(57)【要約】【課題】調光器を安定動作させる電源装置及び照明装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る電源装置は、交流電源に接続された調光器の出力に接続される端子と、整流回路と、インダクタと、インダクタに直列接続されたスイッチング素子と、インダクタとスイッチング素子との間に一端が接続された整流素子と、を有し、調光器が位相制御型の調光器である場合には、調光器が非導通状態から導通状態に変化した後に、スイッチング素子をオン状態にして、インダクタに整流回路の出力電流を流し、調光器が逆位相制御型の調光器である場合には、調光器が非導通状態から導通状態に変化した後にスイッチング素子をオン状態にし、インダクタに整流回路の出力電流を流すスイッチング回路と、スイッチング回路の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備える。【選択図】図１
2015065772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続された調光器の出力側に接続される端子と、
整流回路と、
インダクタと、前記インダクタに直列接続されたスイッチング素子と、前記インダクタと前記スイッチング素子との間に一端が接続された整流素子と、を有し、前記調光器が位相制御型の調光器である場合には、前記調光器が非導通状態から導通状態に変化した後に、前記スイッチング素子をオン状態にして、前記インダクタに前記整流回路の出力電流を流し、前記調光器が逆位相制御型の調光器である場合には、前記調光器が非導通状態から導通状態に変化した後に前記スイッチング素子をオン状態にし、前記インダクタに前記整流回路の出力電流を流すスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記スイッチング回路は、前記スイッチング素子に所定の電流が流れると前記スイッチング素子をオフする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、前記調光器が逆位相制御型の調光器である場合に、前記調光器が非導通状態となる前に、前記スイッチング素子をオンする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源装置と、
前記電源装置より電力を供給される照明負荷と、
を備えた照明装置。
【請求項５】
請求項４記載の照明装置と、
前記電源装置に位相制御された交流電圧を供給する調光器と、
を備えた照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源装置、照明装置および照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置において、照明光源は白熱電球や蛍光灯から省エネルギー・長寿命の光源、例えば発光ダイオード（Light-emitting diode：ＬＥＤ）への置き換えが進んでいる。また、例えば、ＥＬ（Electro-Luminescence）や有機発光ダイオード（Organic light-emitting diode：ＯＬＥＤ）など新たな照明光源も開発されている。
【０００３】
白熱電球の調光器として、トライアックなどのスイッチング素子がターンオンする位相を制御する方式のものがある。そのような調光器としては、交流電圧のゼロクロス直後から遮断されるとともに特定の位相で導通する位相制御の方式（リーディングエッジ型）のものと、交流電圧のゼロクロス直後から導通するとともに特定の位相で遮断される逆位相制御の方式（トレーリングエッジ型）のものがある。ＬＥＤなどの照明光源も、これらの調光器で調光できることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５３８３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、調光器を安定動作させる電源装置、照明装置および照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る電源装置は、交流電源に接続された調光器の出力に接続される端子と、整流回路と、インダクタと、インダクタに直列接続されたスイッチング素子と、インダクタとスイッチング素子との間に一端が接続された整流素子と、を有し、調光器が位相制御型の調光器である場合には、調光器が非導通状態から導通状態に変化した後に、スイッチング素子をオン状態にして、インダクタに整流回路の出力電流を流し、調光器が逆位相制御型の調光器である場合には、調光器が非導通状態から導通状態に変化した後にスイッチング素子をオン状態にし、インダクタに整流回路の出力電流を流すスイッチング回路と、スイッチング回路の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、調光器を安定動作させる電源装置及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る電源装置を含む照明装置を例示する回路図である。
