(57)【要約】【課題】過大なピーク電流を抑える。【解決手段】直流電源回路１１０（電源回路）は、光源回路８１０，８２０（複数の負荷回路）に対して電力を供給する。スイッチング素子Ｑ３１（スイッチ）は、光源回路８２０を流れる電流をオンオフする。スイッチング素子Ｑ３１をオフからオンへ切り替えるとき、まず、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させ、次に、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンにし、最後に、制御回路１６０が直流電源回路の動作を再開させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷回路に対して電力を供給する電源回路と、
上記複数の負荷回路のうち少なくともいずれかの負荷回路を流れる電流をオンオフするスイッチと、
上記スイッチを、オンからオフへ切り替えるときと、オフからオンへ切り替えるときとのうち少なくともいずれかのとき、上記電源回路の動作を停止させ、その後、上記スイッチを切り替え、その後、上記電源回路の動作を再開させる制御回路とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記電源回路は、出力電圧を平滑する平滑コンデンサを有し、
上記電源装置は、
上記平滑コンデンサに蓄積されたエネルギーの一部を一時的に蓄積するインダクタまたはコンデンサを有す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】
上記制御回路は、上記電源回路の動作を停止させ、上記複数の負荷回路のうち少なくともいずれかの負荷回路を流れる電流が所定の閾値を下回ったのちに、上記スイッチを切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記制御回路は、上記電源回路の動作を停止させてから、所定の時間が経過したのちに、上記スイッチを切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
上記電源回路は、上記複数の負荷回路のうち少なくともいずれかの負荷回路を流れる電流が、所定の目標電流に一致するよう、上記複数の負荷回路に対して供給する電力を調整する定電流電源であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
直流電力により点灯する光源を有する複数の光源回路と、
上記複数の光源回路を上記複数の負荷回路として、上記複数の光源回路に対して上記光源を点灯する直流電力を供給する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置とを有す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】
この発明は、複数の負荷回路に対して電力を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の負荷回路に対して電力を供給する電源装置において、複数の負荷回路のうち少なくともいずれかの負荷回路に対して、時分割で電力の供給・停止を繰り返すことにより、その負荷回路に対して供給する平均電力を調整する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４０８７８号公報
【特許文献２】特開２００９−９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いずれかの負荷回路に対する電力の供給を開始する瞬間や停止する瞬間において、負荷が急激に変化するため、過大なピーク電流が流れ、負荷回路や電源装置にストレスを与えることにより、結果として、負荷回路や電源装置の故障につながる可能性がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、過大なピーク電流を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源装置は、複数の負荷回路に対して電力を供給する電源回路と、上記複数の負荷回路のうち少なくともいずれかの負荷回路を流れる電流をオンオフするスイッチと、上記スイッチを、オンからオフへ切り替えるときと、オフからオンへ切り替えるときとのうち少なくともいずれかのとき、上記電源回路の動作を停止させ、その後、上記スイッチを切り替え、その後、上記電源回路の動作を再開させる制御回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源装置によれば、スイッチの切り替え時において、負荷回路を流れる電流のピークを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図２】実施の形態１における電源装置１００の動作を示す波形図。
【図３】実施の形態２における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図４】実施の形態３における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図５】実施の形態４における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図６】実施の形態５における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図７】実施の形態６における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図８】実施の形態６における電源装置１００の動作を示す波形図。
