(57)【要約】【課題】スイッチング損失の増加を抑制し、力率改善制御および光源電流制御の動作を安定化できる。【解決手段】点灯装置１００は、交流電源１からの交流電圧を整流する整流回路２と、整流回路２に接続され、スイッチング素子ＳＷ１とインダクタＬ１でエネルギの充放電を行い、ＬＥＤ５０に直流電流を供給するコンバータ部３と、ＬＥＤ５０が調光信号により指示される調光率となるようにスイッチング素子ＳＷ１の駆動を制御する制御部４と、を備える。制御部４は、定電流フィードバック制御および力率改善制御を行う。制御部４は、スイッチング素子ＳＷ１をオフした後にインダクタＬ１の放電電流がゼロになるタイミングから次にスイッチング素子ＳＷ１がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、遅延時間を経過した後にスイッチング素子ＳＷ１をオンする。遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、光源に直流電流を供給する直流電源回路と、
前記光源が調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、
前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、
前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、
前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記直流電流が減少すると、前記遅延時間を長くする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記交流電源の電圧の実効値が高くなるほど、前記遅延時間を長くする請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記交流電源の電圧の実効値と前記調光率に応じて、予め定められたスイッチング周波数でスイッチング素子を駆動するように前記遅延時間を可変に設定する請求項１に記載の点灯装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記スイッチング素子がオンした時点から、前記スイッチング素子がオフした後、ゼロ電流検出部により前記インダクタの放電電流がゼロとなるタイミングを検出した時点までのインダクタ電流通電時間が短くなるほど前記遅延時間を長くする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記インダクタ電流通電時間が予め設定された下限値未満である場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数が前記インダクタ電流通電時間が前記下限値であるときのスイッチング周波数と同一となるように前記遅延時間を設定する請求項５記載の点灯装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記スイッチング素子のオン時間が短くなるほど前記遅延時間を長くする請求項１に記載の点灯装置。
【請求項８】
前記直流電源回路はＳＥＰＩＣ回路である請求項１〜７のいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項９】
前記直流電源回路は、バックブーストコンバータ回路である請求項１〜７のいずれか１項記載の点灯装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記直流電流に相当する信号を検出する電流検出部により検出された電流検出信号と、前記直流電流の目標電流値に相当する目標電流信号を比較する比較部を有し、
前記比較部による比較結果に応じて前記直流電流と前記目標電流値が一致するように前記フィードバック制御を行うとともに、前記フィードバック制御の応答時間を前記交流電源の１周期の１／２倍以上とする請求項１〜９のいずれか１項記載の点灯装置。
【請求項１１】
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤを点灯させる点灯装置と、
を備え、
前記点灯装置は、
交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、前記ＬＥＤに直流電流を供給する直流電源回路と、
前記ＬＥＤ調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、
前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、
前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、
前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である照明器具。
【請求項１２】
有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を点灯させる点灯装置と、
を備え、
前記点灯装置は、
交流電源からの交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、前記有機ＥＬ素子に直流電流を供給する直流電源回路と、
前記有機ＥＬ素子が調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、
前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、
前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、
前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を点灯させるための各種点灯装置が知られている。この種の点灯装置は商用交流電源を整流、平滑して直流電圧を生成するＡＣ−ＤＣ変換回路部と、得られた直流電圧からＬＥＤに最適な電流を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ部を備える。ＡＣ−ＤＣ変換回路部は例えばコンデンサインプット型整流回路が用いられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ部は例えばバックコンバータが用いられる。しかし、現在の多くの照明器具において高力率が要求されるので、コンデンサインプット型整流回路では力率が悪く、高力率の要求を満たすことができない。そこで、昇圧チョッパ形の力率改善回路をＡＣ−ＤＣコンバータとして用いたものが現在広く採用されている。
【０００３】
