(57)【要約】【課題】光源の異常を報知することができる点灯装置を提供する。【解決手段】点灯装置１は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の動作を制御する制御回路４とを備える。第２スイッチング素子Ｑ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力端子ｔ１４と光源２００との間に電気的に直列に接続されている。異常検知回路６は、光源２００の異常の有無を検知し、異常がないと検知した場合は第２スイッチング素子Ｑ２をオンにし、異常があると検知した場合は第２スイッチング素子Ｑ２をオフにする。報知回路７は、異常検知回路６が光源２００に異常があると検知すると異常の報知信号を出力する。制御電源回路８は、トランスＴ１の二次側の回路に電気的に接続されて、少なくとも報知回路７に動作に必要な電力を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源が電気的に接続される一対の入力端子、光源が電気的に接続される一対の出力端子、前記一対の入力端子と前記一対の出力端子との間を電気的に絶縁するトランス、前記一対の入力端子の間に前記トランスの一次巻線を介して電気的に接続された第１スイッチング素子、及び前記一対の出力端子の間に前記トランスの二次巻線と並列に接続された平滑コンデンサ、を備える絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の動作を制御する制御回路と、
前記一対の出力端子の少なくとも一方と前記光源との間に電気的に直列に接続された第２スイッチング素子と、
前記光源の異常の有無を検知し、前記異常がないと検知した場合は前記第２スイッチング素子をオンにし、前記異常があると検知した場合は前記第２スイッチング素子をオフにする異常検知回路と、
前記異常検知回路が前記光源に前記異常があると検知すると前記異常の報知信号を出力する報知回路と、
前記トランスの二次側の回路に電気的に接続されて少なくとも前記報知回路に動作に必要な電力を供給する制御電源回路と、を備えた
点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記異常検知回路が前記異常がないと検知している場合は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電流を定電流とする定電流制御を行い、前記異常検知回路が前記異常があると検知している場合は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧を定電圧とする定電圧制御を行うように構成された
請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
前記異常検知回路は、
前記一対の出力端子の間に前記光源が電気的に接続されているか否かを検知する第１検知回路と、
前記光源が短絡しているか否かを検知する第２検知回路とを備える
請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記第２検知回路は、
前記トランスの二次側に設けられた補助巻線に発生する電流を整流し、平滑する整流平滑回路と、
フォトカプラとを備え、
前記フォトカプラが備える発光素子は、前記整流平滑回路の出力端子間に電気的に接続され、かつ、前記発光素子と電気的に並列に前記光源が接続されており、
前記フォトカプラが備える受光素子は前記第２スイッチング素子の制御端子に一端が接続されており、
前記異常検知回路は、前記受光素子のオン／オフに応じて前記第２スイッチング素子のオン／オフが切り替わるように構成された
請求項３に記載の点灯装置。
【請求項５】
前記第１検知回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧と所定の閾値との高低を比較し、前記出力電圧が前記閾値を超える場合は前記一対の出力端子の間に前記光源が電気的に接続されていると検知し、前記出力電圧が前記閾値以下となる場合は前記一対の出力端子の間に前記光源が電気的に接続されていないと検知するように構成された
請求項４に記載の点灯装置。
【請求項６】
前記直流電源が、標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、昇圧チョッパ回路のような力率改善回路と、降圧チョッパ回路のような電力変換回路とを用いて、半導体発光素子に電流を供給する点灯装置があった（例えば特許文献１参照）。この点灯装置は、断線や短絡といった半導体発光素子の異常時には、力率改善回路の動作を停止させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の点灯装置では、半導体発光素子（光源）の異常を検知すると力率改善回路の動作を停止させることはできるが、ユーザが半導体発光素子の異常に気付かず、半導体発光素子が点灯しない状態で放置される可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、光源の異常を報知することができる点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の点灯装置は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、制御回路と、第２スイッチング素子と、異常検知回路と、報知回路と、制御電源回路と、を備える。前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、直流電源が電気的に接続される一対の入力端子、光源が電気的に接続される一対の出力端子、トランス、第１スイッチング素子、及び平滑コンデンサを備える。前記トランスは、前記一対の入力端子と前記一対の出力端子との間を電気的に絶縁する。前記第１スイッチング素子は、前記一対の入力端子の間に前記トランスの一次巻線を介して電気的に接続される。前記平滑コンデンサは、前記一対の出力端子の間に前記トランスの二次巻線と並列に接続される。前記制御回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の動作を制御する。前記第２スイッチング素子は、前記一対の出力端子の少なくとも一方と前記光源との間に電気的に直列に接続される。