(57)【要約】【課題】電子トランスに接続しても発光素子が正常に点灯する点灯回路及び照明装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、入力部、出力部、整流回路、第１及び第２スイッチング回路、調光信号生成回路、第１及び第２制御部を備えた点灯回路が提供される。入力部は、交流電圧を出力する制御装置と接続される。出力部は、発光部と接続される。整流回路は、交流電圧を整流電圧に変換する。第１スイッチング回路は、第１スイッチング素子によって整流電圧を第１電圧に変換する。第２スイッチング回路は、第２スイッチング素子によって第１電圧を直流の第２電圧に変換して出力部に出力する。調光信号生成回路は、調光信号を生成する。第１制御部は、第１スイッチング素子を制御し、入力部の電流を所定値以上にする。第２制御部は、第２スイッチング素子を制御し、第２電圧を調光信号に応じた電圧値にする。【選択図】図１
2014232692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導通角制御された第１交流電圧を実効値の異なる第２交流電圧に変換して出力する制御装置と電気的に接続される入力部と、
発光部と電気的に接続される出力部であって、前記発光部は、第１端子と、第２端子と、前記第１端子と前記第２端子との間に電気的に接続され、前記第１端子から前記第２端子に向かって電流が流れたときに発光する発光素子と、を有する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間に電気的に接続され、前記入力部を介して入力された前記第２交流電圧を整流して整流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路と前記出力部との間に電気的に接続され、第１スイッチング素子を含み、前記第１スイッチング素子のスイッチングによって前記整流電圧を第１電圧に変換する第１スイッチング回路であって、前記第１スイッチング素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電流が流れる第１状態と、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流が前記第１状態よりも小さい第２状態と、を切り替えるための第１制御電極と、を含み、前記第１電極と前記第２電極とが、前記発光素子に対して並列に接続された第１スイッチング回路と、
前記第１スイッチング回路と前記出力部との間に電気的に接続され、第２スイッチング素子を含み、前記第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第１電圧を直流の第２電圧に変換して前記出力部に出力する第２スイッチング回路であって、前記第２スイッチング素子は、第３電極と、第４電極と、前記第３電極と前記第４電極との間に電流が流れる第３状態と、前記第３電極と前記第４電極との間に流れる電流が前記第３状態よりも小さい第４状態と、を切り替えるための第２制御電極と、を含み、前記第３電極と前記第４電極とが、前記発光素子に対して直列に接続された第２スイッチング回路と、
前記入力部と前記整流回路との間及び前記整流回路と前記第１スイッチング回路との間のいずれか一方に電気的に接続され、前記第２交流電圧及び前記整流電圧のいずれか一方を基に、前記導通角制御に対応した調光信号を生成する調光信号生成回路と、
前記第１制御電極と電気的に接続され、前記第１スイッチング素子のスイッチングを制御し、前記入力部に流れる電流の実効値を所定値以上にする第１制御部と、
前記第２制御電極及び前記調光信号生成回路と電気的に接続され、前記第２スイッチング素子のスイッチングを制御し、前記第２電圧を前記調光信号に応じた電圧値にする第２制御部と、
を備えた点灯回路。
【請求項２】
前記調光信号生成回路は、前記第２交流電圧及び前記整流電圧のいずれか一方を平均化した平均化信号を前記調光信号として生成する平均化回路である請求項１記載の点灯回路。
【請求項３】
前記調光信号生成回路は、前記第２交流電圧及び前記整流電圧のいずれか一方の導通角を検知し、前記導通角に応じたパルス信号を前記調光信号として生成する導通角検知回路である請求項１記載の点灯回路。
【請求項４】
前記第１制御部は、前記入力部に流れる電流の実効値を一定にする請求項１〜３のいずれか１つに記載の点灯回路。
【請求項５】
前記第１制御部は、前記第１電圧の実効値を一定にする請求項１〜４のいずれか１つに記載の点灯回路。
【請求項６】
前記発光部は、前記第１端子と前記第２端子との間の電圧を下限値以上にしたときに前記発光素子を発光させ、
前記第１制御部は、前記第１電圧の実効値を前記下限値以上にする請求項１〜５のいずれか１つに記載の点灯回路。
【請求項７】
第１端子と、第２端子と、前記第１端子と前記第２端子との間に電気的に接続され、前記第１端子から前記第２端子に向かって電流が流れたときに発光する発光素子と、を有する発光部と、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の点灯回路と、
