(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、
該整流回路によって整流された直流電圧から、電圧値が調整された直流電圧を生成して出力し、その出力側に接続される負荷である１個以上のＬＥＤによって構成されたＬＥＤ光源を点灯させる直流電源回路と、
前記ＬＥＤ光源に流れるＬＥＤ電流に対応する電圧を検出するＬＥＤ電流検出回路と、
所定の明るさにするための前記ＬＥＤ光源に流れる前記ＬＥＤ電流に対応する目標値電圧を生成して出力する目標値電圧生成回路と、
前記ＬＥＤ電流検出回路によって検出された電圧が、前記目標値電圧生成回路によって生成された前記目標値電圧となるように、前記直流電源回路に対して出力電圧を調整させ、前記ＬＥＤ光源に前記目標値電圧に対応する前記ＬＥＤ電流が流れるように定電流制御を実施するＬＥＤ電流調整回路と、
を備え、
前記目標値電圧生成回路は、
該目標値電圧生成回路が生成する前記目標値電圧の電圧値に対して上限値を設定する上限リミット回路と、該目標値電圧の電圧値に対して下限値を設定する下限リミット回路と、を有し、
前記上限リミット回路によって設定された前記上限値と、前記下限リミット回路によって設定された前記下限値との間で、前記目標値電圧を生成して出力し、
前記上限リミット回路及び前記下限リミット回路は、
前記目標値電圧を調整する目標値電圧調整手段が設けられている
ことを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記交流電源と前記整流器とを導通させるか否かを切り替え、前記整流器から出力される直流電圧の出力時間を調整する調光器を備え、
前記目標値電圧生成回路は、前記調光器によって調整された前記出力時間に対応して変動する電圧を生じる回路部分における該電圧に基づいて前記目標値電圧を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記直流電源回路は、
前記整流回路から出力される整流された直流電圧を、そのＯＮ／ＯＦＦ動作によって高周波電圧に変換するスイッチング素子と、
該スイッチング素子に直列接続された一次巻線に発生した前記高周波電圧を、二次巻線に伝達するトランスと、
前記二次巻線に発生した電圧を平滑し、前記直流電源回路の出力電圧とする平滑コンデンサーと、
を有し、
前記ＬＥＤ電流調整回路は、前記ＬＥＤ電流検出回路によって検出された電圧が、前記目標値電圧生成回路によって生成された前記目標値電圧となるように、前記直流電源回路の前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を実施する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の点灯装置。
【請求項４】
前記目標値電圧生成回路は、前記トランスの前記一次巻線の正極側の電圧から、前記目標値電圧を生成する
ことを特徴とする請求項３記載の点灯装置。
【請求項５】
前記目標値電圧生成回路は、前記トランスの前記二次巻線の正極側の電圧から、前記目標値電圧を生成する
ことを特徴とする請求項３記載の点灯装置。
【請求項６】
前記目標値電圧調整手段は、
前記目標値電圧を調整することと連動して、前記上限リミット回路によって設定された前記上限値、及び、前記下限リミット回路によって設定された前記下限値を調整する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の点灯装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の点灯装置と、
該点灯装置の出力側に接続された前記ＬＥＤ光源と、
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、ＬＥＤ光源を点灯する点灯装置及びそれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明器具における無駄な明かりの削減は、省エネ及び省電力において重要視されている。このことから、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）は、省エネ性に優れている点で着目されている。また、ＬＥＤ点灯装置には、無駄な明かりを抑制し、より省エネを図ることができる調光制御が要求される。この調光制御を実施する上で、配線工事が簡略化された、トライアック素子を使用した位相制御を実施する調光器を用いて、ＬＥＤを調光させる技術がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この特許文献１及び特許文献２に記載されたＬＥＤ点灯装置においては、調光器にトライアック素子を使用してＬＥＤの点灯制御を実施し、ちらつきが少なく、より快適な光を提供できる技術が提案されている。具体的には、調光器のトライアックによって位相制御された電源電圧に従って、位相を検出してＬＥＤの目標電流値にすることで、ＬＥＤ電流を可変させて調光制御を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２７１５２号公報（第４−５頁、図１−２）
