特許 6841134 点灯装置および照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6841134

(24)【登録日】2021年2月22日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】点灯装置および照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/3725 20200101AFI20210301BHJP

【ＦＩ】

   H05B45/3725

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-76731(P2017-76731)

(22)【出願日】2017年4月7日

(65)【公開番号】特開2018-181512(P2018-181512A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年3月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014546

【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100142642

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 次郎

(72)【発明者】

【氏名】芝原 信一

(72)【発明者】

【氏名】船山 信介

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５５７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２５３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４６４４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ４５／００ − ４５／５８

Ｈ０５Ｂ ４７／００ − ４７／２９

Ｈ０２Ｍ ３／００ − ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源から電圧の供給を受け、第１スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させる点灯回路と、
前記直流電源の電源電圧が低いほど、前記第１スイッチング素子のオフ時間を短くするように前記点灯回路を制御する制御部と、
前記第１スイッチング素子を駆動させる電源となる駆動用コンデンサと、
前記光源が点灯状態のときに、前記オフ時間の間に前記駆動用コンデンサを充電する第１充電回路と、
第２充電回路と、
を備え、
前記制御部は、前記電源電圧の低下により前記光源が消灯すると、前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする点灯装置。

【請求項2】

前記点灯回路は、前記点灯回路の出力電流を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、前記電流検出部の検出電圧が閾値よりも小さくなると、前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記点灯回路の起動時に、前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電してから前記第１スイッチング素子のオンオフを開始することを特徴とする請求項１または２に記載の点灯装置。

【請求項4】

前記電源電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記電源電圧に応じて前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記電源電圧が閾値よりも低下すると前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記電源電圧が閾値よりも低下した後に前記閾値以上に上昇すると、前記第２充電回路によって前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。

【請求項7】

前記第２充電回路は、前記駆動用コンデンサの正極と前記直流電源との間に接続された第２スイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチング素子をオンすることで前記直流電源から前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項8】

前記第２充電回路は、前記点灯回路の出力端と並列に接続された出力電圧検出抵抗を備え、
前記駆動用コンデンサの負極は、前記出力電圧検出抵抗と接続されることを特徴とする請求項７に記載の点灯装置。

【請求項9】

前記第２充電回路は、前記駆動用コンデンサの負極と接地用端子との間に接続された第３スイッチング素子を備え、
前記駆動用コンデンサの正極は、前記制御部の制御電源と接続され、
前記制御部は、前記第３スイッチング素子をオンすることで前記制御電源から前記駆動用コンデンサを充電することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項10】

前記駆動用コンデンサの正極は、前記制御部の制御電源と接続され、
前記第１充電回路は、カソードが前記駆動用コンデンサの負極と接続されアノードが接地用端子と接続され、前記点灯回路の回生電流が流れるダイオードを備え、
前記第１スイッチング素子がオフすると、前記駆動用コンデンサの負極が負の電位となることで、前記制御電源から前記駆動用コンデンサが充電されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項11】

請求項１〜１０の何れか１項に記載の点灯装置と、
前記光源と、
を備え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】

本発明は、点灯装置および照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、省エネを目的とする照明装置のＬＥＤ化が進んでいる。また、太陽光電池およびバッテリーなどによる直流給電の実用化に伴い、例えば特許文献１および特許文献２に示されるように、直流給電を考慮した点灯装置の技術が見出されている。また、照明装置が備える半導体光源を点灯させる場合、一般に定電流を出力するスイッチング電源が使用されることが多い。スイッチング電源には、特許文献３に示されるように、省エネ効果を期待して点灯回路における損失が少ないバックコンバータ回路が採用されることが多い。

【0003】

一般に、バックコンバータ回路を用いて半導体光源を点灯させる場合、ブートストラップコンデンサを電源としてバックコンバータ回路のスイッチング素子を駆動させることがある。直流給電の正電極側にスイッチング素子が接続されるバックコンバータ回路では、起動時のブートストラップコンデンサの充電が課題になる場合がある。特許文献３には、ブートストラップコンデンサを充電する技術が開示されている。特許文献３では、起動時と定常スイッチング時の充電経路を変えることで、ブートストラップコンデンサを充電している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−７０５８３号公報

