特開 2023-130848 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130848

(43)【公開日】2023-09-21

(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 45/50 20220101AFI20230913BHJP

   H05B 45/375 20200101ALI20230913BHJP

   H05B 45/38 20200101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

H05B45/50

H05B45/375

H05B45/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035377

(22)【出願日】2022-03-08

(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

(72)【発明者】

【氏名】芝原 信一

(72)【発明者】

【氏名】前田 貴史

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA10

3K273BA24

3K273BA30

3K273CA02

3K273CA03

3K273CA12

3K273CA13

3K273CA14

3K273EA06

3K273EA07

3K273EA25

3K273EA34

3K273EA35

3K273EA36

3K273FA27

3K273FA41

3K273GA12

3K273GA14

3K273GA17

3K273HA10

3K273HA12

3K273HA17

(57)【要約】

【課題】高効率化が可能な点灯装置および照明器具を得ることを目的とする。
【解決手段】本開示に係る点灯装置は、直流電源と負荷とを接続する一対の線路に設けられ、前記一対の線路の低電位側に設けられたスイッチング素子のオンオフにより前記負荷に電力を供給するＤＣ－ＤＣ変換回路と、定電圧素子と、前記定電圧素子と直列に接続された第１抵抗と、を含み、前記負荷と並列に接続される直列回路と、前記一対の線路の低電位側のうち前記スイッチング素子より前記負荷側の部分と、前記直流電源の低電位側との間に接続された検出抵抗と、前記検出抵抗に発生する電圧に応じて、前記負荷の接続の有無を判別する制御回路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源と負荷とを接続する一対の線路に設けられ、前記一対の線路の低電位側に設けられたスイッチング素子のオンオフにより前記負荷に電力を供給するＤＣ－ＤＣ変換回路と、
定電圧素子と、前記定電圧素子と直列に接続された第１抵抗と、を含み、前記負荷と並列に接続される直列回路と、
前記一対の線路の低電位側のうち前記スイッチング素子より前記負荷側の部分と、前記直流電源の低電位側との間に接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗に発生する電圧に応じて、前記負荷の接続の有無を判別する制御回路と、
を備えることを特徴とする点灯装置。

【請求項2】

前記検出抵抗は前記負荷の低電位側に接続され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】

前記検出抵抗は、前記スイッチング素子のドレインに接続されることを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。

【請求項4】

交流電源から電力を供給され、前記直流電源を提供するＡＣ－ＤＣ変換回路を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項5】

前記定電圧素子は、少なくとも前記負荷の接続が無い状態で導通状態となるツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項6】

前記直流電源から前記ＤＣ－ＤＣ変換回路への入力電圧を検出する電圧検出回路を備え、
前記制御回路は、前記負荷の接続の有無を判別するための前記検出抵抗に発生する電圧の閾値を、前記入力電圧に応じて変更することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項7】

前記ＤＣ－ＤＣ変換回路の動作が停止しているとき、前記直列回路の両端に印加される電圧は、前記負荷の点灯電圧未満であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項8】

前記制御回路は、前記ＤＣ－ＤＣ変換回路が動作しているとき、前記検出抵抗に発生する電圧に基づき前記ＤＣ－ＤＣ変換回路の異常を検出することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の点灯装置。

【請求項9】

請求項１から８の何れか１項に記載の点灯装置と、
前記負荷である光源ユニットと、
を備えることを特徴とする照明器具。

【請求項10】

前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子と並列に接続された第２抵抗を有することを特徴とする請求項９に記載の照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、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には点灯装置が開示されている。この点灯装置は、入力端子間の直流電圧を電圧変換して出力端子間に直流電圧を出力するＤＣ－ＤＣ変換回路と、出力端子間に接続された直流通電要素とを備える。負荷端子には、出力端子から供給される直流電流により点灯する半導体発光素子が接続される。負荷接続検出回路は、入力端子から負荷端子と半導体発光素子を介して直流電流を通電する経路を形成する。整流素子は、負荷端子と直流通電要素の間に接続されて、入力端子から直流通電要素を介して負荷接続検出回路に直流電流を通電する経路を遮断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２２２２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＬＥＤランプを点灯させるための点灯装置は、一般に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、直流電圧からＬＥＤに最適な電流を供給するＤＣ－ＤＣ変換回路部を備える。多くの照明器具においては高力率を要求される。このため、昇圧チョッパ型の力率改善回路をＡＣ－ＤＣ変換回路として用いて、ＤＣ－ＤＣ変換回路に降圧チョッパ回路を用いた２コンバータ方式が広く採用されている。