を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、点灯回路及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の１つとして、約１２Ｖの電圧で点灯する低電圧ハロゲンランプがある。低電圧ハロゲンランプは、電子トランスを含む制御装置に接続される。電子トランスは、ＡＣ１００Ｖの商用電源をＡＣ１２Ｖに変換して低電圧ハロゲンランプに供給する。
【０００３】
発光素子と、発光素子を点灯させる点灯回路と、を含む照明装置もある。照明装置では、消費電力の低減などを目的として、低電圧ハロゲンランプを発光素子を用いたものに置き換える動きがある。また、置き換えにおいては、発光素子を用いた照明装置を、電子トランスを含む制御装置に接続して使用できるようにすることが望まれている。しかしながら、発光素子を用いた照明装置を電子トランスを含む制御装置に接続すると、電子トランスの動作が不安定になる。例えば、点灯時にチラツキや異音が発生してしまう。このため、点灯回路及びこれを含む照明装置では、電子トランスを含む制御装置に接続された場合にも、正常に点灯できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５０５５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、電子トランスを含む制御装置に接続された場合にも、発光素子を正常に点灯させる点灯回路及び照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、入力部と、出力部と、整流回路と、第１スイッチング回路と、第２スイッチング回路と、調光信号生成回路と、第１制御部と、第２制御部と、を備えた点灯回路が提供される。前記入力部は、導通角制御された第１交流電圧を実効値の異なる第２交流電圧に変換して出力する制御装置と電気的に接続される。前記出力部は、発光部と電気的に接続される。前記発光部は、第１端子と、第２端子と、前記第１端子と前記第２端子との間に電気的に接続され、前記第１端子から前記第２端子に向かって電流が流れたときに発光する発光素子と、を有する。前記整流回路は、前記入力部と前記出力部との間に電気的に接続され、前記入力部を介して入力された前記第２交流電圧を整流して整流電圧に変換する。前記第１スイッチング回路は、前記整流回路と前記出力部との間に電気的に接続され、第１スイッチング素子を含み、前記第１スイッチング素子のスイッチングによって前記整流電圧を第１電圧に変換する。前記第１スイッチング素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電流が流れる第１状態と、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流が前記第１状態よりも小さい第２状態と、を切り替えるための第１制御電極と、を含む。前記第１電極と前記第２電極とは、前記発光素子に対して並列に接続される。前記第２スイッチング回路は、前記第１スイッチング回路と前記出力部との間に電気的に接続され、第２スイッチング素子を含み、前記第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第１電圧を直流の第２電圧に変換して前記出力部に出力する。前記第２スイッチング素子は、第３電極と、第４電極と、前記第３電極と前記第４電極との間に電流が流れる第３状態と、前記第３電極と前記第４電極との間に流れる電流が前記第３状態よりも小さい第４状態と、を切り替えるための第２制御電極と、を含む。前記第３電極と前記第４電極とは、前記発光素子に対して直列に接続される。前記調光信号生成回路は、前記入力部と前記整流回路との間及び前記整流回路と前記第１スイッチング回路との間のいずれか一方に電気的に接続され、前記第２交流電圧及び前記整流電圧のいずれか一方を基に、前記導通角制御に対応した調光信号を生成する。前記第１制御部は、前記第１制御電極と電気的に接続され、前記第１スイッチング素子のスイッチングを制御し、前記入力部に流れる電流の実効値を所定値以上にする。前記第２制御部は、前記第２制御電極及び前記調光信号生成回路と電気的に接続され、前記第２スイッチング素子のスイッチングを制御し、前記第２電圧を前記調光信号に応じた電圧値にする。
【発明の効果】
【０００７】
電子トランスを含む制御装置に接続された場合にも、発光素子を正常に点灯させる点灯回路及び照明装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る別の照明装置を模式的に表すブロック図である。
【図４】第２の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。  
図１に表したように、照明装置１０は、点灯回路１２と、発光部１４と、を備える。発光部１４は、第１端子１４ａと、第２端子１４ｂと、発光素子１６と、を有する。発光素子１６は、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとの間に電気的に接続されている。点灯回路１２は、入力された電圧を発光素子１６に応じた電圧に変換して発光部１４に出力することにより、発光素子１６を発光させる。
【００１１】
