(57)【要約】【課題】簡易な構成で高力率化と出力の広範囲化とを両立することができる電源装置および、これを用いた照明器具を提供する。【解決手段】電源装置１は、整流回路３と平滑コンデンサＣ３と１石式電圧共振型のコンバータ回路５と力率改善回路４と機能制御回路７とを備える。コンバータ回路５は、スイッチング素子Ｑ１および共振回路５１を有し、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることで、共振回路５１の共振を制御し、て光源９（負荷）に供給する直流の出力を生成する。力率改善回路４は、共振電圧（ドレイン電圧Ｖ４，一次側電圧Ｖ５）を用いて、交流電源Ｅ１から平滑コンデンサＣ３に入力電流を取り込む力率改善機能を有する。機能制御回路７は、コンバータ回路５の出力が所定値未満である場合に力率改善機能を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から入力される交流電圧を整流した脈流電圧を生成する整流回路と、
前記脈流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
第１のスイッチング素子および共振回路を有し、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで、前記共振回路の共振を制御し、前記平滑コンデンサの両端電圧を入力として負荷に供給する直流の出力を生成する１石式電圧共振型のコンバータ回路と、
前記共振回路の共振によって発生する共振電圧を用いて、前記交流電源から前記平滑コンデンサに入力電流を取り込む力率改善機能を有する力率改善回路と、
前記コンバータ回路の出力が所定値以上である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記コンバータ回路の出力が前記所定値未満である場合に前記力率改善機能を停止させる機能制御回路とを備える
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記コンバータ回路は、出力用のトランスと、第１のコンデンサと、前記第１のスイッチング素子に並列接続される第１のダイオードとを有し、
前記共振回路は、前記トランスの一次巻線と前記第１のコンデンサとを含んで構成され、
前記力率改善回路は、第２のコンデンサと第２のダイオードとの並列回路を有し、
前記機能制御回路は、前記第２のコンデンサに並列接続される第２のスイッチング素子を有し、
前記整流回路の出力端間に、前記力率改善回路と前記平滑コンデンサとが直列接続され、
前記平滑コンデンサの両端間に、前記トランスの一次巻線と前記第２のスイッチング素子とが直列接続され、
前記一次巻線と前記第２のスイッチング素子との接続中点と、前記力率改善回路の前記整流回路側の端部との間に前記第２のコンデンサが接続され、
前記トランスの二次巻線からの出力が前記負荷に供給され、
前記機能制御回路は、前記第２のスイッチング素子をオフすることで前記力率改善機能を実行させ、前記第２のスイッチング素子をオンすることで前記力率改善機能を停止させる
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記コンバータ回路の出力電圧を検出する第１の電圧検出回路を備え、
前記機能制御回路は、前記第１の電圧検出回路の検出値が第１の閾値以上である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記第１の電圧検出回路の検出値が前記第１の閾値未満である場合に前記力率改善機能を停止させる
ことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する第２の電圧検出回路を備え、
前記機能制御回路は、前記第２の電圧検出回路の検出値が第２の閾値未満である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記第２の電圧検出回路の検出値が前記第２の閾値以上である場合に前記力率改善機能を停止させる
ことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項５】
前記負荷は、光源である
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置と、
前記電源装置から電力供給される光源と、
前記電源装置および前記光源が設けられる器具本体とを備える
ことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置および、これを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、構成が簡易な１石式電圧共振型インバータ回路に、力率改善回路としても機能するチャージポンプ回路を接続することで力率改善を図った電源装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１５５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の電源装置において、この電源装置に接続される負荷が軽い場合に１石式電圧共振型インバータ回路のスイッチング素子のオン・オフ駆動が停止するという問題があった。そのため、従来の電源装置は、スイッチング素子のオン・オフ駆動が継続する程度までしか出力を低減させることができず、出力範囲が狭いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で高力率化と出力の広範囲化とを両立することができる電源装置および、これを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源装置は、交流電源から入力される交流電圧を整流した脈流電圧を生成する整流回路と、前記脈流電圧を平滑する平滑コンデンサと、第１のスイッチング素子および共振回路を有し、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで、前記共振回路の共振を制御し、前記平滑コンデンサの両端電圧を入力として負荷に供給する直流の出力を生成する１石式電圧共振型のコンバータ回路と、前記共振回路の共振によって発生する共振電圧を用いて、前記交流電源から前記平滑コンデンサに入力電流を取り込む力率改善機能を有する力率改善回路と、前記コンバータ回路の出力が所定値以上である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記コンバータ回路の出力が前記所定値未満である場合に前記力率改善機能を停止させる機能制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この電源装置において、前記コンバータ回路は、出力用のトランスと、第１のコンデンサと、前記第１のスイッチング素子に並列接続される第１のダイオードとを有し、前記共振回路は、前記トランスの一次巻線と前記第１のコンデンサとを含んで構成され、前記力率改善回路は、第２のコンデンサと第２のダイオードとの並列回路を有し、前記機能制御回路は、前記第２のコンデンサに並列接続される第２のスイッチング素子を有し、前記整流回路の出力端間に、前記力率改善回路と前記平滑コンデンサとが直列接続され、前記平滑コンデンサの両端間に、前記トランスの一次巻線と前記第２のスイッチング素子とが直列接続され、前記一次巻線と前記第２のスイッチング素子との接続中点と、前記力率改善回路の前記整流回路側の端部との間に前記第２のコンデンサが接続され、前記トランスの二次巻線からの出力が前記負荷に供給され、前記機能制御回路は、前記第２のスイッチング素子をオフすることで前記力率改善機能を実行させ、前記第２のスイッチング素子をオンすることで前記力率改善機能を停止させることが好ましい。
【０００８】
この電源装置において、前記コンバータ回路の出力電圧を検出する第１の電圧検出回路を備え、前記機能制御回路は、前記第１の電圧検出回路の検出値が第１の閾値以上である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記第１の電圧検出回路の検出値が前記第１の閾値未満である場合に前記力率改善機能を停止させることが好ましい。
【０００９】
この電源装置において、前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する第２の電圧検出回路を備え、前記機能制御回路は、前記第２の電圧検出回路の検出値が第２の閾値未満である場合に前記力率改善機能を実行させ、前記第２の電圧検出回路の検出値が前記第２の閾値以上である場合に前記力率改善機能を停止させることが好ましい。
【００１０】
この電源装置において、前記負荷は、光源であることが好ましい。
【００１１】
本発明の照明器具は、上記の電源装置と、前記電源装置から電力供給される光源と、前記電源装置および前記光源が設けられる器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明では、構成が簡易な１石式電圧共振型のコンバータ回路と、力率改善機能を有する力率改善回路と、コンバータ回路の出力が小さい場合に力率改善機能を停止させる機能制御回路とを備える。これにより、簡易な構成で、高力率化と出力の広範囲化とを両立することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の電源装置の回路構成図である。
【図２】実施形態１の電源装置において電流の流れを示す回路構成図である。
【図３】実施形態１の電源装置において電流の流れを示す回路構成図である。
【図４】実施形態１の電源装置において電流の流れを示す回路構成図である。
【図５】実施形態１の電源装置において電流の流れを示す回路構成図である。