【特許文献2】特許第５０５８７７８号公報

【特許文献3】特許第５５６３８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

直流給電を受け、定電流制御される点灯回路において、バックコンバータ回路の定常動作中に、なんらかの事情により直流給電電圧が低下した場合を考える。つまり、電源供給がサグ状態になった場合を考える。このとき、直流給電電圧と半導体光源の点灯電圧との差分が小さくなる。この結果、バックコンバータ回路の出力電流を一定に維持するために、バックコンバータ回路が備えるスイッチング素子のオフ時間が短くなるように制御される。スイッチング素子のオフ時間が短くなると、ブートストラップコンデンサの充電が十分ではなくなり、スイッチングが停止する場合がある。さらに、直流給電電圧が半導体光源の点灯電圧よりも小さくなると、一般にバックコンバータ回路はスイッチングできなくなる。

【0006】

ブートストラップコンデンサの充電が無くなり、スイッチングが停止すると、照明器具は消灯する。その後、直流給電電圧が定常電圧に戻っても、ブートストラップコンデンサの充電がないため、照明器具は不点灯状態を継続する。以上から、直流給電電圧が定常電圧に戻っても、点灯回路が機能しない可能性があった。

【0007】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、直流給電電圧が低下してから定常電圧に復帰したときに、光源を点灯状態に戻すことができる点灯装置および照明器具を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る点灯装置は、直流電源から電圧の供給を受け、第１スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させる点灯回路と、該直流電源の電源電圧が低いほど、該第１スイッチング素子のオフ時間を短くするように該点灯回路を制御する制御部と、該第１スイッチング素子を駆動させる電源となる駆動用コンデンサと、該光源が点灯状態のときに、該オフ時間の間に該駆動用コンデンサを充電する第１充電回路と、第２充電回路と、を備え、該制御部は、該電源電圧の低下により該光源が消灯すると、該第２充電回路によって該駆動用コンデンサを充電する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る点灯装置では、制御部は、直流電源の電源電圧の低下により光源が消灯すると、第２充電回路によって駆動用コンデンサを充電する。このため、直流給電電圧が低下してから定常電圧に復帰したときに、駆動用コンデンサを充電された状態にすることができる。従って、光源を点灯状態に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る照明器具の回路ブロック図である。

【図2】実施の形態２に係る照明器具の回路ブロック図である。

【図3】実施の形態３に係る照明器具の回路ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施の形態に係る点灯装置および照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

【0012】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明器具１００の回路ブロック図である。照明器具１００は点灯装置１０とＬＥＤ光源部８０を備える。点灯装置１０は直流電源ＤＣに接続される。点灯装置１０の出力にはＬＥＤ光源部８０が接続される。直流電源ＤＣは、太陽光電池、バッテリーまたは直流給電システムである。

【0013】

ＬＥＤ光源部８０は、直列に接続された複数の光源８１を備える。光源８１は半導体光源である。本実施の形態では、光源８１はＬＥＤである。ＬＥＤ光源部８０が備える光源８１の数は１つ以上であれば良い。また、ＬＥＤ光源部８０において、複数の光源８１は、並列または直並列に接続されても良い。

【0014】

点灯装置１０は、第１スイッチング素子Ｑ１を備える。第１スイッチング素子Ｑ１はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。第１スイッチング素子Ｑ１のドレインは、直流電源ＤＣの正電極に接続される。第１スイッチング素子Ｑ１のソースには、ダイオードＤ１のカソードとコイルＬ１の一端に接続される。第１スイッチング素子Ｑ１のゲートは、制御ＩＣ４０と接続される。

