(57)【要約】【課題】トランスの設計の自由度を向上すること。【解決手段】電源装置１００は、コンバータ１２と、制御部１３と、逆流防止部１４と、を備える。コンバータ１２は、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２を含むトランスＴ１、コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑ１を有する。制御部１３は、スイッチング素子Ｑ１を制御する。逆流防止部１４は、１次巻線Ｌ１、コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑ１を含む閉回路にコンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する。コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数との周波数比は、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の少なくとも一方に流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２が、周波数比を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線及び２次巻線を含むトランス、前記１次巻線の両端に電気的に接続されるコンデンサ、及びスイッチング素子を有するコンバータと、
前記スイッチング素子を制御する制御部と、
前記１次巻線、前記コンデンサ、及び前記スイッチング素子を含む閉回路に前記コンデンサの放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する逆流防止部と、を備え、
前記コンバータは、前記スイッチング素子のスイッチング動作により、前記コンデンサの両端電圧を直流の出力電圧に変換して出力するように構成され、
前記コンデンサを含む共振回路の共振周波数と、前記スイッチング素子の駆動周波数との周波数比は、前記１次巻線及び前記２次巻線の少なくとも一方に流れる電流が、前記周波数比を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている
電源装置。
【請求項２】
前記周波数比は、前記１次巻線に流れる電流、及び前記２次巻線に流れる電流のうち大きい方の電流が、前記周波数比を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている
請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記周波数比は、前記スイッチング素子に流れる電流に基づいて決定されている
請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記周波数比は、１以上３以下である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記コンバータは、入力と出力とを直流的に絶縁するカップリングコンデンサを更に有し、
前記カップリングコンデンサの１次側の端子は、前記１次巻線と電気的に接続され、
前記カップリングコンデンサの２次側の端子は、前記２次巻線と電気的に接続されている
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記スイッチング素子を不連続モードで動作させる
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記逆流防止部は、前記コンデンサの放電電流を通過させる向きに、前記１次巻線及び前記スイッチング素子と電気的に直列接続されたダイオードである
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源装置と、
前記電源装置から供給される電力により点灯可能な光源部と、を備える
照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に電源装置及びそれを用いた照明器具に関し、より詳細には、光源部を点灯させる電源装置及びそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源部を点灯させる電源装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の電源装置は、コンバータと、制御部と、を備えている。コンバータは、一対の入力端子、一対の出力端子、トランス、コンデンサ、及びスイッチング素子を有する。制御部は、スイッチング素子を制御する。一対の入力端子間には、コンデンサが電気的に接続されている。コンバータは、スイッチング素子のスイッチング動作により、コンデンサの両端電圧を直流の出力電圧に変換して、一対の出力端子から出力電圧を出力するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２２９６０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に記載の電源装置では、トランスの設計の自由度を十分に確保し難い、という問題があった。
【０００５】
本開示は、上記の点に鑑みてなされており、トランスの設計の自由度を向上することのできる電源装置及びそれを用い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】
【０００６】
本開示の一態様に係る電源装置は、コンバータと、制御部と、逆流防止部と、を備える。前記コンバータは、１次巻線及び２次巻線を含むトランス、前記１次巻線の両端に電気的に接続されるコンデンサ、及びスイッチング素子を有する。前記制御部は、前記スイッチング素子を制御する。前記逆流防止部は、前記１次巻線、前記コンデンサ、及び前記スイッチング素子を含む閉回路に前記コンデンサの放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する。前記コンバータは、前記スイッチング素子のスイッチング動作により、前記コンデンサの両端電圧を直流の出力電圧に変換して出力するように構成される。前記コンデンサを含む共振回路の共振周波数と、前記スイッチング素子の駆動周波数との周波数比は、前記１次巻線及び前記２次巻線の少なくとも一方に流れる電流が、前記周波数比を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている。
【０００７】
本開示の一態様に係る照明器具は、上記の電源装置と、光源部と、を備える。前記光源部は、前記電源装置から供給される電力により点灯可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、トランスの設計の自由度を向上することができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の電源装置の回路図である。
【図２】図２は、同上の電源装置における、１次巻線に流れる電流、２次巻線に流れる電流、及びスイッチング素子に流れる電流と、周波数比との相関図である。
【図３】図３は、比較例１の電源装置に流れる無効電流の経路を示す説明図である。
【図４】図４は、同上の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、実施形態１の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、同上の電源装置を備えた照明器具の施工状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態２の電源装置の回路図である。
【図８】図８は、比較例２の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、実施形態２の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態３の電源装置の回路図である。
【図１１】図１１は、比較例３の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態３の電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
（１）概要
