特開 2023-161485 点灯装置、及び照明装置

(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】P2023161485

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】点灯装置、及び照明装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/50 20220101AFI20231030BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20231030BHJP

   H05B 47/16 20200101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H05B45/50

H05B45/345

H05B47/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071911

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】曽良 裕二

(72)【発明者】

【氏名】真山 直己

(72)【発明者】

【氏名】白戸 良典

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA10

3K273BA23

3K273BA33

3K273CA02

3K273CA03

3K273EA06

3K273EA07

3K273EA25

3K273EA26

3K273EA36

3K273EA42

3K273FA03

3K273FA14

3K273FA26

3K273FA27

3K273FA40

3K273FA41

3K273GA03

3K273GA12

3K273GA14

(57)【要約】

【課題】定電流回路を備え、異常発生時に定電流回路の故障を抑制できる点灯装置などを提供する。
【解決手段】点灯装置１０は、光源１２のアノード端子Ｔａに供給電圧を供給する電圧源回路２０と、光源１２に流れる電流である供給電流の電流値を制御する定電流回路８０と、光源１２のカソード端子Ｔｃの電圧であるカソード電圧と、基準電圧と、を比較する比較回路３０と、カソード電圧と、閾値電圧と、を比較することでカソード電圧の異常を検出する異常電圧検出回路４０と、を備え、電圧源回路２０は、比較回路３０の比較結果に基づいて、カソード電圧が基準電圧に一致するように供給電圧の電圧値を制御し、異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、閾値電圧との比較結果に基づいて、供給電流を停止させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アノード端子とカソード端子とを有する光源に電流を供給する点灯装置であって、
前記アノード端子に供給電圧を供給する電圧源回路と、
前記光源に流れる電流である供給電流の電流値を制御する定電流回路と、
前記カソード端子の電圧であるカソード電圧と、基準電圧と、を比較する比較回路と、
前記カソード電圧と、閾値電圧と、を比較することで前記カソード電圧の異常を検出する異常電圧検出回路と、を備え、
前記電圧源回路は、前記比較回路の比較結果に基づいて、前記カソード電圧が前記基準電圧に一致するように前記供給電圧の電圧値を制御し、
前記異常電圧検出回路は、前記カソード電圧と、前記閾値電圧との比較結果に基づいて、前記供給電流を停止させる
点灯装置。

【請求項2】

前記閾値電圧は、前記基準電圧よりも低い第１の閾値電圧を含み、
前記異常電圧検出回路は、前記カソード電圧と、前記第１の閾値電圧と、を比較し、前記カソード電圧が前記第１の閾値電圧を下回ったことを検出する第１の検出回路を有し、
前記第１の検出回路は、前記カソード電圧が前記第１の閾値電圧を下回ったときに、前記供給電流を停止させる
請求項１に記載の点灯装置。

【請求項3】

前記閾値電圧は、前記基準電圧よりも高い第２の閾値電圧を含み、
前記異常電圧検出回路は、前記カソード電圧と、前記第２の閾値電圧と、を比較し、前記カソード電圧が前記第２の閾値電圧を上回ったことを検出する第２の検出回路を有し、
前記第２の検出回路は、前記カソード電圧が前記第２の閾値電圧を上回ったときに、前記供給電流を停止させる
請求項１又は２に記載の点灯装置。

【請求項4】

供給開始から所定時間が経過するまでの間における前記供給電圧は、前記所定時間が経過した後に供給する前記供給電圧より低く、
前記供給電圧の供給開始から所定時間が経過するまでの間は、前記異常電圧検出回路は、前記供給電流を停止させない
請求項１～３のいずれか１項に記載の点灯装置。

【請求項5】

前記定電流回路は、前記カソード端子に接続されるトランジスタを有し、前記トランジスタの抵抗値を連続的に変化させることで、前記供給電流の電流値を制御する
請求項１～４のいずれか１項に記載の点灯装置。

