(57)【要約】【課題】蓄電池接続時において自動的に商用電源接続時よりも消費電力が少なくなるよう制御することができる点灯装置を提供する。【解決手段】本発明の点灯装置は、入力端子５０より入力される電圧を直流電圧に整流する整流回路１０と、整流回路１０で整流された電力を変換する電力変換回路１３と、電力変換回路１３の出力電圧が供給される光源２が接続される出力端子６０と、入力端子５０より入力される電力が直流か交流かを判定する電源判定部４１と、電源判定部４１により直流電力が入力されていると判定した場合には、交流電力が入力されていると判定した場合よりも、光源２へ出力される電流の値が低くなるように電力変換回路１３を制御する制御部４２を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される入力端子と、
前記入力端子より入力される電力を直流電力に整流する整流回路と、
前記整流回路で整流された電力を変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路で変換した電力が供給される光源が接続される出力端子と、
前記入力端子より入力される電力が直流であるか交流であるかを判定する電源判定部と、
前記電源判定部が前記入力端子より入力される電力が直流であると判定した場合には、前記入力端子より入力される電力が交流であると判定した場合よりも、前記出力端子を介して前記光源へ流れる電流の値が低くなるように前記電力変換回路を制御する制御部と、
を備えた点灯装置。
【請求項２】
前記整流回路で整流された電圧を検出するための整流電圧検出用回路を備え、
前記電源判定部は、前記整流電圧検出用回路の出力電圧に基づき、前記入力端子より入力される電力が直流であるか交流であるかを判定する請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
予め設定された交流時出力目標電流値と、前記交流時出力目標値よりも低く設定された直流時出力目標電流値と、を記憶する記憶部と、
前記光源へ供給される電流の値を検出するための電流検出用回路を備え、
前記制御部は、前記電源判定部が前記入力端子より入力される電力が直流であると判定した場合には前記光源へ供給される電流の値が前記直流時出力目標値に、前記入力端子より入力される電力が交流であると判定した場合には前記光源へ供給される電流の値が前記交流時出力目標値になるように、前記電流検出用回路の出力電圧に基づき、前記電力変換回路を制御する請求項１又は２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記電力変換回路は、昇圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路と、により構成される請求項１から３のいずれか一つに記載の点灯装置。
【請求項５】
前記光源へ供給される電圧の値を検出する出力電圧検出回路を備え、
前記記憶部は、予め設定された出力上限電圧値と前記出力上限電圧値よりも低い出力下限電圧値を記憶しており、
前記制御部は、前記電源判定部が前記入力端子より入力される電力が交流であると判定した場合において、前記出力電圧検出回路の検出値に基づき、前記出力端子より出力される電圧が前記出力上限電圧値よりも低く前記出力下限電圧値よりも高い条件を満たしているかを判定し、前記条件を満たしていない場合は、前記光源へ電力を供給しないように前記電力変換回路を制御する請求項３又は４に記載の点灯装置。
【請求項６】
前記交流時出力目標電流値と、前記直流時出力目標電流値と、はそれぞれ前記光源の性能に応じて設定される請求項３から５のいずれか一つに記載の点灯装置。
【請求項７】
前記記憶部は不揮発性メモリであり、
前記入力端子と、前記整流回路と、前記電力変換回路と、前記出力端子と、前記電源判定部と、前記制御部と、前記不揮発性メモリは１枚の基板に実装されている請求項６に記載の点灯装置。
【請求項８】
電源に接続される入力端子と、
光源が接続される出力端子と、
前記入力端子より入力された電力を変換し出力端子より出力する点灯回路と、
前記入力端子より入力される電力が交流電力の場合は出力端子から出力される電流値が交流時出力目標電流値になるように前記点灯回路を制御する制御回路と、
前記交流時出力目標電流値を記憶する不揮発性メモリと、を備えたプラットフォーム基板を有し、
前記交流時出力目標電流値よりも低い値である直流時出力目標電流値が前記不揮発性メモリに書き込まれることにより、前記制御回路は、前記入力端子に入力される電力が交流電力であるか、直流電力であるかを判別し、前記入力端子より入力される電力が直流電力の場合は出力端子から出力される電流値が前記直流時出力目標電流値になるように前記点灯回路を制御することを特徴とする点灯装置。
【請求項９】
電源に接続される入力端子と、光源が接続される出力端子と、前記入力端子より入力された電力を変換し出力端子より出力する点灯回路と、前記入力端子より入力される電力が交流電力の場合は出力端子から出力される電流値が交流時出力目標電流値になるように前記点灯回路を制御し、前記入力端子より入力される電力が直流電力の場合は出力端子から出力される電流値が前記交流時出力目標電流値よりも低い値である直流時出力目標電流値になるように前記点灯回路を制御する制御回路と、前記交流時出力目標電流値と前記直流時出力目標電流値を記憶する不揮発性メモリと、を備えたプラットフォーム基板を有し、