【図６】実施形態１の電源装置において電流の流れを示す回路構成図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）実施形態１の電源装置の波形図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）従来の電源装置における軽負荷時の波形図である。
【図９】実施形態１の電源装置の別構成の回路構成図である。
【図１０】実施形態１の電源装置の別構成の回路構成図である。
【図１１】実施形態１の電源装置の別構成の回路構成図である。
【図１２】実施形態２の照明器具の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態１）
本実施形態の電源装置１の回路構成図を図１に示す。
【００１６】
本実施形態の電源装置１は、整流回路３と平滑コンデンサＣ３と１石式電圧共振型のコンバータ回路５と力率改善回路４と機能制御回路７とを備える。整流回路３は、交流電源Ｅ１から入力される交流電圧Ｖ１を整流した脈流電圧Ｖ２を生成する。平滑コンデンサＣ３は、脈流電圧Ｖ２を平滑する。コンバータ回路５は、スイッチング素子Ｑ１および共振回路５１を有し、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることで、共振回路５１の共振を制御し、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３を入力として光源９（負荷）に供給する直流の出力を生成する。力率改善回路４は、共振回路５１の共振によって発生する共振電圧（ドレイン電圧Ｖ４，一次側電圧Ｖ５）を用いて、交流電源Ｅ１から平滑コンデンサＣ３に入力電流を取り込む力率改善機能を有する。機能制御回路７は、コンバータ回路５の出力が所定値以上である場合に力率改善機能を実行させ、コンバータ回路５の出力が所定値未満である場合に力率改善機能を停止させる。
【００１７】
以下に、本実施形態の電源装置１の構成について説明する。
【００１８】
本実施形態の電源装置１は、フィルタ回路２と整流回路３と平滑コンデンサＣ３とコンバータ回路５と力率改善回路４と機能制御回路７とを備える。そして、電源装置１は、交流電源Ｅ１を入力電源として、負荷である光源９に直流電力を供給する。
【００１９】
フィルタ回路２は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２とインダクタＬ１とでπ型ローパスフィルタ回路を構成している。具体的には、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２は、交流電源Ｅ１の出力端間（電源装置１の入力端間）に接続され、インダクタＬ１は、コンデンサＣ１−コンデンサＣ２間に接続される。そして、フィルタ回路２は、交流電源Ｅ１から入力される交流電圧Ｖ１からノイズを除去する。
【００２０】
整流回路３は、フィルタ回路２の後段に接続されており、ダイオードブリッジ回路で構成されている。そして、整流回路３は、交流電圧Ｖ１を全波整流した脈流電圧Ｖ２を生成する。
【００２１】
整流回路３の出力端間には、インダクタＬ２と力率改善回路４と平滑コンデンサＣ３とが記載順に直列接続される。平滑コンデンサＣ３は、インダクタＬ２，力率改善回路４を介して脈流電圧Ｖ２が入力され、この脈流電圧Ｖ２を平滑する。また、インダクタＬ２は、脈流電圧Ｖ２からノイズを除去するノイズフィルタとして機能する。
【００２２】
力率改善回路４は、ダイオードＤ１（第２のダイオード）とコンデンサＣ４（第２のコンデンサ）とが並列接続されたチャージポンプ回路で構成されており、交流電源Ｅ１から平滑コンデンサＣ３に入力電流を取り込む力率改善機能を有する。なお、力率改善機能については後述する。
【００２３】
コンバータ回路５は、出力用のトランスＴ１とスイッチング素子Ｑ１とコンデンサＣ５とダイオードＤ２〜Ｄ４とインダクタＬ３と平滑コンデンサＣ６とで１石式電圧共振型のフォワードコンバータ回路を構成している。具体的には、平滑コンデンサＣ３の両端間に、トランスＴ１の一次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１と電流検出用抵抗Ｒ１とが記載順に直列接続される。スイッチング素子Ｑ１（第１のスイッチング素子）は、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor）で構成されている。ダイオードＤ２（第１のダイオード）は、スイッチング素子Ｑ１と電流検出用抵抗Ｒ１との直列回路に並列接続されており、アノードが平滑コンデンサＣ３の負極に接続され、カソードがスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続される。なお、ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｑ１の寄生ダイオードで構成されていてもよい。