【請求項6】

前記異常電圧検出回路は、前記カソード電圧を平滑化する平滑化回路をさらに備える
請求項１～５のいずれか１項に記載の点灯装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の点灯装置と、
前記光源と、を備える
照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、点灯装置及び照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を有する光源を点灯する点灯装置が知られている（例えば、特許文献１など）。特許文献１に記載された点灯装置は、ＬＥＤに電流を供給する昇圧チョッパ回路と、ＬＥＤに直列接続されたトランジスタ、差動増幅器などを含む定電流回路と、を備える。差動増幅器は、ＬＥＤに流れる電流に対応する電圧と、基準電圧と、を比較する。特許文献１に記載された点灯装置では、オペアンプの出力に応じて、トランジスタのオン抵抗を調整することで、ＬＥＤに一定の電流を供給しようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－６０４９２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に記載されたような点灯装置において、例えば、ＬＥＤが短絡故障した場合に、ＬＥＤに直列接続されたトランジスタに昇圧チョッパ回路からの出力電圧の大部分が印加される。このような場合においても、定電流回路によって、昇圧チョッパ回路に流れる電流を一定に維持するため、トランジスタに大電圧が印加された状態に維持され得る。これにより、トランジスタにおける発熱などに起因してトランジスタが故障し得る。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、定電流回路を備え、異常発生時に定電流回路の故障を抑制できる点灯装置などを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係る点灯装置の一態様は、アノード端子とカソード端子とを有する光源に電流を供給する点灯装置であって、前記アノード端子に供給電圧を供給する電圧源回路と、前記光源に流れる電流である供給電流の電流値を制御する定電流回路と、前記カソード端子の電圧であるカソード電圧と、基準電圧と、を比較する比較回路と、前記カソード電圧と、閾値電圧と、を比較することで前記カソード電圧の異常を検出する異常電圧検出回路と、を備え、前記電圧源回路は、前記比較回路の比較結果に基づいて、前記カソード電圧が前記基準電圧に一致するように前記供給電圧の電圧値を制御し、前記異常電圧検出回路は、前記カソード電圧と、前記閾値電圧との比較結果に基づいて、前記供給電流を停止させる。

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置の一態様は、上記点灯装置と、上記光源と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、定電流回路を備え、異常発生時に定電流回路の故障を抑制できる点灯装置などを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る照明装置の構成を示す回路図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0011】

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0012】

（実施の形態）
実施の形態に係る点灯装置及び照明装置について説明する。

【0013】

［１．構成］
まず、本実施の形態に係る点灯装置及び照明装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る照明装置１の構成を示す回路図である。図１には、照明装置１と併せて、照明装置１に電力を供給する交流電源２も示されている。

【0014】

交流電源２は、例えば、外部商用電源などの系統電源である。交流電源２は、例えばＡＣ１００Ｖの電圧を照明装置１に供給する。

【0015】

照明装置１は、照明光を出射する装置であり、点灯装置１０と、光源１２と、を備える。

【0016】

点灯装置１０は、光源１２に電流を供給することで、光源１２を点灯させる回路であり、電圧源回路２０と、比較回路３０と、異常電圧検出回路４０と、定電流回路８０と、を備える。本実施の形態では、点灯装置１０は、整流回路１４と、制御電源回路２２と電圧変換回路２４と、をさらに備える。なお、図示しないが、点灯装置１０は、整流回路１４と交流電源２との間に高周波成分を抑制するフィルタ回路をさらに備えてもよい。

【0017】

光源１２は、アノード端子Ｔａとカソード端子Ｔｃとを有する光出射部である。本実施の形態では、光源１２は、１以上の発光素子を含む。発光素子として、例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などの固体発光素子を用いることができる。本実施の形態では、光源１２の順方向電圧は、交流電源２の出力電圧より大きい。光源１２の順方向電圧は、例えば、１４１Ｖ以上である。

【0018】

整流回路１４は、交流電源２が出力する交流電力を整流する回路である。整流回路１４は、例えば、ダイオードブリッジ回路などを有する。

【0019】

電圧源回路２０は、光源１２のアノード端子Ｔａに供給電圧を供給する回路である。電圧源回路２０は、供給電圧の電圧値を制御する機能を有する。電圧源回路２０の構成は、供給電圧の電圧値を制御できる電源回路であれば特に限定されない。本実施の形態では、電圧源回路２０は、昇圧チョッパ回路である。電圧源回路２０は、整流回路１４の出力端子に接続され、直流電圧を出力する。電圧源回路２０は、高電圧端子Ｔｈと、グランド端子Ｔｇと、信号端子Ｔｓと、を有する。高電圧端子Ｔｈは、高電位側の出力端子である。グランド端子Ｔｇは、グランド電位に維持される出力端子である。信号端子Ｔｓは、比較回路３０から比較結果を示す信号が入力される端子である。

【0020】

電圧源回路２０は、信号端子Ｔｓに入力される信号に基づいて、供給電圧の電圧値を制御する。例えば、信号端子Ｔｓには、カソード電圧と、基準電圧との差分に対応する信号が入力される。電圧源回路２０は、当該信号に基づいて、カソード電圧と、基準電圧との差分がゼロになるように、つまり、カソード電圧が基準電圧に一致するように供給電圧の電圧値を制御する。なお、ここで、カソード電圧が基準電圧に一致するとの記載が意味する状態には、カソード電圧と基準電圧とが完全に一致する状態だけでなく、実質的に一致する状態も含まれる。例えば、カソード電圧が基準電圧に一致するとの記載が意味する状態には、カソード電圧と基準電圧との差分が、比較回路３０の比較精度以下である状態も含まれる。例えば、電圧源回路２０は、カソード電圧と基準電圧との差分が、基準電圧の３％以下となるように制御してもよい。