前記異常検知回路は、前記光源の異常の有無を検知し、前記異常がないと検知した場合は前記第２スイッチング素子をオンにし、前記異常があると検知した場合は前記第２スイッチング素子をオフにする。前記報知回路は、前記異常検知回路が前記光源に前記異常があると検知すると前記異常の報知信号を出力する。前記制御電源回路は、前記トランスの二次側の回路に電気的に接続されて、少なくとも前記報知回路に動作に必要な電力を供給する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光源の異常を報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る点灯装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施形態は、点灯装置に関し、特に、固体光源を点灯させる点灯装置に関する。
【００１０】
以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
（１）構成
以下、本実施形態に係る点灯装置について図１を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の点灯装置１は、交流電源１００を接続するための一対の接続端子ｔ１，ｔ２と、光源２００を接続するための一対の接続端子ｔ３，ｔ４とを備える。接続端子ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、電線などを接続するための部品（端子）でもよいが、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
【００１３】
本実施形態の点灯装置１は、例えば道路トンネル用の照明器具に用いられる。道路トンネルでは電源用の配線の電流値を低く抑えるために、道路トンネルに設置される電気設備は４００Ｖ級の交流電源で駆動される場合がある。本実施形態の点灯装置１では、一対の接続端子ｔ１，ｔ２の間に、標準電圧（公称電圧）が４００Ｖ級の交流電源１００が接続されている。ここで、交流電源１００の標準電圧は例えば４１５Ｖ、４２０Ｖ、４４０Ｖ、又は４６０Ｖであるが、交流電源１００から供給される交流電圧の電圧値は、標準電圧に対して所定の電圧変動幅で変動してもよい。交流電源１００の交流電圧は低圧区分であり、交流電源１００の標準電圧は６００Ｖ以下である。
【００１４】
また、一対の接続端子ｔ３，ｔ４の間には光源２００が電気的に接続される。光源２００は、電気的に直列に接続された複数の発光ダイオード２０１からなる。複数の発光ダイオード２０１の順方向電圧の総和をＶｆ１とすると、接続端子ｔ３，ｔ４間の電圧が電圧Ｖｆ１未満では光源２００は点灯せず、接続端子ｔ３，ｔ４間の電圧が電圧Ｖｆ１以上になると光源２００が点灯する。つまり、電圧Ｖｆ１は、光源２００が点灯し始めるときの電圧（以下、点灯開始電圧）となる。
【００１５】
点灯装置１は、整流回路２と、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路（以下、コンバータ回路と記載する。）３と、制御回路４と、遮断回路５と、異常検知回路６と、報知回路７と、制御電源回路８と、を備える。
【００１６】
整流回路２は全波整流回路であり、整流回路２の一対の入力端子はそれぞれ接続端子ｔ１，ｔ２に電気的に接続されている。整流回路２は交流電源１００から入力される交流電圧を全波整流し、整流後の直流電圧（脈流電圧）をコンバータ回路３に出力する。ここにおいて、本実施形態では、交流電源１００を整流する整流回路２が、点灯装置１に直流電力を供給する直流電源となる。
【００１７】
コンバータ回路３はフライバック方式のコンバータ回路である。コンバータ回路３は、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２と、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４と、トランスＴ１と、第１スイッチング素子Ｑ１と、平滑コンデンサＣ１とを備える。ここにおいて、入力端子ｔ１１，ｔ１２は、電線などを接続するための部品（端子）でもよいが、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。同様に、出力端子ｔ１３，ｔ１４は、電線などを接続するための部品（端子）でもよいが、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
【００１８】
一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２はそれぞれ整流回路２の一対の出力端子に電気的に接続されている。一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２の間には、トランスＴ１の一次巻線ｎ１と第１スイッチング素子Ｑ１と抵抗器Ｒ３とが電気的に直列に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１は例えばｎチャンネル・エンハンスメント形のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。第１スイッチング素子Ｑ１のドレインはトランスＴ１の一次巻線ｎ１に、第１スイッチング素子Ｑ１のソースは抵抗器Ｒ３にそれぞれ接続されている。また、入力端子ｔ１１と第１スイッチング素子Ｑ１のドレインとの間には抵抗器Ｒ２とダイオードＤ１とが電気的に直列に接続されており、抵抗器Ｒ２と並列にコンデンサＣ２が電気的に接続されている。
【００１９】
トランスＴ１の二次巻線ｎ２の両端間にはダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ１とが電気的に直列に接続されている。平滑コンデンサＣ１の両端がそれぞれ出力端子ｔ１３，ｔ１４に電気的に接続されている。出力端子ｔ１３は接続端子ｔ３に電気的に接続され、出力端子ｔ１４は電流検出用の抵抗器Ｒ１と第２スイッチング素子Ｑ２とを介して接続端子ｔ４に電気的に接続されている。本実施形態ではコンバータ回路３がフライバック方式のコンバータ回路であるが、コンバータ回路３は上記の回路構成に限定されず、一次側と二次側との間が電気的に絶縁されるような回路構成であれば、適宜変更が可能である。