以下、本開示の実施形態１に係る電源装置１００について図１及び図２を用いて説明する。本実施形態の電源装置１００は、光源部２００に電力を供給することにより、光源部２００を点灯させるように構成されている。
【００１１】
光源部２００は、複数の固体発光素子２１を備えている。本実施形態では、複数の固体発光素子２１の各々は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。複数の固体発光素子２１の電気的な接続関係は、直列接続である。複数の固体発光素子２１それぞれの発光色は、例えば白色である。
【００１２】
電源装置１００は、コンバータ１２と、制御部１３と、逆流防止部１４と、備えている。コンバータ１２は、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductance Converter）であり、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２を含むトランスＴ１と、１次巻線Ｌ１の両端に電気的に接続されるコンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ１と、を有する。制御部１３は、スイッチング素子Ｑ１を制御することで、コンバータ１２の動作を制御する。逆流防止部１４は、ダイオードであって、１次巻線Ｌ１、コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑ１を含む閉回路にコンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する。
【００１３】
コンバータ１２は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作により、コンデンサＣ１の両端電圧を直流の出力電圧に変換し、変換した出力電圧を出力するように構成されている。
【００１４】
そして、本実施形態では、図２に示すように、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数との周波数比ｆｒ１は、以下のように決定されている。すなわち、周波数比ｆｒ１は、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の少なくとも一方に流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２が、周波数比ｆｒ１を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている。具体的には、本実施形態では、制御部１３は、周波数比ｆｒ１が“１”（つまり、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数とが１対１）となる駆動周波数でスイッチング素子Ｑ１を制御する。
【００１５】
上述のように、本実施形態では、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２に流れる電流を極力小さくすることができる。このため、本実施形態では、十分な直流重畳特性を確保するため（トランスＴ１の磁気飽和を防ぐため）に必要なトランスＴ１の１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の巻数が、上述のように周波数比ｆｒ１を決定しない場合と比較して少なくて済む。つまり、本実施形態では、トランスＴ１の設計の自由度を向上することができる、という利点がある。
【００１６】
（２）詳細
以下、本実施形態の電源装置１００について図１を用いて詳細に説明する。電源装置１００は、ダイオードブリッジ１１と、コンバータ１２と、制御部１３と、を備えている。コンバータ１２は、トランスＴ１を備えている。トランスＴ１は、１次巻線Ｌ１と、２次巻線Ｌ２とを有している。
【００１７】
ダイオードブリッジ１１の一対の入力端は、交流電源５０と電気的に接続される。交流電源５０は、所定範囲内（例えば、９０〜２７０Ｖ）の交流電圧を出力するように構成されている。言い換えれば、ダイオードブリッジ１１の一対の入力端間には、所定範囲内の交流電圧が印加されるように構成されている。ダイオードブリッジ１１の一対の出力端は、後述の一対の入力端子１Ａ，１Ｂと電気的に接続されている。
【００１８】
コンバータ１２は、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと、一対の出力端子２Ａ，２Ｂと、を有する。また、コンバータ１２は、コンデンサＣ１と、１次巻線Ｌ１及びスイッチング素子Ｑ１の直列回路と、を有する。更に、コンバータ１２は、コンデンサＣ２及び２次巻線Ｌ２の直列回路と、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ３の直列回路と、を有する。本実施形態では、コンデンサＣ１と１次巻線Ｌ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が、閉回路に相当する。
【００１９】
一対の入力端子１Ａ，１Ｂ間には、コンデンサＣ１が電気的に接続されている。一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間には、コンデンサＣ３が電気的に接続されている。また、一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間には、光源部２００が電気的に接続される。
【００２０】
コンデンサＣ２は、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと一対の出力端子２Ａ，２Ｂとを直流的に絶縁するカップリングコンデンサである。コンデンサＣ２の１次側の端子は、１次巻線Ｌ１と電気的に接続されている（１次巻線Ｌ１と直接的または間接的に接続されている）。コンデンサＣ２の２次側の端子は、２次巻線Ｌ２と電気的に接続されている（２次巻線Ｌ２と直接的または間接的に接続されている）。
【００２１】
コンバータ１２は、スイッチング素子Ｑ１の動作（スイッチング動作）により、コンデンサＣ１の両端電圧を直流の出力電圧に変換し、変換した出力電圧を一対の出力端子２Ａ，２Ｂから出力するように構成されている。
【００２２】
スイッチング素子Ｑ１は、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。図１中のスイッチング素子Ｑ１の図記号のダイオードは、寄生ダイオードを表している。
【００２３】
スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は、１次巻線Ｌ１の第１端１ａと電気的に接続されている。１次巻線Ｌ１の第２端１ｂは、コンデンサＣ１の高電位側の端子と電気的に接続されている。本実施形態では、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂとコンデンサＣ１の高電位側の端子との間に、逆流防止部１４が設けられている。言い換えれば、コンバータ１２は、逆流防止部１４を更に有する。逆流防止部１４の詳細については、後述する。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、制御部１３と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソース端子は、コンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続されている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は、コンデンサＣ２の１次側の端子と電気的に接続されている。コンデンサＣ２の２次側の端子は、２次巻線Ｌ２の第１端２ａと電気的に接続されている。２次巻線Ｌ２の第２端２ｂは、コンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続されている。また、２次巻線Ｌ２の第２端２ｂは、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と電気的に接続されている。
【００２６】
