特開 2024-176952 点灯システム、及び照明器具

(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】P2024176952

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】点灯システム、及び照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/24 20200101AFI20241212BHJP

   H05B 45/375 20200101ALI20241212BHJP

   H05B 45/38 20200101ALI20241212BHJP

   H05B 45/50 20220101ALI20241212BHJP

   H05B 47/105 20200101ALI20241212BHJP

   H05B 45/10 20200101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H05B47/24

H05B45/375

H05B45/38

H05B45/50

H05B47/105

H05B45/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095857

(22)【出願日】2023-06-09

(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】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大野 健

(72)【発明者】

【氏名】下村 優太郎

(72)【発明者】

【氏名】日野 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】森脇 淑也

(72)【発明者】

【氏名】関 圭介

(72)【発明者】

【氏名】杉本 正暁

(72)【発明者】

【氏名】中山 航

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA09

3K273BA03

3K273BA22

3K273BA27

3K273BA34

3K273CA01

3K273CA02

3K273CA03

3K273EA06

3K273EA22

3K273EA36

3K273EA44

3K273FA03

3K273FA06

3K273FA11

3K273FA14

3K273FA27

3K273FA39

3K273FA41

3K273GA02

3K273GA08

3K273GA12

3K273GA14

3K273GA25

(57)【要約】

【課題】 入力される交流電圧を検出するための回路規模を小さくできる点灯システム、及び照明器具を提供する。
【解決手段】 点灯システムＡ１では、整流回路１は、交流電源８の交流電圧Ｖｉを整流して、整流電圧Ｖ１を出力する。電源回路２は、整流電圧Ｖ１によるインダクタ電流ＩＬ２が流れるインダクタＬ２、及びインダクタ電流ＩＬ２を導通、遮断するスイッチング素子Ｑ１を有して、整流電圧Ｖ１を直流の中間電圧Ｖ２に変換することで中間電力を生成する。電力変換回路３は、中間電力を出力電力に変換する電力変換動作を行う。補助巻線Ｎ１は、インダクタＬ２に磁気的に結合する。電力制御部４は、補助巻線Ｎ１に生じた電圧である検出電圧Ｖｄに基づいて電力変換動作を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電源から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、前記出力電力を照明負荷に供給する点灯システムであって、
前記交流電源の交流電圧を整流して、整流電圧を出力する整流回路と、
前記整流電圧によるインダクタ電流が流れるインダクタ、及び前記インダクタ電流を導通、遮断するスイッチング素子を有して、前記整流電圧を直流の中間電圧に変換することで中間電力を生成する電源回路と、
前記中間電力を前記出力電力に変換する電力変換動作を行う電力変換回路と、
前記インダクタに磁気的に結合した補助巻線と、
前記補助巻線に生じた電圧である検出電圧に基づいて前記電力変換動作を制御する電力制御部と、を備える
点灯システム。

【請求項2】

前記電力制御部は、
前記検出電圧に基づいて前記交流電圧の大きさが所定範囲を外れたか否かを判定し、
前記交流電圧の大きさが前記所定範囲を外れたと判定すれば、前記電力変換動作を停止させる
請求項１の点灯システム。

【請求項3】

前記電力制御部は、
前記検出電圧の大きさとして前記検出電圧の実効値を求め、
前記検出電圧の実効値に基づいて前記電力変換動作を制御する
請求項１の点灯システム。

【請求項4】

前記電源回路を制御する電源制御部を更に備え、
前記電源制御部は、前記検出電圧を制御電圧として用いて動作する
請求項１の点灯システム。

【請求項5】

前記電力制御部は、プログラムを実行することで前記電力変換動作を制御するマイクロコントローラを備える
請求項１の点灯システム。

【請求項6】

前記電力制御部は、前記電力制御部が起動してから所定時間が経過するまでのマスク期間では、前記検出電圧の大きさに基づく前記電力変換動作の制御を停止する
請求項１の点灯システム。

【請求項7】

前記電力変換動作は、前記電力変換回路の発振動作を含む
請求項１の点灯システム。

【請求項8】

前記電源回路は、ＳＥＰＩＣ回路を含む
請求項１の点灯システム。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１つの点灯システムと、
前記照明負荷と、を備える
照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、点灯システム、及び照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の電源装置は、交流電源に接続されており、整流部、ＰＦＣ制御部、ＤＣ／ＤＣコンバータ、入力電圧検出回路などを備える。交流電源は例えば２００Ｖ系統であり、交流電源の入力交流電圧は、整流部で全波整流されて、入力電圧（直流電圧）となる。入力電圧は、ＰＦＣ制御部で力率改善制御されて出力電圧となる。出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータで降圧及び定電流制御された直流電圧として、ＬＥＤ照明装置などの負荷に出力される。