【特許文献２】特開２０１１−３３２６号公報（第４−５頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電源電圧の位相を検出してＬＥＤに流れる電流を目標電流値にすると、電源装置が調光器のない環境に設置された場合に、調光器が接続されている場合と比較して、明るくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
また、商用電源の電圧の変動、又は、電源装置を構成する回路の部品の特性のばらつきによって、ＬＥＤが明る過ぎたり、暗過ぎたりすることがあり、この部品の特性のばらつきに対しては何ら対策が施されていないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、商用電源の変動、又は、部品のばらつきがあっても、ＬＥＤの明るさのばらつきを抑制することができる点灯装置及びそれを備えた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】
【０００７】
本発明に係る点灯装置は、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、該整流回路によって整流された直流電圧から、電圧値が調整された直流電圧を生成して出力し、その出力側に接続される負荷である１個以上のＬＥＤによって構成されたＬＥＤ光源を点灯させる直流電源回路と、前記ＬＥＤ光源に流れるＬＥＤ電流に対応する電圧を検出するＬＥＤ電流検出回路と、所定の明るさにするための前記ＬＥＤ光源に流れる前記ＬＥＤ電流に対応する目標値電圧を生成して出力する目標値電圧生成回路と、前記ＬＥＤ電流検出回路によって検出された電圧が、前記目標値電圧生成回路によって生成された前記目標値電圧となるように、前記直流電源回路に対して出力電圧を調整させ、前記ＬＥＤ光源に前記目標値電圧に対応する前記ＬＥＤ電流が流れるように定電流制御を実施するＬＥＤ電流調整回路と、を備え、前記目標値電圧生成回路は、該目標値電圧生成回路が生成する前記目標値電圧の電圧値に対して上限値を設定する上限リミット回路と、該目標値電圧の電圧値に対して下限値を設定する下限リミット回路と、を有し、前記上限リミット回路によって設定された前記上限値と、前記下限リミット回路によって設定された前記下限値との間で、前記目標値電圧を生成して出力し、前記上限リミット回路及び前記下限リミット回路は、前記目標値電圧を調整する目標値電圧調整手段が設けられているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、交流電源の変動及び部品のばらつきがあっても、目標値電圧に対する上下限値が設定されているので、その上下限値の範囲内で目標値電圧を生成することができ、その上下限値の範囲内でのＬＥＤ光源の明るさを保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る点灯装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る点灯装置における整流器ＤＢの出力電圧波形及び比較器ＯＰ２の出力電圧波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る点灯装置においてトライアックＴＲのＯＮ時間に対応する位相角の差と、比較器ＯＰ２の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る点灯装置の回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る点灯装置における整流器ＤＢの出力電圧波形、ダイオードＤ３０のカソードの電圧波形及び比較器ＯＰ２の出力電圧波形を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る点灯装置の回路構成図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る点灯装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
［点灯装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る点灯装置の回路構成図である。
図１で示されるように、交流電源ＡＣは、調光器１０１を介して電源装置１００の入力側に接続され、電源装置１００の出力側には、後述するように定電流制御を実施するＬＥＤ１０が接続されている。
なお、図１においては、単一のＬＥＤ１０が接続されているが、これに限定されるものではなく、複数のＬＥＤが直列に接続されたものでもよく、ＬＥＤ同士が並列にも接続されたｍ行ｎ列（ｍ、ｎは自然数）で構成されたＬＥＤ群でもよい。
【００１１】
（調光器１０１の構成）
調光器１０１は、交流電源ＡＣからの交流電流を双方向に導通させることができるトライアックＴＲ、及び、そのトライアックＴＲのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する位相制御回路１０１ａによって構成されている。位相制御回路１０１ａは、トライアックＴＲの両端電圧を検出するために、トライアックＴＲに並列接続され、トライアックＴＲをＯＮ動作させるための駆動信号を送信するためにトライアックＴＲのゲートに接続されており、トライアックＴＲをＯＮするタイミングを制御するものである。