また、コンデンサＣ２の２次側の端子は、ダイオードＤ１のアノードと電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ３の高電位側の端子と電気的に接続されている。コンデンサＣ３の低電位側の端子は、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と電気的に接続されている。
【００２７】
電源装置１００では、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２がトランス結合（強結合）されており、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の結合係数は、例えば、０．９８である。
【００２８】
コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２それぞれの静電容量は、コンバータ１２において高い力率（例えば、０．９５以上）を得るために、例えば１００ｎＦ以下である。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の静電容量は、互いに同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
【００２９】
制御部１３は、コンバータ１２を制御するように構成されている。具体的に説明すると、制御部１３は、制御信号によりスイッチング素子Ｑ１を制御するように構成されている。本実施形態では、制御信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。
【００３０】
制御部１３は、例えば、マイクロプロセッサである。マイクロプロセッサは、メモリを備えている。メモリには、プログラムが記録されている。プログラムは、マイクロプロセッサを制御部１３として機能させるためのプログラムである。このプログラムには、電源装置１００を動作させる動作モード等が記述されている。なお、プログラムは、マイクロプロセッサのメモリに記録されているが、これに限らず、例えば、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録して提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。
【００３１】
制御部１３は、スイッチング素子Ｑ１を不連続モードで動作（スイッチング動作）させるように構成されている。不連続モードとは、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１がゼロになる期間が発生するように、スイッチング素子Ｑ１を動作させる動作モードを意味する。より詳細には、制御部１３は、ダイオードブリッジ１１の一対の入力端間に所定範囲内のいずれの交流電圧が印加されたとしても、スイッチング素子Ｑ１を不連続モードで動作させるように構成されている。これにより、電源装置１００では、ダイオードＤ１に流れる電流がゼロになった後に制御部１３がスイッチング素子Ｑ１をオンすることが可能になるので、ダイオードＤ１にリカバリ電流が発生するのを抑制可能となる。すなわち、電源装置１００では、ダイオードＤ１の損失（リカバリ損失）が発生するのを抑制可能となる。要するに、電源装置１００では、ダイオードＤ１のソフトスイッチングが可能になる。
【００３２】
逆流防止部１４は、コンデンサＣ１と１次巻線Ｌ１とスイッチング素子Ｑ１とを有する閉回路に、コンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止するように構成されている。
【００３３】
逆流防止部１４は、ダイオードである。逆流防止部１４は、コンデンサＣ１の両端間において、コンデンサＣ１の放電電流を通過させる向きに、１次巻線Ｌ１及びスイッチング素子Ｑ１と電気的に直列接続されている。具体的には、逆流防止部１４のアノードは、コンデンサＣ１の高電位側の端子と電気的に接続されている。逆流防止部１４のカソードは、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂと電気的に接続されている。逆流防止部１４として例示したダイオードは、コンバータ１２の回路（より詳細には、閉回路）内の共振電流を抑制するためのダイオードである。
【００３４】
以下、本実施形態の電源装置１００の動作について、図１を用いて簡単に説明する。電源装置１００の動作は、コンバータ１２の動作が主な動作であって、コンバータ１２の動作は、一般的なＳＥＰＩＣの動作と同じである。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ１の高電位側の端子、逆流防止部１４、１次巻線Ｌ１、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ１の低電位側の端子の経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ２の１次側の端子、スイッチング素子Ｑ１、２次巻線Ｌ２、コンデンサＣ２の２次側の端子の経路で電流が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２にエネルギーが蓄積される。
【００３６】
一方、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、１次巻線Ｌ１に逆起電力が発生する。これにより、１次巻線Ｌ１の第１端１ａ、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、コンデンサＣ１、逆流防止部１４、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂの経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、２次巻線Ｌ２に逆起電力が発生する。これにより、２次巻線Ｌ２の第１端２ａ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、２次巻線Ｌ２の第２端２ｂの経路で電流が流れる。
【００３７】
以下、比較例１の電源装置９０について図３を用いて説明する。図３中の“Ｌ１ｒ”は、１次巻線Ｌ１の漏れインダクタンスを表している。また、図３中の“Ｌ２ｒ”は、２次巻線Ｌ２の漏れインダクタンスを表している。ここで、比較例１の電源装置９０の基本構成は、図３に示すように、電源装置１００と同じ構成である。したがって、以下では、電源装置１００と共通する構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。比較例１の電源装置９０は、逆流防止部１４を備えていない点で本実施形態の電源装置１００と相違する。
【００３８】
比較例１の電源装置９０において、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数（以下、単に「共振周波数」ともいう）は、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数（以下、単に「駆動周波数」ともいう）の整数倍になる場合がある。駆動周波数は、例えば６０ＫＨｚであり、数％（例えば、±５％）の誤差を含む。言い換えれば、共振周波数及び駆動周波数は、共振周波数を“Ａ”、駆動周波数を“Ｂ”とするとき、“Ａ＝ｎ×Ｂ”（“ｎ”は自然数）の関係式を満たす場合がある。ここで、共振周波数は、トランスＴ１の漏れインダクタンスと、コンバータ１２のキャパシタンスと、で決まる。トランスＴ１の漏れインダクタンスは、１次巻線Ｌ１の漏れインダクタンスＬ１ｒと、２次巻線Ｌ２の漏れインダクタンスＬ２ｒとの合成インダクタンスである。コンバータ１２のキャパシタンスは、コンデンサＣ１のキャパシタンスと、コンデンサＣ２のキャパシタンスとの合成キャパシタンスである。
【００３９】
比較例１の電源装置９０では、共振周波数と駆動周波数とが上述の関係式を満たす場合に、トランスＴ１の漏れインダクタンスと、コンバータ１２のキャパシタンスとの共振回路によって、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が振動する（図４参照）。図４中の“Ｉｄ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流の波形を表している。図４中の“ＩＤ１”は、ダイオードＤ１に流れる電流の波形を表している。図４中の“ＩＬ２”は、２次巻線Ｌ２に流れる電流の波形を表している。図４中の“Ｖｄｓ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン−ソース間電圧の波形を表している。
