(57)【要約】【課題】ちらつきを抑えつつ低い調光レベルまで調光可能にする。【解決手段】負荷電流Ｉ３が流れる期間のうち、スイッチ素子１３がオンしている調整期間(例えば、時間ｔ＝ｔ０〜ｔ１)においては、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２の大半がインピーダンス調整部に流れることで負荷電流Ｉ３が減少する。つまり、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)が光源１０に並列接続されていない場合と比較して、動作期間Ｔ１において光源１０に流れる負荷電流Ｉ３の総量(積分値)が相対的に減少する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換部と、インピーダンス調整部と、第１制御部と、第２制御部とを備え、
前記電力変換部は、入力電力を、固体発光素子からなる光源に必要な直流電力に変換するように構成され、
前記インピーダンス調整部は、抵抗素子とスイッチ素子の直列回路からなり、且つ前記電力変換部に対して前記光源と並列に接続され、
前記第２制御部は、前記電力変換部を所定のバースト周期毎に前記バースト周期よりも長くない動作期間だけ動作させ、且つ前記バースト周期に対する前記動作期間の割合を伸縮するように構成され、
前記第１制御部は、前記動作期間において、前記動作期間よりも長くない所定の調整期間に前記スイッチ素子を導通させるように構成されることを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記動作期間を開始するタイミングに同期して前記調整期間を開始するか、あるいは、前記動作期間を終了するタイミングに同期して前記調整期間を終了するように構成されることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記第１制御部は、前記電力変換部の起動時において、前記光源の特性に対応した所定の第２動作期間だけ前記スイッチ素子を導通するように構成され、
前記第２制御部は、前記電力変換部の起動時において、前記電力変換部の出力から前記第２動作期間を計測し、且つ前記第２動作期間の計測値に対応して前記電力変換部の出力を調整するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の点灯装置。
【請求項４】
前記第１制御部は、前記動作期間の割合が増加するに連れて前記調整期間を短くし、且つ前記動作期間の割合が減少するに連れて前記調整期間を長くするように構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの点灯装置と、前記点灯装置を支持す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、光源を点灯する点灯装置に関し、特に発光ダイオードなどの固体発光素子からなる光源の点灯装置、並びに当該点灯装置を用いる照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱ランプや蛍光ランプに代えて、発光ダイオードや有機エレクトロルミネセンス(ＥＬ)素子などの固体発光素子が照明用の光源として普及してきている。例えば、特許文献１には、発光ダイオード(ＬＥＤ)からなる光源を点灯する点灯装置として、調光器から与えられる調光信号に応じてＬＥＤの光量を調整(調光)する点灯装置(固体光源点灯装置)が開示されている。
【０００３】
ところで、ＬＥＤの調光方式には、ＬＥＤに連続して流れる電流の大きさを変化させる調光方式(以下、ＤＣ調光方式と呼ぶ。)がある。また、別の調光方式として、ＬＥＤへの通電を周期的にオン・オフし、通電期間の比率(オンデューティ比)を変化させる方式(以下、バースト調光方式と呼ぶ。)などがある。さらに、特許文献１記載の従来例のように、ＤＣ調光方式とバースト調光方式を組み合わせる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２０４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＥＤを点灯する点灯回路には、通常、スイッチング電源回路が用いられる。そして、バースト調光方式においては、調光レベルが低くなるにつれてスイッチング電源回路がスイッチング動作を行う通電期間も短くなる。一方、スイッチング電源回路が通電期間内にスイッチング動作を行う回数は、同じ長さの通電期間であっても各回毎にばらつきが生じ、そのばらつきに起因して光源の光量も変動する。通電期間が比較的に長い場合、すなわち、調光レベルで指示される明るさが比較的に高い場合、動作回数のばらつきに起因した光量の変動が人に認識されることはなく、殆ど問題にならない。
