特許 6972634 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】6972634

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24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 45/38 20200101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   H05B45/38

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-82896(P2017-82896)

(22)【出願日】2017年4月19日

(65)【公開番号】特開2018-181728(P2018-181728A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年3月30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】木所 孝元

(72)【発明者】

【氏名】松本 安雄

【審査官】 大橋 俊之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５８３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７６９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３３６４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ４５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路から電力の供給を受け、光源を点灯させる負荷回路と、
前記負荷回路を制御する負荷制御回路と、
前記昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧検出回路と、
前記昇圧検出回路の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、前記負荷回路の出力電力を低下させるように前記負荷制御回路を制御するフィードバック回路と、
前記負荷回路の出力電圧または出力電流を検出する負荷検出回路と、
を備え、
前記フィードバック回路は、
前記負荷検出回路に接続された入力端子を有し、前記入力端子に入力される電圧が第２基準電圧よりも大きい場合に、前記負荷回路の出力電力を低下させるように前記負荷制御回路を制御する負荷フィードバック回路と、
前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも低下すると、前記入力端子に入力される電圧を前記第２基準電圧よりも大きくする昇圧フィードバック回路と、
を備えることを特徴とする点灯装置。

【請求項2】

前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも大きい場合、前記入力端子には前記負荷検出回路の検出電圧が印加され、前記負荷フィードバック回路は、前記負荷検出回路の検出電圧と前記第２基準電圧とを一致させるように、前記負荷制御回路を制御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】

前記昇圧フィードバック回路は、前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも低下すると、前記昇圧フィードバック回路の出力電圧を前記負荷検出回路の検出電圧に加算することで、前記入力端子に入力される電圧を前記第２基準電圧よりも大きくすることを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。

【請求項4】

前記昇圧フィードバック回路は、前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも低下すると、前記第２基準電圧を低下させることで、前記入力端子に入力される電圧を前記第２基準電圧よりも大きく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5】

前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧が立ち上がってから生成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項6】

前記第１基準電圧は、前記昇圧回路の出力電圧が立ち上がってから生成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項7】

前記負荷回路はスイッチング素子のオンオフにより前記光源を点灯させる降圧回路を備え、
前記負荷制御回路は、前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも低下すると、前記スイッチング素子のオンデューティを短くすることで前記負荷回路の出力電力を低下させ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】

前記負荷回路は共振回路を備え、
前記負荷制御回路は、前記昇圧検出回路の検出電圧が前記第１基準電圧よりも低下すると、前記共振回路の周波数を高くすることで前記負荷回路の出力電力を低下させ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9】

請求項１〜８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】

特許文献１に示される点灯装置及び照明器具は、入力電圧を平滑および昇圧することで直流化する。さらに、直流電圧は降圧され、一定の直流電流が負荷に供給される。点灯装置は主に、ノイズフィルタ回路、整流回路、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路および負荷回路から構成される。

【0003】

電源電圧は、整流回路によって全波整流され、ＰＦＣ回路によって一定の値まで昇圧される。昇圧された電圧は、負荷回路によって負荷である光源に供給される電力に変換される。負荷回路は、ＰＦＣ回路により昇圧された電圧を入力電圧として、目標とする電圧または電流が負荷に供給されるように動作する。

【0004】

特許文献１における点灯装置は、負荷の変動を検出するためのオペアンプ等の比較器を備える。この点灯装置では、負荷回路が停止した時、過負荷で動作しないように共振回路の周波数を高い周波数から低い周波数に変化させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−１２６９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、ＰＦＣ回路は入力電圧の変動に対して、出力電圧を一定に制御する。また、負荷回路は一定の入力電圧に対して、出力電力を変動させる。しかし、なんらかの要因でＰＦＣ回路の出力電圧が低下したとき、負荷回路の入力電圧が低下して動作が不安定となる可能性がある。例えば、ＰＦＣ回路の出力電圧が半分に低下した場合、負荷回路は半減した入力電圧で動作するため、過負荷状態になる可能性がある。従って、ＰＦＣ回路の出力電圧の低下により負荷回路の動作が不安定になる可能性がある。

