(57)【要約】【課題】アーク放電をより確実に検出しつつ汎用性を向上できる直流電源装置およびＬＥＤ点灯装置を提供する。【解決手段】直流電源装置12は、定電流回路22と、電圧検出手段23と、電流検出手段24と、制御手段25とを具備する。定電流回路22は、外部電源により給電されＬＥＤ14に対して定電流を出力する。電圧検出手段23は、負荷電圧または負荷電圧に対応する電気的量のいずれかを検出する。電流検出手段24は、負荷電流または負荷電流に対応する電気的量のいずれかを検出する。制御手段25は、電圧検出手段23の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段24の検出値が少なくとも増加しない場合に、定電流回路22からの出力電流を低減または停止する。【選択図】図１
2014117048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源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；
負荷電圧または負荷電圧に対応する電気的量のいずれかを検出する電圧検出手段と；
負荷電流または負荷電流に対応する電気的量のいずれかを検出する電流検出手段と；
電圧検出手段の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段の検出値が少なくとも増加しない場合に、定電流回路からの出力電流を低減または停止する制御手段と；
を具備していることを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
負荷としての発光素子と；
発光素子に定電流を出力する請求項１記載の直流電源装置と；
を具備していることを特徴とする点灯装置。
【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備えた直流電源装置およびこれを備えた点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば複数のＬＥＤを直列に接続したモジュールを直流電源装置の定電流回路に対して着脱可能に接続して点灯させるＬＥＤ点灯装置が知られている。このＬＥＤ点灯装置の回路中の接続部、特にモジュールと直流電源装置との接続部において、接触不良、あるいは断線などによって回路中にアーク放電が生じた場合に、定電流回路の出力電圧、すなわち負荷電圧の上昇を検出すると、定電流回路の出力電流を低減することでアーク放電を消弧する構成がある。また、定電流回路の電源となる直流電源部の最大電圧を、アーク放電が生じない範囲内に規制することでアーク放電を未然に防止する構成がある。
【０００３】
しかしながら、この構成の場合には、例えば直流電源部の電圧変動などにより負荷電圧が上昇したときなどでも、アーク放電が生じたと誤判定し、定電流回路の出力電流を低減するおそれがある。
【０００４】
また、上記の構成の場合には、直流電源部の電圧制御範囲が限定され、汎用性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５８５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、アーク放電を確実に検出しつつ、汎用性を確保できる構成が望まれている。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、アーク放電をより確実に検出しつつ汎用性を向上できる直流電源装置およびこれを備えた点灯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の直流電源装置は、定電流回路と、電圧検出手段と、電流検出手段と、制御手段とを具備する。定電流回路は、外部電源により給電され負荷に対して定電流を出力する。電圧検出手段は、負荷電圧または負荷電圧に対応する電気的量のいずれかを検出する。電流検出手段は、負荷電流または負荷電流に対応する電気的量のいずれかを検出する。制御手段は、電圧検出手段の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段の検出値が少なくとも増加しない場合に、定電流回路からの出力電流を低減または停止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アーク放電をより確実に検出できるとともに、外部電源の電圧範囲を規定しなくてよいので、電圧制御範囲が広く取れ汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の直流電源装置を示すブロック図である。
【図２】同上直流電源装置を備えた点灯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】
【００１１】
以下、一実施形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１２】
図２において、11は点灯装置としての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を介して電気的に接続された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。なお、モジュール15は、接点13，13を介して着脱可能な形態であってもよい。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。
【００１３】
そして、直流電源装置12は、図１および図２に示すように、直流電源部21と、この直流電源部21からの給電により動作する定電流回路22と、この定電流回路22からの出力電圧、すなわち負荷電圧Ｖを検出する電圧検出手段23と、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。
【００１４】
直流電源部21は、例えば外部電源である商用交流電源ｅからの交流電圧を(全波)整流および平滑する回路、および、適宜昇降圧する昇降圧回路などを備え、所定の直流定電圧を出力する定電圧回路である。
【００１５】
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。
【００１６】
また、電圧検出手段23は、例えばＬＥＤ14の直列回路の両端間、すなわちモジュール15の接点13，13間に接続された抵抗などのインピーダンス素子を備え、検出した負荷電圧Ｖを制御手段25に常時出力可能となっている。すなわち、この電圧検出手段23を介して、制御手段25は負荷電圧Ｖを監視している。なお、この電圧検出手段23は、負荷電圧Ｖを直接検出してもよいし、この負荷電圧Ｖに対応する電気的量を検出してもよい。したがって、以下、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖ、あるいは電圧検出手段23による検出値とは、負荷電圧Ｖ、あるいはこの負荷電圧Ｖに対応する電気的量を指すものとする。
【００１７】
また、電流検出手段24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24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24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24により検出した負荷電流Ｉ、あるいは電流検出手段24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。
【００１８】
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、電圧検出手段23の検出値、および、電流検出手段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、あるいは、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)などの所定のタイミングで順次取得している。