【0015】

ダイオードＤ１のアノードは接地用端子に接続される。コイルＬ１の他端は、コンデンサＣ１の正極に接続される。コンデンサＣ１の負極は、抵抗Ｒ１の一端と接続される。コンデンサＣ１と並列にＬＥＤ光源部８０が接続されている。コンデンサＣ１は、点灯装置１０の出力端と並列に接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、接地用端子と接続される。また、コンデンサＣ１と並列に抵抗Ｒ２が接続されている。抵抗Ｒ２の一端はコイルＬ１の他端と、コンデンサＣ１の正極との間に接続される。また、抵抗Ｒ２の他端は、抵抗Ｒ１の他端とダイオードＤ１のアノードとの間において、接地用端子と接続される。ここで、接地用端子は回路グランドと接続される端子である。また、直流電源ＤＣの負電極も接地用端子に接続されている。

【0016】

第１スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、コイルＬ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２およびコンデンサＣ１は、点灯回路５０を構成する。直流電源ＤＣとＬＥＤ光源部８０との間には、点灯回路５０が接続されている。また、第１スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１およびコイルＬ１は、バックコンバータ回路を構成する。点灯回路５０は、直流電源ＤＣから電圧の供給を受け、第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフにより光源８１を点灯させる。

【0017】

制御ＩＣ４０のＶｇ端子は、第１スイッチング素子Ｑ１のゲートに繋がる。Ｖｇ端子は、第１スイッチング素子Ｑ１を駆動させる信号を出力する。制御ＩＣ４０のＶｓ端子は、第１スイッチング素子Ｑ１のソースに接続される。Ｖｓ端子は、第１スイッチング素子Ｑ１を駆動させる基準電圧を出力する。制御ＩＣ４０のＶｂ端子は、Ｖｇ端子から電圧を出力するための電源となる。制御ＩＣ４０のＶｃｃ端子には、制御ＩＣ４０が動作するための制御電源Ｖｃｃ１が入力される。制御電源Ｖｃｃ１と接地用端子との間には、コンデンサＣ３が接続されている。コンデンサＣ３は、制御ＩＣ４０の電源となる。

【0018】

また、制御ＩＣ４０の端子４２は、第１スイッチング素子Ｑ１のオン時間を検出するオン時間検出端子である。端子４２と接地用端子との間には、コンデンサＣ４が接続されている。コンデンサＣ４は、端子４２の端子電圧を安定化させる。また、コイルＬ１は２次巻き線を有する。制御ＩＣ４０のｚｃｄ端子は、抵抗Ｒ３を介してコイルＬ１の２次巻き線に接続される。ｚｃｄ端子は、コイルＬ１の２次巻き線に発生する電圧を検出している。抵抗Ｒ３は、２次巻き線に流れる電流を限流させる。

【0019】

制御ＩＣ４０のＶｓ端子とＶｂ端子との間には、駆動用コンデンサＣ２が接続されている。駆動用コンデンサＣ２は、ブートストラップコンデンサである。駆動用コンデンサＣ２はチャージポンプコンデンサとも呼ばれる。駆動用コンデンサＣ２の負極は、第１スイッチング素子Ｑ１のソースと接続される。駆動用コンデンサＣ２の正極は、第１スイッチング素子Ｑ１のゲートに駆動信号を出力するための電源となるＶｂ端子と接続される。このため、駆動用コンデンサＣ２は、第１スイッチング素子Ｑ１を駆動させる電源となる。

【0020】

駆動用コンデンサＣ２の電荷は、Ｖｂ端子からＶｇ端子を介して第１スイッチング素子Ｑ１に出力される。第１スイッチング素子Ｑ１がオンすると、ソースが直流電源ＤＣの正電極と同電位になる。ここで、ソースは駆動用コンデンサＣ２の負極と接続されている。このため、第１スイッチング素子Ｑ１がオンしても、駆動用コンデンサＣ２に印加されている電圧により、第１スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間電圧を維持できる。従って、駆動用コンデンサＣ２により、第１スイッチング素子Ｑ１をオンさせる電流を継続して供給できる。