【0007】

特許文献１の点灯装置の場合、負荷回路の入力電圧は検出されず、出力電圧のみが検出される。この構成においてＰＦＣ回路の出力電圧が低下した場合、過負荷状態となってから負荷回路の動作を止めることとなる。従って、負荷回路にかかる負荷が大きくなる場合がある。また、特許文献１の点灯装置では、負荷回路を一度停止させてから再度動作させるという２つの制御を行う。このため、制御が複雑化する可能性がある。

【0008】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、負荷回路を安定して動作させる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】

【0009】

本開示に係る点灯装置は、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路から電力の供給を受け、光源を点灯させる負荷回路と、該負荷回路を制御する負荷制御回路と、該昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧検出回路と、該昇圧検出回路の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、該負荷回路の出力電力を低下させるように該負荷制御回路を制御するフィードバック回路と、該負荷回路の出力電圧または出力電流を検出する負荷検出回路と、を備え、該フィードバック回路は、該負荷検出回路に接続された入力端子を有し、該入力端子に入力される電圧が第２基準電圧よりも大きい場合に、該負荷回路の出力電力を低下させるように該負荷制御回路を制御する負荷フィードバック回路と、該昇圧検出回路の検出電圧が該第１基準電圧よりも低下すると、該入力端子に入力される電圧を該第２基準電圧よりも大きくする昇圧フィードバック回路と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る点灯装置では、昇圧検出回路が昇圧回路の出力電圧を検出する。昇圧検出回路の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、フィードバック回路は負荷回路の出力電力を低下させるように負荷制御回路を制御する。このため、負荷回路が過負荷状態となることを抑制できる。従って、負荷回路を安定して動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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１に係る負荷回路の回路図である。

【図3】実施の形態１に係る負荷電流の波形を示す図である。

【図4】実施の形態１の変形例に係る負荷回路の回路図である。

【図5】実施の形態１の変形例に係る負荷電流の周波数依存性を示す図である。

【図6】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7】実施の形態３に係る照明器具の回路ブロック図である。

【図8】実施の形態３に係る第１基準電圧、第２基準電圧および昇圧回路の出力電圧の立ち上がりを示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

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８０とＬＥＤモジュール１２を備える。点灯装置８０は電源１から入力電圧の供給を受け、ＬＥＤモジュール１２を点灯させる。電源１は例えば商用電源などの交流電源である。

【0014】

ＬＥＤモジュール１２は光源であるＬＥＤ２３を複数備える。ＬＥＤモジュール１２は、ＬＥＤ２３の集合体である。本実施の形態では、ＬＥＤモジュール１２は直列に接続された２つのＬＥＤ２３を備える。ＬＥＤモジュール１２が備えるＬＥＤの数はこれに限らず、１つ以上であれば良い。また、複数のＬＥＤ２３は並列または直並列に接続されても良い。

【0015】

点灯装置８０は、ノイズフィルタ回路２を備える。ノイズフィルタ回路２は、電源１からの入力電圧のノイズを除去する。ノイズフィルタ回路２には、整流回路３が接続される。整流回路３は電源１からの入力電圧を整流する。整流回路３の出力には、昇圧回路４が接続される。

【0016】

昇圧回路４は、入力電圧を昇圧する。本実施の形態では、昇圧回路４はＰＦＣ回路である。昇圧回路４は、電源１からの入力電圧の波形に沿ってスイッチングを行う。これにより、昇圧回路４は、整流回路３の出力電圧を一定の電圧に昇圧する。さらに昇圧回路４は、整流回路３の出力電圧を整流して力率を改善し、高調波を抑制する。

【0017】

昇圧回路４の出力と並列に平滑コンデンサ１３が接続される。平滑コンデンサ１３は昇圧回路４の出力電圧を平滑する。平滑コンデンサ１３の両端には直流電圧が生成される。平滑コンデンサ１３と並列に負荷回路８が接続される。負荷回路８は昇圧回路４から電力の供給を受け、ＬＥＤ２３を点灯させる。負荷回路８は、平滑コンデンサ１３の両端に印加される電圧を、目標とする電流または電圧に変換してＬＥＤ２３に供給する。