昇圧チョッパとバックコンバータの２つのコンバータが必要となる。従って部品点数が多くなり、回路基板の大型化、高コスト化を招く問題がある。そこで、１つのコンバータで力率改善制御と光源電流制御を両立することで部品点数を削減し、回路基板を小型化する方法も開発されている。その一例として特開２０１２−１３４１００号公報ではフライバックコンバータで力率改善制御を行っている。他にも、バックブーストコンバータあるいはＳＥＰＩＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｅｎｄｅｄ  Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｉｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３４１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
力率改善制御はいわゆる臨界モードで動作することが一般的である。臨界モードは、スイッチング素子がオフした後、チョークコイルの電流がゼロになったことを検出するゼロ電流検出を行い、ゼロ電流検出後、直ちに次のスイッチングを開始するものである。力率改善制御を臨界モードで行う場合に、光源の明るさを調節する調光機能により光源を暗くするときに、軽負荷となるためスイッチング素子のオン時間が短くなりスイッチング周波数が上昇する。これに伴ってスイッチング損失が増加したり、スイッチング素子が駆動できる限界の周波数を超えてしまうことで動作が不安定となり、力率の低下及び光源にちらつきが発生するという問題があった。
【０００６】
この点、特開２０１２−１３４１００号公報には、臨界モードと不連続モードを切り替える力率改善回路が記載されている。これにより光源を暗くするように低調光制御を行った場合でも安定な点灯動作の実現を図っている。しかしながら、臨界モードと不連続モードの切り替えのみではスイッチング周波数を適正に調整するうえで不十分であり、スイッチング損失および安定動作の観点からいまだ改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、スイッチング損失の増加を抑制し、且つ力率改善制御および光源電流制御の動作を安定化することができる点灯装置及び照明器具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】
【０００８】
本発明にかかる点灯装置は、交流電源からの交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、光源に直流電流を供給する直流電源回路と、前記光源が調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である。
【０００９】
本発明にかかる照明器具は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤを点灯させる点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、ＬＥＤに直流電流を供給する直流電源回路と、前記ＬＥＤ調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である。
【００１０】
本発明にかかる他の照明器具は、有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を点灯させる点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、交流電源からの交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、スイッチング素子とインダクタでエネルギの充放電を行い、前記有機ＥＬ素子に直流電流を供給する直流電源回路と、前記有機ＥＬ素子が調光信号により指示される調光率となるように前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記調光信号で指示される調光率に応じて前記直流電流が目標値となるように前記スイッチング素子のオン時間をフィードバック制御し、前記インダクタに流れる電流のピーク値の包絡線が前記交流電源の周期に同期して正弦波状となるように前記オン時間を制御し、前記スイッチング素子をオフした後に前記インダクタの放電電流がゼロになるタイミングから次に前記スイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設け、前記遅延時間を経過した後に前記スイッチング素子をオンし、前記遅延時間がゼロ以上の値に可変に設定可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スイッチング周波数を適正な範囲内に調整するように遅延時間を可変に設定することができるので、スイッチング損失の増加を抑制し、力率改善制御および光源電流制御の動作を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の力率改善動作を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる点灯装置の遅延時間とＬＥＤ電流の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例にかかる点灯装置の回路構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の回路構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の遅延時間と第１インダクタ電流通電時間の関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる点灯装置の遅延時間とスイッチング素子のオン時間の関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかる点灯装置の回路構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態３にかかる点灯装置の遅延時間とＬＥＤ電流の関係を示す図である
【図１１】本発明の実施の形態４における照明器具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１００の回路構成図である。点灯装置１００は、交流電源１から電力の供給を受けて光源５０を点灯させる。点灯装置１００は、整流回路２、コンバータ部３、制御部４を有する。整流回路２は交流電源１から入力した交流電圧を全波整流する。この全波整流電圧は、コンバータ部３の動作中には平滑されず、交流電源１の２倍の周波数を含むリプル電圧となる。
【００１４】
本実施の形態１においては、光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いる。
【００１５】
