特開 2022-187764 照明システムおよび電力供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187764

(43)【公開日】2022-12-20

(54)【発明の名称】照明システムおよび電力供給装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/135 20200101AFI20221213BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/34 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/325 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/385 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/375 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/395 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 47/195 20200101ALI20221213BHJP

   H05B 45/38 20200101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H05B47/135

H05B45/345

H05B45/34

H05B45/325

H05B45/385

H05B45/375

H05B45/395

H05B47/195

H05B45/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095933

(22)【出願日】2021-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(71)【出願人】

【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】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄一郎

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA10

3K273BA26

3K273CA02

3K273EA03

3K273EA06

3K273EA07

3K273EA21

3K273EA25

3K273EA39

3K273FA14

3K273FA26

3K273FA27

3K273FA28

3K273GA02

3K273GA14

3K273GA17

(57)【要約】

【課題】接続機器の定電流回路を省略することができる照明システムおよび電力供給装置を得ることを目的とする。
【解決手段】本開示に係る照明システムは、電源回路と、前記電源回路を制御する制御部と、を備える電力供給装置と、前記電力供給装置に接続され、前記電源回路の出力電力が供給される接続機器と、を備え、前記制御部は、前記接続機器の種類に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源回路と、前記電源回路を制御する制御部と、を備える電力供給装置と、
前記電力供給装置に接続され、前記電源回路の出力電力が供給される接続機器と、
を備え、
前記制御部は、前記接続機器の種類に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする照明システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記接続機器が照明器具であるとき前記出力電力を定電流制御することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。

【請求項3】

前記照明器具は定電流回路を備えないことを特徴とする請求項２に記載の照明システム。

【請求項4】

前記電源回路は、通信線を介して前記接続機器に前記出力電力を供給することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項5】

前記接続機器は前記電力供給装置の出力端子に接続され、
前記制御部は、前記出力端子から前記接続機器に予め定められた電流を供給したときに前記出力端子に発生する電圧に応じて、前記出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記電源回路に電力が供給されると、前記出力端子から前記接続機器に前記予め定められた電流を供給して前記出力端子に発生する電圧を検出し、前記出力端子に発生する電圧に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする請求項５に記載の照明システム。

【請求項7】

前記接続機器は照明器具であり、
前記照明器具に前記予め定められた電流が供給された場合に、前記照明器具は点灯しないことを特徴とする請求項５または６に記載の照明システム。

【請求項8】

前記接続機器は前記電力供給装置の出力端子に接続され、
前記制御部は、前記出力端子から前記接続機器に予め定められた電圧を供給したときに前記出力端子に流れる電流に応じて、前記出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項9】

前記制御部は、前記電源回路に電力が供給されると、前記出力端子から前記接続機器に前記予め定められた電圧を供給して前記出力端子に流れる電流を検出し、前記出力端子に流れる電流に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする請求項８に記載の照明システム。

【請求項10】

前記接続機器は照明器具であり、
前記照明器具に前記予め定められた電圧が供給された場合に、前記照明器具は点灯しないことを特徴とする請求項８または９に記載の照明システム。

【請求項11】

前記接続機器は、前記出力端子間に接続される負荷判別用抵抗を備えることを特徴とする請求項５から１０の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項12】

前記接続機器は、前記定電流制御または前記定電圧制御時に前記負荷判別用抵抗に電流を流す経路を遮断する遮断回路を備えることを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。

【請求項13】

前記制御部は、前記接続機器の種類に応じて前記出力電力の電圧または電流の値を変更することを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項14】

前記制御部は、前記接続機器が接続されていないとき、前記電源回路の動作を停止させることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項15】

前記電源回路は、第１電源回路と第２電源回路を有し、
前記接続機器は、前記第１電源回路から第１出力電力を供給される第１接続機器と、前記第２電源回路から第２出力電力を供給される第２接続機器とを含み、
前記制御部は、前記第１接続機器の種類に応じて前記第１出力電力を定電流制御または定電圧制御し、前記第２接続機器の種類に応じて前記第２出力電力を定電流制御または定電圧制御することを特徴とする請求項１から１４の何れか１項に記載の照明システム。