【図２】位相制御する調光器を例示する回路図である。
【図３】位相制御する調光器の動作を説明するための波形図である。
【図４】逆位相制御する調光器を例示する回路図である。
【図５】逆位相制御する調光器の動作を説明するための波形図である。
【図６】位相制御する調光器を使用した場合の、第１の実施形態の動作を説明する波形図である。
【図７】逆位相制御する調光器を使用した場合の、第１の実施形態の動作を説明する波形図である。
【図８】第２の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。
【図９】第３の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。
【図１０】第４の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。
【図１１】逆位相制御する調光器を使用した場合の、第４の実施形態の動作を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る電源装置を含む照明装置を例示する回路図である。  
電源装置１は、入力フィルタコンデンサ１１と、整流回路１０と、スイッチング回路１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８と、を備えている。電源装置１は、交流電源２から調光器３を介して供給される出力電圧ＶＣＴを入力して、照明負荷４に電力を供給する。
【００１１】
照明負荷４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの照明光源を有する。交流電源２は、例えば１００ボルトなどの商用電源である。図１においては、調光器３として、電源電圧ＶＩＮを供給する一対の電源ラインの一方の端子５、７間に直列に挿入された回路を例示したが、他の回路でもよい。
【００１２】
調光器３としては、交流電圧のゼロクロス直後から遮断されるとともに特定の位相で導通する位相制御（リーディングエッジ（leading edge）型）の方式と、交流電圧のゼロクロス直後から導通するとともに特定の位相で遮断される逆位相制御（トレーリングエッジ（trailing edge）型)の方式と、がある。
【００１３】
位相制御する調光器は、回路構成が簡単であり、比較的大きな電力負荷を扱うことができる。しかし、トライアックが使用されている場合は、軽負荷動作が困難であり、電源電圧が一時的に低下するいわゆる電源ディップが発生すると不安定動作に陥りやすい。容量性負荷を接続した場合は、突入電流が発生するため容量性負荷との相性が悪いなどの問題がある。
【００１４】
逆位相制御する調光器は、軽負荷でも動作可能である。容量性負荷を接続しても突入電流は、発生しない。電源ディップが発生しても、調光器は、安定に動作する。しかし、回路構成は、比較的複雑となる。温度が上昇し易いため、重負荷に向かない。誘導性負荷を接続した場合は、サージが発生するなどの問題がある。
【００１５】
調光器の負荷として、例えば白熱電球などの低インピーダンス素子が接続される場合は、交流電圧の全位相で電流が流れるため、調光器は、誤動作しない。しかし、調光器の負荷として、例えばＬＥＤなどの照明光源を点灯させる電源装置が接続される場合は、交流電圧の位相に応じて入力インピーダンスが変化するため、線路の電流変動が大きく、調光器は、誤動作する可能性がある。入力フィルタコンデンサ１１の影響により、調光器を通った後の交流波形が歪む可能性もある。
【００１６】
図２は、位相制御する調光器を例示する回路図である。  
調光器２８は、電源ラインに直列に挿入されたトライアック１２と、トライアック１２に直列に接続されたインダクタ１０１と、トライアック１２とインダクタ１０１の直列回路に並列に接続された位相回路１３と、トライアック１２のゲートと位相回路１３との間に接続されたダイアック１４と、トライアック１２とインダクタ１０１の直列回路に並列に接続されたコンデンサ１００と、を有する。
【００１７】
トライアック１２は、通常は主電極間が遮断状態であり、ゲートにパルス信号が入力されると導通する。トライアック１２は、交流の電源電圧ＶＩＮが正極性のときと負極性のときの双方向に電流を流すことができる。  