コンバータ部３は、フィルタコンデンサＣ１、第１インダクタＬ１、スイッチング素子ＳＷ１（例えばＭＯＳＦＥＴ）、カップリングコンデンサＣ２、第２インダクタＬ２、ダイオードＤ１、出力平滑コンデンサＣ３を備えている。コンバータ部３は、これらの回路素子によって構成されたＳＥＰＩＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｅｎｄｅｄ  Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｉｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路を備えている。コンバータ部３の出力には、光源であるＬＥＤ５０が接続される。
【００１６】
具体的には、第１インダクタＬ１は、１次巻き線Ｌ１ａと、この１次巻き線Ｌ１ａに磁気的に結合した２次巻き線Ｌ１ｂとを備えている。第１インダクタＬ１の１次巻き線Ｌ１ａの一端は、フィルタコンデンサＣ１の一端に接続されている。フィルタコンデンサＣ１の他端はＧＮＤラインに接続されている。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷ１は、ドレイン端子、ソース端子、およびこれらの端子間をスイッチングするゲート端子を備えている。スイッチング素子ＳＷ１は、ドレイン端子が１次巻き線Ｌ１ａの他端に接続し、第１インダクタＬ１を介してフィルタコンデンサＣ１と並列接続している。
【００１８】
カップリングコンデンサＣ２の一端は、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン端子に接続されている。第２インダクタＬ２の一端は、カップリングコンデンサＣ２の他端に接続されている。第２インダクタＬ２の他端はＧＮＤラインに接続されている。第２インダクタＬ２は、カップリングコンデンサＣ２を介してスイッチング素子ＳＷ１と並列接続されている。なお、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２はそれぞれ個別のコア（磁心）に巻き線を巻きつけても良いし、一つのコアに第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２の両方を巻きつけて、コアを共有化しても良い。
【００１９】
ダイオードＤ１のアノードが、第２インダクタＬ２の一端とカップリングコンデンサＣ２の他端の接続点に接続している。出力平滑コンデンサＣ３の一端は、ダイオードＤ１のカソードに接続している。出力平滑コンデンサＣ３の他端は出力電流検出抵抗Ｒ３の一端に接続されている。出力電流検出抵抗Ｒ３の他端はＧＮＤラインに接続されている。出力平滑コンデンサＣ３にＬＥＤ５０が並列接続される。なお、出力電流検出抵抗Ｒ３は、ＬＥＤ５０のカソード端と出力平滑コンデンサＣ３の他端の間に直列に挿入されてもよい。
【００２０】
コンバータ部３は、制御部４の制御を受けて動作する。コンバータ部３は、整流回路２が全波整流した電圧をＬＥＤ５０の点灯に適した電流および電圧に変換する。さらにコンバータ部３は、制御部４の制御により入力電流波形を正弦波状で且つ交流入力電圧と同位相となるように動作し、力率改善を行う。
【００２１】
制御部４は、ＬＥＤ電流比較部５、ゼロ電流検出部６、遅延時間設定部７、駆動部８、および調光信号インターフェース９を備えている。制御部４は、ＬＥＤ５０に流れる電流が設定した電流値になるように制御しつつ、点灯装置１００の入力電流波形が交流電源１の電圧とほぼ同位相で且つ正弦波となるように、スイッチング素子ＳＷ１を駆動する。
【００２２】
ＬＥＤ電流比較部５は、出力電流検出抵抗Ｒ３に発生する信号と目標ＬＥＤ電流に相当する目標信号Ｅ１とを比較し、両者の差に応じた信号を出力する。駆動部８はＬＥＤ電流比較部５の出力信号を受けてスイッチング素子ＳＷ１のオン時間を決定する。
【００２３】
ゼロ電流検出部６は、第１インダクタＬ１の２次巻き線Ｌ１ｂからの信号を受けて、第１インダクタＬ１の１次巻き線Ｌ１ａに流れる電流（以降、第１インダクタ電流）がゼロになるタイミングを検出する。ゼロ電流検出部６が第１インダクタ電流ゼロになったことを検出すると、遅延時間設定部７にてスイッチング素子ＳＷ１のオフが予め設定された遅延時間だけ継続される。遅延時間が経過した後、駆動部８によりスイッチング素子ＳＷ１がオンする。
【００２４】
調光信号インターフェース９は、点灯装置１００の外部に設けられたＬＥＤの明るさをコントロールする調光コントローラ１０から出力される調光信号を読み取り、目標電流値に相当する信号となるように目標信号Ｅ１を調整する。
【００２５】
制御部４の構成は一例である。制御部４は、例えばアナログ回路とデジタル回路の組み合わせで構成しても良いし、マイクロコンピュータを用いてソフトウェア制御しても良い。また、制御部４を動作させるための制御電源が必要であるが、ここでは図示していない。制御電源は、例えば第１インダクタＬ１または第２インダクタＬ２に制御電源供給用の補助巻き線を設ければ、そこから制御電源を得ることができる。又は別途スイッチング電源を設けそこから供給しても良い。
【００２６】
次に、実施の形態１にかかる点灯装置１００の動作を説明する。
【００２７】
点灯装置１００に交流電源１が印加されると、整流回路２は入力された交流電圧を全波整流し、整流された電圧がフィルタコンデンサＣ１の両端に印加される。フィルタコンデンサＣ１は、スイッチングリプルを除去する目的で設けられたものであり、ここでは全波整流波形の電源周波数成分を平滑するためのものではない。従ってコンバータ部３動作中は、電源周波数の２倍周波数で正弦波状に脈動する全波整流電圧がコンバータ部３に印加される。
【００２８】
定常動作状態におけるコンバータ部３の動作を説明する。スイッチング素子ＳＷ１が駆動部８によりオンしている状態とする。スイッチング素子ＳＷ１がオンすると交流電源１は第１インダクタＬ１を介して短絡されるので、１次巻き線Ｌ１ａ、スイッチング素子ＳＷ１の順で電流が電源側より供給され、第１インダクタＬ１にエネルギが蓄えられる。このとき、第１インダクタ電流は増加していく。
【００２９】
また、同時にカップリングコンデンサＣ２の電圧が第２インダクタＬ２に印加される。このため、カップリングコンデンサＣ２、スイッチング素子ＳＷ１、第２インダクタＬ２の順に電流が流れ、カップリングコンデンサＣ２のエネルギが第２インダクタＬ２に蓄えられる。このとき、第２インダクタＬ２の電流は増加していく。
【００３０】
駆動部８により設定されたスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が経過すると、スイッチング素子ＳＷ１はオフする。スイッチング素子ＳＷ１がオフすると第１インダクタＬ１に蓄えられたエネルギが放出され、１次巻き線Ｌ１ａ、カップリングコンデンサＣ２、ダイオードＤ１、出力平滑コンデンサＣ３の順に電流が流れる。これにより、カップリングコンデンサＣ２と出力平滑コンデンサＣ３を充電する。
【００３１】