【0005】

このような点灯装置には、ＬＥＤランプの接続有無を判定する接続判定部が設けられることがある。ＬＥＤランプの接続判定結果が接続無しの場合、ＤＣ－ＤＣ変換回路の動作を停止するなどして、ＤＣ－ＤＣ変換回路の出力電圧に過電圧が発生することを抑制できる。降圧チョッパ回路において、スイッチング素子がハイサイドに配置される場合、降圧チョッパ回路の低電位側の出力端子がグラウンド電位となる。このため、降圧チョッパ回路の出力電圧を、抵抗等で容易に検出することができる。しかしながら、スイッチング素子をハイサイド側に配置した場合、スイッチング素子の駆動回路に高耐圧部品が必要となり、部品コストの増大につながるおそれがある。

【0006】

降圧チョッパ回路のスイッチング素子をローサイドに配置した場合、スイッチング素子の駆動回路に高耐圧部品が不要となる。しかし、降圧チョッパ回路の低電位側の出力端子が、ＡＣ－ＤＣ変換回路を構成する整流回路の低電位側のグラウンド電位と異なる電位となる。このため、降圧チョッパ回路の出力電圧の検出が困難となり、フォトカプラのような高価な部品が必要となるおそれがある。

【0007】

特許文献１では、フォトカプラを使用しなくてもＬＥＤランプの接続判定が可能となる。しかし、特許文献１によれば、降圧チョッパ回路の出力端子と抵抗要素の間にダイオードが接続される。このダイオードには常時ＬＥＤランプに供給される電流が流れる。このため、電力損失が大きく、効率が低下する可能性がある。

【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、高効率化が可能な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、直流電源と負荷とを接続する一対の線路に設けられ、前記一対の線路の低電位側に設けられたスイッチング素子のオンオフにより前記負荷に電力を供給するＤＣ－ＤＣ変換回路と、定電圧素子と、前記定電圧素子と直列に接続された第１抵抗と、を含み、前記負荷と並列に接続される直列回路と、前記一対の線路の低電位側のうち前記スイッチング素子より前記負荷側の部分と、前記直流電源の低電位側との間に接続された検出抵抗と、前記検出抵抗に発生する電圧に応じて、前記負荷の接続の有無を判別する制御回路と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係る点灯装置では、直流電源と負荷とを接続する一対の線路の低電位側のうち、スイッチング素子より負荷側の部分と、直流電源の低電位側との間に検出抵抗が接続される。この検出抵抗に発生する電圧に応じて、負荷の接続の有無を判別できる。従って、点灯装置の高効率化が可能となる。

【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の比較例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２に係る照明器具の回路ブロック図である。

【図4】実施の形態３に係る照明器具の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

各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１０と、負荷である光源ユニット２とを備える。点灯装置１０は、交流電源１から電力の供給を受けて光源ユニット２を点灯させる。

【0014】

光源ユニット２は、例えば発光素子２ａとしてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いたＬＥＤランプである。光源ユニット２は、発光素子２ａと、発光素子２ａと並列に接続された抵抗Ｒ１を有する。光源ユニット２は、点灯装置１０から着脱可能なモジュールである。抵抗Ｒ１は、例えば日本照明工業会規格ＪＥＬ８０１の直管ＬＥＤランプシステムで規定される抵抗値を有する。抵抗Ｒ１は、ＬＥＤランプ識別抵抗とも呼ばれる。複数の発光素子２ａは直列、並列または直並列に接続されても良い。また、発光素子２ａは、有機ＥＬ等であっても良い。

