57)【要約】【課題】安定的に位相調光制御を行うことができる点灯装置、調光器および照明装置を提供する。【解決手段】点灯装置２００は、トライアック調光器１００と接続する。点灯回路２３０は、発光素子ＬＥＤを備える光源ユニット３００と接続し、トライアック調光器１００からの電源電圧で生成した電流を発光素子ＬＥＤに供給する。バイパス回路２２０は、トライアック調光器１００と点灯回路２３０との間に介在する。バイパス回路２２０は、トライアック調光器１００の出力電圧が所定値以下であるときに、トライアック調光器１００の出力を点灯回路２３０からバイパスさせてトライアック１０６の出力電流を保持する。トライアック調光器１００が出力電圧を出力するときに保持電流不足によってトライアック１０６がオフになるという問題を抑制し、トライアック調光器１００の出力が不安定になるといった不具合がなくなる。従って、トライアック調光器１００を安定的に動作させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相制御型の調光器と接続可能であり、前記調光器で位相制御された入力電圧を受ける点灯装置であって、
前記調光器に接続する入力端子と、
発光素子と接続し、前記入力電圧で生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、
前記入力端子と前記点灯回路との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記入力端子からの交流電圧を整流して前記バイパス回路本体部を介さずに前記点灯回路に供給する第１整流回路と、
前記入力端子からの交流電圧を整流して前記バイパス回路本体部に供給する第２整流回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
入力側が前記電流経路の一端と接続し出力側が前記バイパス駆動電源回路に接続した整流素子を備え、
前記電圧検出回路は、前記整流素子の前記出力側の電圧を検出し、
前記バイパス駆動電源回路は、前記電圧検出回路の検出した電圧が所定電圧を超えたときに前記コンデンサを充電し、前記電圧検出回路の検出した電圧が所定電圧以下のときに前記コンデンサの充電電圧を前記制御端子に与えることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記バイパス回路は、前記調光器の出力電圧が前記所定値以下になってから、次に前記調光器の出力電圧が立ち上がるまでの期間、前記スイッチング素子をオンに維持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
交流電源と点灯装置との間に介在する位相制御型の調光器であって、
前記点灯装置は、発光素子と接続し、前記調光器の出力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給するものであり、
前記調光器は、
前記交流電源の電圧波形を成形するトライアックと、
前記トライアックの出力電圧が所定値以下であるときに、出力電流を前記点灯回路からバイパスさせて前記トライアックの電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記トライアックが出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする調光器。
【請求項６】
前記バイパス回路は、前記調光器の出力電圧が前記所定値以下になってから、次に前記調光器の出力電圧が立ち上がるまでの期間、前記スイッチング素子をオンに維持することを特徴とする請求項５に記載の調光器。
【請求項７】
電流を受けて発光する発光素子と、
位相制御型の調光器と、
前記調光器に接続する入力端子と、前記調光器で位相制御された入力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、を備える点灯装置と、
前記調光器と前記点灯装置との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含む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】
本発明は、点灯装置、調光器および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
調光方式の一つとして位相調光方式が知られており、位相制御型調光器には一般的にトライアックが用いられることが多い。トライアックをオンし続けるためには、トライアックがある一定値以上の電流（保持電流）を流し続ける必要がある。
【０００３】
この点に関し、例えば下記の特許文献１、２に開示されているように、トライアックの保持電流を維持するための回路を備えた照明装置が知られている。具体的には、商用電源の電圧位相が所定値以下のとき、１次側のブリーダ抵抗とスイッチの直列回路から電流を流し、トライアックの保持電流を維持する技術が知られている。なお、この保持電流の維持の際には、制御用電源はＤＣ出力に関わらず安定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８５９９８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤ等の低消費電力な発光素子を駆動させる際には、その発光素子を点灯させる点灯装置が必要とする負荷電流も低い。位相制御型調光器に接続される機器（具体的には、例えば点灯装置）に供給する負荷電流が少ない場合、トライアックの保持電流の確保が困難となる。その結果、本来はオンを維持したいにもかかわらずトライアックがオフとなってしまい、位相制御型調光器の動作が不安定になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安定的に位相調光制御を行うことができる点灯装置、調光器および照明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】