互いに異なる前記交流時出力目標電流値及び前記直流時出力目標電流値を有し、かつそれぞれの前記交流時出力目標電流値及び前記直流時出力目標電流値が前記点灯回路を形成する電子部品の特性値より決定される前記点灯回路の出力電流の範囲に含まれる複数種類の光源が、前記出力端子に接続される前記光源の使用候補となるとともに、前記複数種類の光源のうちのいずれかの前記直流時出力目標電流値が前記不揮発性メモリに書き込まれることにより、前記プラットフォーム基板を前記不揮発性メモリに書き込まれた前記直流時出力目標電流値を有する光源に使用することが確定される点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明の点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明の点灯装置として、特許文献１の点灯装置のように、商用電源の交流電圧を直流電圧に整流した後、光源に流れる電流値を所定の電流値になるように変換して光源に供給するものがあった。特許文献１の点灯装置は、交流電力を直流電力に整流する整流回路と、整流回路の出力電圧を変換する電力変換回路として昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路と、光源に流れる電流値が所定の電流値になるよう制御を行う制御装置を備えたものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３２３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、災害による商用電源の停電に備え、商用電源の停電を検知し、蓄電池に貯えられた電力を建物内の機器へ供給する電源切替装置が実用化されている。このような電源切替装置が用いられる建物内では特許文献１のような点灯装置も使用される。特許文献１の点灯装置は、光源に流れる電流値を所定の電流値になるように制御していることから、商用電源の停電により電源が蓄電池に切り替わっても、商用電源接続時と変わらず一定の電力を消費し続けてしまい、消費電力の抑制ができない課題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、交流電源接続時の消費電力に比べて直流電源接続時の消費電力を抑えることができる点灯装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の点灯装置は、入力端子より入力される電圧が直流であるか交流であるかを判定する電源判定部を備え、前記電源判定部が前記入力端子より入力される電圧が直流であると判定した場合には、前記入力端子より入力される電圧が交流であると判定した場合よりも、前記出力端子を介して前記光源へ流れる電流の値が低くなるように前記電力変換回路を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る点灯装置は、入力端子より入力される電圧が交流電源か直流電源かを判定し、直流と判定した場合は、交流と判定した場合に比べて光源へ出力する電流値を低くするよう制御するため、直流電源より電圧の供給を受けている際の消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る電源部と照明器具を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る制御回路へ入力される抵抗１２ｃの両端電圧の時間変化を示すグラフである。
【図３】実施の形態１に係る昇圧チョッパ回路の定電流制御時の制御のフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る降圧チョッパ回路の定電流制御時の制御のフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る点灯装置の異常検出制御のフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る電源部と照明器具を示す回路図である。
【図７】実施の形態２に係る降圧チョッパ回路の定電流制御時の制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源部と照明器具を示す回路図である。電源部３の出力側と照明器具１００の点灯装置１内の入力端子５０が接続されており、電源部３からの電力が照明器具１００に供給されて照明器具１００の光源２が点灯する。
【００１０】
電源部３は、商用電源等の交流電源３ａと、蓄電池等の直流電源３ｂと、これら交流電源３ａと直流電源３ｂのどちらか一方を点灯装置１に電気的に接続するよう切り替える電源切替部３ｃと、を有している。また、電源切替部３ｃは、常時は点灯装置１と交流電源３ａとを電気的に接続させ、交流電源３ａが停止する非常時には交流電源３ａの停止を検知して点灯装置１と直流電源３ｂとを電気的に接続するように、構成されている。
【００１１】
照明器具１００は、一対の入力端子５０と一対の出力端子６０を有する点灯装置１と、点灯装置１の出力端子６０に接続される光源２と、を備えている。上記のとおり、点灯装置１の入力端子５０には電源部３が接続されており、点灯装置１は電源部３より供給される電力を用いて光源２を点灯させる。
【００１２】
照明器具１００の点灯装置１は、入力端子５０に接続される整流回路１０と、整流回路１０の高電位側と低電位側に接続されたコンデンサ１１と、コンデンサ１１と並列に接続された電力変換回路１３と、電力変換回路１３を制御する制御回路４０と、を有している。また、抵抗１２ａ，１２ｂ，１２ｃより構成された整流電圧検出用回路１２が整流回路１０の出力側に電力変換回路１３と並列に接続されており、抵抗１４ａ，１４ｂ，１４ｃより構成された出力検出用回路１４が出力端子６０に対して並列に接続されており、抵抗１５ａ，１５ｂ，１５ｃより構成された昇圧電圧検出用回路１５が電力変換回路１３の内部に接続されている。
【００１３】
整流回路１０は、入力端子５０より入力された電力を直流電力に整流するものであり、実施の形態１では、全波整流を行うダイオードブリッジ回路が用いられている。整流回路１０は、入力端子５０に交流電源３ａからの交流電力が供給された場合には交流電源３ａの電力を直流電力に整流して出力し、入力端子５０に直流電源３ｂから直流電力が供給された場合には直流電源３ｂの電力をそのまま出力する。また、整流回路１０の出力電力は、電力変換回路１３へ入力される。