【請求項16】

前記第１電源回路は、通信線を介して前記第１接続機器に前記第１出力電力を供給し、
前記第２電源回路は、通信線を介して前記第２接続機器に前記第２出力電力を供給し、
前記第１接続機器は照明器具であり、
前記制御部は、前記第２接続機器から前記通信線を介して受信した信号に応じて、前記照明器具に供給する前記第１出力電力を制御することを特徴とする請求項１５に記載の照明システム。

【請求項17】

出力電力を接続機器に供給する電源回路と、
前記接続機器の種類に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電力供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、照明システムおよび電力供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、データ接続を介して電気消費機器に電力供給する装置が開示されている。この装置は、データ接続を介して電気消費機器に電力供給するための電源と、電気消費機器に送信されるべきデータを受信するデータ受信ユニットを備える。また、装置は、電気消費機器に送信されるべきデータが受信され、且つ、電気消費機器への電力供給が非動作化されている場合に、データ接続を介した電気消費機器への電力供給を動作化するためのコントローラーを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１８６０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、通信ケーブルを介して照明器具へ電力供給とデータ伝送するシステムがある。一般に、通信ケーブルとしてイーサネット（登録商標）ケーブルを用いて電気消費機器に電気エネルギーを供給するシステムは、パワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ：Ｐｏｗｅｒ－ｏｖｅｒ－Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）としてＩＥＥＥ ８０２．３にて規格化されている。イーサネットケーブルはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブルとも呼ばれる。ＰｏＥを照明システムに適用することで、光源点灯用の電力と光源の明るさを指示する調光信号とを１本のＬＡＮケーブルで伝送することができる。従って、配線の削減が可能となる。

【0005】

また、給電装置（ＰＳＥ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）には照明器具に限らず、各種センサをＬＡＮケーブルで接続することができる。つまり、給電装置から各種センサへの電力供給と信号データの送受信が可能である。各種センサは例えば照度センサまたは人感センサである。これにより、システムの簡素化が可能である。

【0006】

ＩＥＥＥ ８０２．３によればＰＳＥの出力電圧は５０Ｖ～５７Ｖに定められている。この電圧は、照明器具などの接続機器に印加される。一方で照明器具の光源として用いられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は一般に定電圧特性を有している。このため、印加する電圧が僅かに変動するだけでもＬＥＤに流れる電流は大きく変動するおそれがある。従って、一般に照明器具では、ＰＳＥから５０Ｖ～５７Ｖを受電すると、内部に備えた定電流回路により目標とする電流がＬＥＤに流れるように制御する必要がある。定電流回路は例えばＤＣ－ＤＣコンバータ等で構成される。

【0007】

このように、照明器具内部にＤＣ－ＤＣコンバータ等の電力変換回路を設ける場合、電力変換効率は給電装置の電力変換効率と照明器具の電力変換効率の積となるため、効率が低下するおそれがある。また、複数の照明器具を給電装置に接続する場合、照明器具それぞれに定電流回路を設ける必要があり、照明器具が大型化するおそれがあった。

【0008】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、接続機器の定電流回路を省略することができる照明システムおよび電力供給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】

【0009】

本開示に係る照明システムは、電源回路と、前記電源回路を制御する制御部と、を備える電力供給装置と、前記電力供給装置に接続され、前記電源回路の出力電力が供給される接続機器と、を備え、前記制御部は、前記接続機器の種類に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御する。

【0010】

本開示に係る電力供給装置では、出力電力を接続機器に供給する電源回路と、前記接続機器の種類に応じて前記出力電力を定電流制御または定電圧制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示に係る照明システムおよび電力供給装置では、接続機器の種類に応じて出力電力が定電流制御または定電圧制御される。このため、接続機器の定電流回路を省略できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る照明システムの回路ブロック図である。

【図2】実施の形態１に係る照明システムに照度センサが接続された状態を示す図である。

【図3】実施の形態１に係る照明システムの動作を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態１に係る負荷判別用回路の変形例を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る接続機器の変形例を示す図である。

【図6】実施の形態１に係る接続機器の他の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本実施の形態に係る照明システムおよび電力供給装置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。

【0014】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明システム１００の回路ブロック図である。照明システム１００は、電力供給装置２と、電力供給装置２に接続された接続機器を備える。電力供給装置２は、電源回路と、電源回路を制御する制御部とを備える。接続機器には、電源回路の出力電力が供給される。

