(57)【要約】【課題】電源電圧のドロップによる照明のチラツキを防止することができるとともに、回路損失の低減化を図ることのできる照明用電源装置を提供する。【解決手段】交流電圧を位相制御するトライアック１１を有する調光器１０と、この調光器１０から出力される位相制御された交流電圧でＬＥＤモジュール３０の発光ダイオードＬＥＤを点灯させる点灯回路２０とを備え、調光器１０で発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさが調整可能となっている照明用電源装置であって、点灯回路２０の入力電流を検出する入力電流検出手段と、この入力電流検出手段が検出した入力電流が所定電流以下になったとき、トライアック１１に電流を流し続けさせる保持電流回路５０とを設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を位相制御する位相制御素子を有する調光器と、この調光器から出力される位相制御された交流電圧で発光手段を点灯させる点灯回路とを備え、前記調光器で発光手段の点灯の明るさが調整可能となっている照明用電源装置であって、
前記点灯回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
この入力電流検出手段が検出した入力電流が所定電流以下になったとき、前記位相制御素子に電流を流し続けさせる保持電流手段とを設けたことを特徴とする照明用電源装置。
【請求項２】
前記点灯回路は、位相制御された前記交流電圧を整流する整流回路を有し、
前記保持電流手段は、前記整流回路の出力端子間に接続され且つその出力端子間に電流を流すための導通回路と、この導通回路の導通を制御する制御部とを有し、
前記導通回路は、直列接続された抵抗とスイッチ素子とを有し、
前記制御部は、前記入力電流検出手段が検出した入力電流が所定電流以下になったとき、スイッチ素子をオンにすることを特徴とする請求項１に記載の照明用電源装置。
【請求項３】
前記導通回路は、直列接続されたＰＴＣ素子を有することを特徴とする請求項２に記載の照明用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる照明用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インバータ回路を備えた点灯装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる点灯装置は、交流電圧を位相制御するトライアックと、このトライアックにトリガ信号を出力する調光回路と、トライアックで位相制御された脈流電圧でＬＥＤモジュールの発光ダイオードを点灯させる点灯回路とを備え、この点灯回路は、電源ループで発生する減衰振動などを防止する入力フィルタ回路と、この入力フィルタ回路を通ってきた前記脈流電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力電圧を平滑してＬＥＤモジュールに印加する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサからＬＥＤモジュールへの電流供給を遮断するトランジスタとを有している。
【０００４】
このＬＥＤ点灯装置は、調光回路から出力されるトリガ信号によりトライアックが交流電圧を位相制御することによってＬＥＤモジュールの発光ダイオードの点灯の明るさを調整するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような点灯装置にあっては、電源に並列接続された機器が動作することにより電源電圧のドロップが発生し、入力フィルタ回路にコンデンサがあることにより、電源電圧はそのドロップによってトライアックの出力電圧以下となる。このため、トライアックに流れる電流が一時的に停止してトライアックがオフする。すなわち、トライアックは誤動作することになる。
【０００７】
この結果、位相制御波形が乱れ、この乱れがＬＥＤのチラツキとなって現れる。
【０００８】
このチラツキを抑制するためには、電源電圧ドロップ発生時に、電源電圧＜トライアック出力電圧、とならないようにトライアックに常時電流を流す回路を追加すればよい。
【０００９】
しかし、この常時電流を流す回路を追加すると回路損失が問題となり、特にＬＥＤ照明の場合、その特徴である省電力化が図れなくなるという問題があった。