【００４０】
図４に示すように、比較例１の電源装置９０では、共振周波数と駆動周波数とが上述の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が逆流する期間（図４中の“Ｔｘ１”参照）がある。つまり、比較例１の電源装置９０において、共振周波数と駆動周波数とが上述の関係式を満たす場合、コンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流が流れることがある。すなわち、比較例１の電源装置９０では、図３に示すように、コンバータ１２の一対の入力端子１Ａ，１Ｂから一対の出力端子２Ａ，２Ｂへの電力伝達に寄与しない電流（無効電流）Ｉｒが流れる場合がある。その結果、比較例１の電源装置９０では、コンバータ１２の回路内の共振電流に起因して、電力伝達の効率が低下する可能性がある。ここで、電力伝達の効率とは、電源装置１００の出力側の電力を電源装置１００の入力側の電力で除算した値で表される比率を意味する。
【００４１】
本実施形態の電源装置１００では、図１に示すように、コンデンサＣ１の高電位側の端子と１次巻線Ｌ１の第２端１ｂとの間に、逆流防止部１４が設けられている。よって、本実施形態の電源装置１００では、共振周波数と駆動周波数とが上述の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１が逆流するのを抑制することが可能になる（図５参照）。図５中の“Ｉｄ１”，“ＩＤ１”，“ＩＬ２”，“Ｖｄｓ１”は、図４中の“Ｉｄ１”，“ＩＤ１”，“ＩＬ２”，“Ｖｄｓ１”と同じである。つまり、本実施形態の電源装置１００では、共振周波数と駆動周波数とが上述の関係式を満たす場合、図３に示すような無効電流Ｉｒが流れるのを抑制することが可能になる。その結果、本実施形態の電源装置１００では、比較例１の電源装置９０に比べて、コンバータ１２の回路内の共振電流を抑制することが可能となり、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。
【００４２】
本実施形態の電源装置１００では、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２がトランス結合されているので、トランス結合しない場合に比べて、回路基板における１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の占有面積を小さくすることが可能になる。つまり、本実施形態の電源装置１００では、小型化を図ることが可能になる。また、本実施形態の電源装置１００では、逆流防止部１４により無効電流Ｉｒが流れるのを抑制することができるので、比較例１の電源装置９０に比べて、コンバータ１２の回路内の共振電流を抑制することが可能となる。したがって、本実施形態の電源装置１００では、比較例１の電源装置９０に比べて、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。すなわち、本実施形態の電源装置１００では、小型化を図りながらも、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。
【００４３】
ところで、電源装置１００の小型化を図るべく、トランスＴ１の小型化を図る場合、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数を大きくすることが考えられる。この場合、トランスＴ１の小型化を図ることは可能であるが、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング損失の増大を招く可能性がある。
【００４４】
そこで、本開示の発明者等は、駆動周波数を大きくするのではなく、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２の低減を図ることで、トランスＴ１の小型化を図ることを試みた。そして、本開示の発明者等は、周波数比ｆｒ１を変化させることで、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２が変化することを見出した。周波数比ｆｒ１は、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数との周波数比である。言い換えれば、周波数比ｆｒ１は、共振周波数を駆動周波数で除した値である。このように周波数比ｆｒ１を変化させる場合、駆動周波数の絶対値を増減する必要がないので、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング損失の増大を招く可能性を低減することが可能である。
【００４５】
本実施形態の電源装置１００において、周波数比ｆｒ１を変化させると、図２に示すように、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２が変化する。同様に、周波数比ｆｒ１を変化させると、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流（ドレイン電流）Ｉｄ１も変化する。１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２は、いずれも周波数比ｆｒ１が“０”から“１”に近づくにつれて減少し、“１”から大きくなるにつれて増大する。また、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄ１は、周波数比ｆｒ１が大きくなるにつれて減少する。図２に示すように、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流は、いずれも周波数比ｆｒ１の変化に対して、周波数比ｆｒ１が略“１”となるときに極小値をとるように変化する。
【００４６】
そして、本実施形態では、周波数比ｆｒ１は、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１が、周波数比ｆｒ１を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている。具体的には、本実施形態では、制御部１３は、周波数比ｆｒ１が“１”（つまり、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子Ｑ１の駆動周波数とが１対１）となる駆動周波数でスイッチング素子Ｑ１を制御する。
【００４７】
このように、本実施形態では、周波数比ｆｒ１を調整することにより、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１を、極小値を含む所定の範囲に収まる程度まで小さくしている。このため、本実施形態では、周波数比ｆｒ１を調整しない場合と比較して、十分な直流重畳特性を確保するため（トランスＴ１の磁気飽和を防ぐため）に必要な１次巻線Ｌ１の巻き数を少なくすることができる。つまり、本実施形態では、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１を小さくすることで、１次巻線Ｌ１の小型化、結果的にはトランスＴ１の小型化を図ることが可能である。同様に、本実施形態では、周波数比ｆｒ１を調整して２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２を小さくすることでも、２次巻線Ｌ２の小型化、結果的にはトランスＴ１の小型化を図ることが可能である。そして、本実施形態では、トランスＴ１の小型化を図ることが可能であることから、言い換えれば、トランスＴ１の設計の自由度を向上することができる、という利点がある。
【００４８】
周波数比ｆｒ１の調整は、例えば電源装置１００を設計した後に、コンデンサＣ１を含む共振回路の共振周波数を算出し、その後、所望の周波数比ｆｒ１となるようにスイッチング素子Ｑ１の駆動周波数を調整することで行われる。以下、この周波数比ｆｒ１の調整方法を「第１調整方法」ともいう。例えば、第１調整方法において、算出された共振周波数が５５０ｋＨｚであると仮定する。この場合、駆動周波数を５５０ｋＨｚ付近で調整することで、所望の周波数比ｆｒ１に調整する。第１調整方法において、電源装置１００の設計、共振周波数の算出、及び駆動周波数の調整の一連の手順を複数回、繰り返してもよい。