コンデンサＣ５（第１のコンデンサ）は、トランスＴ１の一次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１との接続中点と、力率改善回路４の整流回路３側の端部すなわちダイオードＤ１のアノードとインダクタＬ２との接続中点との間に接続されている。本実施形態では、トランスＴ１の一次巻線ｎ１と、コンデンサＣ５とで共振回路５１を構成している。なお、回路状態に応じて、力率改善回路４のコンデンサＣ４も共振回路５１に含まれる。トランスＴ１の二次巻線ｎ２の両端間に、ダイオードＤ３とインダクタＬ３と平滑コンデンサＣ６とが記載順に直列接続される。ダイオードＤ４は、インダクタＬ３と平滑コンデンサＣ６の直列回路に並列接続されており、アノードが平滑コンデンサＣ６の負極に接続され、カソードがインダクタＬ３に接続される。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ１は、駆動回路６１によってオン・オフ駆動される。駆動回路６１は、フリップフロップ回路で構成されており、Ｓ端子に電圧検出回路６２が接続され、Ｒ端子に電流検出回路６３が接続され、Ｑ端子にスイッチング素子Ｑ１のゲートが接続される。電圧検出回路６２は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電圧Ｖ４を測定しており、このドレイン電圧Ｖ４がゼロになると、駆動回路６１にセット信号を出力する。駆動回路６１は、電圧検出回路６２からセット信号が入力されると、スイッチング素子Ｑ１に出力する駆動信号をＨレベルに設定し、スイッチング素子Ｑ１をターンオンする。電流検出回路６３は、電流検出用抵抗Ｒ１の両端電圧を測定することで、スイッチング素子Ｑ１に流れるドレイン電流を測定しており、このドレイン電流が閾値Ｔｈ１に達すると、駆動回路６１にリセット信号を出力する。駆動回路６１は、電流検出回路６３からリセット信号が入力されると、スイッチング素子Ｑ１に出力する駆動信号をＬレベルに設定し、スイッチング素子Ｑ１をターンオフする。上記動作を繰り返すことによって、駆動回路６１は、スイッチング素子Ｑ１はオン・オフ駆動する。そして、コンバータ回路５は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３を入力として、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることによって、平滑コンデンサＣ６の両端間に直流電圧Ｖ６を生成する。
【００２５】
平滑コンデンサＣ６の両端間には、負荷として光源９が接続される。光源９は、複数のＬＥＤ９１（Light-Emitting-Diode）が直列接続されることで構成されており、コンバータ回路５から直流電流が供給されることによって点灯する。なお、光源９は、複数のＬＥＤ９１が並列または直並列接続された構成でもよいし、単数のＬＥＤ９１で構成されていてもよい。また、負荷は、光源９に限定せず、直流電力が供給されることによって駆動する他の電気負荷であってもよい。
【００２６】
また、本実施形態の電源装置１は、力率改善回路４が有する力率改善機能を実行または停止させる機能制御回路７を備える。機能制御回路７は、スイッチング素子Ｑ２と駆動回路７１とを有する。スイッチング素子Ｑ２（第２のスイッチング素子）は、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、力率改善回路４と並列すなわちダイオードＤ１およびコンデンサＣ４に並列接続される。このスイッチング素子Ｑ２は、駆動回路７１によってオン・オフされる。駆動回路７１は、電圧検出回路８１の検出値に基づいてスイッチング素子Ｑ２をオン・オフする。電圧検出回路８１（第２の電圧検出回路）は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３を検出している。そして、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が閾値Ｔｈ２（第２の閾値）未満である場合にスイッチング素子Ｑ２をオフし、力率改善機能を実行させる。一方、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が閾値Ｔｈ２以上である場合にスイッチング素子Ｑ２をオンし、力率改善機能を実行させる。
【００２７】
次に、力率改善回路４による力率改善機能について、図２〜図６に示す回路構成図および、図７（ａ）〜（ｃ）に示す波形図を用いて説明する。なお、図２〜図６において、主な電流の流れを破線矢印で示している。また、図７（ａ）は一次巻線ｎ１の両端電圧（以降、一次側電圧Ｖ５と称す）の波形図、図７（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のドレイン電圧Ｖ４の波形図、図７（ｃ）はスイッチング素子Ｑ１のドレイン電流の波形図である。
【００２８】
まず、コンバータ回路５の出力が定格（光源９が定格点灯）である場合について説明する。なお、このとき機能制御回路７のスイッチング素子Ｑ２はオフされ、力率改善機能が実行している状態として説明する。
