(57)【要約】【課題】片切り型の電源スイッチにより電源を入り切りした場合でも、雑音バイパス用のコンデンサを介して電源遮断検出回路に電流が回り込むことを防止して、電源遮断検出を精度良く行えるようにする。【解決手段】交流電源１に片切り型電源スイッチＳＷを介して接続される電源装置であって、交流電源１を直流に変換する直流変換回路と、直流変換回路の正極側もしくは負極側より少なくともコンデンサＣ１，Ｃ２を介してアース接続された雑音バイパス回路と、直流変換回路内の整流回路ＤＢよりも負荷側に接続されて前記電源スイッチＳＷの入り切りに対応してオンオフされるスイッチング素子Ｑ１を備え、該スイッチング素子Ｑ１のゲート回路は電源ラインの片切りスイッチＳＷが挿入された側より半波整流平滑回路（ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ３）により充電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に片切り型電源スイッチを介して接続される電源装置であって、交流電源を直流に変換する直流変換回路と、直流変換回路の正極側もしくは負極側より少なくともコンデンサを介してアース接続された雑音バイパス回路と、直流変換回路内の整流回路よりも負荷側に接続されて前記電源スイッチの入り切りに対応してオンオフされるスイッチング素子を備え、該スイッチング素子のゲート回路は電源ラインの片切りスイッチが挿入された側より半波整流平滑回路により充電されることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１において、前記直流変換回路は、少なくとも交流電源に接続されたダイオードブリッジ回路よりなる全波整流回路を含み、前記半波整流平滑回路は、前記直流変換回路の全波整流回路とは別の整流用ダイオードを介して前記スイッチング素子のゲート回路に接続された平滑回路を充電するように構成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の半波整流用のダイオードは、交流電源の入力段に接続されたフィルタ回路と、直流変換回路の全波整流回路との間に接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
交流電源は単相三線方式の交流電源であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子のオン・オフ信号は、負荷回路の制御用マイコンへの制御信号として入力されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記スイッチング素子のオン・オフ信号は、充放電回路の充電信号および放電信号として使用されており、該充放電回路の電圧は、負荷回路の制御用マイコンヘの制御信号として入力されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子のオン・オフ信号は、充放電回路の充電信号および放電信号として使用されており、該充放電回路の電圧を基準電圧と比較する比較回路を備え、該比較回路の出力信号は、負荷回路の制御用マイコンヘの制御信号として入力されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の制御信号に応じて、前記マイコンは負荷回路の出力を切り替えることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の電源装置における負荷回路は、放電灯を高周波点灯させるインバータ回路を含み、前記スイッチング素子は、インバータ回路の制御回路への制御電源供給回路の入り切りを制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項９記載の制御電源供給回路と制御回路とは、一つの集積回路で構成されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項９または１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置により点灯される放電灯とを備える照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流電源を直流電源に変換し、この直流電源を高周波に変換し、放電灯負荷を点灯させる放電灯点灯装置において、電源電圧の入り・切りを検知して、所定の制御信号に変換するための様々な手段が考案されてきた。
【０００３】
（従来例１）
従来例１を図１１に示す。以下、その回路構成について説明する。交流電源１には、片切り型の電源スイッチＳＷを介して整流回路ＤＢの交流入力端子が接続されている。整流回路ＤＢは、４個のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４をブリッジ接続した周知のダイオードブリッジ回路であり、交流電源１を全波整流して出力する。整流回路ＤＢの出力には負荷回路２が接続されている。整流回路ＤＢのグランドＧＮＤと器具アース間には雑音バイパス用コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路が接続されている。
【０００４】
整流回路ＤＢの出力端には、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ２の両端にはコンデンサＣ３が並列接続されて、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のドレインは制御信号として負荷回路２に接続されている。以上の抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｑ１によりスイッチ回路が構成されている。
【０００５】
図１２は電源スイッチＳＷがオンしているときの従来例１の動作波形図であり、（ａ）は整流回路ＤＢの出力電圧、（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓである。図中、Ｖｔｈはスイッチング素子Ｑ１のスレショルド電圧である。
【０００６】