【0015】

図１には、接続機器が照明器具８ａ、８ｂである例が示されている。電力供給装置２は、交流電源１から電力の供給を受けて複数の照明器具８ａ、８ｂに搭載された光源１０ａ、１０ｂを点灯させる。電力供給装置２は給電装置とも呼ばれる。光源１０ａ、１０ｂとして例えばＬＥＤを用いることができる。光源１０ａ、１０ｂはＬＥＤに限定されず、他の発光素子であっても良い。

【0016】

電力供給装置２は、ＡＣ－ＤＣ変換回路３、制御部４、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂ、制御部６およびポートＰ１、Ｐ２を備える。ＡＣ－ＤＣ変換回路３は、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換する。制御部４はＡＣ－ＤＣ変換回路３を制御する。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂは、ＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力に接続され、ＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力電圧を変換する。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂは電源回路に該当する。制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを制御する。ポートＰ１、Ｐ２は、それぞれＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力を電力供給装置２の外部に取り出すための出力端子である。

【0017】

ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂは、ＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力に対して並列に接続されている。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力には、ポートＰ１、Ｐ２、通信ケーブル７ａ、７ｂを介して照明器具８ａ、８ｂが接続される。つまり、照明器具８ａは第１電源回路であるＤＣ－ＤＣ変換回路５ａから第１出力電力を供給される第１接続機器である。また、照明器具８ｂは第２電源回路であるＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂから第２出力電力を供給される第２接続機器である。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂは、通信線である通信ケーブル７ａ、７ｂを介して照明器具８ａ、８ｂにそれぞれ出力電力を供給する。

【0018】

通信ケーブル７ａ、７ｂの各々は、複数のデータ伝送用電線から構成される。複数のデータ伝送用電線のうち少なくとも２線は電力伝送に使用され、他の線は通信に用いられる。なお、図１における通信ケーブル７ａ、７ｂでは、電力伝送に用いられる２線のみが示され、他の線は省略されている。通信ケーブル７ａ、７ｂは例えばＬＡＮケーブルである。

【0019】

照明器具８ａ、８ｂは、それぞれ負荷判別用回路９ａ、９ｂと、光源１０ａ、１０ｂを備える。負荷判別用回路９ａは、例えばポートＰ１間に接続される負荷判別用抵抗である。負荷判別用回路９ｂは、例えばポートＰ２間に接続される負荷判別用抵抗である。光源１０ａ、１０ｂに流れる電流の平滑用として、コンデンサ１１ａ、１１ｂが設けられても良い。また、通信ケーブル７ａ、７ｂから入力される直流電圧を、図示しない整流回路を介して光源１０ａ、１０ｂに供給しても良い。これにより通信ケーブル７ａ、７ｂの接続極性によらず、照明器具８ａ、８ｂを接続できる。

【0020】

ＡＣ－ＤＣ変換回路３は、交流電源１を全波整流する整流回路ＤＢと、力率改善回路とから構成される。ＡＣ－ＤＣ変換回路３は、入力電流波形が正弦波状になるように制御しつつ、直流電圧を出力する。力率改善回路は例えば昇圧チョッパ型である。力率改善回路は、フィルタコンデンサＣ１、インダクタＬ１、スイッチング素子ＳＷ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ２を備えている。

【0021】

制御部４は、電圧検出抵抗Ｒ１でＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力電圧を検出する。制御部４は、ＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力電圧が予め定められた一定電圧となるように、検出した出力電圧に基づき、スイッチング素子ＳＷ１を例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。予め定められた一定電圧は例えば４００Ｖである。電圧検出抵抗Ｒ１は平滑コンデンサＣ２と並列に接続される。ＡＣ－ＤＣ変換回路３の出力電圧は、電圧検出抵抗Ｒ１で分圧されて制御部４に入力される。なお、ＡＣ－ＤＣ変換回路３は昇圧チョッパ以外の他の既知の回路でも構わない。

【0022】

ＡＣ－ＤＣ変換回路３によって生成された直流電圧はＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂに入力される。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａは、トランスＴ１、スイッチング素子ＳＷ２、ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ３からなるフライバックコンバータである。同様にＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂは、トランスＴ２、スイッチング素子ＳＷ３、ダイオードＤ３、平滑コンデンサＣ４からなるフライバックコンバータである。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂは、制御部６により駆動及び制御される。