【０００７】
本発明にかかる点灯装置は、
位相制御型の調光器と接続可能であり、前記調光器で位相制御された入力電圧を受ける点灯装置であって、
前記調光器に接続する入力端子と、
発光素子と接続し、前記入力電圧で生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、
前記入力端子と前記点灯回路との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる調光器は、
交流電源と点灯装置との間に介在する位相制御型の調光器であって、
前記点灯装置は、発光素子と接続し、前記調光器の出力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給するものであり、
前記調光器は、
前記交流電源の電圧波形を成形するトライアックと、
前記トライアックの出力電圧が所定値以下であるときに、出力電流を前記点灯回路からバイパスさせて前記トライアックの電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記トライアックが出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる照明装置は、
電流を受けて発光する発光素子と、
位相制御型の調光器と、
前記調光器に接続する入力端子と、前記調光器で位相制御された入力電圧から生成した電流を前記発光素子に供給する点灯回路と、を備える点灯装置と、
前記調光器と前記点灯装置との間に介在し、前記入力電圧が所定値以下であるときに、前記調光器の出力を前記点灯回路からバイパスさせて前記調光器が出力する電流を保持するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記調光器が出力する電流を前記点灯回路からバイパスする電流経路と、前記電流経路に直列接続されたスイッチング素子と、を備えるバイパス回路本体部と、
前記スイッチング素子の制御端子に電圧を供給するコンデンサを備え、前記調光器が位相制御した前記入力電圧の１周期が有するオフ期間以上の期間だけ前記スイッチング素子のオンを継続可能な量の電荷を前記コンデンサに蓄えるバイパス駆動電源回路と、
前記入力電圧が前記所定値以下か否かを検出して前記コンデンサと前記制御端子の接続を切り替える電圧検出回路と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定的に位相調光制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置、調光器および照明装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる点灯装置、調光器および照明装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置、調光器および照明装置を示す図である。図１には、本実施の形態にかかる点灯装置２００、調光器１００および照明装置４００の回路図が示されている。
【００１３】
本発明の実施の形態にかかる照明装置４００は、トライアック調光器１００と、点灯装置２００と、光源ユニット３００を備えている。点灯装置２００は、その一方端にトライアック調光器１００が接続され、その他方端に光源ユニット３００が接続されている。点灯装置２００は入力端子２０１および入力端子２０２を介してトライアック調光器１００と接続する。
【００１４】
トライアック調光器１００は交流電源ＡＣと接続しており、交流電源ＡＣから入力される電圧波形を整形する。トライアック調光器１００は、整形した電圧波形を点灯装置２００に供給する。トライアック調光器１００は、内部にトライアック１０６、制御回路１０４、および調光用調整器１０２を有している。
【００１５】
トライアック調光器１００は、位相調光方式によって調光を行う位相制御型調光器である。「位相調光方式」とは、トライアックを用いて入力された交流波形の一部分を切り出すことで明るさを調整するものである。
【００１６】
交流電圧波形の途中でトライアック１０６をターンオンすると、トライアック１０６内のダイオードは導通状態に変化し、交流波形が０Ｖになるまでその状態が続く。ターンオンのタイミングを調整すれば交流波形を切り出す角度（位相）を調整できるので、これにより明るさを調整することができる。
【００１７】
トライアック調光器１００内部のトライアック１０６も、交流電源の電圧波形（正弦波）の中で、０Ｖからの立ち上がり又は０Ｖからの立下りのうち所定期間の間だけ０Ｖを維持させることができる。なお、トライアックのターンオンのタイミングは、調光器１００内の制御回路１０４によって制御される。制御回路１０４には調光用調整器１０２が接続する。
【００１８】
光源ユニット３００は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えている。但し、発光ダイオードに代えて有機ＥＬを用いてもよい。本実施形態では、光源ユニット３００に用いる光源がＬＥＤである場合を説明するが、本発明において光源の種類を限定するものではない。光源ユニット３００は、点灯装置２００から定電流の供給を受けて発光することができる。
【００１９】