【0018】

点灯装置８０は、昇圧検出回路６を備える。昇圧検出回路６は、平滑コンデンサ１３と並列に接続される。昇圧検出回路６は、昇圧回路４の出力電圧を検出する。昇圧検出回路６は、直列に接続された第１抵抗１４と第２抵抗１５とを備える。昇圧回路４の出力電圧は、第１抵抗１４と第２抵抗１５で分圧され、昇圧制御回路５に入力される。

【0019】

昇圧制御回路５は第２抵抗１５に印加される電圧を監視し、第２抵抗１５にかかる電圧が一定となるように、昇圧回路４を制御する。このため、昇圧回路４の出力電圧は、昇圧検出回路６の検出電圧によって決定される。昇圧制御回路５は、昇圧検出回路６の検出電圧と目標とする電圧とが一致するように、例えば、昇圧回路４が備えるスイッチング素子のオンオフを制御する。

【0020】

これにより、電源１の入力電圧によらず、昇圧回路４の出力電圧は一定に制御される。本実施の形態では、電源１の入力電圧が例えばＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２４２Ｖの範囲において、昇圧回路４の出力電圧は一定に制御される。昇圧回路４の出力電圧は、入力電圧の瞬時値より高い値に設定される。昇圧回路４の出力電圧は、例えば電源１の入力電圧の最大値がＡＣ２４２Ｖであれば、３４２Ｖ以上に設定される。

【0021】

点灯装置８０はフィードバック回路５６を備える。フィードバック回路５６は、昇圧フィードバック回路７と負荷フィードバック回路１１から構成される。昇圧回路４の出力電圧は、第１抵抗１４と第２抵抗１５で分圧され、昇圧フィードバック回路７に入力される。昇圧フィードバック回路７は、第１比較器１９と第１基準電圧生成回路１８を備える。昇圧検出回路６の検出電圧は、第１比較器１９のＶｉｎ−端子に入力される。第１基準電圧生成回路１８は第１基準電圧を生成する。第１基準電圧は第１比較器１９のＶｉｎ＋端子に入力される。

【0022】

昇圧フィードバック回路７は、昇圧検出回路６の検出電圧と第１基準電圧を比較する。昇圧フィードバック回路７は、昇圧検出回路６の検出電圧と第１基準電圧の差分を検出する。第１基準電圧は、昇圧回路４が正常動作をしており目標とする電圧を出力している場合に、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きくなるように設定される。

【0023】

第１比較器１９の出力は、ダイオード２２のアノードに接続される。ダイオード２２のカソードは負荷フィードバック回路１１が有する入力端子５５および負荷検出回路１０に接続される。ダイオード２２は第１比較器１９側に電流が逆流することを防止している。

【0024】

点灯装置８０は、負荷検出回路１０を備える。負荷検出回路１０は、一端がＬＥＤモジュール１２のカソード側に接続され、他端が負荷フィードバック回路１１に接続された第１抵抗１６を備える。第１抵抗１６の一端には、さらに、第２抵抗１７の一端が接続される。第２抵抗１７の他端は、負荷回路８の低電位側の出力に接続される。第２抵抗１７には、負荷回路８の出力電流に対応する電流が流れる。負荷検出回路１０は、負荷回路８の出力電圧を検出する。ここで、負荷回路８の出力電圧は負荷回路８の出力電流に対応する電圧である。

【0025】

負荷回路８の出力電圧は、第１抵抗１６と第２抵抗１７で分圧され、負荷フィードバック回路１１に入力される。負荷フィードバック回路１１は、第２比較器２１と第２基準電圧生成回路２０を備える。第２抵抗１７に印加される電圧に対応する電圧は、入力端子５５を介し、第２比較器２１のＶｉｎ−端子に入力される。第２基準電圧生成回路２０は第２基準電圧を生成する。第２基準電圧は第２比較器２１のＶｉｎ＋端子に入力される。

【0026】

点灯装置８０は負荷制御回路９を備える。第２比較器２１の出力は、負荷制御回路９に接続される。また、負荷制御回路９は、負荷回路８に接続される。負荷制御回路９は負荷回路８を制御する。