発光素子１６には、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が用いられている。すなわち、この例において、照明装置１０は、ＬＥＤランプである。発光素子１６は、ＬＥＤに限ることなく、例えば、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）や、レーザダイオード（Laser Diode）などでもよい。
【００１２】
発光素子１６は、第１端子１４ａから第２端子１４ｂに向かって電流が流れたときに発光する。換言すれば、第１端子１４ａの電位を第２端子１４ｂの電位よりも高く設定して、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとの間に直流電圧を印加したときに、発光素子１６が発光する。例えば、ＬＥＤである発光素子１６のアノードが第１端子１４ａに電気的に接続され、発光素子１６のカソードが第２端子１４ｂに電気的に接続される。これにより、上記のように電流の供給または電圧の印加を行ったときに、発光素子１６が発光する。
【００１３】
発光部１４には、例えば、複数の発光素子１６が設けられる。各発光素子１６は、例えば、直列に接続してもよいし、並列に接続してもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせてもよい。各発光素子１６の電気的な接続は、上記のように電流の供給または電圧の印加を行ったときに、各発光素子１６のそれぞれが発光する任意の接続でよい。各発光素子１６の数は、任意でよい。発光素子１６は、１つでもよい。
【００１４】
また、発光素子１６は、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとの間に下限値以上の電圧を印加したときに発光する。具体的には、ＬＥＤである発光素子１６の順方向電圧以上の電圧を第１端子１４ａと第２端子１４ｂとの間に印加することにより、発光素子１６が発光する。発光部１４に複数の発光素子１６が設けられる場合、下限値は、各発光素子１６の順方向電圧の総和である。
【００１５】
点灯回路１２は、入力部２０と、出力部２１と、整流回路２２と、第１スイッチング回路３１と、第２スイッチング回路３２と、平均化回路４０（調光信号生成回路）と、第１制御部４１と、第２制御部４２と、を含む。
【００１６】
入力部２０は、制御装置４との電気的な接続に用いられる。入力部２０には、例えば、一対のピン２０ａ、２０ｂ（第１、第２の嵌合部）が設けられる。一対のピン２０ａ、２０ｂの長さ、直径等のサイズは、実質的に同じである。入力部２０は、ソケット５に着脱可能に保持される。ソケット５は、一対の穴５ａ、５ｂ（第１、第２の被嵌合部）を備えており、その穴５ａ、５ｂに一対のピン２０ａ、２０ｂを差し込むことで、制御装置４と照明装置１０とが電気的に接続される。
【００１７】
この例において、入力部２０は、いわゆる口金である。照明装置１０は、入力部２０を介してソケット５に機械的に保持されるとともに、入力部２０を介してソケット５と電気的に接続される。入力部２０は、口金に限ることなく、例えば、配線などでもよい。すなわち、照明装置１０は、口金を介して制御装置４と電気的に接続される照明ランプに限ることなく、例えば、配線を介して制御装置４と電気的に接続される照明モジュールなどでもよい。
【００１８】
穴５ａ、５ｂの深さ、直径等のサイズは、実質的に同じである。ピン２０ａ、２０ｂは、穴５ａ、５ｂに対して可逆的に接続可能である。すなわち、ピン２０ａは、穴５ａ、５ｂの一方に接続可能であり、ピン２０ｂは、ピン２０ａが接続された状態において、穴５ａ、５ｂの他方に接続可能である。なお、第１、第２の嵌合部や第１、第２の被嵌合部は、上述の例に限らない。特に、第１、第２の被嵌合部に対して、第１、第２の嵌合部を可逆的に接続することが可能な形状であるのが最適である。例えば、第１、第２の被嵌合部は、凹部でもよい。
【００１９】
ソケット５は、制御装置４に電気的に接続される。照明装置１０は、ソケット５を介して制御装置４と電気的に接続される。制御装置４には、例えば、交流電源６と調光器７とが、電気的に接続される。交流電源６は、例えば、１００Ｖの交流電圧を出力する。交流電源６は、例えば、商用電源である。調光器７は、交流電源６の電源電圧から導通角制御した第１交流電圧を生成する。調光器７は、第１交流電圧を制御装置４に入力する。
【００２０】
調光器７の導通角制御には、例えば、交流電圧のゼロクロスから交流電圧の絶対値が最大値となる期間において導通する位相を制御する位相制御（leading edge）の方式と、交流電圧の絶対値が最大値となってから交流電圧がゼロクロスする期間において遮断する位相を制御する逆位相制御（trailing edge)の方式とがある。調光器７の導通角制御は、位相制御方式でもよいし、逆位相制御でもよい。また、この例では、制御装置４と交流電源６との間に直列に接続された調光器７を例示している。調光器７は、これに限ることなく、交流電源６の電源電圧を導通角制御可能な任意の調光器でよい。
【００２１】