【0021】

供給開始から所定時間が経過するまでの間における供給電圧は、所定時間が経過した後に供給する供給電圧より低くてもよい。これにより、供給開始直後の過渡状態において、過大な供給電圧が光源１２に供給されることを抑制できる。

【0022】

制御電源回路２２は、制御用の一定電圧を出力する電源回路である。本実施の形態では、制御電源回路２２は、電圧源回路２０からの３００Ｖ程度の出力電圧を受けて、１６Ｖ程度の直流電圧を出力する。制御電源回路２２として、例えば、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）などを用いることができる。ＩＰＤは、スイッチ素子と、当該スイッチ素子を制御する制御用ＩＣと、を有し、電圧を変換する回路である。

【0023】

電圧変換回路２４は、制御電源回路２２の出力電圧を変換する回路である。本実施の形態では、電圧変換回路２４は、制御電源回路２２からの１６Ｖ程度の出力電圧を受けて、６Ｖ程度の直流電圧を出力する。電圧変換回路２４として、例えば、ツェナーダイオード及びバイポーラトランジスタなどを組み合わせた回路などの周知の回路を用いることができる。

【0024】

比較回路３０は、カソード端子Ｔｃの電圧であるカソード電圧と、基準電圧と、を比較する回路である。なお、比較回路３０は、カソード電圧そのものでなく、カソード電圧に対応する電圧と、基準電圧と、を比較してもよい。本明細書では、カソード電圧と、基準電圧と、を比較するとの記載によって、カソード電圧と、基準電圧と、を比較することだけでなく、カソード電圧に対応する電圧と、基準電圧と、を比較することも意味する。以下の他の電圧の比較に関する記載についても同様である。本実施の形態では、比較回路３０は、抵抗素子３１、３２、３３、３４と、オペアンプ３５と、を有する。

【0025】

抵抗素子３１、３２は、制御電源回路２２から出力される一定の電圧である制御電圧を分圧することで、基準電圧を生成する。抵抗素子３１の一端が、制御電源回路２２の出力端子に接続され、他端が抵抗素子３２の一端に接続される。抵抗素子３２の他端は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。抵抗素子３１と抵抗素子３２との接続点の電圧が、基準電圧である。基準電圧は、制御電圧より低い電圧であれば特に限定されない。基準電圧は、オペアンプ３５の特性などに応じて決定される。

【0026】

抵抗素子３３は、カソード端子Ｔｃに接続される。抵抗素子３３の一端がカソード端子Ｔｃに接続され、他端が抵抗素子３４に接続される。抵抗素子３４は、抵抗素子３３に直列接続される。抵抗素子３４の一端が抵抗素子３３に接続され、他端が電圧源回路２０の信号端子Ｔｓに接続される。

【0027】

オペアンプ３５は、カソード電圧と、基準電圧と、を比較する回路である。オペアンプ３５の非反転入力端子には、基準電圧が入力され、反転入力端子には、カソード電圧が入力される。つまり、オペアンプ３５の非反転入力端子は、抵抗素子３１と抵抗素子３２との接続点に接続され、反転入力端子は、抵抗素子３３と抵抗素子３４との接続点に接続される。オペアンプ３５は、カソード電圧と、基準電圧との差分に対応する信号を出力端子から出力する。オペアンプ３５の出力端子は、電圧源回路２０の信号端子Ｔｓに接続される。これにより、カソード電圧と、基準電圧との比較結果を示す信号を電圧源回路２０へ出力できる。

【0028】

異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、閾値電圧と、を比較することでカソード電圧の異常を検出する回路である。異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、閾値電圧との比較結果に基づいて、カソード電圧に異常が検出された場合に、供給電流を停止させる。なお、上述したように、供給電圧の供給開始から所定時間が経過するまでの間における供給電圧を低く設定する場合には、供給開始から所定時間が経過するまでの間は、異常電圧検出回路４０は、供給電流を停止させなくてもよい。本実施の形態では、異常電圧検出回路４０は、第１の検出回路５０と、第２の検出回路６０と、平滑化回路７０と、を有する。また、閾値電圧は、基準電圧よりも低い第１の閾値電圧と、基準電圧よりも高い第２の閾値電圧と、を含む。