また、同時に第２インダクタＬ２に蓄えられたエネルギが放出され、第２インダクタＬ２、ダイオードＤ１、出力平滑コンデンサＣ３の順に電流が流れる。これにより、出力平滑コンデンサＣ３を充電する。このように負荷側にエネルギを伝達して、最終的に出力平滑コンデンサＣ３からＬＥＤ５０に平滑された直流電流が供給され、ＬＥＤ５０が発光する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１００の動作を示す波形図である。図２の波形図を用いて、制御部４の動作を説明する。
【００３３】
（期間ｔ０〜ｔ１）
ここでは、コンバータ部３の動作が定常動作状態で、駆動部８によりスイッチング素子ＳＷ１がオンした状態から説明する。スイッチング素子ＳＷ１がオンしたとき、スイッチング素子ＳＷ１には第１インダクタ電流と第２インダクタＬ２に流れる電流の合計電流が流れる。
【００３４】
第１インダクタ電流と第２インダクタＬ２に流れる電流は共に増加していくため、スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流も増加していく。このとき、１次巻き線Ｌ１ａには図１の矢印の方向に電圧ＶＬ１ａが印加され、２次巻き線Ｌ１ｂには矢印の方向に電圧ＶＬ１ｂが発生し、ゼロ電流検出部６には２次巻き線Ｌ１ｂより負電圧が入力される。
【００３５】
（時刻ｔ１）
オン時間が経過すると駆動部８はスイッチング素子ＳＷ１をオフし、スイッチング素子ＳＷ１の電流を遮断する。スイッチング素子ＳＷ１のオン時間はＬＥＤ電流比較部５の比較結果によって決定する。
【００３６】
（期間ｔ１〜ｔ２）
スイッチング素子ＳＷ１がオフすると、第１インダクタＬ１に蓄えられたエネルギは、カップリングコンデンサＣ２及びダイオードＤ１を介して、出力平滑コンデンサＣ３に放出される。同時に、第２インダクタＬ２に蓄えられたエネルギも、ダイオードＤ１を介して出力平滑コンデンサＣ３に放出される。
【００３７】
このとき、１次巻き線Ｌ１ａに発生する電圧は、スイッチング素子オン時とは逆向きの電圧となる。すなわち図１中の矢印とは、逆方向の電圧である。これにより２次巻き線Ｌ１ｂに発生する電圧も、図１中の矢印とは逆方向の電圧となり、ゼロ電流検出部６には正電圧が入力される。
【００３８】
（期間ｔ２〜ｔ３）
第１インダクタＬ１及び第２インダクタＬ２がエネルギを放出するため、ダイオードＤ１を介して負荷側に流れる電流は減少していき、ダイオードＤ１の電流がゼロになる。すると２次巻き線Ｌ１ｂの電圧ＶＬ１ｂは急速に低下する。
【００３９】
（時刻ｔ３）
ゼロ電流検出部６は２次巻き線Ｌ１ｂの電圧ＶＬ１ｂが予め定めた所定電圧値以下となるとこれを検出して、次に遅延時間設定部７の動作が開始する。遅延時間設定部７では、ゼロ電流検出部６より２次巻き線Ｌ１ｂの電圧ＶＬ１ｂがこの所定電圧値以下となったことを受けて、その時点から予め定めた時間、スイッチング素子ＳＷ１のオフを維持するように駆動部８を制御し、次にスイッチング素子がオンするタイミングを遅延させる。
【００４０】
（時刻ｔ４）
遅延時間設定部７は、予め設定された遅延時間が経過すると、駆動部８にスイッチング素子ＳＷ１をオンする指示信号を与える。駆動部８はこの指示信号を受けてスイッチング素子ＳＷ１にオン信号を与え、スイッチング素子ＳＷ１を導通状態とする。そして、次のスイッチングサイクルに移る。
【００４１】
ここで、ＬＥＤ電流制御について説明する。ＬＥＤ電流比較部５で目標信号Ｅ１よりも出力電流検出抵抗Ｒ３で発生する電圧の方が高ければＬＥＤ電流比較部５はスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が短くなるように信号を出力し、駆動部８はこれを受けてスイッチング素子ＳＷ１のオン時間を減少させ、ＬＥＤ電流を減少させる。目標信号Ｅ１よりも出力電流検出抵抗Ｒ３で発生する電圧の方が低ければＬＥＤ電流比較部５はスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が長くなるように信号を出力し、駆動部８はこれを受けてスイッチング素子ＳＷ１のオン時間を増加させ、ＬＥＤ電流を増加させる。
【００４２】
以上の動作から、調光によりＬＥＤ電流を減少させるとスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が短くなり、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間が短くなると、第１インダクタＬ１のエネルギ放電時間も短くなるため、スイッチング周波数が上昇する。
【００４３】
次に力率改善動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる点灯装置１００の力率改善動作を示す波形図である。図３には、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔｏｎおよびオフ時間ｔｏｆｆを図示している。
【００４４】
スイッチング素子ＳＷ１をオンすると第１インダクタ電流はＥ／Ｌ１ａの傾きでオン時間に比例してほぼ直線的に上昇していく。ここでＥは全波整流電圧の瞬時値、Ｌ１ａは１次巻き線Ｌ１ａのインダクタンスを表す。これより第１インダクタ電流は全波整流電圧Ｅに比例、インダクタンスＬ１ａに反比例することがわかる。
【００４５】
ここで、仮にスイッチング素子ＳＷ１のオン時間を固定として、全波整流波形なので交流電源１の半周期分動作させると、インダクタンスＬ１ａは固定であるため、図３に示すように各スイッチング周期の第１インダクタ電流のピーク値は電源電圧に比例し、包絡線が正弦波状の波形となる。フィルタコンデンサＣ１により第１インダクタ電流のスイッチングリプルを取り除き、平均化することで、交流電源１から流れ込む入力電流を正弦波状に近づけるとともに交流電源電圧とほぼ同位相にすることができ、力率改善及び高調波低減することができる。なお、図１では示していないが、必要に応じて整流回路２の交流入力側にフィルタ回路をさらに追加してもよい。
【００４６】
このように、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間を電源半周期間で固定すれば力率改善及び高調波低減することができる。一方で必要な明るさを得るためには、定電流フィードバック制御が必要である。定電流フィードバック制御は、ＬＥＤ５０に供給される電流を監視し、目標電流値が流れるようにスイッチング素子ＳＷ１のオン時間を調整するものである。すなわち目標電流値に対して実際にＬＥＤ５０に流れている電流値が小さければ、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間を長くしてＬＥＤ電流を増加させる。また、目標電流値に対して実際にＬＥＤ５０に流れている電流値が大きければ、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間を短くしてＬＥＤ電流を減少させる。このようにＬＥＤ電流が所望の電流値となるように定電流フィードバック制御にてスイッチング素子ＳＷ１を制御する必要がある。
【００４７】