【００１４】
整流回路１０の出力側には、整流回路１０の出力電圧Ｖｒｏｕｔを検出するための整流電圧検出用回路１２が電力変換回路１３に対して並列に接続されている。整流電圧検出用回路１２は抵抗１２ａ、抵抗１２ｂ、抵抗１２ｃを直列に接続することで構成されており、抵抗１２ａ、抵抗１２ｂ、抵抗１２ｃそれぞれの両端電圧は整流回路１０の出力電圧Ｖｒｏｕｔに比例している。このため、抵抗１２ａ、抵抗１２ｂ、抵抗１２ｃの少なくともいずれか一つの両端電圧より整流回路１０の出力電圧Ｖｒｏｕｔが検出できる。実施の形態１では、整流電圧検出用回路１２は、抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃより構成されているが、これに限らず、整流回路１０の出力電圧Ｖｒｏｕｔが検出できるのであれば、抵抗の個数は限らない。
【００１５】
電力変換回路１３は、整流回路１０により整流された直流電力を光源２の点灯に適した電力に変換する回路である。電力変換回路１３は、昇圧チョッパ回路２０と、昇圧チョッパ回路２０の出力側に接続された降圧チョッパ回路３０と、で構成されている。また、昇圧チョッパ回路２０の出力側の両端に昇圧電圧検出回路１５が接続されている。
【００１６】
昇圧チョッパ回路２０は、一端が整流回路１０の高電位側に接続されるインダクタ２１と、インダクタ２１の他端が接続されるスイッチング素子２２と、スイッチング素子２２と直列に接続され整流回路１０の低電位側に接続される抵抗２３と、アノード端子がインダクタ２１とスイッチング素子２２の間に接続されるダイオード２４と、ダイオード２４のカソード端子に正極が接続され整流回路１０の低電位側に負極が接続されるコンデンサ２５を有している。
【００１７】
このように構成された昇圧チョッパ回路２０において、スイッチング素子２２がオンの場合には、電流はインダクタ２１、スイッチング素子２２、抵抗２３の順に高電位側から低電位側に流れ、インダクタ２１にエネルギーが蓄積される。そのときにインダクタ２１に流れるリアクトル電流はインダクタ２１のインダクタンス値に応じた傾きで増加する。スイッチング素子２２がオフの場合には、電流はインダクタ２１、ダイオード２４、コンデンサ２５の順に高電位側から低電位側に流れ、インダクタ２１に蓄積されたエネルギーは放出される。そのときにインダクタ２１に流れるリアクトル電流はインダクタ２１のインダクタンス値に応じた傾きで減少する。このように、インダクタ２１に蓄積されたエネルギーが昇圧チョッパ回路２０に入力される入力電圧に重畳されるため、昇圧チョッパ回路２０の出力電圧は入力電圧よりも高くなり、その出力電圧はスイッチング素子２２のオンオフの周波数及びデューティー比に応じて決まる。また、昇圧チョッパ回路２０はスイッチング素子２２を例えば数十ｋＨｚのように交流電源３ａの周波数よりも十分に高い周波数でオンオフを繰り返すことによって、整流回路１０からの入力を昇圧させて出力することができるとともに、入力電流波形と入力電圧波形をほぼ等しくして力率を改善することができる。
【００１８】
降圧チョッパ回路３０は、昇圧チョッパ回路２０のコンデンサ２５の正極に接続されるスイッチング素子３１と、スイッチング素子３１とカソード端子が接続され整流回路１０の低電位側にアノード端子が接続されるダイオード３２と、ダイオード３２と並列に接続されるインダクタ３３，コンデンサ３４及び電流検出用抵抗３５からなる直列回路と、を有している。また、降圧チョッパ回路３０の出力は出力端子６０へ出力されるように接続されており、出力端子６０を介してコンデンサ３４と光源２が並列に接続され、電流検出用抵抗３５と光源２が直列に接続される。電流検出用抵抗３５の両端電圧は、出力端子６０から出力し光源２に流れる電流に比例しているので、電流検出用抵抗３５の両端電圧より出力端子６０から出力し光源２に流れる電流を検出することができる。なお、電流検出用抵抗３５は本発明の電流検出用回路に相当する。
【００１９】
降圧チョッパ回路３０は、このように構成されているため、スイッチング素子３１がオンの場合には、電流はスイッチング素子３１、インダクタ３３の順に流れ、インダクタ３３にエネルギーが蓄積され、同時に降圧チョッパ回路３０から出力端子６０を介して光源２へ電力が出力される。スイッチング素子３１がオンの場合にインダクタ３３に流れる電流値は、インダクタ３３のインダクタンス値に応じた傾きで増加する。スイッチング素子３１がオフの場合には、インダクタ３３に蓄積されたエネルギーが放出され、出力端子６０を介して光源２へ電力が供給される。スイッチング素子３１がオンの場合にインダクタ３３に流れる電流値は、インダクタ３３のインダクタンス値に応じた傾きで減少する。このため、スイッチング素子３１のオンオフによって光源２に流れる電流値はインダクタ３３のインダクタンス値に依存した脈流となるが、コンデンサ３４によって脈流成分が平滑化され、光源２へ供給される。このため、降圧チョッパ回路３０の出力電流は、スイッチング素子３１のオンオフの周波数及びデューティー比に応じて決まり、また降圧チョッパ回路３０は出力電流を制御することによって、電圧を降圧する。
【００２０】
降圧チョッパ回路３０の出力側、つまり電力変換回路１３の出力側には、出力端子６０における出力電圧を検出するための出力検出用回路１４が出力端子６０に対して並列に接続されている。出力検出用回路１４は抵抗１４ａ、抵抗１４ｂ、抵抗１４ｃを直列に接続することで構成されており、抵抗１４ａ、抵抗１４ｂ、抵抗１４ｃそれぞれの両端電圧は出力端子６０における出力電圧に比例している。このため、抵抗１４ａ、抵抗１４ｂ、抵抗１４ｃの少なくともいずれか一つの両端電圧より出力端子６０における出力電圧が検出できる。実施の形態１では、出力検出用回路１４は抵抗１４ａ、１４ｂ、１４ｃより構成されているが、これに限らず出力端子６０における出力電圧が検出できるのであれば、抵抗の個数は限らない。
【００２１】