点灯装置２００は、全波整流回路２１０と、バイパス回路２２０と、点灯回路２３０とを備えている。点灯装置２００は、前述したとおり入力端子２０１および入力端子２０２を備えている。入力端子２０１は、調光器１００内部でトライアックに接続する出力端子と全波整流回路２１０の第１入力端子との間に介在する。入力端子２０２は、調光器１００の他方の出力端子と全波整流回路２１０の第２入力端子との間に介在している。
【００２０】
全波整流回路２１０は、トライアック調光器１００が整形した電圧波形を直流に整流することができる。バイパス回路２２０は、バイパス回路本体部２２０ａ、ダイオードＤ２、バイパス駆動電源回路２２１、および電圧検出回路２２２を備えている。バイパス回路本体部２２０ａは、トライアック１０６の保持電流を流すためのバイパス用電流経路を形成するための回路である。バイパス駆動電源回路２２１および電圧検出回路２２２は、バイパス回路本体部２２０ａのオンとオフとを切り替えるための回路である。
【００２１】
バイパス回路本体部２２０ａは、抵抗Ｒ１およびＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果トランジスタ）Ｑ１の直列回路で構成されている。具体的には、抵抗Ｒ１の一端が全波整流回路２１０の一方の出力端子に接続している。抵抗Ｒ１の他端は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のドレインに接続している。ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のソースは、全波整流回路２１０の他方の出力端子と共通となって点灯回路２３０と共通のグランドに接続する。
【００２２】
バイパス駆動電源回路２２１は、抵抗Ｒ４〜Ｒ５、ダイオードＤ１、およびコンデンサＣ１からなる。抵抗Ｒ５およびＲ６は、バイパス回路本体部２２０ａと並列に接続する分圧回路である。
【００２３】
抵抗Ｒ５の他端は抵抗Ｒ６の一端と接続し、抵抗Ｒ６の他端はグランドに接続する。抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点には、ダイオードＤ１のカソードが接続している。ダイオードＤ１のアノードは、抵抗Ｒ４を介して、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のゲートに接続している。
【００２４】
ダイオードＤ１のカソードとコンデンサＣ１の一端も接続しており、コンデンサＣ１の他端はグランドに接続している。抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧された電圧は、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に蓄えられ、抵抗Ｒ４を介してＭＯＳ−ＦＥＴＱ１に印加されることになる。
【００２５】
電圧検出回路２２２は、抵抗Ｒ２およびＲ３、並びにＭＯＳ−ＦＥＴＱ２からなる。抵抗Ｒ２の他端は抵抗Ｒ３の一端と接続し、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで分圧された電圧がＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに印加される。ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のドレインは、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のゲートと抵抗Ｒ４の接続点に接続している。ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のソースは、グランドに接続している。
【００２６】
抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧比は、次のように定める。
【００２７】
トライアック調光器１００の出力電圧が０Ｖのとき、コンデンサＣ２に蓄えられている電荷により、抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧された電圧がＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このときＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに印加される電圧がＭＯＳ−ＦＥＴＱ２の閾値電圧に達しないように（つまりＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオンしないように）、抵抗Ｒ２、Ｒ３の分圧比を設定する。
【００２８】
一方、点灯装置２００に交流電源ＡＣに相当する電力が供給されるようになると、コンデンサＣ２が充電されてその充電電圧が高い値となる。このときのコンデンサＣ２の高い電圧によりＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオンするように、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の分圧比を設定する。
【００２９】
ダイオードＤ２は、整流素子であり、バイパス回路本体部２２０ａとバイパス駆動電源回路２２１および電圧検出回路２２２との間に介在している。ダイオードＤ２のアノードは、抵抗Ｒ１の一端および全波整流回路２１０の一方の出力端子の接続点に、接続している。ダイオードＤ２のカソードは、抵抗Ｒ２の一端、抵抗Ｒ５の一端、および後述するコンデンサＣ２の一端にそれぞれ接続している。
【００３０】
ダイオードＤ２は、バイパス駆動電源回路２２１（ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１）がオンになったとき、後述するコンデンサＣ２の充電電圧（電荷）が逆流しないようにするためのものである。