しかしながら上述の通り、交流電源１の半周期内にスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が定電流フィードバック制御のため大きく変動してしまうと、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線が正弦波状とならない。その結果、力率が低下したり、入力電流の高調波電流が増加したりする恐れがある。
【００４８】
そこで、定電流フィードバック制御の応答時間については、フィードバック制御のループゲインを交流電源１の１周期の１／２周期以上で１倍（０ｄＢ）以下となるように設定する。言い換えると、交流電源１の周波数の２倍以下の周波数で１倍（０ｄＢ）以下となるように設定する。例えば電源周波数が５０Ｈｚの場合、その半周期（半波）にあたる１００Ｈｚ以下、すなわち周期１０ｍｓ以上で定電流フィードバック制御のループゲインを１倍（０ｄＢ）以下とすることにより定電流フィードバック制御を電源周期の１／２より短い周期で応答しないように設定する。これにより電源周期の１／２周期以内においては、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間の変動が抑制され、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線が正弦波状の波形となる。
【００４９】
ところで、本実施の形態では、スイッチング素子ＳＷ１のオンタイミングを遅らせる遅延時間設定部７を設けている。この効果について述べる。
【００５０】
遅延時間設定部７はスイッチング周波数の上昇を抑制するためのものである。スイッチング素子ＳＷ１のオンタイミングを遅延しない場合、例えば調光時のようにＬＥＤ電流を減少させた場合、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間が短くなるため、ＬＥＤ電流が減少するほどスイッチング周波数は上昇してしまう。そこで、スイッチング周波数の上昇を抑制するために第１インダクタ電流がゼロとなるタイミングを検出後、予め定めた時間スイッチング素子ＳＷ１のオフを維持し、次にオンするタイミングを遅延させるので、オフ時間が長くなり、スイッチング周波数を低下させる。これによりＬＥＤ電流を減少させた場合のスイッチング周波数の上昇を抑制できる。
【００５１】
また、遅延時間設定部７で設定されるスイッチング素子ＳＷ１の遅延時間は、ＬＥＤ電流により可変なものとする。例えば、調光を行ってない全光状態のＬＥＤ電流が大きいときはもともとスイッチング周波数が低いので、遅延時間をゼロまたはゼロよりも大きく予め定めた第１所定時間に設定することで、ＬＥＤ電流が大きい場合に周波数が下がりすぎることを抑制する。通常は人間の可聴周波数以上にスイッチング周波数が設定されるが、周波数が下がりすぎる場合、例えば可聴周波数領域にスイッチング周波数が入り、騒音が発生するなどの問題が発生するため、これを抑制できる。
【００５２】
調光を行い、ＬＥＤ電流を減少させる場合、例えばＬＥＤ電流値が予め定めた所定レベル以下となると、遅延時間設定部７は、遅延時間を上記の第１所定時間よりも長く設定する。これにより調光時のスイッチング周波数の上昇を抑制し、スイッチング損失の増大、不安定動作に伴う力率の低下、およびちらつきの発生を防止する。
【００５３】
また、例えば図４に示すようにＬＥＤ電流値の各電流値に合わせて複数段階に変化するように遅延時間を設定しても良いし、ＬＥＤ電流値に応じて連続的に遅延時間を変化させてもよい。段階的な可変設定および連続的な可変設定のいずれにおいても、ＬＥＤ電流が減少するほど遅延時間は長くなるように調整される。
【００５４】
以上のように実施の形態１にかかる点灯装置１００は、交流電源１の１周期におけるインダクタＬ１の電流ピーク値の包絡線がほぼ正弦波状となるように、且つＬＥＤに供給する電流が所望の電流値となるようにスイッチング素子ＳＷ１を制御する。これにより、力率改善制御と定電流制御を１つコンバータで実現でき、部品点数を削減できる。さらに、第１インダクタ電流のピーク値の包絡線がほぼ正弦波状となるようにしつつも、ＬＥＤ５０の電流値に応じて第１インダクタ電流がゼロに到達してからスイッチング素子ＳＷ１のオフを維持する時間を設け、次にオンするタイミングを遅延させるので、ＬＥＤ電流が減少したときの周波数の上がりすぎを抑制することができる。これにより、スイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加とＬＥＤちらつきを防止できる。
【００５５】
なお、実施の形態１ではＳＥＰＩＣ方式の電源を例として説明したが、これ以外にも、１コンバータで力率改善（高調波電流低減）と定電流制御を行う方式であれば、他の方式でも良く、例えば図５に示すバックブーストコンバータ方式の点灯装置１１０あるいはフライバックコンバータ方式（図示せず）においても、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
点灯装置１１０は、コンバータ部１１を備えている。コンバータ部１１は、フィルタコンデンサＣ４と、スイッチング素子ＳＷ２と、第３インダクタＬ３と、出力平滑コンデンサＣ５と、抵抗Ｒ３と、を備えている。フィルタコンデンサＣ４は、整流回路２の２つの直流出力端子間に並列に接続されている。スイッチング素子ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴであり、第１端子であるドレイン、第２端子であるソース及び第１端子、第２端子間をスイッチングする制御端子であるゲートを備え、第１端子がフィルタコンデンサＣ４の一端に接続されている。第３インダクタＬ３は、一端がスイッチング素子ＳＷ２の第２端子に接続し、スイッチング素子ＳＷ２を介してフィルタコンデンサＣ４と並列接続されている。抵抗Ｒ３は、一端がＧＮＤに接続しており、他端がダイオードＤ２のカソードと接続している。出力平滑コンデンサＣ５は、一端がダイオードＤ２のアノードに接続され、ダイオードＤ２を介して第３インダクタＬ３と並列に接続されるとともに、ＬＥＤ５０と並列に接続されている。
【００５７】
点灯装置１１０ではスイッチング素子ＳＷ２をオンすると電源側からスイッチング素子ＳＷ２、第３インダクタＬ３の１次巻き線Ｌ３ａの経路で電流が流れ、第３インダクタＬ３にエネルギを蓄え、スイッチング素子ＳＷ２をオフすると１次巻き線Ｌ３ａ、平滑コンデンサＣ５、ダイオードＤ２、１次第３インダクタＬ３ａの経路で電流が流れ、第３インダクタＬ３に蓄えられたエネルギを負荷側に放出する。ここで、点灯装置１００と同様、１次巻き線Ｌ３ａの電流がゼロになったことを第３インダクタＬ３の二次巻き線Ｌ３ｂより検出し、予め定めた時間スイッチング素子ＳＷ２のオフを維持し、次にオンするタイミングを遅延させることでスイッチング周波数を低下させる。
【００５８】
また、ＬＥＤ電流の制御はスイッチング素子ＳＷ２のオン時間で制御するが、その際、交流電源１の１周期における、１次巻き線Ｌ３ａの電流ピーク値の包絡線を正弦波状に維持しつつオン時間を制御する。すなわち制御部４は定電流フィードバック制御の応答時間を電源周期の１／２周期以上に設定することで力率改善及び高調波低減を実施する。