また、制御回路４０は、整流電圧検出用回路１２からの出力電圧としての抵抗１２ｃの両端電圧と、出力検出用回路１４の出力電圧としての抵抗１４ｃの両端電圧と、光源２に流れる電流を検出するための電圧として電流検出用抵抗３５の両端電圧が入力されるように、各抵抗と接続されている。制御回路４０は、これらの電圧値を用いて、電力変換回路１３を制御し、出力端子６０より出力される電力を制御する。
【００２２】
光源２は、点灯装置１の出力端子６０から出力される電力によって点灯し、実施の形態１では発光素子にＬＥＤ素子を備えたＬＥＤランプが使用される。光源２には、定格電圧値Ｖｒ及び定格電流値Ｉｒが決められており、点灯装置１の出力端子６０から出力される電圧及び電流は光源２の定格電圧値Ｖｒ及び定格電流値Ｉｒを超えないように制御されている。光源２の定格電圧値Ｖｒ及び定格電流値Ｉｒは、例えば点灯させるＬＥＤ素子の個数、直列接続や並列接続等のＬＥＤ素子の接続方法、ＬＥＤ素子の種類によってそれぞれ異なる。なお、実施の形態１では光源２にＬＥＤランプが使用されているが、光源としてはこれに限らず、発光素子に有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬランプ及び蛍光灯などの電力を光に変換する機器であれば良い。
【００２３】
次に制御回路４０について説明する。制御回路４０は、入力端子５０に入力されている電力が直流であるか交流であるかを判定する電源判定部４１と、光源２の点灯を制御する制御部４２と、電源判定部４１及び制御部４２に用いられる設定値を記憶する記憶部４３と、を有している。
【００２４】
電源判定部４１は、抵抗１２ｃの両端電圧、つまり整流回路１０の出力電圧Ｖｒｏｕｔの変動を検出することで入力端子５０より入力される電力が直流であるか交流であるかを判定することができる。判定の方法としては、例えば、交流電源３ａの周波数の２倍よりも高い周波数に設定された標本化周波数で抵抗１２ｃの両端電圧を標本化し、標本化によって得られた電圧の変動の幅に基づいて、入力端子５０に入力されている電力が交流電力であるか直流電力であるかを判定する方法などがある。交流電源３ａに商用電源を用いる場合は、交流電源３ａの周波数は５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚであるため、標本化周波数は１２０Ｈｚよりも高ければ判定は可能である。
【００２５】
図２は、実施の形態１に係る制御回路４０へ入力される抵抗１２ｃの両端電圧の時間変化を示すグラフである。図２（ａ）は、入力端子５０に交流電源３ａより交流電力が入力されている場合における抵抗１２ｃの両端電圧のグラフを示すものである。交流電源３ａより電力が供給される場合では、抵抗１２ｃの両端電圧は、図２（ａ）で示すような交流電源３ａの周波数の２倍の周波数の脈流となる。このため、抵抗１２ｃの両端電圧は時間と共に電圧が変動しており、標本化によって得られた電圧値は時間によって変動することになる。なお、図２（ａ）の波形は一例であり、電力変換回路１３への入力電力が電圧値の変動を伴う脈流であるならば、この波形に限らない。
【００２６】
一方、図２（ｂ）は、入力端子５０に直流電源３ａより直流電力が入力されている場合における抵抗１２ｃの両端電圧のグラフを示すものである。図２（ｂ）に示すように、直流電源３ｂより電力が供給される場合では、抵抗１２ｃの両端電圧は時間に関わらず一定であり、標本化によって得られる電圧値も一定である。
【００２７】
図２のグラフ中の黒点は、電源判定部４１で標本化する際の測定箇所の例である。電源判定部４１は、例えば標本化周波数の５周期分、つまり５箇所の検出値を取得し、その５箇所の検出値の最大値と最小値の差が、記憶部４３に記憶されている閾電圧差Ｖｔｈよりも大きければ入力端子５０に入力している電力が交流と判定し、閾電圧差Ｖｔｈよりも小さければ入力端子５０に入力している電力が直流と判定する。なお、電源判定部４１が判定時に取得する検出値は５箇所に限らず、２箇所以上であれば判定は可能である。
【００２８】
制御部４２は、光源２へ出力される出力電流を制御することにより光源２の点灯の制御を行う。制御部４２は、光源２に供給する電流値を一定に保つ定電流制御と、光源２の異常を判断し、異常であると判断した場合に光源２への電流の供給を停止する異常検出制御と、の２種類の制御を行う。なお、定電流制御と異常検出制御は点灯器具１の駆動時には常に行われている。
【００２９】
図３は、実施の形態１に係る昇圧チョッパ回路２０の定電流制御時の制御のフローチャートである。図４は、実施の形態１に係る降圧チョッパ回路３０の定電流制御時の制御のフローチャートである。定電流制御時では、図３と図４のフローチャートに基づき、制御部４２は、昇圧チョッパ回路２０と降圧チョッパ回路３０の制御をそれぞれ行う。
【００３０】
定電流制御時における制御部４２による昇圧チョッパ回路２０の制御を、図３を用いて説明する。ステップＳ１１では、制御部４２は入力端子５０に入力されている電力が交流であるかを判断する。前述のように電源判定部４１が抵抗１２ｃの両端電圧と閾電圧差Ｖｔｈに基づき入力端子５０より入力される電力が交流か直流かを判定している。そのため、制御部４２は、電源判定部４１の判定を取得し、電源判定部４１の判定結果に基づいて判断する。入力端子５０より入力される電力が交流であると判断した場合はステップＳ１２に、交流でない、つまり直流であると判断した場合はステップＳ１３に進む。
【００３１】
ステップＳ１２では、制御部４２は、力率改善制御を行う。力率改善制御では、抵抗１２ｃの両端電圧、又は抵抗１２ｃの両端電圧と電流検出用抵抗３５の両端電圧と、に基づき入力端子５０に入力される入力電圧波形に相似形である入力電流波形が生成するように、制御部４２は、スイッチング素子２２のオンオフの周波数及びデューティー比を制御する。つまり、ステップＳ１２では一般的に行われている昇圧チョッパ回路による力率改善の制御が行われる。ステップＳ１２の制御後、再びステップＳ１１に戻る。このように交流電源３ａより電力が供給されている場合では、昇圧チョッパ回路３０によって、力率改善制御が行われるため、効率良く交流電源３ａの電力を光源２の点灯に使用することができる。