【００４９】
また、周波数比ｆｒ１の調整は、例えば電源装置１００の設計前にスイッチング素子Ｑ１の駆動周波数を予め決定しておき、その後、所望の周波数比ｆｒ１となるように電源装置１００（特に、コンデンサＣ１を含む共振回路）を設計することで行われる。以下、この周波数比ｆｒ１の調整方法を「第２調整方法」ともいう。第２調整方法は、例えばスイッチング素子Ｑ１の駆動周波数が、雑音端子電圧の規格などにより規定された範囲での使用のみが許可されている場合に用いられる。例えば、第２調整方法において、使用が許可された駆動周波数が６０ｋＨｚであると仮定する。この場合、共振周波数が６０ｋＨｚ付近となるように回路設計を行うことで、所望の周波数比ｆｒ１に調整する。
【００５０】
以下、本実施形態の電源装置１００を備えた照明器具３００の一例について、図６を用いて説明する。照明器具３００は、天井材８０に直付けされるように構成されている。本実施形態では、照明器具３００は、ベースライトである。照明器具３００は、電源装置１００と、光源部２００と、器具本体３１とを備えている。
【００５１】
光源部２００は、直管型のＬＥＤランプである。本実施形態では、照明器具３００は、光源部２００を２つ備えている。
【００５２】
器具本体３１は、電源装置１００を収納するように構成されている。また、器具本体３１は、光源部２００を保持するように構成されている。具体的には、器具本体３１は、光源部２００を保持する一対の保持具３２Ａ，３２Ｂを備えている。本実施形態では、器具本体３１は、一対の保持具３２Ａ，３２Ｂを２組備えている。
【００５３】
以上説明した本実施形態の照明器具３００は、電源装置１００と、電源装置１００から供給される電力により点灯可能な光源部２００とを備えている。これにより、照明器具３００では、小型化を図りながらも電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能な電源装置１００を備えた照明器具３００を、提供することができる。
【００５４】
本実施形態では、照明器具３００は、天井材８０に直付けされるように構成されているが、この構成に限らない。照明器具３００は、例えば、天井材８０に埋め込み配置するように構成されていてもよい。また、照明器具３００は、ベースライトであるが、これに限らず、例えば、ダウンライト等であってもよい。
【００５５】
（３）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００５６】
本実施形態では、周波数比ｆｒ１は、１次巻線Ｌ１に流れる電流が周波数比ｆｒ１を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に決定されているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、周波数比ｆｒ１は、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２のうち大きい方の電流が、周波数比ｆｒ１を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されていてもよい。１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２のうち流れる電流が大きい方の電流の大小がトランスＴ１の大きさに影響を与えるからである。したがって、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、及び２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２のうち大きい方の電流を極力小さくするように設計することで、トランスＴ１の設計の自由度の更なる向上を図ることができる、という利点がある。
【００５７】
また、本実施形態において、周波数比ｆｒ１は、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄ１に基づいて決定されてもよい。例えば、周波数比ｆｒ１は、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２が極小値を含む所定の範囲に収まり、かつ、所定の範囲でスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄ１が最も小さくなるように、決定されてもよい。この場合、トランスＴ１の設計の自由度の向上を図りつつ、スイッチング素子におけるスイッチング損失の低減を図ることができる、という利点がある。
【００５８】
また、本実施形態において、周波数比ｆｒ１は、１以上３以下であるのが望ましい。この場合、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２、及びスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄ１のいずれも極力小さくなるように設計することが可能である。その結果、トランスＴ１の設計の自由度の更なる向上を図ることができる、という利点がある。
【００５９】
コンバータ１２は、上述のようにカップリングコンデンサＣ２を有しているのが望ましい。これにより、電源装置１００では、一対の入力端子１Ａ，１Ｂに電気的に接続されたダイオードブリッジ１１と、一対の出力端子２Ａ，２Ｂに電気的に接続された光源部２００とを直流的に絶縁できる。なお、コンバータ１２は、カップリングコンデンサＣ２を有していなくてもよい。
【００６０】
制御部１３は、上述のようにスイッチング素子Ｑ１を不連続モードで動作させるように構成されていることが望ましい。これにより、電源装置１００では、ダイオードＤ１に流れる電流がゼロになった後に制御部１３がスイッチング素子Ｑ１をオンすることが可能になるので、ダイオードＤ１にリカバリ電流が発生するのを抑制可能となる。すなわち、電源装置１００では、ダイオードＤ１の損失が発生するのを抑制可能となる。制御部１３は、光源部２００の調光レベルがいずれの調光レベルであったとしても、スイッチング素子Ｑ１を不連続モードで動作させるように構成されていることが望ましい。光源部２００の調光レベルとは、光源部２００の光出力の度合い（程度）を意味し、光源部２００が全点灯するときの調光レベルを１００％と定義する。なお、制御部１３は、スイッチング素子Ｑ１を連続モードで動作させるように構成されていてもよい。
【００６１】
コンバータ１２は、上述のようにＳＥＰＩＣであることが望ましい。これにより、電源装置１００では、ＳＥＰＩＣの利点を有し、かつ、小型化を図りながらも、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。
【００６２】
逆流防止部１４は、上述のように、コンデンサＣ１の両端間においてコンデンサＣ１の放電電流を通過させる向きに、１次巻線Ｌ１及びスイッチング素子Ｑ１と電気的に直列接続されたダイオードであることが望ましい。これにより、電源装置１００では、この電源装置１００の構成を簡略化することができる。なお、逆流防止部１４は、ダイオードである必要はなく、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ等であってもよい。
【００６３】
本実施形態において、逆流防止部１４は、コンデンサＣ１の低電位側の端子と、２次巻線Ｌ２の第２端２ｂ及びスイッチング素子Ｑ１のソース端子の接続点Ｐ１との間に、設けられていてもよい。この場合、逆流防止部１４のアノードが接続点Ｐ１と電気的に接続され、逆流防止部１４のカソードがコンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続される。このように、逆流防止部１４は、１次巻線Ｌ１、コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑ１を含む閉回路に、コンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する位置に設けられていればよい。したがって、逆流防止部１４は、トランスＴ１の１次側だけではなく、トランスＴ１の２次側にあってもよい。