【０００６】
しかしながら、通電期間が比較的に短い場合、すなわち、調光レベルで指示される明るさが比較的に低い場合、動作回数のばらつきに起因した光量の変動がちらつきとして人に認識され易くなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ちらつきを抑えつつ低い調光レベルまで調光可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の点灯装置は、電力変換部と、インピーダンス調整部と、第１制御部と、第２制御部とを備える。前記電力変換部は、入力電力を、固体発光素子からなる光源に必要な直流電力に変換するように構成される。前記インピーダンス調整部は、抵抗素子とスイッチ素子の直列回路からなり、且つ前記電力変換部に対して前記光源と並列に接続される。前記第２制御部は、前記電力変換部を所定のバースト周期毎に前記バースト周期よりも長くない動作期間だけ動作させ、且つ前記バースト周期に対する前記動作期間の割合を伸縮するように構成される。前記第１制御部は、前記動作期間において、前記動作期間よりも長くない所定の調整期間に前記スイッチ素子を導通させるように構成される。
【０００９】
この点灯装置において、前記第１制御部は、前記動作期間を開始するタイミングに同期して前記調整期間を開始するか、あるいは、前記動作期間を終了するタイミングに同期して前記調整期間を終了するように構成されることが好ましい。
【００１０】
この点灯装置において、前記第１制御部は、前記電力変換部の起動時において、前記光源の特性に対応した所定の第２動作期間だけ前記スイッチ素子を導通するように構成されることが好ましい。前記第２制御部は、前記電力変換部の起動時において、前記電力変換部の出力から前記第２動作期間を計測し、且つ前記第２動作期間の計測値に対応して前記電力変換部の出力を調整するように構成されることが好ましい。
【００１１】
この点灯装置において、前記第１制御部は、前記動作期間の割合が増加するに連れて前記調整期間を短くし、且つ前記動作期間の割合が減少するに連れて前記調整期間を長くするように構成されることが好ましい。
【００１２】
本発明の照明器具は、前記何れかの点灯装置と、前記点灯装置を支持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の点灯装置及び照明器具は、電力変換部の動作期間を短縮せずに、光源に供給される電力を減少させることにより、ちらつきを抑えつつ低い調光レベルまで調光可能にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る点灯装置の実施形態１を示す回路構成図である。
【図２】同上における光源ユニットの回路構成図である。
【図３】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図４】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図５】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図６】本発明に係る点灯装置の実施形態２における光源ユニットの回路構成図である。
【図７】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図８】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図９】本発明に係る点灯装置の実施形態３の動作説明用のタイムチャートである。
【図１０】本発明に係る照明器具の実施形態４を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る点灯装置及び照明器具の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態の点灯装置Ｘ１は、図１に示すように光源ユニット１と電源ユニット２を備える。