【００３２】
また、ステップＳ１３では、制御部４２は昇圧チョッパ回路２０に直流時昇圧制御を行う。直流時昇圧制御では、昇圧目標電圧値Ｖｂｍを出力できるように、制御部４２は、スイッチング素子２２のオンオフの周波数及びデューティー比の制御を行う。直流時昇圧制御として、実施の形態１では、具体的に次のような制御が行われる。まず、制御部４２は、入力される制御電圧が所定値（起動電圧）を超えると、動作を開始し、スイッチング素子２２のスイッチングを開始する。制御部４２は、抵抗１２ｃの電圧値の変動を監視して、この電圧値の変動（交流電源の電圧波形）にインダクタ２１に流れる電流が比例するように、スイッチング素子２２のスイッチングを制御するとともに、抵抗１５ｃの電圧値を検出し、所定電圧（たとえば、２Ｖ）とするとともに、スイッチング素子２２のスイッチングを制御する。例えば、制御部４２は、抵抗１２ｃの電圧値が低いとき（交流電源の電圧値がゼロクロス近傍のとき）は、スイッチング素子２２のオンデューティを長くし、抵抗１２ｃの電圧値が高いとき（交流電源の電圧値がピーク近傍のとき）はスイッチング素子２２のオンデューティを短くし、それぞれのタイミングにおけるスイッチング素子２２のオフデューティは、インダクタ２１に流れるリアクタンス電流が０となるまでの期間となるように制御する。この制御により、制御部４２がスイッチング素子２２のスイッチングを制御するときのデューティー比とスイッチング周波数は決定される。
スイッチング素子２２がオンになると、整流回路１０→インダクタ２１→スイッチング素子２２→抵抗２３→整流回路１０のループで電流が流れ、インダクタ２１はエネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子２２がオフになると、整流回路１０→インダクタ２１→ダイオード２４→コンデンサ２５、降圧チョッパ回路３０→整流回路１０のループで電流が流れ、インダクタ２１に蓄積されたエネルギーは放出される。これにより、昇圧チョッパ回路２０は、昇圧チョッパ回路２０に入力される入力電圧よりも高い出力電圧を発生させることができる。なお、この実施の形態１の直流時昇圧制御は、直流時昇圧制御の一例であり、これに限らず、後述する降圧チョッパ回路３０の回路構成に合わせて昇圧チョッパ回路２０の回路構成を適宜変更しても構わない。
【００３３】
次に、定電流制御時における制御部４２による降圧チョッパ回路３０の制御を、図４を用いて説明する。ステップＳ２１で、制御部４２は、電流検出用抵抗３５の両端電圧を取得する。次に、ステップＳ２２に進み、ステップＳ２２では、制御部４２は入力端子５０に入力されている電力が交流であるかを判断する。前述のように電源判定部４１が抵抗１２ｃの両端電圧と閾電圧差Ｖｔｈに基づき入力端子５０より入力される電力が交流か直流かを判定している。そのため、制御部４２は、電源判定部４１の判定を取得し、電源判定部４１の判定結果に基づいて判断する。入力端子５０より入力される電力が交流であると判断した場合はステップＳ２３に、交流でない、つまり直流であると判断した場合はステップＳ２４に進む。ステップＳ２３では、制御部４２はステップＳ２１で取得した電流検出用抵抗３５の両端電圧を基に光源２への出力電流値ＩＯが記憶部４３に予め記憶されている交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと等しくなるよう制御を行う。具体的には、制御部４２は、スイッチング素子３１のオンオフの周波数及びデューティー比の制御を行い、出力電流値ＩＯを交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと等しくなるように制御している。ステップＳ２３の制御の実行後、ステップＳ２１へ戻る。また、ステップＳ２４では、制御部４２はステップＳ２１で取得した電流検出用抵抗３５の両端電圧を基に光源２への出力電流値ＩＯが記憶部４３に予め記憶されている直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと等しくなるよう制御を行う。具体的には、ステップＳ２３と同様に、制御部４２は、スイッチング素子３１のオンオフの周波数及びデューティー比の制御を行い、出力電流値ＩＯを直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと等しくなるように制御している。ステップＳ２４の制御の実行後、ステップＳ２１へ戻る。このようにステップＳ２１からＳ２４までの処理を繰り返し行うことによって、光源２への出力電流値ＩＯを、入力端子５０に入力されている電力が交流である場合は交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ、入力端子５０に入力されている電力が直流である場合は直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄで一定化されるように制御している。
【００３４】
なお、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄは、照明装置１００に使用される光源２の定格電流値Ｉｒに対して、Ｉｏｍｄ＜Ｉｏｍａ≦Ｉｒの関係が成り立つように設定されている。特に交流時出力目標電流値Ｉｏｍａは定格電流値Ｉｒと同じ電流値に設定されていることが多い。また、非常時における照明の照度は、建築基準法等の法令によって照度が決められており、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄは、光源２が法令に応じた照度を発するような電流値に設定されることが多い。このため、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと、は光源２の性能に応じて設定される。