【0015】

点灯装置１０は、整流回路３、力率改善回路４、ＤＣ－ＤＣ変換回路５、制御回路６を備える。整流回路３は４つのダイオードから構成されたダイオードブリッジ回路である。整流回路３は、交流電源１から入力される交流電圧を全波整流する。この全波整流電圧は、力率改善回路４の動作中は平滑されず、交流電源１の２倍の周波数を有する脈動電圧となる。すなわち、整流回路３の直流出力側に接続されたフィルタコンデンサＣ１は全波整流電圧を平滑化しない。フィルタコンデンサＣ１は、力率改善回路４のスイッチングリップルを除去する程度の小容量のコンデンサである。

【0016】

力率改善回路４は昇圧チョッパ型である。力率改善回路４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。スイッチング素子ＳＷ１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。制御回路６はスイッチング素子ＳＷ１をオンオフして、力率改善回路４を制御する。力率改善回路４は、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、整流回路３が全波整流した電圧を昇圧して予め定められた直流電圧に変換する。このように、力率改善回路４は、交流電源１から電力を供給され、ＤＣ－ＤＣ変換回路５に直流電源を提供するＡＣ－ＤＣ変換回路である。力率改善回路４は、さらに制御回路６によるスイッチング素子ＳＷ１の制御により、入力電流波形が正弦波状、且つ、交流電源１の電圧とほぼ同位相となるように、力率改善を行う。

【0017】

直流電源である力率改善回路４の出力と光源ユニット２とを接続する一対の線路９ａ、９ｂには、ＤＣ－ＤＣ変換回路５が設けられる。一対の線路９ａ、９ｂのうち線路９ａが高電位側、線路９ｂが低電位側である。ＤＣ－ＤＣ変換回路５は降圧チョッパ型である。ＤＣ－ＤＣ変換回路５は、インダクタＬ２、スイッチング素子ＳＷ２、ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ３を備えている。スイッチング素子ＳＷ２は例えばＭＯＳＦＥＴである。ＤＣ－ＤＣ変換回路５は力率改善回路４からの直流電圧を受けて、スイッチング素子ＳＷ２とインダクタＬ３でエネルギの充放電を行い、光源ユニット２の点灯に適した直流電圧及び直流電流を出力する。これにより光源ユニット２は点灯する。

【0018】

スイッチング素子ＳＷ２はローサイドに接続される。すなわちスイッチング素子ＳＷ２のソース端子は整流回路３の低圧端子および平滑コンデンサＣ２の負極に接続される。ＤＣ－ＤＣ変換回路５は、低電位側の線路９ｂに設けられたスイッチング素子ＳＷ２のオンオフにより光源ユニット２に電力を供給する。なお、整流回路３の低圧端子および平滑コンデンサＣ２の負極をグラウンド電位または接地用端子と呼ぶ。

【0019】

定電圧素子ＤＺと、定電圧素子ＤＺと直列に接続された抵抗Ｒ２と、を含む直列回路は、光源ユニット２と並列に接続される。定電圧素子ＤＺは、例えばツェナーダイオードである。定電圧素子ＤＺとして、例えばシャントレギュレータを用いても良い。光源ユニット２の低電位側と力率改善回路４の出力の低電位側との間には、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４が接続される。つまり、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の低圧側出力と接地用端子との間に接続される。直列に接続された検出抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点の電圧は、制御回路６に入力される。定電圧素子ＤＺ、抵抗Ｒ２、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４は、接続検出回路７を構成する。

【0020】

制御回路６は、例えば入力される電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、各種演算処理を行うマイクロコンピュータと、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を駆動するドライバ回路を備える。

【0021】

次に、実施の形態１にかかる点灯装置１０の動作を説明する。点灯装置１０に交流電源１が印加されると、整流回路３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。同時に、制御回路６が起動し、光源ユニット２が正常に接続されているか接続検出を行う。光源ユニット２の接続確認ができるまで、力率改善回路４とＤＣ－ＤＣ変換回路５は動作停止状態を維持する。

【0022】

次に、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力に光源ユニット２が接続されていない場合の動作を説明する。交流電源１が印加されると平滑コンデンサＣ２は例えば交流電源１のピーク電圧まで充電される。例えばＡＣ１００Ｖ入力のとき、平滑コンデンサＣ２の電圧は１４１Ｖとなる。平滑コンデンサＣ２の電圧は接続検出回路７に印加される。平滑コンデンサＣ２の電圧は定電圧素子ＤＺのツェナー電圧より高いので、定電圧素子ＤＺは導通する。このとき、光源ユニット２が接続されていないので、平滑コンデンサＣ２の電圧からツェナー電圧を差し引いた電圧が抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に印加される。