【００１７】
光源ユニット１は、光源１０と、回路部とを有する。光源１０は、固体発光素子である複数個(図示例では４個)の発光ダイオード１００〜１０３の直列回路で構成される。また、回路部は、第１コネクタ１２、第１制御部１１、スイッチ素子１３、抵抗１４などで構成される。ただし、光源ユニット１のうち、回路部のみが点灯装置Ｘ１に含まれ、光源１０は点灯装置Ｘ１に含まれない。
【００１８】
第１コネクタ１２は、電源ユニット２の第２コネクタ２５と着脱可能に接続される。第１コネクタ１２には正極と負極の２つのコンタクト(図示せず)が設けられている。前記正極のコンタクトには、光源１０の正極(発光ダイオード１０３のアノード)が接続される。前記負極のコンタクトには、光源１０の負極(発光ダイオード１００のカソード)が接続される。また、スイッチ素子１３は、抵抗１４を介して光源１０と並列に接続される。
【００１９】
第１制御部１１は、図２に示すように、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略す)１１０、５つの抵抗１１２，１１３，１１５〜１１７、２つのツェナーダイオード１１１，１１７、コンデンサ１１４などを備える。なお、スイッチ素子１３は、図２に示すようにｎチャネル型の電界効果トランジスタで構成されることが好ましい。
【００２０】
第１ツェナーダイオード１１１は、カソードが第１コネクタ１２の正極に接続され、アノードが抵抗１１２，１１３の直列回路の一端に接続される。そして、抵抗１１２，１１３の直列回路の他端が第１コネクタ１２の負極に接続される。
【００２１】
第２ツェナーダイオード１１７は、カソードがスイッチ素子１３のゲートに接続され、アノードが第１コネクタ１２の負極に接続される。また、第２ツェナーダイオード１１７のカソードは、抵抗１１６を介して第１コネクタ１２の正極にも接続される。
【００２２】
トランジスタ１１０は、エミッタが第１コネクタ１２の負極に接続され、コレクタが第２ツェナーダイオード１１７のカソード及びスイッチ素子１３のゲートに接続される。また、トランジスタ１１０のベースは、抵抗１１５を介して、抵抗１１２と抵抗１１３の接続点に接続される。さらに、抵抗１１２と抵抗１１３の接続点と、第１コネクタ１２の負極との間にコンデンサ１１４が接続される。
【００２３】
トランジスタ１１０は、第１コネクタ１２の正極と負極の間に印加される電圧(以下、入力電圧と呼ぶ。)がしきい値未満のときはオフとなり、入力電圧がしきい値以上のときにオンとなる。しきい値は、第１ツェナーダイオード１１１のツェナー電圧Vth1を２つの抵抗１１２，１１３で分圧した電圧に等しい。なお、コンデンサ１１４と抵抗１１５は積分回路を構成しており、トランジスタ１１０がノイズ成分でチャタリングすることを防止している。すなわち、入力電圧がしきい値以上のとき、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が所定の駆動電圧Vth2に達してトランジスタ１１０がオンとなる。一方、入力電圧がしきい値未満のとき、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が駆動電圧Vth2を下回ってトランジスタ１１０がオフとなる(図３参照)。
【００２４】
トランジスタ１１０がオフしているとき、第２ツェナーダイオード１１７が導通することでスイッチ素子１３のゲート−ソース間に電圧が印加されるので、スイッチ素子１３がオンする。
【００２５】
一方、トランジスタ１１０がオンしているとき、第２ツェナーダイオード１１７が導通しないことでスイッチ素子１３のゲート−ソース間に電圧が印加されないので、スイッチ素子１３がオフする。
【００２６】
すなわち、第１制御部１１は、入力電圧Ｖ３がしきい値未満のときにスイッチ素子１３をオンし、入力電圧Ｖ３がしきい値以上のときにスイッチ素子１３をオフするように構成される。
【００２７】
ここで、スイッチ素子１３がオンしている場合、スイッチ素子１３及び抵抗１４に電流Ｉ４が流れるので、光源１０に流れる電流(以下、負荷電流と呼ぶ。)Ｉ３が相対的に減少する(あるいは、ほぼゼロになる)。また、スイッチ素子１３がオフしている場合、スイッチ素子１３及び抵抗１４に電流が流れないので、負荷電流Ｉ３が相対的に増加する。
【００２８】