【0003】

入力電圧検出回路は、直列接続された２つの検出抵抗を有して、整流部で全波整流された直流の入力電圧を検出する。入力電圧検出回路は、検出抵抗に入力電圧が印加されている間、ＤＣ／ＤＣコンバータにＯＮ信号を入力する。そして、電源装置では、入力電圧検出回路で入力電圧を検出し、入力電圧が印加されていない間は、ＰＦＣ制御部を動作させない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－４５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１の電源装置は、交流電源の入力交流電圧を全波整流することで、直流の入力電圧を生成し、直流の入力電圧を入力電圧検出回路で検出する。ＰＦＣ制御部の動作は、入力電圧検出回路の検出結果に基づいて制御される。

【0006】

しかしながら、交流電源の入力交流電圧は例えば２００Ｖであり、入力交流電圧を全波整流した直流の入力電圧は比較的高くなる。したがって、入力電圧検出回路には耐圧性が要求され、回路規模が大きくなってしまう、という課題があった。

【0007】

本開示の目的は、入力される交流電圧を検出するための回路規模を小さくできる点灯システム、及び照明器具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る点灯システムは、交流電源から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、前記出力電力を照明負荷に供給する。前記点灯システムは、整流回路と、電源回路と、電力変換回路と、補助巻線と、電力制御部と、を備える。前記整流回路は、前記交流電源の交流電圧を整流して、整流電圧を出力する。前記電源回路は、前記整流電圧によるインダクタ電流が流れるインダクタ、及び前記インダクタ電流を導通、遮断するスイッチング素子を有して、前記整流電圧を直流の中間電圧に変換することで中間電力を生成する。前記電力変換回路は、前記中間電力を前記出力電力に変換する電力変換動作を行う。前記補助巻線は、前記インダクタに磁気的に結合する。前記電力制御部は、前記補助巻線に生じた電圧である検出電圧に基づいて前記電力変換動作を制御する。

【0009】

本開示の一態様に係る照明器具は、上述の点灯システムと、前記照明負荷と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の点灯システム、及び照明器具は、入力される交流電圧を検出するための回路規模を小さくできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る点灯システムを示す回路図である。

【図2】図２は、同上の点灯システムが備える電力変換回路の具体構成の一例を示す回路図である。

【図3】図３は、同上の点灯システムにおいて交流電圧が投入されてから後の各部の波形を示す波形図である。

【図4】図４は、同上の点灯システムを備える照明器具を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の実施形態は、一般に、点灯システム、及び照明器具に関する。より詳細には、交流電源から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、出力電力を光源に供給する点灯システム、及び照明器具に関する。

【0013】

なお、以下の実施形態は、本開示の実施形態の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0014】

本実施形態の点灯システム、及び照明器具は、例えばオフィス、工場、店舗、戸建住宅若しくは集合住宅の住戸などの屋内、又はトンネル、道路若しくはグラウンドなどの屋外で用いられる。なお、本実施形態の点灯システム、及び照明器具が用いられる場所は、特定の場所に限定されない。

【0015】

以下に実施形態を図面に基づいて説明する。

【0016】

（実施形態）
（１）点灯システムの概略
図１は、実施形態の点灯システムとして、照明負荷９を点灯させる点灯システムＡ１のブロック構成を示す。

【0017】

点灯システムＡ１は、交流電源８から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、出力電力を照明負荷９に供給する。点灯システムＡ１は、整流回路１と、電源回路２と、電力変換回路３と、補助巻線Ｎ１と、電力制御部４と、を備える。

【0018】

整流回路１は、交流電源８の交流電圧Ｖｉを整流して、整流電圧Ｖ１を出力する。

【0019】

電源回路２は、整流電圧Ｖ１によるインダクタ電流ＩＬ２が流れるインダクタＬ２、及びインダクタ電流ＩＬ２を導通、遮断するスイッチング素子Ｑ１を有して、整流電圧Ｖ１を直流の中間電圧Ｖ２に変換することで中間電力を生成する。