【００１２】
（電源装置１００の構成）
電源装置１００は、交流電源ＡＣから供給される交流電力のノイズを除去するための入力フィルター回路ＦＬと、その入力フィルター回路ＦＬの出力電圧（交流電圧）を全波整流する整流器ＤＢと、その整流器ＤＢから出力される整流電圧を平滑するコンデンサーＣ１と、整流器ＤＢ及びコンデンサーＣ１によって生成される直流電圧である電圧ＶＥを入力してＬＥＤ１０に出力する電圧Ｖ０を生成する直流電源回路１と、ＬＥＤ１０に流れる電流であるＬＥＤ電流Ｉをその電圧によって検出するための検出抵抗Ｒ１０と、ＬＥＤ１０に流れるＬＥＤ電流Ｉ及び検出抵抗Ｒ１０の抵抗値に比例した検出抵抗Ｒ１０の電圧Ｖ１ａを検出する回路と、定電流制御するＬＥＤ電流Ｉの目標電流に対応する目標値電圧Ｖ１を生成する回路と、を備えている。
【００１３】
（直流電源回路１の構成）
直流電源回路１は、いわゆるフライバック式の定電流回路であり、起動抵抗Ｒ１と、トランスＴと、制御電源Ｖｃｃを生成するためのコンデンサーＣ２と、トランスＴの一次巻線Ｔ１へ流れる電流を導通及び遮断するスイッチング素子Ｑ１と、そのスイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する制御回路ＩＣ１と、トランスＴの二次側において前述の電圧Ｖ０を生成するためのダイオードＤ１０及び平滑コンデンサーＣ１０と、トランスＴの二次巻線Ｔ２による電圧出力がＯＦＦすることを検出するスイッチング制御検出回路３と、を備えている。
【００１４】
起動抵抗Ｒ１は、一端がコンデンサーＣ１の正極側（電圧ＶＥ）に接続され、他端がコンデンサーＣ２に接続されている。これによって、コンデンサーＣ２には起動抵抗Ｒ１を介して電流が流れて充電され、充電されたコンデンサーＣ２によって制御電源Ｖｃｃが生成される。
【００１５】
トランスＴは、一次側には一次巻線Ｔ１を備え、二次側には、一次巻線Ｔ１との巻線比に応じた電圧が発生する二次巻線Ｔ２を備えており、後述するように、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作によって発生する一次巻線Ｔ１の高周波電圧を、二次側において直流電圧に変換するものである。上記の一次巻線Ｔ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が、コンデンサーＣ１の両端に接続されている。
【００１６】
制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御するものであり、制御電源Ｖｃｃからその電源端子を介して電源供給されるものである。また、トランスＴは、二次巻線として、二次巻線Ｔ２の他、その二次巻線Ｔ２に発生する電圧に比例した電圧が発生する補助巻線Ｔ３を備えており、補助巻線Ｔ３、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ１の順に直列回路が形成され、ダイオードＤ１のカソードが、制御回路ＩＣ１のゼロクロス検出端子に接続されている。この抵抗Ｒ２及びダイオードＤ１によって、スイッチング制御検出回路３が構成されており、制御回路ＩＣ１は、補助巻線Ｔ３及びスイッチング制御検出回路３によって、補助巻線Ｔ３に発生する電圧を検出し、そして、それによってトランスＴの二次巻線Ｔ２による電圧出力がＯＦＦすることを検出する。
【００１７】
また、トランスＴの二次巻線Ｔ２の両端には、ダイオードＤ１０と平滑コンデンサーＣ１０との直列回路が並列接続されており、ダイオードＤ１０のカソードが平滑コンデンサーＣ１０に接続されている。後述するように、二次巻線Ｔ２に発生する電圧によって、ダイオードＤ１０を介して平滑コンデンサーＣ１０に充電され、かつ、この平滑コンデンサーＣ１０によって二次巻線Ｔ２の高周波電圧が平滑され、直流電圧が生成される。そして、この平滑コンデンサーＣ１０の両端電圧が、直流電源回路１の出力電圧であり、ＬＥＤ１０に出力するための電圧Ｖ０となる。この平滑コンデンサーＣ１０の両端には、ＬＥＤ１０と検出抵抗Ｒ１０との直列回路が並列接続される。
【００１８】
（目標値電圧Ｖ１の生成回路の構成）
次に、目標値電圧Ｖ１を生成する回路構成について説明する。
ＬＥＤ１０に流れるＬＥＤ電流Ｉの目標電流に対応し、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力される目標値電圧Ｖ１は、整流器ＤＢの出力の正極側からダイオードＤ３０を介して生成される。具体的には、ダイオードＤ３０、抵抗Ｒ３０及び抵抗Ｒ３１の直列回路が、整流器ＤＢの両端（コンデンサーＣ１の両端）に並列接続されており、ダイオードＤ３０のカソードは抵抗Ｒ３０に接続されている。この抵抗Ｒ３０及び抵抗Ｒ３１は、ダイオードＤ３０を介して印加される電圧ＶＥを分圧して電圧ＶＥ１を生成するものである。このうち、抵抗Ｒ３１の両端にはコンデンサーＣ３０が並列接続され、上記の電圧ＶＥ１によって発生する電流によってコンデンサーＣ３０が充電される。
【００１９】
コンデンサーＣ３０の電圧、すなわち、電圧ＶＥ１は、比較器ＯＰ２の非反転入力端子（＋）に入力され、比較器ＯＰ２の出力側は反転入力端子（−）と短絡され、比較器ＯＰ２は、コンデンサーＣ３０の電圧に等しい電圧ＶＥ１を安定電圧として出力する。
【００２０】