位相回路１３は、可変抵抗１５とタイミングコンデンサ１６とを有し、タイミングコンデンサ１６の両端に位相が遅延した電圧を生成する。可変抵抗１５の抵抗値を変化させると、時定数が変化し、遅延時間が変化する。  
ダイアック１４は、位相回路１３のコンデンサに充電される電圧が一定値を超えるとパルス電圧を生成し、トライアック１２を導通させる。
【００１８】
位相回路１３の時定数を変化させて、ダイアック１４がパルスを生成するタイミングを制御することにより、トライアック１２が導通するタイミングを調整することができる。この機能により、調光器２８は、位相制御が可能となる。  
インダクタ１０１は、トライアックの電流ＩＤｉの変化率ｄＩＤｉ／ｄｔを小さくすることで、トライアック１２の破壊を防止するために設けられている。コンデンサ１００は、インダクタ１０１による雑音の発生を防止するフィルタ用として、設けられてる。
【００１９】
照明光源にＬＥＤを使用した場合の問題点について説明する。  
トライアック１２を導通させるためには、位相回路１３に電流を流し、ダイアック１４を導通させる必要がある。言い換えると、調光器に電流を供給する必要がある。調光器の負荷として白熱電球が使用されている場合は、白熱電球のインピーダンスが低いため、交流電源２、調光器３、白熱電球、の経路で電流が流れ、調光器に電流が供給される。しかし、ＬＥＤ照明光源に図２に示すような調光器を使用した場合は、その前段に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータなどの影響により、インピーダンスが高い状態が存在するため、調光器に十分な電流が供給されない場合が生じる。
【００２０】
これ以外の問題について、図３を用いて説明する。  
図３は、位相制御する調光器の動作を説明するための波形図である。  
図３の（ａ）は交流の電源電圧ＶＩＮ、（ｂ）は出力電圧ＶＣＴ、（ｃ）はトライアックの電流ＩＤｉ、（ｄ）はトライアックの電流ＩＤｉ’をそれぞれ表す波形図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように交流の電源電圧ＶＩＮの絶対値は、ゼロクロス後に増加していく。図３（ｂ）に示すように位相回路１３の時定数によって定まる所定のタイミングで、トライアック１２は、導通する。トライアック１２は、電源電圧ＶＩＮが次にゼロクロスするまで、オン状態を保つ。トライアック１２の導通後、出力電圧ＶＣＴは、交流の電源電圧ＶＩＮとほぼ同じ電圧となり、負荷に応じたトライアックの電流ＩＤｉが流れる（図３（ａ）〜（ｃ））。
【００２２】
インダクタ１０１、コンデンサ１００が存在するため、トライアック１２を流れる電流は、導通した直後、振動する。この様子を図３の（ｄ）トライアック１２の電流ＩＤｉ’に示す。
【００２３】
一般に、トライアックには、保持電流が規定されている。これは、導通状態を保つための最低電流値である。図３のトライアック１２の電流ＩＤｉ’で、振動している電流の谷点Ｉｒの値が、トライアック１２の保持電流を下回った場合、トライアック１２は非導通となる可能性がある。つまり、誤動作する可能性がある。
【００２４】
このような誤動作に対する対策は、次の通りである。  
位相制御する調光器においては、非導通の期間に調光器の電源を供給する。導通直後の誤動作を防ぐため、電流の谷点Ｉｒを打ち消す電流を調光器に流す。つまり、調光器が非導通状態から導通状態に移行した直後に、調光器を通して所定の電流を流す必要がある。
【００２５】
次に、逆位相制御する調光器の場合について説明する。  
図４は、逆位相制御する調光器を例示する回路図である。  
調光器２９は、整流回路３０、３８と、半導体スイッチ３１と、フォトカプラ３４と、ダイオード３５と、抵抗３６と、コンデンサ３７、３９と、調光制御回路４０と、を有する。
【００２６】
整流回路３０は、一対の電源ラインの片側に直列に挿入されている。半導体スイッチ３１は、例えばＭＯＳ  ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）であり、整流回路３０の一対の出力端子間に接続されている。直列に接続されたダイオード３５、抵抗３６及びコンデンサ３７は、半導体スイッチ３１のドレイン・ソース間に接続されている。これらは、半導体スイッチ３１を導通させるバイアス回路である。ダイオード３５のアノードは、半導体スイッチ３１のドレインに接続され、ダイオード３５のカソードは、抵抗３６の一端に接続されている。抵抗３６の他端にコンデンサ３７の一端が接続され、コンデンサ３７の他端は半導体スイッチ３１のソースに接続されている。
【００２７】