【００５９】
これにより点灯装置１００同様、スイッチング周波数の上昇を抑制し、スイッチング損失の増大、不安定動作に伴う力率の低下、およびちらつきの発生を防止することができる。
【００６０】
また、実施の形態１においては、光源にＬＥＤ５０を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。光源に用いる発光素子として、例えば有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いてもよい。
【００６１】
なお、実施の形態１で示したスイッチング素子ＳＷ１は半導体スイッチで構成されるものとする。半導体スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタ（バイポーラトランジスタ）、あるいはＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、を用いても良い。あるいは、窒化ガリウム（ＧａＮ）若しくは炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のワイドバンドギャップ半導体で形成したスイッチング素子であってもよく、特にＳｉＣで形成したＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【００６２】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２にかかる点灯装置１２０の回路構成図である。実施の形態１と同様の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態１との違いは、制御部４に通電時間計測手段１２を設けたことである。通電時間計測手段１２は、第１インダクタＬ１の１次巻き線Ｌ１ａに流れる第１インダクタ電流の通電時間を計測する。
【００６３】
通電時間計測手段１２はスイッチング素子ＳＷ１がオンした時点からスイッチング素子ＳＷ１がオフ後、ゼロ電流検出部により第１インダクタ電流がゼロになったことを検出した時点までの第１インダクタ電流通電時間を計測するものである。通電時間計測手段１２は、例えばマイクロコンピュータで構成可能であるし、制御部４の全部又は少なくとも一部をマイクロコンピュータで構成したときの、機能の一部として通電時間計測手段１２を構成可能である。
【００６４】
次に、実施の形態２にかかる点灯装置１２０の動作を説明する。
【００６５】
点灯装置１２０は入力される交流電源１が例えば実効値１００Ｖ、２００Ｖ、２４０Ｖなど様々な電圧に対応可能である。このとき、点灯装置１２０はどのような電圧の交流電源が入力されても、ＬＥＤ５０の光出力は常に目標値に保つ必要がある。すなわち交流電源１の電圧によらず、ＬＥＤ５０に供給される電流はほぼ一定に保たれる。
【００６６】
ＬＥＤ５０を含めた点灯装置１２０の消費電力は、入力電流と入力電圧と力率の積で表されるため、ＬＥＤで同じ電力が消費される場合、点灯装置１２０に入力される入力電圧すなわち交流電源１の実効値が高くなるほど点灯装置１２０に流入する入力電流は小さくなる。したがって、第１インダクタ電流のピーク値も交流電源１の実効値が高くなるほど小さくなる。
【００６７】
第１インダクタ電流はスイッチング素子ＳＷ１がオンするとＥ／Ｌ１ａの傾きでオン時間に比例してほぼ直線的に上昇していく。ここでＥは全波整流電圧の瞬時値、Ｌ１ａは１次巻き線Ｌ１ａのインダクタンスを表す。Ｌ１ａは不変であるため、交流電源１の実効値が高い場合、すなわち全波整流電圧の瞬時値Ｅが高い場合、第１インダクタ電流ピーク値が低入力電圧時と比較して小さいということはスイッチング素子ＳＷ１のオン時間が低入力電圧時と比較して短いということである。また、第１インダクタ電流ピーク値が小さくなるということは、スイッチング素子ＳＷ１がオフしたときの、放電電流が流れる期間も短くなる。したがって、ＬＥＤ５０で同じ電力が消費される場合、交流電源１の実効値が高くなるほど通電時間計測手段１２で計測される第１インダクタ電流通電時間は短くなり、スイッチング周波数は上昇する。
【００６８】
実施の形態１では、ＬＥＤ５０に流れる電流を減少させるときにスイッチング周波数の上昇を抑制する。これに対し、実施の形態２においては、ＬＥＤ５０に流れる電流を減少させる場合に加えて、交流電源１の電圧実効値が高い場合において周波数が上昇することも抑制する。例えばＬＥＤ電流（調光率）のみに応じて遅延時間を設定する場合では、同じＬＥＤ電流値が設定される場合でも、交流電源１の電圧実効値が異なればスイッチング周波数も異なってしまうため、適切にスイッチング周波数の上昇を抑制することができない。そこで実施の形態２ではこの問題を解決する。
【００６９】
具体的には、通電時間計測手段１２は、第１インダクタ電流通電時間を計測し、計測結果が予め定めた所定通電時間以上である場合、遅延時間設定部７は、遅延時間をゼロ又はゼロより大きく予め定めた第２所定時間に設定する。遅延時間をゼロ又は第２所定時間に設定することで、ＬＥＤ電流が大きい場合あるいは交流電源１の電圧実効値が低い場合にスイッチング周波数が下がりすぎることを抑制する。一方、調光によりＬＥＤ電流を減少させる場合、または交流電源１の電圧実効値が高い場合で、通電時間計測手段１２により計測された第１インダクタ電流通電時間が所定通電時間未満である場合には、遅延時間設定部７は、遅延時間を上記第２所定時間よりも長く設定する。これによりスイッチング周波数の上昇を抑制する。
【００７０】
このようにスイッチング周波数の下がりすぎ及び上がりすぎを抑制できるので、スイッチング周波数低下に伴う騒音、スイッチング周波数上昇に伴うスイッチング損失の増大、力率低下及びちらつきの発生を防止することができる。
【００７１】
また、一例として、図７に示すように第１インダクタ電流通電時間の各測定結果に合わせて複数段階に遅延時間を設定しても良いし、測定結果に応じて連続的に遅延時間を変化させてもよい。この場合、第１インダクタ電流通電時間が短くなるほど遅延時間はより長く設定される。第１インダクタ電流通電時間の下限値を予め定めておき、第１インダクタ電流通電時間がこの下限値であるときのスイッチング周波数を予め特定しておいてもよい。第１インダクタ電流通電時間がこの下限値未満である場合には、制御部４は、スイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周波数が上記特定したスイッチング周波数に一致するように遅延時間を設定してもよい。
【００７２】
また、交流電源１の１周期における電圧の瞬時値は位相角に応じて異なるため、第１インダクタ電流通電時間における放電期間は、交流電源１の位相角に応じて異なる。したがって、遅延時間を設けない場合は、交流電源１の位相角によりスイッチング周波数が異なる。そこで、第１インダクタ電流通電時間が所定通電時間未満となった場合に、交流電源１の位相角によらずスイッチング周波数が略一定となるように、交流電源１の位相角に応じてそれぞれ遅延時間を設定しても良い。
