(57)【要約】【課題】点灯中に光源ユニットへの供給電圧レベルが正常な範囲で変化してもこれを異常電圧として誤判定しないようにする。【解決手段】閾値設定回路に、電圧電流生成回路を起動させるための起動シーケンス終了直後の所定期間に、予め定めた電圧値を前記閾値の初期値として設定する初期設定部と、前記起動シーケンス終了後の前記電圧電流生成回路の動作期間中に、前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧と前記保護電圧とをもとに前記閾値を定期的に更新する更新部とを備えるようにした。【選択図】図２
2018113793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変可能な出力電圧および出力電流を生成して光源ユニットに供給する電圧電流生成回路と；
前記電圧電流生成回路から前記光源ユニットに供給される前記出力電流の値を検出し、当該検出された出力電流の値を予め設定した目標値に一致させるべく前記電圧電流生成回路を制御して前記出力電圧を増減する出力制御回路と；
前記電圧電流生成回路から前記光源ユニットに供給される前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路と；
前記出力電圧検出回路により検出された前記出力電圧を閾値と比較することで前記出力電圧が正常な範囲にあるか否かを判定する出力電圧判定回路と；
前記出力電圧判定回路が使用する閾値を設定する閾値設定回路と；
を具備し；
前記閾値設定回路は、
前記電圧電流生成回路を起動させるための起動シーケンスが終了した後の所定期間に、予め定めた電圧値を前記閾値の初期値として設定する初期設定部と；
前記電圧電流生成回路の動作期間中に、前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧と予め設定した保護電圧とをもとに前記閾値を定期的に更新する更新部と；
を備える電源装置。
【請求項２】
前記閾値設定回路の更新部は、
第１のタイミングと第２のタイミングとを一定の時間間隔で交互に生成するタイミング信号に同期して、前記第１のタイミングにおいて前記出力電圧検出回路により検出された出力電圧を取り込み；
前記第２のタイミングにおいて、前記第１のタイミングで取り込んだ出力電圧と前記保護電圧とをもとに生成した値に前記閾値を更新する；
請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記前記閾値設定回路の更新部は、
前記電圧電流生成回路が正常動作していると想定されるときの前記出力電圧の範囲内に複数の候補閾値を設定し；
前記出力電圧検出回路により検出された出力電圧に前記保護電圧を加算した電圧値を超える前記候補閾値の中で前記電圧値に最も近い候補閾値を選択し；
設定中の前記閾値を前記選択された候補閾値に更新する；
請求項１又は請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電源装置と；
前記電源装置の給電端子に接続されて点灯制御される光源ユニットと；
を具備する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を使用した光源ユニットを点灯する電源装置およびこの電源装置を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源としてＬＥＤを用いた照明器具で使用される電源装置では、ＬＥＤの光源ユニットを点灯させる際に、例えば、ＬＥＤに印加する電圧（出力電圧）と、ＬＥＤに流れる電流（出力電流）とを検出し、出力電流が例えばＬＥＤの定格電流に一致するように出力電圧を調整する定電流制御を行っている。このため、点灯中に、例えばＬＥＤの光源ユニットがソケットから取り外されたり、或いはＬＥＤへの出力電力の供給線が断線すると、その直後にＬＥＤに流れる電流が瞬時にゼロになるため、電源装置はＬＥＤに供給する電圧を定常電圧よりも高い電圧に昇圧してしまい、これが故障の原因になり好ましくない。
【０００３】
そこで電源装置には、ＬＥＤに供給する電圧を監視するための閾値を予め設定し、上記供給する電圧が閾値を超えた場合に、異常電圧が発生したと判断して、点灯回路を停止させる機能が設けられている。また、最近では定格電圧の異なる複数種類のＬＥＤ光源ユニットに共用される電源装置が開発されており、このような電源装置ではＬＥＤ光源ユニットの定格電圧ごとに異なる閾値を設定する機能が設けられている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５２５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載された電源装置は、ＬＥＤ光源ユニットを点灯させる際の起動時に、ＬＥＤ光源ユニットの点灯電圧ごとにそれに応じた異常電圧判定用の閾値を設定するが、以後点灯中はこの閾値を維持するようにしている。このため、例えばＬＥＤ光源ユニットまたは電源装置自体の温度上昇の影響によりＬＥＤ光源ユニットに供給される電圧が変化した場合に、その変化が正常な範囲だったとしても、上記変化後の供給電圧値を異常電圧として判定しまい、点灯動作が停止することがあった。
【０００６】