【００２０】
制御回路４は、コンバータ回路３の動作を制御する。制御回路４は、例えば富士電機株式会社製の「ＦＡ５６０１」からなる制御用ＩＣ（Integrated Circuit）４１と、制御用ＩＣ４１に電源電圧を印加する定電圧回路４２とを備える。
【００２１】
定電圧回路４２には、整流回路２の出力電圧が抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５の直列回路を介して入力されている。また、定電圧回路４２には、平滑コンデンサＣ３の両端電圧が、抵抗器Ｒ１８とダイオードＤ４との直列回路を介して入力されている。ここで、平滑コンデンサＣ３の両端間には、ダイオードＤ３を介してトランスＴ１の一次側に設けられた補助巻線ｎ１１が接続されており、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１に比例した電圧となる。
【００２２】
制御用ＩＣ４１の８番端子Ｐ８（ＶＣＣ端子）は定電圧回路４２の出力端子に電気的に接続される。制御用ＩＣ４１の６番端子Ｐ６（ＧＮＤ端子）は平滑コンデンサＣ３の低電位側の端子に電気的に接続されている。したがって、制御用ＩＣ４１の８番端子Ｐ８と６番端子Ｐ６との間には、定電圧回路４２から電源電圧Ｖcc1が印加される。
【００２３】
制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１（ＦＢ端子）は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１に比例した電圧をフィードバックするための端子であり、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの反転入力端子に接続されている。１番端子Ｐ１には、補助巻線ｎ１１の両端電圧、すなわち平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２を抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した電圧Ｖ３が入力される。制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプは、１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３と、制御用ＩＣ４１の内部で生成された基準電圧との誤差電圧に比例した大きさの出力電流を発生する。
【００２４】
制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２（ＣＯＭＰ端子）は、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの出力端子に電気的に接続されている。すなわち、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧は、内蔵の誤差アンプの出力電圧と等しくなる。
【００２５】
制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２と６番端子Ｐ６（ＧＮＤ端子）との間には、抵抗器Ｒ１６とコンデンサＣ４，Ｃ５とで構成される位相補償回路が接続されている。この位相補償回路は、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの出力に発生するリップル成分を抑制する。
【００２６】
また、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２と６番端子Ｐ６（ＧＮＤ端子）との間には、抵抗器Ｒ１７と、フォトカプラ４３が備えるフォトトランジスタ４３２とが電気的に直列に接続されている。フォトカプラ４３の発光ダイオード４３１のアノードは制御電源回路８に電気的に接続されており、発光ダイオード４３１のアノードには制御電源回路８から一定の電源電圧Ｖcc2が印加される。発光ダイオード４３１のカソードは、抵抗器Ｒ１９と、ダイオードＤ５とを介して、オペアンプ４４の出力端子に電気的に接続されている。オペアンプ４４の非反転入力端子（プラス入力端子）には、定電圧源４５から一定の基準電圧Ｖ４が入力されている。オペアンプ４４の反転入力端子（マイナス入力端子）は抵抗器Ｒ１と第２スイッチング素子Ｑ２との接続点に電気的に接続されており、オペアンプ４４の反転入力端子には抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６が入力される。オペアンプ４４の反転入力端子と出力端子との間には抵抗器Ｒ２０が電気的に接続されている。
【００２７】
制御用ＩＣ４１の７番端子Ｐ７は第１スイッチング素子Ｑ１のゲート（制御端子）に接続されている。制御用ＩＣ４１は、７番端子Ｐ７から第１スイッチング素子Ｑ１のゲートにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力することで、第１スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。ここで、制御用ＩＣ４１は、所定の周波数ののこぎり波と誤差アンプの出力電圧との高低を比較するコンパレータを内蔵しており、のこぎり波と誤差アンプの出力電圧との高低に応じて第１スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。制御用ＩＣ４１は、のこぎり波の電圧値が誤差アンプの出力電圧の電圧値を超えると、第１スイッチング素子Ｑ１をオフにする。すなわち、誤差アンプの出力電圧の電圧値が高いほど、第１スイッチング素子Ｑ１のオン期間が長くなり、第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比が大きくなるので、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加する。ここで、第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比とは、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングの１周期における、第１スイッチング素子Ｑ１のオン期間の割合である。また、誤差アンプの出力電圧の電圧値が低いほど、第１スイッチング素子Ｑ１のオン期間が短くなり、第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比が小さくなるので、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が低下する。