【0021】

駆動用コンデンサＣ２と並列にツェナーダイオードＤＺ１が接続されている。ツェナーダイオードＤＺ１は、Ｖｂ端子とＶｓ端子との間に過電圧が発生した場合に、Ｖｂ端子とＶｓ端子とを保護するために設けられている。駆動用コンデンサＣ２の正極には、さらにダイオードＤ２のカソードと第２スイッチング素子Ｑ１１のドレインが接続される。第２スイッチング素子Ｑ１１はＭＯＳＦＥＴである。ダイオードＤ２のアノードは、抵抗Ｒ４を介して制御電源Ｖｃｃ１と接続される。第２スイッチング素子Ｑ１１のソースは直流電源ＤＣに接続される。また、第２スイッチング素子Ｑ１１のゲートとソースとの間には抵抗Ｒ１１が接続される。抵抗Ｒ１１は、プルアップ抵抗である。

【0022】

第２スイッチング素子Ｑ１１のゲートはトランジスタＱ１０のコレクタに接続される。トランジスタＱ１０のエミッタは、接地用端子に接続される。トランジスタＱ１０のベースには限流抵抗であるＲ１０を介して、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号が入力される。Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号は、制御ＩＣが出力する信号である。

【0023】

また、点灯装置１０は、比較器ＯＰ１を備える。抵抗Ｒ１の一端は比較器ＯＰ１の−端子に接続される。比較器ＯＰ１の＋端子は定電圧のＶｒｅｆが印加される。比較器ＯＰ１の出力端子は、制御ＩＣのオン時間検出端子に接続される。

【0024】

次に、ＬＥＤ光源部８０に流れる電流を定電流制御する動作について説明する。第１スイッチング素子Ｑ１がオンすると直流電源ＤＣからコイルＬ１を介して、コンデンサＣ１に高周波電流が供給される。コンデンサＣ１は、コイルＬ１から得られる高周波電流を平滑して、ＬＥＤ光源部８０に電流を供給する。

【0025】

第１スイッチング素子Ｑ１がオフすると、第１スイッチング素子Ｑ１がオンしているときに蓄えられたコイルＬ１のエネルギーが放出される。これにより、コイルＬ１と、コンデンサＣ１とＬＥＤ光源部８０との並列接続と、ダイオードＤ１とを介して電流が流れる。ダイオードＤ１には、点灯回路５０の回生電流が流れる。

【0026】

第１スイッチング素子Ｑ１がスイッチングすると、コンデンサＣ１およびＬＥＤ光源に流れる電流が抵抗Ｒ１に流れる。抵抗Ｒ１は、点灯回路５０の出力電流を検出する電流検出部となる。抵抗Ｒ１により、ＬＥＤ光源部８０に流れる平均電流を電圧に変換し、検出できる。

【0027】

抵抗Ｒ１に発生した電圧は、比較器ＯＰ１において、−端子で検出されＶｒｅｆと比較される。比較結果は、制御ＩＣ４０の端子４２で検出される。比較器ＯＰ１は、抵抗Ｒ１で検出された検出電圧が、Ｖｒｅｆと一致するように出力電圧を変更する。

【0028】

制御ＩＣ４０において、比較器ＯＰ１の出力電圧に応じて、Ｖｇ端子から出力される信号のオン時間が制御される。以上から、ＬＥＤ光源部８０を流れる電流を一定にする定電流制御ができる。本実施の形態において、制御ＩＣ４０と比較器ＯＰ１は、点灯回路５０の出力電流が目標電流値と一致するように点灯回路５０を制御する制御部である。ここで、目標電流値は、Ｖｒｅｆに対応する電流値である。Ｖｒｅｆは、外部から入力されるものとしても良い。