【0020】

電力変換回路３は、中間電力を出力電力に変換する電力変換動作を行う。

【0021】

補助巻線Ｎ１は、インダクタＬ２に磁気的に結合する。

【0022】

電力制御部４は、補助巻線Ｎ１に生じた電圧である検出電圧Ｖｄに基づいて電力変換動作を制御する。

【0023】

上述の点灯システムＡ１では、交流電圧Ｖｉが大きい程、整流電圧Ｖ１も大きくなる。そして、インダクタ電流ＩＬ２は整流電圧Ｖ１が直接的又は間接的に作用することによってインダクタＬ２に流れる電流であり、整流電圧Ｖ１が大きい程、インダクタ電流ＩＬ２も大きくなる。そして、インダクタ電流ＩＬ２が大きい程、検出電圧Ｖｄも大きくなる。すなわち、交流電圧Ｖｉが大きい程、検出電圧Ｖｄは大きくなり、検出電圧Ｖｄは、交流電圧Ｖｉの検出結果に相当する。補助巻線Ｎ１は、交流電圧Ｖｉを直接的に検出するのではなく、交流電圧Ｖｉを間接的に検出する。そして、補助巻線Ｎ１によって生成される検出電圧Ｖｄを交流電圧Ｖｉ（整流電圧Ｖ１）に比べて低圧とすることは容易である。したがって、交流電圧Ｖｉを検出するための補助巻線Ｎ１などの部品に求められる耐圧性能は比較的低くなり、補助巻線Ｎ１などの部品を容易に小型化でき、部品点数も抑えられる。この結果、点灯システムＡ１は、入力される交流電圧Ｖｉを検出するための回路規模を小さくできる。

【0024】

（２）詳細
図１に示す点灯システムＡ１は、交流電源８から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、出力電力を照明負荷９に供給する。

【0025】

照明負荷９は、複数の固体発光素子を有する。例えば、照明負荷９は、複数の固体発光素子に相当する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が直列接続されたＬＥＤアレイを有している。なお、照明負荷９は、固体発光素子としてＬＥＤを有する構成に限らない。照明負荷９は、例えば、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、又は半導体レーザダイオード（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を有していてもよい。また、固体発光素子の数は、複数に限らず、１つであってもよい。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は直列接続であるが、この接続関係に限らない。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続関係であってもよい。

【0026】

図１に示すように、点灯システムＡ１は、整流回路１、電源回路２、電力変換回路３、電力制御部４、電源制御部５、起動回路６、検出回路７、一対の入力端子Ｔ１１、Ｔ１２、及び一対の出力端子Ｔ２１、Ｔ２２を備える。

【0027】

（２．１）整流回路
一対の入力端子Ｔ１１、Ｔ１２は、交流電源８に接続されて、交流電圧Ｖｉを印加される。入力端子Ｔ１１、Ｔ１２は、整流回路１に更に接続される。整流回路１は、例えばフルブリッジ接続された複数のダイオードを備えて、交流電圧Ｖｉを全波整流し、直流の整流電圧Ｖ１を出力する。

【0028】

（２．２）電源回路
電源回路２は、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductor Converter）回路を含む。ＳＥＰＩＣ回路は、直流の整流電圧Ｖ１を直流の中間電圧Ｖ２に変換する昇降圧チョッパ回路である。

【0029】

電源回路２は、整流回路１から整流電圧Ｖ１を入力されて、直流の中間電圧Ｖ２を出力する。電源回路２は、電源制御部５によって制御される。

【0030】

具体的に、電源回路２は、インダクタＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、出力コンデンサＣ３、ダイオードＤ１、及びスイッチング素子Ｑ１を備える。インダクタＬ１、Ｌ２は、同じ鉄心に巻き回されていてもよいし、それぞれ別の鉄心に巻き回されていてもよい。コンデンサＣ１は整流回路１の出力端間に接続されて、コンデンサＣ１の両端間には整流電圧Ｖ１が印加される。コンデンサＣ１の正極（整流電圧Ｖ１の高電位）と負極（整流電圧Ｖ１の低電位）との間には、コンデンサＣ１の正極からインダクタＬ１、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、出力コンデンサＣ３を順に接続した直列回路が接続されている。インダクタＬ１とコンデンサＣ２との接続点とコンデンサＣ１の負極との間には、スイッチング素子Ｑ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１のドレインは、インダクタＬ１とコンデンサＣ２との接続点に接続され、スイッチング素子Ｑ１のソースは、コンデンサＣ１の負極に接続される。なお、スイッチング素子Ｑ１は、ＭＯＳＦＥＴ以外に、例えばバイポーラトランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。

【0031】

コンデンサＣ２とダイオードＤ１との接続点とコンデンサＣ１の負極との間には、インダクタＬ２が接続されている。そして、出力コンデンサＣ３の両端電圧が中間電圧Ｖ２になる。なお、ダイオードＤ１のアノードはコンデンサＣ２に接続され、ダイオードＤ１のカソードは出力コンデンサＣ３の正極に接続されている。また、出力コンデンサＣ３は、電解コンデンサであることが好ましい。

【0032】

そして、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、整流回路１の正側出力（整流電圧Ｖ１の高電位）、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、整流回路１の負側出力（整流電圧Ｖ１の低電位）の順序で電流が流れて、インダクタＬ１にエネルギー（磁気エネルギー）が蓄積される。また、スイッチング素子Ｑ１のオフ時には整流電圧Ｖ１によってコンデンサＣ２に電荷が蓄積されており、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷によって、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の順序で電流（インダクタ電流ＩＬ２）が流れて、インダクタＬ２にエネルギー（磁気エネルギー）が蓄積される。すなわち、インダクタ電流ＩＬ２は、整流電圧Ｖ１によってコンデンサＣ２に蓄積された電荷による電流であり、整流電圧Ｖ１による電流である。