【００１９】
そして、この制御手段25は、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖ、および、電流検出手段24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。具体的に、この制御手段25は、電圧検出手段23の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段24の検出値が少なくとも増加しない、すなわちほぼ変化しないもしくは減少したときに、アーク放電が生じたものと判定し、定電流回路22からの出力電流を低減する。なお、この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。
【００２０】
このようなアーク放電は、例えばモジュール15を直流電源装置12に対して取り外そうとした際、あるいはモジュール15を直流電源装置12に対して確実に装着していない場合などに接点13に生じたり、各接続部、回路断線、あるいは接触不良などによって生じたりする。そして、このアーク放電が生じた場合、そのアーク放電は、電気的にはインピーダンス成分と等価であるため、定電流回路22とモジュール15との間で生じたアーク放電により、負荷電圧Ｖは上昇する一方で、負荷電流Ｉはほぼ変化しない、または、アーク放電のインピーダンス成分により限流されて減少する。したがって、電圧検出手段23の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段24の検出値が少なくとも増加しないときに、アーク放電が生じたものと判定することができる。
【００２１】
なお、制御手段25は、電圧検出手段23の検出値の変動および電流検出手段24の検出値の変動をそれぞれ所定回数ずつ判定し、アーク放電が生じたと判定した回数が所定の回数連続した場合、あるいはアーク放電が生じた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、定電流回路22からの出力電流を低減するようにしてもよい。
【００２２】
また、制御手段25は、例えば所定の電圧閾値および所定の電流閾値を予め記憶しておき、それら電圧閾値および電流閾値と、電圧検出手段23による検出値および電流検出手段24による検出値とを比較することで、電圧検出手段23による検出値の変化(増減)、および、電流検出手段24による検出値の変化(増減)を判定してもよいし、電圧検出手段23による検出値および電流検出手段24による検出値を商用交流電源ｅの交流電圧(交流電流)またはこの商用交流電源ｅを整流した電圧(電流)の所定サイクル毎に記憶し、その記憶した値と、新たな検出値とを比較することで、電圧検出手段23による検出値の変化(増減)、および、電流検出手段24による検出値の変化(増減)を判定してもよい。
【００２３】
さらに、制御手段25は、アーク放電が発生したと判定して定電流回路22からの出力電流を低減させた状態で、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖが所定の正常値(正常範囲)である場合には、アーク放電が消弧したものと判定し、定電流回路22からの出力電流を復帰(リスタート)させる。なお、この制御は、電圧検出手段23の検出値をそれぞれ所定回数ずつ判定し、アーク放電が消弧したと判定した回数が所定の回数連続した場合、あるいはアーク放電が消弧した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。そして、定電流回路22からの出力電流の復帰の際には、通常の起動(始動)シーケンスで定電流回路22の動作を復帰させてもよいし、この起動シーケンスと異なるシーケンスを用いて定電流回路22の動作を復帰させてもよい。
【００２４】
一方、アーク放電が発生したと判定して定電流回路22からの出力電流を低減させた状態で、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖが所定の正常値(正常範囲)でない(異常値(異常範囲)である)場合には、制御手段25は回路異常である(アーク放電が消弧していない)と判定して定電流回路22を停止させ、少なくともＬＥＤ14(モジュール15)を直流電源装置12に対して一旦取り外し、再装着して電源を再投入しない限り、定電流回路22からの出力電流を復帰させない。なお、この制御は、電圧検出手段23の検出値をそれぞれ所定回数ずつ判定し、回路異常と判定した回数が所定の回数連続した場合、あるいは回路異常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。さらに、制御手段25は、回路異常であると判定した場合に、定電流回路22の出力電流をさらに低減させた後、再度電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖによりアーク放電の消弧か回路異常かの判定を行ってもよい。そして、この定電流回路22の出力電流の低減と判定とは、任意回数繰り返してもよい。
【００２５】
以上説明した一実施形態によれば、電圧検出手段23の検出値が上昇し、かつ、電流検出手段24の検出値が少なくとも増加しない(略変化なし、または減少する)場合に、制御手段25が定電流回路22からの出力電流を低減または停止することにより、例えば電圧検出手段により負荷電圧の上昇を検出することでアーク放電の発生を判定する場合と比較して、アーク放電をより確実に検出でき、誤判定を抑制できるとともに、直流電源部21の電圧範囲を規定しなくてよいので、電圧制御範囲が広く取れ、汎用性が向上する。
【００２６】
また、アーク放電が発生したと判定して定電流回路22からの出力電流を低減させた状態で、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖが所定の正常値(正常範囲)である場合には、制御手段25が、アーク放電が消弧したものと判定し、定電流回路22からの出力電流を復帰させることにより、アーク放電の消弧を確実に検出し、かつ、消弧を検出した際には速やかにＬＥＤ14を再点灯させることができる。
【００２７】
しかも、アーク放電が発生したと判定して定電流回路22からの出力電流を低減させた状態で、電圧検出手段23により検出した負荷電圧Ｖが所定の正常値(正常範囲)でない場合には、制御手段25は回路異常であると判定して定電流回路22を停止させ、少なくともＬＥＤ14(モジュール15)を直流電源装置12に対して一旦取り外し、再装着して電源を再投入しない限り、定電流回路22からの出力電流を復帰させないので、回路に異常が生じたままの状態でＬＥＤ点灯装置11が動作し続けることを確実に防止できる。
【００２８】
そして、上記の直流電源装置12によってＬＥＤ14を点灯させることにより、ＬＥＤ14を保護しつつ安定的に点灯させることができる。
【００２９】
なお、上記一実施形態において、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。
【００３０】
また、発光素子としては、ＬＥＤ以外でも、例えば有機ＥＬなどの任意のものを用いることができる。
【００３１】
さらに、直流電源装置12は、外部電源として商用交流電源ｅを用い、この商用交流電源ｅを整流、平滑した直流電源部21を内蔵する構成としたが、直流電源部を備えず、直流の外部電源を直接用いる構成としてもよい。
【００３２】
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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】
【００３３】
11    点灯装置としてのＬＥＤ点灯装置
12    直流電源装置
14    負荷としての発光素子であるＬＥＤ
22    定電流回路
23    電圧検出手段
24    電流検出手段
25    制御手段
ｅ    外部電源である商用交流電源
【図１】
2014117048.tif 000003
【図２】
2014117048.tif 000004