【0023】

制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａに設けられた電圧検出抵抗Ｒ２または電流検出抵抗Ｒ４からの検出信号に応じて、スイッチング素子ＳＷ２を例えばＰＷＭ制御する。同様に、制御部６はＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂに設けられた電圧検出抵抗Ｒ３または電流検出抵抗Ｒ５からの検出信号に応じて、スイッチング素子ＳＷ３を例えばＰＷＭ制御する。

【0024】

なお、フライバックコンバータはトランスＴ１、Ｔ２により１次側と２次側が絶縁されている。このため、電圧検出抵抗Ｒ２、Ｒ３または電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５からの検出信号は、フォトカプラ等で絶縁して制御部６に入力されても良い。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂはフライバックコンバータ以外の他の既知の回路でも構わない。

【0025】

制御部４、６として個別の制御用ＩＣが用いられても良い。制御用ＩＣは例えばマイクロコンピュータである。また、１つの制御用ＩＣで制御部４、６双方の機能を実現しても良い。

【0026】

図２は、実施の形態１に係る照明システム１００に照度センサ２０が接続された状態を示す図である。図２では接続機器として、照明器具８ａに代えて照度センサ２０が接続されている。照度センサ２０は、外部空間の明るさを電気信号に変換するフォトトランジスタＰＨ１を備える。フォトトランジスタＰＨ１と直列に抵抗Ｒ１０が接続される。フォトトランジスタＰＨ１と抵抗Ｒ１０の接続点には、フォトトランジスタＰＨ１で発生した電気信号を検出し、電力供給装置２に伝送する照度信号検出部２１が接続される。また、照明器具８ａと同様に、照度センサ２０は負荷判別用回路９ｃを備える。負荷判別用回路９ｃは抵抗である。また、フォトトランジスタＰＨ１に印加される電圧を安定化するため、コンデンサ１１ｃを接続しても良い。

【0027】

次に、照明システム１００の動作について説明する。図３は、実施の形態１に係る照明システム１００の動作を示すフローチャートである。電力供給装置２に交流電源１を入力すると、ＡＣ－ＤＣ変換回路３は動作を開始し、直流電圧を生成する。生成された直流電圧はＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂに入力される（ステップ１）。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂに直流電圧が入力されると、制御部６は電力供給装置２に負荷が接続されているか否かを検出する負荷検出モードとなる。すなわち制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力端子に接続機器が接続されているか否か判別する。

【0028】

負荷検出モードにおいて、制御部６は接続機器に負荷検出用の規定電流が流れるように、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを定電流駆動する。このとき電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５には、それぞれポートＰ１、Ｐ２に接続される接続機器に流れる電流に対応する電圧が発生する。制御部６は、電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５に発生する検出電圧に基づき、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電流が規定電流となるように、フィードバック制御を行う（ステップ２）。また、制御部６は、電圧検出抵抗Ｒ２、Ｒ３によって、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧を検出する（ステップ３）。

【0029】

まず、ポートＰ１に接続機器が接続されていない場合の動作について説明する。なお、ポートＰ２には照明器具８ｂが接続されているものとする。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａには接続機器が接続されていないので、ポートＰ１から電流は出力されない。このため、ポートＰ１の出力電圧は上昇する。制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力電圧が予め定められた閾値まで上昇すると（ステップ４）、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力には何も接続されていないと判別する。そして制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの動作を停止する（ステップ５）。このように制御部６は、接続機器が接続されていないとき、電源回路の動作を停止させる。

【0030】

また制御部６は、電流検出抵抗Ｒ４で電圧信号が検出されないことにより、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力に接続機器が接続されていないと判別しても良い。

【0031】

また、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂに照明器具８ａ、８ｂが接続されている場合は、ステップ２において負荷判別用回路９ａ、９ｂに規定電流が流れ込む。負荷判別用回路９ａは抵抗を含むため、負荷判別用回路９ａには規定電流と負荷判別用回路９ａの抵抗値の積に対応する電圧が発生する。同様に、負荷判別用回路９ｂには規定電流と負荷判別用回路９ｂの抵抗値の積に対応する電圧が発生する。