【0033】

次に、スイッチング素子Ｑ１がオフすると、インダクタＬ１の電流、及びインダクタ電流ＩＬ２が遮断され、インダクタＬ１及びインダクタＬ２に蓄積されているエネルギーによって、出力コンデンサＣ３が充電される。また、スイッチング素子Ｑ１がオフすると、インダクタＬ１を通じて整流電圧Ｖ１によってコンデンサＣ２が充電される。

【0034】

そして、スイッチング素子Ｑ１がスイッチング周波数でオンオフすることによって、整流電圧Ｖ１を入力とする昇降圧動作が行われ、出力コンデンサＣ３の両端間に直流の中間電圧Ｖ２が発生する。電源回路２の後段には電力変換回路３が接続されており、電源回路２は、中間電圧Ｖ２を電力変換回路３へ出力する。すなわち、電源回路２は、整流電圧Ｖ１を直流の中間電圧Ｖ２に変換することで中間電力を生成し、中間電力を後段の電力変換回路３へ供給する。

【0035】

（２．３）電力変換回路
電力変換回路３は、電源回路２から供給された中間電力を出力電力に変換する電力変換動作を行い、出力電力を照明負荷９へ供給することで照明負荷９を点灯させる。

【0036】

具体的に、電力変換回路３は、降圧回路３１、及び電力制御部４を備える。

【0037】

降圧回路３１は、中間電圧Ｖ２を降圧することで直流の出力電圧Ｖｏを生成し、出力電圧Ｖｏを一対の出力端子Ｔ２１、Ｔ２２に出力する。出力端子Ｔ２１、Ｔ２２の間には照明負荷９が接続されており、出力電圧Ｖｏは照明負荷９の両端間に印加される。そして、降圧回路３１は、出力電圧Ｖｏを調整することで、電力変換回路３から照明負荷９へ供給される出力電流Ｉｏを調整し、照明負荷９を所望の調光レベルで点灯させる。降圧回路３１は、例えば降圧チョッパ回路を有する。降圧回路３１が行う電力変換動作は、降圧回路３１（降圧チョッパ回路）の発振動作を含む。発振動作は、スイッチング素子をオンオフ駆動することによって電圧変換を行うチョッピング動作を含む。

【0038】

電力制御部４は、降圧回路３１の発振動作を制御（発振制御）する。電力制御部４が降圧回路３１に発振動作を行わせることで、降圧回路３１は、中間電圧Ｖ２を降圧した出力電圧Ｖｏを生成する。電力制御部４が降圧回路３１の発振動作を停止させることで、降圧回路３１は、出力電圧Ｖｏをゼロとする。

【0039】

（２．４）電源制御部
電源制御部５は、電源回路２のスイッチング素子Ｑ１をオンオフ駆動する。電源制御部５は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数及びオンデューティの少なくとも一方を制御することで、中間電圧Ｖ２を制御する。

【0040】

（２．５）起動回路
起動回路６は、整流回路１の出力端間に接続されて、整流電圧Ｖ１を入力される。起動回路６は、交流電圧Ｖｉが点灯システムＡ１に投入されてから所定時間が経過するまでの起動期間において、整流電圧Ｖ１を降圧することで起動電圧Ｖｓを生成し、起動電圧Ｖｓを電源制御部５へ出力する。起動期間において、電源制御部５は、起動電圧Ｖｓを制御電圧Ｖｃとして用いて動作し、電源回路２のスイッチング素子Ｑ１のオンオフ駆動を開始する。すなわち、起動期間において、電源制御部５は、起動回路６を制御電源として用いる。この結果、電源制御部５は、電源回路２においてスイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始されておらず、後述の検出電圧Ｖｄを制御電圧Ｖｃとして用いることができない場合でも、起動電圧Ｖｓを制御電圧Ｖｃとして用いて電源回路２を駆動することができる。

【0041】

（２．６）検出回路
検出回路７は、補助巻線Ｎ１、及びダイオードＤ２を備える。

【0042】

補助巻線Ｎ１は、電源回路２のインダクタＬ２に磁気的に結合している。補助巻線Ｎ１の第１端は、コンデンサＣ１の負極に接続される。補助巻線Ｎ１の第２端は、ダイオードＤ２のアノード、及びダイオードＤ１１のアノードに接続される。ダイオードＤ２のカソードは、電力変換回路３に接続される。ダイオードＤ１１のカソードは、電源制御部５に接続される。

【0043】

補助巻線Ｎ１の両端間には、インダクタＬ２を流れるインダクタ電流ＩＬ２に応じた電圧である検出電圧Ｖｄが発生する。検出電圧Ｖｄは、補助巻線Ｎ１からダイオードＤ１１を介して電源制御部５に出力される。また、検出電圧Ｖｄは、補助巻線Ｎ１からダイオードＤ２を介して電力変換回路３に出力される。