【００２８】
遮断回路５は、低電位側の出力端子ｔ１４と接続端子ｔ４との間に、抵抗器Ｒ１を介して、電気的に接続された第２スイッチング素子Ｑ２を備える。第２スイッチング素子Ｑ２は例えばｎチャネル・エンハンスメント形のＭＯＳＦＥＴであり、第２スイッチング素子Ｑ２のドレインが接続端子ｔ４に電気的に接続されており、第２スイッチング素子Ｑ２のソースが抵抗器Ｒ１に電気的に接続されている。コンバータ回路３の出力端子ｔ１３と第２スイッチング素子Ｑ２のゲート（制御端子）との間には、抵抗器Ｒ４と、フォトカプラ５１のフォトトランジスタ５１２とが電気的に直列に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のゲートとソースとの間には抵抗器Ｒ５が電気的に接続されている。
【００２９】
異常検知回路６は光源２００の異常の有無を検知する。本実施形態の異常検知回路６は第１検知回路６１と第２検知回路６２とを備える。
【００３０】
第１検知回路６１は、コンバータ回路３の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が電気的に接続されているか否かを検知する。第１検知回路６１はコンパレータ６３を備える。コンパレータ６３の反転入力端子には、コンバータ回路３の出力電圧を抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２で分圧した分圧電圧Ｖ７が入力される。コンパレータ６３の非反転入力端子には、定電圧源６４から一定の基準電圧Ｖ５が入力されている。コンパレータ６３の出力端子は、ダイオードＤ６と抵抗器Ｒ２３とを介してフォトカプラ４３の発光ダイオード４３１に電気的に接続されている。出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が接続されている状態では分圧電圧Ｖ７が基準電圧Ｖ５未満になるように、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値が設定される。したがって、出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が接続されている状態では、分圧電圧Ｖ７が基準電圧Ｖ５未満になり、コンパレータ６３の出力端子の電圧値はＨ（High）レベルになる。出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が接続されていない状態では、分圧電圧Ｖ７が基準電圧Ｖ５以上になり、コンパレータ６３の出力端子の電圧値はＬ（Low）レベルになる。
【００３１】
第２検知回路６２は、光源２００が短絡しているか否かを検知する。第２検知回路６２は、フォトカプラ５１の発光ダイオード５１１、平滑コンデンサＣ６、ダイオードＤ７，Ｄ８などを備える。トランスＴ１の二次側に設けられた補助巻線ｎ２１の両端間に、ダイオードＤ７と平滑コンデンサＣ６とが電気的に直列に接続されている。平滑コンデンサＣ６の両端間には、抵抗器Ｒ２４を介して発光ダイオード５１１が電気的に直列に接続されている。発光ダイオード５１１のアノードにはダイオードＤ８のアノードが接続され、ダイオードＤ８のカソードは接続端子ｔ３に電気的に接続されている。発光ダイオード５１１のカソードは接続端子ｔ４に電気的に接続されている。すなわち、光源２００の両端間に、ダイオードＤ８と発光ダイオード５１１とが電気的に直列に接続されている。光源２００が短絡していない状態では、発光ダイオード５１１に電流が流れて、フォトトランジスタ５１２がオンになることで、第２スイッチング素子Ｑ２がオンになる。光源２００が短絡している状態では、発光ダイオード５１１の両端間の電位差がほぼ０Ｖになり、発光ダイオード５１１に電流が流れなくなるので、フォトトランジスタ５１２がオフになることで、第２スイッチング素子Ｑ２がオフになる。第２スイッチング素子Ｑ２がオフになると、出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が接続されていない無負荷状態となり、第１検知回路６１のコンパレータ６３の出力端子の電圧値はＬレベルになる。
【００３２】
ここで、コンパレータ６３の出力端子の電圧が異常検知回路６の出力となる。異常検知回路６が光源２００の異常（無負荷状態、短絡状態等）を検知していない状態では、コンパレータ６３の出力端子の電圧はＨレベルになる。異常検知回路６が光源２００の異常を検知している状態では、コンパレータ６３の出力端子の電圧はＬレベルとなる。
【００３３】
報知回路７は、点灯装置１の外部にある管理装置３００との間で信号線を介して通信する機能を有している。報知回路７は、例えば交流電源１００に接続される電力線を通信線とし、交流電源１００から供給される交流電圧に信号を重畳して電力線搬送通信を行う通信モジュールを備えている。報知回路７は、異常検知回路６が光源２００の異常を検知すると、光源２００の異常を報知する報知信号と点灯装置１の識別番号とを管理装置３００に出力する。管理装置３００が複数の点灯装置１の異常を監視する場合、管理装置３００には、複数の点灯装置１のそれぞれについて点灯装置１の識別番号と点灯装置１の設置場所とを対応付けて記憶するデータベースが設けられている。管理装置３００は、複数の点灯装置１のいずれかから異常の報知信号と識別番号とを受信すると、識別番号をもとにデータベースを参照し、異常が発生した点灯装置１の設置場所を把握することができる。
【００３４】
制御電源回路８は、例えば、コンバータ回路３の出力電圧を降圧するフライバックコンバータ回路と、フライバックコンバータ回路の出力電圧の電圧値を所望の電圧値に変換する３端子レギュレータＩＣとを備える。制御電源回路８は、コンバータ回路３の出力電圧から所望の電圧値の直流電圧を生成し、トランスＴ１の二次側の回路（異常検知回路６、報知回路７など）に一定の電源電圧を供給する。ここにおいて、制御電源回路８は上記の回路構成に限定されず、降圧形のチョッパ回路、レギュレータ回路などで構成されてもよい。