【0023】

制御回路６は、検出抵抗Ｒ４に発生する電圧に応じて、光源ユニット２の接続の有無を判別する。具体的には、制御回路６は検出抵抗Ｒ４に印加される電圧を読み取り、予め定められた閾値と比較する。制御回路６は、検出抵抗Ｒ４の電圧が閾値未満であれば、光源ユニット２の接続無と判別する。接続無と判定された場合、制御回路６は引き続き検出抵抗Ｒ４の電圧を検出し、接続ありと判別するまで待機状態となる。

【0024】

次にＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力に光源ユニット２が接続されている場合の動作を説明する。この場合、定電圧素子ＤＺと抵抗Ｒ２の直列回路に対して、光源ユニット２に内蔵された抵抗Ｒ１が並列に接続される。交流電源１が印加されると平滑コンデンサＣ２が充電され、平滑コンデンサＣ２の電圧は接続検出回路７および抵抗Ｒ１に印加される。光源ユニット２が接続されない場合と比較して、抵抗Ｒ１が接続されることで、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力間のインピーダンスが低下する。従って、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力間の電圧が低下する。これにより、例えば交流電源１がＡＣ１００Ｖの場合、定電圧素子ＤＺが導通しない。

【0025】

この場合、検出抵抗Ｒ４には抵抗Ｒ１と検出抵抗Ｒ３、Ｒ４の分圧比から決定する電圧が印加される。従って、光源ユニット２が未接続の場合と比較して、検出抵抗Ｒ４に印加される電圧は高くなる。制御回路６は検出抵抗Ｒ４に印加させる電圧を読み取り、予め定められた閾値以上であれば光源ユニット２の接続有りと判別する。

【0026】

制御回路６は、光源ユニット２の接続有りと判別すると、力率改善回路４とＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を開始する。力率改善回路４では、スイッチング素子ＳＷ１が高周波でスイッチング動作を行い、入力電圧に対して昇圧された電圧が出力される。また、入力電流波形が電源電圧と同位相、且つ、正弦波状に制御され、高力率化が可能となる。

【0027】

ＤＣ－ＤＣ変換回路５ではスイッチング素子ＳＷ２が高周波でスイッチング動作を行い、入力された電圧よりも低い電圧が出力される。ＤＣ－ＤＣ変換回路５では、光源ユニット２に予め定められた電流が供給されるように、定電流フィードバック制御が実施される。スイッチング素子ＳＷ２と直列に、図示しない電流検出抵抗が接続されても良い。制御回路６は、例えば電流検出抵抗により検出される信号を用いて、スイッチング電流が目標値となるように、スイッチング素子ＳＷ２のオン時間を制御する。

【0028】

このように照明器具１００では、光源ユニット２を接続すると、力率改善回路４とＤＣ－ＤＣ変換回路５が動作を開始し、光源ユニット２が点灯を開始する。また、交流電源１が投入されたタイミングで光源ユニット２が接続されていない場合でも、その後光源ユニット２が接続されて検出抵抗Ｒ４の電圧が上昇すると、制御回路６は接続有りと判別する。これにより制御回路６は力率改善回路４とＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を開始し、光源ユニット２を点灯させる。

【0029】

次に、定電圧素子ＤＺを適用する効果を説明する。図２は、実施の形態１の比較例に係る照明器具８００の回路ブロック図である。照明器具８００は点灯装置８１０を備える。点灯装置８１０は、定電圧素子ＤＺを有さない点が点灯装置１０と異なる。点灯装置８１０において、光源ユニット２が接続されていない場合、検出抵抗Ｒ４に印加される電圧はＶｐｆｃ×Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）となる。ここで、Ｖｐｆｃは力率改善回路４の出力電圧であり、平滑コンデンサＣ２の両端電圧である。光源ユニット２が接続された場合、検出抵抗Ｒ４に印加する電圧は、Ｖｐｆｃ×Ｒ４／（１／（（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２））＋Ｒ３＋Ｒ４）となる。このとき、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２が並列接続されるため、光源ユニット２の接続無しの場合よりも検出抵抗Ｒ４の検出電圧は上昇する。