【００３１】
点灯回路２３０は、コンデンサＣ２〜Ｃ４、ダイオードＤ３〜Ｄ５、抵抗Ｒ７〜Ｒ９、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ３、トランスＴ１、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ３のオン／オフを制御する制御ＩＣ２３１、位相検出ＤＣ変換回路２３２、基準電圧回路２３３、および比較器ＯＰを備える。コンデンサＣ２〜Ｃ４、ダイオードＤ３、Ｄ４、トランスＴ１、およびＭＯＳ−ＦＥＴＱ３からなる回路構成により、トライアック調光器１００側からの電源電圧を用いて光源ユニット３００のＬＥＤに供給するための直流電流を生成することができる。
【００３２】
点灯回路２３０内の回路要素は、いわゆる絶縁型のフライバック型ＤＣＤＣコンバータを構成している。このフライバック型ＤＣＤＣコンバータは光源ユニット３００に定電流を供給するものであり、その動作原理は公知であるためここでは詳細は説明しない。
【００３３】
位相検出ＤＣ変換回路２３２は、トライアック調光器１００が整形した電圧波形のうち、０Ｖを維持している時間を検出する。その時間に応じて、位相検出ＤＣ変換回路２３２は、設定した基準電圧となるように基準電圧回路２３３を制御する。
【００３４】
比較器ＯＰは、基準電圧回路２３３の基準電圧と、コンデンサＣ４の電圧とを比較する。比較器ＯＰは、比較結果に応じて制御ＩＣ２３１に検出信号を出力する。
【００３５】
制御ＩＣは、比較器ＯＰの検出信号に基づいて、コンデンサＣ４の電圧が基準電圧と等しくなるように、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ３のスイッチングを制御する。これにより、コンデンサＣ４の電圧を制御することができる。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図２は、全波整流回路２１０の出力電圧波形と、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１、Ｑ２のスイッチの状態を示している。この図を用いて、バイパス回路２２０の動作について説明する。
【００３７】
図２においては、説明の便宜上、期間ＴＡ，ＴＢ、ＴＣ、ＴＤを図示している。「期間ＴＡ」は、トライアック調光器１００の出力電圧波形のうち０Ｖの期間、すなわちトライアック調光器１００から点灯装置２００に入力される入力電圧が０Ｖ（つまりオフ）の期間を示している。
【００３８】
また、「期間ＴＢ」は、トライアック調光器１００の出力電圧波形が存在する期間である。すなわち、期間ＴＢは、トライアック調光器１００から点灯装置２００に入力される入力電圧が存在する期間（トライアック調光器１００がオンとなる期間）を示している。
【００３９】
また、「期間ＴＤ」は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンとなっている期間であり、バイパス回路２２０による電流のバイパスが行われている期間である。
【００４０】
そして、「期間ＴＣ」は、期間ＴＢと期間ＴＤの重複する期間、つまりトライアック調光器１００の出力電圧がありかつＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンとなっている期間である。期間ＴＣは、言い換えると、トライアック調光器１００の出力電圧が存在していてかつ閾値電圧ＶＴＨ以下である期間である。
【００４１】
図２（ａ）は、交流電源の正弦波に対して位相が９０°遅れてトライアック調光器１００が電圧を出力するときの、全波整流回路２１０の出力電圧波形を示している。この場合、トライアック調光器１００は図２に示すように電圧波形を整形している。つまり、期間ＴＢに入ると、電圧が急激に立ち上がったのち、交流電源の正弦波に沿って放物線的に電圧が低下している。
【００４２】
（期間ＴＡ）
全波整流回路２１０が出力した電圧は、ダイオードＤ２を介して抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧される。抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧した電圧は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに印加される。このとき全波整流回路２１０の出力電圧が０Ｖであるので、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２はオンしない。
【００４３】
前回、トライアック調光器１００がオンして出力電圧が存在していたとき（つまり前回の期間ＴＢ）に、コンデンサＣ１は充電され、電荷が蓄えられている。よって、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷を利用して、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のゲートに電圧を印加することができる。なお、ダイオードＤ１は、トライアック調光器１００がオフしてもコンデンサＣ１の電荷が抵抗Ｒ５，Ｒ６を介して抜かれないように、電荷の抜けをブロックする役割を果たしている。
【００４４】
トライアック調光器１００の出力電圧が０Ｖのとき、コンデンサＣ２には電荷が蓄えられている。このため、抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧された電圧が、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに印加される。実施の形態では前述したように抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧比を定めているので、このときにコンデンサＣ２に蓄えられている電荷（電圧）ではＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオンとならない。