【００３５】
（２）動作
本実施形態の点灯装置１の動作を以下に説明する。
【００３６】
（２．１）光源２００に異常が発生していない場合の点灯装置１の動作
光源２００に異常が発生していない場合の点灯装置１の動作について説明する。
【００３７】
交流電源１００から点灯装置１に交流電圧が供給されると、抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５を介して定電圧回路４２に電圧が印加され、定電圧回路４２が制御用ＩＣ４１へ電源電圧Ｖcc1の供給を開始する。
【００３８】
制御用ＩＣ４１は、定電圧回路４２から電源電圧Ｖcc1が印加されると、７番端子Ｐ７から第１スイッチング素子Ｑ１のゲートにＰＷＭ信号からなる制御信号を出力し、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始する。
【００３９】
第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が開始すると、トランスＴ１の二次側の電圧、すなわち平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ１が増加する。
【００４０】
平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ１が増加すると、二次巻線ｎ２と補助巻線ｎ１１との巻数比に応じて、補助巻線ｎ１１の両端電圧Ｖ２が増加し、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧が増加する。制御用ＩＣ４１の内部の誤差アンプは１番端子Ｐ１の電圧と基準電圧との差電圧を増幅し、制御用ＩＣ４１は差電圧の大きさに応じたデューティ比のＰＷＭ信号からなる制御信号を７番端子Ｐ７から出力する。
【００４１】
二次側の電圧Ｖ１が増加すると、制御電源回路８が遮断回路５、異常検知回路６などの二次側の回路に電源電圧の供給を開始し、遮断回路５、異常検知回路６などの二次側の回路が動作を開始する。
【００４２】
また、コンバータ回路３がスイッチング動作を開始すると、補助巻線ｎ２１に接続された平滑コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ８が増加する。光源２００が短絡していない状態では、平滑コンデンサＣ５の両端間に、トランスＴ１の一次巻線ｎ１と二次側の補助巻線ｎ２１との巻線比に応じた電圧Ｖ８が発生する。この時、コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ８により抵抗器Ｒ２４を介して発光ダイオード５１１に電流が流れ、フォトトランジスタ５１２がオンになるので、第２スイッチング素子Ｑ２がオンになる。
【００４３】
ここで、第２スイッチング素子Ｑ２がオンの状態でも、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が、光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低ければ、光源２００には電流が流れず、光源２００は点灯しない。そのため、抵抗器Ｒ１の両端電圧は０Ｖになり、オペアンプ４４の出力電圧は制御電源回路８の電源電圧Ｖcc2にほぼ等しい電圧になるので、フォトカプラ４３の発光ダイオード４３１には電流が流れず、フォトトランジスタ４３２がオフになる。このとき、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧は変化せず、制御用ＩＣ４１は出力電流のフィードバックを受けることなく、出力電圧を一定電圧に制御するように第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。
【００４４】
その後、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加し、出力電圧Ｖ１が光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１以上になると、コンバータ回路３から光源２００に電流が流れて、光源２００が点灯する。
【００４５】
光源２００に電流が流れると、抵抗器Ｒ１の両端間に光源２００に流れる電流に比例した電圧Ｖ６が発生する。電圧Ｖ６の電圧値に応じてオペアンプ４４の出力電圧が変化し、制御電源回路８の電源電圧Ｖcc2とオペアンプ４４の出力電圧との差電圧に応じた電流がフォトカプラ４３の発光ダイオード４３１に流れる。発光ダイオード４３１に電流が流れると、フォトトランジスタ４３２に流れる電流が変化し、２番端子Ｐ２の電圧が変化する。したがって、制御用ＩＣ４１は、抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６が一定の基準電圧Ｖ４に一致するように、第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する定電流制御を行う。
【００４６】
ここで、接続端子ｔ３，ｔ４の間に光源２００が接続されている状態で、制御用ＩＣ４１がコンバータ回路３を定電流制御する場合、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１を抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２で分圧した分圧電圧Ｖ７は定電圧源６４の基準電圧Ｖ５未満となる。このとき、コンパレータ６３の出力電圧はＨレベルになり、抵抗器Ｒ２３とダイオードＤ６とを介してコンパレータ６３が電流を引き込むことはない。また、コンパレータ６３の出力電圧がＨレベルであるので、報知回路７は、光源２００の異常を報知する報知信号を管理装置３００に出力しない。
【００４７】
（２．２）光源２００に異常が発生している場合の点灯装置１の動作
光源２００が正常な場合、点灯装置１は上述のような動作を行うが、光源２００に異常が発生している場合の点灯装置１の動作を以下に説明する。
【００４８】