【図９】実施の形態７における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【図１０】実施の形態７における電源装置１００の動作を示す波形図。
【図１１】実施の形態８における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図２を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
照明器具８００は、商用電源などの交流電源ＡＣから電力の供給を受け、光源を点灯する。照明器具８００は、例えば、２つの光源回路８１０，８２０と、電源装置１００とを有する。
光源回路８１０（第一の発光部、負荷回路）は、例えば、複数の白色ＬＥＤ（光源）を直列に電気接続した回路である。光源回路８２０（第二の発光部、負荷回路）は、例えば、複数の赤色ＬＥＤ（光源）を直列に電気接続した回路である。なお、光源回路８１０，８２０は、半田付けなどにより電源装置１００に固定的に接続している構成であってもよいし、ソケットなどを介して電源装置１００に着脱自在に接続する構成であってもよい。
電源装置１００（ＬＥＤ点灯装置）は、交流電源ＡＣから供給される電力を変換して、２つの光源回路８１０，８２０に対して供給する。電源装置１００は、２つの光源回路８１０，８２０を流れる直流電流が所定の目標値になるよう、光源回路８１０，８２０に対して供給する直流電力を調整する。なお、電源装置１００は、調光信号など外部から入力する信号に基づいて、２つの光源回路８１０，８２０に流す電流の目標値を変化させる構成であってもよい。
また、電源装置１００は、光源回路８１０に対しては原則として常に直流電力を供給するが、光源回路８２０に対しては所定のデューティ比で電力供給と供給停止とを繰り返す。電源装置１００が光源回路８２０に対して電力を供給する周波数は、例えば１００Ｈｚ以上である。これにより、光源回路８２０を流れる電流の平均値は、目標値にデューティ比を乗じた値になる。なお、電源装置１００は、色温度信号など外部から入力する信号に基づいて、光源回路８２０に対して供給する電力のデューティ比を変化させる構成であってもよい。
電源装置１００は、例えば、直流電源回路１１０と、平滑コンデンサＣ２１と、スイッチング素子Ｑ３１と、コイルＬ３２と、還流ダイオードＤ３３と、電流検出回路１５０と、制御回路１６０とを有する。
直流電源回路１１０（定電流電源）は、交流電源ＡＣから供給される交流電力を直流電力に変換する。直流電源回路１１０は、例えば、全波整流回路（直流生成回路）と、バックコンバータ回路とを有する。なお、直流電源回路１１０は、バックコンバータ回路に限らず、フライバックコンバータ回路など他のスイッチング電源回路や、その他の電源回路により構成されるものであってもよい。また、直流電源回路１１０は、力率改善回路などを含む構成であってもよい。
平滑コンデンサＣ２１（出力コンデンサ）は、直流電源回路１１０の出力に電気接続している。平滑コンデンサＣ２１は、直流電源回路１１０が出力する電力の電圧値を平滑化する。
電流検出回路１５０は、２つの光源回路８１０，８２０と直列に電気接続して、直流電源回路１１０の出力に電気接続している。電流検出回路１５０は、２つの光源回路８１０，８２０を流れる電流を検出する。電流検出回路１５０は、例えば、２つの光源回路８１０，８２０と直列に電気接続した抵抗（電流検出抵抗）であり、抵抗の両端に発生する電圧を、電流検出電圧として出力する。直流電源回路１１０は、電流検出回路１５０が検出した電流が目標値に一致するよう、出力する電力を調整する。
還流ダイオードＤ３３、コイルＬ３２（インダクタ）、スイッチング素子Ｑ３１（導通比制御スイッチ）は、２つの光源回路８１０，８２０とブリッジ接続している。すなわち、還流ダイオードＤ３３とスイッチング素子Ｑ３１とが直列に電気接続して、２つの光源回路８１０，８２０の直列回路と並列に電気接続し、還流ダイオードＤ３３とスイッチング素子Ｑ３１との接続点と、２つの光源回路８１０，８２０の接続点との間に、コイルＬ３２が電気接続している。還流ダイオードＤ３３、コイルＬ３２、光源回路８１０で一つの閉回路を構成し、スイッチング素子Ｑ３１、コイルＬ３２、光源回路８２０でもう一つの閉回路を構成している。還流ダイオードＤ３３のカソードは、直流電源回路１１０の高電位側出力に電気接続している。
制御回路１６０（導通比制御回路）は、直流電源回路１１０やスイッチング素子Ｑ３１を制御する。制御回路１６０は、例えばマイコンなどによって構成される。制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンオフすることにより、光源回路８２０を流れる電流が変化する。制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンすると、原則として光源回路８２０には電流が流れず、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオフすると、原則として光源回路８２０に電流が流れる。