比較器ＯＰ２の出力側は、トランジスターＱ３０のコレクタに接続され、トランジスターＱ３０のコレクターとベースとの間は抵抗Ｒ３２によって接続されている。また、ツェナーダイオードＤＺ３０のカソードは、トランジスターＱ３０のベースに接続され、ツェナーダイオードＤＺ３０のアノードは、コンデンサーＣ３０の負極側に接続されている。上記のトランジスターＱ３０、抵抗Ｒ３２及びツェナーダイオードＤＺ３０によって定電圧レギュレーター２０が構成されている。この定電圧レギュレーター２０の入力側（トランジスターＱ３０のコレクタ）は、前述のように比較器ＯＰ２の出力側に接続されているので、入力電圧として電圧ＶＥ１が入力され、また、定電圧レギュレーター２０の出力側（トランジスターＱ３０のエミッタ―）の電圧は電圧ＶＥ２であるものとする。この定電圧レギュレーター２０の機能については後述する。
【００２１】
定電圧レギュレーター２０の出力側であるトランジスターＱ３０のエミッターと、ツェナーダイオードＤＺ３０のアノードとの間は、ダイオードＤ３１、抵抗Ｒ３４及び可変抵抗ＶＲの直列回路によって接続されている。このとき、ダイオードＤ３１のカソードが抵抗Ｒ３４に接続されている。この抵抗Ｒ３４及び可変抵抗ＶＲは、ダイオードＤ３１を介して印加される電圧ＶＥ２を分圧して目標値電圧Ｖ１を生成する。このうち、可変抵抗ＶＲの両端にはコンデンサーＣ３１が並列接続され、上記の目標値電圧Ｖ１によって発生する電流によってコンデンサーＣ３１が充電される。また、抵抗Ｒ３４と可変抵抗ＶＲとの接続には、抵抗Ｒ３３とダイオードＤ３２との直列回路が接続されており、ダイオードＤ３２のアノードには制御電源Ｖｃｃが接続され、カソードには抵抗Ｒ３３が接続されている。トランジスターＱ３０のエミッターからの出力電圧（電圧ＶＥ２）がないとき、抵抗Ｒ３３及び可変抵抗ＶＲが、ダイオードＤ３２を介して印加される制御電源Ｖｃｃの電圧を分圧して目標値電圧Ｖ１を生成することになる。そして、コンデンサーＣ３１の電圧、すなわち、目標値電圧Ｖ１は、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力される。
【００２２】
なお、目標値電圧Ｖ１を検出するためのダイオードＤ３０〜Ｄ３２、抵抗Ｒ３０〜Ｒ３４、コンデンサーＣ３０、Ｃ３１、比較器ＯＰ２、ツェナーダイオードＤＺ３０、トランジスターＱ３０、可変抵抗ＶＲ及び制御電源Ｖｃｃは、本発明の「目標値電圧生成回路」に相当する。
【００２３】
（検出抵抗Ｒ１０の電圧Ｖ１ａの検出回路の構成）
次に、検出抵抗Ｒ１０の電圧Ｖ１ａを検出する回路構成について説明する。
ＬＥＤ電流Ｉを検出する検出抵抗Ｒ１０には、ＬＥＤ１０に流れるＬＥＤ電流Ｉと検出抵抗Ｒ１０の抵抗値に比例した電圧Ｖ１ａが発生し、検出抵抗Ｒ１０に発生した電圧Ｖ１ａを、制御抵抗Ｒ２０を介して、比較器ＯＰ１の反転入力端子（−）に入力する。この比較器ＯＰ１の出力側は、制御抵抗Ｒ２３を介して、制御回路ＩＣ１のオン時間検出端子に接続される。また、比較器ＯＰ１の反転入力端子（−）とその出力側との間は、後述するように比較器ＯＰ１の応答性の遅れを作るために、抵抗Ｒ２１及びコンデンサーＣ２１の直列回路によって接続されている。
【００２４】
なお、電圧Ｖ１ａを検出するための検出抵抗Ｒ１０及び制御抵抗Ｒ２０は、本発明の「ＬＥＤ電流検出回路」に相当する。
また、比較器ＯＰ１、抵抗Ｒ２１、コンデンサーＣ２１、制御回路ＩＣ１、スイッチング制御検出回路３及び補助巻線Ｔ３は、本発明の「ＬＥＤ電流調整回路」に相当する。
【００２５】
［点灯装置の動作］
以下、本実施の形態に係る点灯装置の動作の詳細について説明する。
【００２６】
（直流電源回路１の動作）
次に、フライバック式の直流電源回路１の動作について説明する。
図１で示されるように、直流電源回路１には、交流電源ＡＣから供給される交流電圧が整流器ＤＢ及びコンデンサーＣ１によって整流及び平滑された直流電圧が入力される。この直流電圧は、トランスＴの一次巻線Ｔ１に印加されるが、制御回路ＩＣ１によるスイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作によって高周波電圧として印加される。スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態の場合、トランスＴに電流が流れることによってエネルギーが蓄積される。そして、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態になると、トランスＴに蓄積されたエネルギーによって、二次巻線Ｔ２からダイオードＤ１０に向かって電流が流れることになる。この電流によって、平滑コンデンサーＣ１０に充電される。このスイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作の繰り返しによって、平滑コンデンサーＣ１０の両端には平滑化された直流電圧が発生し、直流電源回路１としての出力電圧が生成される。
【００２７】
（目標値電圧Ｖ１の生成動作）
図２は、本発明の実施の形態１に係る点灯装置における整流器ＤＢの出力電圧波形及び比較器ＯＰ２の出力電圧波形を示す図であり、図３は、同点灯装置においてトライアックＴＲのＯＮ時間に対応する位相角の差と、比較器ＯＰ２の出力電圧との関係を示すグラフである。
【００２８】