【0027】

図２は、実施の形態１に係る負荷回路８の回路図である。負荷回路８は、降圧回路を備える。本実施の形態では、降圧回路はバックコンバータ回路である。負荷回路８は、スイッチング素子２９を備える。スイッチング素子２９は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子２９のドレインは昇圧検出回路６の高電位側に接続される。スイッチング素子２９のソースは、ダイオード３０のカソードとインダクタ３１の一端に接続される。スイッチング素子２９のゲートは負荷制御回路９に接続される。

【0028】

ダイオード３０のアノードは昇圧検出回路６の低電位側に接続される。インダクタ３１の他端は、コンデンサ３２の正極に接続される。コンデンサ３２の負極は、昇圧検出回路６の低電位側に接続される。

【0029】

負荷回路８は、スイッチング素子２９のオンオフによりＬＥＤ２３を点灯させる。負荷制御回路９は、スイッチング素子２９のゲート電圧を出力することで、スイッチング素子２９のオンオフを制御している。これにより、昇圧回路４から負荷回路８に取り込む電流が調整される。さらに、昇圧回路４の出力電圧は、降圧用のインダクタ３１で目標とする電圧まで降圧され、平滑コンデンサであるコンデンサ３２で直流に変換される。なお、ダイオード３０は電流帰還用のダイオードである。これにより、負荷回路８からＬＥＤモジュール１２に電力が供給される。

【0030】

次に、昇圧回路４が正常動作をしている場合の点灯装置８０の動作について説明する。負荷フィードバック回路１１の入力端子５５には第１比較器１９の出力信号および、負荷検出回路１０の検出電圧が入力される。昇圧回路４が正常動作をしており、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きい場合、第１比較器１９の出力はＬＯＷである。このため、入力端子５５には負荷検出回路１０の検出電圧のみが印加される。

【0031】

負荷フィードバック回路１１は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧を比較する。負荷フィードバック回路１１は第２抵抗１７に印加される電圧を監視し、第２抵抗１７にかかる電圧が一定となるように、負荷制御回路９を制御する。つまり、負荷フィードバック回路１１は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧とを一致させるように、負荷制御回路９を制御する。従って、正常動作時において負荷回路８の出力電力は、負荷検出回路１０によって決定される。

【0032】

負荷制御回路９は、負荷フィードバック回路１１における比較結果に応じて、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧とが一致するように、負荷回路８を制御する。負荷制御回路９は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧との差分がゼロになるように、負荷回路８の出力電力を調整する。ここで、第２基準電圧は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧とが一致したときに、負荷回路８の出力電力が目標値と一致するように設定される。

【0033】

本実施の形態では、負荷制御回路９は、負荷回路８の出力電流が目標電流と一致するように定電流制御を行う。負荷検出回路１０の検出電圧が第２基準電圧よりも大きい場合、負荷制御回路９は、スイッチング素子２９のオンデューティを短くする。また、負荷検出回路１０の検出電圧が第２基準電圧よりも小さい場合、負荷制御回路９はスイッチング素子２９のオンデューティを長くする。

【0034】

本実施の形態では、負荷制御回路９は負荷回路８を定電流制御する。このため、負荷検出回路１０は、電流を一定に制御するための定電流検出回路である。これに限らず、負荷制御回路９は、負荷回路８を定電圧制御しても良い。この場合、負荷検出回路１０は、電圧を一定に制御するための定電圧検出回路となる。

【0035】

次に、瞬時停電またはサグ等で電源１からの入力電圧が変動した場合の点灯装置８０の動作を説明する。このとき、昇圧制御回路５は電源１からの入力電圧の変動の影響を受けて、昇圧回路４の出力電圧を一定にできない場合がある。このような場合、昇圧回路４の出力電圧が低下する可能性がある。

【0036】

昇圧回路４の出力電圧の低下に伴い、昇圧検出回路６の検出電圧が低下する。これにより、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下する。第１比較器１９のＶｉｎ−端子に入力される電圧が、Ｖｉｎ＋端子に入力される第１基準電圧よりも低下すると、差分をゼロにしようと第１比較器１９の出力電圧はＨＩＧＨとなる。