【0029】

平滑化回路７０は、カソード電圧を平滑化する回路である。つまり、平滑化回路７０は、カソード電圧の急激な変動を平滑化する。例えば、平滑化回路７０は、光源１２への供給電流の供給開始時などの過渡的なカソード電圧の変動を平滑化する。本実施の形態では、平滑化回路７０は、抵抗素子７１と、コンデンサ７２と、を有する。

【0030】

抵抗素子７１は、カソード端子Ｔｃに接続される素子である。抵抗素子７１の一端は、カソード端子Ｔｃに接続され、他端は、コンデンサ７２に接続される。

【0031】

コンデンサ７２は、抵抗素子７１に直列接続される。コンデンサ７２の一端は、抵抗素子７１に接続され、他端は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。つまり、抵抗素子７１と、コンデンサ７２とで、ＲＣ回路が形成される。

【0032】

第１の検出回路５０は、カソード電圧と、基準電圧よりも低い第１の閾値電圧と、を比較し、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回ったことを検出する回路である。第１の検出回路５０は、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回ったときに、光源１２への供給電流を停止させる。本実施の形態では、第１の検出回路５０は、抵抗素子５１、５２、５５、５７、５８と、オペアンプ５３と、ダイオード５４と、スイッチ素子５６、５９と、制御回路２６と、を有する。

【0033】

抵抗素子５１、５２は、制御電源回路２２から出力される一定の電圧である制御電圧を分圧することで、第１の閾値電圧を生成する。抵抗素子５１の一端が、制御電源回路２２の出力端子に接続され、他端が抵抗素子５２に接続される。抵抗素子５２の一端が抵抗素子５１の他端に接続され、他端が電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。抵抗素子５１と抵抗素子５２との接続点の電圧が、第１の閾値電圧である。第１の閾値電圧は、抵抗素子５１、５２の抵抗値を調整することで、適宜設定される。

【0034】

抵抗素子５５は、制御電源回路２２と、スイッチ素子５６、及びスイッチ素子５９との間に接続される。抵抗素子５５の一端が、制御電源回路２２の出力端子に接続され、他端がスイッチ素子５６のコレクタ端子、及び、スイッチ素子５９のベース端子に接続される。抵抗素子５５は、スイッチ素子５６がオン状態となった場合に、制御電源回路２２の出力端子と、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇとが短絡することを抑制する。

【0035】

オペアンプ５３は、カソード電圧と、第１の閾値電圧と、を比較する回路である。オペアンプ５３の非反転入力端子は、抵抗素子７１とコンデンサ７２との接続点に接続され、反転入力端子は、抵抗素子５１と抵抗素子５２との接続点に接続される。

【0036】

ダイオード５４は、オペアンプ５３から制御回路２６へ流れる電流を遮断する整流素子である。ダイオード５４のカソード端子は、オペアンプ５３の出力端子に接続され、アノード端子は、抵抗素子５７の一端に接続される。

【0037】

スイッチ素子５６は、スイッチ素子５９の状態を制御するために用いられる素子である。スイッチ素子５６として、バイポーラトランジスタを用いることができる。バイポーラトランジスタであるスイッチ素子５６のベース端子には、抵抗素子を介して信号が入力され、ベース端子とエミッタ端子との間には、抵抗素子が接続されている。スイッチ素子５６のコレクタ端子は、電圧源回路２０に接続され、かつ、抵抗素子５５を介して制御電源回路２２の出力端子に接続される。スイッチ素子５６のベース端子は、制御回路２６の制御信号出力端子に接続され、エミッタ端子は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0038】

抵抗素子５７は、オペアンプ５３の出力端子と、電圧変換回路２４の出力端子との間に挿入される抵抗素子である。本実施の形態では、抵抗素子５７の一端は、ダイオード５４のアノード端子に接続され、他端は、制御回路２６の信号入力端子、及び抵抗素子５８の一端に接続される。

【0039】

抵抗素子５８は、制御回路２６の信号入力端子の外部プルアップ用抵抗素子である。抵抗素子５８の一端は、制御回路２６の信号入力端子、及び抵抗素子５７の他端に接続され、他端は、電圧変換回路２４の出力端子に接続される。なお、制御回路２６の信号入力端子において、内部プルアップを用いる場合には、抵抗素子５８は不要である。このように抵抗素子５８を用いない構成においては、オペアンプ５３の出力端子がグランド電位となった場合に、抵抗素子５７が電圧変換回路２４と、オペアンプ５３との短絡を抑制する制限抵抗として機能する。

