(57)【要約】【課題】商用交流電源の電圧の変動および復帰に起因する誤動作を防止した直流電源装置およびＬＥＤ点灯装置を提供する。【解決手段】直流電圧変換回路21は、商用交流電源ｅからの交流電圧を直流電圧に変換する。定電流回路22は、直流電圧変換回路21により給電されＬＥＤ14に対して定電流を出力する。電源電圧検出手段23は、商用交流電源ｅの電圧V1とこの電圧V1に対応する電気的量とのいずれかを検出する。直流電圧検出手段24は、直流電圧変換回路21の出力電圧V2とこの出力電圧V2に対応する電気的量とのいずれかを検出する。制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段24の検出値が所定値未満である場合に、定電流回路22の出力電流を低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧変換回路と；
この直流電圧変換回路により給電され負荷に対して定電流を出力する定電流回路と；
外部電源の電圧とこの電圧に対応する電気的量とのいずれかを検出する電源電圧検出手段と；
直流電圧変換回路の出力電圧とこの出力電圧に対応する電気的量とのいずれかを検出する直流電圧検出手段と；
電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満である場合に、定電流回路の出力電流を低減させる制御手段と；
を具備していることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
負荷電流と負荷電流に対応する電気的量とのいずれかを検出する電流検出手段を具備し、
制御手段は、電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満であって、電流検出手段の検出値が所定値未満である場合に、定電流回路の出力電流を低減させる
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
負荷電流と負荷電流に対応する電気的量とのいずれかを検出する電流検出手段を具備し、
制御手段は、電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満であって、電流検出手段の検出値が所定値以上の状態が、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満となったときから所定時間以上継続した場合に、定電流回路の出力電流を低減させる
ことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
制御手段は、電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満で、かつ、直流電圧検出手段の検出値が第１の所定値未満である場合に、定電流回路の出力電流を低減させ、この出力電流を低下させた状態で、直流電圧検出手段の検出値が第１の所定値より小さい第２の所定値未満となった場合に、定電流回路の出力を停止させる
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電源装置。
【請求項５】
負荷としての発光素子と；
外部電源と接続され、発光素子に定電流を出力する請求項１ないし４いずれか一記載の電源装置と；
を具備してい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、負荷に対して定電流を出力する定電流回路を有する電源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、例えばＬＥＤ点灯装置において、商用交流電源などの外部電源からの交流電圧を整流し、例えば昇圧チョッパ回路などの定電圧回路により定電圧化するとともに、この定電圧化された電圧により動作する定電流回路によって、ＬＥＤの直列回路に定電流を供給してこれらＬＥＤを点灯させる構成がある。
【０００３】
このような構成では、例えば外部電源電圧の変動が生じた場合に、定電流回路からの出力電流を変化させ、外部電源が復帰したときに定電流回路からの出力電流を復帰させるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、外部電源電圧の所定の短時間内の変動については、通常、変動の判定などに要する時間が必要で、確実に検出することが容易でないので、制御上無視されることがある。したがって、この所定の短時間内に外部電源電圧が変動したときに、定電圧回路からの出力電圧が変動して定電流回路からの出力電流を変動(過制御)させるなどの誤動作が生じないようにすることが望まれる。特に、外部電源電圧が短時間低下した後、復帰して上昇した場合などには、定電流回路からの出力電流が過剰とならないようにすることが望まれる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、外部電源の電圧の変動および復帰に起因する誤動作を防止した電源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】
【０００７】
実施形態の電源装置は、直流電圧変換回路と、定電流回路と、電源電圧検出手段と、直流電圧検出手段と、制御手段とを具備する。直流電圧変換回路は、外部電源からの交流電圧を直流電圧に変換する。定電流回路は、直流電圧変換回路により給電され負荷に対して定電流を出力する。電源電圧検出手段は、外部電源の電圧とこの電圧に対応する電気的量とのいずれかを検出する。直流電圧検出手段は、直流電圧変換回路の出力電圧とこの出力電圧に対応する電気的量とのいずれかを検出する。制御手段は、電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満である場合に、定電流回路の出力電流を低減させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電源電圧検出手段の検出値が所定値未満の状態が所定時間未満、かつ、直流電圧検出手段の検出値が所定値未満である場合に、定電流回路の出力電流を低減させることで、外部電源の電圧の変動および復帰に起因する誤動作を防止することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の電源装置を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態の電源装置を示すブロック図である。