以下、動作について説明する。片切り型の電源スイッチＳＷがオンすると、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路に電流が流れて、コンデンサＣ３の両端に電圧が発生する。この電圧がＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加されて、スイッチング素子Ｑ１はオンし、負荷回路２に所定の制御信号が入力される。また、電源スイッチＳＷがオフすると、コンデンサＣ３の電荷は抵抗Ｒ２を介して放電され、ＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間へのバイアスが遮断されるため、スイッチング素子Ｑ１はオフする。
【０００７】
ところが、電源環境によっては、電源スイッチＳＷがオフしても、スイッチング素子Ｑ１がオフしない場合がある。
【０００８】
図１３は、電源スイッチＳＷがオフしているときの従来例１の動作波形図であり、（ａ）は整流回路ＤＢの出力電圧、（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓである。図中、Ｖｔｈはスイッチング素子Ｑ１のスレショルド電圧である。この場合の電源環境としては、交流電源１が単相三線式の交流電源であり、且つ、整流回路ＤＢのグランドＧＮＤと器具アース間に雑音バイパス用コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路が接続されている場合を想定している。
【０００９】
図１１に示す従来例１では、交流電源１の片切りスイッチＳＷは、単相三線式交流電源のＨラインに接続されている。また、負荷回路２が高周波スイッチング回路（チョッパー回路やインバータ回路など）を含む場合に、電源装置から発生するノイズ成分が電源ラインに回り込まないように、整流回路ＤＢのグランドラインＧＮＤと器具アース間にコンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路よりなる雑音バイパス回路が一般的によく使用される。
【００１０】
このような回路を構成した場合、電源スイッチＳＷがオフしていても、単相三線式交流電源のＮラインとアース間には５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの商用周期に応じて電圧が印加され、この電圧の大きさは単相三線式の２００Ｖ電源の場合は、理論的には１００Ｖが印加されることになる。通常は商用周期に対するインピーダンスは、コンデンサＣ１，Ｃ２の合成インピーダンスが高周波バイパス用として設計されているため、整流回路ＤＢの後段には殆ど影響が無い。ところが、厳密には電源スイッチＳＷの遮断時の電源の印加経路は完全に同一ではないため、整流回路ＤＢの後段には、非常に微小ではあるものの、コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路と整流回路ＤＢの後段のトータルインピーダンスの分圧で決まる電圧が整流回路ＤＢの後段に印加されてしまうことがある。特に電源環境によっては、コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路のインピーダンス以外に、電源配線などにより発生する非常に大きい値ではあるものの、そのインピーダンス成分の影響により、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間にスレッショルド電圧Ｖｔｈ以上の電圧Ｖｇｓが印加され、スイッチング素子Ｑ１がオンすることがある。
【００１１】
つまり、従来例１のような回路構成では、電源入り切りを検出する回路を設けたにも関わらず、電源環境によってはスイッチング素子Ｑ１が電源スイッチＳＷの入り・切りに対応してオン・オフ動作を正常に行なわない問題があった。また、より高度な応用例として、所定の時間内に電源のオン・オフを検知することで所定の制御を行う機能を付加した電源装置において、正常に検知動作を行なわない問題があった。
【００１２】
なお、特許文献１には、対地静電容量を有する直流電源の出力を交流電力に変換する電源システムにおける漏れ電流を低減する技術が開示されているが、これは直交変換の場合の技術であり、交流電源を整流する交直変換の場合の技術ではない。一方、特許文献２には整流回路の出力により制御電源回路の待機電力をオン・オフする技術が開示されているが、この特許文献２の技術においても、整流回路のグランドラインと器具アースの間に雑音防止用のコンデンサを接続した場合には、電源環境によっては、図１１の従来例と同様の問題が起こり得る。
【特許文献１】特開２００２−２５２９８６号公報
【特許文献２】特開平７−５７８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、整流回路の出力端に雑音バイパス用のコンデンサ回路を接続した電源装置において、電源の入り切りを検出して所定の制御を行なう機能を付加した場合に、安価で簡単な構成でありながら、電源環境に影響されない精度の高い電源遮断検出を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、交流電源１に片切り型電源スイッチＳＷを介して接続される電源装置であって、交流電源１を直流に変換する直流変換回路と、直流変換回路の正極側もしくは負極側より少なくともコンデンサＣ１，Ｃ２を介してアース接続された雑音バイパス回路と、直流変換回路内の整流回路ＤＢよりも負荷側に接続されて前記電源スイッチＳＷの入り切りに対応してオンオフされるスイッチング素子Ｑ１を備え、該スイッチング素子Ｑ１のゲート回路は電源ラインの片切りスイッチＳＷが挿入された側より半波整流平滑回路（ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ３）により充電されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、片切り型の電源スイッチにより電源を入り切りした場合でも、雑音バイパス用のコンデンサを介して電源遮断検出回路に電流が回り込むことはなく、電源遮断検出を精度良く行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１に示す。以下、その構成について説明する。単相三線方式の交流電源１には、片切り型の電源スイッチＳＷを介して整流回路ＤＢの交流入力端子が接続されている。整流回路ＤＢは、４個のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４をブリッジ接続した周知のダイオードブリッジ回路であり、交流電源１を全波整流して出力する。整流回路ＤＢの出力には負荷回路２が接続されている。整流回路ＤＢのグランドＧＮＤと器具アース間には雑音バイパス用コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路が接続されている。