【0029】

また、制御ＩＣ４０は、ｚｃｄ端子によりコイルＬ１を流れる電流がゼロとなったことを検出すると、第１スイッチング素子Ｑ１をオンする。つまり、制御ＩＣ４０は、第１スイッチング素子Ｑ１がオフしてコイルＬ１からエネルギーが放出されたことを検出すると、再び第１スイッチング素子Ｑ１をオンさせる臨界動作をしている。以上から、本実施の形態に係る点灯装置１０は、臨界動作する定電流型バックコンバータ回路を備える。

【0030】

また、抵抗Ｒ２は、点灯回路５０の出力端と並列に接続されている。抵抗Ｒ２は、点灯回路５０の出力電圧を検出する出力電圧検出抵抗である。制御ＩＣ４０には、抵抗Ｒ２で検出した電圧が入力される。制御ＩＣ４０は、ＬＥＤ光源部８０に印加される電圧をモニタする。これにより、制御ＩＣ４０は光源８１を過電圧などから保護する。

【0031】

また、第１スイッチング素子Ｑ１がオフすると、ダイオードＤ１のカソードの電位は、回路グランドからダイオードＤ１の順電圧Ｖｆを低下させた電位になる。ここで、ダイオードＤ１のカソードは駆動用コンデンサＣ２の負極と接続され、アノードは接地用端子と接続されている。つまり、第１スイッチング素子Ｑ１がオフすると、駆動用コンデンサＣ２の負極が負の電位となる。

【0032】

また、駆動用コンデンサＣ２の正極は、制御電源Ｖｃｃ１と接続されている。このため、第１スイッチング素子Ｑ１がオフすると、図１に示されるループ１２により制御電源Ｖｃｃ１から駆動用コンデンサＣ２が充電される。ループ１２は、制御電源Ｖｃｃ１から、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２、駆動用コンデンサＣ２、コイルＬ１、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を通り、接地用端子に至る経路である。

【0033】

本実施の形態では、点灯装置１０は、光源８１が点灯状態であり第１スイッチング素子Ｑ１がオフ時間の間に駆動用コンデンサＣ２を充電する第１充電回路を備える。第１充電回路は、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２、コイルＬ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１を備える。

【0034】

なお、ダイオードＤ２は、第１スイッチング素子Ｑ１がオンして、駆動用コンデンサＣ２の負極の電位が直流電源ＤＣの正電極の電位まで持ち上がった場合に、制御電源Ｖｃｃ１に電流が逆流することを防止している。

【0035】

次に照明器具１００の起動時の動作について説明する。起動時には、駆動用コンデンサＣ２に電荷がない。このため、第１スイッチング素子Ｑ１をオンオフ動作させるためには、駆動用コンデンサＣ２を充電する必要がある。制御ＩＣ４０は、図示しないＶｔｒｉｇｇｅｒ端子を備える。制御ＩＣ４０は、点灯装置１０を起動させる信号を受信すると、Ｖｇ端子から駆動信号を出力するのに先んじて、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ端子からＶｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力する。

【0036】

Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号は、トランジスタＱ１０のベースに入力される。これにより、トランジスタＱ１０がオンする。このとき、第２スイッチング素子Ｑ１１のゲート電圧がソース電圧に比べて高くなり、第２スイッチング素子Ｑ１１がオンする。第２スイッチング素子Ｑ１１は、駆動用コンデンサＣ２の正極と直流電源ＤＣとの間に接続されている。また、駆動用コンデンサＣ２の負極は、コイルＬ１を介して出力電圧検出抵抗である抵抗Ｒ２と接続されている。このため、第２スイッチング素子Ｑ１１がオンすると、ループ１４により直流電源ＤＣから駆動用コンデンサＣ２が充電される。ループ１４は、直流電源ＤＣから第２スイッチング素子Ｑ１１、駆動用コンデンサＣ２、コイルＬ１および抵抗Ｒ２を通り接地用端子に至る経路である。