【0032】

ここで、ステップ２における予め定められた規定電流は、照明器具８ａ、８ｂを点灯させない。照明器具８ａ、８ｂに規定電流が供給された場合に、照明器具８ａ、８ｂは点灯しない。つまり、負荷判別用回路９ａ、９ｂで発生する電圧は、光源１０ａ、１０ｂの点灯電圧以下となるように予め規定電流の値及び負荷判別用回路９ａ、９ｂの抵抗値が定められている。これにより負荷検出モードで光源１０ａ、１０ｂが点灯することを防止する。

【0033】

負荷判別用回路９ａ、９ｂに発生する電圧は、それぞれＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの電圧検出抵抗Ｒ２、Ｒ３により分圧され、制御部６に入力される。これにより制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧を検出し（ステップ３）、出力電圧が閾値以下であることにより、接続機器が正常に接続されていると判別する。（ステップ４）。また、制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧が予め定められた電圧範囲内であるか否かを判別する。これにより制御部６は、接続機器が照明器具であるか否かを判別する（ステップ６）。

【0034】

接続機器として、照明器具８ａ、８ｂが接続されていることが確認されると、制御部６は点灯モードに移行する。点灯モードにおいて制御部６は、光源１０ａ、１０ｂの点灯に適した電流を供給するようにＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを駆動する。すなわち制御部６は電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５に発生する電圧信号に基づき、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電流が目標とする電流値となるように、定電流フィードバック制御を行う（ステップ７）。このように、制御部６は、接続機器が照明器具であるとき、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電力を定電流制御する。以上から照明器具８ａ、８ｂが点灯する。なお、照明器具８ａ、８ｂに供給される電流値は、異なっても良い。

【0035】

また、ポートＰ１に接続機器が接続されず、ポートＰ２に照明器具８ｂが接続されている場合、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａは動作を停止するが、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂには照明器具８ｂが接続されていると判別される。このため、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂから光源１０ｂに電流が供給され、照明器具８ｂは点灯する。このように、制御部６は複数のＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを独立して制御できる。

【0036】

次に、図２に示されるようにポートＰ１に照度センサ２０が接続されているものとする。ステップ２において負荷判別用回路９ｃに規定電流が流れ込む。これにより、負荷判別用回路９ｃには規定電流と負荷判別用回路９ｃの抵抗値の積に対応する電圧が発生する。ここで、照度センサ２０に設けられた負荷判別用回路９ｃの抵抗値は、照明器具８ａ、８ｂに設けられた負荷判別用回路９ａ、９ｂの抵抗値とは異なる。従って、同一の規定電流であれば、負荷判別用回路で発生する電圧は、照度センサ２０と照明器具８ａ、８ｂとで異なる。

【0037】

例えば、照度センサ２０の負荷判別用回路９ｃの抵抗値は、照明器具８ａの負荷判別用回路９ａの抵抗値より低くても良い。これにより、負荷判別用回路９ｃに発生する電圧も、負荷判別用回路９ａに発生する電圧と比較して低くなる。従って、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの電圧検出抵抗Ｒ２の電圧も、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂの電圧検出抵抗Ｒ３の電圧と比較して低くなる。

【0038】

制御部６は電圧検出抵抗Ｒ２から入力された電圧レベルが、予め定められた電圧レベルであるとき、照明器具８ａとは異なる機器が接続されたと判別する（ステップ６）。ここで、予め定められた電圧レベルは、照明器具８ａが接続された場合の電圧レベルとは異なる。

【0039】

制御部６は、照明器具８ａとは異なる機器が接続されたと判別すると、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力電圧が予め定められた一定電圧となるように、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａを駆動する。予め定められた一定電圧は、例えば５０Ｖである。すなわち制御部６は、電圧検出抵抗Ｒ２に発生する電圧に基づき、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力電圧が目標とする電圧となるように、定電圧フィードバック制御を行う（ステップ８）。

【0040】

なお図２の状態で制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂについては照明器具８ｂが接続されていると判別する。このため、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂから光源１０ｂに定電流が供給され、照明器具８ｂは点灯する。

【0041】

照度センサ２０は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａから直流電圧を受電すると起動し、動作を開始する。照度センサ２０は例えば天井に設置され、室内の明るさを測定する。照度センサ２０にて取得された明るさ情報信号は、照度信号検出部２１及び通信ケーブル７ａを介して、電力供給装置２に伝送される。制御部６は、照度センサ２０から受信した明るさ情報信号に応じて、照明器具８ｂが接続されたＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂの出力電流を調整する。例えば室内の明るさに応じて、室内が暗ければ照明器具８ｂの電流を増大させ、室内が明るければ照明器具８ｂの電流を減少させる。