この発明の実施形態は、上記事情に着目してなされたもので、点灯中に光源ユニットへの供給電圧レベルが正常な範囲で変化してもこれを異常電圧として誤判定しないようにした電源装置およびこの電源装置を備えた照明装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る電源装置は、可変可能な出力電圧および出力電流を生成して光源ユニットに供給する電圧電流生成回路と、前記電圧電流生成回路から前記光源ユニットに供給される前記出力電流の値を検出し、当該検出された出力電流の値を予め設定した目標値に一致させるべく前記電圧電流生成回路を制御して前記出力電圧を増減する出力制御回路と、前記電圧電流生成回路から前記光源ユニットに供給される前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路により検出された前記出力電圧を閾値と比較することで前記出力電圧が正常な範囲にあるか否かを判定する出力電圧判定回路と、前記出力電圧判定回路が使用する閾値を設定する閾値設定回路とを具備する。このうち前記閾値設定回路は、前記電圧電流生成回路を起動させるための起動シーケンスが終了した後に設定される閾値初期設定期間に、予め定めた電圧値を前記閾値として初期設定する初期設定部と、前記電圧電流生成回路の動作期間中に、前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧と予め設定した保護電圧とをもとに前記閾値を定期的に更新する更新部とを備える。
【０００８】
実施形態に係る照明装置は、上記の電源装置と、この電源装置の給電端子に接続されて点灯制御される光源ユニットとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態によれば、点灯動作中の光源ユニットに供給される出力電圧が正常な範囲で変化してもこれを異常電圧として誤判定しないようにした電源装置およびこの電源装置を備えた照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態に係る照明装置の回路構成を示す図。
【図２】図１に示した照明装置の電源装置に含まれる制御回路の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示した制御回路による起動シーケンスを示す図。
【図４】図２に示した制御回路による保護電圧更新動作を示す信号波形図。
【図５】図４に示した信号波形図の一部を拡大して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。  
［一実施形態］
（構成）
図１は、本実施形態に係る電源装置２を備えた照明装置１００の電気回路構成図である。なお図１は、概略の回路構成を示しており、実際の回路構成で備える各種の要素の一部の図示を省略している。
【００１２】
照明装置１００は、光源ユニット１及び電源装置２を備える。光源ユニット１は、電源装置２によって点灯制御される発光負荷（発光ランプとも称する）であり、電源装置２に対して着脱自在である。電源装置２は、照明装置１００の本体に固定的に備えられている。
【００１３】
光源ユニット１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）Ｄ１１と抵抗器Ｒ１１とを備える。複数の発光ダイオードＤ１１は直列に接続されている。また図示しないが、光源ユニット１は、発光ダイオードＤ１１と並列に抵抗素子も接続されている。抵抗器Ｒ１１は、発光ダイオードＤ１１の直列回路における電流出力端に接続されている。光源ユニット１は、発光ダイオードＤ１１の直列回路における電流入力端及び電流出力端と、抵抗器Ｒ１１の発光ダイオードＤ１１に接続されていない端部とにそれぞれ、電源装置２へと着脱自在に装着するための端子Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３を設けている。
【００１４】
なお、発光ダイオードＤ１１の数は任意である。光源ユニット１は、発光ダイオードＤ１１を１つだけ設けたものであってもよい。また、図１に示す様な発光ダイオードＤ１１の直列回路を、複数並列に接続したものであってもよい。なお光源ユニット１は、発光ダイオードＤ１１に代えて例えば有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の別の種類の発光デバイスを光源として設けていてもよい。
【００１５】
電源装置２は、商用電源等の外部電源２００からの電力供給を受けて、負荷として接続される光源ユニット１の発光ダイオードＤ１１を発光させるための直流電力を生成する。そして電源装置２は、生成した直流電力を給電端子Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３に装着された光源ユニット１に供給して点灯を制御する。
【００１６】
電源装置２は、整流回路１０、力率改善回路２０、降圧チョッパ回路３０、制御回路４０及び装着検出回路５０を含む。また電源装置２は、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と、抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０１，Ｒ１０２，Ｒ１０３とを備える。
【００１７】
整流回路１０の一対の入力端は、２つの被給電端子Ｔ２１，Ｔ２２にそれぞれ接続されている。この２つの被給電端子Ｔ２１，Ｔ２２には、商用電源等の外部電源２００に接続された２本の電源線が、図示しない電源スイッチを介してそれぞれ結線される。この結線により、整流回路１０の一対の入力端に外部電源２００から電源スイッチを介して交流電力が供給される。整流回路１０は、交流電力を整流して直流電力を出力する。整流回路１０が一対の出力端の間に出力する直流電力は、コンデンサＣ１により平滑化された上で力率改善回路２０へと供給される。コンデンサＣ１は、一端を整流回路１０の出力端の１つに接続し、他端を主回路の基準電位であるグランドに接続している。尚、コンデンサＣ１の容量は、数μF程度であるため、この両端電圧は正弦波を全波整流した脈流電圧となっている。