【0037】

コンデンサＣ２が充電されると、制御ＩＣ４０は、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号の出力を停止する。この結果、第２スイッチング素子Ｑ１１がオフする。Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力する時間は、駆動用コンデンサＣ２に十分電荷が充電される時間であればよい。Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号の出力を停止すると、制御ＩＣ４０は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作を開始する。以降は、ＬＥＤ光源部８０に流れる電流が定電流となるように、制御部は点灯回路５０を制御する。光源８１の点灯中は、第２スイッチング素子Ｑ１１がオフしている。これにより、ループ１４に電流が流れることによる電力損失を抑制できる。

【0038】

本実施の形態では、点灯装置１０は、第２充電回路を備える。第２充電回路は、第２スイッチング素子Ｑ１１、抵抗Ｒ２、Ｒ１０、Ｒ１１、コイルＬ１およびトランジスタＱ１０を備える。制御ＩＣ４０は、点灯回路５０の起動時に、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電してから第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを開始する。

【0039】

次に、直流電源ＤＣの電源電圧が低下したときの照明器具１００の動作について説明する。なんらかの事情により直流電源ＤＣの電源電圧が低下すると、ＬＥＤ光源部８０の点灯電圧と、電源電圧との差分が小さくなる。このとき、制御部は第１スイッチング素子Ｑ１のオフ時間を短くして、光源８１側に多くの電流を取り込むことで、定電流制御を継続しようとする。つまり、制御部は、直流電源ＤＣの電源電圧が低いほど、第１スイッチング素子Ｑ１のオフ時間を短くするように点灯回路５０を制御する。

【0040】

この結果、第１スイッチング素子Ｑ１がオフしている間に、第１充電回路により駆動用コンデンサＣ２に充電できる電荷が少なくなる。従って、電源電圧の低下に伴い、駆動用コンデンサＣ２を十分に充電できなくなる。この結果、直流電源ＤＣの電源電圧が一定値よりも低下すると、スイッチングが停止し、光源８１は消灯する。

【0041】

この時、光源８１に電流が流れないため、抵抗Ｒ１に印加される電圧がゼロになる。このため、比較器ＯＰ１は高い電圧を出力し、端子４２は高い電圧を検出する。この高い電圧により、制御ＩＣ４０は、ＬＥＤ光源部８０が消灯したことを検出する。制御ＩＣ４０は、電源電圧の低下により光源８１が消灯したことを検出すると、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力する。これにより、起動時と同様に、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２が充電される。

【0042】

その後、直流電源ＤＣが復帰した場合、駆動用コンデンサＣ２は充電されている。このため、直流電源ＤＣが復帰したときに、第１スイッチング素子Ｑ１をオンオフさせて、ＬＥＤ光源部８０を点灯させることができる。

【0043】

次に、直流電源ＤＣの電源電圧がＬＥＤ光源部８０の点灯電圧よりも低い電圧まで低下した場合の動作について説明する。この場合、バックコンバータ回路は動作できず、光源８１は消灯する。従って、点灯装置１０の動作は、上述の駆動用コンデンサＣ２の電荷がなくなることで光源８１が消灯する場合の動作と同様である。

【0044】

本実施の形態に係る照明器具１００では、電源電圧の低下により光源８１が消灯すると、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２が充電される。従って、直流給電電圧が低下してから定常電圧に復帰したときに、光源８１を点灯状態に戻すことができる。このため、直流電源ＤＣが復帰したにも係らず消灯状態が継続されることを防止でき、使用者にとって不便がない照明器具１００を提供できる。

【0045】

本実施の形態では、抵抗Ｒ１に印加される電圧がゼロになると制御部は駆動用コンデンサＣ２を充電した。この変形例として、制御部は、抵抗Ｒ１１の検出電圧が閾値よりも小さくなると、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力し、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電するものとしても良い。

【0046】

また、本実施の形態では制御ＩＣ４０がＶｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力する。この変形例として、別の制御回路が光源８１の消灯を検出し、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力するものとしても良い。