光源２００の脱落又は断線等によって出力端子ｔ１３，ｔ１４間に光源２００が接続されていない無負荷状態となった場合、制御用ＩＣ４１はコンバータ回路３を定電流制御しているので、光源２００の正常時に比べてコンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加する。
【００４９】
出力電圧Ｖ１が増加すると、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２による分圧電圧Ｖ７が増加する。出力電圧Ｖ１の増加によって、分圧電圧Ｖ７が基準電圧Ｖ５以上になると、コンパレータ６３の出力電圧がＬレベルになる。一方、無負荷状態では抵抗器Ｒ１に電流が流れないため、オペアンプ４４の出力はＨレベルになる。このとき、発光ダイオード４３１と抵抗器Ｒ２３とダイオードＤ６とを通ってコンパレータ６３に電流が引き込まれ、フォトトランジスタ４３２に光電流が流れる。ここで、抵抗器Ｒ２３の抵抗値は抵抗器Ｒ１９の抵抗値よりも小さいため、光源２００の正常時に比べて、フォトトランジスタ４３２に流れる光電流が増加する。したがって、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧値（内蔵の誤差アンプの出力電圧）が光源２００の正常時に比べて低くなり、制御用ＩＣ４１が第１スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を低下させる。これにより、制御用ＩＣ４１は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１を、光源２００の正常時よりも低い一定の電圧（例えば光源２００の正常時の約半分の電圧）に制御する定電圧制御を行う。
【００５０】
また、コンパレータ６３の出力電圧がＬレベルになると、報知回路７は、光源２００の異常を報知する報知信号と点灯装置１の識別番号とを管理装置３００に出力する。管理装置３００は、点灯装置１から報知信号と識別番号とを受信すると、点灯装置１が光源２００の異常により消灯していることを把握でき、また識別番号をもとに異常が発生した点灯装置１の設置場所を把握できる。
【００５１】
ここで、無負荷状態になった場合、制御用ＩＣ４１は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１を、光源２００の正常時よりも低い一定の電圧に制御しているので、コンバータ回路３の出力電圧が異常に増加するのを防止できる。また、無負荷状態においてもコンバータ回路３は動作し続けるので、制御電源回路８は、報知回路７を含む二次側の回路に電源電圧を供給することができ、報知回路７は異常の報知信号を管理装置３００に出力し続けることができる。
【００５２】
次に、光源２００が短絡状態になった場合の点灯装置１の動作を以下に説明する。
【００５３】
光源２００が短絡状態となった場合、コンバータ回路３の出力端子ｔ１３，ｔ１４間の電圧がほぼ０Ｖになる。したがって、フォトカプラ５１の発光ダイオード５１１の両端電圧がほぼ０Ｖになり、発光ダイオード５１１に電流が流れなくなるので、フォトトランジスタ５１２がオフになる。これにより、第２スイッチング素子Ｑ２がオフになり、出力端子ｔ１３，ｔ１４間が開放された無負荷状態となる。第２検知回路６２が無負荷状態を発生させると、第１検知回路６１が上述のように無負荷状態を検知し、コンパレータ６３の出力電圧がＬレベルになる。コンパレータ６３の出力電圧がＬレベルになると、制御用ＩＣ４１はコンバータ回路３の出力電圧を光源２００の正常時よりも低い一定の電圧（例えば光源２００の正常時の約半分の電圧）に制御する定電圧制御を行う。また、コンパレータ６３の出力電圧がＬレベルになると、報知回路７は、異常の報知信号と点灯装置１の識別番号とを管理装置３００に出力する。
【００５４】
以上のように、本実施形態の点灯装置１では、異常検知回路６が光源２００に異常が発生しているか否かを検知でき、異常検知回路６が光源２００の異常を検知すると、報知回路７が管理装置３００に異常の報知信号を出力する。ここで、本実施形態の異常検知回路６は、光源２００の異常として、出力端子ｔ１３，ｔ１４間に光源２００が接続されていない無負荷状態、及び光源２００が短絡している短絡状態の両方を検知する。
【００５５】
また、異常検知回路６が光源２００の短絡状態を検知した場合、異常検知回路６が、第２スイッチング素子Ｑ２をオフにして、コンバータ回路３の出力端子ｔ１３，ｔ１４間を開放状態としているので、コンバータ回路３を動作させ続けることができる。したがって、短絡異常が発生した後も、制御電源回路８がトランスＴ１の二次側の回路に電源電圧を供給し続けることができ、報知回路７が管理装置３００に異常の報知信号を出力することができる。
【００５６】
本実施形態の点灯装置１は絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３で構成されているので、トランスＴ１の二次側の回路を一次側の回路と電気的に絶縁することができる。したがって、本実施形態の点灯装置１は、点灯装置が非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路で構成される場合に比べて、トランスＴ１の二次側の回路の対地電圧を考慮する必要がなく、回路設計の自由度が向上する。したがって、本実施形態の点灯装置１は、点灯装置が非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路で構成される場合に比べて高電圧の交流電源１００に対応しやすく、例えば標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００にも容易に対応できる。
【００５７】
また、点灯装置が、力率改善を行う前段のコンバータ回路と、前段のコンバータ回路の出力を負荷に応じて降圧する後段のコンバータ回路とで構成される場合は、前段のコンバータ回路と後段のコンバータ回路とでそれぞれ制御用ＩＣが必要になる。本実施形態の点灯装置１は絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３で構成されているので、２つのコンバータ回路で構成される場合に比べて、制御用ＩＣの数を減らすことができ、また回路の規模が小さくなるので、小型化を実現できる。
【００５８】
（３）変形例
以下に、上記実施形態の変形例に係る点灯装置を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