【0040】

スイッチ素子５９は、トランジスタ８１のゲート端子と、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇとの間の導通状態を切り替えるための素子である。スイッチ素子５９として、バイポーラトランジスタを用いることができる。バイポーラトランジスタであるスイッチ素子５９のベース端子には、抵抗素子を介して信号が入力され、ベース端子とエミッタ端子との間には、抵抗素子が接続されている。スイッチ素子５９のコレクタ端子は、トランジスタ８１のゲート端子に接続され、ベース端子は、抵抗素子５５とスイッチ素子５６との接続点に接続され、エミッタ端子は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0041】

制御回路２６は、定電流回路８０を制御することで供給電流を制御し、かつ、スイッチ素子５６を制御する回路である。制御回路２６は、トランジスタ８３のゲート端子にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力することで、供給電流の電流値を設定する。これにより、照明装置１の調光を行うことができる。制御回路２６は、カソード電圧と、第１の閾値電圧との、比較結果に基づいてスイッチ素子５６のベース端子にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの信号を出力することで、スイッチ素子５６の導通状態を制御する。なお、制御回路２６の動作用の電圧として、電圧変換回路２４からの出力電圧が供給される。

【0042】

制御回路２６は、例えば、マイコンによって実現できる。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ）と、タイマと、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などを含む入出力回路と、を有する１チップの半導体集積回路である。なお、制御回路２６は、マイコン以外の電気回路などを用いて実現されてもよい。

【0043】

なお、上述したように、供給電圧の供給開始から所定時間が経過するまでの間における供給電圧を低く設定する場合には、制御回路２６は、供給開始から所定時間が経過するまでの時間をタイマで計測し、その間は、スイッチ素子５６の制御を行わなくてもよい。

【0044】

第２の検出回路６０は、カソード電圧と、基準電圧よりも高い第２の閾値電圧と、を比較し、カソード電圧が第２の閾値電圧を上回ったことを検出する回路である。第２の検出回路６０は、カソード電圧が第２検出電圧を上回ったときに、光源１２への供給電流を停止させる。本実施の形態では、第２の検出回路６０は、ツェナーダイオード６１と、スイッチ素子６２と、を有する。

【0045】

ツェナーダイオード６１は、第２の閾値電圧に対応するツェナー電圧（つまり、降伏電圧）を有する。ツェナーダイオード６１のカソード端子が抵抗素子７１とコンデンサ７２との接続点に接続され、アノード端子がスイッチ素子６２のベース端子に接続される。

【0046】

スイッチ素子６２は、トランジスタ８１のゲート端子と、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇとの間の導通状態を切り替えるための素子である。スイッチ素子６２として、バイポーラトランジスタを用いることができる。バイポーラトランジスタであるスイッチ素子６２のベース端子には、抵抗素子を介して信号が入力され、ベース端子とエミッタ端子との間には、抵抗素子が接続されている。スイッチ素子６２のコレクタ端子は、トランジスタ８１のゲート端子に接続され、ベース端子は、ツェナーダイオード６１のアノード端子に接続され、エミッタ端子は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0047】

定電流回路８０は、光源１２に流れる電流である供給電流の電流値を制御する回路である。本実施の形態では、定電流回路８０は、カソード端子Ｔｃに接続されるトランジスタ８１を有し、トランジスタ８１の抵抗値を連続的に変化させることで、供給電流の電流値を制御する。定電流回路８０は、抵抗素子８２、８４、８５、８６、８９と、トランジスタ８３と、コンデンサ８７と、オペアンプ８８と、をさらに備える。

【0048】

トランジスタ８１は、光源１２に直列接続される素子である。トランジスタ８１は、可変抵抗素子、及び、開閉スイッチとして用いることができる素子である。言い換えると、トランジスタ８１は、各端子に印加される電圧に応じて、抵抗値を、実質的にゼロから無限大までに連続的に切り替えることができる素子である。トランジスタ８１の抵抗値が実質的にゼロである状態とは、トランジスタ８１の抵抗値が、例えば、１Ω以下の状態を意味し、このような状態をオン状態とも称する。トランジスタ８１の抵抗値が無限大である状態とは、トランジスタ８１のドレイン端子に電圧が印加されても電流が流れない遮断状態を意味し、このような状態をオフ状態とも称する。本実施の形態では、トランジスタ８１は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。トランジスタ８１のドレイン端子は、光源１２のカソード端子Ｔｃに接続される。トランジスタ８１のソース端子は、抵抗素子８２に接続される。トランジスタ８１のゲート端子は抵抗素子８９に接続される。

【0049】

抵抗素子８２は、光源１２及びトランジスタ８１に直列に接続される。抵抗素子８２の一方の端子及び他方の端子は、それぞれ、トランジスタ８１のソース端子、及び、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。これにより、抵抗素子８２に印加される電圧、つまり、抵抗素子８２の一方の端子（トランジスタ８１のソース端子と接続される端子）の電圧が光源１２に供給される供給電流に対応する。