【0037】

第１比較器１９の出力電圧がＨＩＧＨとなると、入力端子５５に印加される電圧が増加する。これにより、入力端子５５に入力される電圧が第２基準電圧よりも大きくなる。従って、第２比較器２１は、入力端子５５に入力される電圧と第２基準電圧との差分をゼロにしようと、出力電圧をＬＯＷにする。

【0038】

つまり、昇圧フィードバック回路７は、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、昇圧フィードバック回路７の出力電圧を負荷検出回路１０の検出電圧に加算する。これにより、昇圧フィードバック回路７は、入力端子５５に入力される電圧を第２基準電圧よりも大きくする。

【0039】

これにより、負荷制御回路９は第２比較器２１のＬＯＷ出力に引っ張られ、負荷回路８において実際に消費している負荷以上のフィードバック信号を受ける。従って、負荷制御回路９は負荷回路８の消費電力を低下させるように制御する。このとき、負荷フィードバック回路１１は、負荷回路８の出力電力を低下させるように負荷制御回路９を制御する。

【0040】

昇圧回路４の出力電圧が回復し、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きくなると、第１比較器１９の出力がＬＯＷに戻る。これに伴い、第２比較器２１の出力電圧が正常状態に戻る。従って、点灯装置８０は定常状態へ戻り定電流制御が行われる。ここで定常状態は、昇圧回路４が目標とする電圧を出力しており、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きい状態を示す。

【0041】

図３は、実施の形態１に係る負荷電流の波形を示す図である。本実施の形態において負荷電流はインダクタ３１を流れる電流を示す。領域３５には、昇圧回路４が正常動作している場合のゲート電圧および負荷電流が示されている。このとき、負荷制御回路９は、ゲート電圧波形３３に示されるように、スイッチング素子２９のゲート電圧を出力する。スイッチング素子２９がオンすると負荷電流波形３４に示されるように負荷電流が増加する。スイッチング素子２９がオフすると負荷電流は低下する。

【0042】

領域３６には、昇圧回路４の出力電圧が低下した場合のゲート電圧および負荷電流が示されている。矢印５０に示される時点で、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下したとする。これにより、第２比較器２１の出力電圧がＬＯＷになる。このとき、ゲート電圧波形３３に示されるように、負荷制御回路９はスイッチング素子２９のオンデューティを短くする。このとき、図３に示されるように、負荷制御回路９はスイッチング素子２９のオン時間を変更することでオンデューティを変更する。つまり、負荷制御回路９は領域３６におけるスイッチング素子２９のオン時間５２を領域３５におけるスイッチング素子２９のオン時間５１よりも短くする。これに伴い、負荷電流の最大値が低下する。従って、負荷回路８の出力電力が低下する。

【0043】

昇圧回路４の出力電圧が回復すると、領域３５に示されるように負荷回路８は定常状態に戻る。以上から、本実施の形態では、スイッチング素子２９のオンデューティを短くすることで負荷回路８の消費電力を抑えることができる。

【0044】

以上の動作により、本実施の形態の照明器具１００では、昇圧回路４の出力電圧が低下した場合、負荷回路８の出力電力が低下する。従って、負荷回路８への入力電圧が変動した場合に、負荷回路８が過負荷状態になることを抑制できる。このため、負荷回路を安定して動作させることができる。また、負荷回路８が過負荷状態となることを防止することで、点灯負荷であるＬＥＤ２３に安定して電力を供給できる。

【0045】

また、本実施の形態では、昇圧回路４の出力電圧に応じて、フィードバック回路５６により負荷回路８の出力電力を制御している。このため、昇圧回路４の出力電圧が低下した場合に、負荷回路８が過負荷状態となる前に負荷回路８の出力電力を低下させることができる。

【0046】

本実施の形態においてフィードバック回路５６は、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、負荷回路８の出力電力を低下させるように負荷制御回路９を制御する。ここで、フィードバック回路５６は、定常状態において負荷回路８を定電流制御する負荷フィードバック回路１１を利用して構成されている。つまり、フィードバック回路５６は、負荷回路８を定電流制御するための負荷フィードバック回路１１に、本実施の形態に係る昇圧フィードバック回路７を追加することで容易に形成される。このため、フィードバック回路５６の構成を簡易化できる。従って、簡易な構成で負荷回路８を安定して動作させることができる。