【００６４】
本実施形態において、スイッチング素子Ｑ１は、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴであるが、これに限定する趣旨ではない。
【００６５】
本実施形態において、制御部１３は、マイクロプロセッサであるが、これに限定する趣旨ではない。例えば、制御部１３は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等であってもよい。
【００６６】
本実施形態では、複数の固体発光素子２１の電気的な接続関係を直列接続としているが、この接続に限らず、例えば、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続であってもよい。また、本実施形態では、固体発光素子２１の数を複数としているが、１つであってもよい。さらに、本実施形態では、固体発光素子２１としてＬＥＤを用いているが、これに限らず、例えば、半導体レーザ素子、有機エレクトロルミネッセンス素子等を用いてもよい。また、本実施形態では、複数の固体発光素子２１それぞれの発光色を白色としているが、この色に限らない。
【００６７】
本開示における電源装置１００は、例えば、制御部１３等に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における電源装置１００としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
【００６８】
（実施形態２）
以下、本開示の実施形態２に係る電源装置１１０について図７を用いて説明する。ここで、本実施形態の電源装置１１０の基本構成は、実施形態１の電源装置１００と同じである。したがって、以下では、電源装置１００と共通する構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。本実施形態の電源装置１１０は、図７に示すように、コンバータ１５が、実施形態１の電源装置１００におけるコンバータ１２と相違する。コンバータ１５は、Ｃｕｋコンバータである。以下では、コンバータ１５のうちコンバータ１２との相違点のみについて説明する。
【００６９】
コンバータ１５は、コンデンサＣ１と、１次巻線Ｌ１及びスイッチング素子Ｑ１の直列回路と、を有する。また、コンバータ１５は、コンデンサＣ２及びダイオードＤ２の直列回路と、２次巻線Ｌ２及びコンデンサＣ３の直列回路と、を有する。本実施形態では、コンデンサＣ１と１次巻線Ｌ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が、閉回路に相当する。また、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２は、トランスＴ１を構成している。１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の結合係数は、例えば、０．８４である。
【００７０】
コンデンサＣ２の２次側の端子は、ダイオードＤ１のアノードと電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と電気的に接続されている。また、コンデンサＣ２の２次側の端子は、２次巻線Ｌ２の第１端２ａと電気的に接続されている。２次巻線Ｌ２の第２端２ｂは、コンデンサＣ３の高電位側の端子と電気的に接続されている。コンデンサＣ３の低電位側の端子は、ダイオードＤ１のカソードと電気的に接続されている。
【００７１】
以下、本実施形態の電源装置１１０の動作について、図７を用いて簡単に説明する。電源装置１１０の動作は、コンバータ１５の動作が主な動作であって、コンバータ１５の動作は、一般的なＣｕｋコンバータの動作と同じである。
【００７２】
スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ１の高電位側の端子、逆流防止部１４、１次巻線Ｌ１、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ１の低電位側の端子の経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ３の高電位側の端子、２次巻線Ｌ２、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ３の低電位側の端子の経路で電流が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２にエネルギーが蓄積される。
【００７３】
一方、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、１次巻線Ｌ１に逆起電力が発生する。これにより、１次巻線Ｌ１の第１端１ａ、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、逆流防止部１４、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂの経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、２次巻線Ｌ２に逆起電力が発生する。これにより、２次巻線Ｌ２の第１端２ａ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、２次巻線Ｌ２の第２端２ｂの経路で電流が流れる。
【００７４】
以下、比較例２の電源装置について説明する。ここで、比較例２の電源装置の基本構成は、電源装置１１０と同じ構成である。したがって、以下では、電源装置１１０と共通する構成要素については、説明を適宜省略する。比較例２の電源装置は、逆流防止部１４を備えていない点で本実施形態の電源装置１１０と相違する。
【００７５】
比較例２の電源装置では、比較例１と同様に、共振周波数は、駆動周波数の整数倍になる場合がある。すなわち、比較例２の電源装置では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合に、トランスＴ１の漏れインダクタンスと、コンバータ１５のキャパシタンスとの共振回路によって、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が振動する（図８参照）。図８中の“Ｉｄ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流の波形を表している。図８中の“ＩＬ２”は、２次巻線Ｌ２に流れる電流の波形を表している。図８中の“ＩＬＥＤ”は、光源部２００に流れる電流の波形を表している。図８中の“Ｖｄｓ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン−ソース間電圧の波形を表している。
【００７６】
図８に示すように、比較例２の電源装置では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が逆流する期間（図８中の“Ｔｘ２”参照）がある。つまり、比較例２の電源装置では、比較例１の電源装置９０と同様に、コンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流（無効電流）が流れる場合がある。
【００７７】
本実施形態の電源装置１１０では、図７に示すように、コンデンサＣ１の高電位側の端子と１次巻線Ｌ１の第２端１ｂとの間に、逆流防止部１４が設けられている。よって、本実施形態の電源装置１１０では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１が逆流するのを抑制することが可能になる（図９参照）。図９中の“Ｉｄ１”，“ＩＬ２”，“ＩＬＥＤ”，“Ｖｄｓ１”は、図９中の“Ｉｄ１”，“ＩＬ２”，“ＩＬＥＤ”，“Ｖｄｓ１”と同じである。つまり、本実施形態の電源装置１１０では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合、無効電流が流れるのを抑制することが可能になる。
【００７８】
上述のように、本実施形態の電源装置１１０では、コンバータ１５がＣｕｋコンバータであるが、実施形態１の電源装置１００と同様に、小型化を図りながらも、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。