【００１８】
力率改善回路２０は、コンデンサＣ１により平滑化された直流電力を力率改善のために昇圧する。力率改善回路２０は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路とも称される。力率改善回路２０は、トランスＴｒ２１、スイッチング素子Ｑ２１、電解コンデンサＣ２１、ダイオードＤ２１及び抵抗器Ｒ２１，２２を含む。
【００１９】
トランスＴｒ２１は、一次側のコイルＬ２１及び二次側のコイルＬ２２を備える。トランスＴｒ２１は、一次側のコイルＬ２１の入力端をコンデンサＣ１の一端に接続し、出力端をダイオードＤ２１のアノードに接続している。トランスＴｒ２１は、二次側のコイルＬ２２の入力端をグランドに接続し、出力端を抵抗器Ｒ２２の一端に接続している。抵抗器Ｒ２２は、一端をコイルＬ２２の出力端に接続し、他端を制御回路４０のＺＣＤ端子に接続している。
【００２０】
スイッチング素子Ｑ２１は、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。スイッチング素子Ｑ２１は、ドレイン端子をコイルＬ２１の出力端とダイオードＤ２１のアノードとの接続点に接続し、ソース端子を、抵抗器Ｒ２１の一端と制御回路４０のＣＳ端子とに接続し、ゲート端子を制御回路４０のＧＤ端子に接続している。抵抗器Ｒ２１は、一端をスイッチング素子Ｑ２１のソース端子に接続し、他端をグランドに接続している。ダイオードＤ２１は、アノードをコイルＬ２１の他端とスイッチング素子Ｑ２１のドレイン端子との接続点に接続し、カソードを電解コンデンサＣ２１の一端に接続している。電解コンデンサＣ２１は、一端をダイオードＤ２１のカソード接続し、他端をグランドに接続している。電解コンデンサＣ２１の両端子は、力率改善回路２０の出力端子となる。
【００２１】
かかる接続により、スイッチング素子Ｑ２１のドレイン端子とソース端子との間に、ダイオードＤ２１と電解コンデンサＣ２１との直列回路が形成される。一方、スイッチング素子Ｑ２１は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオンすると導通し、コンデンサＣ１、コイルＬ２１及び抵抗器Ｒ２１を含む閉回路を形成する。またスイッチング素子Ｑ２１は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオフすると開放し、上記閉回路を遮断する。その結果、電解コンデンサＣ２１は、スイッチング素子Ｑ２１が遮断状態にあるときコンデンサＣ１にチャージされた電圧によって充電され、導通状態にあるとき放電する。かくして力率改善回路２０は、整流回路１０で整流された直流電圧をスイッチング素子Ｑ２１のスイッチング動作により昇圧し、所定の直流電圧を得て、降圧チョッパ回路３０に出力する。
【００２２】
降圧チョッパ回路３０は、スイッチング素子Ｑ３１と、電力蓄積用のインダクタＬ３１と、出力用のコンデンサＣ３１と、回生用のダイオードＤ３１と、抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２とを含む。スイッチング素子Ｑ３１は、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。スイッチング素子Ｑ３１は、ドレイン端子を力率改善回路２０の一方の出力端子である電解コンデンサＣ２１の一端に接続し、ソース端子をインダクタＬ３１の入力端とダイオードＤ３１のカソードとに接続し、ゲート端子を制御回路４０のＨＯ端子に接続している。インダクタＬ３１は、入力端をスイッチング素子Ｑ３１のソース端子に接続し、出力端をコンデンサＣ３１の一端に接続している。コンデンサＣ３１は、一端をインダクタＬ３１の出力端に接続し、他端を抵抗器Ｒ３１の一端に接続している。抵抗器Ｒ３１は、一端をコンデンサＣ３１の他端に接続し、他端をダイオードＤ３１のアノードに接続している。ダイオードＤ３１は、カソードをスイッチング素子Ｑ３１のソース端子とインダクタとの接続点に接続し、アノードをグランドに接続している。
【００２３】
降圧チョッパ回路３０は、コンデンサＣ３１の両端を電源装置２の給電端子Ｔ３１，Ｔ３２及びＴ３３に接続している。具体的には、降圧チョッパ回路３０は、コンデンサＣ３１のインダクタＬ３１の出力端と接続されている側を給電端子Ｔ３１に接続し、コンデンサＣ３１の抵抗器Ｒ３１と接続されている側を給電端子Ｔ３３に接続している。また、コンデンサＣ３１の抵抗器Ｒ３１と接続されている側を、抵抗器Ｒ３２を介して給電端子Ｔ３２に接続している。
【００２４】
ちなみに、負荷としての光源ユニット１が電源装置２に接続される場合、給電端子Ｔ３１には光源ユニット１の端子Ｔ１１が接続され、給電端子Ｔ３２には光源ユニット１の端子Ｔ１２が接続され、給電端子Ｔ３３には光源ユニット１の端子Ｔ１３が接続される。端子Ｔ１１は、光源ユニット１の電流入力端子である。端子Ｔ１２は、光源ユニット１の電流出力端子である。
【００２５】
かかる接続により、スイッチング素子Ｑ３１は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオンすると導通し、力率改善回路２０の出力電流をインダクタＬ３１へと導く。スイッチング素子Ｑ３１は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオフすると開放し、力率改善回路２０の出力電流を遮断する。インダクタＬ３１は、スイッチング素子Ｑ３１がオンして直流電圧が印加されているときその直流電力を蓄え、スイッチング素子Ｑ３１がオフして直流電圧が印加されなくなったならば、蓄えた直流電力を放出する。インダクタＬ３１から放出された直流電力は、コンデンサＣ３１で平滑され、給電端子Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３に接続された負荷、例えば光源ユニット１へと供給される。