制御装置４は、第１交流電圧を第２交流電圧に変換して照明装置１０に出力する。第２交流電圧の実効値は、第１交流電圧の実効値と異なる。第２交流電圧の実効値は、例えば、第１交流電圧の実効値よりも低い。制御装置４は、例えば、１００Ｖの実効値の第１交流電圧を、１２Ｖの実効値の第２交流電圧に変換する。制御装置４は、例えば、電子トランスを含む。制御装置４は、電子トランスによって第１交流電圧を第２交流電圧に変換する。制御装置４は、例えば、低電圧ハロゲンランプを点灯させるための安定器である。照明装置１０は、低電圧ハロゲンランプなどに置き換えて使用される。照明装置１０は、低電圧ハロゲンランプなどに合わせて設計された制御装置４にそのまま接続して使用可能としたものである。
【００２２】
点灯回路１２は、制御装置４から出力された第２交流電圧を直流電圧に変換して発光部１４に出力することにより、発光素子１６を発光させる。また、点灯回路１２は、導通角制御された第２交流電圧に同期して、発光部１４の調光を行う。
【００２３】
出力部２１は、発光部１４と電気的に接続される。出力部２１は、一対の出力端２１ａ、２１ｂを有する。この例では、出力端２１ａが、第１端子１４ａと電気的に接続され、出力端２１ｂが、第２端子１４ｂと電気的に接続される。出力部２１は、発光部１４との電気的な接続が可能な任意の接続点でよい。発光部１４は、点灯回路１２と別の基板に設けてもよいし、同一の基板に設けてもよい。発光部１４が別基板に設けられている場合、出力部２１は、例えば、基板同士を相互に接続するための接続点である。発光部１４が同一基板に設けられている場合、出力部２１は、例えば、発光素子１６を実装するための接続点である。
【００２４】
整流回路２２は、入力部２０と出力部２１との間に電気的に接続される。整流回路２２は、入力部２０を介して入力された第２交流電圧を整流して整流電圧に変換する。整流電圧は、例えば、脈流電圧である。以下では、整流電圧を脈流電圧として説明を行う。整流回路２２には、例えば、４つの整流素子を組み合わせたダイオードブリッジが用いられる。すなわち、整流回路２２は、全波整流器である。
【００２５】
整流回路２２は、一対の入力端子２２ａ、２２ｂと、高電位出力端子２２ｃと、低電位出力端子２２ｄと、を有する。入力端子２２ａは、ピン２０ａと電気的に接続されている。入力端子２２ｂは、ピン２０ｂと電気的に接続されている。整流回路２２は、入力端子２２ａ、２２ｂを介して入力される第２交流電圧を脈流電圧に変換し、高電位出力端子２２ｃ及び低電位出力端子２２ｄから出力する。低電位出力端子２２ｄの電位は、基準電位（例えば設置電位）に設定される。高電位出力端子２２ｃの電位は、低電位出力端子２２ｄの電位よりも高い電位に設定される。
【００２６】
整流回路２２は、半波整流器などでもよい。脈流電圧は、全波整流された脈流でもよいし、半波整流された脈流でもよい。整流回路２２には、例えば、ショットキーバリアダイオードが用いられる。これにより、例えば、良好な応答性を得ることができる。
【００２７】
第１スイッチング回路３１は、整流回路２２と出力部２１との間に電気的に接続される。第１スイッチング回路３１は、第１スイッチング素子５１を含み、第１スイッチング素子５１のスイッチングによって脈流電圧を第１電圧に変換する。第１スイッチング素子５１は、第１電極５１ａと、第２電極５１ｂと、第１制御電極５１ｃと、を含む。第１制御電極５１ｃは、第１電極５１ａと第２電極５１ｂとの間に電流が流れる第１状態と、第１電極５１ａと第２電極５１ｂとの間に流れる電流が第１状態よりも小さい第２状態と、の切り替えに用いられる。
【００２８】
第１スイッチング素子５１は、第１電極５１ａと第２電極５１ｂとを、発光素子１６に対して並列に接続する。換言すれば、第１電極５１ａと第２電極５１ｂとの間の電流経路が、発光素子１６に対して並列に接続される。
【００２９】
第１スイッチング素子５１は、例えば、ｎチャネル形のＦＥＴである。例えば、第１電極５１ａは、ドレインであり、第２電極５１ｂは、ソースであり、第１制御電極５１ｃは、ゲートである。第１状態は、例えば、オン状態であり、第２状態は、例えば、オフ状態である。第１スイッチング素子５１は、例えば、ｐチャネル形のＦＥＴでもよいし、バイポーラトランジスタなどでもよい。
【００３０】
この例において、第１スイッチング回路３１は、インダクタ５２と、ダイオード５３と、コンデンサ５４と、をさらに含む。インダクタ５２の一端は、高電位出力端子２２ｃと電気的に接続されている。インダクタ５２の他端は、第１電極５１ａと電気的に接続されている。第２電極５１ｂは、低電位出力端子２２ｄと電気的に接続されている。ダイオード５３のアノードは、第１電極５１ａと電気的に接続されている。ダイオード５３のカソードは、コンデンサ５４の一端と電気的に接続されている。コンデンサ５４の他端は、低電位出力端子２２ｄと電気的に接続されている。すなわち、この例において、第１スイッチング回路３１は、昇圧チョッパ回路である。
【００３１】
第１スイッチング回路３１は、第１スイッチング素子５１のスイッチングにより、直流電圧をコンデンサ５４の両端に生じさせる。すなわち、この例において、第１電圧は、直流である。直流電圧の絶対値は、脈流電圧の実効値よりも大きい。第１スイッチング回路３１は、整流回路２２から出力された脈流電圧を、脈流電圧よりも昇圧した直流電圧に変換する。第１スイッチング回路３１は、例えば、１２Ｖの実効値の脈流電圧を、約３０Ｖの絶対値の直流電圧に変換する。なお、第１スイッチング回路３１は、昇圧チョッパ回路に限ることなく、例えば、極性反転回路などでもよい。この場合、第１電圧は、脈流でもよい。