【００３５】
以上のように、定電流制御時では、光源２への出力電流値ＩＯが交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ又は直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄに等しくなるように電力変換回路１３は制御され、光源２の明るさを安定させて点灯させることができる。また、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄは、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａよりも小さいため、交流電源３ａより電力が供給されている場合よりも直流電源３ｂより電力が供給されている場合の方が、光源２の明るさは暗くなり、消費電力は抑えられる。そのため、例えば交流電源３ａが停電する非常時となり、電源切替部３ｃにより電力の供給元が交流電源３ａから直流電源３ｂに切り替わった場合でも、自動的に光源２の明るさを落として消費電力を抑えることができる。これによって、蓄電池等の直流電源３ｂの消費電力を抑制し、光源２を長時間にわたって点灯させることができる。
【００３６】
次に、点灯装置の異常検出制御について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１に係る点灯装置の異常検出制御のフローチャートである。次に異常検出制御について、図５を用いて説明する。ステップＳ３１では、制御部４２は、ステップＳ２２と同様に電源判定部４１の判定結果を取得し、入力端子５０に入力されている電力が交流であるかを判断する。交流であると判断した場合はステップＳ３２に進み、交流でない、つまり直流であると判断した場合は異常検出制御を終了する。ステップＳ３２では、制御部４２は、抵抗１４ｃの両端電圧を取得する。抵抗１４ｃの両端電圧を取得後、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３３では、制御部４２は抵抗１４ｃの両端電圧に基づき光源２への出力電圧値ＶＯが記憶部４３に予め記憶されている出力上限電圧値Ｖｏｍａｘよりも高いか、つまりＶＯ＞Ｖｏｍａｘの条件を満たすかを判断する。ＶＯ＞Ｖｏｍａｘの条件を満たすと判断した場合はステップＳ３５へ進み、満たさないと判断した場合はステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では、制御部４２は、抵抗１４ｃの両端電圧に基づき光源２への出力電圧値ＶＯが記憶部４３に予め記憶されている出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎよりも低いか、つまりＶＯ＜Ｖｏｍｉｎの条件を満たすかを判断する。ＶＯ＜Ｖｏｍｉｎの条件を満たすと判断した場合はステップＳ３５へ進み、満たさないと判断した場合はステップＳ３１へ戻る。ステップＳ３５では、制御部４２は、光源２への電力の出力を停止するよう制御を行う。具体的には、定電流制御を終了し、スイッチング素子２２及び３１を常にオフを維持するように制御することで、昇圧チョッパ回路２０と降圧チョッパ回路３０の動作を停止させる。ステップＳ３５で光源２への電力の出力を停止後、異常検出制御を終了する。
【００３７】
なお、昇圧目標電圧値Ｖｂｍと、出力上限電圧値Ｖｏｍａｘと、出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎは、照明器具１００に使用される光源２に交流時出力目標電流値Ｉｏｍａを供給した場合における光源２への出力電圧値Ｖｏｍａとの関係が、Ｖｏｍｉｎ＜Ｖｏｍａ＜Ｖｏｍａｘの関係及びＶｏｍａ＜Ｖｂｍの関係がそれぞれ成り立つように設定される。
【００３８】
以上のように、異常検出制御では、図５のフローチャートに基づき昇圧チョッパ回路２０と降圧チョッパ回路３０を制御する。発光素子の短絡又は断線などの光源２内部に異常が生じた場合、光源２の内部抵抗の値が変わる。光源２の内部抵抗の変化により、定電流制御により交流時出力目標電流値Ｉｏｍａを出力する場合の抵抗１４ｃの両端電圧が変化するので、光源２に異常が生じた場合には抵抗１４ｃの両端電圧の変化に基づき、すぐに光源２への電力の出力を停止可能である。このため、異常が生じた光源２に電力の出力を続ける状況を異常検出制御によって回避することができる。
【００３９】
また、記憶部４３に記憶されている各設定値は点灯装置１の製造段階で予め設定されており、点灯装置１に接続して使用される光源２に応じた各設定値が記憶部４３に書き込まれている。すなわち、使用される光源２に対応した昇圧目標電圧値Ｖｂｍと、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと、出力上限電圧値Ｖｏｍａｘと、出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎが、点灯装置１の製造段階で決定されており、これらは記憶部４３に記憶されている。なお、記憶部４３は不揮発性メモリで構成されており、昇圧目標電圧値Ｖｂｍと、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと、出力上限電圧値Ｖｏｍａｘと、出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎは不揮発性メモリに書き込まれることによって決定される。なお、記憶部４３に記憶される設定値のうち、常時の点灯に関わる設定値は、製造段階だけでなく、設置業者が点灯装置１の設置時に点灯装置１の設置場所又は使用する光源の種類に応じて記憶部４３に設定値を記憶させても良い。常時の点灯に関わる設定値としては、実施の形態１では、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと、出力上限電圧値Ｖｏｍａｘと、出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎと、が該当する。