【００２６】
装着検出回路５０は、ダイオードＤ５１と、抵抗器Ｒ５１，Ｒ５２，Ｒ５３及びＲ５４とを含む。装着検出回路５０は、抵抗器Ｒ５４の一端を制御回路４０のＶＣ２端子に接続し、他端をダイオードＤ５１のアノードに接続し、ダイオードＤ５１のカソードを電源装置２の給電端子Ｔ３１に接続している。また装着検出回路５０は、抵抗器Ｒ５１と抵抗器Ｒ５２とで直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２を形成し、この直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２の一端をダイオードＤ５１のアノードに接続し、他端をグランドに接続している。したがって、直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２は、降圧チョッパ回路３０のコンデンサＣ３１と並列に接続されている。
【００２７】
装着検出回路５０は、直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２の中点に抵抗器Ｒ５３の一端を接続し、この抵抗器Ｒ５３の他端を制御回路４０のＬａｍｐ端子に接続している。ここに装着検出回路５０は、直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２の抵抗比で分圧された電圧の変化により、電源装置２の給電端子Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３に負荷が接続されたか否かを制御回路４０で判定することを可能とするための回路である。
【００２８】
制御回路４０は、アナログのＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）で構成される。制御回路４０は、外部と接続するための外部端子としてＭＵＬＴ端子、ＧＤ端子、ＺＣＤ端子、ＣＳ端子、Ｖｃｃ端子、ＶＳ端子、ＨＯ端子、ＶＢ端子、ＶＦＢ端子、ＶＤＣ端子、ＯＣＰ端子、ＶＣ２端子、ＬＧＮＤ端子、Ｖｒｅｆ端子、ＯＰ＋端子、ＯＰ−端子、ＡＢＮ端子、Ｌａｍｐ端子、ＣＯＭＰ端子及びＤＩＳ端子を有する。なお、制御回路４０が有する外部端子が上記の各端子に限定されないのは言うまでもない。
【００２９】
ＭＵＬＴ端子は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とで形成される直列抵抗回路Ｒ１−Ｒ２の中点に接続される。直列抵抗回路Ｒ１−Ｒ２は、コンデンサＣ１の両端子間に接続される。この接続によりＭＵＬＴ端子の電位は、コンデンサＣ１の出力電圧を直列抵抗回路Ｒ１−Ｒ２の抵抗比で分圧した電圧に依存する。制御回路４０は、ＭＵＬＴ端子の電位から力率改善回路２０への入力電圧を検出する。
【００３０】
ＧＤ端子は、スイッチング素子Ｑ２１のゲート端子に接続される。制御回路４０は、スイッチング素子Ｑ２１のゲート信号を生成する。そして制御回路４０は、ＧＤ端子からスイッチング素子Ｑ２１のゲート端子にゲートオンまたはゲートオフのゲート信号を出力する。
【００３１】
ＺＣＤ端子は、抵抗器Ｒ２２を介してコイルＬ２２の出力端に接続される。コイルＬ２２は、ＺＣＤ端子にコイルＬ２１に流れる電流変化量に対応した電位を供給する。制御回路４０は、ＺＣＤ端子の電位からトランスＴｒ２１の一次側のコイルＬ２１を流れる電流がゼロとなるタイミングを検出し、スイッチング素子Ｑ２１をオンするための信号を生成する。
【００３２】
ＣＳ端子は、スイッチング素子Ｑ２１のソース端子に接続される。ＣＳ端子の電位は、スイッチング素子Ｑ２１のドレイン−ソース間を流れる電流に依存する。制御回路４０は、ＣＳ端子の電位からスイッチング素子Ｑ２１を流れる電流、いわゆるスイッチング電流を検出する。
【００３３】
Ｖｃｃ端子は、ダイオードＤ１のアノードに接続される。ダイオードＤ１のカソードは、ＶＢ端子に接続されるとともに、ブートストラップ用のコンデンサＣ２の一端に接続される。コンデンサＣ２の他端は、ＶＳ端子に接続されるとともに、スイッチング素子Ｑ３１のソース端子に接続される。制御回路４０は、Ｖｃｃ端子に所定の回路動作電圧Ｖccを印加する。この回路動作電圧Ｖccの電位がスイッチング素子Ｑ３１のソース端子の電位よりも高いとき、コンデンサＣ２が充電される。制御回路４０は、ＶＢ端子からコンデンサＣ２の一端側（ダイオードＤ１のカソードに接続されている側）の電位を検出し、ＶＳ端子からコンデンサＣ２の他端側（スイッチング素子Ｑ３１のソース端子に接続されている側）の電位を検出する。
【００３４】
ＨＯ端子は、スイッチング素子Ｑ３１のゲート端子に接続される。制御回路４０は、コンデンサＣ２の両端の電位差に基づいてスイッチング素子Ｑ３１のゲート信号を生成する。そして制御回路４０は、ＨＯ端子からスイッチング素子Ｑ３１のゲート端子にゲートオンまたはゲートオフのゲート信号を出力する。
【００３５】
ＶＦＢ端子は、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４とで形成される直列抵抗回路Ｒ３−Ｒ４の中点に接続される。直列抵抗回路Ｒ３−Ｒ４は、コンデンサＣ２１の両端子間に接続される。この接続により、ＶＦＢ端子の電位は、コンデンサＣ２１の出力電圧を直列抵抗回路Ｒ３−Ｒ４の抵抗比で分圧した電圧に依存する。制御回路４０は、ＶＦＢ端子から力率改善回路２０から降圧チョッパ回路３０へと出力される直流電圧を検出する。
【００３６】