【００２９】
スイッチング素子Ｑ１がオンされると、平滑コンデンサＣ３→トランスＴ１の一次巻線ｎ１→スイッチング素子Ｑ１→電流検出用抵抗Ｒ１→平滑コンデンサＣ３のループＸ１で電流が流れる（図２参照）。このとき、一次巻線ｎ１には、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が印加され、二次巻線ｎ２には、一次巻線ｎ１と二次巻線ｎ２との巻数比に応じた電圧が発生し、平滑コンデンサＣ６が充電される。そして、平滑コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ６が光源９に印加されることで、各ＬＥＤ９１に直流電流が流れ点灯する。
【００３０】
次に、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流が閾値Ｔｈ１に達すると、駆動回路６１はスイッチング素子Ｑ１をオフする（図７（ｃ）参照）。これによって、トランスＴ１の一次巻線ｎ１に蓄積されたエネルギーを初期値として共振回路５１が共振を開始し、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電圧Ｖ４が上昇する。上述したように、平滑コンデンサＣ３の両端間に、トランスＴ１の一次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続されている。したがって、トランスＴ１の一次側電圧Ｖ５と、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電圧Ｖ４との和が、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３となる（図７（ａ）（ｂ）参照）。なお、ここでは電流検出用抵抗Ｒ１の両端電圧を無視して説明する。
【００３１】
共振回路５１が共振を開始すると、まず、一次巻線ｎ１→コンデンサＣ５→ダイオードＤ１→一次巻線ｎ１のループＸ２で電流が流れる（図３参照）。なお、このときの共振回路５１は、一次巻線ｎ１とコンデンサＣ５とで構成される。そして、共振電流が反転すると、一次巻線ｎ１→コンデンサＣ４→コンデンサＣ５→一次巻線ｎ１のループＸ３で電流が流れる（図４参照）。なお、このときの共振回路５１は、一次巻線ｎ１とコンデンサＣ４とコンデンサＣ５とで構成され、コンデンサＣ４が充電される。
【００３２】
ここで、ループＸ３で電流が流れている際に、共振電圧（ドレイン電圧Ｖ４）および脈流電圧Ｖ２の変動によって、インダクタＬ２と力率改善回路４の接続中点の電圧Ｖ７が脈流電圧Ｖ２よりも小さくなる場合がある。このとき、交流電源Ｅ１→整流回路３→インダクタＬ２→コンデンサＣ５→一次巻線ｎ１→平滑コンデンサＣ３→整流回路３→交流電源Ｅ１のループＸ４で電流が流れる（図５参照）。すなわち、力率改善回路４によって、交流電源Ｅ１から平滑コンデンサＣ３に入力電流が取り込まれる。
【００３３】
そして、共振回路５１の共振が完了（ドレイン電圧Ｖ４がゼロ）になると、ダイオードＤ２が順バイアスされ、ダイオードＤ２→一次巻線ｎ１→平滑コンデンサＣ３→ダイオードＤ２のループＸ５で電流が流れる（図６参照）。そして、再びスイッチング素子Ｑ１がターンオンされる。以降は、上記動作を繰り返す。
【００３４】
このように、力率改善回路４によってループＸ４が形成され、交流電源Ｅ１から平滑コンデンサＣ３に入力電流が取り込まれる期間が増加することによって、力率が向上（改善）する。
【００３５】
次に、コンバータ回路５の出力を低減、すなわち光源９を調光制御する場合について説明する。本実施形態では、コンバータ回路５の出力を低減するために、電流検出回路６３に設定する閾値Ｔｈ１を小さくすることで、スイッチング素子Ｑ１のオン時間Ｔｏｎを短くする。スイッチング素子Ｑ１のオン時間Ｔｏｎが短くなることによって、トランスＴ１の一次側から二次側へ伝達されるエネルギーが減少し、光源９を調光することができる。なお、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間は、共振回路５１の共振周波数によって決定されるので、コンバータ回路５の出力に関わらず一定である。
【００３６】
ここで、力率改善回路４の力率改善機能（チャージポンプ機能）を行いつつ、コンバータ回路５の出力低減（スイッチング素子Ｑ１のオン時間Ｔｏｎ短縮）を行った場合、以下の問題が発生する。この問題について図８（ａ）〜（ｃ）に示す波形図を用いて説明する。なお、図８（ａ）はトランスＴ１の一次側電圧Ｖ５の波形図、図８（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１のドレイン電圧Ｖ４の波形図、図８（ｃ）はスイッチング素子Ｑ１のドレイン電流の波形図である。
【００３７】