【0047】

また、本実施の形態ではＶｔｒｉｇｇｅｒ信号によりトランジスタＱ１０を介して第２スイッチング素子Ｑ１１をオンさせた。これに対し、第２充電回路は、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号により直流電源ＤＣから駆動用コンデンサＣ２を充電できれば、別の構成でも良い。例えば、第２充電回路は、抵抗Ｒ２の代わりにコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１を備えても良い。この場合、ループ１４は、直流電源ＤＣから第２スイッチング素子Ｑ１１、駆動用コンデンサＣ２、コイルＬ１、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を通り接地用端子に至る経路となる。また、第１充電回路は第１スイッチング素子Ｑ１のオフ時間に駆動用コンデンサＣ２を充電できれば、別の構成でも良い。

【0048】

また、本実施の形態では、バックコンバータ回路を臨界モードで動作させた。これに対し、バックコンバータ回路においてスイッチング周波数を固定し、オンデューティーを制御しても良い。電源電圧の低下に伴い、スイッチング回路のオフ時間が短くなる制御方法であれば、本実施の形態を適用できる。

【0049】

これらの変形は以下の実施の形態に係る点灯装置および照明器具について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る点灯装置および照明器具については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0050】

実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る照明器具２００の回路ブロック図である。本実施の形態では、第２充電回路の構成が実施の形態１と異なる。本実施の形態に係る点灯装置２１０は制御ＩＣ２４０を備える。制御ＩＣ２４０はＶｇ２端子を備える。Ｖｇ２端子は、第３スイッチング素子Ｑ２０のゲートに接続される。

【0051】

第３スイッチング素子Ｑ２０はＭＯＳＦＥＴである。第３スイッチング素子Ｑ２０のドレインは、ダイオードＤ１のカソードと、第１スイッチング素子Ｑ１のソースとの間に接続される。このため、第３スイッチング素子Ｑ２０のドレインは、第１スイッチング素子Ｑ１のソースと同電位となる。また、第３スイッチング素子Ｑ２０のドレインは、駆動用コンデンサＣ２の負極と接続されている。第３スイッチング素子Ｑ２０のソースは接地用端子に接続される。

【0052】

次に、本実施の形態に係る照明器具２００の起動時の動作について説明する。起動時に、制御ＩＣ２４０は、Ｖｇ端子から第１スイッチング素子Ｑ１の駆動信号を出力するのに先んじて、Ｖｇ２端子から第３スイッチング素子Ｑ２０の駆動信号を出力する。これにより、第３スイッチング素子Ｑ２０がオンする。従って、第３スイッチング素子Ｑ２０のドレインが回路グランドと同電位になる。

【0053】

ここで、駆動用コンデンサＣ２の正極は、制御電源Ｖｃｃ１と接続されている。また、第３スイッチング素子Ｑ２０は、駆動用コンデンサＣ２の負極と接地用端子との間に接続されている。このため、第３スイッチング素子Ｑ２０がオンすることで、ループ２１４により制御電源Ｖｃｃ１から駆動用コンデンサＣ２が充電される。ループ２１４は、制御電源Ｖｃｃ１から抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２、駆動用コンデンサＣ２および第３スイッチング素子を通り、接地用端子に至る経路である。駆動用コンデンサＣ２が十分充電されると、制御ＩＣ２４０はＶｇ２端子からの信号の出力を停止し、第３スイッチング素子をオフする。以降の動作は、実施の形態１と同様である。

【0054】

電源電圧が低下した場合、制御部は光源８１の消灯を検知して、第３スイッチング素子Ｑ２０をオンする。この結果、起動時と同様に制御電源Ｖｃｃ１から駆動用コンデンサＣ２が充電される。このため、実施の形態１と同様に、直流給電電圧が低下してから定常電圧に復帰したときに、駆動用コンデンサＣ２を充電された状態とすることができる。従って、電源電圧の復帰時に、光源８１を点灯状態に戻すことができる。本実施の形態に係る第２充電回路は、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２および第３スイッチング素子Ｑ２０を備える。