【００１０】
この発明の目的は、電源電圧のドロップによる照明のチラツキを防止することができるとともに、回路損失の低減化を図ることのできる照明用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、交流電圧を位相制御する位相制御素子を有する調光器と、この調光器から出力される位相制御された交流電圧で発光手段を点灯させる点灯回路とを備え、前記調光器で発光手段の点灯の明るさが調整可能となっている照明用電源装置であって、
前記点灯回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
この入力電流検出手段が検出した入力電流が所定電流以下になったとき、前記位相制御素子に電流を流し続けさせる保持電流手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電源電圧のドロップによる照明のチラツキを防止することができ、しかも回路損失の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＬＥＤ点灯装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示すＬＥＤ点灯装置の回路を示した回路図である。
【図３】（Ａ）は交流電源の電圧を示した説明図であり、（Ｂ）はトライアックによって位相制御された電圧を示した波形である。
【図４】点灯回路に入力される電流を示した説明図である。
【図５】（Ａ）はドロップを示した電圧波形の説明図であり、（Ｂ）はドロップの拡大図であり、（Ｃ）はドロップが生じたときの点灯回路に入力する電流を示した説明図である。
【図６】（Ａ）は点灯回路に入力する電流を示した説明図であり、（Ｂ）はドロップが生じたときの点灯回路に入力する電流を示した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明に係る照明用電源装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、照明用電源装置の１つであるＬＥＤ点灯装置１００を示す。このＬＥＤ点灯装置１００は、交流電源Ｅの交流電圧を位相制御する調光器１０と、この調光器１０で位相制御された交流電圧を基にしてＬＥＤモジュール３０の発光ダイオード（発光手段）ＬＥＤを点灯する点灯回路２０とを備えている。６０はＬＥＤ点灯装置１００に並列接続された例えばテレビなどの電機機器である。
【００１６】
調光器１０は、図２に示すように、トライアック（位相制御素子）１１とトライアック１１のゲート１２にトリガ信号を出力する位相制御回路１３などとを有している。位相制御回路１３は、例えば交流電圧のゼロクロスを基準にして所定のタイミングで一定の周期毎にトリガ信号を出力するものであり、図示しない調整部材の操作によりそのタイミングを調整することが可能となっている。
【００１７】
点灯回路２０は、図２に示すように、入力フィルタ回路２１と入力平滑回路２２とインバータ回路２３と出力平滑回路２４と保持電流回路（保持電流手段）５０とを有している。
【００１８】
入力フィルタ回路２１は、電源ループ（電源Ｅ−調光器１０−点灯回路２０のループ）で発生する減衰振動を防止するとともに外部への雑音を防止するものであり、コンデンサＣ１とラインフィルタＬ１等とを有している。
【００１９】
入力平滑回路２２は、調光器１０で位相制御された交流電圧を全波整流する整流回路２２Ｄと、全波整流された整流電圧を平滑して脈流を含んだ直流電圧に変換するコンデンサＣ２等とを有している。
【００２０】
インバータ回路２３は、コンデンサＣ２で変換された直流電圧を所定の直流電圧に変換する一般的な降圧チョッパ回路であり、制御回路２５とトランジスタ（スイッチ素子）Ｑ１とダイオードＤ１と抵抗Ｒ２とインダクタＬ２などとを有している。
【００２１】
トランジスタＱ１のベースは制御回路２５の出力端子２５ａに抵抗Ｒ３を介して接続され、トランジスタＱ１のコレクタはダイオードＤ１のアノードとインダクタＬ２の一方の端子に接続されている。ダイオードＤ１のカソードはコンデンサＣ２の陽極端子に接続され、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ２の陰極端子に接続されている。また、制御回路２５の入力端子２５ｂには抵抗Ｒ２の一方の端子が接続され、抵抗Ｒ２に生じる電圧が制御回路２５の入力端子２５ｂに入力するようになっている。抵抗Ｒ２には抵抗（入力電流検出手段）Ｒ４が直列接続されている。