力率改善回路４の力率改善機能によって、平滑コンデンサＣ３には、交流電源Ｅ１から入力電流が取り込まれ、さらにコンデンサＣ４の両端電圧が脈流電圧Ｖ２と重畳して印加される。したがって、コンバータ回路５の出力が小さい（負荷が小さい）場合、負荷（光源９）で消費されないエネルギーによって、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が上昇する（図８（ａ）参照）。すなわち、コンバータ回路５の出力が小さくなるにつれて（負荷が軽くなるにつれて）、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が上昇する。平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３の上昇により、ドレイン電圧Ｖ４がゼロまで復帰できなくなる。これにより、電圧検出回路６２から駆動回路６１にセット信号が出力されず、スイッチング素子Ｑ１がターンオンできなくなる（図８（ｂ）（ｃ）参照）。そのため、従来では、共振回路５１の共振が継続可能な範囲でしかコンバータ回路５の出力を変動させることができず、負荷に光源９を用いた場合では調光範囲が狭くなっていた。
【００３８】
そこで、本実施形態では、コンバータ回路５の出力が所定値以上である場合に力率改善機能を実行させ、コンバータ回路５の出力が所定値未満である場合に力率改善機能を停止させる機能制御回路７を備える。上述したように、コンバータ回路５の出力が小さくなるにつれて、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が上昇する。そこで、機能制御回路７の駆動回路７１は、電圧検出回路８１が検出する平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３に基づいて、スイッチング素子Ｑ２をオン・オフする。具体的には、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が閾値Ｔｈ２未満である場合、コンバータ回路５の出力が所定値以上であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオフする。スイッチング素子Ｑ２がオフ状態である場合、上述した力率改善回路４の力率改善機能が実行し、高力率を得ることができる。
【００３９】
一方、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３が閾値Ｔｈ２以上である場合、コンバータ回路５の出力が所定値未満であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオンする。スイッチング素子Ｑ２がオン状態である場合、力率改善回路４の両端間が短絡され、力率改善機能が停止する。力率改善機能が停止されることによって、平滑コンデンサＣ３の上昇が抑制される。これにより、スイッチング素子Ｑ１のオン時間Ｔｏｎを従来よりもさらに短縮した場合であってもスイッチング素子Ｑ１のオン・オフ駆動を継続することができる。したがって、コンバータ回路５の出力をより低減することが可能となり、光源９をより深く調光することができる。すなわち、コンバータ回路５の出力範囲が広くなる。
【００４０】
このように、本実施形態では、コンバータ回路５の出力が所定値以上である場合、力率改善機能が実行して、高力率を得ることができる。そして、コンバータ回路５の出力が所定値未満である場合、力率改善機能が停止して、コンバータ回路５の出力をより低減させることができる。さらに、本実施形態では、コンバータ回路５は、１つのスイッチング素子Ｑ１を備える１石式電圧共振型コンバータ回路５で構成されており、２つのスイッチング素子を備える２石式のコンバータ回路５に比べて構成および制御が簡易である。すなわち、本実施形態の電源装置１は、簡易な構成で高力率化と出力の広範囲化とを両立することができる。
【００４１】
さらに、コンバータ回路５は、１石式電圧共振型コンバータ回路で構成されており、電圧共振を用いてスイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されるので、スイッチングノイズやスイッチング損失が低減される。さらに、スイッチング素子Ｑ１が高周波でオン・オフ駆動されることによって、トランスＴ１の小型化が可能となり、電源装置１の小型化も可能となる。
【００４２】
また、上記の構成では、力率改善回路４は、整流回路３−コンバータ回路５間におけるハイサイド側（高電位側）に設けられているが、ローサイド側（低電位側）に設けられた構成でもよい。図９に示すように、整流回路３の出力端間に、平滑コンデンサＣ３と力率改善回路４とインダクタＬ２とダイオードＤ５とが記載順に直列接続される。このように、力率改善回路４をローサイド側に設けることによって、力率改善回路４に並列接続されるスイッチング素子Ｑ２の駆動電圧を低く設定することができ、駆動回路の構成を簡易化することができる。
【００４３】