【0047】

本実施の形態では、フィードバック回路５６は、負荷フィードバック回路１１と、昇圧フィードバック回路７とを備えるものとした。これに対し、フィードバック回路５６に代えて、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると負荷回路８の出力電力を低下させるように負荷制御回路９を制御するあらゆる回路を採用できる。

【0048】

また、負荷フィードバック回路１１に代えて、入力端子５５に入力される電圧が第２基準電圧よりも大きい場合に、負荷回路８の出力電力を低下させるように負荷制御回路９を制御するあらゆる回路を採用できる。また、昇圧フィードバック回路７に代えて、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、入力端子５５に入力される電圧を第２基準電圧よりも大きくするあらゆる回路を採用できる。

【0049】

また、本実施の形態において第１基準電圧は、昇圧回路４が正常動作をしている場合に、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きくなるように設定される。これに対し、第１基準電圧は、例えば、負荷回路８が過負荷状態となる電圧まで昇圧回路４の出力電圧が低下した場合に、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも小さくなるように設定されても良い。

【0050】

また、本実施の形態では昇圧制御回路５と負荷制御回路９を別個に設けた。これに対し、昇圧制御回路５と負荷制御回路９はマイコンなどの１つの制御回路であっても良い。

【0051】

図４は、実施の形態１の変形例に係る負荷回路１０８の回路図である。図４に示されるように、負荷回路１０８は共振回路を備えても良い。負荷回路１０８が備える共振回路は、ＬＬＣ共振回路である。負荷回路１０８は、第１スイッチング素子１３８と第２スイッチング素子１３９を備える。第１スイッチング素子１３８と第２スイッチング素子１３９のゲートは、負荷制御回路９に接続される。第１スイッチング素子１３８のドレインは昇圧検出回路６の高電位側に接続される。第１スイッチング素子１３８のソースには、第２スイッチング素子１３９のドレインと、インダクタ１４０の１次巻き線の一端が接続される。

【0052】

第２スイッチング素子１３９のソースは昇圧検出回路６の低電位側に接続される。インダクタ１４０の１次巻き線の他端は、コンデンサ１４１を介して第２スイッチング素子１３９のソースに接続される。インダクタ１４０の２次巻き線と並列に、整流回路１３７が接続される。整流回路１３７の出力にはＬＥＤモジュール１２および負荷検出回路１０が接続される。

【0053】

負荷制御回路９は第１スイッチング素子１３８と第２スイッチング素子１３９を駆動させる信号を出力する。これにより、第１スイッチング素子１３８と第２スイッチング素子１３９は交互にスイッチングする。負荷回路１０８を流れる電流は、共振用のインダクタ１４０と共振用のコンデンサ１４１により共振する。負荷回路１０８を流れる電流は、整流回路１３７で直流に変換され、ＬＥＤモジュール１２に供給される。負荷回路１０８では、インダクタ１４０とコンデンサ１４１の共振を利用し、第１スイッチング素子１３８および第２スイッチング素子１３９の周波数を変化させることでＬＥＤモジュール１２に供給される電力を調節できる。

【0054】

図５は、実施の形態１の変形例に係る負荷電流の周波数依存性を示す図である。ここで、負荷電流は整流回路１３７から出力される電流を示す。図５は、負荷制御回路９により第１スイッチング素子３８と第２スイッチング素子３９が交互にスイッチングされた場合の、負荷回路１０８のスイッチング周波数と負荷電流との関係を示す。負荷電流は、共振周波数において極大となり、スイッチング周波数が共振周波数から離れるほど小さくなる。

【0055】

昇圧回路４が正常動作をしている場合、負荷回路１０８は周波数４２で動作する。昇圧回路４の出力電圧が下がり、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、第２比較器２１の出力がＬＯＷになる。これにより、負荷制御回路９は、共振回路のスイッチング周波数を周波数４３まで高くする。これにより、負荷電流が低下する。従って、負荷回路１０８の出力電力が低下する。昇圧回路４の出力電圧が回復すると、負荷制御回路９は、スイッチング周波数を正常動作時の周波数４２に戻す。これにより、負荷回路１０８は定常状態へ戻る。