電源ユニット２は、図１に示すように、第２制御部２０、ノイズフィルタ２１、全波整流回路２２、力率改善回路２３、直流コンバータ回路２４、第２コネクタ２５などを備える。
【００２９】
ノイズフィルタ２１は、交流電源３から供給される交流電圧・交流電流に含まれる高調波ノイズを除去するように構成される。全波整流器２２は、例えば、ダイオードブリッジからなり、ノイズフィルタ２１を介して入力される交流電圧・交流電流を全波整流するように構成される。
【００３０】
力率改善回路２３は、従来周知の昇圧チョッパ回路からなり、全波整流回路２２から出力される脈流電圧を所望の直流電圧Ｖ１に昇圧して出力するように構成される。
【００３１】
直流コンバータ回路２４は、従来周知の降圧チョッパ回路からなり、力率改善回路２３から出力される直流電圧Ｖ１を所定の直流電圧(以下、出力電圧と呼ぶ。)Ｖ２(＜Ｖ１)に降圧するように構成される。
【００３２】
第２コネクタ２５には正極と負極の２つのコンタクト(図示せず)が設けられている。前記正極のコンタクトは、直流コンバータ回路２４の高電位側の出力端と接続される。前記負極のコンタクトは、直流コンバータ回路２４の低電位側の出力端と接続される。
【００３３】
第２制御部２０は、力率改善回路２３と直流コンバータ回路２４をそれぞれ独立して制御するように構成される。ただし、第２制御部２０は、力率改善回路２３を制御する集積回路と、直流コンバータ回路２４を制御する集積回路と、これら２つの集積回路を制御する集積回路とで構成されても構わない。
【００３４】
第２制御部２０は、力率改善回路２３をフィードバック制御することで直流電圧Ｖ１を所定の目標値に一致させるように構成される。また、第２制御部２０は、直流コンバータ回路２４をフィードバック制御することで出力電圧Ｖ２を所定値に一致させるように構成される。さらに、第２制御部２０は、調光信号で指示される調光レベルに対応して直流コンバータ回路２４を間欠的に動作させることにより、従来技術で説明したパースト調光を行うように構成される。
【００３５】
次に、図３〜図５のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置の動作を説明する。ただし、図３〜図５における電流Ｉ２は、電源ユニット２の出力電流を示している(図１参照)。また、図３は、バースト調光におけるオンデューティ比が約８０％の場合を示し、図４は、前記オンデューティ比が約３０％の場合を示し、図５は、前記オンデューティ比が約１５％の場合を示している。
【００３６】
まず、バースト調光の動作期間Ｔ１における時間ｔ＝ｔ０に電源ユニット２の出力電圧Ｖ２がツェナー電圧Vth1に達すると、第１ツェナーダイオード１１１が導通してコンデンサ１１４の充電が開始され、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が上昇し始める。ただし、この時点(時間ｔ＝ｔ０)以前において、スイッチ素子１３はオンとなっている。したがって、電源ユニット２の出力電流Ｉ２の大半が、抵抗１４とスイッチ素子１３からなるインピーダンス調整部に流れる。故に、光源１０にはごく僅かな負荷電流Ｉ３しか流れない。
【００３７】
時間ｔ＝ｔ１になると、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が駆動電圧Vth2に達するので、トランジスタ１１０がオンしてスイッチ素子１３をオフする。よって、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流が流れなくなり、電源ユニット２の出力電流Ｉ２が光源１０のみに流れる。
【００３８】
第２制御部２０は、時間ｔ＝ｔ２になると、バースト調光の動作期間Ｔ１を終了して休止期間Ｔ２を開始し、直流コンバータ回路２４を停止する。直流コンバータ回路２４が停止すると、直流コンバータ回路２４の出力段に設けられている平滑コンデンサ(図示せず)の充電電荷が放電され、電源ユニット２の出力電流Ｉ２が徐々に減少し、且つ出力電圧Ｖ２が徐々に低下する。また、電源ユニット２の出力電流Ｉ２の減少に伴い、光源１０に流れる負荷電流Ｉ３も徐々に減少する。
【００３９】
時間ｔ＝ｔ３を過ぎると、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２がツェナー電圧Vth1を下回るため、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が低下し始める。なお、両端電圧Ｖ３が低下する速度は、コンデンサ１１４の静電容量と抵抗１１５の抵抗値で決まる時定数によって決まる。