【００７９】
また、本実施形態の電源装置１１０では、実施形態１と同様に、周波数比ｆｒ１を調整することにより、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２を、極小値を含む所定の範囲に収まる程度まで小さくしている。このため、本実施形態では、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２を小さくすることで、１次巻線Ｌ１又は２次巻線Ｌ２の小型化、結果的にはトランスＴ１の小型化を図ることが可能である。そして、本実施形態では、トランスＴ１の小型化を図ることが可能であることから、言い換えれば、トランスＴ１の設計の自由度を向上することが可能である、という利点がある。
【００８０】
実施形態１で列挙した変形例は、実施形態２においても適宜組み合わせて適用可能である。
【００８１】
（実施形態３）
以下、本開示の実施形態３に係る電源装置１２０について図１０を用いて説明する。ここで、本実施形態の電源装置１２０の基本構成は、実施形態１の電源装置１００と同じである。したがって、以下では、電源装置１００と共通する構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。本実施形態の電源装置１２０は、図１０に示すように、コンバータ１６が、実施形態１の電源装置１００におけるコンバータ１２と相違する。コンバータ１６は、Ｚｅｔａコンバータである。以下では、コンバータ１６のうちコンバータ１２との相違点のみについて説明する。
【００８２】
コンバータ１６は、コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ１及び１次巻線Ｌ１の直列回路と、を有する。また、コンバータ１６は、コンデンサＣ２及びダイオードＤ１の直列回路と、２次巻線Ｌ２及びコンデンサＣ３の直列回路と、を有する。本実施形態では、コンデンサＣ１と１次巻線Ｌ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が、閉回路に相当する。また、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２は、トランスＴ１を構成している。１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２の結合係数は、例えば、０．９３である。
【００８３】
スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は、コンデンサＣ１の高電位側の端子と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソース端子は、１次巻線Ｌ１の第１端１ａと電気的に接続されている。１次巻線Ｌ１の第２端１ｂは、コンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続されている。コンデンサＣ２の２次側の端子は、ダイオードＤ１のカソードと電気的に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂと電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、２次巻線Ｌ２の第１端２ａと電気的に接続されている。２次巻線Ｌ２の第２端２ｂは、コンデンサＣ３の高電位側の端子と電気的に接続されている。コンデンサＣ３の低電位側の端子は、ダイオードＤ１のアノードと電気的に接続されている。
【００８４】
本実施形態では、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂと、コンデンサＣ１の低電位側の端子及びダイオードＤ１のアノードの接続点Ｐ２との間に、逆流防止部１４が設けられている。逆流防止部１４のアノードは、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂと電気的に接続されている。逆流防止部１４のカソードは、接続点Ｐ２と電気的に接続されている。
【００８５】
以下、本実施形態の電源装置１２０の動作について、図１０を用いて簡単に説明する。電源装置１２０の動作は、コンバータ１６の動作が主な動作であって、コンバータ１６の動作は、一般的なＺｅｔａコンバータの動作と同じである。
【００８６】
スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ１の高電位側の端子、スイッチング素子Ｑ１、１次巻線Ｌ１、逆流防止部１４、コンデンサＣ１の低電位側の端子の経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、コンデンサＣ１の高電位側の端子、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ２、２次巻線Ｌ２、コンデンサＣ３、コンデンサＣ１の低電位側の端子の経路で電流が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態からオン状態になると、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２にエネルギーが蓄積される。
【００８７】
一方、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、１次巻線Ｌ１に逆起電力が発生する。これにより、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂ、逆流防止部１４、ダイオードＤ１、コンデンサＣ２、１次巻線Ｌ１の第１端１ａの経路で電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ１がオン状態からオフ状態になると、２次巻線Ｌ２に逆起電力が発生する。これにより、２次巻線Ｌ２の第２端２ｂ、コンデンサＣ３、ダイオードＤ１、２次巻線Ｌ２の第１端２ａの経路で電流が流れる。
【００８８】
以下、比較例３の電源装置について説明する。ここで、比較例３の電源装置の基本構成は、電源装置１２０と同じ構成である。したがって、以下では、電源装置１２０と共通する構成要素については、説明を適宜省略する。比較例３の電源装置は、逆流防止部１４を備えていない点で本実施形態の電源装置１２０と相違する。
【００８９】
比較例３の電源装置では、比較例１と同様に、共振周波数は、駆動周波数の整数倍になる場合がある。すなわち、比較例３の電源装置では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合に、トランスＴ１の漏れインダクタンスと、コンバータ１６のキャパシタンスとの共振回路によって、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が振動する（図１１参照）。図１１中の“Ｉｄ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流の波形を表している。図１１中の“ＩＬ２”は、２次巻線Ｌ２に流れる電流の波形を表している。図１１中の“ＩＬＥＤ”は、光源部２００に流れる電流の波形を表している。図１１中の“Ｖｄｓ１”は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン−ソース間電圧の波形を表している。
【００９０】
図１１に示すように、比較例３の電源装置では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１の電流ＩＬ１が逆流する期間（図１１中の“Ｔｘ３”参照）がある。つまり、比較例３の電源装置では、比較例１の電源装置９０と同様に、コンデンサＣ１の放電電流と逆向きの電流（無効電流）が流れることがある。
【００９１】
本実施形態の電源装置１２０では、図１０に示すように、１次巻線Ｌ１の第２端１ｂと接続点Ｐ２との間に、逆流防止部１４が設けられている。よって、本実施形態の電源装置１２０では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１が逆流するのを抑制することが可能になる（図１２参照）。図１２中の“Ｉｄ１”，“ＩＬ２”，“ＩＬＥＤ”，“Ｖｄｓ１”は、図１１中の“Ｉｄ１”，“ＩＬ２”，“ＩＬＥＤ”，“Ｖｄｓ１”と同じである。つまり、本実施形態の電源装置１２０では、共振周波数と駆動周波数とが実施形態１の関係式を満たす場合、無効電流が流れるのを抑制することが可能になる。