ＬＥＤ電流Ｉの目標値に対応する、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力する目標値電圧Ｖ１は、整流器ＤＢの正極の出力側（直流電源回路１の正極の入力側）の電圧ＶＥからダイオードＤ３０を介して生成される。
【００２９】
直流電源回路１の正極の入力側からダイオードＤ３０、抵抗Ｒ３０、抵抗Ｒ３１の順に電流が流れるが、このとき抵抗Ｒ３０及び抵抗Ｒ３１によって、ダイオードＤ３０を介して印加される電圧ＶＥが分圧され、電圧ＶＥ１が生成される。この電圧ＶＥ１によって発生する電流によってコンデンサーＣ３０が充電される。そして、このコンデンサーＣ３０の電圧、すなわち電圧ＶＥ１は、比較器ＯＰ２の非反転入力端子（＋）に入力され、また、比較器ＯＰ２の出力側は、反転入力端子（−）と短絡され、比較器ＯＰ２はコンデンサーＣ３０の電圧に等しい電圧ＶＥ１を安定電圧として出力する。
【００３０】
ここで、図２及び図３を参照しながら、上記の比較器ＯＰ２の出力電圧である電圧ＶＥ１について、さらに詳細を説明する。図２で示されるように、時刻０のとき、交流電源ＡＣの交流電圧はゼロクロスとなるので、トライアックＴＲの両端には電圧が発生せず、トライアックＴＲはＯＦＦ状態（遮断状態）であるため、電源装置１００には交流電圧が入力されず、整流器ＤＢも整流電圧を出力しない。
【００３１】
次に、時刻ｔ１のとき、調光器１０１の位相制御回路１０１ａは、トライアックＴＲのゲートに駆動信号を入力し、トライアックＴＲをＯＮ状態にして導通させる。これによって、整流器ＤＢも同期して整流電圧を出力し、この電圧によってダイオードＤ３０を介して電流が流れ、コンデンサーＣ３０が充電される。
【００３２】
そして、時刻ｔ２のとき、交流電源ＡＣは再びゼロクロスとなるので、トライアックＴＲはＯＦＦ状態となり、整流器ＤＢも整流電圧を出力しなくなる。
【００３３】
さらに、時刻ｔ３のとき、調光器１０１の位相制御回路１０１ａは、再び、トライアックＴＲのゲートに駆動信号を入力し、トライアックＴＲをＯＮ状態にして導通させる。これによって、整流器ＤＢも同期して整流電圧を出力し、この電圧によってダイオードＤ３０を介して電流が流れ、再び、コンデンサーＣ３０が充電される。
【００３４】
このような位相制御回路１０１ａによるトライアックＴＲの制御の結果、コンデンサーＣ３０の電圧ＶＥ１（比較器ＯＰ２の出力電圧）は、抵抗Ｒ３０、Ｒ３１の値と、トライアックＴＲのＯＮ時間（導通時間）（時刻ｔ１〜ｔ２の時間）により定まる整流器ＤＢからの出力される平均電圧とによって定まることになる。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）で示される時刻ｔ１〜ｔ２のトライアックＴＲのＯＮ時間よりも大きくした場合を示しており、図２（ｂ）で示される比較器ＯＰ２の出力電圧である電圧ＶＥ１の方が、図２（ａ）で示される場合よりも大きくなっている。これは、図２（ｂ）の方が、トライアックＴＲのＯＮ時間が長いため、コンデンサーＣ３０に充電される時間が長くなるためである。
【００３５】
上記のように、トライアックＴＲのＯＮ時間が長いほど、比較器ＯＰ２の出力電圧である電圧ＶＥ１が大きくなる状態を示したのが図３である。この図３において、横軸の「位相角の差」とは、交流電源ＡＣから電源装置１００に入力される交流電圧（又は整流器ＤＢの整流電圧でもよい）の位相角の差、すなわち、図２で示されるトライアックＴＲがＯＮ状態となる時刻ｔ１の位相角とトライアックＴＲがＯＦＦ状態となる時刻ｔ２の位相角との差であって、この位相角の差は、トライアックＴＲのＯＮ時間（導通時間）に対応する。また、図３で示される「ＭＡＸ」及び「ＭＩＮ」のグラフは、部品のばらつきに伴う比較器ＯＰ２の出力電圧の幅を便宜的に示したものである。また、図３で示される「上限リミッター値」及び「下限リミッター値」については後述する。
【００３６】
比較器ＯＰ２の出力電圧である電圧ＶＥ１は、定電圧レギュレーター２０に入力され、具体的には、トランジスターＱ３０のコレクターに入力される。前述のように、トランジスターＱ３０のコレクターとベースとは、抵抗Ｒ３２を介して接続されているので、トランジスターＱ３０に入力されている電圧ＶＥ１によって、トランジスターＱ３０のベースには、トランジスターＱ３０のコレクターから抵抗Ｒ３２を介して、ベース電流が流れる。また、前述のように、トランジスターＱ３０のベースには、ツェナーダイオードＤＺ３０のカソードが接続されている。ここで、ツェナーダイオードＤＺ３０が降伏した場合のツェナー電圧をＶｚとする。まず、トランジスターＱ３０のコレクターに入力される電圧ＶＥ１が、ツェナー電圧Ｖｚよりも低い場合、ツェナーダイオードＤＺ３０は降伏しないので、トランジスターＱ３０のエミッターからの出力電圧である電圧ＶＥ２として、電圧ＶＥ１と同電位の電圧が出力される。一方、トランジスターＱ３０のコレクターに入力される電圧ＶＥ１が、ツェナー電圧Ｖｚよりも高い場合、ツェナーダイオードＤＺ３０は降伏し、トランジスターＱ３０のベースにはツェナー電圧Ｖｚが印加されることになり、電圧ＶＥ２として、ツェナー電圧ＶｚからトランジスターＱ３０のベース−エミッター間電圧を引いた電圧が出力される。以上のような電圧ＶＥ２が、定電圧レギュレーター２０の出力電圧として出力される。また、以上のことから、この定電圧レギュレーター２０によって、電圧ＶＥ２の上限リミッター値が決定されることになり、ひいては、目標値電圧Ｖ１の上限リミッター値を決定されることになる。