【0044】

電源回路２では、整流電圧Ｖ１は、交流電圧Ｖｉが高い程高くなり、交流電圧Ｖｉが低い程低くなる。スイッチング素子Ｑ１のオフ時にコンデンサＣ２に蓄積される電荷量は、整流電圧Ｖ１が高い程多くなり、整流電圧Ｖ１が低い程少なくなる。スイッチング素子Ｑ１のオン時にインダクタＬ２を流れるインダクタ電流ＩＬ２は、コンデンサＣ２に蓄積される電荷量が多い程大きくなり、コンデンサＣ２に蓄積される電荷量が少ない程小さくなる。すなわち、インダクタ電流ＩＬ２は、交流電圧Ｖｉ及び整流電圧Ｖ１に依存する。

【0045】

したがって、インダクタ電流ＩＬ２によって発生する検出電圧Ｖｄは、整流電圧Ｖ１及び交流電圧Ｖｉに依存する。言い換えると、検出電圧Ｖｄの大きさは、整流電圧Ｖ１及び交流電圧Ｖｉの大きさに相当する。

【0046】

電源回路２のスイッチング素子Ｑ１がオンオフ駆動され、インダクタ電流ＩＬ２がインダクタＬ２を流れると、補助巻線Ｎ１に検出電圧Ｖｄが発生する。検出電圧Ｖｄが発生すると、電源制御部５は、ダイオードＤ１１を介して入力される検出電圧Ｖｄを制御電圧Ｖｃとして用いて電源回路２を駆動することができる。すなわち、電源制御部５は、検出電圧Ｖｄを制御電圧Ｖｃとして用いて動作することができる。したがって、電源制御部５は、定常時は、検出電圧Ｖｄを制御電圧Ｖｃとして用いて動作するので、補助巻線Ｎ１が電源制御部５の制御電源を兼用でき、構成の簡略化を図ることができる。

【0047】

電力変換回路３では、電力制御部４は、ダイオードＤ２を介して検出電圧Ｖｄを入力され、検出電圧Ｖｄに基づいて交流電圧Ｖｉの大きさを判定し、判定結果に基づいて降圧回路３１の動作を制御する。以下、電力変換回路３における検出電圧Ｖｄを用いた制御について説明する。

【0048】

（２．７）検出電圧による制御
電力変換回路３では、電力制御部４は、ダイオードＤ２を介して検出電圧Ｖｄを入力される。そして、電力制御部４は、検出電圧Ｖｄに基づいて交流電圧Ｖｉの大きさが所定範囲を外れたか否かを判定し、交流電圧Ｖｉの大きさが所定範囲を外れたと判定すれば、降圧回路３１の電力変換動作を停止させる。

【0049】

具体的に、電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値を演算する。検出電圧Ｖｄの実効値は、交流電圧Ｖｉの大きさに相当するので、電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値を監視することで、交流電圧Ｖｉの大きさを監視することができる。電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値を、交流電圧Ｖｉの大きさとして求めることで、交流電圧Ｖｉの大きさを精度よく、容易に判定できる。

【0050】

電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値と比較する閾値のデータとして、下限閾値及び上限閾値のデータを予め保持している。下限閾値以上、上限閾値以下の範囲が、上述の所定範囲に相当する。電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値が下限閾値以上、上限閾値以下であれば、交流電圧Ｖｉは正常であると判定して、降圧回路３１の発振動作を継続させる。電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値が下限閾値未満に低下すると、交流電圧Ｖｉのディップ又は瞬停が発生したと判定して、降圧回路３１の発振動作を停止させる。電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値が上限閾値を上回ると、交流電圧Ｖｉの過電圧異常が発生したと判定して、降圧回路３１の発振動作を停止させる。

【0051】

したがって、点灯システムＡ１の異常動作、故障を未然に抑制でき、点灯システムＡ１の信頼性が向上する。

【0052】

また、電力制御部４は、降圧回路３１の発振動作を停止させた後、検出電圧Ｖｄの実効値が下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内に復帰すれば、降圧回路３１の発振動作を自動的に再開してもよいし、ユーザによるリセット操作の後に降圧回路３１の発振動作を再開してもよい。

【0053】

また、電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値が変動した場合、交流電圧Ｖｉの大きさが変動していると判定し、交流電圧Ｖｉの変動による照明負荷９のちらつきを抑制するように、降圧回路３１の発振動作を制御してもよい。

【0054】

図２は、電力変換回路３の具体構成の一例を示す。電力変換回路３では、降圧回路３１は降圧ＩＣ（Integrated Circuit）３１１を備え、電力制御部４はマイクロコントローラ４１を備える。電力変換回路３は、インダクタＬ３１、及び抵抗Ｒ３１を更に備える。