フォトカプラ３４は、受光素子３２と、発光素子３３と、を有する。受光素子３２は、半導体スイッチ３１の制御端子（ゲート）と、バイアス回路を構成するコンデンサ３７と、の間に接続されている。フォトカプラ３４の受光素子３２が導通すると、コンデンサ３７の電圧が半導体スイッチ３１の制御端子に印加される。
【００２８】
整流回路３８は、一対の電源ラインに並列に接続されている。調光制御回路４０は、整流回路３８の一対の出力端子間に接続されている。フォトカプラ３４の発光素子３３は、調光制御回路４０の出力に接続されている。コンデンサ３９は平滑コンデンサであり、整流回路３８の一対の出力端子間に接続されている。
【００２９】
発光素子３３が発光すると、受光素子３２に光電流が流れて導通する。コンデンサ３７の電圧が、半導体スイッチ３１の制御端子に印加される。その結果、半導体スイッチ３１が導通し、調光器２９は、導通状態になる。発光素子３３が発光しないときは、受光素子３２に光電流は流れず、非導通状態となる。その結果、半導体スイッチ３１も非導通となり、調光器２９は、非導通状態になる。
【００３０】
調光制御回路４０は、発光素子３３を発光させるタイミングを調整して、位相制御を行い、調光器２９の負荷となる照明機器を調光する。調光制御回路４０には、例えばマイクロコンピュータが用いられる。
【００３１】
照明光源として、ＬＥＤを使用した場合の問題点について説明する。  
半導体スイッチ３１を導通させるための電圧は、コンデンサ３７より供給される。そのため、半導体スイッチ３１が非導通の期間に、コンデンサ３７を充電しておく必要がある。つまり、電流を供給する必要がある。位相制御する調光器を使用した場合と同様に、電源が供給されない場合が生じる。
【００３２】
これ以外の問題について、図５を用いて説明する。
図５は、逆位相制御する調光器の動作を説明するための波形図である。
図５（ａ）および（ｂ）に交流の電源電圧ＶＩＮ、出力電圧ＶＣＴの関係をそれぞれ示す。交流の電源電圧ＶＩＮがゼロクロスした直後より、半導体スイッチ３１は導通し、所定のタイミングで非導通となる。これらは、調光制御回路４０により制御される。次にゼロクロスするまで、調光器の出力は、入力から遮断された状態を保つ。このとき、入力端子５、６間に接続された入力フィルタコンデンサ１１には、半導体スイッチ３１が非導通となる直前の出力電圧ＶＣＴが充電されている。位相制御する調光器と同様、インピーダンスの高い回路の接続により、入力フィルタコンデンサ１１の電荷はなかなか放電されず、電圧波形は、歪むこととなる。この様子を図５の（ｃ）出力電圧ＶＣＴ’に示す。
【００３３】
ＬＥＤを使用した照明装置において、調光器より出力される交流電圧波形の導通角を計測し、これに応じて、ＬＥＤ光源への供給電流を調整する機能を設けることも考えられる。この機能は、調光器による輝度の設定を、ＬＥＤ光源の輝度に正確に反映させるために設ける。しかし、調光器の出力電圧波形が歪むと、導通角の計測が不正確となり、ＬＥＤ光源の輝度の調整も不正確となるという問題が生じる。
【００３４】
この問題に対する対策は、次の通りである。  
逆位相制御する調光器においても、非導通の期間に調光器の電流を供給する。調光器の出力電圧波形の歪みを防ぐため、入力フィルタコンデンサ１１の電荷を急速に放電する。このためには、調光器が導通状態から非導通状態に移行した直後に、入力フィルタコンデンサ１１の放電電流を流す必要がある。
【００３５】
図１に戻り、第１の実施形態についての説明を続ける。
スイッチング回路１７は、インダクタ１９と、スイッチング素子２１と、整流素子２０と、制御回路２２と、を有する。スイッチング素子２１は、例えばＭＯＳ  ＦＥＴである。整流素子２０は、例えばシリコンダイオードである。
【００３６】
インダクタ１９の一端は、整流回路１０の高電位出力端子５３に接続され、インダクタ１９の他端は、第１のスイッチング素子２１のドレインに接続されている。スイッチング素子２１のソースは、整流回路１０の低電位出力端子５４に接続されている。整流素子２０のアノードは、スイッチング素子２１のドレインに接続されている。整流素子２０のカソードは、スイッチング回路１７の高電位出力端子５５に接続されている。制御回路２２の出力は、スイッチング素子２１のゲートに接続されている。なお、整流回路１０の低電位出力端子５４とスイッチング回路１７の低電位出力端子５６は、スイッチング回路１７の内部で共通に接続されている。
【００３７】
スイッチング回路１７動作を、調光器の種類に分けて説明する。  
まず、図１の調光器３に図２に示した位相制御する調光器２８を使用した場合の動作を図６を用いて説明する。  
図６は、位相制御する調光器２８を使用した場合の、第１の実施形態の動作を説明する波形図である。  