ＶＤＣ端子は、力率改善回路２０におけるダイオードＤ２１のカソードと降圧チョッパ回路３０におけるスイッチング素子Ｑ３１のドレイン端子との接続点に接続される。この接続により、ＶＤＣ端子には、力率改善回路２０に入力される高電圧の全波整流電圧が印加される。制御回路４０は、ＶＤＣ端子に印加される高電圧から回路動作電圧Vcc等をドロッバ方式で生成する。
【００３７】
ＯＣＰ端子は、抵抗器Ｒ５を介して、降圧チョッパ回路３０のコンデンサＣ３１と抵抗器Ｒ３１との接続点に接続される。ＯＣＰ端子の電位は、抵抗器Ｒ３１を流れる電流に依存する。抵抗器Ｒ３１を流れる電流は、降圧チョッパ回路３０を流れる電流である。制御回路４０は、ＯＣＰ端子の電位から降圧チョッパ回路３０を流れる電流を検出する。
【００３８】
ＶＣ２端子は、コンデンサＣ３を介してグランドに接続される。またＶＣ２端子は、抵抗器Ｒ５４及びダイオードＤ５１を介して電源装置２の給電端子Ｔ３１に接続される。この接続により、電源装置２の給電端子Ｔ３１と給電端子Ｔ３３との間にＶＣ２端子の電位、すなわちコンデンサＣ３の充電電圧相当の電位が分圧された電圧が印加される。
【００３９】
ＬＧＮＤ端子は、グランドに接続される。  
Ｖｒｅｆ端子は、抵抗器Ｒ１０１と抵抗器Ｒ１０２とで形成される直列抵抗回路Ｒ１０１−Ｒ１０２とコンデンサＣ４との並列回路を介してグランドに接続される。ＯＰ＋端子は、直列抵抗回路Ｒ１０１−Ｒ１０２の中点に接続される。またＯＰ＋端子は、コンデンサＣ５を介してグランドにも接続される。これらの接続により、ＯＰ＋端子の電位は、抵抗器Ｒ１０１とＲ１０２の抵抗分圧によって定まる基準電圧の電位となる。
【００４０】
ＯＰ−端子は、抵抗器Ｒ９を介して電源装置２の給電端子Ｔ３２に接続される。ＯＰ−端子の電位は、抵抗器Ｒ１１、Ｒ３１、Ｒ３２の合成抵抗を流れる電流に依存する。抵抗器Ｒ１１、Ｒ３１、Ｒ３２の合成抵抗を流れる電流は、給電端子Ｔ３１を流れる電流、すなわち負荷である光源ユニット１が電源装置２に装着された際に光源ユニット１の発光ダイオードＤ１１を流れる電流である。制御回路４０は、ＯＰ−端子の電位から光源ユニット１の発光ダイオードＤ１１を流れる電流、いわゆる負荷電流を検出する。
【００４１】
ＡＢＮ端子は、抵抗器Ｒ７と抵抗器Ｒ８とで形成される直列抵抗回路Ｒ７−Ｒ８の中点に接続される。直列抵抗回路Ｒ７−Ｒ８は、降圧チョッパ回路３０のインダクタＬ３１とコンデンサＣ３１との接続点とグランドとの間に接続される。すなわち直列抵抗回路Ｒ７−Ｒ８は、コンデンサＣ３１に対して並列に接続される。この接続により、ＡＢＮ端子の電位は、降圧チョッパ回路３０から負荷へと供給される直流電圧を直列抵抗回路Ｒ７−Ｒ８の抵抗比で分圧した電位に依存する。制御回路４０は、ＡＢＮ端子の電位により、降圧チョッパ回路３０から光源ユニット１へと供給される電圧を検出する。
【００４２】
Ｌａｍｐ端子は、抵抗器Ｒ５３を介して直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２の中点に接続される。直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２は、電源装置２の給電端子Ｔ３１と給電端子Ｔ３３との間に、逆流防止用のダイオードＤ５１を介して接続されている。この接続により、Ｌａｍｐ端子の電位は、電源装置２の給電端子Ｔ３１と給電端子Ｔ３３との間の電位差相当の電圧を直列抵抗回路Ｒ５１−Ｒ５２の抵抗比で分圧した電圧に依存する。抵抗素子を含む負荷が給電端子Ｔ３１と給電端子Ｔ３３との間に接続されると、負荷に電流が流れて給電端子Ｔ３１と給電端子Ｔ３３との間の電圧が降下する。負荷が接続されていないと電圧の降下はない。制御回路４０は、Ｌａｍｐ端子の電位から、給電端子Ｔ３１と給電出力端子Ｔ３３との間の電圧降下を検出する。
【００４３】
ＤＩＳ端子は、抵抗器Ｒ６を介して降圧チョッパ回路３０のインダクタＬ３１とコンデンサＣ３１との接続点に接続される。制御回路４０のＤＩＳ端子―ＧＮＤ間にはスイッチが内蔵されており、制御回路４０はスイッチをオン・オフ制御する。ＤＩＳ端子―ＧＮＤ間のスイッチがオンすると、抵抗器Ｒ６を介してコンデンサＣ３１の電圧が放電され、インダクタＬ３１とコンデンサＣ３１との接続点電位は略ＧＮＤ電位まで低下する。抵抗器Ｒ６は省略可能であるが、コンデンサＣ３１の放電電流を抑制し、ＤＩＳ端子―ＧＮＤ間に内蔵されるスイッチへのストレスを緩和する為に接続している。なお、ＧＮＤは制御回路４０の基準電位であり、ＬＧＮＤ端子を介して主回路の基準電位であるグランドに接続される。
【００４４】
ＣＯＭＰ端子は、図示していないが、内蔵されているエラーアンプの出力端子である。エラーアンプは内部基準電圧とＶＦＢ電圧の誤差信号を出力する。この誤差信号により自励発振回路のオン幅や周波数等を制御し力率改善回路２０の出力電圧をフィードバック制御する。また、ＣＯＭＰ端子に接続されるコンデンサＣ６、Ｃ７、抵抗器Ｒ１０３は位相補正用部品である。
【００４５】
ところで、制御回路４０は次のように構成される。図２はその要部構成を示すブロック図である。  
すなわち、制御回路４０は、自励発振回路４１と、固定発振回路４２と、選択回路４３と、点灯制御回路４４と、保護回路４５と、電源回路４６と、オペアンプ４７と、監視回路４８と、シーケンス制御回路４９とを備えている。制御回路４０は、各回路４１〜４９をアナログ回路で構成し、これらの回路を集積回路化したものである。なお制御回路４０は、各回路４１〜４９の少なくとも一部をデジタル回路で構成し、各回路４１〜４９で行われる処理の少なくとも一部を、コンピュータを用いたソフトウェア処理により実現してもよい。
【００４６】