【図３】第３の実施形態の電源装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１において、11は照明装置としてのＬＥＤ点灯装置を示し、このＬＥＤ点灯装置11は、外部電源である例えば商用交流電源ｅと電気的に接続された電源装置としての直流電源装置12と、この直流電源装置12に対して接点13，13を介して着脱可能な複数の負荷としての発光素子であるＬＥＤ14の直列回路を備えたモジュール15とを備えている。そして、このＬＥＤ点灯装置11は、直流電源装置12からＬＥＤ14(モジュール15)に定電流を供給してＬＥＤ14を点灯させるように構成されている。なお、モジュール15は、直流電源装置12に対して、単独で接続してもよいし、複数を並列に接続して用いてもよい。また、モジュール15は、例えばＬＥＤ14に代えて、有機ＥＬなどの発光素子から構成されてもよい。
【００１２】
そして、直流電源装置12は、直流電圧変換回路21と、この直流電圧変換回路21からの給電により動作する定電流回路22と、商用交流電源ｅの電圧に対応する電気的量である電圧V1を検出する電源電圧検出手段23と、直流電圧変換回路21の出力電圧V2を検出する直流電圧検出手段24と、定電流回路22の動作を制御する制御手段25とを備えている。
【００１３】
直流電圧変換回路21は、商用交流電源ｅと接続された例えば高周波阻止用のフィルタ回路31と、このフィルタ回路31の出力側に接続され交流電圧を(全波)整流する整流回路32と、この整流回路32の出力側に接続された定電圧回路33と、この定電圧回路33の出力電圧を平滑する平滑手段としての平滑コンデンサ34とを備えている。
【００１４】
フィルタ回路31は、例えばコンデンサおよびコモンモードチョークなどにより構成されている。
【００１５】
また、整流回路32は、例えばブリッジダイオードなどにより構成されている。
【００１６】
また、定電圧回路33は、例えばスイッチング素子を備えた昇圧チョッパ回路、あるいは降圧チョッパ回路などであり、整流回路32により整流された電圧を昇圧または降圧して定電圧化するように構成されている。
【００１７】
また、平滑コンデンサ34は、例えば電解コンデンサなどの容量素子であり、定電圧回路33の出力電圧を平滑し、所定の直流定電圧を定電流回路22に出力するようになっている。
【００１８】
また、定電流回路22は、例えばチョッパ回路などを備えており、直流定電流をＬＥＤ14(モジュール15)へと出力するものである。さらに、この定電流回路22の出力側には、ＬＥＤ14(モジュール15)と並列にコンデンサ35が接続されている。
【００１９】
また、電源電圧検出手段23は、例えば整流回路32の両端間電圧を検出することにより、商用交流電源ｅの電圧に対応する電圧V1を検出し、この検出した電圧V1を制御手段25に常時出力可能となっている。すなわち、この電源電圧検出手段23を介して、制御手段25は電圧V1を監視している。なお、この電源電圧検出手段23は、電圧V1を直接検出してもよいし、この電圧V1に対応する電気的量を検出してもよい。したがって、以下、電源電圧検出手段23により検出した電圧V1、あるいは電源電圧検出手段23による検出値とは、電圧V1、あるいはこの電圧V1に対応する電気的量を指すものとする。
【００２０】
また、直流電圧検出手段24は、例えば定電圧回路33の両端間電圧、すなわち平滑コンデンサ34の両端間電圧を検出することにより、直流電圧変換回路21の出力電圧V2を検出し、この検出した出力電圧V2を制御手段25に常時出力可能となっている。すなわち、この直流電圧検出手段24を介して、制御手段25は出力電圧V2を監視している。なお、この直流電圧検出手段24は、出力電圧V2を直接検出してもよいし、この出力電圧V2に対応する電気的量を検出してもよい。したがって、以下、直流電圧検出手段24により検出した出力電圧V2、あるいは直流電圧検出手段24による検出値とは、出力電圧V2、あるいはこの出力電圧V2に対応する電気的量を指すものとする。
【００２１】
また、制御手段25は、例えばマイコンなどであり、図示しない記憶手段(メモリ)などを内蔵し、定電流回路22の例えばチョッパ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御などすることでこの定電流回路22からの出力電流を所定の定電流に制御している。さらに、この制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値、および、直流電圧検出手段24の検出値を、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)のサイクルの少なくとも１／２以下のサイクル(周期)で順次取得している。
【００２２】
そして、この制御手段25は、電源が投入されると、例えば定電流回路22からの出力電流を徐々に増加させてＬＥＤ14をフェードイン点灯させるとともに、電源電圧検出手段23により検出した電圧V1、および、直流電圧検出手段24により検出した出力電圧V2に基づいて、定電流回路22の動作を制御する。
【００２３】
具体的に、この制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T1、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル以上、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル以上継続した場合には、定電流回路22の出力電流を低減させる。すなわち、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)が所定時間T1以上低下した状態が継続した場合には、制御手段25が商用交流電源ｅの異常などと判定し、定電流回路22の出力電流を低減させる。
【００２４】
また、この制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T1、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル未満、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル未満のときに、直流電圧検出手段24の検出値が所定値TH2未満である場合には、定電流回路22の出力電流を低減させる。すなわち、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)が短時間(＜所定時間T1)のみ低下して復帰した場合でも、定電流回路22の電源となる直流電圧変換回路21の出力電圧V2が定電流回路22からの出力電流を低下させる程度に影響を与えるおそれがある場合には、直流電圧変換回路21の異常などと判定し、定電流回路22の出力電流を低減させる。