【００４０】
そして、時間ｔ＝ｔ４になると、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が駆動電圧Vth2を下回るので、トランジスタ１１０がオフしてスイッチ素子１３がオンする。よって、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流が流れ始め、光源１０には殆ど負荷電流Ｉ３が流れなくなる。
【００４１】
そして、第２制御部２０は、時間ｔ＝ｔ５になると、バースト調光の動作期間Ｔ１を開始して直流コンバータ回路２４を動作させる。直流コンバータ回路２４が動作し始めると、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が上昇する。そして、時間ｔ＝ｔ６に電源ユニット２の出力電圧Ｖ２がツェナー電圧Vth1に達すると、ツェナーダイオード１１１が導通してコンデンサ１１４の充電が開始され、コンデンサ１１４の両端電圧Ｖ３が上昇し始める。以降、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ５までの動作が繰り返されることにより(時間ｔ＝ｔ６〜ｔ９)、点灯装置Ｘ１は、それぞれのオンデューティ比に対応した調光レベルで光源１０を調光点灯する。
【００４２】
ここで、図３〜図５に示すようにオンデューティ比が短くなるに連れて、光源１０に負荷電流Ｉ３が流れる期間(例えば、時間ｔ＝ｔ０〜ｔ４の期間)が短くなる。さらに、負荷電流Ｉ３が流れる期間のうち、スイッチ素子１３がオンしている調整期間(例えば、時間ｔ＝ｔ０〜ｔ１)においては、電源ユニット２の出力電流Ｉ２の大半がインピーダンス調整部に流れることで負荷電流Ｉ３が減少する。つまり、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)が光源１０に並列接続されていない場合と比較して、動作期間Ｔ１において光源１０に流れる負荷電流Ｉ３の総量(積分値)が相対的に減少する。
【００４３】
例えば、光源１０の定格電圧が約４５ボルト、負荷電流Ｉ３のピーク値が約１アンペア、インピーダンス調整部に流れる電流のピーク値が約０．９アンペアであると仮定する。このとき、オンデューティ比が１５％の場合、インピーダンス調整部の抵抗１４で消費される電力は、約６ワット(≒４５ボルト×０．９アンペア×０．１５)となる。故に、動作期間Ｔ１に点灯装置Ｘ１から光源１０に供給される総電力が６．７５ワット(＝４５ボルト×１アンペア×０．１５)であるから、光源１０に供給される電力は約０．７５ワットとなる。つまり、オンデューティ比が１５％の場合において、定格点灯時(オンデューティ比が１００％の時)の供給電力(４５ボルト×１アンペア＝４５ワット)に対する電力の比が、６．７５／４５＝０．１５から０．７５／４５≒０．０２に大幅に低下する。その結果、本実施形態の点灯装置Ｘ１では、直流コンバータ回路２４の動作期間Ｔ１を短縮せずに、光源１０に供給される電力を減少させることにより、光源１０のちらつきを抑えつつ低い調光レベルまで調光可能にすることができる。なお、抵抗１４は、光源１０の発光ダイオード１００〜１０３とともに放熱基板(図示せず)に実装されることが好ましい。
【００４４】
上述のように本実施形態の点灯装置Ｘ１は、電力変換部(直流コンバータ回路２４)と、インピーダンス調整部と、第１制御部１１と、第２制御部２０とを備える。電力変換部(直流コンバータ回路２４)は、入力電力を、固体発光素子からなる光源１０に必要な直流電力に変換するように構成される。前記インピーダンス調整部は、抵抗素子１１４とスイッチ素子１３の直列回路からなり、且つ電力変換部(直流コンバータ回路２４)に対して光源１０と並列に接続される。第２制御部２０は、電力変換部(直流コンバータ回路２４)を所定のバースト周期Ｔ０毎にバースト周期Ｔ０よりも長くない動作期間Ｔ１だけ動作させ、且つ前記バースト周期に対する動作期間Ｔ１の割合(オンデューティ比)を伸縮するように構成される。第１制御部１１は、動作期間Ｔ１において、動作期間Ｔ１よりも長くない所定の調整期間(時間ｔ＝ｔ０〜ｔ１)にスイッチ素子１３を導通させるように構成される。