図６の（ａ）は調光器の出力電圧ＶＣＴ、（ｂ）はスイッチング素子２１のゲート信号Ｓ１、（ｃ）はインダクタ１９の電流ＩＬ１、（ｄ）はスイッチング素子２１のドレイン電流ＩＱ１、（ｅ）は整流素子２０の電流ＩＤ１、をそれぞれ表す波形図である。
【００３８】
調光器２８が非導通の期間ｔ１に、スイッチング素子２１は、ゲートに信号が印加され、オン状態となる。前記した調光器の電源電流は、インダクタ１９とスイッチング素子２１を通して流れる。
【００３９】
調光器２８が導通している期間ｔ２に移行すると、スイッチング素子２１は、短期間のオン・オフ動作つまり、スイッチングを行う。調光器２８が導通しているため、通常の交流電圧が印加されており、インダクタ１９とスイッチング素子２１には、図６に示す比較的大きなピーク電流Ｉｐが流れる。スイッチング素子２１の定格電流を超えないよう、スイッチング素子２１のオン期間は、比較的短い期間に制限されている。スイッチング素子２１がオフすると、インダクタ１９の電流は、整流素子２０と後段のＤＣ−ＤＣコンバータ１８に設けられたコンデンサ２３を通して流れる。
【００４０】
このとき流れるＩｐにより、図３に関して前述した調光器２８のＩｒが打ち消されることとなる。図６に表した具体例では、スイッチング素子２１のスイッチングは２回であるが、本実施形態はこれには限定されず、必要な回数スイッチングを行って良い。インダクタ１９に流れた電流は、スイッチング素子２１がオフの期間に、コンデンサ２３を通して流れ、コンデンサ２３は充電される。この充電電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８の入力電力として使用される。つまり、調光器誤動作防止用に消費した電力の有効利用ができる。
【００４１】
所定の回数スイッチングを行った後、期間ｔ２の残りの期間に、スイッチング素子２１は、オフ状態を保つ。図６に表した電流Ｉｍは、スイッチング回路１７の動作によらない電流であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を通して給電され、照明機器点灯の用に供される電源装置本来の電流である。
【００４２】
次に、図１の調光器３に図４に示す逆位相制御する調光器２９を使用した場合の動作を図７を用いて説明する。  
図７は、逆位相制御する調光器２９を使用した場合の、第１の実施形態の動作を説明する波形図である。  
図７の（ａ）は調光器の出力電圧ＶＣＴ、（ｂ）はスイッチング素子２１のゲート信号Ｓ２、（ｃ）はインダクタ１９の電流ＩＬ２、（ｄ）はスイッチング素子２１のドレイン電流ＩＱ２、（ｅ）は整流素子２０の電流ＩＤ２、をそれぞれ表す波形図である。
【００４３】
調光器２９が導通状態の期間である期間ｔ２に、スイッチング素子２１は、オフ状態を保つ。調光器が導通し、ｔ１の期間に移行すると同時に、スイッチング素子２１は、スイッチングを開始する。インダクタ１９とスイッチング素子２１に電流Ｉｐが流れ、入力フィルタコンデンサ１１の電荷は、急速に放電される。図７に表した具体例においては、スイッチング素子２１のスイッチングは１回であるが、本実施形態はこれには限定されず、必要な回数スイッチングを行って良い。インダクタ１９に流れた電流は、スイッチング素子２１がオフの期間に、コンデンサ２３を通して流れ、電力の有効活用が図られるのは、位相制御する調光器を使用した場合と同じである。
【００４４】
所定の回数スイッチングを行った後、期間ｔ１の残りの期間に、スイッチング素子２１は、オン状態を保つ。位相制御する調光器を使用した場合と同様、調光器の電源電流は、インダクタ１９とスイッチング素子２１を通して流れる。図７に表した電流Ｉｍも、図６に表した電流Ｉｍと同様である。  
位相制御、逆位相制御のいずれの調光器を使用した場合であっても、前述したスイッチング素子２１のオン・オフ制御は、制御回路２２により行われる。
【００４５】
以上の説明で明らかな通り、図１のスイッチング回路は、昇圧型である。ただし、本実施形態のスイッチング回路は、昇降圧型であってもよい。
【００４６】
図１のＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、コンデンサ２３、および２７と、スイッチング素子２４と、整流素子２５と、インダクタ２６と、図示していない制御回路と、を有している。スイッチング素子２４は、例えばＭＯＳ  ＦＥＴである。整流素子２５は、例えばシリコンダイオードである。
【００４７】
コンデンサ２３は、スイッチング回路１７の出力端子に並列に接続されている。スイッチング素子２４のドレインは、スイッチング回路１７の高電位出力端子５５に接続され、スイッチング素子２４のソースは、整流素子２５のカソードとインダクタ２６の一端に接続されている。整流素子２５のアノードは、スイッチング回路１７の低電位出力端子５６に接続されている。インダクタ２６の他端は、コンデンサ２７の一端に接続されている。コンデンサ２７の他端は、スイッチング回路１７の低電位出力端子５６に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１８の出力は、コンデンサ２７の両端から取り出され、照明負荷４に供給される。