【００４５】
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオフしているとき、コンデンサＣ２の充電電圧が抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧された電圧は、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に蓄えられる。また、このとき、抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧された電圧は、抵抗Ｒ４を介してＭＯＳ−ＦＥＴＱ１に印加される。そうすると、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンとなる。期間ＴＡでは全波整流回路２１０の出力電圧が０Ｖなので、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンであってもバイパス回路本体部２２０ａには電流は流れない。
【００４６】
（期間ＴＢ）
次に、トライアック調光器１００の出力電圧が急激に立ち上がり、点灯装置２００に交流電源ＡＣに相当する電力が供給されるようになる。全波整流回路２１０の出力電圧が、ダイオードＤ２を介して、抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧される。また、コンデンサＣ２が充電されて、その充電電圧が十分に高くなる。このときＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオンするように抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の分圧比が設定されており、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオンする。
【００４７】
抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧した電圧は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲートに電圧印加される。これによりＭＯＳ−ＦＥＴＱ２はオンとなり、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のゲートは略グランド電位となる。その結果、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１はオフとなる。ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオフなので、抵抗Ｒ１に電流は流れない。
【００４８】
バイパス駆動電源回路２２１は、抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗分圧からダイオードＤ１を介して、コンデンサＣ１に電荷を蓄える。ここで、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２はオンであるが、抵抗Ｒ４の値を十分大きく設定することで、コンデンサＣ１には抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ４の分圧回路から得られる電圧を充電することができる。なお、バイパス駆動電源回路２２１に入力される電圧(交流電圧)が十分大きいため、ダイオードＤ１の影響は無視している。
【００４９】
（期間ＴＣ）
さらに時間が経過すると、トライアック調光器１００の出力電圧は、交流電源ＡＣの正弦波に沿って低下していく。トライアック調光器１００の出力電圧が所定電圧ＶＴＨ以下になると、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３で分圧された電圧がＭＯＳ−ＦＥＴＱ２のゲート電圧よりも低くなって、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオフする。この所定電圧ＶＴＨは、図２において点線で示されている。
【００５０】
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２がオフすれば、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のゲートに電圧が印加されるようになる。その結果、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンし、抵抗Ｒ１を介してＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のドレイン−ソース間に電流が流れるようになる。
【００５１】
つまり、トライアック調光器１００の出力電流は、全波整流回路２１０→抵抗Ｒ１→ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のループで流れることとなる。その結果、トライアック調光器１００のトライアック１０６に保持電流を流し続けることができる。
【００５２】
したがって、点灯回路２３０の負荷電流がトライアック１０６の保持電流よりも少なくなる場合であっても、バイパス回路２２０によって、トライアック１０６の保持電流を確保することができる。