【0050】

トランジスタ８３は、制御回路２６からのＰＷＭ信号に基づいて導通状態を切り替える素子である。トランジスタ８３として、例えば、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いることができる。トランジスタ８３のゲート端子に制御回路２６からのＰＷＭ信号が入力される。トランジスタ８３のドレイン端子が、抵抗素子８４と抵抗素子８５と抵抗素子８６との接続点に接続され、ソース端子が、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0051】

抵抗素子８４、８５は、電圧変換回路２４の出力電圧を分圧する素子である。抵抗素子８４の一端が、電圧変換回路２４の出力端子に接続され、他端が、抵抗素子８５の一端に接続される。抵抗素子８５の他端は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0052】

抵抗素子８６及びコンデンサ８７は、オペアンプ８８の非反転入力端子に入力される電圧を積分する積分回路である。抵抗素子８６の一端が、抵抗素子８４と抵抗素子８５との接続点に接続され、他端が、オペアンプ８８の非反転入力端子及びコンデンサ８７の一端に接続される。コンデンサ８７の他端は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇに接続される。

【0053】

オペアンプ８８は、光源１２に供給されている供給電流に対応する電圧と、制御回路２６からのＰＷＭ信号に対応する電圧との差分に対応する信号を出力する回路である。オペアンプ８８の反転入力端子には、トランジスタ８１のソース端子、及び、抵抗素子８２の一方の端子が接続される。これにより、オペアンプ８８の反転入力端子に抵抗素子８２に印加される電圧、つまり、光源１２に供給される供給電流に対応する電圧が入力される。オペアンプ８８の非反転入力端子は、抵抗素子８６とコンデンサ８７との接続点に接続される。オペアンプ８８の出力端子は、抵抗素子８９に接続される。

【0054】

抵抗素子８９は、オペアンプ８８の出力端子と、トランジスタ８１のゲート端子との間に接続される素子である。

【0055】

［２．動作］
次に、点灯装置１０の動作について説明する。

【0056】

まず、定電流回路８０の動作について説明する。定電流回路８０のトランジスタ８３のゲート端子に制御回路２６からのＰＷＭ信号が入力される。これにより、トランジスタ８３のゲート端子にＨＩＧＨレベルの信号が入力される期間においては、トランジスタ８３のドレイン端子とソース端子との間が導通状態（オン状態）となるため、ドレイン端子は、電圧源回路２０のグランド端子Ｔｇと同電位、つまり、グランド電位に維持される。一方、トランジスタ８３のゲート端子にＬＯＷレベルの信号が入力される期間においては、トランジスタ８３のドレイン端子とソース端子との間が非導通状態（オフ状態）となるため、ドレイン端子は、電圧変換回路２４の出力電圧を抵抗素子８４、８５で分圧した電圧に維持される。これにより、オペアンプ８８の非反転入力端子に、ＰＷＭ信号に対応する電圧が積分回路（抵抗素子８６及びコンデンサ８７）によって積分された電圧が入力される。

【0057】

一方、上述したとおり、オペアンプ８８の反転入力端子には、光源１２への供給電流に対応する電圧が入力される。したがって、供給電流に対応する電圧と、ＰＷＭ信号に対応する電圧との差分に対応する信号がオペアンプ８８から、トランジスタ８１のゲート端子に入力される。これにより、当該差分に応じた抵抗値にトランジスタ８１のドレイン端子とソース端子との間の抵抗値を制御することができる。この結果、供給電流の電流値をＰＷＭ信号に対応する電流値に制御できる。

【0058】

続いて、比較回路３０及び電圧源回路２０の動作について説明する。上述したとおり、比較回路３０のオペアンプ３５の非反転入力端子には、基準電圧が入力され、反転入力端子には、カソード電圧が入力される。オペアンプ３５は、カソード電圧と、基準電圧との差分に対応する信号を、出力端子から電圧源回路２０の信号端子Ｔｓへ出力する。これにより、電圧源回路２０は、比較回路３０における比較結果に基づいて、出力電圧をフィードバック制御することができる。具体的には、電圧源回路２０が昇圧チョッパ回路である場合には、昇圧チョッパ回路が有するスイッチ素子のオン期間などを制御することで、電圧源回路２０の出力電圧を制御することができる。したがって、電圧源回路２０は、比較回路３０の比較結果に基づいて、カソード電圧が基準電圧に一致するように供給電圧の電圧値を制御できる。

【0059】

続いて、異常電圧検出回路４０の動作について説明する。カソード電圧は、上述のとおり制御されるが、異常時には、カソード電圧が、基準電圧から変動した状態に維持され得る。