【0030】

次に、本実施の形態の点灯装置１０において、光源ユニット２が接続されていない場合の検出抵抗Ｒ４に印加される電圧は（Ｖｐｆｃ－Ｖｚ）×Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）となる。ここでＶｚは定電圧素子ＤＺのツェナー電圧である。光源ユニット２が接続されない場合、力率改善回路４の出力電圧Ｖｐｆｃからツェナーダイオードの電圧Ｖｚを差し引いた電圧が抵抗Ｒ２、および検出抵抗Ｒ３、Ｒ４に印加させる。このため、定電圧素子ＤＺを設けない場合と比較して、検出抵抗Ｒ４の検出電圧が低下する。

【0031】

光源ユニット２が接続された場合、検出抵抗Ｒ４に印加される電圧は、定電圧素子ＤＺが通電しないものとすると、Ｖｐｆｃ×Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４）となる。光源ユニット２を接続した場合、定電圧素子ＤＺと抵抗Ｒ２の直列回路と並列に抵抗Ｒ１が接続される。このため、抵抗Ｒ１、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４の分圧比によって、検出抵抗Ｒ４の電圧が決定する。定電圧素子ＤＺを用いない場合は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１の並列合成抵抗が考慮される。一方、定電圧素子ＤＺを用いる場合は、定電圧素子ＤＺが導通しないため、抵抗Ｒ２は影響しない。従って、検出抵抗Ｒ４の検出電圧はツェナーダイオード無しの場合と比較して若干低下する。しかし、Ｒ１＜Ｒ３＋Ｒ４であれば電圧低下の影響は小さい。以上から、定電圧素子ＤＺを適用した場合、光源ユニット２の接続有無による検出抵抗Ｒ４に発生する電圧の差分が大きくなる。

【0032】

一例として、Ｒ１＝６００ｋΩ、Ｒ２＝５１０ｋΩ、Ｒ３＝３ＭΩ、Ｒ４＝２４ｋΩ、定電圧素子ＤＺのツェナー電圧Ｖｚを３６Ｖ、入力電圧をＡＣ１００Ｖとする。定電圧素子ＤＺを用いない場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は０．９６Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は１．０３Ｖとなる。つまり、光源ユニット２の接続有無による差電圧は０．０７Ｖである。一方、定電圧素子ＤＺを接続した場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は０．７２Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は０．９４Ｖとなる。つまり、光源ユニット２の接続有無による差電圧は０．２２Ｖとなる。

【0033】

このように定電圧素子ＤＺを抵抗Ｒ２と直列に接続することで、光源ユニット２の接続有無を判別するための検出信号の差電圧を拡大することができる。差電圧が小さい場合、検出回路のばらつきまたはノイズ等により誤判定する可能性がある。これに対し本実施の形態では、光源ユニット２の接続有無の検出精度を向上でき、誤判定を抑制できる。

【0034】

また、本実施の形態では、スイッチング素子ＳＷ２をローサイドに配置したので、高耐圧部品を削減できる。また、フォトカプラ等の高価な部品を使用せずに、光源ユニット２の接続有無を検出できる。従って、点灯装置１０を低コストで製造できる。また、本実施の形態では、接続検出回路７として、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力端子間にダイオードが接続されない。このため、点灯装置１０における電力損失を抑制できる。従って、点灯装置１０の高効率化が可能となる。

【0035】

本実施の形態の変形例として、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４は、線路９ｂのうちスイッチング素子ＳＷ２より光源ユニット２側の部分と、力率改善回路４の出力の低電位側との間に接続されれば良い。例えば検出抵抗Ｒ３、Ｒ４は、スイッチング素子ＳＷ２のドレインに接続されても良い。光源ユニット２の接続検出はＤＣ－ＤＣ変換回路５が動作していない状態で実行される。ＤＣ－ＤＣ変換回路５の停止中は、インダクタＬ２に起電力が発生しない。このため、検出抵抗Ｒ３をスイッチング素子ＳＷ２のドレイン端子に接続しても、光源ユニット２の低電位側に接続される場合とほぼ同等の検出電圧が得られる。