【００４５】
本実施形態の点灯装置Ｘ１は上述のように構成され、調整期間の間だけインピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流をバイパスさせることにより、電力変換部の動作期間を短縮せずに調光レベルを下げることができる。その結果、本実施形態の点灯装置Ｘ１は、光源１０のちらつきを抑えつつ低い調光レベルまで調光可能になる。
【００４６】
また、本実施形態の点灯装置Ｘ１において、第１制御部１１は、動作期間Ｔ１を開始するタイミングに同期して前記調整期間を開始することが好ましい。あるいは、本実施形態の点灯装置Ｘ１は、動作期間Ｔ１を終了するタイミングに同期して前記調整期間を終了するように構成されることが好ましい。
【００４７】
さらに、本実施形態の点灯装置Ｘ１において、第１制御部１１は、動作期間Ｔ１の割合が増加するに連れて前記調整期間を短くし、且つ動作期間Ｔ１の割合が減少するに連れて前記調整期間を長くするように構成されることが好ましい。
【００４８】
ここで、動作期間Ｔ１の終了後に両端電圧Ｖ３が低下する速度を遅くすれば、スイッチ素子１３がオンする期間が相対的に短くなるので、バースト周期毎に抵抗１４で消費される電力を削減することができる。なお、両端電圧Ｖ３の低下速度は、抵抗１１５の抵抗値が大きくなるほど遅くなる。
【００４９】
(実施形態２)
本実施形態の点灯装置Ｘ１は、光源ユニット１の第１制御部１１の構成に特徴があり、その他の構成については実施形態１と共通である。故に、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を適宜省略する。
【００５０】
本実施形態における光源ユニット１において、第１制御部１１は、図６に示すようにＭＰＵ(Micro-Processing Unit)１１８、制御電源回路１１９、抵抗１１２，１１３，１２０、コンデンサ１１４などで構成される。ただし、実施形態１における第１制御部１１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００５１】
制御電源回路１１９は、図示しない定電圧レギュレータＩＣを主構成要素とし、ＭＰＵ１１８の動作用電源として所定の定電圧を生成するように構成される。
【００５２】
ＭＰＵ１１８は、内蔵メモリに格納されているプログラムを実行して、スイッチ素子１３を制御するように構成される。なお、抵抗１２０は、光源１０の負極(発光ダイオード１００のカソード)と第１コネクタ１２の負極との間に挿入される。ＭＰＵ１１８は、抵抗１２０の両端電圧に基づいて、電源ユニット２の出力電流Ｉ２(の大きさ)を検知するように構成される。
【００５３】
次に、図７及び図８のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置の動作を説明する。ただし、図７及び図８におけるＣＮＴは、ＭＰＵ１１８が内蔵するタイマカウンタのカウント値を示している。また、図７は、バースト調光におけるオンデューティ比が約３０％の場合を示し、図８は、前記オンデューティ比が約８０％の場合を示している。
【００５４】
まず、バースト調光の動作期間Ｔ１が開始されると、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が上昇し始めるとともに、電源ユニット２の出力電流Ｉ２も増加し始める。このとき、スイッチ素子１３が既にオンとなっているので、出力電流Ｉ２の大半が、抵抗１４とスイッチ素子１３からなるインピーダンス調整部に流れ、負荷電流Ｉ３はほぼゼロとなる。
【００５５】
そして、ＭＰＵ１１８は、出力電流Ｉ２が第１の所定値Ith1に達すると(時間ｔ＝ｔ０)、タイマカウンタのカウントを開始してカウント値ＣＮＴを直線的に増加させる。
【００５６】
時間ｔ＝ｔ１になると、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が所定電圧Vf1に到達し、光源１０に負荷電流Ｉ３が流れ始める。
【００５７】
タイマカウンタのカウント値ＣＮＴが上限値ＣＴ１に達すると(時間ｔ＝ｔ２)、ＭＰＵ１１８がスイッチ素子１３をオフする。同時に、ＭＰＵ１１８は、タイマカウンタのカウント値ＣＮＴをゼロにリセットする。スイッチ素子１３がオフされることにより、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流が流れなくなり、電源ユニット２の出力電流Ｉ２が光源１０のみに流れる。