【0056】

以上から、負荷回路１０８が共振回路を備える場合、スイッチング周波数を共振周波数から離れる方向に変化させることで、負荷回路８の消費電力を抑えることができる。

【0057】

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。

【0058】

実施の形態２．
図６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。照明器具２００は、点灯装置２８０を備える。点灯装置２８０は、フィードバック回路２５６の構成が実施の形態１と異なる。フィードバック回路２５６は、昇圧フィードバック回路２０７と、負荷フィードバック回路２１１とを備える。

【0059】

昇圧検出回路６の検出電圧は、昇圧フィードバック回路２０７が備える第１比較器１９のＶｉｎ＋端子に入力される。また、第１比較器１９のＶｉｎ−端子には、第１基準電圧が入力される。

【0060】

負荷フィードバック回路２１１において、第２比較器２１のＶｉｎ＋端子は、第２基準電圧生成回路２２０の出力に接続される。第２基準電圧生成回路２２０には、ダイオード２２のアノードが接続される。ダイオード２２のカソードは第１比較器１９の出力に接続される。

【0061】

昇圧回路４が正常動作をしており、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きい場合、第１比較器１９の出力はＨＩＧＨである。このとき、第２基準電圧生成回路２２０は、負荷回路８の定常動作時の出力電力に対応する第２基準電圧を出力する。この第２基準電圧は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧が一致したときに、負荷回路８の出力電力が目標値と一致する電圧である。

【0062】

また、本実施の形態では、入力端子５５には負荷検出回路１０の検出電圧が印加される。負荷フィードバック回路２１１は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧を比較する。負荷フィードバック回路２１１は、負荷検出回路１０の検出電圧と第２基準電圧とを一致させるように、負荷制御回路９を制御する。

【0063】

次に、瞬時停電またはサグ等で電源１からの入力電圧が変動した場合の点灯装置２８０の動作を説明する。昇圧回路４の出力電圧が低下により昇圧検出回路６の検出電圧が低下すると、第１比較器１９のＶｉｎ＋端子に入力される電圧が低下する。昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧より低下すると、昇圧検出回路６の検出電圧と第１基準電圧との差分をゼロにしようと、第１比較器１９の出力電圧はＬＯＷとなる。

【0064】

第２基準電圧生成回路２２０は、第１比較器１９からＬＯＷが入力されると、第２基準電圧を低下させ、ゼロにする。このため、第２比較器２１のＶｉｎ＋端子への入力電圧はゼロになる。この結果、入力端子５５に入力される電圧が第２基準電圧よりも大きくなる。このとき、入力端子５５に入力される電圧と第２基準電圧との差分をゼロにしようと、第２比較器２１の出力電圧はＬＯＷとなる。

【0065】

本実施の形態において、昇圧フィードバック回路２０７は、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも低下すると、第２基準電圧を低下させる。これにより、昇圧フィードバック回路２０７は、入力端子５５に入力される電圧を第２基準電圧よりも大きくする。

【0066】

従って、実施の形態１と同様に、負荷制御回路９は負荷回路８において実際に消費している負荷以上のフィードバック信号を受ける。このため、負荷フィードバック回路２１１は、負荷回路８の出力電力を低下させるように負荷制御回路９を制御する。

【0067】

昇圧回路４の出力電圧が回復し、昇圧検出回路６の検出電圧が第１基準電圧よりも大きくなると、第１比較器１９の出力がＨＩＧＨに戻る。これに伴い、第２比較器２１の出力電圧が正常状態に戻る。従って、点灯装置２８０は定常状態へ戻り、定電流制御が行われる。

【0068】

以上の動作により、本実施の形態の照明器具２００では、昇圧回路４の出力電圧が低下した場合、負荷回路８の出力電力が低下する。従って、負荷回路８への入力電圧が変動した場合に、負荷回路８が過負荷状態になることを抑制できる。このため、負荷回路を安定して動作させることができる。