【0036】

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。

【0037】

実施の形態２．
図３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２１０を備える。点灯装置２１０は、力率改善回路４からＤＣ－ＤＣ変換回路５への入力電圧を検出する電圧検出回路８を備える。他の構成は、点灯装置１０と同様である。電圧検出回路８は、直列に接続された抵抗Ｒ５、Ｒ６から構成される。電圧検出回路８により検出された信号は制御回路６に入力される

【0038】

次に、本実施の形態に係る点灯装置２１０の動作を説明する。点灯装置２１０は複数の入力電圧に対応可能である。つまり、点灯装置２１０は、例えば交流１００Ｖ、交流２００Ｖの何れの交流電圧を入力されても動作可能である。力率改善回路４は、複数の入力電圧に対して、例えば４００Ｖの同一電圧を出力できる。後段のＤＣ－ＤＣ変換回路５には、交流電源１の値に係わらず、一定の電圧が入力される。このため、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作および光源ユニット２の光出力は、交流電源１の値に影響されない。

【0039】

一方、光源ユニット２の接続検出が完了するまでは、力率改善回路４が動作しない。このため、点灯装置２１０に交流電源１が印加されると、整流回路３を介して平滑コンデンサＣ２に交流電源１のピーク電圧が充電される。このように、平滑コンデンサＣ２には入力電圧によって異なる電圧が充電され、例えば交流１００Ｖであれば約１４１Ｖの直流電圧、交流２００Ｖであれば約２８２Ｖの直流電圧が充電される。

【0040】

このとき、接続検出回路７に印加される電圧も交流電源電圧によって異なる。このため、交流電源電圧によって検出抵抗Ｒ４からの電圧信号も変化する。この場合、光源ユニット２の接続判定のための閾値が一定値であると、接続判定が困難になるおそれがある。

【0041】

これに対し本実施の形態では、制御回路６は、光源ユニット２の接続の有無を判別するための、検出抵抗Ｒ４に発生する電圧の閾値を、ＤＣ－ＤＣ変換回路５への入力電圧に応じて変更する。制御回路６は、光源ユニット２の接続検出時において、ＤＣ－ＤＣ変換回路５への入力電圧を検出する。具体的には、制御回路６は、電圧検出回路８を構成する抵抗Ｒ５、Ｒ６により分圧された電圧信号から、平滑コンデンサＣ２の電圧を判別する。ＤＣ－ＤＣ変換回路５への入力電圧を判別すると、制御回路６は閾値を入力電圧に応じた値に設定する。入力電圧が高いほど接続検出回路７に印加される電圧も高くなる。従って、制御回路６は入力電圧が高いほど閾値を高くする。その後、制御回路６は光源ユニット２の接続有無を判別する。本実施の形態の接続有無の判別方法は、実施の形態１の判別方法と同様である。

【0042】

なお、光源ユニット２の接続検出を行うタイミングは、力率改善回路４が停止しているときに限定されず、力率改善回路４が動作しているときであっても良い。この場合、交流電源１を投入した後、力率改善回路４が動作を開始する。その後、平滑コンデンサＣ２の電圧が目標電圧に到達した後に、制御回路６は光源ユニット２の接続検出を実行する。光源ユニット２の接続が確認された場合、制御回路６はＤＣ－ＤＣ変換回路５を動作させる。このシーケンスでは、交流電源１が昇圧された直流電圧が力率改善回路４から出力される。このため、平滑コンデンサＣ２の電圧は、交流電源１のピーク電圧よりも高くなり、例えば４００Ｖとなる。この場合も、制御回路６は電圧検出回路８によって平滑コンデンサＣ２の電圧を検出し、閾値をさらに高い値に設定できる。

【0043】

また、光源ユニット２の接続検出を実施するタイミングは、交流電源１を投入したタイミングに限定されない。例えば、照明器具２００は、外部の調光器からの調光信号で調光制御されても良い。このとき、調光器からの消灯信号により消灯中の照明器具２００に対して、調光器からの点灯信号を点灯装置２１０に入力したタイミングで、接続検出を行っても良い。この場合、交流電源１は光源ユニット２が消灯中でも点灯装置２１０に入力された状態となる。