【００５８】
第２制御部２０は、時間ｔ＝ｔ３になると、バースト調光の動作期間Ｔ１を終了して休止期間Ｔ２を開始し、直流コンバータ回路２４を停止する。直流コンバータ回路２４が停止すると、直流コンバータ回路２４の出力段に設けられている平滑コンデンサ(図示せず)の充電電荷が放電され、電源ユニット２の出力電流Ｉ２が徐々に減少し、且つ出力電圧Ｖ２が徐々に低下する。また、電源ユニット２の出力電流Ｉ２の減少に伴い、光源１０に流れる負荷電流Ｉ３も徐々に減少する。
【００５９】
ＭＰＵ１１８は、出力電流Ｉ２が第２の所定値Ith2まで減少すると、スイッチ素子１３をオンする。よって、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流が流れ始め、負荷電流Ｉ３がほぼゼロになる。
【００６０】
そして、第２制御部２０は、時間ｔ＝ｔ５になると、バースト調光の動作期間Ｔ１を開始して直流コンバータ回路２４を動作させる。直流コンバータ回路２４が動作し始めると、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が上昇し、且つ出力電流Ｉ２が増加する。そして、時間ｔ＝ｔ６に電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が所定電圧Vf1に到達すると、光源１０に負荷電流Ｉ３が流れ始める。以降、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ４までの動作が繰り返されることにより(時間ｔ＝ｔ６〜ｔ９)、点灯装置Ｘ１は、それぞれのオンデューティ比に対応した調光レベルで光源１０を調光点灯する。
【００６１】
ただし、オンデューティ比が相対的に高い場合には、休止期間Ｔ２においても電源ユニット２の出力電流Ｉ２が第２の所定値Ith2まで減少しないので、ＭＰＵ１１８は、スイッチ素子１３をオンさせることなく、オフ状態に維持する。故に、インピーダンス調整部の抵抗１４で消費される電力がゼロとなる。
【００６２】
ここで、電源ユニット２の直流コンバータ回路２４は、第２制御部２０によって出力電流Ｉ２が一定となるように制御されている。一方、直流コンバータ回路２４の出力電圧Ｖ２は、光源１０の電圧変動や抵抗１４等の抵抗値のばらつきによって変動する。したがって、実施形態１では、出力電圧Ｖ２の大きさに基づいて第１制御部１１がスイッチ素子１３を制御しているため、しきい値Vth2の設定が困難であり、スイッチ素子１３をオン・オフするタイミングがばらつき易い。
【００６３】
これに対して本実施形態では、ＭＰＵ１１８が出力電流Ｉ２を検知して電源ユニット２の動作期間Ｔ１を判断し、スイッチ素子１３を制御しているので、実施形態１と比較して、スイッチ素子１３のオン期間が安定するという利点がある。
【００６４】
ところで、ＭＰＵ１１８は、タイマカウンタのカウント値ＣＮＴが上限値ＣＴ１に達するタイミングと、スイッチ素子１３をターンオンするタイミングとから、光源１０が点灯している期間(点灯期間)を検出することができる。したがって、ＭＰＵ１１８が、調光レベルが相対的に低い(オンデューティ比が相対的に小さい)場合に上限値ＣＴ１を調整してスイッチ素子１３をオフするタイミングを調整すれば、電源ユニット２の電力変換効率の向上を図ることができる。
【００６５】
(実施形態３)
本実施形態の点灯装置Ｘ１は、光源ユニット１の第１制御部１１及び電源ユニット２の第２制御部２０の動作に特徴があり、光源ユニット１並びに電源ユニット２の構成については実施形態２と共通である。故に、実施形態２と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の点灯装置Ｘ１において、第１制御部１１は、電力変換部(直流コンバータ回路２４)の起動時において、光源１０の特性に対応した所定の第２動作期間だけスイッチ素子１３を導通するように構成されることが好ましい。そして、第２制御部２０は、電力変換部(直流コンバータ回路２４)の起動時において、電力変換部(直流コンバータ回路２４)の出力から前記第２動作期間を計測するように構成されることが好ましい。さらに、第２制御部２０は、前記第２動作期間の計測値に対応して電力変換部(直流コンバータ回路２４)の出力を調整するように構成されることが好ましい。