【0055】

マイクロコントローラ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの演算装置、及びＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を有する。そして、記憶装置にはプログラムが格納されており、演算装置は、記憶装置に格納されているプログラムを読み出し、プログラムを実行することで降圧ＩＣ３１１の発振動作を制御する。すなわち、電力制御部４は、プログラムを実行することで電力変換動作を制御するマイクロコントローラ４１を備える。なお、マイクロコントローラ４１は、中間電圧Ｖ２からマイクロコントローラ４１の制御電圧を生成することで動作する。

【0056】

電力制御部４では、記憶装置に格納するプログラムを書き換えることで、マイクロコントローラ４１による降圧ＩＣ３１１の制御内容を変更することができる。したがって、電力制御部４をハードウェアのみで構成した場合に比べて、照明負荷９の点灯制御をフレキシブルに変更でき、点灯システムＡ１の汎用性が向上する。例えば、照明負荷９の定格電力、定格電圧などに応じて、降圧ＩＣ３１１の制御内容（例えば目標電流値、目標電圧値など）を容易に変更することができる。

【0057】

降圧ＩＣ３１１は、スイッチング素子、抵抗、コンデンサ、インダクタなどの素子を有する降圧チョッパ回路を構成する集積回路であり、マイクロコントローラ４１によって駆動、制御される。降圧ＩＣ３１１は、中間電圧Ｖ２を降圧することで直流の出力電圧Ｖｏを生成する。降圧ＩＣ３１１の正側の出力端と出力端子Ｔ２１との間にはインダクタＬ３１が接続されており、降圧ＩＣ３１１は、出力電圧Ｖｏを一対の出力端子Ｔ２１、Ｔ２２を介して出力する。降圧ＩＣ３１１は、出力電圧Ｖｏを調整することで出力電流Ｉｏを調整し、照明負荷９を所望の調光レベルで点灯させる。そして、図２では、出力端子Ｔ２２には抵抗Ｒ３１が直列接続されており、抵抗Ｒ３１の両端には、出力電流Ｉｏに比例する電圧が発生する。そこで、マイクロコントローラ４１は、抵抗Ｒ３１の両端電圧を取得し、抵抗Ｒ３１の両端電圧が目標電圧値に一致するように出力電圧Ｖｏを調整することで、出力電流Ｉｏを目標電流値に一致させる。

【0058】

また、マイクロコントローラ４１には、ダイオードＤ２を介して検出電圧Ｖｄが入力される。マイクロコントローラ４１は、検出電圧Ｖｄの実効値を演算し、検出電圧Ｖｄの実効値に基づいて、降圧回路３１の発振動作を継続又は停止させる。しかしながら、交流電圧Ｖｉが点灯システムＡ１に投入されてから点灯システムＡ１の動作が安定するまでには、検出電圧Ｖｄが不安定となる不安定期間がある。この不安定期間では、マイクロコントローラ４１は検出電圧Ｖｄの実効値に基づく降圧ＩＣ３１１の発振制御を行わないことが好ましい。

【0059】

図３は、交流電圧Ｖｉが投入されてから後の各部の波形を示す。図３では、交流電圧Ｖｉ、出力電流Ｉｏ、検出電圧Ｖｄ、電源制御部５の制御電圧Ｖｃの各波形を示す。

【0060】

時間ｔ１において交流電圧Ｖｉが投入されると、電源制御部５は、起動電圧Ｖｓを制御電圧Ｖｃとして用いて起動し、時間ｔ２において電源回路２のスイッチング素子Ｑ１のオンオフ駆動を開始する。スイッチング素子Ｑ１がオンオフ駆動され、補助巻線Ｎ１に検出電圧Ｖｄが発生すると、電源制御部５は、検出電圧Ｖｄを制御電圧Ｖｃとして用いて動作し、スイッチング素子Ｑ１のオンオフ駆動を継続させる。また、スイッチング素子Ｑ１がオンオフ駆動されると、電源回路２は中間電圧Ｖ２を出力する。マイクロコントローラ４１は、時間ｔ３において、中間電圧Ｖ２からマイクロコントローラ４１の制御電圧を生成することで起動し、降圧ＩＣ３１１の発振動作を開始させる。降圧ＩＣ３１１が発振動作を開始すると、降圧ＩＣ３１１は、出力電圧Ｖｏを生成し、照明負荷９へ供給する出力電流Ｉｏを目標電流値Ｉｏ１まで増加させる。

【0061】

ここで、交流電圧Ｖｉが投入された時間ｔ１から、マイクロコントローラ４１が起動する時間ｔ３の直後までは、検出電圧Ｖｄは不安定である。そこで、時間ｔ３から一定時間が経過したタイミングを時間ｔ４とし、時間ｔ１～ｔ４までの期間を、検出電圧Ｖｄが不安定となりやすい不安定期間Ｗ１とする。時間ｔ４以降を、検出電圧Ｖｄが安定する安定期間Ｗ２とする。