【0042】

このように制御部６は、電力供給装置２の１つの出力端子に接続されたセンサ等の接続機器から通信線を介して受信した信号に応じて、他の出力端子に接続された照明器具８ｂに供給する出力電力を制御しても良い。

【0043】

なお、照度センサ２０は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａから入力された直流電圧をフォトトランジスタＰＨ１または照度信号検出部２１の動作に適した電圧に変換する図示しない電圧変換回路を備えても良い。電圧変換回路は例えばスイッチングレギュレータまたは３端子レギュレータなどから構成される。電圧変換回路により、例えば電力供給装置２から入力された５０Ｖの電圧を１５Ｖ等に降圧しても良い。

【0044】

このように本実施の形態では、制御部６は、接続機器の種類に応じて出力電力を定電流制御または定電圧制御する。具体的には、制御部６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂに電力が供給されると、ポートＰ１、Ｐ２から接続機器に規定電流を供給して、ポートＰ１、Ｐ２に発生する電圧を検出する。制御部６は、ポートＰ１、Ｐ２に発生する電圧に応じて、接続機器を判別し、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電力を定電流制御または定電圧制御する。電力供給装置２は、照明器具が接続された場合は出力電力を定電流制御し、照明器具以外の機器が接続された場合は出力電力を定電圧制御する。従って、照明器具８ａ、８ｂは定電流回路を備えなくても良い。これにより、照明器具８ａ、８ｂの小型化および照明システム１００の簡素化が可能となる。また、高い電力変換効率で、光源を点灯させることができる。

【0045】

また本実施の形態では、定電流制御では動作しない機器に直流電圧を供給することができる。このため電力供給装置２には、照明器具とセンサ機器等を様々な組み合わせで接続できる。これにより、接続した機器に適した電源を効率よく供給して、高効率な照明システム１００を構築することができる。また、センサ等の機器からの信号を利用して、照明器具を高効率で動作させることができる。

【0046】

本実施の形態では、接続機器が定電流回路を有していない照明器具の場合に定電流制御が行われるものとした。これに限らず、照明器具以外の定電流で動作する接続機器が接続された際にも、制御部６は出力電力を定電流制御しても良い。このように、接続機器の種類に応じて出力電力を定電流制御または定電圧制御することで、接続機器において定電流回路を省略することができる。

【0047】

また、照明器具８ａまたは照明器具８ｂは、機器の種類に応じて負荷判別用回路９ａ、９ｂの抵抗値が異なっても良い。これにより制御部６は、照明器具の種類に応じて、ＤＣ－ＤＣ変換回路から異なる値の直流電流を出力できる。従って、電力供給装置２によって、低出力から高出力まで幅広い種類の照明器具に対応できる。

【0048】

また、照明器具以外の接続機器についても、機器の種類に応じて負荷判別用回路９ｃの抵抗値が異なっても良い。これにより制御部６は、接続機器の種類に応じて、ＤＣ－ＤＣ変換回路から異なる値の直流電圧を出力できる。従って、様々な接続機器に適した電源を供給できる。このように制御部６は、照明器具の機種または接続機器の種類に応じて、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電力の値を変更しても良い。

【0049】

さらに制御部６は、複数のＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを独立して制御できる。制御部６は、ポートＰ１の接続機器の種類に応じてＤＣ－ＤＣ変換回路５ａの出力電力を定電流制御または定電圧制御する。さらに制御部６は、ポートＰ１の制御とは独立して、ポートＰ２の接続機器の種類に応じてＤＣ－ＤＣ変換回路５ｂの出力電力を定電流制御または定電圧制御する。このように１つの電力供給装置２で様々な制御を行うことができる。

【0050】

また、図２では電力供給装置２に照度センサ２０が接続される例を示したが、電力供給装置２には他の機器が接続されても良い。例えば、ポートＰ２に人の有無を検出して照明器具８ｂの点灯、消灯制御を行う人感センサが接続されても良い。制御部６は、例えば人感センサから受信した人の検出信号に応じて、照明器具８ｂに電流を供給して点灯させる。また、ポートＰ２に照明器具８ｂの明るさを調節する調光器が接続されても良い。また、ポートＰ２には、使用者がリモコン等で照明器具８ｂを操作するための赤外線受光機器または無線モジュール機器等が接続されても良い。これらの機器に対して、電力供給装置２は一定電圧を供給する。