また、制御回路１６０は、直流電源回路１１０の動作を停止させたり再開させたりする。例えば、直流電源回路１１０が、ＦＡ７７０３（富士電機株式会社製）などのスイッチング電源制御用ＩＣを使った電源回路である場合、スイッチング電源制御用ＩＣは、例えばソフトスタート回路を有し、リセット信号を入力する端子がある。制御回路１６０は、このリセット信号を生成することにより、直流電源回路１１０の動作を停止させ、あるいは、再開させる。
制御回路１６０は、スイッチング素子Ｑ３１をオンする前に、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させ、スイッチング素子Ｑ３１をオンした後に、直流電源回路１１０の動作を再開させる。制御回路１６０は、直流電源回路１１０の動作を停止させたのち、電流検出回路１５０が検出した電流が所定の閾値を下回ってから、スイッチング素子Ｑ３１をオンする。制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンする電流の閾値は、０に近い正の値である。閾値は、なるべく小さいほうがよいが、あまり小さいと、直流電源回路１１０の動作を停止させてから制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンするまでに時間がかかる。このため、直流電源回路１１０の動作を停止させてから制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンするまでにかかる時間が所定の時間以内となるよう、閾値を設定する。
【００１０】
図２は、この実施の形態における電源装置１００の動作を示す波形図である。
横軸は、時刻を表わす。縦軸は、状態または電圧または電流を表わす。
実線で示した状態５１１は、スイッチング素子Ｑ３１の状態を表わし、横軸より上のときオン、横軸より下のときオフを表わす。実線で示した状態５１２は、直流電源回路１１０の動作状態を表わし、横軸より上のとき動作状態、横軸より下のとき停止状態を表わす。
破線で示した電圧５２１は、光源回路８１０の両端に印加される電圧を表わす。実線で示した電圧５２２は、光源回路８２０の両端に印加される電圧を表わす。なお、時刻５０１から時刻５０３までの間において、電圧５２１を示す破線と電圧５２２を示す実線とが重なっている。点線で示した電圧５２０は、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧を表わす。電圧５２０は、電圧５２１と、電圧５２２と、電流検出回路１５０における電圧降下との合計に等しい。
破線で示した電流５３１は、光源回路８１０を流れる電流である。実線で示した電流５３２は、光源回路８２０を流れる電流である。なお、時刻５０１から時刻５０３までの間において、電流５３１を示す破線と電流５３２を示す実線とが重なっている。細破線で示した目標値５３８は、直流電源回路１１０が、光源回路８１０，８２０を流れる電流を一致させる目標値である。細破線で示した閾値５３９は、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１を切り替える閾値である。
電源装置１００の動作は、所定の周波数（例えば１００Ｈｚ）での繰り返しである。
スイッチング素子Ｑ３１がオン、直流電源回路１１０が動作状態のとき（時刻５０４と時刻５０１との間）、電流が流れる経路は、光源回路８１０、コイルＬ３２、スイッチング素子Ｑ３１、電流検出回路１５０となり、光源回路８２０には電流５３２が流れない。直流電源回路１１０が電流検出回路１５０を流れる電流を目標値５３８に一致させるので、光源回路８１０を流れる電流５３１は、目標値５３８に一致する。コイルＬ３２を流れる電流が一定になるので、コイルＬ３２の両端電圧は０になり、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０は、光源回路８１０の両端電圧５２１と、電流検出回路１５０における電圧降下（ほぼ一定）との合計に等しい。
時刻５０１において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオフにする。これにより、コイルＬ３２を流れていた電流は、還流ダイオードＤ３３をオンにして、コイルＬ３２、還流ダイオードＤ３３、光源回路８１０で構成される閉回路を流れる。コイルＬ３２の両端に逆電圧が印加されるので、この電流は、すぐに減少して０になる。一方、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧は、２つの光源回路８１０，８２０における順方向降下電圧の合計より低いため、光源回路８１０，８２０、電流検出回路１５０という経路の電流は、流れない。直流電源回路１１０は、電流検出回路１５０を流れる電流を目標値５３８に一致させるため、平滑コンデンサＣ２１を充電して、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。これにより、光源回路８１０，８２０に電流５３１，５３２が流れ始める。直流電源回路１１０は、光源回路８１０，８２０を流れる電流５３１，５３２が目標値５３８に一致するまで、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。