【００４８】
図示したＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、通常の降圧コンバータである。スイッチング素子２４がオン・オフ制御され、スイッチング回路１７から出力された電圧を、照明負荷４に必要な電圧に変換する。ただし、本実施形態はこれには限定されず、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、昇圧型、昇降圧型であってもよい。
【００４９】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。  
本実施形態によれば、調光器が非導通の期間に、調光器に電流を流し、電源を供給するという効果が得られる。また、調光器の導通位相角を確実に認識することができる。位相制御型の調光器が使用されている場合は、調光器が非導通から導通状態に移行した際、調光器の誤動作を防止するという効果が得られる。逆位相制御型の調光器が使用されている場合は、調光器が導通から非導通状態に移行した際、入力フィルタコンデンサ１１の電荷を急速に放電する。調光器の出力電圧波形の歪みを防止できるという効果が得られる。これら、調光器に流した電流は、スイッチング回路１７により変換されて、後段のＤＣ−ＤＣコンバータに供給される。電力の有効利用もでき、省電力化できるという効果も得られる。
【００５０】
（第２実施形態）  
図８は、第２の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。  
電源装置４１は、入力フィルタコンデンサ１１と、整流回路１０と、スイッチング回路４２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８と、を備えている。
【００５１】
スイッチング回路４２は、インダクタ１９と、スイッチング素子２１と、整流素子２０、４３と、制御回路２２と、を有する。整流素子４３は例えば、シリコンダイオードである。
【００５２】
整流素子４３のアノードが整流回路１０の高電位出力端子５３に接続され、カソードが高電位出力端子５５に接続されている。これ以外は、図１のスイッチング回路１７と同様とすることができる。
【００５３】
スイッチング回路４２における、スイッチング素子２１の動作は、図１のスイッチング回路１７と同じである。スイッチング素子２１がオンのとき、調光器の電源電流、誤動作防止電流および、入力フィルタコンデンサ１１の放電電流が、インダクタ１９とスイッチング素子２１を通して流れる。スイッチング素子２１がオフになると、インダクタ１９に流れていた電流は、整流素子２０を通してコンデンサ２３に流れ、コンデンサ２３を充電する。一方、図７に表した、電源装置本来の電流Ｉｍは、インダクタ１９を経由せず、整流素子４３を通して流れる。インダクタ１９には、比較的大きな電流Ｉｍが流れないため、インダクタ１９を低飽和電流型のインダクタとすることができる。一般に、低飽和電流型のインダクタは、小型となる。
【００５４】
第２の実施形態の効果について説明する。  
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、調光器が非導通の期間に、電源を供給するという効果が得られる。また、調光器の導通位相角を確実に認識することができる。位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の誤動作を防止する効果も得られる。逆位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の出力電圧波形の歪みを防止する効果も得られる。調光器に流した電流を変換し、ＤＣ−ＤＣコンバータに供給することで、省電力できるという効果も得られる。このほか、第２の実施形態によれば、インダクタ１９を小型化できるという効果も得られる。
【００５５】
（第３実施形態）  
図９は、第３の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。  
電源装置４４は、入力フィルタコンデンサ１１と、整流回路１０と、スイッチング回路４５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８と、を備えている。
【００５６】