自励発振回路４１は、ＭＵＬＴ端子、ＺＣＤ端子、ＣＯＭＰ端子、ＣＳ端子およびＶＦＢ端子のそれぞれの電位に基づき自励発振動作し、第１のスイッチング素子Ｑ２１をオン／オフするためのスイッチング信号（以下、第１のスイッチング信号と称する）を生成する。
【００４７】
固定発振回路４２は、予め定められた一定周波数のスイッチング信号（以下、第２のスイッチング信号と称する）を生成する。また、固定発振回路４２はＣタイマと呼称される基準発振信号Ｃtimを発振する回路を備えている。基準発振信号Ｃtim は、制御回路４０内の各回路に対し基準動作タイミングを与えるもので、周期が例えば２００msecに設定された鋸歯状波からなる。さらに固定発振回路４２は、上記基準発振信号Ｃtimより高周波の発振信号Ｃosc を発振する回路も備えている。
【００４８】
選択回路４３は、ＶＦＢ端子の電位、つまり力率改善回路２０の出力電圧ＶＤＣに基づいて、上記第１のスイッチング信号又は第２のスイッチング信号を選択し、端子ＧＤから出力する。この端子ＧＤから出力されたスイッチング信号は、力率改善回路２０のスイッチング素子Ｑ２１のゲートに供給される。
【００４９】
すなわち、上記自励発振回路４１、固定発振回路４２および選択回路４３により、上記力率改善回路２０を制御するＰＦＣ制御回路を構成する。なお、このＰＦＣ制御回路による力率改善回路２０の制御と、この制御による力率改善回路２０の動作については周知であるので、ここでの説明は省略する。
【００５０】
点灯制御回路４４は、ＶＳ端子及びＶＢ端子のそれぞれの電位に基づき、スイッチング素子Ｑ３１をオン／オフするためのゲート信号を生成する。また点灯制御回路４４は、オペアンプ４７から出力される電圧信号ＯＰout により、ゲート信号の周波数及びデューティ比を決定する。そして点灯制御回路４４は、ＨＯ端子からゲート信号を出力してスイッチング素子Ｑ３１のベース端子に供給し、これによりスイッチング素子Ｑ３１をオン／オフさせることにより、降圧チョッパ回路３０の動作を制御する。なお、点灯制御回路４４による降圧チョッパ回路３０の制御及びその制御による降圧チョッパ回路３０の動作については周知であるので、ここでの説明は省略する。
【００５１】
保護回路４５は、通常はＶＤＣ端子を電源回路４６に接続している。また保護回路４５は、ＯＣＰ端子の電位から降圧チョッパ回路３０を流れる電流を監視している。そして、過電流等の電流異常を検出すると、保護回路４５は、ＶＤＣ端子と電源回路４６との接続を遮断し、ＰＦＣ制御回路の自励発振回路４１及び点灯制御回路４２の動作を停止させる。また保護回路４５は、監視回路４８から異常信号を受信する。そして異常信号を受信した場合も、保護回路４５は、ＶＤＣ端子と電源回路４６との接続を遮断し、ＰＦＣ制御回路の自励発振回路４１及び点灯制御回路４２の動作を停止させる。
【００５２】
電源回路４６は、制御回路４０の起動に先立ちＶＤＣ端子を介して取り込んだ高電圧の全波整流電圧からドロッパ方式にて回路動作電圧Ｖcc等を生成する。そして電源回路４６は、Ｖｃｃ端子に回路動作電圧Ｖccを印加する。また電源回路４６は、回路動作電圧Ｖccを含むドロッパ電圧を他の回路に適宜印加する。
【００５３】
オペアンプ４７は、非反転入力端子（正極端子＋）をＯＰ＋端子に接続し、反転入力端子（負極端子−）をＯＰ−端子に接続する。そして、ＯＰ−端子の電位とＯＰ＋端子の電位との差分に応じた大きさの電圧信号を点灯制御回路４４と監視回路４８とに出力する。前述したように点灯制御回路４４は、オペアンプ４７からの電圧信号に応じて、降圧チョッパ回路３０のスイッチング素子Ｑ３１のスイッチング周波数とデューティ比を調整する。この調整は、ＯＰ−端子の電位に相当する負荷電流値が、ＯＰ＋端子の電位に相当する目標電流値と一致するように、降圧チョッパ回路３０の出力電流をフィードバック制御するものである。ここにオペアンプ４７は、エラーアンプとして機能する。また、発光ダイオードには定電圧特性があるため出力電流を制御することによって、出力電圧が増減される。
【００５４】
監視回路４８は、監視回路本体４８１と、閾値設定回路４８２とから構成される。監視回路本体４８１は、オペアンプ４７から出力された電圧ＯＰout と、ＡＢＮ端子の電位と、装着検出回路５０からＬａｍｐ端子を介して入力される検出信号に基づいて、それぞれ光源ユニット１のＬＥＤ１１に流れる電流の異常と、光源ユニット１に印加される電圧の異常と、光源ユニット１の装着の有無をそれぞれ判定する。そして、異常と判定された場合には保護回路４５へ異常検出信号を出力する。
【００５５】
閾値設定回路４８２は、シーケンス制御回路４９から出力されるマスク信号ＭＳと、固定発振回路４２のＣタイマから発生される基準発振信号Ｃtim とに基づいて、起動シーケンス終了直後に設定される閾値設定期間に、閾値の初期値を上記監視回路本体４８１に設定する。閾値の初期値は、例えば閾値設定回路４８２内のメモリに予め記憶されている電圧値に設定される。
【００５６】
また閾値設定回路４８２は、上記閾値の初期設定後における光源ユニット１の点灯動作中に、上記設定中の閾値を定期的に更新する。上記閾値の更新は、上記ＡＢＮ端子の電位と保護電圧ΔＶとに基づいて行われるが、その具体的な動作は後に詳しく述べる。
【００５７】
保護回路４５は、監視回路４８から異常検出信号が出力された場合に、自励発振回路４１および点灯制御回路４４の動作を停止させると共に、シーケンス制御回路４９に対しリセット信号ＲＳを与える。
【００５８】
シーケンス制御回路４９は、図示しない電源スイッチが投入された場合、またはリセット動作が行われた場合に、予め定めた起動シーケンスに従い制御回路４０内の各回路を起動し、これにより電源装置２から光源ユニット１に対し出力電圧および出力電流の供給を開始させる。上記起動シーケンスについても後に詳しく述べる。
【００５９】