【００５９】
上記実施形態の点灯装置１では、異常検知回路６が、光源２００の異常として無負荷状態と短絡状態の両方を検知可能であるが、光源２００の異常として、無負荷状態及び短絡状態のいずれか一方のみを検知してもよい。また、異常検知回路６は、光源２００の異常として、無負荷状態、短絡状態以外の異常を検知してもよく、例えば光源２００の異常発熱、寿命末期状態等を検知してもよい。
【００６０】
上記実施形態の点灯装置１が点灯させる光源２００は、電気的に直列に接続された複数の発光ダイオード２０１で構成されているが、電気的に並列に接続された複数の発光ダイオードで構成されてもよい。また、光源２００は、電気的に直列に接続された２以上の光源ユニットで構成されてもよく、２以上の光源ユニットの各々が電気的に並列に接続された２以上の発光ダイオードを備えていてもよい。また、光源２００は、１つの発光ダイオードで構成されてもよい。また、点灯装置１が点灯させる光源は発光ダイオードに限定されず、点灯装置１が点灯させる光源は、半導体レーザ（laser diode）、有機EL（organic electro luminescence）などの固体光源でもよい。
【００６１】
上記実施形態の点灯装置１では、制御用ＩＣ４１がコンバータ回路３を定電流制御し、光源２００を所定の光出力で点灯させているが、光源２００を調光点灯してもよい。上記実施形態の点灯装置１では、オペアンプ４４の非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖ４が一定電圧であるため、光源２００に流れる電流の電流値が一定に制御され、光源２００の光出力が所定の光出力に制御されるが、光源２００を調光制御してもよい。すなわち、オペアンプ４４の非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖ４を調光信号に応じて変化させれば、光源２００に流れる電流の電流値が調光信号に応じて制御され、光源２００の光出力が調光信号に応じて制御される。
【００６２】
上記実施形態の点灯装置１では、第２スイッチング素子Ｑ２がＭＯＳＦＥＴであるが、第２スイッチング素子Ｑ２はＭＯＳＦＥＴに限定されず、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチング素子でもよく、例えばバイポーラトランジスタでもよい。
【００６３】
上記実施形態の点灯装置１では、報知回路７が電力線搬送通信方式で通信を行っているが、報知回路７は例えばＲＳ４８５のような通信規格に準拠したシリアル通信を行うものでもよい。また、報知回路７は、有線の信号線を介して管理装置３００と通信するものに限定されず、例えば特定小電力無線などの通信方式で近距離の無線通信を行うものでもよい。
【００６４】
（４）まとめ
以上説明したように、第１の態様の点灯装置１は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３と、制御回路４と、第２スイッチング素子Ｑ２と、異常検知回路６と、報知回路７と、制御電源回路８とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２と、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４と、トランスＴ１と、第１スイッチング素子Ｑ１と、平滑コンデンサＣ１とを備える。一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２の間には直流電源（交流電源１００及び整流回路２からなる）が電気的に接続される。一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間には光源２００が電気的に接続される。トランスＴ１は、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２と一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４との間を電気的に絶縁する。第１スイッチング素子Ｑ１は、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２の間にトランスＴ１の一次巻線ｎ１を介して電気的に接続されている。平滑コンデンサＣ１は、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間にトランスＴ１の二次巻線ｎ２と並列に接続されている。制御回路４はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の動作を制御する。第２スイッチング素子Ｑ２は、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の一方と光源２００との間に電気的に直列に接続されている。異常検知回路６は、光源２００の異常の有無を検知し、異常がないと検知した場合は第２スイッチング素子Ｑ２をオンにし、異常があると検知した場合は第２スイッチング素子Ｑ２をオフにする。報知回路７は、異常検知回路６が光源２００に異常があると検知すると異常の報知信号を出力する。制御電源回路８は、トランスＴ１の二次側の回路に電気的に接続されて、少なくとも報知回路７に動作に必要な電力を供給する。
【００６５】
第１の態様の点灯装置１によれば、異常検知回路６が光源２００に異常があると検知すると、報知回路７が異常の報知信号を出力するので、光源２００に異常があることを報知することができる。異常検知回路６は、光源２００に異常があると検知した場合、第２スイッチング素子Ｑ２をオフにして、光源２００に電流が流れないようにしているので、光源２００に異常が発生した後もＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を動作させることができる。したがって、光源２００に異常が発生した後も、制御電源回路８から報知回路７に動作に必要な電力を供給できるので、報知回路７から異常の報知信号を出力させ続けることができ、光源の異常を報知することができる。
【００６６】