【0060】

例えば、交流電源２から供給される交流電圧に異常がある場合に、カソード電圧が異常に低下し得る。異常電圧検出回路４０の第１の検出回路５０のオペアンプ５３は、カソード電圧が第１の閾値電圧以上である場合には、ＨＩＧＨレベルの電圧を出力するため、ダイオード５４に逆方向電圧が印加される。したがって、制御回路２６の信号入力端子（抵抗素子５７と抵抗素子５８との接続点に接続される端子）には、電圧変換回路２４の出力電圧が入力されている。

【0061】

一方、オペアンプ５３は、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回る場合には、グランド電位の電圧を出力する。このため、ダイオード５４に順方向の電圧が印加される。したがって、制御回路２６の信号入力端子には、電圧変換回路２４の出力電圧を、抵抗素子５７と抵抗素子５８とで分圧した電圧が入力される。つまり、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回る場合に制御回路２６の信号入力端子に入力される電圧は、カソード電圧が第１の閾値電圧以上である場合より低下する。

【0062】

制御回路２６は、信号入力端子に入力される電圧が電圧変換回路２４の出力電圧である場合（つまり、カソード電圧が第１の閾値電圧以上である場合）には、スイッチ素子５６のベース端子にＨＩＧＨレベルの電圧を出力している。このため、スイッチ素子５６のコレクタ端子とエミッタ端子との間は、オン状態となり、スイッチ素子５６のコレクタ端子及びそれに接続されたスイッチ素子５９のベース端子の電位は、グランド電位に維持される。したがって、スイッチ素子５９のコレクタ端子とエミッタ端子との間は、オフ状態に維持される。

【0063】

一方、制御回路２６は、信号入力端子に入力される電圧が電圧変換回路２４の出力電圧より低下した場合（つまり、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回る場合）には、スイッチ素子５６のベース端子にＬＯＷレベルの電圧を出力する。このため、スイッチ素子５６のコレクタ端子とエミッタ端子との間は、オフ状態となり、スイッチ素子５６のコレクタ端子及びそれに接続されたスイッチ素子５９のベース端子の電位は、制御電源回路２２の出力電圧に上昇する。これに伴い、スイッチ素子５９のコレクタ端子とエミッタ端子との間は、オン状態となり、トランジスタ８１のゲート端子がグランド電位に維持される。したがって、トランジスタ８１のドレイン端子とソース端子との間がオフ状態となるため、光源１２への供給電流が停止される。また、電圧源回路２０は、スイッチ素子５６のコレクタ端子の電位が上昇したことをが検出すると、電圧源回路２０は、供給電圧の供給を停止する。以上のように、異常電圧検出回路４０の第１の検出回路５０は、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回ったときに、供給電流を停止させることができる。

【0064】

また、例えば、光源１２において短絡故障が発生した場合、カソード電圧が異常に上昇し得る。上述のとおり、異常電圧検出回路４０の第２の検出回路６０のツェナーダイオード６１のカソード端子に、光源１２のカソード電圧に対応する電圧が印加される。ツェナーダイオード６１に印加されるカソード電圧が、第２の閾値電圧以下である場合には、スイッチ素子６２のベース端子の電圧は、ＬＯＷレベルである。一方、ツェナーダイオード６１に印加されるカソード電圧が、第２の閾値電圧を上回る場合には、ツェナーダイオード６１のカソード端子とアノード端子との間が導通する。これに伴い、スイッチ素子６２のベース端子の電圧は、カソード電圧に対応する電圧が入力される。したがって、スイッチ素子６２のコレクタ端子とエミッタ端子との間は、オン状態となり、トランジスタ８１のゲート端子がグランド電位に維持される。したがって、トランジスタ８１のドレイン端子とソース端子との間がオフ状態となるため、光源１２への供給電流が停止される。以上のように、異常電圧検出回路４０の第２の検出回路６０は、カソード電圧が第２の閾値電圧を上回ったときに、供給電流を停止させることができる。

【0065】

［３．効果］
以上のように、本実施の形態に係る点灯装置１０は、アノード端子Ｔａとカソード端子Ｔｃとを有する光源１２に電流を供給する。点灯装置１０は、アノード端子Ｔａに供給電圧を供給する電圧源回路２０と、光源１２に流れる電流である供給電流の電流値を制御する定電流回路８０と、カソード端子Ｔｃの電圧であるカソード電圧と、基準電圧と、を比較する比較回路３０と、カソード電圧と、閾値電圧と、を比較することでカソード電圧の異常を検出する異常電圧検出回路４０と、を備える。電圧源回路２０は、比較回路３０の比較結果に基づいて、カソード電圧が基準電圧に一致するように供給電圧の電圧値を制御する。異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、閾値電圧との比較結果に基づいて、供給電流を停止させる。