（動作）
次に、以上のように構成された電源装置２の動作を説明する。  
（１）起動シーケンス
電源スイッチが投入されると、電源装置２は制御回路４０のシーケンス制御回路４９の制御の下で以下のように起動する。図３はその起動シーケンスを示す図である。
【００６０】
電源スイッチの投入により動作電圧ＶＳＴが制御回路４０のＶＣ２端子に供給されると、固定発振回路４２のＣタイマが基準発振信号Ｃtim の発振を開始する。この基準発振信号Ｃtim は、図３に示すように立ち上がり波形と立ち下がり波形とが対称となる鋸歯状波からなり、周期は例えば２００msecに設定される。
【００６１】
シーケンス制御回路４９は、先ず上記基準発振信号Ｃtim の発振が開始されてから当該基準発振信号Ｃtim の２番目の谷が検出されるまでの期間（時刻ｔ１までの期間＝４００msec）では監視回路４８に対しマスク信号ＭＳを与え、これにより光源ユニット１の装着検出動作を禁止（マスク）する。
【００６２】
上記装着検出動作禁止期間が終了すると、装着検出回路５０からＬａｍｐ端子に入力される電位をもとに監視回路４８では光源ユニット１が装着されているか否かが判定される。そして、光源ユニット１が装着されていることが確認されると、電源回路４６から生成される動作電圧Ｖccが上昇し、それに伴いＶrefが増加する。そして、Ｖref が規定値に達すると、時刻ｔ２からＶＢ−ＶＳ間の初期充電が開始される。すなわち、当該ＶＢ−ＶＳの放電回路がオンとなる。さらに、上記Ｖref の規定値到達後から基準発振信号Ｃtim の１番目の谷が検出された時点ｔ３で、シーケンス制御回路４９から選択回路４３へのマスク信号ＭＳの供給がオフされ、力率改善回路２０が動作を開始する。
【００６３】
次に、上記動作電圧ＶccおよびＶrefが規定値に達した後、基準発振信号Ｃtim の２番目の谷が検出された時刻ｔ３において、力率改善回路２０の出力電圧が定格値の９０％に達したか否かがＶＦＢ端子に入力される電位をもとに判定される。この判定の結果、力率改善回路２０の出力電圧が定格値の９０％に達したことが確認されると、その時点ｔ３で、図３に示すように基準発振信号Ｃtim 電圧の充電傾斜を緩やかにして、ソフトスタート動作が開始されると共に、上記基準発振信号Ｃtimより周期の短い発振信号Ｃosc の発振が開始される。
【００６４】
また、上記時刻ｔ３において、シーケンス制御回路４９は監視回路４８に対するマスク信号ＭＳの供給をオフにする。この結果、ＡＢＮおよびＯＣＰの各端子に入力される電位の検出動作が開始される。なお、上記ソフトスタート動作とは、基準発振信号Ｃtim の周期より長い時間をかけて基準発振信号の電位が徐々に増加する動作である。
【００６５】
上記ソフトスタート動作が開始され、発振信号Ｃosc の電圧値がＣタイマの基準発振信号Ｃtim の電圧値を最初に下回ったタイミングｔ４が検出されると、この時点ｔ４でＶＢ−ＶＳ放電回路がオフとなる。また、上記時刻ｔ４においてオペアンプ４７の出力をマスクする制御が停止され、これによりオペアンプ４７の出力ＯＰout が点灯制御回路４４に入力され、降圧チョッパ回路３０の動作が開始される。この結果、上記ソフトスタート期間において、降圧チョッパ回路３０から光源ユニット１に供給される出力電流ＩＦが図３に示すように徐々に増加する。
【００６６】
なお、上記時刻ｔ３において、力率改善回路２０の出力電圧が定格値の９０％に達していない場合には、当該出力電圧が定格値の９０％に達した後、基準発振信号Ｃtim の谷を検出した時点から上記ソフトスタート動作が開始される。但し、上記時刻ｔ３から基準発振信号Ｃtim の谷を４個カウントするまでの期間内に上記出力電圧が定格値の９０％に達しなければ、ソフトスタート動作は開始されず、電源装置２の起動動作は停止（ラッチ停止）される。
【００６７】
（２）閾値の初期設定
上記ソフトスタート動作期間が時刻ｔ５で終了すると、監視回路４８の閾値設定回路４８２において、当該終了時点ｔ５から基準発振信号Ｃtim の電位が谷に低下する時刻ｔ６までの期間に閾値初期設定期間が設定される。そして、この閾値初期設定期間に、劣化検出用の閾値が監視回路本体４８１に対し初期設定される。このとき閾値の初期値としては、閾値設定回路４８２内のメモリに予め記憶されている電圧値が用いられる。
【００６８】
（３）点灯中における閾値の更新
閾値設定回路４８２では、上記閾値の初期設定後における光源ユニット１の点灯動作中において、上記閾値の更新動作が以下のように行われる。図４および図５にその更新動作の一例を示す。
【００６９】
すなわち、閾値設定回路４８２は、図４（ａ）に示すように、先ず固定発振回路４２のＣタイマから発振される基準発振信号Ｃtim の山をそれぞれ検出する。そして、この検出された山の各タイミングにおいて、ＡＢＮ端子を介して入力される、降圧チョッパ回路３０の出力電圧（ランプ電圧）に対応する検出電位を図４（ｂ）に示すように検出する。
【００７０】
続いて閾値設定回路４８２は、図５に示すように上記検出電位に、予め定められた保護電圧ΔＶを加算した電位（図５では破線で図示）を算出する。また、このとき閾値設定回路４８２は、正常動作と想定しているランプ電圧の範囲内に事前に設定した複数の候補閾値をメモリに記憶している。例えば、図５では８個の候補閾値Ｖth1 〜Ｖth8 を等間隔で設定した場合を示している。そして閾値設定回路４８２は、上記算出された電位、つまり上記検出電位に保護電圧ΔＶを加算した電位より大きい候補閾値の中から、当該算出された電位と最も近い候補閾値を選択する。例えば、図５の例では候補閾値Ｖth6 を選択する。
【００７１】