【００５３】
そのため、トライアック調光器１００が出力電圧を出力している途中で保持電流不足によってトライアック１０６が予期せずにオフになるという問題を抑制し、トライアック調光器１００の出力が不安定になることを抑制できる。従って、トライアック調光器１００を安定的に動作させることができる。
【００５４】
（期間ＴＤ）
トライアック１０６を安定動作させるためには、バイパス回路２２０の動作期間を適切な長さに確保することが好ましい。具体的には、トライアック調光器１００の出力電圧が所定電圧ＶＴＨ以下になってから次にトライアック調光器１００の出力電圧が立ち上がるまでの期間、バイパス回路２２０を動作（ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンし続ける）させることが好ましい。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１をオンする期間ＴＤを、トライアック調光器１００の出力電圧波形におけるオフ期間の１周期（期間ＴＡ）以上の長さとする。具体的には、本実施の形態では、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１が期間ＴＡ以上オンし続けられるようにコンデンサＣ２の残留電荷を保持するようにする。
【００５６】
上記動作を期間ごとにまとめると、次のとおりである。
〔期間ＴＡ〕
トライアック調光器１００の出力電圧      ０Ｖ
ダイオードＤ２のカソード電位            ０Ｖ
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２                      オフ
コンデンサＣ１                          ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１に電圧印加
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１                      オン
バイパス回路本体部２２０ａ（抵抗Ｒ１）  電流は流れない
【００５７】
〔期間ＴＢ〕
トライアック調光器１００の出力電圧      電圧ＶＴＨより高い
ダイオードＤ２のカソード電位            高い
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２                      オン
コンデンサＣ１                          充電される
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１                      オフ
バイパス回路本体部２２０ａ（抵抗Ｒ１）  電流は流れない
【００５８】
〔期間ＴＣ〕
トライアック調光器１００の出力電圧      電圧ＶＴＨ以下
ダイオードＤ２のカソード電位            高い
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２                      オフ
コンデンサＣ１                          ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１に電圧印加
ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１                      オン
バイパス回路本体部２２０ａ（抵抗Ｒ１）  電流が流れる
【００５９】
なお、ダイオードＤ２は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンしてもバイパス回路本体部２２０ａの動作とバイパス駆動電源回路２２１および電圧検出回路２２２の動作とが分離されるようにする機能を果たしている。これにより位相調光制御を安定的に実施することができる。
【００６０】
また、全波整流された電圧が所定電圧ＶＴＨ以下のときにＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンとなるので、抵抗Ｒ１による無駄な電力損失を抑制することができる。
【００６１】
また、電圧検出回路２２２が有する抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧回路は、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１を動作させる閾値電圧を決定するものである。トライアック１０６がオンしているときに抵抗Ｒ１の無駄な電力損失を抑制することが好ましく、且つ、トライアック１０６がオフしたときにトライアック１０６の漏れ電流などから点灯装置２００に電圧が入力されてもＭＯＳ−ＦＥＴＱ２が確実にオフとなるようにすることが好ましい。これらを両立するように抵抗Ｒ２，Ｒ３の値を設定するのが望ましい。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態にかかる点灯装置２００によれば、トライアック調光器１００と接続した場合に、点灯回路２３０の負荷電流が少ないときであってもトライアック１０６をオンさせるための保持電流を安定的に流し続けることができる。しかも、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１をオンする期間ＴＤを適切に定めることで、バイパス回路２２０の動作期間を適切な長さに確保し、トライアック調光器１００の安定的動作を確保することができる。
【００６３】