【００６７】
次に、図９のタイムチャートを参照して、本実施形態の点灯装置Ｘ１の特徴となる動作を説明する。
【００６８】
時間ｔ＝ｔ０に交流電源３から点灯装置Ｘ１に給電されると、力率改善回路２３の平滑コンデンサ(図示せず)や直流コンバータ回路２４の平滑コンデンサ(図示せず)への充電が開始される。そして、時間ｔ＝ｔ０から電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が上昇し始め、第１制御部１１の制御電源回路１１９が制御電源電圧を供給可能な電圧に達すれば(時間ｔ＝ｔ１)、ＭＰＵ１１８が起動する。ＭＰＵ１１８は、起動後直ちにタイマカウンタのカウントを開始し、且つスイッチ素子１３をオンする。スイッチ素子１３がオンして抵抗１４に電流が流れると、スイッチ素子１３がオンする前よりも出力電流Ｉ２が増加するため、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が低下する。ただし、制御電源回路１１９は、電解コンデンサ(図示せず)を備えているので、出力電圧Ｖ２が低下しても制御電源電圧を維持してＭＰＵ１１８を動作させ続けることができる。
【００６９】
電源ユニット２の第２制御部２０は、出力電圧Ｖ２を常時監視しており、時間ｔ＝ｔ１に出力電圧Ｖ２が低下することで光源ユニット１のスイッチ素子１３がオンしたと判断できる。
【００７０】
タイマカウンタのカウント値ＣＮＴが初期の上限値ＣＴ２に達すると(時間ｔ＝ｔ２)、ＭＰＵ１１８がスイッチ素子１３をオフする。同時に、ＭＰＵ１１８は、タイマカウンタのカウント値ＣＮＴをゼロにリセットする。スイッチ素子１３がオフされることにより、インピーダンス調整部(抵抗１４及びスイッチ素子１３)に電流が流れなくなるので、電源ユニット２の出力電圧Ｖ２が上昇する。
【００７１】
電源ユニット２の第２制御部２０は、出力電圧Ｖ２が上昇することで光源ユニット１のスイッチ素子１３がオフしたと判断できる。
【００７２】
ここで、第１制御部１１のＭＰＵ１１８は、光源１０の特性(例えば、定格電圧や定格電流など)に対応した上限値ＣＴ２を内蔵メモリに記憶していることが好ましい。
【００７３】
電源ユニット２の第２制御部２０は、起動時においてスイッチ素子１３がオンしている第２動作期間(時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２)を計測し、その計測値から、光源ユニット１の光源１０の特性を知ることができる。そして、第２制御部２０は、光源１０の特性に対応して、直流コンバータ回路２４の出力(出力電流Ｉ２)を調整することが好ましい。
【００７４】
本実施形態の点灯装置Ｘ１は上述のように構成されるので、特性が異なる複数種類の光源１０に対応することができる。
【００７５】
(実施形態４)
本発明に係る照明器具の実施形態を図１０に示す。
【００７６】
本実施形態の照明器具６は、天井１００に埋込配設されるダウンライトであって、光源１０を内蔵した器具本体６０と、天井１００の裏側(上側)に設置される点灯装置Ｘ１とで構成される。
【００７７】
器具本体６０は、アルミダイカストなどの金属材料により下面が開口した有底円筒形状に形成される。器具本体６０の内底面に発光ダイオード１００〜１０３が取り付けられる(ただし、発光ダイオード１０３は図示せず)。また、器具本体６０の下面の開口が円板状のカバー６１で閉塞される。なお、カバー６１は、ガラスやポリカーボネートなどの透光性材料で形成される。
【００７８】
本実施形態における点灯装置Ｘ１は、実施形態１〜３の何れでも構わないが、矩形箱状に形成された金属製のケースに収納されている。また、点灯装置Ｘ１は、電源ケーブル６２とコネクタ６３を介して器具本体６０の光源１０と接続される。
【符号の説明】
【００７９】
Ｘ１  点灯装置
１  光源ユニット
２  電源ユニット
１０  光源
１１  第１制御部
１３  スイッチ素子(インピーダンス調整部)
１４  抵抗(インピーダンス調整部)
２０  第２制御部
２４  直流コンバータ回路(電力変換部)
【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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