次に、時刻５０２において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させる。直流電源回路１１０からの電流の供給が停止するので、光源回路８１０，８２０を流れる電流５３１，５３２により平滑コンデンサＣ２１が放電し、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０が下降する。これにより、光源回路８１０，８２０を流れる電流５３１，５３２は急速に低下する。
時刻５０３において、電流検出回路１５０を流れる電流が閾値５３９を下回ったので、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンにする。このとき、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０は、光源回路８１０だけを点灯するには、まだ高過ぎる値である。光源回路８２０の両端電圧５２２がコイルＬ３２の両端に印加され、コイルＬ３２を流れる電流が上昇する。これにより、光源回路８１０、コイルＬ３２、スイッチング素子Ｑ３１、電流検出回路１５０という経路の電流が流れ始める。平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０の余剰分は、コイルＬ３２が引き受け、コイルＬ３２の電流変化率抑制効果により、ピーク電流が抑制される。また、この電流により、平滑コンデンサＣ２１が更に放電し、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０が更に下降する。平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０の余剰分がなくなると、コイルＬ３２には逆電圧が印加されるので、コイルＬ３２を流れる電流は、減少に転じる。
時刻５０４において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を再開させる。これにより、平滑コンデンサＣ２１は再び充電され、光源回路８１０を流れる電流が目標値５３８に一致して安定する。
【００１１】
このように、スイッチング素子Ｑ３１をオンに切り替える前に、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させ、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０がある程度下がったのちに、スイッチング素子Ｑ３１をオンし、その後、直流電源回路１１０の動作を再開させる。これにより、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたときに光源回路８１０を流れる電流のピークを抑制することができる。
また、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたときの電流経路にコイルＬ３２を設けることにより、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたとき、平滑コンデンサＣ２１に蓄積されていた余剰エネルギーが、一時的にコイルＬ３２に移される。これにより、光源回路８１０を流れる電流のピークを更に抑制できる。コイルＬ３２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ３１をオフしたときに、還流ダイオードＤ３３を通って、光源回路８１０を流れる電流となる。このため、エネルギーを無駄にすることはない。
【００１２】
なお、平滑コンデンサＣ２１の静電容量が小さいほうが、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を停止させてから、電流検出回路１５０が検出する電流が閾値を下回るまでにかかる時間が短くなる。しかし、平滑コンデンサＣ２１の静電容量が小さいと、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧の変動（リプル）が大きくなる。このため、平滑コンデンサＣ２１の静電容量は、リプル率が５％以上２５％以下の範囲内になるように設定することが望ましい。
【００１３】
また、制御回路１６０は、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止したのち、電流検出回路１５０が検出した電流に基づいて、スイッチング素子Ｑ３１をオンするタイミングを決定するのではなく、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止してからの経過時間に基づいて、スイッチング素子Ｑ３１をオンするタイミングを決定する構成であってもよい。例えば、制御回路１６０は、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止してからの経過時間を測定し、測定した経過時間が所定の時間を超えたとき、スイッチング素子Ｑ３１をオンにする。
【００１４】
実施の形態２．
実施の形態２について、図３を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１５】
図３は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態１で説明した構成から、コイルＬ３２及び還流ダイオードＤ３３を除いたものである。スイッチング素子Ｑ３１は、光源回路８２０と並列に電気接続している。
【００１６】