また、上記の構成では、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ３を検出することで、コンバータ回路５の出力が所定値未満であるか否かを間接的に検出しているが、図１０に示すように、コンバータ回路５の出力電圧を直接検出するように構成してもよい。電圧検出回路８２（第１の電圧検出回路）は、平滑コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ６を検出する。そして、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ６が閾値Ｔｈ３（第１の閾値）以上である場合、コンバータ回路５の出力が所定値以上であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオフして力率改善機能を実行させる。一方、駆動回路７１は、平滑コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ６が閾値Ｔｈ３未満である場合、コンバータ回路５の出力が所定値未満であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオンして力率改善機能を停止させる。
【００４４】
また、図１１に示すように、電流検出回路８３を用いて、コンバータ回路５の出力を検出するように構成してもよい。電流検出回路８３は、光源９に直列接続されており、コンバータ回路５から光源９に供給される直流電流を検出し、検出値を駆動回路７１に出力する。駆動回路７１は、光源９に流れる直流電流が閾値Ｔｈ４以上である場合、コンバータ回路５の出力が所定値以上であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオフして力率改善機能を実行させる。一方、駆動回路７１は、光源９に流れる直流電流が閾値Ｔｈ４未満である場合、コンバータ回路５の出力が所定値未満であると判断し、スイッチング素子Ｑ２をオンして力率改善機能を停止させる。
【００４５】
なお、駆動回路７１がスイッチング素子Ｑ２をオン・オフするために用いる閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４は、ヒステリシス幅をもっていてもよい。これにより、力率改善機能の実行・停止が切り替わった際におけるコンバータ回路５の出力の変動によって、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフが切り替わることを防止することができる。
【００４６】
また、外部から入力される調光信号が示す調光レベルに基づいて電流検出回路６３に閾値Ｔｈ１が設定される構成である場合、駆動回路７１は、調光信号が示す調光レベルに基づいて、力率改善機能を実行・停止するように構成してもよい。
【００４７】
（実施形態２）
本実施形態の照明器具１０の概略構成図を図１２に示す。本実施形態の照明器具１０は、実施形態１の電源装置１と、電源装置１から電力供給される光源９と、電源装置１および光源９が設けられる器具本体１１とを備える。
【００４８】
器具本体１１は、電源装置１を内部に収納する矩形箱状に形成され、外面における長手方向の両側に一対のソケット１２が設けられている。光源９は、内部に複数のＬＥＤ９１を内蔵する直管型に形成され、長手方向の両端に端子（図示なし）が設けられている。そして、光源９は、各端子がソケット１２に接続されることで、器具本体１１に取付けられ、電源装置１に電気的に接続される。そして、光源９は、電源装置１から直流電力が供給されることで点灯する。
【００４９】
本実施形態の照明器具１０は、実施形態１の電源装置１を備えているので、簡易な構成で高力率化と出力の広範囲化とを両立することができるという効果を得ることができる。なお、照明器具の形態は、上記に限定するものではなく、例えば天井に埋め込み設置されるダウンライトや机上に設置されるスタンド等であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  電源装置
２  フィルタ回路
３  整流回路
４  力率改善回路
５  コンバータ回路
５１  共振回路
７  機能制御回路
９  光源（負荷）
Ｃ３  平滑コンデンサ
Ｑ１  スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｃ５  コンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｄ２  ダイオード（第１のダイオード）
Ｃ４  コンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｄ１  ダイオード（第２のダイオード）
Ｑ２  スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
【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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