【００２２】
制御回路２５は、出力端子２５ａから制御信号（パルス信号）を所定の周期毎に出力してトランジスタＱ１をオンさせるものである。また、制御回路２５は、入力端子２５ｂに入力する電圧に応じて制御信号のパルス幅を調整してＬＥＤモジュール３０の発光ダイオードＬＥＤの明るさを一定にするものである。
【００２３】
出力平滑回路２４は、一方の端子がダイオードＤ１のカソードに接続され他方の端子がインダクタＬ２の他方の端子に接続されたコンデンサＣ３を有している。
【００２４】
ＬＥＤモジュール３０は、複数の発光ダイオードＬＥＤを直列接続したものであり、一端の発光ダイオードＬＥＤのアノードが出力平滑回路２４のコンデンサＣ３の一方の端子に接続され、他端の発光ダイオードＬＥＤのカソードがコンデンサＣ３の他方の端子とインダクタＬ２の他方の端子に接続されている。
【００２５】
保持電流回路５０は、スイッチ素子５１と、このスイッチ素子５１のオンオフを制御する制御回路（制御部）５２と、抵抗Ｒ５と、ＰＴＣ素子５３とを有している。そして、抵抗Ｒ５とスイッチ素子５１とＰＴＣ素子５３とで導通回路が形成されている。
【００２６】
スイッチ素子５１のゲートは制御回路５２の出力端子に接続されている。スイッチ素子５１のソースは整流回路２２Ｄの陰極端子２２Ｄｂに接続され、そのドレインが抵抗Ｒ５に接続されている。また、抵抗Ｒ５にはＰＴＣ（自己温度制御型）素子５３が直列接続され、このＰＴＣ素子５３を介して抵抗Ｒ５が整流回路２２Ｄの陽極端子２２Ｄａに接続されている。このＰＴＣ素子５３により、スイッチ素子５１が常時オンしても抵抗Ｒ５の異常発熱を防止することができる。なお、ＰＴＣ素子５３は省略してもよい。
【００２７】
制御回路５２は、抵抗Ｒ４に生じる電圧が予め設定した閾値以下となっているときスイッチ素子５１をオンにする。
［動  作］
次に、上記のように構成されるＬＥＤ点灯装置１００の動作について説明する。
【００２８】
図１に示す交流電源Ｅから図３（Ａ）に示す交流電圧が出力され、調光器１０の位相制御回路１３から所定のタイミングで所定の周期毎にトリガ信号が出力されるとトライアック１１が導通し、この導通により例えば図３（Ｂ）に示す波形の電圧が調光器１０から出力され、点灯回路２０に入力電圧として入力する。また、このときに点灯回路２０に入力する入力電流は図４に示す電流波形となる。
【００２９】
入力電圧は、図２に示す入力フィルタ回路２１を通って入力平滑回路２２へ入力し、この入力平滑回路２２で全波整流されるとともに平滑されて直流電圧に変換される。そして、この直流電圧はインバータ回路２３に入力することになる。
【００３０】
一方、インバータ回路２３の制御回路２５は、出力端子２５ａから制御信号を所定の周期毎に出力する。この制御信号が出力されている間、トランジスタＱ１がオンし、図２の矢印Ｉo−Ｑで示すようにＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤに電流が流れ、各発光ダイオードＬＥＤが点灯する。
【００３１】
制御回路２５からの制御信号の出力が停止されると、トランジスタＱ１がオフし、インダクタＬ２に蓄えられたエネルギーにより、図２の矢印Ｉo−Ｄで示すループで電流が流れる。この電流は制御回路２５から制御信号が出力するまで継続し、各発光ダイオードＬＥＤの点灯が維持されることになる。
【００３２】
制御回路２５から制御信号が出力される毎に上記動作が繰り返し行われ、ＬＥＤモジュール３０の各発光ダイオードＬＥＤが点灯し続けることになる。
【００３３】
この発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさを変えるには、調光器１０の位相制御回路１３の調整部材を操作すればよい。この操作により、位相制御回路１３から出力されるトリガ信号の出力のタイミングが変わって発光ダイオードＬＥＤの点灯の明るさが変わることになる。
【００３４】