【0062】

マイクロコントローラ４１は、時間ｔ３で起動してから時間ｔ４までの期間をマスク期間Ｗｍとする。マイクロコントローラ４１は、マスク期間Ｗｍにおいては、検出電圧Ｖｄの入力をマスクして、検出電圧Ｖｄを予め決められた正常値（下限閾値以上、上限閾値以下の値）として扱う。すなわち、マイクロコントローラ４１は、マスク期間Ｗｍにおいては、検出電圧Ｖｄの実効値に基づく降圧回路３１の発振制御を停止する。

【0063】

上述のように、電力制御部４は、マイクロコントローラ４１（電力制御部４）が起動してから所定時間が経過するまでのマスク期間Ｗｍでは、検出電圧Ｖｄの大きさに基づく電力変換動作の制御を停止する。したがって、点灯システムＡ１に交流電圧Ｖｉが投入された直後の不安定期間Ｗ１に、不安定な検出電圧Ｖｄに基づいて電力変換動作を制御することを抑制できる。この結果、誤動作の抑制、検出電圧Ｖｄの精度向上を図ることができ、信頼性が向上する。

【0064】

（３）照明器具
図４は、点灯システムＡ１を備える照明器具の一例として、照明器具Ｂ１を示す。照明器具Ｂ１は、光源ユニット１０１、及び光源ユニット１０１を支持する筐体１０２を備える。

【0065】

光源ユニット１０１は、長尺箱状の外殻を有し、照明負荷９を外殻内に収納している。照明負荷９は、例えば長尺の基板、及び基板上に長手方向に沿って並んで実装された多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する。筐体１０２は長尺形状であり、筐体１０２の内部に点灯システムＡ１が収納される。光源ユニット１０１は、筐体１０２の一面にて支持され、点灯システムＡ１と照明負荷９とが接続される。また、筐体１０２は、長手方向に沿った光源ユニット１０１の両側縁より斜め上向きに突出する一対の反射板１０３を備える。

【0066】

照明器具Ｂ１は、点灯システムＡ１を備えることで、入力される交流電圧Ｖｉを検出するための回路規模を小さくできる。

【0067】

（４）変形例
補助巻線Ｎ１は、インダクタＬ２ではなく、インダクタＬ１に磁気的に結合してもよい（図１参照）。

【0068】

電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの実効値ではなく、検出電圧Ｖｄの平均値又はピーク値などを演算してもよい。この場合、電力制御部４は、検出電圧Ｖｄの平均値又はピーク値などが所定範囲を外れたか否かを判定する。

【0069】

電源回路２は、ＳＥＰＩＣ回路以外で構成されてもよく、例えばＣＵＫ回路、ＺＥＴＡ回路、昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路、及び昇降圧チョッパ回路などのいずれで構成されてもよい。すなわち、電源回路２は、整流電圧Ｖ１によるインダクタ電流が流れるインダクタ、及びインダクタ電流を導通、遮断するスイッチング素子を有していればよい。

【0070】

電力変換回路３は、降圧回路３１を備える構成に限定されず、降圧回路３１の代わりに昇圧回路、昇降圧回路、又は定電流回路などを備えていてもよい。

【0071】

電力制御部４は、電力変換回路３と別体に構成されてもよい。また、電力制御部４と電源制御部５とは一体に構成されてもよい。

【0072】

点灯システムＡ１は、点灯システムＡ１を構成する各部が１つの筐体に収納された点灯装置であってもよいし、点灯システムＡ１を構成する各部が分散して配置された構成であってもよい。

【0073】

点灯システムＡ１を備える照明器具は照明器具Ｂ１（図４参照）以外であってもよく、例えばダウンライト、シーリングライト、ペンダントライト、及びスポットライトなどのいずれであってもよい。

【0074】

（５）まとめ
上述の実施形態に係る第１の態様の点灯システム（Ａ１）は、交流電源（８）から供給された交流電力を直流の出力電力に変換し、出力電力を照明負荷（９）に供給する。点灯システム（Ａ１）は、整流回路（１）と、電源回路（２）と、電力変換回路（３）と、補助巻線（Ｎ１）と、電力制御部（４）と、を備える。整流回路（１）は、交流電源（８）の交流電圧（Ｖｉ）を整流して、整流電圧（Ｖ１）を出力する。電源回路（２）は、整流電圧（Ｖ１）によるインダクタ電流（ＩＬ２）が流れるインダクタ（Ｌ２）、及びインダクタ電流（ＩＬ２）を導通、遮断するスイッチング素子（Ｑ１）を有して、整流電圧（Ｖ１）を直流の中間電圧（Ｖ２）に変換することで中間電力を生成する。電力変換回路（３）は、中間電力を出力電力に変換する電力変換動作を行う。補助巻線（Ｎ１）は、インダクタ（Ｌ２）に磁気的に結合する。電力制御部（４）は、補助巻線（Ｎ１）に生じた電圧である検出電圧（Ｖｄ）に基づいて電力変換動作を制御する。