スイッチング回路４５は、インダクタ１９と、スイッチング素子２１と、整流素子２０と、電流検出手段を構成する抵抗４６と、制御回路４７と、を有する。  
抵抗４６は、スイッチング素子２１のソースと整流回路１０の低電位出力端子５４との間に接続されている。スイッチング素子２１のソースは、制御回路４７の入力端子に接続にされている。これ以外は、図１のスイッチング回路１７と同様とすることができる。  
制御回路４７は、制御回路２２の機能に加え、抵抗４６両端の電圧を測定することにより、スイッチング素子２１のドレイン電流ＩＱを検出する機能も有する。
【００５７】
この機能により、図６に関して前述したように、スイッチング素子２１のドレイン電流ＩＱのピーク電流Ｉｐが所定の値、例えばスイッチング素子２１の定格電流に達する前にスイッチング素子２１をオフすることができる。その結果として、スイッチング素子２１の破壊を防ぐことが可能となる。
【００５８】
第３の実施形態の効果について説明する。  
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、調光器が非導通の期間に、電源を供給するという効果が得られる。また、調光器の導通位相角を確実に認識することができる。位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の誤動作を防止する効果も得られる。逆位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の出力電圧波形の歪みを防止する効果も得られる。調光器に流した電流を変換し、ＤＣ−ＤＣコンバータに供給することで、省電力できるという効果も得られる。このほか、第３の実施形態によれば、スイッチング素子２１の破壊を防ぎ、信頼性の高い電源回路を供給することができるという効果も得られる。
【００５９】
（第４実施形態）  
図１０は、第４の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。  
図１０の電源装置４８は、入力フィルタコンデンサ１１、整流回路１０、スイッチング回路４９、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８、を備えている。
【００６０】
スイッチング回路４９は、インダクタ１９と、スイッチング素子２１と、整流素子２０と、入力電圧検出手段を構成する、抵抗５０、５１と、制御回路５２と、を有する。
【００６１】
直列に接続された抵抗５０、５１は、整流回路１０の高電位出力端子５３と低電位出力端子５４との間に接続されている。抵抗５０と抵抗５１との接続点は、制御回路５２の入力端子に接続されている。入力電圧を抵抗５０、５１で分圧した電圧が、制御回路５２に入力されることとなる。これ以外は、図１のスイッチング回路１７と同様とすることができる。
【００６２】
制御回路５２は、制御回路２２の機能に加えて、調光器が逆位相制御型の場合に、調光器が非導通となる時期を予測し、調光器が非導通となる前からスイッチング素子２１のスイッチング動作を開始する機能も有する。本実施形態においては、前述した入力電圧検出手段により、調光器出力電圧の波形を監視する。制御回路５２は、調光器が逆位相型か否かの判定、調光器導通期間の測定を行い、次に調光器が非導通となる時期を予測し、スイッチング素子２１を駆動する。
【００６３】
次に、図１０の電源装置４８に図４に示す逆位相制御する調光器２９を使用した場合の動作を図１１を用いて説明する。  
図１１は、逆位相制御する調光器２９を使用した場合の、第４の実施形態の電源装置４８の動作を説明する波形図である。
図１１の（ａ）は調光器の出力電圧ＶＣＴ、（ｂ）はスイッチング素子２１のゲート信号Ｓ３、（ｃ）はインダクタ１９の電流ＩＬ３、をそれぞれ表す波形図である。
【００６４】
図１１に表したように、ゲート信号Ｓ３は、調光器が非導通となり、出力電圧ＶＣＴが低下し始める前から、出力される。スイッチング素子２１は、図１の実施形態よりも早いタイミングで、オンする。電流ＩＬ３は、早く立ち上がり、出力電圧ＶＣＴの電圧を急速に低下させことができる。このようにして、入力フィルタコンデンサ１１の電圧を急速に放電させることが可能とされている。
【００６５】
第４の実施形態の効果について説明する。  
第１の実施形態と同様に、調光器が非導通の期間に、電源を供給するという効果が得られる。また、調光器の導通位相角を確実に認識することができる。位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の誤動作を防止する効果も得られる。逆位相制御型の調光器が使用されている場合には、調光器の出力電圧波形の歪みを防止する効果も得られる。調光器に流した電流を変換し、ＤＣ−ＤＣコンバータに供給することで、省電力できるという効果も得られる。このほか、第４の実施形態では、入力フィルタに充電されている電圧を急速に放電することにより、第１の実施形態以上に、調光器出力電圧波形の歪みを防止する効果も得られる。