【００４０】
記憶部４３への書き込みについて具体的に説明すると、例えば、点灯装置１が出力可能な能力の範囲が、出力電流が２５０ｍＡから５００ｍＡ、出力電圧が５０Ｖから２００Ｖ、出力電力が２５Ｗから１００Ｗであるとする。このような点灯装置１において、定格電流と建築基準法で定められた照度を発するための電流、つまり交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ及び直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄが２５０ｍＡから５００ｍＡの範囲内であり、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ及び直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄを加えた際のそれぞれの電圧値が５０Ｖから２００Ｖ、それぞれの電力値が２５Ｗから１００Ｗの範囲を満たす光源が使用の候補となる。この使用の候補となった光源のいずれか１つに対応する交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ及び直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄが記憶部４３に書き込まれることによって、点灯装置１の交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ及び直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄが決定される。また、昇圧目標電圧値Ｖｂｍと、出力上限電圧値Ｖｏｍａｘと、出力下限電圧値Ｖｏｍｉｎとは、前述の通り交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ又は直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと関連性のある値のため、既に決定された交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ又は直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄに応じて記憶部４３に書き込まれ決定される。また、定格電流と建築基準法で定められた照度を発するための電流は、それぞれ光源によって異なる固有の値を取る場合が多いため、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａ又は直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄのどちらか一方が決定されると、他方の電流値も既に決定された方の電流値を基に決定しても構わない。なお、点灯装置１が出力可能な能力の範囲は、コンデンサ１１の耐電圧値などの点灯装置１を構成する電子部品の性能などによって決定される。
【００４１】
前述のように記憶部４３に記憶されている各設定値を基に定電流制御及び異常検出制御を行うことから、実施の形態１の回路構成の点灯装置１は、記憶部４３に記憶させる各設定値を変更することで、性能が異なる光源を点灯させる点灯装置として用いることができる。このため、実施の形態１の点灯装置の入力端子５０から出力端子６０までの点灯回路を１つの実装基板に実装することによって汎用的な実装基板であるプラットフォーム基板が作成でき、このプラットフォーム基板の記憶部４３に記憶させる設定値を使用する光源に応じて変更するだけで、様々な光源に対応した点灯装置が製造でき、使用される光源ごとに点灯装置を開発・設計する工程を削減することができる。
【００４２】
また、実施の形態１の点灯装置は、入力端子５０に入力されている電力が交流である場合の光源の点灯、入力端子５０に入力されている電力が直流である場合の光源の点灯及び光源の異常の検知を全て同一の回路で行っているため、部品点数が少なく済み、点灯装置の小型化が可能である。
【００４３】
なお、点灯装置１には、突入電流が発生する可能性があるので、突入電流を防ぐために、入力端子５０と、整流回路１０の間に突入電流対策用の回路を設けても良い。
【００４４】
また、電源判定部４１と電源切替部３ｃを通信可能に構成し、電源切替部３ｃは交流電源３ａの停止を検知すると電源判定部４１に信号を送信し、電源判定部４１は当該信号を受信した場合は入力端子５０に入力している電力が直流と判定し、当該信号を受信しない場合は入力端子５０に入力している電力が交流と判定しても良い。
【００４５】
また、実施の形態１の点灯装置は、常用点灯時における点灯状態を所定の明るさとする、いわゆる固定出力形の点灯装置の場合について説明したが、点灯装置の外部から調光制御信号（調光率を表す信号）を入力して、この調光制御信号に基づいて調光点灯する、いわゆる連続調光形の点灯装置などであってもよい。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では、点灯装置１に接続される光源が１つの場合について説明したが、実施の形態２では、定格電流値Ｉｒが異なる第１の光源２ａと、第２の光源２ｂが接続され、交流電源３ａより電力が供給されている時には、定格電流値Ｉｒが高い第１の光源２ａを点灯させ、直流電源３ｂより電力が供給されている時には、定格電流値Ｉｒが低い第２の光源２ｂを点灯させる場合について説明する。
【００４７】
図６は、実施の形態２に係る電源部と照明器具を示す回路図である。実施の形態２の照明器具１００ａは、実施の形態１の照明器具１００と比較して、第１の光源２ａと、第２の光源２ｂを新たに備えている。また、第１の光源２ａの定格電流値Ｉｒ１は、第２の光源２ｂの定格電流値Ｉｒ２よりも高い値に設定されている。