【0075】

上述の点灯システム（Ａ１）では、交流電圧（Ｖｉ）を検出するための補助巻線（Ｎ１）などの部品に求められる耐圧性能は比較的低くなり、補助巻線（Ｎ１）などの部品を容易に小型化でき、部品点数も抑えられる。この結果、点灯システム（Ａ１）は、入力される交流電圧（Ｖｉ）を検出するための回路規模を小さくできる。

【0076】

実施形態に係る第２の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１の態様において、電力制御部（４）は、検出電圧（Ｖｄ）に基づいて交流電圧（Ｖｉ）の大きさが所定範囲を外れたか否かを判定することが好ましい。電力制御部（４）は、交流電圧（Ｖｉ）の大きさが所定範囲を外れたと判定すれば、電力変換動作を停止させる。

【0077】

上述の点灯システム（Ａ１）は、点灯システム（Ａ１）の異常動作、故障などを未然に抑制でき、点灯システム（Ａ１）の信頼性が向上する。

【0078】

実施形態に係る第３の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１又は第２の態様において、電力制御部（４）は、検出電圧（Ｖｄ）の大きさとして検出電圧（Ｖｄ）の実効値を求めることが好ましい。電力制御部（４）は、検出電圧（Ｖｄ）の実効値に基づいて電力変換動作を制御する。

【0079】

上述の点灯システム（Ａ１）は、交流電圧（Ｖｉ）の大きさを精度よく、容易に判定できる。

【0080】

実施形態に係る第４の態様の点灯システム（Ａ１）は、第１乃至第３の態様のいずれか１つにおいて、電源回路（２）を制御する電源制御部（５）を更に備えることが好ましい。電源制御部（５）は、検出電圧（Ｖｄ）を制御電圧（Ｖｃ）として用いて動作する。

【0081】

上述の点灯システム（Ａ１）は、電源制御部（５）のための制御電源の構成の簡略化を図ることができる。

【0082】

実施形態に係る第５の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１乃至第４の態様のいずれか１つにおいて、電力制御部（４）は、プログラムを実行することで電力変換動作を制御するマイクロコントローラ（４１）を備えることが好ましい。

【0083】

上述の点灯システム（Ａ１）は、照明負荷（９）の点灯制御をフレキシブルに変更でき、点灯システム（Ａ１）の汎用性が向上する。

【0084】

実施形態に係る第６の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、電力制御部（４）は、電力制御部（４）が起動してから所定時間が経過するまでのマスク期間（Ｗｍ）では、検出電圧（Ｖｄ）の大きさに基づく電力変換動作の制御を停止することが好ましい。

【0085】

上述の点灯システム（Ａ１）は、誤動作の抑制、検出電圧（Ｖｄ）の精度向上を図ることができ、信頼性が向上する。

【0086】

実施形態に係る第７の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１乃至第６の態様のいずれか１つにおいて、電力変換動作は、電力変換回路（３）の発振動作を含むことが好ましい。

【0087】

上述の点灯システム（Ａ１）は、電力変換回路（３）の発振動作を制御することで、出力電力を容易に制御できる。

【0088】

実施形態に係る第８の態様の点灯システム（Ａ１）では、第１乃至第７の態様のいずれか１つにおいて、電源回路（２）は、ＳＥＰＩＣ回路を含むことが好ましい。

【0089】

上述の点灯システム（Ａ１）は、補助巻線（Ｎ１）による検出電圧（Ｖｄ）の取得を容易に実現できる。

【0090】

実施形態に係る第９の態様の照明器具（Ｂ１）は、第１乃至第８の態様のいずれか１つの点灯システム（Ａ１）と、照明負荷（９）と、を備える。

【0091】

上述の照明器具（Ｂ１）は、入力される交流電圧（Ｖｉ）を検出するための回路規模を小さくできる。

【符号の説明】

【0092】

Ａ１ 点灯システム
Ｂ１ 照明器具
１ 整流回路
２ 電源回路
３ 電力変換回路
４ 電力制御部
４１ マイクロコントローラ
５ 電源制御部
８ 交流電源
９ 照明負荷
Ｎ１ 補助巻線
Ｌ２ インダクタ
Ｑ１ スイッチング素子
Ｖｉ 交流電圧
Ｖ１ 整流電圧
Ｖ２ 中間電圧
Ｖｄ 検出電圧
Ｖｃ 制御電圧
ＩＬ２ インダクタ電流
Ｗｍ マスク期間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】