平滑コンデンサＣ２１の静電容量が十分小さければ、スイッチング素子Ｑ３１をオンする前に、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させるだけで、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたときのピーク電流を抑制できるので、コイルＬ３２はなくてもよい。コイルＬ３２がないため、コイルＬ３２に溜まったエネルギーを放出するための還流ダイオードＤ３３も必要なくなる。
【００１７】
これにより、実施の形態１で説明した構成と比べて、ピーク電流抑制効果は小さくなるが、電源装置１００の部品数が減るので、電源装置１００を小型化することができ、電源装置１００の製造コストを下げることができる。
【００１８】
実施の形態３．
実施の形態３について、図４を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１９】
図４は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態２で説明した構成に加えて、コイルＬ３２を有する。ただし、コイルＬ３２の位置は、実施の形態１と異なる。コイルＬ３２は、光源回路８１０と、光源回路８２０とスイッチング素子Ｑ３１との並列回路とに対して直列に電気接続している。
【００２０】
コイルＬ３２をこの位置に設けることにより、スイッチング素子Ｑ３１をオフしたときもコイルＬ３２を流れる電流の経路が存在するので、実施の形態１で説明した構成の還流ダイオードＤ３３を設ける必要がない。
【００２１】
このような構成としても、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたとき、平滑コンデンサＣ２１に蓄積されていた余剰エネルギーがコイルＬ３２に移されるので、光源回路８１０を流れる電流のピークを抑制することができる。
【００２２】
実施の形態４．
実施の形態４について、図５を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
図５は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態２で説明した構成に加えて、コンデンサＣ３８を有する。コンデンサＣ３８は、光源回路８１０と並列に電気接続している。コンデンサＣ３８と光源回路８１０との並列回路は、光源回路８２０とスイッチング素子Ｑ３１との並列回路に対して直列に電気接続している。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ３１をオンすると、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧が高く、コンデンサＣ３８の両端電圧が低いことから、平滑コンデンサＣ２１に蓄積されていた電荷の一部がコンデンサＣ３８に移り、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧が低下する。これにより、光源回路８１０を流れる電流のピークを抑制する。
すなわち、コンデンサＣ３８は、実施の形態１及び実施の形態３で説明したコイルＬ３２と同様、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたときに平滑コンデンサＣ２１に蓄積されている余剰エネルギーを、一時的に蓄積する役割を果たす。コンデンサＣ３８に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ３１をオフしたときに、光源回路８２０を通る電流となるので、エネルギーを無駄にすることはない。
【００２５】
実施の形態５．
実施の形態５について、図６を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態４と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
図６は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態１で説明した構成のコイルＬ３２に代えて、トランスＴ３４を有する。トランスＴ３４（コモンモードチョークコイル）は、２つの巻線Ｌ３５，Ｌ３６を有する。巻線Ｌ３５は、光源回路８１０と直列に電気接続している。還流ダイオードＤ３３は、光源回路８１０と巻線Ｌ３５との直列回路と並列に電気接続している。巻線Ｌ３６は、光源回路８２０と直列に電気接続している。スイッチング素子Ｑ３１は、巻線Ｌ３６と光源回路８２０との直列回路と並列に電気接続している。２つの巻線Ｌ３５，Ｌ３６は、巻数が同じで、同じ鉄心に巻きつけられている。２つの巻線Ｌ３５，Ｌ３６は、磁気結合しているので、２つの巻線Ｌ３５，Ｌ３６の両端電圧は、常に等しくなる。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ３１がオフで、光源回路８１０を流れる電流と、光源回路８２０を流れる電流とが等しい場合、巻線Ｌ３５により発生する磁束と、巻線Ｌ３６により発生する磁束とが打ち消し合い、トランスＴ３４の等価インピーダンスは、０になる。
スイッチング素子Ｑ３１がオンで、光源回路８２０を流れる電流が０である場合、巻線Ｌ３５は、実施の形態１で説明したコイルＬ３２と同様の働きをする。
したがって、このような構成としても、実施の形態１で説明した構成と同様に、スイッチング素子Ｑ３１をオンしたときのピーク電流を抑制することができる。
【００２８】