【0044】

また、光源ユニット２が接続されていない状態で交流電源１を投入し、光源ユニット２の接続がされていないと判別された場合は、制御回路６は保護動作として力率改善回路４とＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を停止する。光源ユニット２が点灯中に外された場合も同様である。このとき、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作のみを停止し、力率改善回路４は動作を継続させても良い。しかし、待機電力を低減するためには力率改善回路４の動作も停止させた方が良い。光源ユニット２が接続されていない状態では、制御回路６は常に光源ユニット２の接続検出を行っている状態である。光源ユニット２の接続を検出すると、制御回路６はＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を開始し、光源ユニット２は点灯する。本実施の形態では、制御回路６は力率改善回路４の動作の有無にかかわらず、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の入力電圧に応じて適切な閾値を設定する。このため、高精度な接続判定ができる。

【0045】

なお、実施の形態１では光源ユニット２が接続されているときに定電圧素子ＤＺは導通しない例について説明した。これに対し、交流電源１の電圧が交流２００Ｖの場合、または、力率改善回路４が動作している状態で光源ユニット２の接続検出を実施する場合等には、接続検出回路７に印加される電圧が高くなる。このため、光源ユニット２の接続時において、定電圧素子ＤＺに印加される電圧がツェナー電圧Ｖｚに達し、定電圧素子ＤＺが導通する場合がある。

【0046】

このように、定電圧素子ＤＺは少なくとも光源ユニット２の接続が無い状態で導通状態となれば良く、光源ユニット２の接続がある状態では導通状態でも非導通状態でも良い。光源ユニット２を接続した状態で定電圧素子ＤＺが導通する場合、光源ユニット２に印加される電圧ＶＬは次の式（１）で表される。

【0047】

【数1】

【0048】

また、検出抵抗Ｒ４に印加される電圧ＶＲ４は次に式（２）で表される。

【0049】

【数2】

【0050】

光源ユニット２が接続されない場合の検出抵抗Ｒ４に印加される電圧は、実施の形態１と同様である。一例として、Ｒ１＝６００ｋΩ、Ｒ２＝５１０ｋΩ、Ｒ３＝３ＭΩ、Ｒ４＝２４ｋΩ、定電圧素子ＤＺのツェナー電圧Ｖｚを３６Ｖ、入力電圧をＡＣ２００Ｖとする。このとき、定電圧素子ＤＺを用いない場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は１．９２Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は２．０６Ｖとなる。このとき、光源ユニット２の接続有無による差電圧は、０．１４Ｖとなる。これに対して、定電圧素子ＤＺを用いた場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は１．６８Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は１．９２Ｖとなる。光源ユニット２の接続有無による差電圧は、０．２４Ｖとなる。

【0051】

また、力率改善回路４が動作状態であり力率改善回路４の出力電圧が４００Ｖの場合を考える。定電圧素子ＤＺを用いない場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は２．７２Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は２．９１Ｖとなる。このとき、光源ユニット２の接続有無による差電圧は、０．１９Ｖとなる。一方、定電圧素子ＤＺを用いた場合、光源ユニット２未接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は２．４７Ｖ、光源ユニット２接続時に検出抵抗Ｒ４に発生する電圧は２．７７Ｖとなる。このとき、光源ユニット２の接続有無による差電圧は、０．３Ｖとなる。

【0052】

このように、入力電圧が高い場合および力率改善回路４が動作している場合には、接続検出回路７に印加される電圧が大きくなるため、定電圧素子ＤＺを用いない場合でも光源ユニット２の接続有無における差電圧は大きくなる。しかし、定電圧素子ＤＺを用いることで差電圧をさらに拡大することができる。従って、光源ユニット２の接続の有無を精度よく判別できる。

【0053】

以上のように、本実施の形態では、制御回路６はＤＣ－ＤＣ変換回路５への入力電圧に応じて、適切な閾値を設定する。このため、交流電源１の電圧または力率改善回路４の動作の有無に関わらず、光源ユニット２の接続検出を精度よく実施できる。また、光源ユニット２接続時の定電圧素子ＤＺの導通、非導通に関わらず、定電圧素子ＤＺの挿入によって光源ユニット２の接続の有無による差電圧を拡大でき、接続検出を精度よく実施できる。