【0055】

本実施の形態では、直流電源ＤＣの電源電圧が低下した場合に制御電源Ｖｃｃ１から駆動用コンデンサＣ２を充電する。このため、駆動用コンデンサＣ２を充電するために、直流電源ＤＣから給電する必要がない。従って、直流電源ＤＣの電源電圧の低下を抑制できる。また、本実施の形態に係る第１充電回路と第２充電回路は、制御電源Ｖｃｃ１から駆動用コンデンサＣ２までの回路が共通であるため、実施の形態１と比較して回路構成を簡単化できる。

【0056】

実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る照明器具３００の回路ブロック図である。本実施の形態に係る点灯装置３１０は、点灯装置２１０と比較して、抵抗Ｒ２０、Ｒ２１から構成される電圧検出部をさらに備える。電圧検出部は、抵抗分圧回路である。電圧検出部は、直流電源ＤＣの両端間に接続されている。抵抗Ｒ２０の一端は、直流電源ＤＣの正電極に接続される。抵抗Ｒ２０の他端は、抵抗Ｒ２１の一端と、制御ＩＣ３４０のＶｉｎ端子に接続される。抵抗Ｒ２１の他端は、直流電源ＤＣの負電極に接続される。

【0057】

電圧検出部の両端には、直流電源ＤＣの電源電圧が印加される。従って、電圧検出部によって電源電圧を検出できる。電圧検出部において、抵抗Ｒ２０、Ｒ２１の中点は、制御ＩＣのＶｉｎ端子に接続される。これにより、直流電源ＤＣの電源電圧を抵抗Ｒ２０、Ｒ２１によって分圧した電圧が、制御ＩＣ３４０に入力される。従って、制御ＩＣ３４０は、電源電圧をモニタできる。本実施の形態では、電圧検出部によって直流電源ＤＣの電源電圧の低下を検出する。

【0058】

電源電圧が低下し、光源８１が消灯した場合の動作は、実施の形態２と同様である。さらに、制御ＩＣ３４０は、電圧検出部によって検出した電源電圧に応じて、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電する。制御ＩＣ３４０は、電源電圧が閾値よりも低下すると、第３スイッチング素子Ｑ２０をオンして、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電する。

【0059】

また、制御ＩＣ３４０は、電源電圧が閾値よりも低下した後に閾値以上に上昇すると、第３スイッチング素子Ｑ２０をオンして、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電するものとしても良い。以上から、電源電圧が閾値よりも低下した後に閾値以上に上昇した場合、ＬＥＤ光源部８０を再び点灯させることができる。つまり、直流電源ＤＣが復帰したときに、ＬＥＤ光源部８０を点灯させることができる。

【0060】

本実施の形態では、実施の形態２の点灯装置２１０に電圧検出部を追加して点灯装置３１０を構成した。この変形例として、実施の形態１の点灯装置１０に電圧検出部を追加してもよい。この場合、制御ＩＣ３４０は、電圧検出部によって検出した電源電圧に応じて、Ｖｔｒｉｇｇｅｒ信号を出力して、第２充電回路によって駆動用コンデンサＣ２を充電する。なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１００、２００、３００ 照明器具、１０、２１０、３１０ 点灯装置、４０、２４０、３４０ 制御ＩＣ、５０ 点灯回路、８０ ＬＥＤ光源部、８１ 光源、ＤＣ 直流電源、Ｑ１ 第１スイッチング素子、Ｑ１１ 第２スイッチング素子、Ｑ２０ 第３スイッチング素子、ＯＰ１ 比較器、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４ コンデンサ、Ｃ２ 駆動用コンデンサ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ２０、Ｒ２１ 抵抗、Ｖｃｃ１ 制御電源、Ｄ１、Ｄ２ ダイオード、Ｌ１ コイル、ＤＺ１ ツェナーダイオード、Ｑ１０ トランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】