【００１７】
交流電源１の片切りスイッチＳＷが挿入された側にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ２の両端にはコンデンサＣ３が並列接続されて、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のドレインは制御信号として負荷回路２に接続されている。以上のダイオードＤ５、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｑ１によりスイッチ回路が構成されている。
【００１８】
図２は本実施形態の動作波形図であり、（ａ）は電源スイッチＳＷがオンしているときのダイオードＤ５のカソード電圧、（ｂ）は同じく電源スイッチＳＷがオンしているときのスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間電圧である。
【００１９】
以下、動作について説明する。片切り型の電源スイッチＳＷがオンすると、ダイオードＤ５から抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路に電流が流れて、コンデンサＣ３の両端に電圧が発生する。この電圧がＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加されて、スイッチング素子Ｑ１はオンし、負荷回路２に所定の制御信号が入力される。
【００２０】
また、電源スイッチＳＷがオフすると、コンデンサＣ３の電荷は抵抗Ｒ２を介して放電され、ＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間へのバイアスが遮断されるため、スイッチング素子Ｑ１はオフする。
【００２１】
本実施形態においては、電源スイッチＳＷがオフのときには、従来例１に示したような器具アースとＮライン間の電圧の影響が全く無いため、電源環境によって、コンデンサＣ１，Ｃ２に並列にインピーダンスが発生しても、スイッチング素子Ｑ１のゲート回路への微小電荷の蓄積が全くない。したがって、電源遮断時において、確実にスイッチング素子Ｑ１をオフすることができる。
【００２２】
本実施形態によれば、電源環境に依存せず、電源の入り切り時において、確実にスイッチ回路を動作させることが可能になる効果がある。
【００２３】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図３に示す。以下、その構成について説明する。実施形態１に示したスイッチ回路におけるスイッチング素子Ｑ１の出力に直流電源Ｅ、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ４からなる充放電回路を構成したものである。コンデンサＣ４の電圧はマイコン３へ入力されて、マイコン３から負荷回路２への所定の制御を行なっている。直流電源Ｅは、マイコン３の制御電源電圧と共用しても良い。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ１のオフ時には、コンデンサＣ４には直流電源Ｅの電圧が印加される。スイッチング素子Ｑ１がオンすると、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４の電荷が引き抜かれ、この電圧がマイコン３ヘ入力され、所定の制御が行なわれる。
【００２５】
例えば、所定の時間内に電源スイッチＳＷのオン・オフを繰り返すと、コンデンサＣ４の電圧は充放電を繰り返す。このコンデンサＣ４の電圧変化の回数をカウントし、マイコン３より負荷回路２に所定の制御信号が出力され、所定の制御が行なわれるものである。
【００２６】
本実施形態によれば、様々な電源環境に依存せず安価でかつ簡単な構成で、スイッチ回路の制御が可能となる効果がある。
【００２７】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図４に示す。以下、その構成について説明する。上述の実施形態２では、実施形態１のスイッチ回路におけるスイッチング素子Ｑ１の出力に抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ４よりなる充放電回路を接続したが、本実施形態では、そのコンデンサＣ４の両端にツェナーダイオードＺＤ１を並列接続すると共に、コンデンサＣ４の電圧を比較器ＣＰ１の一方の入力とし、比較器ＣＰ１の他方の入力に基準電圧Ｖｔｈを印加し、比較器ＣＰ１の出力をマイコン３に接続したものである。本実施形態では、実施形態２の直流電源Ｅに代えて、整流回路ＤＢの高電位側に抵抗Ｒ３を接続しているが、ツェナーダイオードＺＤ１がコンデンサＣ４に並列接続されているので、比較器ＣＰ１の入力が過大となることは防止できる。
【００２８】
図５は負荷回路２の具体例を示したものであり、コンデンサＣ５、インダクタＴ１、スイッチング素子Ｑ２、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ６、コンデンサＣ０よりなる回路は昇圧型チョッパー回路を構成している。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とコンデンサＣ６，Ｃ７、インダクタＴ２よりなる回路はハーフブリッジ型のインバータ回路を構成しており、負荷としての放電灯Ｌａを高周波で点灯させるものである。制御回路部４によりインバータ回路の発振周波数やチョッパー回路の出力電圧を可変制御することにより、放電灯Ｌａを全点灯状態や調光点灯状態に切り替えることが出来る。
