(57)【要約】【課題】発光素子に安定した電源を供給することを可能とする。【解決手段】実施形態の電源装置は、電源電圧を変換する電圧変換部と、電圧変換部から出力された電流をスイッチング素子のオンオフにより定電流とする定電流部と、電圧変換部から出力された電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部により検出された電圧が予め設定された第１の閾値を下回る場合に、定電流の上限閾値を小さくする制御部とを具備する。【選択図】図１
2015186380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧を変換する電圧変換部と；
前記電圧変換部から出力された電流をスイッチング素子のオンオフにより定電流とする定電流部と；
前記電圧変換部から出力された電圧を検出する電圧検出部と；
前記電圧検出部により検出された電圧が予め設定された第１の閾値を下回る場合に、前記定電流の上限閾値を小さくする制御部と；
を具備する電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が前記第１の閾値を下回って前記定電流の上限閾値を小さくする後に、前記電圧検出部により検出された電圧が前記第１の閾値以上となった場合、所定の時間遅延させてから前記定電流の上限閾値を増加させることを特徴とする
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記定電流の上限閾値を小さくした後に、前記定電流の上限閾値を再び大きくする場合、前記定電流の上限閾値を逓増させることを特徴とする
請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が前記第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値を下回る場合に、前記定電流部を停止させることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記定電流部を停止させた後に、前記定電流部を再始動させることを特徴とする
請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載された電源装置と；
発光素子と；
を具備する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば照明装置の光源等の負荷に電源を供給する電源装置では、電圧変換回路で電圧を変換した後に、定電流回路で電流を一定とするように制御して光源に電源を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０９８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、外部電源、例えば交流電源の電源電圧が変動することにより、電圧変換回路からの出力電圧に過渡的な電圧変動があった場合、定電流回路からの出力電流も過渡的に大きくなる場合があった。このため、光源等の負荷へ供給する電源が不安定となることがあった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、発光素子への安定した電源を供給することを可能とする電源装置および照明装置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】
一実施形態の電源装置は、電源電圧を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部から出力された電流をスイッチング素子のオンオフにより定電流とする定電流部と、前記電圧変換部から出力された電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された電圧が予め設定された第１の閾値を下回る場合に、前記定電流の上限閾値を小さくする制御部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる電源装置の回路構成を例示する回路図である。
【図２】図２は、変換後の電圧と、定電流制御におけるピーク電流との関係を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態にかかる電源装置および照明装置を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する電源装置および照明装置は、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組みあわせてもよい。
【０００９】
以下で説明する実施形態にかかる電源装置１０は、電圧を変換する電圧変換回路１１と、電圧変換回路１１から出力された電流を定電流とする定電流回路１２と、電圧変換回路１１から出力された電圧を検出する電圧検出回路１０８と、検出された電圧が予め設定された第１の閾値（閾値ＴＨ１）を下回る場合に、定電流の上限とするピーク電流の値を小さな値へ絞り込む制御を行う制御回路１２０とを具備する。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、検出された電圧が第１の閾値を下回ってピーク電流の値を絞り込んだ後に、検出された電圧が第１の閾値以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させる。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、ピーク電流の値を絞り込んだ後に増加させる場合、ピーク電流の値を逓増させる。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、検出された電圧が第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値（閾値ＴＨ２）を下回る場合に、定電流回路１２を停止させる。
【００１３】
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、定電流回路１２を停止させた後に、定電流回路１２を再始動させる。
【００１４】
また、以下で説明する実施形態にかかる照明装置１は、電源装置１０と、電源装置１０の負荷としての光源２１とを具備する。
【００１５】
図１は、実施形態にかかる電源装置１０の回路構成を例示する回路図である。図１に示すように、照明装置１は、電源装置１０と、光源２１（発光素子）とを有する。なお、照明装置１は、シーリングライトの他、ベースライト、ダウンライト、防犯灯および道路灯などであってもよく、図示例に限定しない。