【００３２】
第２スイッチング回路３２は、第１スイッチング回路３１と出力部２１との間に電気的に接続される。第２スイッチング回路３２は、第２スイッチング素子６２を含み、第２スイッチング素子６２のスイッチングによって第１電圧を直流の第２電圧に変換して出力部２１に出力する。第２スイッチング素子６２は、第３電極６２ａと、第４電極６２ｂと、第２制御電極６２ｃと、を含む。第２制御電極６２ｃは、第３電極６２ａと第４電極６２ｂとの間に電流が流れる第３状態と、第３電極６２ａと第４電極６２ｂとの間に流れる電流が第３状態よりも小さい第４状態と、の切り替えに用いられる。
【００３３】
第２スイッチング素子６２は、第３電極６２ａと第４電極６２ｂとを、発光素子１６に対して直列に接続する。換言すれば、第３電極６２ａと第４電極６２ｂとの間の電流経路が、発光素子１６に対して直列に接続される。
【００３４】
第２スイッチング素子６２は、例えば、ｎチャネル形のＦＥＴである。例えば、第３電極６２ａは、ドレインであり、第４電極６２ｂは、ソースであり、第２制御電極６２ｃは、ゲートである。第３状態は、例えば、オン状態であり、第４状態は、例えば、オフ状態である。第２スイッチング素子６２は、例えば、ｐチャネル形のＦＥＴでもよいし、バイポーラトランジスタなどでもよい。
【００３５】
この例において、第２スイッチング回路３２は、ダイオード６３と、インダクタ６４と、コンデンサ６５と、をさらに含む。第３電極６２ａは、ダイオード５３のカソード（コンデンサ５４の高電位側の一端）と電気的に接続されている。第４電極６２ｂは、ダイオード６３のカソードと電気的に接続されている。ダイオード６３のアノードは、低電位出力端子２２ｄと電気的に接続されている。インダクタ６４の一端は、第４電極６２ｂと電気的に接続されている。インダクタ６４の他端は、コンデンサ６５の一端と電気的に接続されている。コンデンサ６５の他端は、低電位出力端子２２ｄと電気的に接続されている。すなわち、この例において、第２スイッチング回路３２は、降圧チョッパ回路である。
【００３６】
第２スイッチング回路３２は、第２スイッチング素子６２のスイッチングにより、直流電圧をコンデンサ６５の両端に生じさせる。すなわち、第２電圧をコンデンサ６５の両端に生じさせる。第２電圧の絶対値は、第１電圧の絶対値（または実効値）よりも小さい。第２スイッチング回路３２は、第１電圧よりも降圧した第２電圧に第１電圧を変換する。第２スイッチング回路３２は、例えば、約３０Ｖの直流の第１電圧を約１２Ｖの直流の第２電圧に変換する。第２スイッチング回路３２は、例えば、第１電圧を発光素子１６に応じた直流の第２電圧に変換して出力部２１に出力する。これにより、第１端子１４ａから第２端子１４ｂに向かって電流が流れ、発光素子１６が発光する。
【００３７】
平均化回路４０は、整流回路２２と第１スイッチング回路３１との間に電気的に接続される。平均化回路４０は、例えば、高電位出力端子２２ｃと電気的に接続される。これにより、平均化回路４０には、脈流電圧が入力される。平均化回路４０は、脈流電圧を基に、調光器７の導通角制御に対応した調光信号を生成する。平均化回路４０は、脈流電圧を平均化した平均化信号を調光信号として生成する。平均化回路４０は、例えば、脈流電圧を平均化し、導通角制御に応じた電圧値の直流電圧に脈流電圧を変換することにより、平均化信号を生成する。これにより、平均化信号の電圧値を参照することで、第２交流電圧及び脈流電圧の導通角を検知することができる。平均化回路４０は、例えば、抵抗とコンデンサとを用いた積分回路である。
【００３８】
第１制御部４１は、第１制御電極５１ｃと電気的に接続されている。第１制御部４１は、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御する。これにより、第１制御部４１は、第１電圧の電圧値を制御する。そして、第１制御部４１は、第１スイッチング素子５１を駆動し、第１スイッチング回路３１に電流を流すことにより、入力部２０に流れる交流電流の実効値を所定値以上にする。換言すれば、第１制御部４１は、制御装置４に流れる交流電流の実効値を所定値以上にする。所定値は、より具体的には、制御装置４の電子トランスを正常に動作させるために必要な電流値である。
【００３９】
第１制御部４１には、入力電流検知回路４３が、電気的に接続されている。入力電流検知回路４３は、例えば、整流回路２２の出力側と電気的に接続される。入力電流検知回路４３は、整流回路２２の入力側と電気的に接続してもよい。入力電流検知回路４３は、入力部２０に流れる入力電流の電流値を検知し、検知結果を第１制御部４１に入力する。
【００４０】
第１制御部４１は、入力電流検知回路４３の検知結果を基に、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御する。第１制御部４１は、例えば、検知結果を基に、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御し、入力電流の実効値を実質的に一定にする。第１制御部４１は、例えば、入力電流検知回路４３の検知結果に基づいて、第１制御電極５１ｃに入力するパルス信号のデューティー比を決定する。これにより、入力電流の実効値が、実質的に一定に制御される。なお、「入力電流の実効値が一定」とは、例えば、入力電流の実効値の変動幅が、変動の中心値に対して±１０％以下であることをいう。