また、トランスＴ３４がコモンモードチョークとして機能することにより、高周波ノイズの発生を抑えることができる。
【００２９】
実施の形態６．
実施の形態６について、図７〜図８を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態５と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
図７は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態５と同様、実施の形態１で説明した構成のコイルＬ３２に代えて、トランスＴ３４（ノーマルモードチョークコイル）を有する。ただし、トランスＴ３４の接続が、実施の形態３とは異なる。巻線Ｌ３６は、光源回路８１０と直列に電気接続している。巻線Ｌ３５は、光源回路８１０及び巻線Ｌ３６の直列回路と光源回路８２０との接続点と、還流ダイオードＤ３３とスイッチング素子Ｑ３１との接続点との間にブリッジ接続している。
【００３１】
図８は、この実施の形態における電源装置１００の動作を示す波形図である。
横軸は、時刻を表わす。縦軸は、状態または電圧または電流を表わす。
時刻５０１において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオフにすると、巻線Ｌ３５を流れていた電流が還流ダイオードＤ３３をオンにする。巻線Ｌ３５，Ｌ３６には、逆電圧が発生するため、２つの光源回路８１０，８２０の両端電圧５２１，５２２の合計は、一時的に、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を超え、２つの光源回路８１０，８２０に電流が流れる。その後、巻線Ｌ３５を流れる電流は０になる。直流電源回路１１０が平滑コンデンサＣ２１を充電し、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０が上昇して、２つの光源回路８１０，８２０を流れる電流５３１，５３２は、目標値５３８に一致する。
時刻５０２において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を一時的に停止すると、光源回路８１０，８２０を流れる電流により平滑コンデンサＣ２１が放電し、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０が下降する。巻線Ｌ３６の電流変化率抑制効果により、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０の低下率と比べて、光源回路８１０，８２０を流れる電流５３１，５３２の低下率が抑えられ、平滑コンデンサＣ２１の放電が速く進むので、結果的に、光源回路８１０，８２０を流れる電流は、早く小さくなる。
時刻５０３において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンにすると、光源回路８２０を流れる電流５３２が０になり、直列に接続された２つの巻線Ｌ３５，Ｌ３６が、実施の形態１におけるコイルＬ３２と同じ役割を果たし、ピーク電流を抑える。
【００３２】
なお、巻線Ｌ３５と巻線Ｌ３６とが磁気結合せず、独立したコイルである構成であってもよい。
【００３３】
実施の形態７．
実施の形態７について、図９〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態６と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態１〜実施の形態４では、２つの光源回路８１０，８２０を直列に電気接続する構成について説明したが、この実施の形態では、２つの光源回路８１０，８２０を並列に電気接続する構成について説明する。
電源装置１００は、２つの光源回路８１０，８２０に対して、所定のデューティ比で交互に電力を供給する。電源装置１００が光源回路８１０，８２０に対して電力を供給する周波数は、例えば１００Ｈｚ以上である。なお、電源装置１００は、色温度信号など外部から入力する信号に基づいて、光源回路８１０，８２０に対して供給する電力のデューティ比を変化させる構成であってもよい。
【００３４】
図９は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、直流電源回路１１０と、平滑コンデンサＣ２１と、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７と、コイルＬ３２と、電流検出回路１５０と、制御回路１６０とを有する。
スイッチング素子Ｑ３１は、光源回路８１０と直列に電気接続している。スイッチング素子Ｑ３７は、光源回路８２０と直列に電気接続している。スイッチング素子Ｑ３１と光源回路８１０との直列回路と、スイッチング素子Ｑ３７と光源回路８２０との直列回路とは、互いに並列に電気接続している。コイルＬ３２は、２つの光源回路８１０，８２０と２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７とからなる並列回路と、直列に電気接続している。