【００１６】
光源２１は、一例としてＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）素子などであってよい。電源装置１０は、負荷としての光源２１に電力を供給し、例えば光源２１を点灯させる。なお、光源２１としての発光素子は、ＬＥＤ等の半導体発光素子であってもよいし、有機ＥＬであってもよい。
【００１７】
図１に示すように、電源装置１０は、電圧変換回路１１と、電圧検出回路１０８と、定電流回路１２と、制御回路１２０とを有し、定電流回路１２からの電力を光源２１に供給する回路構成である。
【００１８】
電圧変換回路１１の入力側には、交流電源１０１と、全波整流回路１０２と、コンデンサ１０３とを有する。交流電源１０１は、不図示の商用電源などである。この交流電源１０１には、全波整流回路１０２の入力端子が接続されている。全波整流回路１０２は、交流電源１０１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。全波整流回路１０２の正負極の出力端子間には、コンデンサ１０３が接続され、全波整流回路１０２とともに直流電源を構成している。
【００１９】
電圧変換回路１１は、上述した直流電源の電圧を所定の電圧に変換するための昇圧チョッパ回路で構成されている。具体的には、電圧変換回路１１は、チョッパチョーク１０４、スイッチング素子１０５、ダイオード１０６および平滑コンデンサ１０７を有する。電圧変換回路１１において、直流電源の出力端にはチョッパチョーク１０４と、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）などのスイッチング素子１０５との直列回路が接続されている。また、スイッチング素子１０５と並列にダイオード１０６及び電解コンデンサなどの平滑コンデンサ１０７の直列回路が接続されている。
【００２０】
電圧変換回路１１と定電流回路１２との間には、平滑コンデンサ１０７により平滑されて、電圧変換回路１１より出力された電圧を検出する電圧検出回路１０８が接続されている。電圧検出回路１０８が検出した電圧は制御回路１２０に出力される。
【００２１】
定電流回路１２は、電圧変換回路１１から出力された電流を定電流とする回路である。具体的には、定電流回路１２は、スイッチング素子１０９、ダイオード１１０、インダクタ１１１、抵抗１１２および平滑コンデンサ１１３を有する。電圧変換回路１１の出力端には、並列に接続されたＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子１０９と、ダイオード１１０との直列回路が接続されている。さらに、スイッチング素子１０９とダイオード１１０との間からは、インダクタ１１１を介して光源２１が接続されており、この光源２１とは並列に平滑コンデンサ１１３が接続されている。抵抗１１２は、光源２１を流れる電流検出を行うためのものである。この抵抗１１２と、平滑コンデンサ１１３との接続点が制御回路１２０に接続されており、制御回路１２０は、この接続点からの出力をもとに、光源２１の電流（光源２１の電流に比例した電流）を検出する。
【００２２】
制御回路１２０は、電圧変換回路１１及び定電流回路１２のスイッチング素子１０５、１０９におけるオンオフを制御する回路である。具体的には、制御回路１２０は、スイッチング素子１０５、１０９のゲートに接続され、スイッチング素子１０５、１０９のスイッチング動作をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）で制御する。
【００２３】
ここで、電源装置１０の動作を説明する。まず、交流電源１０１が投入されると、全波整流回路１０２で整流されるとともに、コンデンサ１０３で平滑された電圧が電圧変換回路１１に入力される。
【００２４】
電圧変換回路１１では、制御回路１２０によりスイッチング素子１０５が予め設定されたスイッチング周波数でオンオフする。これにより、平滑された電圧が所定の電圧に昇圧される。さらに、昇圧された電圧は、平滑コンデンサ１０７で平滑され、定電流回路１２に供給される。
【００２５】
定電流回路１２では、制御回路１２０によりスイッチング素子１０９が予め設定されたスイッチング周波数でオンオフする。これにより、定電流回路１２は、電圧変換回路１１から出力された電流を定電流とする。この定電流が光源２１に供給されて、光源２１が点灯する。
【００２６】
光源２１の点灯中、制御回路１２０は、電圧検出回路１０８により検出された電圧変換回路１１からの電圧値と、光源２１の電流値とをもとに、光源２１へ供給する電流が所定の最大値（ピーク電流）以下の定電流となるように、スイッチング素子１０９のスイッチング動作をフィードバック制御（定電流制御）する。具体的には、制御回路１２０は、光源２１の電流値がピーク電流以下の目標値となるように、スイッチング素子１０９のパルス幅を調整する。
【００２７】
また、制御回路１２０は、電圧検出回路１０８により検出された電圧変換回路１１からの電圧値をもとに、ピーク電流の値を調整する。具体的には、制御回路１２０は、電圧検出回路１０８により検出された電圧値が予め設定された閾値（第１の閾値）を下回る場合に、ピーク電流の値をより小さな値へ絞り込む。例えば、制御回路１２０は、１Ａをピーク電流の値としていたところ、電圧検出回路１０８により検出された電圧値が第１の閾値を下回ったところで、０．５Ａをピーク電流の値とする。
【００２８】
このように、電圧値が低く変動したところで、定電流制御における上限値であるピーク電流の値を絞り込むことで、その後に電圧が急に戻るような過渡的な電圧変動が生じることあっても、電流への影響を抑止できる。
【００２９】
図２は、変換後の電圧と、定電流制御におけるピーク電流との関係を説明する説明図である。図２において、上段のグラフは、電圧変換回路１１による変換後の電圧の波形Ｗ１、Ｗ２を示している。また、中段、下段のグラフは、上段と波形Ｗ１と対応した制御回路１２０におけるピーク電流の値を示している。
【００３０】
図２に示すように、電圧変換回路１１による変換後の電圧が波形Ｗ１である場合、制御回路１２０は、閾値ＴＨ１を下回る時刻ｔ１でピーク電流の値をより小さな値へと絞り込む。これにより、比較的短い時間Ｔ１経過した時刻ｔ２において、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１に戻ったとしても、ピーク電流の値が絞り込まれていることから、定電流制御への影響を抑止できる。
【００３１】