【００２９】
所定の時間内に電源スイッチＳＷのオン・オフを繰り返すと、比較器ＣＰ１の出力はＨ／Ｌを繰り返すことになる。これをカウントすることにより、マイコン３は負荷回路２のチョッパー回路やインバータ回路を制御して、全点灯状態、調光点灯状態、消灯状態を切り替えることが出来る。
本実施形態においても実施形態２と同様の効果がある。
【００３０】
（実施形態４）
本発明の実施形態４を図６に示す。本実施形態は、実施形態１において、雑音バイパス用のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路を整流回路ＤＢの出力端の＋側に接続したものである。動作については実施形態１と同様であり、本実施形態も実施形態１と同様の効果が得られる。
【００３１】
（実施形態５）
本発明の実施形態５を図７に示す。本実施形態は、スイッチ回路の出力を制御電源回路で構成した例である。本実施形態も実施形態１と同様の効果が得られる。
【００３２】
図７において、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧はツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧よりも高く設定されている。電源スイッチＳＷがオンのときには、ダイオードＤ５、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して電流が流れて、コンデンサＣ３の電圧が上昇し、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧まで上昇する。これによりダイオードＤ７は逆バイアスされて、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間電圧が上昇し、スイッチング素子Ｑ１はオンとなり、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ４が充電される。コンデンサＣ４の電圧はツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧まで上昇し、これが制御電源電圧Ｖｃｃとなる。
【００３３】
電源スイッチＳＷがオフすると、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ３の電荷が放電され、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間電圧が低下するので、スイッチング素子Ｑ１はオフとなり、抵抗Ｒ４を介する充電電流が停止して、コンデンサＣ４の電圧も低下する。コンデンサＣ３の電圧がコンデンサＣ４の電圧よりも低くなると、ダイオードＤ７が導通し、コンデンサＣ４の残留電荷は抵抗Ｒ２を介して放電される。
【００３４】
以上のように、本実施形態においては、電源スイッチＳＷの入り切りに応じて、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフが制御され、これにより制御電源電圧Ｖｃｃのオン・オフが制御される。負荷回路２として、図５に例示したようなインバータ式の放電灯点灯装置を用いた場合には、制御電源電圧Ｖｃｃは制御回路部４の電源として利用される。
【００３５】
（実施形態６）
本発明の実施形態６を図８に示す。本実施形態は、実施形態５において、制御電源回路を含めた負荷回路２の制御回路部４を一つの集積回路で構成した例である。負荷回路２として、図５に例示したようなインバータ式の放電灯点灯装置を用いた場合には、制御回路部４はチョッパ回路やインバータ回路の制御回路を含むことになる。
本実施形態においても実施形態５と同じ効果が得られるうえ、装置の部品点数の削減および小型化が可能になる。
【００３６】
（実施形態７）
本発明の実施形態７を図９に示す。本実施形態は、実施形態１のダイオードＤ５のアノードをフィルタ回路ＦＬと全波整流回路ＤＢの間に接続したものである。本実施形態においても、実施形態１と同じ効果が得られるうえ、電源からのノイズによる影響が少ないため、より安定した動作を得ることができる。
【００３７】
（実施形態８）
図１０は実施形態１〜７に説明した点灯装置を具備した照明器具の形態の一例である。図示された例は、直管型の蛍光ランプＬａを用いた照明器具であり、１０１は器具本体、１０２は反射板、１０３はソケットである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作波形図である。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施形態３の回路図である。
【図５】本発明の実施形態３の負荷回路の具体例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態４の回路図である。
【図７】本発明の実施形態５の回路図である。
【図８】本発明の実施形態６の回路図である。
【図９】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１０】本発明の実施形態８の斜視図である。
【図１１】従来例１の回路図である。
【図１２】従来例１の電源スイッチがオン時の動作波形図である。
【図１３】従来例１の電源スイッチがオフ時の動作波形図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    交流電源
２    負荷回路
３    マイコン
４    制御回路部
Ｄ５  半波整流用ダイオード
Ｑ１  スイッチング素子
Ｃ１  雑音防止用コンデンサ
Ｃ２  雑音防止用コンデンサ
Ｃ３  平滑用コンデンサ
ＤＢ  全波整流回路
【図１】
2006278010.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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