また閾値設定回路４８２は、図４（ａ）に示すように、上記基準発振信号Ｃtim の上記検出された山に続く谷を検出する。そして、この検出された谷のタイミングにおいて、その直前の山のタイミングで検出されたランプ電圧に基づいて設定された上記候補閾値Ｖth6 を監視回路本体４８１へ出力し、それまで設定されていた閾値を当該候補閾値Ｖth6 に更新する。
【００７２】
かくして、劣化検出用の閾値Ｖthは、光源ユニット１の点灯動作開始後において、基準発振信号Ｃtim に同期して、定期的にその時々のランプ電圧に基づいて更新される。
【００７３】
（効果）
以上詳述したように一実施形態では、監視回路４８に閾値設定回路４８２を設け、閾値設定回路４８２において以下のような閾値設定動作を行っている。すなわち、先ず起動シーケンス終了直後に設定される閾値設定期間に閾値の初期値を設定する。次に、上記閾値の初期設定後における光源ユニット１の点灯動作中に、Ｃタイマから発振される基準発振信号Ｃtim の山のタイミングにおいてランプ電圧を検出し、この検出電位に保護電圧ΔＶを加算した電位を算出して、この算出された電位より大きい候補閾値の中から当該算出された電位と最も近い候補閾値を選択する。そして、上記Ｃタイマから発振される基準発振信号Ｃtim の上記山に続く谷を検出し、この検出された谷のタイミングにおいて、その直前の山のタイミングで検出されたランプ電圧に基づいて設定した上記候補閾値に、それまで設定されていた閾値を更新するようにしている。
【００７４】
従って、光源ユニット１の点灯動作中に、例えば光源ユニット１または電源装置２の温度特性の影響により降圧チョッパ回路３０から光源ユニット１に供給されるランプ電圧が増加した場合には、ランプ電圧の検出電位が閾値を超えた時点で監視回路４８から異常検出信号が出力され、保護回路４５により電源装置２の動作が停止される。このため、光源ユニット１または電源装置２の温度特性の影響による異常動作から、光源ユニット１を保護することが可能となる。
【００７５】
また、ランプ電圧の検出と閾値の更新を基準発振信号Ｃtim の１周期おきに交互に行うようにしたので、例えば検出したランプ電圧がノイズ等の影響で一時的に増加した場合に、この一時的に増加した検出値に応じた閾値がランプ電圧の検出タイミングから１周期遅れて更新されることになる。このため、上記ランプ電圧の検出タイミングから閾値が更新されるまでの期間では、更新前の適切な閾値が維持されることになり、この期間にランプ電圧の異常が発生された場合には当該異常を即時検出することが可能となる。
【００７６】
また、監視回路４８から異常検出信号が出力され、保護回路４５により電源装置２の動作が停止された後に、ＤＩＳ端子―ＧＮＤ間のスイッチをオンに制御するようにしてもよい。例えば定電流制御が行われているときに光源ユニット１が電源装置２から取り外されると、電源装置２の出力端子がオープンとなり、保護回路４５が点灯制御回路４２の動作を停止させるまで、出力電圧が上昇し、それに伴いコンデンサＣ３１の電圧も上昇する。しかし、ＤＩＳ端子―ＧＮＤ間のスイッチをオンに制御すると、ＤＩＳ端子の電位がグランド電位になり、降圧チョッパ回路３０のインダクタＬ３１とコンデンサＣ３１との接続点の電位がグランド電位まで引き込まれ、コンデンサＣ３１にチャージされていた電荷は瞬間的にゼロとなるので、光源ユニット１が再度装着されても光源ユニット１側に突入電流が流れることはない。したがって、光源ユニット１の発光ダイオードＤ１１が突入電流によって故障するおそれはない。
【００７７】
さらに、閾値を更新する際に、予め複数の候補閾値を用意しておき、ランプ電圧の検出電位に保護電圧ΔＶを加算した電圧値より大きくかつ最も近い候補閾値を選択して、設定中の閾値を上記選択した閾値に更新するようにしている。このため、正常動作と想定しているランプ電圧の範囲内で、その時々のランプ電圧の検出値に応じた適切な閾値を設定することができる。
【００７８】
［他の実施形態］
前記一実施形態では、起動シーケンス終了直後に閾値設定期間を設定して閾値を初期設定するようにしたが、起動シーケンス終了直前の期間に閾値初期設定期間を設定して閾値を初期設定するようにしてもよい。また、一実施形態では上記閾値初期設定期間において、予め定めた閾値を初期設定するようにした。しかしそれに限らず、先に述べた更新時と同様に、その時々のランプ電圧の検出電位に保護電圧ΔＶを加算し、正常動作の範囲内に予め設定した複数の候補閾値の中から上記加算後の電圧値より大きくかつ当該加算後の電圧値に最も近い候補閾値を選択して、これを初期設定するようにしてもよい。
【００７９】
また、前記一実施形態では、閾値の更新期間において、Ｃタイマから出力される基準発振信号Ｃtim の１周期おきにランプ電圧の検出と閾値の更新を行うようにしたが、複数周期おきにランプ電圧の検出と閾値の更新を行うようにしてもよい。
【００８０】
その他、電源装置２および制御回路４０の構成や、光源ユニットの種類やその構成、起動シーケンス等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００８１】
以上、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】
【００８２】
１…光源ユニット、２…電源装置、１０…整流回路、２０…力率改善回路、３０…降圧チョッパ回路、４０…制御回路、４１…自励発振回路、４２…固定発振回路、４３…選択回路、４４…点灯制御回路、４５…保護回路、４６…電源回路、４７…オペアンプ、４８…監視回路、４９…シーケンス制御回路、５０…装着検出回路、４８１…監視回路本体、４８２…閾値設定回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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