ここで、トランジスタＱ１がオンし、図２の矢印Ｉo−Ｑや矢印Ｉo−Ｄで示すようにＬＥＤモジュール３０に電流が流れているとき、抵抗Ｒ４に生じる電圧は予め設定した閾値より大きくなっているので、制御回路５２はスイッチ素子５１をオフにしたままである。すなわち、図６（Ａ）に示すように、点灯回路２０に入力される電流は閾値以上となる。
【００３５】
ＬＥＤ点灯装置１００の動作中に電機機器６０がオンされると、このオン時点で図５（Ａ）に示すように交流電源Ｅの交流電圧にドロップＰが発生する。このドロップＰが生じた交流電圧は、調光器１０によって位相制御されて図５（Ｂ）に示すようになるとともに、入力フィルタ回路２１を介してそのまま入力平滑回路２２によって全波整流される。
【００３６】
全波整流された整流電圧はドロップＰを含んでいるので、そのドロップＰの期間、矢印Ｉo−ＱやＩo−Ｄで示すようにＬＥＤモジュール３０に流れる電流は、そのドロップＰにより減少し、抵抗Ｒ４に生じる電圧が閾値以下となる。つまり、点灯回路２０に入力する電流は図６（Ｂ）に示すように閾値以下となる。
【００３７】
抵抗Ｒ４に生じる電圧が閾値以下となると、制御回路５２はスイッチ素子５１をオンにする。
【００３８】
スイッチ素子５１のオンにより、整流回路２２Ｄの陽極端子２２Ｄａから出力される整流電流がＰＴＣ素子５３、抵抗Ｒ５、スイッチ素子５１を通って整流回路２２Ｄの陰極端子２２Ｄｂへ流れる。このため、図５（Ａ）,（Ｂ）に示すようにドロップＰが生じても調光器１０のトライアック１１は図６（Ｂ）の鎖線Ｄで示すように電流を流し続けることになり、ドロップＰによるトライアック１１の電流の途切れが防止される。これにより、ＬＥＤモジュール３０の発光ダイオードＬＥＤのチラツキが改善される。なお、図６（Ｂ）に示すピークＶ１,Ｖ２は保持電流回路５０のスイッチ素子５１に流れる電流を示す。
【００３９】
保持電流回路５０がない場合、電源電圧がドロップによってトライアック１１の出力電圧以下となることにより、トライアック１１がオフして調光器１０から出力される電流は図５（Ｃ）および図６（Ｂ）の実線で示すようになり、発光ダイオードＬＥＤの大きなチラツキとなる。なお、半波の期間で再度トライアック１１がオンするのは、位相制御回路１３がトライアック１１のオフをゼロクロスとして誤って検知してしまうためである。
【００４０】
しかし、保持電流回路５０が設けられていることにより、トライアック１１は図６（Ｂ）の鎖線Ｄで示すように電流を流し続けるので、そのチラツキは防止されることになる。
【００４１】
また、ドロップＰが生じたときだけ、スイッチ素子５１がオンして電流を流すので、回路損失の低減化を図ることができる。
【００４２】
因みに、整流回路２２Ｄの陽極端子２２Ｄａと陰極端子２２Ｄｂを抵抗で接続すると、チラツキを防止することができるが、その抵抗に常時電流が流れることによる損失（回路損失）が発生する。チラツキを防止するための回路損失は約３５Ｗ（ＬＥＤ点灯装置１００は約９Ｗ）となり、発光ダイオードＬＥＤの特徴である省電力化を図ることができなくなってしまう。なお、この実施例では、スイッチ素子５１のオンによる回路損失は約０.３Ｗである。
【００４３】
上記実施例では、複数の発光ダイオードＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置１００について説明したが、１つの発光ダイオードＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置であってもよく、また、発光ダイオードＬＥＤに限らず例えば放電灯などの点灯装置であってもよい。
【００４４】
また、ＬＥＤ点灯装置１００に電機機器６０が並列接続されているが、この電機機器６０の代わりにＬＥＤモジュールであってもよい。
【００４５】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００４６】
１０          調光器
１１          トライアック（位相制御素子）
２０          点灯回路
３０          ＬＥＤモジュール
５０          保持電流回路（保持電流手段）
ＬＥＤ        発光ダイオード（発光手段）
Ｒ５          抵抗（入力電流検出手段）
【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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