【００７３】
この場合、予め設定した所定スイッチング周波数以上への上昇は確実に抑制されるので、スイッチングリプルを除去するためのフィルタコンデンサＣ１、および整流回路２の交流入力側に設けた図示しないフィルタ回路の回路定数を適切に設定することができ、交流電源１側への電気的ノイズの流出を防止できる。
【００７４】
このように、第１インダクタ通電時間に応じてスイッチング素子ＳＷ１がオンするタイミングを遅延させることで、交流電源１の電圧実効値およびＬＥＤ電流値などのようにスイッチング周波数を変化させる要素が複数存在する場合でも、的確にスイッチング周波数の上昇を抑制することができる。
【００７５】
以上のように、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線を正弦波状として、且つＬＥＤに供給する電流が所望の電流値となるようにスイッチング素子ＳＷ１を制御するため、力率改善制御と定電流制御を１つコンバータで実現でき、部品点数を削減できる。さらに、第１インダクタ電流通電時間が所定通電時間未満の場合は、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線がほぼ正弦波状となるように維持しつつも、スイッチング素子ＳＷ１のオンするタイミングを遅延させる遅延時間を設けるので、交流電源１の電圧実効値および調光率によらず、高力率を維持したまま適切に周波数の上昇を抑制することができる。これにより、スイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加およびちらつきを抑制でき、且つ周波数の低下に伴う騒音発生を防止することができる。
【００７６】
なお、ここではスイッチング素子ＳＷ１がオンした時点からスイッチング素子ＳＷ１がオフ後、ゼロ電流検出部により第１インダクタ電流がゼロになったことを検出した時点までを第１インダクタ電流通電時間として計測するものとしたが、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間のみに応じて遅延時間を設定しても良い。交流電源１の電圧実効値が高いほどスイッチング素子ＳＷ１のオン時間は減少し、且つＬＥＤ電流値が小さいほどスイッチング素子ＳＷ１のオン時間は減少する。これより、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間が予め定めた所定オン時間以上である場合、遅延時間設定部７は遅延時間をゼロあるいはゼロより大きく予め定めた第３所定時間に設定する。スイッチング素子ＳＷ１のオン時間が所定オン時間未満である場合、遅延時間設定部７は、遅延時間を第３所定時間よりも長く設定する。これによりスイッチング周波数の過度の上昇及び過度の低下を抑制できる。
【００７７】
また、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間に応じて複数段遅延時間を設定しても良いし、オン時間に応じて連続的に遅延時間を変化させてもよい。図８に、スイッチング素子ＳＷ１のオン時間が短くなるほど遅延時間がより長くなるように遅延時間を連続的に変化させた場合の、オン時間と遅延時間との関係の一例を示す。このようにオン時間が短くなるほど遅延時間はより長く設定される。スイッチング素子ＳＷ１のオン時間のみを計測対象とすることにより、制御部４をマイクロコンピュータで構成した場合に、マイクロコンピュータの処理負荷を軽減することができ、マイクロコンピュータで消費する電力を低減することができる。
【００７８】
また、実施の形態２では例としてコンバータ部３にＳＥＰＩＣ回路を用いて説明したが、本実施の形態以外にも、１コンバータで力率改善（高調波電流低減）と定電流制御を行う方式であれば、他の方式でも良く、例えばコンバータ部３はバックブーストコンバータ方式あるいはフライバックコンバータ方式でも構わない。これらの場合でも、同様の制御を行うことで、スイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加とＬＥＤちらつきを抑制でき、且つ周波数の低下に伴う騒音発生を防止することができる。
【００７９】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３にかかる点灯装置１３０の回路構成図である。実施の形態１と同様の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態１との違いは、電源電圧検出手段１３及び電源電圧測定手段１４を設けたことである。
【００８０】
電源電圧検出手段１３及び電源電圧測定手段１４は、交流電源１が点灯装置１３０に印加された場合の全波整流後の電圧を測定するものである。電源電圧検出手段１３は分圧抵抗を用いて構成可能であり、電源電圧測定手段１４は例えばＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を内蔵したマイクロコンピュータで構成可能である。
【００８１】
次に、実施の形態３にかかる点灯装置１３０の動作を説明する。点灯装置１３０は実施の形態２と同様、入力される交流電源１が例えば実効値１００Ｖ、２００Ｖ、２４０Ｖなど様々な電圧に対応可能である。このとき、点灯装置１３０はどの電圧の交流電源が入力されても、ＬＥＤ５０の光出力は常に目標値に保つ必要がある。すなわち交流電源１の電圧実効値によらず、ＬＥＤ５０に供給される電流はほぼ一定に保たれる。
【００８２】
したがって実施の形態２で述べたように交流電源１の電圧実効値が高くなるほど点灯装置１３０に流入する入力電流は小さくなる。したがって、第１インダクタ電流のピーク値も交流電源１の電圧実効値が高くなるほど小さくなり、第１インダクタ電流通電時間も短くなる。すなわちスイッチング周波数が上昇する。
【００８３】
実施の形態１では、ＬＥＤ５０に流れる電流が減少するときのスイッチング周波数の上昇を抑制する。これに対し、実施の形態３においては、実施の形態２と同様、ＬＥＤに流れる電流を減少させる場合に加えて、交流電源１の電圧実効値が高い場合においても周波数が上昇することを抑制する。
【００８４】
具体的には、交流電源１の電圧とＬＥＤ電流（或いはこれに対応する調光率）との双方の値に応じて遅延時間を設定する。すなわち制御部４は電源電圧測定手段１４により検出される電圧と、外部の調光コントローラから入力される調光信号に対応して両者の値からその条件に応じた遅延時間を設定する。例えば、ＬＥＤ電流が予め定めた所定電流値以上で且つ交流電源１の電圧実効値が予め定めた所定電圧値以上の場合と、ＬＥＤ電流が所定電流値以上で且つ交流電源１の電圧実効値が所定電圧値未満の場合と、ＬＥＤ電流が所定電流値未満で且つ交流電源１の電圧実効値が所定電圧値未満の場合は、遅延時間設定部７が遅延時間をゼロあるいはゼロよりも大きく予め定めた第４所定時間に設定する。一方、ＬＥＤ電流が所定電流値未満で且つ交流電源１の電圧実効値が所定電圧値以上の場合は、遅延時間設定部７が遅延時間を第４所定時間よりも長く設定する。