【００９２】
上述のように、本実施形態の電源装置１２０では、コンバータ１６がＺｅｔａコンバータであるが、実施形態１の電源装置１００と同様に、小型化を図りながらも、電力伝達の効率が低下するのを抑制することが可能になる。
【００９３】
また、本実施形態の電源装置１２０では、実施形態１と同様に、周波数比ｆｒ１を調整することにより、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２を、極小値を含む所定の範囲に収まる程度まで小さくしている。このため、本実施形態では、１次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１、又は２次巻線Ｌ２に流れる電流ＩＬ２を小さくすることで、１次巻線Ｌ１又は２次巻線Ｌ２の小型化、結果的にはトランスＴ１の小型化を図ることが可能である。そして、本実施形態では、トランスＴ１の小型化を図ることが可能であることから、言い換えれば、トランスＴ１の設計の自由度を向上することが可能である、という利点がある。
【００９４】
本実施形態において、逆流防止部１４は、スイッチング素子Ｑ１のソース端子及びコンデンサＣ２の接続点Ｐ３と、１次巻線Ｌ１の第１端１ａとの間に、設けられていてもよい。この場合、逆流防止部１４のアノードが接続点Ｐ３と電気的に接続され、逆流防止部１４のカソードが１次巻線Ｌ１の第１端１ａと電気的に接続される。
【００９５】
実施形態１で列挙した変形例は、実施形態３においても適宜組み合わせて適用可能である。
【００９６】
（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）は、コンバータ（１２，１５，１６）と、制御部（１３）と、逆流防止部（１４）と、を備える。コンバータ（１２，１５，１６）は、１次巻線（Ｌ１）及び２次巻線（Ｌ２）を含むトランス（Ｔ１）、１次巻線（Ｌ１）の両端に電気的に接続されるコンデンサ（Ｃ１）、及びスイッチング素子（Ｑ１）を有する。制御部（１３）は、スイッチング素子（Ｑ１）を制御する。逆流防止部（１４）は、１次巻線（Ｌ１）、コンデンサ（Ｃ１）、及びスイッチング素子（Ｑ１）を含む閉回路にコンデンサ（Ｃ１）の放電電流と逆向きの電流が流れるのを防止する。コンバータ（１２，１５，１６）は、スイッチング素子（Ｑ１）のスイッチング動作により、コンデンサ（Ｃ１）の両端電圧を直流の出力電圧に変換して出力するように構成される。コンデンサ（Ｃ１）を含む共振回路の共振周波数と、スイッチング素子（Ｑ１）の駆動周波数との周波数比（ｆｒ１）は、以下のように決定されている。すなわち、周波数比（ｆｒ１）は、１次巻線（Ｌ１）及び２次巻線（Ｌ２）の少なくとも一方に流れる電流（ＩＬ１，ＩＬ２）が、周波数比（ｆｒ１）を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている。
【００９７】
この態様によれば、トランス（Ｔ１）の設計の自由度を向上することができる、という利点がある。
【００９８】
第２の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１の態様において、周波数比（ｆｒ１）は、以下のように決定されている。すなわち、周波数比（ｆｒ１）は、１次巻線（Ｌ１）に流れる電流（ＩＬ１）、及び２次巻線（Ｌ２）に流れる電流（ＩＬ２）のうち大きい方の電流が、周波数比（ｆｒ１）を変化させたときに極小値を含む所定の範囲に収まる値に、決定されている。
【００９９】
この態様によれば、１次巻線（Ｌ１）に流れる電流（ＩＬ１）、及び２次巻線（Ｌ２）に流れる電流（ＩＬ２）のうち大きい方の電流を極力小さくするように設計することで、トランス（Ｔ１）の設計の自由度の更なる向上を図ることができる、という利点がある。
【０１００】
第３の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１又は第２の態様において、周波数比（ｆｒ１）は、スイッチング素子（Ｑ１）に流れる電流（Ｉｄ１）に基づいて決定されている。
【０１０１】
この態様によれば、トランス（Ｔ１）の設計の自由度の向上を図りつつ、スイッチング素子（Ｑ１）におけるスイッチング損失の低減を図ることができる、という利点がある。
【０１０２】
第４の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１乃至第３のいずれかの態様において、周波数比（ｆｒ１）は、１以上３以下である。
【０１０３】
この態様によれば、１次巻線（Ｌ１）に流れる電流（ＩＬ１）、２次巻線（Ｌ２）に流れる電流（ＩＬ２）、及びスイッチング素子（Ｑ１）に流れる電流（Ｉｄ１）のいずれも極力小さくなるように設計することが可能である。その結果、この態様によれば、トランス（Ｔ１）の設計の自由度の更なる向上を図ることができる、という利点がある。
【０１０４】
第５の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１乃至第４のいずれかの態様において、コンバータ（１２，１５，１６）は、入力と出力とを直流的に絶縁するカップリングコンデンサ（Ｃ２）を更に有している。カップリングコンデンサ（Ｃ２）の１次側の端子は、１次巻線（Ｌ１）と電気的に接続されている。カップリングコンデンサ（Ｃ２）の２次側の端子は、２次巻線（Ｌ２）と電気的に接続されている。
【０１０５】
この態様によれば、カップリングコンデンサ（Ｃ２）を有していない場合と比較して、コンバータ（１２，１５，１６）への入力電流のリプル成分を小さくすることができる、という利点がある。
【０１０６】
第６の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１乃至第５のいずれかの態様において、制御部（１３）は、スイッチング素子（Ｑ１）を不連続モードで動作させる。
【０１０７】
この態様によれば、電源装置（１００，１１０，１２０）がダイオード（Ｄ１）を有している場合に、ダイオード（Ｄ１）の損失（リカバリ損失）が発生するのを抑制可能となる、という利点がある。
【０１０８】
第７の態様に係る電源装置（１００，１１０，１２０）では、第１乃至第６のいずれかの態様において、逆流防止部（１４）は、以下のように構成されている。すなわち、逆流防止部（１４）は、コンデンサ（Ｃ１）の放電電流を通過させる向きに、１次巻線（Ｌ１）及びスイッチング素子（Ｑ１）と電気的に直列接続されたダイオードである。
【０１０９】
この態様によれば、電源装置（１００，１１０，１２０）の構成を簡略化することができる、という利点がある。
【０１１０】
第８の態様に係る照明器具（３００）は、第１〜第７のいずれかの態様の電源装置（１００，１１０，１２０）と、光源部（２００）と、を備える。光源部（２００）は、電源装置（１００，１１０，１２０）から供給される電力により点灯可能である。
【０１１１】
この態様によれば、トランス（Ｔ１）の設計の自由度を向上することができる、という利点がある。
【０１１２】
第２〜第７の態様に係る構成については、電源装置（１００，１１０，１２０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１２，１５，１６  コンバータ
１３  制御部
１４  逆流防止部
１００，１１０，１２０  電源装置
２００  光源部
３００  照明器具
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  （カップリング）コンデンサ
ｆｒ１  周波数比
ＩＬ１  １次巻線に流れる電流
ＩＬ２  ２次巻線に流れる電流
Ｉｄ１  スイッチング素子に流れる電流
Ｌ１  １次巻線
Ｌ２  ２次巻線
Ｑ１  スイッチング素子
【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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【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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