【００３７】
定電圧レギュレーター２０から出力電圧（トランジスターＱ３０のエミッターの電圧）である電圧ＶＥ２は、ダイオードＤ３１を介して、抵抗Ｒ３４及び可変抵抗ＶＲによって分圧され、この分圧された電圧によって発生する電流によってコンデンサーＣ３１が充電される。そして、コンデンサーＣ３１に充電された電圧が、ＬＥＤ電流Ｉに対応する目標値電圧Ｖ１となる。
【００３８】
また、定電圧レギュレーター２０からの出力電圧がない場合、制御電源Ｖｃｃが、ダイオードＤ３２を介して、抵抗Ｒ３３及び可変抵抗ＶＲによって分圧され、この分圧された電圧によって発生する電流によってコンデンサーＣ３１が充電される。そして、コンデンサーＣ３１に充電された電圧が、ＬＥＤ電流Ｉに対応する目標値電圧Ｖ１となる。このことから、制御電源Ｖｃｃが抵抗Ｒ３３及び可変抵抗ＶＲによって分圧されたその分圧値が、目標値電圧Ｖ１の下限リミッター値を決定されることになる。上記の可変抵抗ＶＲは、その抵抗値の調整によって、目標値電圧Ｖ１の微調整が可能であり、かつ、上限リミッター値及び下限リミッター値の双方の微調整が可能となる。
【００３９】
以上のような動作によって、ＬＥＤ電流Ｉに対応する目標値電圧Ｖ１が生成され、この目標値電圧Ｖ１は、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力される。また、目標値電圧Ｖ１は、上限リミッター値及び下限リミッター値が決定されることによって、上限リミッター値を超える電圧となることはなく、かつ、下限リミッター値未満となる電圧となることがない。
なお、図３で示される上限リミッター値及び下限リミッター値は、上記のように本来、目標値電圧Ｖ１に対して決定されるものであるが、実質的には電圧ＶＥ１に対して上下限が決定されるとも言えるので、当該図においては、電圧ＶＥ１に対する上限リミッター値及び下限リミッター値として便宜的に示している。
【００４０】
なお、定電圧レギュレーター２０、ダイオードＤ３１、抵抗Ｒ３４及び可変抵抗ＶＲは、本発明の「上限リミット回路」に相当し、制御電源Ｖｃｃ、ダイオードＤ３２、抵抗Ｒ３３及び可変抵抗ＶＲは、本発明の「下限リミット回路」に相当する。
また、可変抵抗ＶＲは、本発明の「目標値電圧調整手段」に相当する。
【００４１】
（ＬＥＤ１０の調光動作）
次に、ＬＥＤ１０の調光動作について説明する。
まず、ＬＥＤ１０を流れるＬＥＤ電流Ｉを検出するための検出抵抗Ｒ１０には、ＬＥＤ電流Ｉ及び検出抵抗Ｒ１０の抵抗値に比例した電圧Ｖ１ａが発生し、この電圧Ｖ１ａは、制御抵抗Ｒ２０を介して、ＬＥＤ電流Ｉを定電流制御する比較器ＯＰ１の反転入力端子（−）に入力される。また、前述のように、調光器１０１によりトライアックＴＲのＯＮ時間が調整されることによって生成された目標値電圧Ｖ１は、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力される。また、比較器ＯＰ１の出力側は、制御回路ＩＣ１のオン時間検出端子に、制御抵抗Ｒ２３を介して接続されている。そして、比較器ＯＰ１は、その出力側から、目標値電圧Ｖ１と、検出抵抗Ｒ１０に発生した電圧Ｖ１ａとが一致するように、制御回路ＩＣ１のオン時間端子に電圧を出力する。そして、制御回路ＩＣ１は、比較器ＯＰ１の出力電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間を決定する。
【００４２】
また、比較器ＯＰ１の反転入力端子（−）と出力側との間は、抵抗Ｒ２１及びコンデンサーＣ２１の直列回路によって接続されており、これによって、比較器ＯＰ１の応答性の遅れを生成している。これは、一次巻線Ｔ１に印加される電圧と二次巻線Ｔ２から出力される電圧との間に位相のズレが生じるため、検出抵抗Ｒ１０から制御回路ＩＣ１のオン時間検出端子までの、いわゆる定電流フィードバックの検出ループである検出抵抗Ｒ１０→制御抵抗Ｒ２０→抵抗Ｒ２１→コンデンサーＣ２１→制御抵抗Ｒ２３→制御回路ＩＣ１の経路における比較器ＯＰ１の応答性の遅れを生成することによって、その位相のズレを補正するためである。
【００４３】
また、前述のように、トランスＴの二次巻線Ｔ２に発生する電圧に比例した電圧が発生する補助巻線Ｔ３は、スイッチング制御検出回路３を介して、制御回路ＩＣ１のゼロクロス検出端子に接続されている。制御回路ＩＣ１は、補助巻線Ｔ３及びスイッチング制御検出回路３によって、補助巻線Ｔ３に発生する電圧を検出し、それによって、二次巻線Ｔ２による電圧出力がＯＦＦすることを検出している。
【００４４】
以上のことから、制御回路ＩＣ１は、比較器ＯＰ１の出力電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間を決定し、補助巻線Ｔ３に発生する電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のＯＦＦ時間を決定する。さらに、総括すると、調光器１０１によって調整されたトライアックＴＲのＯＮ時間によって決定される目標値電圧Ｖ１に対応するＬＥＤ電流Ｉとなるような平滑コンデンサーＣ１０の電圧Ｖ０となるように、制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ時間を決定する。すなわち、調光器１０１の調整により、比較器ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力する目標値電圧Ｖ１が変化すると、ＬＥＤ電流Ｉが変化し、調整制御が可能となる。