【0051】

また、接続機器の判別方法は上述したものに限定されない。例えば制御部６は、ポートＰ１、Ｐ２から接続機器に予め定められた規定電圧を供給したときに、ポートＰ１、Ｐ２に流れる電流に応じて接続機器を判別しても良い。つまり、ステップ２において、制御部６はＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂを定電圧制御で駆動する。制御部６は、このとき負荷判別用回路に流れる電流を電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５により検出する。この電流値により、制御部６は接続機器の有無および接続機器の種類を判別し、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電力を定電流制御または定電圧制御する。例えば制御部６は、電流検出抵抗Ｒ４、Ｒ５に発生する電圧信号が予め定められた範囲内にあれば照明器具８ａ、８ｂが正常に接続されていると判別する。

【0052】

このとき、ステップ２において供給される規定電圧は、照明器具８ａ、８ｂを点灯させないものとする。照明器具８ａ、８ｂに規定電圧が供給された場合に、照明器具８ａ、８ｂは点灯しない。つまり、規定電圧は、照明器具８ａ、８ｂのＬＥＤ点灯電圧よりも低い電圧に設定される。

【0053】

図４は、実施の形態１に係る負荷判別用回路９の変形例を示す図である。接続機器は、ステップ７での定電流制御またはステップ８での定電圧制御時に、負荷判別用抵抗に電流を流す経路を遮断する遮断回路を備えても良い。これにより、光源１０ａ、１０ｂの点灯中またはセンサの動作中に、負荷判別用回路に電流が流れ続けることを防止できる。従って負荷判別用回路における電力消費を抑制できる。

【0054】

図４には、遮断回路の例が示されている。抵抗Ｒ６は負荷判別用抵抗であり、トランジスタＱ１のオンオフ制御により抵抗Ｒ６の電気的接続及び電気的切り離しを行う。負荷検出モードにおいて、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂから電流が供給されると抵抗Ｒ７を介してトランジスタＱ１にベース電流が流れてトランジスタＱ１がオンする。これにより抵抗Ｒ６に電流が流れて接続機器の種類の判別が可能となる。このとき負荷判別用回路９に発生する電圧、すなわちＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧はツェナダイオードＤＺ１のブレークダウン電圧以下となる。このため、トランジスタＱ２はオフ状態となる。

【0055】

点灯モードに移行すると光源１０ａ、１０ｂに所望の電流が流れるように、ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧は上昇する。ＤＣ－ＤＣ変換回路５ａ、５ｂの出力電圧がツェナダイオードＤＺ１のブレークダウン電圧を超えると、抵抗Ｒ８、ツェナダイオードＤＺ１を介してトランジスタＱ２にベース電流が流れ、トランジスタＱ２がオン状態となる。これによってトランジスタＱ１にベース電流が供給されなくなり、トランジスタＱ１がオフする。従って、抵抗Ｒ６は電気的に切り離される。照度センサ２０の動作中も同様に、トランジスタＱ１がオフする。

【0056】

従って、ステップ７、８において抵抗Ｒ６による電力損失を抑制できる。なお、抵抗Ｒ７、Ｒ８は、抵抗Ｒ６と比べて抵抗値がはるかに大きい。このため、抵抗Ｒ７、Ｒ８の電力損失は非常に小さい。なお、図４に示した抵抗Ｒ６の切り離し回路は一例であり、これに限定されるものではない。

【0057】

図５は、実施の形態１に係る接続機器８ｃの変形例を示す図である。接続機器８ｃは、内部に光源１０ｃと照度センサ２２が組み込まれている。光源１０ｃと並列に、負荷判別用回路９ｄおよびコンデンサ１１ｄが接続される。また、照度センサ２２は、フォトトランジスタＰＨ２と抵抗Ｒ１１から形成される直列回路と、照度信号検出部２３とを備える。接続機器８ｃでは、センサ等の機器が組み込まれていない照明器具８ａ、８ｂと同様に、ＤＣ－ＤＣ変換回路が定電流制御で駆動するように負荷判別用回路９ｄの抵抗値が設定される。これにより、光源１０ｃには予め定められた直流電流が供給される。