また、実施の形態にかかるバイパス回路２２０では、トライアック調光器１００の出力電圧が所定電圧ＶＴＨ以上のとき、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１をオフするようにしている。これにより、抵抗Ｒ１による無駄な電力損失を抑制することができる。
【００６４】
トライアック調光器１００を用いずに点灯装置２００を直接に交流電源ＡＣに接続した場合には、バイパス回路２２０のＭＯＳ−ＦＥＴＱ１およびＱ２は、図２（ｂ）に示すように動作する。この場合、図２（ｂ）に示すようにＭＯＳ−ＦＥＴＱ１のオン期間を短くすることができ、抵抗Ｒ１による無駄な電力損失を抑制できる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、トライアック調光器１００に接続される負荷が点灯装置２００である場合を説明したが、本発明はこれに限られない。トライアック調光器１００に接続されて、トライアック調光器１００が整形した出力電圧波形で動作する機器であれば、他の機器でもよく、その機器内に本実施の形態に記載のバイパス回路２２０を備えてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、バイパス回路２２０を点灯装置２００の内部に備える場合について説明したが、本発明はこれに限られない。トライアック調光器１００のトライアック１０６と点灯装置２００との間に、バイパス回路２２０を介在させるようにすればよい。
【００６７】
従って、バイパス回路２２０をトライアック調光器１００の内部に備えてもよい。また、バイパス回路２２０をトライアック調光器１００と点灯装置２００とは別に設けて、これらの間に介在させるようにしてもよい。
【００６８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置５００、調光器１００および照明装置４００を示す図である。実施の形態２にかかる点灯装置５００は、図１に示す実施の形態１にかかる点灯装置２００とはバイパス回路本体部２２０ａの構成が異なっており、ダイオードＤ２を有さず、その代わりに第２整流回路２１１を備えている。
【００６９】
全波整流回路２１０、バイパス回路本体部２２０ａ、バイパス駆動電源回路２２１、および電圧検出回路２２２、点灯回路２３０の回路構成および動作は、実施の形態１と同じであるため動作の説明を省略する。
【００７０】
第２整流回路２１１は、２つのダイオードＤ２１、Ｄ２２が直列に接続されたものである。ダイオードＤ２１のアノードとダイオードＤ２２のアノードとが接続されており、その接続点に、バイパス回路本体部２２０ａにおける抵抗Ｒ１の一端が接続している。ダイオードＤ２１のカソードは、入力端子２０１と全波整流回路２１０との中間に接続している。ダイオードＤ２２のカソードは、入力端子２０２と全波整流回路２１０との中間に接続している。
【００７１】
実施の形態１で説明したとおり、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ１がオンしたときに、バイパス回路本体部２２０ａの動作と、バイパス駆動電源回路２２１および電圧検出回路２２２の動作とを分離して安定的に動作する必要がある。実施の形態１ではダイオードＤ２がその役割を担っていたが、実施の形態２にかかる点灯装置５００では第２整流回路２１１がその役割を担っている。
【００７２】
実施の形態１と実施の形態２とでは、次のような作用効果の違いがある。実施の形態１では、実施の形態２に比べてダイオードの数が１つ少ない。実施の形態１では、点灯回路２３０に流れる電流とダイオードＤ２の電圧降下とを乗算した損失が発生する。
【００７３】
一方、実施の形態２では、実施の形態１に比べてダイオードが１つ多い。第２整流回路２１１の損失については、バイパス回路本体部２２０ａに流れる電流とダイオードＤ２１、Ｄ２２における電圧降下とを乗算した損失が発生する。
【００７４】
バイパス回路本体部２２０ａに流れるべき電流はトライアック１０６の保持電流に等しい大きさであればよい。このため、バイパス回路本体部２２０ａに流れるべき電流は、点灯回路２３０へと流れるべき電流と比べて小さくともよい。
【００７５】
実施の形態２によれば、このような観点から、トライアック１０６の保持電流を確保するための第２整流回路２１１を別途設けており、点灯回路２３０に流れる電流とは独立に、トライアック１０６の保持電流を発生させることができる。トライアック１０６の保持電流確保に必要最低限の電流をバイパス回路本体部２２０ａに流すようにすることで、電力損失を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  トライアック調光器、１０６  トライアック、２００  点灯装置、２０１、２０２  入力端子、２１０  全波整流回路、２２０  バイパス回路、２２０ａ  バイパス回路本体部、２２１  バイパス駆動電源回路、２２２  電圧検出回路、２３０  点灯回路、２３１  制御ＩＣ、２３２  位相検出ＤＣ変換回路、２３３  基準電圧回路、３００  光源ユニット、ＡＣ  交流電源、ＯＰ  比較器、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３  ＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｔ１  トランス
【図１】
2014238947.tif 000003
【図２】
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【図３】
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