【００４８】
また、実施の形態２の点灯装置１ｂは、実施の形態１の点灯装置１と比較して、第１の光源２ａと接続される第１の出力端子６０ａと、第２の光源２ｂと接続される第２の出力端子６０ｂと、電力変換回路１３の出力を第１の出力端子６０ａに供給するか第２の出力端子６０ｂに供給するかを切り替える出力切替部１６が新たに設けられている。出力切替部１６は、図示を省略したが制御回路４０と接続されており、制御部４３によって制御される。なお、実施の形態２の点灯装置１ｂのその他の構成については、実施の形態１の点灯装置１で示したものと同一である。
【００４９】
さらに、実施の形態２における、交流時出力目標電流値Ｉｏｍａは第１の光源２ａの定格電流値Ｉｒ１に設定されており、直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄは第２の光源２ｂの定格電流値Ｉｒ２に設定されている。
【００５０】
図７は、実施の形態２に係る降圧チョッパ回路３０の定電流制御時の制御のフローチャートである。実施の形態２における定電流制御時の交流チョッパ回路３０の制御のフローチャートは、実施の形態１の当該フローチャートと比較して、ステップＳ２２で入力端子５０に入力された電力が交流と判断した場合とステップＳ２３の間にステップＳ２５の処理が追加され、ステップＳ２２で入力端子５０より入力された電力が直流と判断した場合とステップＳ２４の間にステップＳ２６の処理が追加されている。ステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理は実施の形態１で示した処理と同一であるため詳細な説明を割愛する。
【００５１】
ステップＳ２１で、制御部４２は、電流検出用抵抗３５の両端電圧を取得する。次に、ステップＳ２２に進み、ステップＳ２２では、制御部４２は入力端子５０に入力されている電力が交流であるかを判断する。ステップＳ２２で入力端子５０に入力されている電力が交流であると判断された場合、ステップＳ２５に進み、ステップＳ２５では、制御部４３は、電力変換回路１３の出力を第１の出力端子６０ａに供給するように出力切替部１６の制御を行う。出力切替部１６の制御後は、ステップＳ２３に進み、制御部４２は光源への出力電流ＩＯを交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと等しくなるよう降圧チョッパ回路３０を制御する。ステップＳ２３で出力切替部１６の制御を行った後、再びステップＳ２１に戻る。また、ステップＳ２２で入力端子５０に入力されている電力が直流であると判断された場合、ステップＳ２４に進み、制御部４２は光源への出力電流ＩＯを交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと等しくなるよう降圧チョッパ回路３０を制御する。ステップＳ２４で電流変換回路１３の制御を行った後、ステップＳ２６へ進み、制御部４２は、電力変換回路１３の出力を第２の出力端子６０ｂに供給するように出力切替部１６の制御を行う。出力切替部１６の制御後は、再びステップＳ２１に戻る。なお、実施の形態２に係る昇圧チョッパ回路２０の定電流制御時の制御のフローチャートと、実施の形態２に係る点灯装置の異常検出制御のフローチャートについては、実施の形態１で示した制御とそれぞれ同様である。
【００５２】
以上より、実施の形態２の点灯装置１ｂのように、定格電流値Ｉｒが異なる第１の光源２ａ、第２の光源２ｂを接続可能にし、交流電源３ａより電力が供給されている場合は、定格電流値Ｉｒが高い第１の光源２ａを点灯させ、直流電源３ｂより電力が供給されている場合は、定格電流値Ｉｒが低い第２の光源２ｂを点灯させるように構成しても良い。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、ステップＳ２２で入力端子５０に入力されている電力が交流であると判断された場合では、出力切替部１６の切り替え制御を行ってから、光源への出力電流ＩＯを交流時出力目標電流値Ｉｏｍａと等しくなるように降圧チョッパ回路３０を制御している。ステップＳ２２で入力端子５０に入力されている電力が直流であると判断された場合では、光源への出力電流ＩＯを直流時出力目標電流値Ｉｏｍｄと等しくなるように降圧チョッパ回路３０を制御してから、出力切替部１６の切り替え制御を行っている。このため、第２の光源２ｂに定格電流値Ｉｒ２より高い交流時出力目標電流値Ｉｏｍａの電流が流れないように、制御部４２は制御している。
【符号の説明】
【００５４】
１  点灯装置、１ａ  点灯装置、１ｂ  点灯装置、２  光源、２ａ  第１の光源、２ｂ  第２の光源、３  電源部、３ａ  交流電源、３ｂ  直流電源、３ｃ  電源切替部、１０  整流回路、１１  コンデンサ、１２  整流電圧検出用回路、１２ａ  抵抗、１２ｂ  抵抗、１２ｃ  抵抗、１３  電力変換回路、１４  出力検出用回路、１４ａ  抵抗、１４ｂ  抵抗、１４ｃ  抵抗、１５  昇圧電圧検出用回路、１５ａ  抵抗、１５ｂ  抵抗、１５ｃ  抵抗、１６  出力切替部、２０  昇圧チョッパ回路、２１  インダクタ、２２  スイッチング素子、２３  抵抗、２４  ダイオード、２５  コンデンサ、３０  降圧チョッパ回路、３１  スイッチング素子、３２  ダイオード、３３  インダクタ、３４  コンデンサ、３５  電流検出用抵抗、４０  制御回路、４１  電源判定部、４２  制御部、４３  記憶部、５０  入力端子、６０  出力端子、６０ａ  第１の出力端子、６０ｂ  第２の出力端子、１００  照明器具
【図１】
2016025076.tif 000003
【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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