【００４５】
［実施の形態１の効果］
以上の構成及び動作によって、部品のばらつきがあっても、目標値電圧Ｖ１の微調整可能であり、かつ、その上下限リミッター値も微調整が可能なので、ＬＥＤ電流Ｉの目標値を決定する目標値電圧Ｖ１を精度よく発生させることができるので、ＬＥＤ１０の明るさのばらつきを抑制すると共に、上下限リミッター値で定まる範囲での明るさを保証することができる。
【００４６】
また、交流電源ＡＣの変動があっても、上下限リミッター値が設定されているので、この範囲内での明るさを保証することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、フライバック式の直流電源回路１を例として示したが、これに限定されるものではなく、フォワード式電源回路、又は、バックコンバータ回路等、いわゆる直流電源回路であればよく、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、図１で示されるように、交流電源ＡＣの交流電圧を電源装置１００に供給するための双方向のスイッチング素子としてトライアックＴＲを設置しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＩＧＢＴを並列接続して双方向にスイッチングできるように構成したもの等、双方向にスイッチング制御ができるものであればよい。
【００４９】
また、図２で示されるように、トライアックＴＲの性質上、整流器ＤＢの出力電圧がゼロクロス時にＯＦＦ状態となり、所定時間（時刻ｔ２〜ｔ３の時間）後、ＯＮ状態とさせ、この所定時間を調整することによって、トライアックＴＲのＯＮ時間を制御するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、双方向スイッチング素子としてトライアックＴＲを用いない場合等において、例えば、整流器ＤＢの出力電圧のゼロクロスを跨いで、双方向スイッチング素子をＯＮ状態にするものとしてもよい。例えば、図２において、時刻ｔ１〜ｔ２の間に双方向スイッチング素子をＯＮ状態にして、時刻ｔ２〜ｔ３の間にＯＦＦ状態にするなどのスイッチング動作としてもよい。又は、整流器ＤＢの出力電圧のゼロクロスを検出してから、所定時間だけ双方向スイッチング素子をＯＮ状態にする動作としてもよい。
【００５０】
また、図１で示されるように、交流電源ＡＣの交流電圧を電源装置１００に供給するためにトライアックＴＲによって双方向にスイッチング制御を実施しているが、これに限定されるものではない。例えば、整流器ＤＢの後段にスイッチング素子（一方向のみ電流を流すものでよい）を配置し、図２で示されるような、スイッチング動作を実施するものとしてもよい。
【００５１】
実施の形態２．
本実施の形態に係る点灯装置について、実施の形態１に係る点灯装置の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
【００５２】
［点灯装置の構成］
図４は、本発明の実施の形態２に係る点灯装置の回路構成図である。
実施の形態１においては、ダイオードＤ３０のアノードは、コンデンサーＣ１の正極側に接続されているが、図４で示されるように、本実施の形態に係る点灯装置においては、ダイオードＤ３０のアノードは、二次巻線Ｔ２の正極側に接続されている。その他の構成は、実施の形態１に係る点灯装置と同様である。
【００５３】
［点灯装置の動作］
図５は、本発明の実施の形態２に係る点灯装置における整流器ＤＢの出力電圧波形、ダイオードＤ３０のカソードの電圧波形及び比較器ＯＰ２の出力電圧波形を示す図である。
図４で示されるダイオードＤ３０のカソードの電圧である電圧ＶＥ０のピークは、ＬＥＤ１０の順方向電圧に略等しい。ただし、トランスＴの二次巻線Ｔ２の出力電圧はスイッチング波形（高周波電圧波形）となるため、制御回路ＩＣ１によって駆動されるスイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ動作の周波数の矩形波となる。この二次巻線Ｔ２のスイッチング波形を呈する出力電圧は、ダイオードＤ３０によって整流されて電圧ＶＥ０となり、抵抗Ｒ３０及び抵抗Ｒ３１によって分圧され電圧ＶＥ１となる。この電圧ＶＥ１によって発生する電流によってコンデンサーＣ３０は充電され、平均化される。このコンデンサーＣ３０の電圧、すなわち、電圧ＶＥ１についても、実施の形態１と同様に、抵抗Ｒ３０、Ｒ３１の値と、トライアックＴＲのＯＮ時間（導通時間）（図２における時刻ｔ１〜ｔ２の時間）とによって定まることになり、ＬＥＤ電流Ｉの調整が可能である。
【００５４】
［実施の形態２の効果］
以上のように図４で示される本実施の形態に係る点灯装置も、実施の形態１に係る点灯装置と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、図４で示されるように、目標値電圧Ｖ１を生成するため、いわゆるフライバック巻である二次巻線Ｔ２から電圧を取り出す場合、ＬＥＤ１０の順方向電圧が変化、すなわち、平滑コンデンサーＣ１０の電圧Ｖ０が変化すると、コンデンサーＣ３０の電圧も変わる。しかし、このような場合においても、実施の形態１において説明した上限リミッター値及び下限リミッター値を設定していることにより、ＬＥＤ１０の順方向電圧が変動したとしても、この上下限リミッター値で定まる範囲内でのＬＥＤ１０の明るさにすることが可能となる。