また、制御回路１２０は、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１を下回ることでピーク電流の値を絞り込んだ後に、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させて、絞り込み前の値に戻す。具体的には、制御回路１２０は、スイッチング周波数の波数をカウントするなどして時間を計測することで、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１以上となった時刻ｔ２から時間Ｔ２過ぎた時刻ｔ４でピーク電流を元の値に戻す。このように、ピーク電流の値を元に戻すタイミングを遅らせることで、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１近傍にあって過渡的に変化している間は、ピーク電流の値は絞り込まれたままとなる。よって、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
【００３２】
また、制御回路１２０は、時刻ｔ４でピーク電流を増加させて、絞り込み前の値に戻す際に、ピーク電流の値を緩やかに増加（逓増）させてもよい。具体的には、制御回路１２０は、所定の時間幅でピーク電流の値を元の値に戻す。この時、制御回路１２０は、所定の段数で段階的にピーク電流の値を増加させてもよい。また、ピーク電流の値を逓増させるタイミングは、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１以上となった時刻ｔ２であってもよい。このように、ピーク電流の値を逓増させる場合も、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
【００３３】
また、制御回路１２０は、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１よりも低い閾値ＴＨ２を下回る場合には、スイッチング素子１０９をオフとして定電流回路１２を停止させてもよい。具体的には、電圧変換回路１１による変換後の電圧が波形Ｗ２である場合、制御回路１２０は、閾値ＴＨ２を下回る時刻ｔ３で定電流回路１２を停止させる。このように、電圧変換回路１１による変換後の電圧が大きく沈み込む場合は定電流回路１２を停止させることで、その後に電圧が急激に戻るようなことがあっても、光源２１へ大電流が流れることを抑止できる。
【００３４】
また、制御回路１２０は、定電流回路１２を停止させた後に、スイッチング素子１０９のスイッチング動作を開始させて定電流回路１２を再始動させてもよい。具体的には、制御回路１２０は、電圧変換回路１１による変換後の電圧が閾値ＴＨ１まで回復するなどの、所定の条件を満たした場合に、定電流回路１２を再始動させる。このように、電圧変換回路１１による変換後の電圧が大きく沈み込む場合は、定電流回路１２を停止させた後に再始動させて、定電流制御を継続させてもよい。
【００３５】
以上のように、実施形態にかかる電源装置１０は、電圧を変換する電圧変換回路１１と、電圧変換回路１１から出力された電流を定電流とする定電流回路１２と、電圧変換回路１１から出力された電圧を検出する電圧検出回路１０８と、検出された電圧が予め設定された第１の閾値（閾値ＴＨ１）を下回る場合に、定電流の上限とするピーク電流の値を小さな値へ絞り込む制御を行う制御回路１２０とを具備する。このため、実施形態にかかる電源装置１０によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響を抑止でき、負荷（光源２１）に対して安定した電源を供給することができる。
【００３６】
また、実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、検出された電圧が第１の閾値を下回ってピーク電流の値を絞り込んだ後に、検出された電圧が第１の閾値以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させる。このため、実施形態にかかる電源装置１０によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
【００３７】
また、実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、ピーク電流の値を絞り込んだ後に増加させる場合、ピーク電流の値を逓増させる。このため、実施形態にかかる電源装置１０によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
【００３８】
また、実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、検出された電圧が第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値（閾値ＴＨ２）を下回る場合に、定電流回路１２を停止させる。このため、実施形態にかかる電源装置１０によれば、電圧が大きく沈み込む場合は定電流回路１２を停止させることで、その後に電圧が急激に戻るようなことがあっても、光源２１に対して大電流が流れることを抑止できる。
【００３９】
また、実施形態にかかる電源装置１０において、制御回路１２０は、定電流回路１２を停止させた後に、定電流回路１２を再始動させる。このため、実施形態にかかる電源装置１０によれば、電圧が大きく沈み込む場合であっても、定電流回路１２を停止させた後に再始動させて、定電流制御を継続できる。
【００４０】
また、実施形態にかかる照明装置１は、電源装置１０と、電源装置１０の負荷としての光源２１とを具備する。このため、実施形態にかかる照明装置１では、安定した電源を光源２１に対して供給できる。
【００４１】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００４２】
１…照明装置、１０…電源装置、１１…電圧変換回路、１２…定電流回路、２１…光源（発光素子）、１０１…交流電源、１０２…全波整流回路、１０３…コンデンサ、１０４…チョッパチョーク、１０５…スイッチング素子、１０６…ダイオード、１０７…平滑コンデンサ、１０８…電圧検出回路、１０９…スイッチング素子、１１０…ダイオード、１１１…インダクタ、１１２…抵抗、１１３…平滑コンデンサ、１２０…制御回路、ｔ１〜ｔ４…時刻、Ｔ１、Ｔ２…時間、ＴＨ１、ＴＨ２…閾値、Ｗ１、Ｗ２…波形
【図１】
2015186380.tif 000003
【図２】
2015186380.tif 000004