制御回路１６０は、スイッチング素子Ｑ３１と、スイッチング素子Ｑ３７とを交互にオンオフさせる。なお、オンにするスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７を切り替えるタイミングにおいて、制御回路１６０は、オフだったスイッチング素子をオンにしてから、オンだったスイッチング素子をオフにする。これにより、コイルＬ３２を流れる電流が急激に変化するのを防ぐ。また、制御回路１６０は、これら一連の動作の前に、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させ、これら一連の動作が終わったのちに、直流電源回路１１０の動作を再開させる。
【００３５】
図１０は、この実施の形態における電源装置１００の動作を示す波形図である。
横軸は、時刻を表わす。縦軸は、状態または電圧または電流を表わす。
実線で示した状態５１３は、スイッチング素子Ｑ３７の状態を表わし、横軸より上のときオン、横軸より下のときオフを表わす。
スイッチング素子Ｑ３１がオフ、スイッチング素子Ｑ３７がオン、直流電源回路１１０が動作中のとき（時刻５０８と時刻５０１との間）、電流が流れる経路は、コイルＬ３２、光源回路８２０、スイッチング素子Ｑ３７、電流検出回路１５０となり、光源回路８１０には電流５３１が流れない。直流電源回路１１０は、電流検出回路１５０を流れる電流を目標値５３８に一致させるので、光源回路８２０を流れる電流５３２は、目標値５３８に一致する。コイルＬ３２を流れる電流が一定になるので、コイルＬ３２の両端電圧は０になり、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０は、光源回路８２０の両端電圧５２２と、電流検出回路１５０における電圧降下との合計に等しい。
時刻５０１において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させる。直流電源回路１１０からの電流の供給が停止するので、光源回路８２０を流れる電流５３２により平滑コンデンサＣ２１が放電し、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０が下降する。これにより、光源回路８２０を流れる電流５３２は急速に低下する。
時刻５０２において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオンにする。光源回路８１０と、光源回路８２０とが並列に接続した状態となり、順方向降下電圧が低いほうの光源回路に電流が流れる。この例では、光源回路８１０よりも光源回路８２０のほうが順方向降下電圧が低いので、光源回路８２０を電流５３２が流れ続け、光源回路８１０には電流５３１が流れない。すなわち、スイッチング素子Ｑ３１をオンしても、電流が流れる経路は変わらない。
時刻５０３において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３７をオフにする。これにより、光源回路８２０を流れる電流５３２は、０になる。コイルＬ３２の電流変化率抑制効果により、それまでと同じ電流が光源回路８１０を流れるが、コイルＬ３２の両端に逆電圧が印加されるので、この電流は、すぐに減少して０になる。
時刻５０４において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を再開させる。直流電源回路１１０が平滑コンデンサＣ２１を充電して、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。これにより、光源回路８１０を電流５３１が流れ始める。直流電源回路１１０は、光源回路８１０を流れる電流５３１が目標値５３８に一致するまで、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。
時刻５０５において、制御回路１６０が再び直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させる。直流電源回路１１０からの電流の供給が停止するので、光源回路８１０を流れる電流５３１により平滑コンデンサＣ２１が放電し、平滑コンデンサＣ２１の電圧５２０が下降する。これにより、光源回路８１０を流れる電流５３１は急速に低下する。
時刻５０６において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３７をオンにする。光源回路８１０よりも光源回路８２０のほうが順方向降下電圧が低いので、光源回路８２０を電流５３２が流れ、光源回路８１０を流れる電流５３１は０になる。このとき、光源回路８２０には、それまでより多い電流が流れようとするが、コイルＬ３２の電流変化率抑制効果により、光源回路８２０流れる電流５３２のピークを抑制する。
時刻５０７において、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１をオフにするが、既に、光源回路８１０を流れる電流は０になっているので、電流の流れに変化はない。
時刻５０８において、制御回路１６０が直流電源回路１１０の動作を再開させる。直流電源回路１１０が平滑コンデンサＣ２１を充電して、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。これにより、光源回路８２０を流れる電流５３２が増加する。直流電源回路１１０は、光源回路８２０を流れる電流５３２が目標値５３８に一致するまで、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０を上昇させる。
【００３６】