【００２５】
なお、上記出力電流の低減とは、定電流回路22からの出力電流を０に低減する、すなわち定電流回路22からの出力を停止する(定電流回路22の動作を停止する)意味を含むものとする。
【００２６】
この結果、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の変動および復帰に起因する誤動作を防止できる。
【００２７】
すなわち、上記のような商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の所定の短時間内(所定時間T1未満)の変動は、変動の判定などに要する時間のため、確実に検出することが容易でないので、制御上無視されることがある。一方で、平滑コンデンサ34の容量を増加させることで、上記のような商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の短時間(所定時間T1未満)の変動を抑制できるものの、平滑コンデンサ34の容量を増加させると、平滑コンデンサ34が大型化し、実装スペースを取るだけでなく高価となる。したがって、本実施形態では、平滑コンデンサ34を大型化させることなく商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の短時間の変動および復帰に起因する誤動作(異常動作)を防止できるので、小型化および製造コストの増加の防止を図ることができる。
【００２８】
また、制御手段25は、直流電圧検出手段24の検出値を比較する所定値TH2を複数備え、定電流回路22の出力電流を段階的に低減させるようにしてもよい。すなわち、制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T1、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル未満、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル未満のときに、直流電圧検出手段24の検出値が第１の所定値TH2a未満である場合に、定電流回路22の出力電流を低減させ、この出力電流を低下させた状態で、直流電圧検出手段24の検出値が第１の所定値TH2aより小さい第２の所定値TH2b未満となった場合に、定電流回路22の出力を停止させる。この結果、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の変動および復帰をより精度よく、確実に検出でき、この変動および復帰に起因する誤動作をより確実に防止できる。
【００２９】
なお、上記の各制御は、電源電圧検出手段23および直流電圧検出手段24の検出値をそれぞれ所定回数ずつ各所定値と比較判定し、定電流回路22の出力を低減(停止)させると判定した回数が所定の回数連続した場合、あるいは定電流回路22の出力を低減(停止)させると判定した回数の比率が所定値以上であったときなどに行ってもよい。
【００３０】
さらに、制御手段25は、定電流回路22の出力電流を低下(停止を除く)させた後、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1以上に復帰した場合、例えば電源投入時と同等の制御により定電流回路22の出力電流を復帰させたり、定電流回路22の出力電流を段階的に増加させて復帰させたりしてもよい。電源投入時と同等の制御により定電流回路22の出力電流を復帰させる場合には、例えば定電流回路22の出力電流を０、または０に近い値から徐々に増加させてＬＥＤ14をフェードイン点灯などさせることで、ＬＥＤ14を元の点灯状態に緩やかに復帰させることができ、違和感が生じにくい。また、定電流回路22の出力電流を段階的に増加させて復帰させる場合には、定電流回路22の出力電流を元の点灯状態時の出力電流に近い値から増加させることで、元の点灯状態に素早く復帰させることができる。
【００３１】
次に、第２の実施形態を図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態の直流電源装置12が、定電流回路22からの出力電流、すなわち負荷電流Ｉを検出する電流検出手段36を備えるものである。
【００３３】
この電流検出手段36は、例えば定電流回路22とＬＥＤ14(モジュール15の接点13)との間に接続された抵抗などのインピーダンス素子を備え、検出した負荷電流Ｉを制御手段25に常時出力可能となっている。すなわち、この電流検出手段36を介して、制御手段25は負荷電流Ｉを監視している。なお、この電流検出手段36は、負荷電流Ｉを直接検出してもよいし、この負荷電流Ｉに対応する電気的量を検出してもよい。したがって、以下、電流検出手段36により検出した負荷電流Ｉ、あるいは電流検出手段36による検出値とは、負荷電流Ｉ、あるいはこの負荷電流Ｉに対応する電気的量を指すものとする。
【００３４】
また、制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値、直流電圧検出手段24の検出値、および、電流検出手段36の検出値を、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル毎、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル毎など、所定のタイミングで順次取得している。そして、この制御手段25は、電源電圧検出手段23により検出した電圧V1、直流電圧検出手段24により検出した出力電圧V2、および、電流検出手段36により検出した負荷電流Ｉに基づいて、定電流回路22の動作を制御する。
【００３５】