【００４１】
第１制御部４１には、出力電圧検知回路４４が、さらに電気的に接続されている。出力電圧検知回路４４は、第１スイッチング回路３１の出力側に電気的に接続されている。出力電圧検知回路４４は、第１スイッチング回路３１から出力される第１電圧の電圧値を検知し、検知結果を第１制御部４１に入力する。
【００４２】
第１制御部４１は、出力電圧検知回路４４の検知結果を基に、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御する。すなわち、第１制御部４１は、入力電流検知回路４３の検知結果及び出力電圧検知回路４４の検知結果を基に、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御する。第１制御部４１は、例えば、各検知結果を基に、第１スイッチング素子５１のスイッチングを制御し、入力電流の実効値を実質的に一定にするとともに、第１電圧の実効値（絶対値）を実質的に一定にする。なお、「第１電圧の実効値が一定」とは、例えば、第１電圧の実効値の変動幅が、変動の中心値に対して±１０％以下であることをいう。
【００４３】
また、第１制御部４１は、第１電圧の実効値を、発光素子１６の発光に必要な下限値以上に設定する。すなわち、第１制御部４１は、第１電圧の実効値を、発光素子１６の順方向電圧以上に設定する。第１制御部４１は、例えば、直流の第１電圧の絶対値を約３０Ｖで実質的に一定にする。
【００４４】
第２制御部４２は、第２制御電極６２ｃ及び平均化回路４０と電気的に接続される。第２制御部４２は、第２スイッチング素子６２のスイッチングを制御する。これにより、第２制御部４２は、第２電圧を平均化信号（調光信号）に応じた電圧値に制御する。第２制御部４２は、例えば、平均化信号に基づいて、第２制御電極６２ｃに入力するパルス信号のデューティー比を決定する。これにより、第２電圧の電圧値が、調光器７の導通角制御に応じた値に制御される。これにより、調光器７の導通角制御に応じて、発光素子１６が調光される。
【００４５】
第２制御部４２には、出力電流検知回路４５が、電気的に接続されている。出力電流検知回路４５は、第２スイッチング回路３２の出力側に電気的に接続されている。出力電流検知回路４５は、第２スイッチング回路３２から出力される出力電流の電流値を検知し、検知結果を第２制御部４２に入力する。すなわち、出力電流検知回路４５は、発光部１４に流れる電流の電流値を検知する。
【００４６】
第２制御部４２は、出力電流検知回路４５の検知結果を基に、第２スイッチング素子６２のスイッチングを制御する。第２制御部４２は、例えば、検知結果を基に、第２スイッチング素子６２のスイッチングを制御し、出力電流の絶対値を実質的に一定にする。
【００４７】
第２制御部４２は、例えば、平均化回路４０からの平均化信号と出力電流検知回路４５の検知結果とに基づいて、第２制御電極６２ｃに入力するパルス信号のデューティー比を決定する。これにより、出力電流の絶対値が、導通角制御に応じた電流値で実質的に一定に制御される。なお、「出力電流の絶対値が一定」とは、例えば、出力電流の絶対値の変動幅が、変動の中心値に対して±１０％以下であることをいう。
【００４８】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。  
図２（ａ）は、照明装置１０を模式的に表す斜視図である。図２（ｂ）は、照明装置１０を模式的に表す側面図である。図２（ｃ）は、照明装置１０の一部を拡大して表す模式的断面図である。  
図２（ａ）〜図２（ｃ）に表したように、照明装置１０は、ケース８０と基板８２とを備えている。図２（ｃ）は、ケース８０の断面を模式的に表している。ケース８０は、例えば、お椀形である。ケース８０は、例えば、回転放物面状の内面８０ａと、開口８０ｂと、を有する。開口８０ｂは、換言すれば、内面８０ａの開放端である。入力部２０は、例えば、ケース８０の開口８０ｂと反対側の外面に設けられる。
【００４９】
基板８２は、ケース８０の内部に設けられる。基板８２は、例えば、円板状である。基板８２は、表面８２ａを有する。基板８２は、例えば、表面８２ａを開口８０ｂ側に向けてケース８０の内部に取り付けられる。発光素子１６は、表面８２ａの上に設けられる。例えば、複数の発光素子１６が、表面８２ａ上に環状に並べて配置される。基板８２は、図示を省略した配線パターンを含む。各発光素子１６は、表面８２ａの上に実装された状態で、配線パターンと電気的に接続される。各発光素子１６と点灯回路１２などとの電気的な接続は、例えば、配線パターンを介して行われる。なお、各発光素子１６の表面８２ａ上における配置は、任意でよい。
【００５０】
ケース８０には、カバー８４と、レンズ８５と、がさらに設けられている。カバー８４は、ケース８０の開口８０ｂを塞ぐ。カバー８４は、例えば、板状である。この例では、カバー８４が、円板状である。カバー８４は、各発光素子１６から放出される光（以下、発光光と称す）に対して光透過性を有する。カバー８４は、例えば、透明である。カバー８４には、例えば、プラスチックやガラスなどが用いられる。