【００５６】
実施の形態３．
本実施の形態に係る点灯装置について、実施の形態２に係る点灯装置の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
【００５７】
［点灯装置の構成］
図６は、本発明の実施の形態３に係る点灯装置の回路構成図である。
図６で示されるように、本実施の形態に係る点灯装置においては、コンデンサーＣ３０と比較器ＯＰ２との間に、すなわち、コンデンサーＣ３０の後段側にローパスフィルター回路２１が設置されている。ローパスフィルター回路２１は、抵抗Ｒ３５及びコンデンサーＣ３５によって構成されており、具体的には、抵抗Ｒ３５及びコンデンサーＣ３５の直列回路が、コンデンサーＣ３０に並列接続して、抵抗Ｒ３５とコンデンサーＣ３５との接続部が、比較器ＯＰ２の非反転入力端子（＋）に接続されて構成されている。その他の構成は、実施の形態２に係る点灯装置と同様である。
【００５８】
［点灯装置の動作］
図６で示されるように、トランスＴの二次巻線Ｔ２の出力電圧がスイッチング波形（高周波電圧波形）であっても、その出力電圧が、抵抗Ｒ３０及び抵抗Ｒ３１によって分圧された電圧ＶＥ１は、ローパスフィルター回路２１のフィルタリング機能によって、より精度よく、調光器１０１のトライアックＴＲのＯＮ時間（導通時間）（図２における時刻ｔ１〜ｔ２の時間）に従った電圧をコンデンサーＣ３０に充電することが可能となる。
【００５９】
［実施の形態３の効果］
以上のように図６で示される本実施の形態に係る点灯装置も、実施の形態１に係る点灯装置と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、図６で示されるように、目標値電圧Ｖ１を生成するため、いわゆるフライバック巻である二次巻線Ｔ２から電圧を取り出す場合、ＬＥＤ１０の順方向電圧が変化、すなわち、平滑コンデンサーＣ１０の電圧Ｖ０が変化すると、コンデンサーＣ３０の電圧も変わる。しかし、このような場合においても、実施の形態１において説明した上限リミッター値及び下限リミッター値を設定していることにより、ＬＥＤ１０の順方向電圧が変動したとしても、この上下限リミッター値で定まる範囲内でのＬＥＤ１０の明るさにすることが可能となる。
【００６１】
実施の形態４．
本実施の形態に係る点灯装置について、実施の形態１に係る点灯装置の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
【００６２】
［点灯装置の構成］
図７は、本発明の実施の形態４に係る点灯装置の回路構成図である。
図７で示されるように、本実施の形態に係る点灯装置におけるトランスＴは、二次巻線Ｔ２及び補助巻線Ｔ３とは逆極性に巻かれた、いわゆるフォワード巻の二次巻線Ｔ４を備えている。そして、ダイオードＤ３０のアノードは、この二次巻線Ｔ４の正極側に接続されている。その他の構成は、実施の形態１に係る点灯装置と同様である。
【００６３】
［点灯装置の動作］
トランスＴの二次巻線Ｔ４は、フォワード巻であるため、一次巻線Ｔ１に印加される電圧に比例した電圧が出力されるので、調光器１０１のトライアックＴＲのＯＮ時間（導通時間）（図２における時刻ｔ１〜ｔ２の時間）に従った電圧を、コンデンサーＣ３０に供給できる。また、目標値電圧Ｖ１を生成するため、フォワード巻の二次巻線Ｔ４から電圧を取り出す場合、本実施の形態においては示していないが、絶縁型の電源装置にも使用することができる。
【００６４】
［実施の形態４の効果］
以上のように図７で示される本実施の形態に係る点灯装置も、実施の形態１に係る点灯装置と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  直流電源回路、３  スイッチング制御検出回路、１０  ＬＥＤ、２０  定電圧レギュレーター、２１  ローパスフィルター回路、１００  電源装置、１０１  調光器、１０１ａ  位相制御回路、ＡＣ  交流電源、Ｃ１、Ｃ２  コンデンサー、Ｃ１０  平滑コンデンサー、Ｃ２１、Ｃ３０、Ｃ３１、Ｃ３５  コンデンサー、Ｄ１、Ｄ１０、Ｄ３０〜Ｄ３２  ダイオード、ＤＢ  整流器、ＤＺ３０  ツェナーダイオード、ＦＬ  入力フィルター回路、ＩＣ１  制御回路、ＯＰ１、ＯＰ２  比較器、Ｑ１  スイッチング素子、Ｑ３０  トランジスター、Ｒ１  起動抵抗、Ｒ２  抵抗、Ｒ１０  検出抵抗、Ｒ２０  制御抵抗、Ｒ２１  抵抗、Ｒ２３  制御抵抗、Ｒ３０〜Ｒ３５  抵抗、Ｔ  トランス、Ｔ１  一次巻線、Ｔ２  二次巻線、Ｔ３  補助巻線、Ｔ４  二次巻線、ＴＲ  トライアック、Ｖｃｃ  制御電源、ＶＲ  可変抵抗。
【図１】
0005984415.tif 000002
【図２】
0005984415.tif 000003
【図３】
0005984415.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005984415.tif 000007
【図７】
0005984415.tif 000008