【００６６】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明したが、それらに限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。  
例えば、スイッチング回路またはＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子はＧａＮ系ＨＥＭＴでもよい。例えば、半導体基板に炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）やダイヤモンドのようなワイドバンドギャップを有する半導体（ワイドバンドギャップ半導体）を用いて形成した半導体素子でもよい。ここで、ワイドバンドギャップ半導体とは、バンドギャップが約１．４ｅＶのヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）よりもバンドギャップの広い半導体をいう。例えば、バンドギャップが１．５ｅＶ以上の半導体、リン化ガリウム（ＧａＰ、バンドギャップ約２．３ｅＶ）、窒化ガリウム（ＧａＮ、バンドギャップ約３．４ｅＶ）、ダイアモンド（Ｃ、バンドギャップ約５．２７ｅＶ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ、バンドギャップ約５．９ｅＶ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが含まれる。
【００６７】
なお、照明負荷４はＬＥＤに限らず、例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）やＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）などでもよい。照明負荷１４には、複数の照明光源１６が直列又は並列に接続されていてもよい。
【００６８】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。  
しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００６９】
また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも実施形態の特徴を含む限り実施形態の範囲に包含される。その他、実施形態の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても実施形態の範囲に属するものと了解される。
【００７０】
本発明の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】
【００７１】
１…電源装置、  ２…交流電源、  ３…調光器、  ４…照明負荷、  ５、６…入力端子、  ７…端子、  ８、９…出力端子、  １０…整流回路、  １１…入力フィルタコンデンサ、  １２…トライアック、  １３…位相回路、  １４…ダイアック、  １５…可変抵抗、  １６…タイミングコンデンサ、  １７…スイッチング回路、  １８…ＤＣ−ＤＣコンバータ、  １９…インダクタ、  ２０…整流素子、  ２１…スイッチング素子、  ２２…制御回路、  ２３…コンデンサ、  ２４…スイッチング素子、  ２５…整流素子、  ２６…インダクタ、  ２７…コンデンサ、  ２８…調光器、  ２９…調光器、  ３０…整流回路、  ３１…半導体スイッチ、  ３２…受光素子、  ３３…発光素子、  ３４…フォトカプラ、  ３５…ダイオード、  ３６…抵抗、  ３７…コンデンサ、  ３８…整流回路、  ３９…コンデンサ、  ４０…調光制御回路、  ４１…電源装置、  ４２…スイッチング回路、  ４２…整流素子、  ４３…整流素子、  ４４…電源装置、  ４５…スイッチング回路、  ４６…抵抗、  ４７…制御回路、  ４８…電源装置、  ４９…スイッチング回路、  ５０、５１…抵抗、  ５２…制御回路、  ５３…高電位出力端子、  ５４…低電位出力端子、  ５５…高電位出力端子、  ５６…低電位出力端子  １００…コンデンサ、  １０１…インダクタ  、１０００…照明装置
【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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