【００８５】
なお、ここでは遅延時間をＬＥＤ電流と交流電源１の電圧実効値との組み合わせに応じて２段階に設定する例について述べたが、本発明はこれに限られない。ＬＥＤ電流値と交流電源１の電圧実効値との組み合わせに応じて、複数段、または連続的に変化するように遅延時間を設けてもよい。この場合、交流電源１の電圧実効値が高くなるほど遅延時間はより長く設定され、且つＬＥＤ電流が減少するほど遅延時間はより長く設定される。図１０は条件に応じて遅延時間を連続的に変化させた場合の一例である。電圧実効値が１００Ｖ、２００Ｖ、２４０Ｖそれぞれの場合の、遅延時間とＬＥＤ電流との関係を一次関数として例示したものである。
【００８６】
また、実施の形態２で述べたように、交流電源１の１周期における電圧の瞬時値は位相角に応じて異なるため、遅延時間を設けない場合は、交流電源１の位相角によりスイッチング周波数が異なる。そこで、ＬＥＤ電流と交流電源１の電圧実効値の組み合わせにより、交流電源１の位相角によらず、予め定められたほぼ一定のスイッチング周波数となるように遅延時間設定部７で遅延時間を設定してもよい。
【００８７】
この場合、予め設定した所定スイッチング周波数以上は確実に上昇しないため、スイッチングリプルを除去するためのフィルタコンデンサＣ１および整流回路２の交流入力側に設けられる図示しないフィルタ回路の回路定数を適切に設定することができ、交流電源１側への電気的ノイズの流出を防止できる。
【００８８】
このように、交流電源１の電圧とＬＥＤ電流（調光率）の双方の値に応じてスイッチング素子ＳＷ１がオンするタイミングを遅延させることで、交流電源１の電圧実効値とＬＥＤ電流値のようにスイッチング周波数を変化させる要素が複数存在する場合でも、的確にスイッチング周波数の上昇を抑制することができる。
【００８９】
以上のように、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線を正弦波状として、且つＬＥＤ５０に供給する電流が所望の電流値となるようにスイッチング素子ＳＷ１を制御するため、力率改善制御と定電流制御を１コンバータで実現でき、部品点数を削減できる。さらに、電源電圧検出手段１３及び電源電圧測定手段１４を設け、第１インダクタ電流ピーク値の包絡線がほぼ正弦波状となるように維持しつつも、交流電源１の電圧実効値とＬＥＤ電流の双方の値に応じて遅延時間を設けるので、交流電源１の電圧実効値および調光率によらず、高力率を維持したまま適切に周波数の上昇を抑制することができる。これにより、スイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加およびちらつきを抑制でき、且つ周波数の低下に伴う騒音発生を防止することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態では、交流電源１の電圧実効値を検出するのに電源電圧検出手段１３及び電源電圧測定手段１４を設けて電圧を検出している。しかしながら、交流電源１の電圧が判定できればこの方法に限定するものではなく、例えば整流回路２の交流側から検出しても良いし、第１インダクタＬ１の２次巻き線Ｌ１ｂに発生する電圧から判定することもできる。
【００９１】
また、本実施の形態では例としてコンバータ部３にＳＥＰＩＣ回路を用いて説明したが、本実施の形態以外にも、１コンバータで力率改善（高調波電流低減）と定電流制御を行う方式であれば、他の方式でも良く、例えばコンバータ部３はバックブーストコンバータ方式あるいはフライバックコンバータ方式でも構わない。これらの場合でも、同様の制御を行うことで、スイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加とＬＥＤちらつきを抑制でき、且つ周波数の低下に伴う騒音発生を防止することができる。
【００９２】
実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４にかかる照明器具２００の断面図である。照明器具２００は、照明器具本体４０、コネクタ４１、光源基板４２、点灯装置４３を有する。照明器具本体４０は、点灯装置４３などを取り付けるための筺体である。コネクタ４１は、商用電源などの交流電源から電力の供給を受けるための接続部である。光源基板４２はＬＥＤあるいは有機ＥＬ素子などの発光素子４６を実装した基板である。
【００９３】
点灯装置４３はコネクタ４１、配線４４を介して交流電源からの電力を入力する。点灯装置４３は入力した電力を光源基板４２に供給する電力に変換する。点灯装置４３は配線４５を介して光源基板４２に接続している。点灯装置４３は、変換した電力を光源基板４２に供給する。光源基板４２の光源は、点灯装置４３から供給された電力により点灯する。
【００９４】
点灯装置４３の回路構成は、上述した実施の形態１にかかる点灯装置１００または点灯装置１１０と同じであるものとする。これにより、実施の形態１にかかる点灯装置１００または点灯装置１１０の利点を備えた点灯装置４３および照明器具２００が提供される。
【００９５】
なお、点灯装置４３の回路構成を、実施の形態２、３にかかる点灯装置１２０、１３０のいずれか一方と同じものとしてもよい。
【００９６】
実施の形態４にかかる照明器具２００によれば、実施の形態１〜３で述べた点灯装置１００〜１３０のいずれか１つを組み込むことで、照明器具の小型化、低コスト化、高効率化が実現でき、且つスイッチング周波数の上昇に伴うスイッチング損失増加とＬＥＤ等の光源のちらつきを抑制でき、さらに周波数の低下に伴う騒音発生も防止することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１  交流電源、２  整流回路、３、１１  コンバータ部、４  制御部、５  電流比較部、６  ゼロ電流検出部、７  遅延時間設定部、８  駆動部、９  調光信号インターフェース、１０  調光コントローラ、１２  通電時間計測手段、１３  電源電圧検出手段、１４  電源電圧測定手段、４０  照明器具本体、４１  コネクタ、４２  光源基板、４３、１００、１１０、１２０、１３０  点灯装置、４４  配線、４５  配線、４６  発光素子、２００  照明器具、５０  光源（ＬＥＤ）、Ｃ１、Ｃ４  フィルタコンデンサ、Ｃ２  カップリングコンデンサ、Ｃ３、Ｃ５  出力平滑コンデンサ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  インダクタ、Ｒ３  出力電流検出抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチング素子
【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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