【0058】

直流電圧生成回路２４は、光源１０ｃの電圧から照度センサ２２に適した一定電圧を生成する。照度センサ２２は、直流電圧生成回路２４から一定電圧が供給され、動作する。直流電圧生成回路２４は例えばスイッチングレギュレータまたは３端子レギュレータ等で構成される。照度センサ２２の明るさ情報信号は通信ケーブルを介して電力供給装置２に伝送され、接続機器８ｃを含む各照明器具の制御に使用される。

【0059】

照度センサ２２で消費される電流は光源１０ｃに供給される電流と比較して僅かなので、光源１０ｃの点灯には影響しない。接続機器８ｃには照度センサ以外の機器が組み込まれても良い。

【0060】

図６は、実施の形態１に係る接続機器８ｄの他の変形例を示す図である。接続機器８ｄは、光源１０ｄとスイッチングレギュレータを内蔵している。スイッチングレギュレータは、例えばスイッチング素子ＳＷ４、ダイオードＤ４、インダクタＬ２、コンデンサ１１ｅ、制御部２５からなる降圧チョッパ回路２６である。また、光源１０ｄと並列に負荷判別用回路９ｅが接続される。

【0061】

制御部２５は、電流検出抵抗Ｒ１２で発生する電圧信号に基づき、光源１０ｄに流れる電流が一定となるように定電流フィードバック制御を行う。負荷判別用回路９ｅは例えば照度センサ２０に用いられる負荷判別用回路９ｃと同一の抵抗値を有する。これにより、接続機器８ｄが接続されたＤＣ－ＤＣ変換回路は定電圧フィードバック制御で動作し、予め定められた一定電圧が接続機器８ｄに印加される。降圧チョッパ回路２６はこの一定電圧から光源１０ｄの点灯に適した電流を生成し、光源１０ｄに供給することができる。

【0062】

また制御部２５は、接続機器８ｄに接続された通信ケーブルを介して光源１０ｄの明るさ、すなわち光源１０ｄの電流値を指示する調光信号を受信し、調光信号に応じて光源１０ｄに流れる電流の目標値を設定しても良い。スイッチングレギュレータは降圧チョッパ回路に限らず、昇圧チョッパ回路または昇降圧コンバータでも良い。また、図５と同様に、接続機器８ｄには各種センサ機器が搭載されても良い。

【0063】

本実施の形態においては、電力供給装置２が有するＤＣ－ＤＣ変換回路が２つである例を説明した。これに限らず、電力供給装置２が有するＤＣ－ＤＣ変換回路は１つ以上であれば良い。また、本実施の形態では交流電源１が投入されることで各種機器の接続判定が行われた。これに限らず、例えば人感センサ、リモコン、調光器等からの点灯指示に応じて、各種機器の接続判定が行われても良い。

【0064】

なお、本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良い。

【符号の説明】

【0065】

１ 交流電源、２ 電力供給装置、３ ＡＣ－ＤＣ変換回路、５ａ、５ｂ ＤＣ－ＤＣ変換回路、６ 制御部、７ａ、７ｂ 通信ケーブル、８ａ、８ｂ 照明器具、８ｃ、８ｄ 接続機器、９、９ａ～９ｅ 負荷判別用回路、１０ａ、１０ｂ 光源、１１ａ～１１ｅ コンデンサ、２０ 照度センサ、２１ 照度信号検出部、２２ 照度センサ、２３ 照度信号検出部、２４ 直流電圧生成回路、２５ 制御部、２６ 降圧チョッパ回路、１００ 照明システム、Ｃ１ フィルタコンデンサ、Ｃ２～Ｃ４ 平滑コンデンサ、Ｄ１～Ｄ４ ダイオード、ＤＢ 整流回路、ＤＺ１ ツェナダイオード、Ｌ１、Ｌ２ インダクタ、Ｐ１、Ｐ２ ポート、ＰＨ１、ＰＨ２ フォトトランジスタ、Ｑ１、Ｑ２ トランジスタ、Ｒ１～Ｒ３ 電圧検出抵抗、Ｒ４、Ｒ５ 電流検出抵抗、Ｒ６～Ｒ１１ 抵抗、Ｒ１２ 電流検出抵抗、ＳＷ１～ＳＷ４ スイッチング素子、Ｔ１、Ｔ２ トランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】