【００５１】
レンズ８５は、各発光素子１６のそれぞれに対応して複数設けられる。各レンズ８５は、各発光素子１６の発光光に対して光透過性を有する。各レンズ８５は、例えば、透明である。各レンズ８５には、例えば、プラスチックやガラスなどが用いられる。各レンズ８５は、例えば、基板８２とカバー８４との間に設けられる。各レンズ８５は、例えば、カバー８４と一体に形成してもよい。
【００５２】
各レンズ８５は、発光素子１６と対向する第１端部８５ａと、第１端部８５ａと反対側の第２端部８５ｂと、を有する。各レンズ８５のそれぞれは、各発光素子１６のそれぞれと対向して配置される。レンズ８５の第１端部８５ａには、発光素子１６からの発光光が入射する。レンズ８５は、例えば、第１端部８５ａから入射した発光光を、第２端部８５ｂから出射させることにより、発光光の配光角を制御する。レンズ８５は、例えば、発光光を集光する。レンズ８５は、例えば、発光光の配光角を所定値以下にする。レンズ８５は、例えば、発光光を発散させるレンズでもよい。
【００５３】
各レンズ８５の第１端部８５ａには、発光素子１６を覆う凹部８５ｃが設けられている。これにより、例えば、レンズ８５への発光光の入射効率を高めることができる。第１端部８５ａは、より詳しくは、凹部８５ｃの内底面において発光素子１６と対向する。なお、カバー８４及び各レンズ８５は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【００５４】
ケース８０は、例えば、ＭＲ１６型である。口金である入力部２０は、例えば、ＧＵ５．３型である。すなわち、照明装置１０は、いわゆる低電圧ハロゲンランプ型のＬＥＤランプである。ケース８０は、例えば、ＡＲ１１１型でもよい。入力部２０は、例えば、Ｇ５３型でもよい。ケース８０の形状及び入力部２０の形状は、例えば、低電圧ハロゲンランプ型の規格に準拠した任意の形状でよい。
【００５５】
照明の分野では、低電圧ハロゲンランプなどを、ＬＥＤなどの発光素子を用いた照明装置に置き換える動きがある。この置き換えにおいては、低電圧ハロゲンランプなどに対応して設計された制御装置４に、照明装置をそのまま接続できるようにすることが望まれている。
【００５６】
電子トランスには、ある程度の電流を流さないと動作が安定しないという特性がある。ＬＥＤなどの発光素子を用いた照明装置は、低電圧ハロゲンランプに比べて消費電力が小さい。このため、例えば、スイッチング回路などを含まない照明装置を、電子トランスを含む制御装置４に接続した場合には、必要な電流を流すことができず、電子トランスの動作が不安定になってしまうことがある。例えば、電子トランスの出力が間欠的になり、チラツキや異音が発生する。
【００５７】
これに対して、本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、点灯回路１２が、第１スイッチング回路３１と、第２スイッチング回路３２と、を含む。第１スイッチング回路３１の動作により、電子トランスの動作に必要な電流が、制御装置４に流れる。そして、第２スイッチング回路３２の動作により、発光素子１６に応じた電流及び電圧が、発光部１４に供給される。従って、本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、電子トランスを含む制御装置４に接続された場合にも、発光素子１６を正常に点灯させることができる。
【００５８】
また、本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、平均化回路４０が、整流回路２２と第１スイッチング回路３１との間に電気的に接続されている。そして、平均化回路４０は、整流回路２２からの出力される脈流電圧を基に、導通角制御に応じた平均化信号を生成する。これにより、例えば、簡単な構成で発光素子１６の調光に対応することができる。
【００５９】
本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、第１制御部４１が、入力部２０に流れる入力電流を実質的に一定にする。これにより、例えば、制御装置４（電子トランス）の動作をより安定させることができる。なお、入力電流は、例えば、電子トランスの動作に必要な電流以上であればよく、必ずしも一定でなくてもよい。入力電流検知回路４３は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【００６０】
本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、第１制御部４１が、第１スイッチング回路３１から出力される第１電圧を実質的に一定にする。これにより、例えば、第２スイッチング回路３２の動作をより安定させることができる。なお、第１電圧は、必ずしも一定でなくてもよい。出力電圧検知回路４４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【００６１】