このように、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７を切り替える前に、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させ、平滑コンデンサＣ２１の両端電圧５２０がある程度下がったのちに、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７を切り替え、その後、直流電源回路１１０の動作を再開させる。これにより、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７をオンしたときに光源回路８１０，８２０を流れる電流のピークを抑制することができる。
なお、実際には、順方向降下電圧が高いほうの光源回路から、順方向降下電圧が低いほうの光源回路へ、電流経路を変更するときのみ、ピーク電流が発生する可能性があるので、そのときのみ直流電源回路１１０の動作を停止させればよい。しかし、光源回路８１０の設計上の順方向降下電圧と、光源回路８２０の設計上の順方向降下電圧とがほぼ等しい場合、素子のバラツキなどにより、いずれの光源回路の順方向降下電圧が低いかわからない場合がある。制御回路１６０が、両方のタイミングで直流電源回路１１０の動作を一時的に停止させることにより、いずれの光源回路の順方向降下電圧が低い場合でも、確実に、ピーク電流を抑制することができる。
【００３７】
また、電流経路にコイルＬ３２を設けることにより、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７を切り替えたときに光源回路８１０，８２０を流れる電流のピークを更に抑制できる。なお、上述したように、どちらの光源回路の順方向降下電圧が低いかわからないので、コイルＬ３２は、並列に接続された光源回路８１０，８２０と直列に接続される位置に設ける。
なお、光源回路８１０の順方向降下電圧と、光源回路８２０の順方向降下電圧との差が小さい場合には、コイルＬ３２を設けなくてもよい。
【００３８】
また、制御回路１６０がスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３７をオンするタイミングは、電流検出回路１５０が検出した電流に基づいて決定する構成であってもよいし、直流電源回路１１０の動作を一時的に停止してからの経過時間に基づいて決定する構成であってもよい。
【００３９】
実施の形態８．
実施の形態８について、図１１を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態６と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
この実施の形態では、並列に接続した光源回路８１０，８２０の順方向降下電圧の間に明らかな差があり、どちらの光源回路の順方向降下電圧が低いかあらかじめわかっている場合の構成について説明する。
【００４０】
図１１は、この実施の形態における照明器具８００の回路構成を示す回路構成図である。
電源装置１００は、実施の形態５で説明した構成のスイッチング素子Ｑ３１がない。光源回路８１０と、光源回路８２０とスイッチング素子Ｑ３７との直列回路とが並列に電気接続している。
【００４１】
実施の形態７で述べたように、光源回路８２０の順方向降下電圧のほうが、光源回路８１０の順方向降下電圧よりも低い場合、スイッチング素子Ｑ３７がオンしているときに、スイッチング素子Ｑ３１のオンオフを切り替えても、電流の流れる経路は変わらない。このため、電源装置１００は、スイッチング素子Ｑ３１がなくても、実施の形態７の構成と同様に動作する。
【００４２】
なお、この場合、ピーク電流が発生する可能性があるのは、スイッチング素子Ｑ３７をオフからオンに切り替えたときだけなので、制御回路１６０は、そのときのみ、直流電源回路１１０を一時的に停止させ、スイッチング素子Ｑ３７をオンからオフに切り替えるときは、直流電源回路１１０を停止させない構成であってもよい。
また、コイルＬ３２は、光源回路８１０，８２０の並列回路と直列に接続する位置に設けるのではなく、光源回路８２０と直列に接続する位置に設ける構成であってもよい。すなわち、光源回路８２０と、コイルＬ３２と、スイッチング素子Ｑ３７とを直列に電気接続し、光源回路８２０とコイルＬ３２とスイッチング素子Ｑ３７との直列回路と、光源回路８１０とを並列に電気接続する構成であってもよい。
【００４３】
以上説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成としてもよいし、重要でない部分の構成を他の構成に置き換えた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１００  電源装置、１１０  直流電源回路、１５０  電流検出回路、１６０  制御回路、５０１〜５０８  時刻、５１１〜５１３  状態、５２０，５２１，５２２  電圧、５３１，５３２  電流、５３８  目標値、５３９  閾値、８００  照明器具、８１０，８２０  光源回路、ＡＣ  交流電源、Ｃ２１  平滑コンデンサ、Ｃ３８  コンデンサ、Ｄ３３  還流ダイオード、Ｌ３２  コイル、Ｌ３５，Ｌ３６  巻線、Ｑ３１，Ｑ３７  スイッチング素子、Ｔ３４  トランス。
【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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