【0054】

なお、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作が停止しているとき、定電圧素子ＤＺと抵抗Ｒ２が形成する直列回路の両端に印加される電圧は、光源ユニット２の点灯電圧未満であると良い。これにより、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作開始前に光源ユニット２が点灯することを防止できる。

【0055】

制御回路６は、ＤＣ－ＤＣ変換回路５が動作しているとき、検出抵抗Ｒ４に発生する電圧に基づきＤＣ－ＤＣ変換回路５の異常を検出しても良い。つまり、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の開始動作後は、検出抵抗Ｒ３、Ｒ４をＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧検出回路として用いても良い。検出抵抗Ｒ３、Ｒ４には、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の入力電圧との出力電圧の差電圧が印加される。このため、電圧検出回路８で検出した入力電圧を検出抵抗Ｒ４に印加される電圧から差し引くことで、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧を求めることができる。制御回路６は、例えばＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧が正常範囲を逸脱した場合に、保護動作としてＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を停止させても良い。

【0056】

正常範囲を逸脱した場合には、例えば光源ユニット２が点灯動作中に点灯装置２１０から取り外されて、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧が上昇した場合、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力が短絡した場合などが該当する。なお、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の入力電圧が既知の値であれば、検出抵抗Ｒ４の印加電圧のみからＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧の異常を検出できる。例えば光源ユニット２が点灯中に点灯装置２１０から取り外されて、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の出力電圧が上昇した場合、検出抵抗Ｒ４に印加される電圧は低下する。このとき、制御回路６は検出抵抗Ｒ４の電圧が予め設定した閾値を下回ると、ＤＣ－ＤＣ変換回路５の動作を停止させても良い。

【0057】

実施の形態３．
図４は、実施の形態３に係る照明器具の断面図である。照明器具３００は、照明器具本体４０、コネクタ４１、点灯装置４２、ソケット４３ａ、４３ｂを備える。照明器具本体４０は、点灯装置４２などを取り付けるための筺体である。ソケット４３ａ、４３ｂには光源ユニット４４が装着される。光源ユニット４４はソケット４３ａ、４３ｂから着脱自在である。光源ユニット４４は発光素子４５を備える光源基板４６、ソケット４３ａ、４３ｂに嵌合されて受電する口金４７ａ、４７ｂ、光拡散カバー４８から構成される。

【0058】

点灯装置４２には、コネクタ４１、電源配線４９を介して交流電源１からの電力が入力される。点灯装置４２は出力配線５０、ソケット４３ａ、４３ｂの両方または何れか、口金４７ａ、４７ｂの両方または何れかを介して光源基板４６に接続されている。点灯装置４２は、入力された電力を変換して光源基板４６に供給する。光源基板４６の発光素子４５は、点灯装置４２からの供給電力により点灯する。

【0059】

点灯装置４２の回路構成は、上述した点灯装置１０または点灯装置２１０と同じである。これにより、実施の形態１、２に係る点灯装置１０、２１０の利点を備えた点灯装置４２および照明器具３００を提供できる。

【0060】

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良い。

【符号の説明】

【0061】

１ 交流電源、２ 光源ユニット、２ａ 発光素子、３ 整流回路、４ 力率改善回路、５ ＤＣ－ＤＣ変換回路、６ 制御回路、７ 接続検出回路、８ 電圧検出回路、９ａ、９ｂ 線路、１０ 点灯装置、４０ 照明器具本体、４１ コネクタ、４２ 点灯装置、４３ａ、４３ｂ ソケット、４４ 光源ユニット、４５ 発光素子、４６ 光源基板、４７ａ、４７ｂ 口金、４８ 光拡散カバー、４９ 電源配線、５０ 出力配線、１００、２００ 照明器具、２１０ 点灯装置、３００、８００ 照明器具、８１０ 点灯装置、Ｃ１ フィルタコンデンサ、Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｃ３ 平滑コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２ ダイオード、ＤＺ 定電圧素子、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ インダクタ、Ｒ１、Ｒ２ 抵抗、Ｒ３、Ｒ４ 検出抵抗、Ｒ５、Ｒ６ 抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】