本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、第１制御部４１が、発光素子１６の発光に必要な下限値以上に第１電圧を設定する。これにより、例えば、第２スイッチング回路３２の動作をより安定させることができる。例えば、調光器７によって低い調光度が設定された場合にも、発光素子１６を適切に点灯させることができる。例えば、より適切に発光素子１６の調光を行うことができる。
【００６２】
本実施形態に係る照明装置１０及び点灯回路１２では、第２制御部４２が、第２スイッチング回路３２から出力される出力電流を実質的に一定にする。これにより、例えば、発光素子１６を安定して点灯させることができる。なお、出力電流は、必ずしも一定でなくてもよい。出力電流検知回路４５は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【００６３】
図３は、第１の実施形態に係る別の照明装置を模式的に表すブロック図である。  
図３に表したように、照明装置１１０の点灯回路１１２では、平均化回路４０が、入力部２０と整流回路２２との間に電気的に接続される。平均化回路４０は、例えば、入力端子２２ａと電気的に接続される。これにより、平均化回路４０には、交流電圧が入力される。平均化回路４０は、交流電圧を基に、調光器７の導通角制御に対応した調光信号を生成する。この場合、例えば、平均化回路４０において、交流電圧を脈流電圧または直流電圧に変換してもよい。このように、平均化回路４０は、整流回路２２の前段に設けてもよいし、後段に設けてもよい。
【００６４】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。  
図４に表したように、この例の照明装置２１０では、点灯回路２１２が、平均化回路４０に代えて、導通角検知回路４６を調光信号生成回路として有している。
【００６５】
導通角検知回路４６は、整流回路２２と第１スイッチング回路３１との間に電気的に接続されている。導通角検知回路４６には、脈流電圧が入力される。導通角検知回路４６は、脈流電圧を基に、調光器７の導通角制御に対応した調光信号を生成する。
【００６６】
導通角検知回路４６は、例えば、脈流電圧の電圧値が所定値以下のときに導通角制御の遮断状態と判定し、脈流電圧の電圧値が所定値以上のときに導通角制御の導通状態と判定する。そして、導通角検知回路４６は、例えば、遮断状態と判定した区間をＬｏ（例えば、接地電位）とし、導通状態と判定した区間をＨｉ（例えば、＋５Ｖ）としたパルス信号（ＰＷＭ信号）を調光信号として生成する。
【００６７】
このように、導通角検知回路４６は、例えば、調光器７により導通角制御された電圧を検知する。そして、導通角検知回路４６は、例えば、正特性フィードフォワード制御により、検知した電圧に応じてオンデューティの変化するＰＷＭ信号を生成する。なお、上記と反対に、遮断状態と判定した区間をＨｉとし、導通状態と判定した区間をＬｏとしてもよい。
【００６８】
導通角検知回路４６は、第２制御部４２と電気的に接続されている。導通角検知回路４６は、生成したＰＷＭ信号を調光信号として第２制御部４２に出力する。第２制御部４２は、例えば、ＰＷＭ信号に基づいて、第２制御電極６２ｃに入力するパルス信号のデューティー比を決定する。これにより、第２電圧の電圧値が、調光器７の導通角制御に応じた値に制御される。
【００６９】
このように、調光信号生成回路は、導通角制御に対応したオンデューティのＰＷＭ信号を調光信号として生成する導通角検知回路４６でもよい。この例では、整流回路２２の後段に導通角検知回路４６を接続しているが、照明装置１１０の点灯回路１１２と同様に、導通角検知回路４６は、整流回路２２の前段に設けてもよい。調光信号生成回路は、導通角制御に対応した信号を調光信号として生成できる任意の回路でよい。
【００７０】
上記各実施形態では、ＬＥＤを発光素子１６として用いた例を示している。発光素子１６は、ＬＥＤに限ることなく、所定値以上の電圧を印加することによって点灯する任意の発光素子を用いることができる。例えば、順方向電圧を有する任意の発光素子を用いることができる。
【００７１】
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】
【００７２】
４…制御装置、５…ソケット、６…交流電源、７…調光器、１０、１１０、２１０…照明装置、１２、１１２、２１２…点灯回路、１４…発光部、１４ａ…第１端子、１４ｂ…第２端子、１６…発光素子、２０…入力部、２１…出力部、２２…整流回路、３１…第１スイッチング回路、３２…第２スイッチング回路、４０…平均化回路（調光信号生成回路）、４１…第１制御部、４２…第２制御部、４３…入力電流検知回路、４４…出力電流検知回路、４５…出力電流検知回路、４６…導通角検知回路（調光信号生成回路）、５１…第１スイッチング素子、５２…インダクタ、５３…ダイオード、５４…コンデンサ、６２…第１スイッチング素子、６３…ダイオード、６４…インダクタ、６５…コンデンサ、８０…ケース、８２…基板、８４…カバー、８５…レンズ
【図１】
2014232692.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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