【0069】

実施の形態３．
図７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。照明器具３００は点灯装置３８０を備える。点灯装置３８０は、点灯装置８０と比較して、マイコン３２８と、第３基準電圧生成回路３２７をさらに備える。マイコン３２８には、昇圧検出回路６の検出電圧が入力される。また、マイコン３２８には、第２基準電圧が入力される。マイコン３２８は、第１基準電圧生成回路１８に接続されている。マイコン３２８は、第１基準電圧生成回路１８を起動する。

【0070】

第３基準電圧生成回路３２７は第３基準電圧を生成する。第３基準電圧は、マイコン３２８の電源電圧となる。

【0071】

図８は、実施の形態３に係る第１基準電圧、第２基準電圧および昇圧回路４の出力電圧の立ち上がりを示すタイムチャートである。マイコン３２８は、昇圧検出回路６の検出電圧を監視している。また、マイコン３２８は第２基準電圧を監視している。マイコン３２８は、昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧が立ち上がり、一定の電圧に安定してから、第１基準電圧生成回路１８を起動する。

【0072】

この結果、図８に示されるように、実線２４に示される昇圧検出回路６の検出電圧と、実線２６に示される第２基準電圧が立ち上がり一定の電圧に安定してから、実線２５に示される第１基準電圧が生成される。つまり、第１基準電圧は、昇圧回路４の出力電圧と第２基準電圧が立ち上がり一定の電圧に安定してから生成される。

【0073】

昇圧回路４の出力電圧または第２基準電圧が不安定な状態で、第１基準電圧が出力されると、フィードバック回路５６が適切に動作しない可能性がある。これに対し、本実施の形態では、第１基準電圧は、昇圧回路４の出力電圧が立ち上がってから生成される。また、第１基準電圧は第２基準電圧が立ち上がってから生成される。このため、フィードバック回路５６の誤動作などを防止できる。

【0074】

また、本実施の形態の変形例として、マイコン３２８は起動から一定時間の経過後に、第１基準電圧生成回路１８を起動させても良い。この場合、マイコン３２８はタイマ機能を備える。

【0075】

本変形例におけるマイコン３２８の動作を説明する。まず、第３基準電圧生成回路２７によってマイコン３２８の電源がＯＮする。マイコン３２８は、タイマ機能によりマイコンの電源がＯＮになってからの時間をカウントする。マイコン３２８は、電源がＯＮになってから例えば３秒後に、第１基準電圧生成回路１８を起動させる信号を出力する。

【0076】

マイコン３２８の電源がＯＮになってから、第１基準電圧生成回路１８が起動するまでの時間は、昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧が立ち上がり安定するのに十分な時間に設定される。このため、本変形例においても、第１基準電圧は昇圧回路４の出力電圧および第２基準電圧が立ち上がってから生成される。従って、フィードバック回路５６の誤動作などを防止できる。さらに、本変形例では、マイコン３２８は昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧を検出する必要がない。このため、点灯装置３８０の構造を簡易化できる。

【0077】

本実施の形態では、昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧は同時に立ち上がる。これに対し、昇圧検出回路６の検出電圧および第２基準電圧は、一方が他方よりも先に立ち上がっても良い。

【0078】

また、昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧の立ち上がりを検出し、第１基準電圧生成回路１８を起動させるのは、マイコン３２８以外の制御回路でも良い。例えば、負荷制御回路９または昇圧制御回路５が、昇圧検出回路６の検出電圧と第２基準電圧の立ち上がりを検出し、第１基準電圧生成回路１８を起動させても良い。

【0079】

これに限らず、第１基準電圧を昇圧回路４の出力電圧および第２基準電圧の立ち上がりよりも後に生成することができれば、第１基準電圧のあらゆる出力方法を採用できる。また、第１基準電圧が出力される時間およびタイミングは自由に設定することができる。

【0080】

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】

【0081】

１００、２００、３００ 照明器具、８０、２８０、３８０ 点灯装置、４ 昇圧回路、６ 昇圧検出回路、２３ ＬＥＤ、７、２０７ 昇圧フィードバック回路、８、１０８ 負荷回路、９ 負荷制御回路、１０ 負荷検出回路、１１、２１１ 負荷フィードバック回路、２９ スイッチング素子、５５ 入力端子、５６、２５６ フィードバック回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】