具体的に、制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T1、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル未満、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル未満で、かつ、直流電圧検出手段24の検出値が所定値TH2未満のとき、すなわち、直流電圧変換回路21の異常と判定したときに、直流電圧検出手段24の検出値が所定値TH2未満となったタイミングから電流検出手段36の検出値が所定値TH3以上の状態が所定時間T2以上継続すると、定電流回路22の出力電流を低減させる。換言すれば、制御手段25は、直流電圧変換回路21が異常であると判定した場合でも、定電流回路22から流れる過電流が所定時間T2内である場合には、直流電圧変換回路21の過渡的(一時的)な不安定動作であると判定し、定電流回路22の出力電流を低減(停止)する制御を保留する(無効とする)。この結果、例えば電源復帰時、あるいは、極低温での使用などによって平滑コンデンサ34が本来の動作となるまで温まっていないときなどの、直流電圧変換回路21の過渡的(一時的)な不安定動作であるかどうかを定電流回路22から流れる過電流に基づき判定することで、定電流回路22の出力を誤って低減(停止)させてしまうことを、より確実に防止できる。
【００３６】
また、制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T1、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル未満、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル未満で、かつ、直流電圧検出手段24の検出値が所定値TH2未満のとき、電流検出手段36の検出値が所定値TH3未満であると、定電流回路22の出力電流を低減させる。換言すれば、制御手段25は、例えば直流電圧変換回路21からの出力電圧V2が過剰に低下して定電流回路22が電流を出力しきれなくなった場合に、定電流回路22の出力電流を低減(停止)する。この結果、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の短時間の変動および復帰に起因する誤動作を、より確実に防止できる。
【００３７】
次に、第３の実施形態を図３を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
この第３の実施形態は、直流電源装置12が、外部電源(商用交流電源ｅ)からの交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧変換回路21と、この直流電圧変換回路21により給電され負荷(ＬＥＤ14)に対して定電流を出力する定電流回路22と、外部電源(商用交流電源ｅ)の電圧(電圧V1)とこの電圧(電圧V1)に対応する電気的量とのいずれかを検出する電源電圧検出手段23と、負荷電流Ｉと負荷電流Ｉに対応する電気的量とのいずれかを検出する電流検出手段36と、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T3以上継続し、かつ、電流検出手段36の検出値が所定値TH4以上の状態が所定時間T4以上継続した場合に、定電流回路22の出力電流を低減させる制御手段25とを備えるものである。
【００３９】
すなわち、この第３の実施形態は、上記第２の実施形態の直流電源装置12が、直流電圧検出手段24を備えないものである。
【００４０】
制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値、および、電流検出手段36の検出値を、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル毎、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル毎など、所定のタイミングで順次取得している。そして、この制御手段25は、電源電圧検出手段23により検出した電圧V1、および、電流検出手段36により検出した負荷電流Ｉに基づいて、定電流回路22の動作を制御する。
【００４１】
具体的に、制御手段25は、電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満の状態が所定時間T3、例えば商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)の所定サイクル以上、またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル以上継続したとき、この電源電圧検出手段23の検出値が所定値TH1未満となったタイミングから、電流検出手段36の検出値が所定値TH4以上の状態が所定時間T4、例えば電源電圧検出手段23の検出値が継続したかどうかを判定する上記の所定時間T3よりも長い時間以上継続すると、定電流回路22の出力電流を低減させる。すなわち、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)が所定時間T3以上低下した場合でも、定電流回路22から流れる過電流が所定時間T4内である場合には、直流電圧変換回路21の過渡的(一時的)な不安定動作であると判定し、定電流回路22の出力電流を低減(停止)しない。したがって、例えば電源復帰時、あるいは、極低温での使用などによって平滑コンデンサ34が本来の動作となるまで温まっていないときなどの、直流電圧変換回路21の過渡的(一時的)な不安定動作であるかどうかを定電流回路22から流れる過電流に基づき判定することで、定電流回路22の出力を誤って低減(停止)させてしまうことを確実に防止できる。
【００４２】
なお、上記の制御は、電源電圧検出手段23および電流検出手段36の検出値をそれぞれ所定回数ずつ各所定値と比較判定し、定電流回路22の出力を低減(停止)させると判定した回数が所定の回数連続した場合、あるいは定電流回路22の出力を低減(停止)させると判定した回数の比率が所定値以上であったときなどに行ってもよい。
【００４３】
そして、以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、商用交流電源ｅの電圧(電圧V1)の変動および復帰に起因する誤動作を確実に防止できる。
【００４４】
なお、上記各実施形態において、負荷としては、ＬＥＤ14以外の任意の負荷を用いることができる。
【００４５】
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】
【００４６】
11    照明装置としてのＬＥＤ点灯装置
12    電源装置としての直流電源装置
14    負荷としての発光素子であるＬＥＤ
21    直流電圧変換回路
22    定電流回路
23    電源電圧検出手段
24    直流電圧検出手段
25    制御手段
36    電流検出手段
【図１】
2014158329.tif 000003
【図２】
2014158329.tif 000004
【図３】
2014158329.tif 000005