第２の態様の点灯装置１では、第１の態様において、制御回路４は、異常検知回路６が異常がないと検知している場合はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力電流を定電流とする定電流制御を行えばよい。制御回路４は、異常検知回路６が異常があると検知している場合はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力電圧を定電圧とする定電圧制御を行えばよい。
【００６７】
第２の態様の点灯装置１によれば、異常検知回路６が異常があると検知している場合、異常検知回路６が第２スイッチング素子Ｑ２をオフにして、出力端子ｔ１３，ｔ１４間を開放状態にするので、出力端子ｔ１３，ｔ１４間に電流が流れない。制御回路４は、異常検知回路６が異常があると検知している場合はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を定電圧制御しているので、出力端子ｔ１３，ｔ１４間を開放状態にした場合でもＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を継続して動作させることができる。
【００６８】
第３の態様の点灯装置１では、第２の態様において、異常検知回路６が第１検知回路６１と第２検知回路６２とを備えることも好ましい。第１検知回路６１は、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が電気的に接続されているか否かを検知する。第２検知回路６２は、光源２００が短絡しているか否かを検知する。
【００６９】
第３の態様の点灯装置１によれば、異常検知回路６が、光源２００の異常として、出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が接続されていない無負荷状態と、光源２００の短絡状態とを検知できる。
【００７０】
第４の態様の点灯装置１では、第３の態様において、第２検知回路６２が、整流平滑回路（ダイオードＤ７と平滑コンデンサＣ６からなる）と、フォトカプラ５１とを備えてもよい。整流平滑回路は、トランスＴ１の二次側に設けられた補助巻線ｎ２１に発生する電流を整流し、平滑する。フォトカプラ５１が備える発光素子（発光ダイオード５１１）は整流平滑回路の出力端子間（平滑コンデンサＣ６の両端間）に電気的に接続され、かつ、発光素子と電気的に並列に光源２００が接続されている。フォトカプラ５１が備える受光素子（フォトトランジスタ５１２）は第２スイッチング素子Ｑ２の制御端子（ゲート）に一端が接続されている。異常検知回路６は、受光素子のオン／オフに応じて第２スイッチング素子Ｑ２のオン／オフが切り替わるように構成される。
【００７１】
第４の態様の点灯装置１によれば、光源２００が短絡している場合、フォトカプラ５１の発光素子に電流が流れなくなって、フォトカプラ５１の受光素子がオフになるので、第２スイッチング素子Ｑ２がオフになり、出力端子ｔ１３，ｔ１４間を開放状態にすることができる。
【００７２】
第５の態様の点灯装置１では、第４の態様において、第１検知回路６１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力電圧Ｖ１（実施形態では出力電圧Ｖ１を分圧した分圧電圧Ｖ７）と所定の閾値（実施形態では基準電圧Ｖ５）との高低を比較してもよい。第１検知回路６１は、出力電圧Ｖ１が閾値を超える場合は一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が電気的に接続されていると検知する。第１検知回路６１は、出力電圧Ｖ１が閾値以下となる場合は一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４の間に光源２００が電気的に接続されていないと検知する。
【００７３】
第５の態様の点灯装置１によれば、制御回路４は、異常検知回路６が異常がないと検知している場合はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を定電流制御しているので、無負荷状態になるとＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加する。したがって、第１検知回路６１は、出力電圧Ｖ１が閾値を超えることから無負荷状態を検知することができる。
【００７４】
第６の態様の点灯装置１では、第１〜第５のいずれか１つの態様において、直流電源が、標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００から供給される交流電圧を整流する整流回路２であることも好ましい。
【００７５】
第６の態様の点灯装置１によれば、標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００で動作する場合でも、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を備えているので、トランスＴ１の二次側の回路の対地電圧を考慮しなくてもよく、回路設計の自由度が向上する。
【００７６】
また、本実施形態の点灯装置１において、交流電源１００の標準電圧は低圧区分であることが好ましく、直流電源は、標準電圧が４００Ｖ以上、かつ、６００Ｖ以下の交流電源１００から供給される交流電圧を整流する整流回路２であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  点灯装置
２  整流回路（直流電源）
３  ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（コンバータ回路）
４  制御回路
５  遮断回路
６  異常検知回路
７  報知回路
８  制御電源回路
５１  フォトカプラ
６１  第１検知回路
６２  第２検知回路
１００  交流電源
２００  光源
２０１  発光ダイオード
３００  管理装置
５１１  発光ダイオード
５１２  フォトトランジスタ
Ｃ６  平滑コンデンサ（整流平滑回路）
Ｄ７  ダイオード（整流平滑回路）
ｎ２１  補助巻線
Ｔ１  トランス
ｔ１１，ｔ１２  入力端子
ｔ１３，ｔ１４  出力端子
Ｑ１  第１スイッチング素子
Ｑ２  第２スイッチング素子
Ｖ１  出力電圧
Ｖ７  分圧電圧
Ｖ５  基準電圧（閾値）
【図１】
2018063899.tif 000003