【0066】

これにより、点灯装置１０へ交流電圧を供給する交流電源２、光源１２などに異常が発生した時においても、異常電圧検出回路４０によって、光源１２への供給電流を停止できる。したがって、交流電源２、光源１２などに異常が発生した状態で供給電流を供給し続けることを抑制できる。したがって、交流電源２、光源１２などの異常に起因して定電流回路８０が故障することを抑制できる。

【0067】

また、点灯装置１０において、閾値電圧は、基準電圧よりも低い第１の閾値電圧を含んでもよい。異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、第１の閾値電圧と、を比較し、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回ったことを検出する第１の検出回路５０を有してもよい。第１の検出回路５０は、カソード電圧が第１の閾値電圧を下回ったときに、供給電流を停止させてもよい。

【0068】

これにより、カソード電圧が、基準電圧を下回った状態に維持されることを抑制できる。したがって、例えば、交流電源２に異常が発生し、カソード電圧が異常に低下する場合に、供給電流を停止することができる。

【0069】

また、点灯装置１０において、閾値電圧は、基準電圧よりも高い第２の閾値電圧を含んでもよい。異常電圧検出回路４０は、カソード電圧と、第２の閾値電圧と、を比較し、カソード電圧が第２の閾値電圧を上回ったことを検出する第２の検出回路６０を有してもよい。第２の検出回路６０は、カソード電圧が第２の閾値電圧を上回ったときに、供給電流を停止させてもよい。

【0070】

これにより、カソード電圧が、基準電圧を上回った状態に維持されることを抑制できる。したがって、例えば、光源１２において短絡故障が発生した場合に、定電流回路８０に過大な電圧が印加されることで、定電流回路８０が故障することを抑制できる。

【0071】

また、点灯装置１０において、供給開始から所定時間が経過するまでの間における供給電圧は、所定時間が経過した後に供給する供給電圧より低くてもよい。供給電圧の供給開始から所定時間が経過するまでの間は、異常電圧検出回路４０は、供給電流を停止させなくてもよい。

【0072】

これにより、供給電圧の供給開始直後の過渡状態において、過大な供給電圧が光源１２に供給されることを抑制できる。

【0073】

また、点灯装置１０において、定電流回路８０は、カソード端子Ｔｃに接続されるトランジスタ８１を有し、トランジスタ８１の抵抗値を連続的に変化させることで、供給電流の電流値を制御してもよい。

【0074】

これにより、供給電流を連続的に精度よく制御することができる。また、定電流回路８０がこのようなトランジスタ８１を備える場合、異常発生時に、トランジスタ８１に過大な電圧が印加され得る。しかしながら、本実施の形態では、異常電圧検出回路４０によって、異常発生時に供給電流を停止するため、トランジスタ８１の故障を抑制できる。

【0075】

また、点灯装置１０において、異常電圧検出回路４０は、カソード電圧を平滑化する平滑化回路７０をさらに備えてもよい。

【0076】

これにより、光源１２への供給電流の供給開始時などの過渡的なカソード電圧の変動を平滑化することができる。これにより、通常の過渡的なカソード電圧の変動によって、供給電流が停止されることを抑制できる。

【0077】

また、本実施の形態に係る照明装置１は、点灯装置１０と、光源１２と、を備える。

【0078】

これにより、照明装置１において、点灯装置１０と同様の効果を得ることができる。

【0079】

（変形例など）
以上、本発明に係る点灯装置及び照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

【0080】

例えば、上記実施の形態では、比較回路３０、異常電圧検出回路４０、及び定電流回路８０において、電圧を比較するためにオペアンプを用いたが、オペアンプに代えてコンパレータなどを用いてもよい。例えば、異常電圧検出回路４０のオペアンプ５３に代えてコンパレータを用いてもよい。この場合、上記実施の形態において、オペアンプ５３の出力端子に接続されるダイオード５４は、不要となる。

【0081】

また、上記実施の形態では、第２の検出回路６０において、ツェナーダイオード６１とスイッチ素子６２とを用いたが、第２の検出回路６０の構成は、これに限定されない。例えば、第２の検出回路６０は、第１の検出回路５０と同様にオペアンプ、又はコンパレータを用いて実現されてもよい。

【0082】

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0083】

１ 照明装置
１０ 点灯装置
１２ 光源
２０ 電圧源回路
３０ 比較回路
４０ 異常電圧検出回路
５０ 第１の検出回路
６０ 第２の検出回路
７０ 平滑化回路
８０ 定電流回路
８１ トランジスタ
Ｔａ アノード端子
Ｔｃ カソード端子

【図1】