特許 7279511 点灯装置、電源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】

(24)【登録日】2023-05-15

(45)【発行日】2023-05-23

(54)【発明の名称】点灯装置、電源装置および照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/3725 20200101AFI20230516BHJP

   H05B 45/325 20200101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

H05B45/3725

H05B45/325

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019096288

(22)【出願日】2019-05-22

(65)【公開番号】P2020191246

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-03-01

(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】100148057

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 淑己

(72)【発明者】

【氏名】芝原 信一

(72)【発明者】

【氏名】船山 信介

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７３７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３９９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３５０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１３４８７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／００

Ｈ０５Ｂ ４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させる点灯回路と、
前記スイッチング素子をオンオフさせる電力を生成する制御電源回路と、
前記制御電源回路が生成する第１電圧を外部に供給する第１接続部と、
前記第１電圧よりも高い第２電圧を外部に供給する第２接続部と、
を備えることを特徴とする点灯装置。

【請求項2】

前記点灯回路は、
交流電源から直流電圧を生成する第１電源回路と、
前記直流電圧から前記光源を点灯させる電力を生成する第２電源回路と、
を有し、
前記第２接続部は前記直流電圧を前記第２電圧として外部に供給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】

前記点灯回路は、
交流電源から直流電圧を生成する第１電源回路と、
前記直流電圧から前記光源を点灯させる電力を生成する第２電源回路と、
前記直流電圧を降圧し前記第２電圧を生成する第３電源回路と、
を備え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】

前記制御電源回路は、前記直流電圧から前記第１電圧を生成することを特徴とする請求項２または３に記載の点灯装置。

【請求項5】

前記点灯回路は、前記スイッチング素子の駆動端子に前記スイッチング素子をオンオフさせる駆動信号を出力するドライバー回路を有し、
前記第１電圧は、前記ドライバー回路に供給され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】

請求項１から５の何れか１項に記載の点灯装置と、
前記第１接続部と前記第２接続部の少なくとも一方と接続される第３接続部を備え、前記第３接続部を介して前記点灯装置から電力の供給を受け動作する電源供給ユニットと、
を備えることを特徴とする電源装置。

【請求項7】

前記電源供給ユニットは、前記第３接続部によって前記点灯装置と分離可能に設けられることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。

【請求項8】

前記電源供給ユニットは、前記第１接続部と前記第２接続部と接続されることを特徴とする請求項６または７に記載の電源装置。

【請求項9】

前記電源供給ユニットは、
前記第２接続部から供給される前記第２電圧から、外部装置に供給する電力を生成する第４電源回路と、
前記第１接続部から電力を供給されて動作し、前記第４電源回路を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。

【請求項10】

前記電源供給ユニットは、
前記第２接続部から供給される前記第２電圧から、外部装置に供給する電力を生成する第４電源回路と、
前記第２接続部から電力を供給されて動作し、前記第４電源回路を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の電源装置。

【請求項11】

前記第１接続部は、前記制御電源回路と接続された電源端子と、接地用端子と、を有し、
前記電源供給ユニットは、前記第２接続部と前記接地用端子と接続され、前記電源端子と接続されないことを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。

【請求項12】

前記電源供給ユニットは、前記第４電源回路が生成した電力を外部装置に供給する第４接続部を備えることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の電源装置。

【請求項13】

前記第４接続部は、前記電源供給ユニットの入力端と絶縁されていることを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。

【請求項14】

請求項６から１３の何れか１項に記載の電源装置と、
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、電源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、点灯装置と電源供給ユニットとを備える電源装置が開示されている。点灯装置は、スイッチング回路と、スイッチング回路の制御に使用される第１電圧を生成する制御電源と、第１電圧が供給される第１接続部とを備える。電源供給ユニットは、第１接続部と接続された第２接続部と、第１電圧を第２電圧に変換する電源供給回路と、外部装置に第２電圧を供給するための第３接続部とを備える。電源供給ユニットは、第２接続部において点灯装置と分離可能に設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１３５０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高い付加価値を備える高機能な照明器具が要求されることがある。ここで、照明器具の機能が高いほど、一般に消費電力は大きくなる。このため、外部装置による拡張性を高めるために、照明器具から外部装置に大きい電力を供給することが必要とされる場合がある。特許文献１では、制御電源から電源供給ユニットを介して外部装置に電力供給を行っている。このため、外部装置の消費電力が大きくなると、制御電源回路が大型化するおそれがある。

【0005】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、制御電源回路の大型化を抑制できる点灯装置、電源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】

【0006】

本発明に係る点灯装置は、スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させる点灯回路と、該スイッチング素子をオンオフさせる電力を生成する制御電源回路と、該制御電源回路が生成する第１電圧を外部に供給する第１接続部と、該第１電圧よりも高い第２電圧を外部に供給する第２接続部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る点灯装置では、第２接続部から制御電源回路の第１電圧よりも高い第２電圧が外部に供給される。このため、制御電源回路を大型化しなくても、高い電圧を外部に供給できる。従って、制御電源回路の大型化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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２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３に係る照明器具の回路ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施の形態に係る点灯装置、電源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。

【0010】

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、電源装置８０とＬＥＤ光源部５０を備える。電源装置８０は、光源５１を点灯させる点灯装置１０と外部装置に電源を供給する電源供給ユニット６０を備える。ＬＥＤ光源部５０は、点灯装置１０の出力端に接続される。

【0011】

ＬＥＤ光源部５０は、光源５１を複数備える。光源５１はＬＥＤである。これに限らず、光源５１は有機ＥＬ等の発光素子であっても良い。複数の光源５１は直列に接続される。複数の光源５１は並列または直並列に接続されても良い。また、ＬＥＤ光源部５０に設けられる光源５１の数は限定されない。

【0012】

点灯装置１０は端子部ＣＮ１～ＣＮ４、点灯回路、制御部４０、制御電源回路４１、降圧回路４２およびＭＯＳＦＥＴドライバー４３を備える。点灯回路は、第１電源回路２０および第２電源回路３０を有する。第１電源回路２０は整流器ＤＢと昇圧回路２１を有する。

【0013】

点灯回路は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオンオフにより光源５１を点灯させる。点灯回路は、端子部ＣＮ１を介して、外部電源である交流電源ＡＣと接続される。点灯回路において、端子部ＣＮ１には整流器ＤＢが接続される。整流器ＤＢの出力端は昇圧回路２１に接続される。昇圧回路２１の出力端は、第２電源回路３０に接続される。第１電源回路２０は、交流電源ＡＣから直流電圧Ｖ１を生成する。また、第２電源回路３０は、直流電圧Ｖ１から光源５１を点灯させる電力を生成する。

【0014】

昇圧回路２１において、整流器ＤＢの高電位側の出力端には、コイルＬ１の一端が接続される。コイルＬ１の他端には、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子およびダイオードＤ１のアノードが接続される。

【0015】

スイッチング素子Ｑ１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子Ｑ１のソース端子は、基準電位となる接地用端子に接続される。また、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子はＭＯＳＦＥＴドライバー４３と接続される。スイッチング素子Ｑ１のゲート端子はスイッチング素子Ｑ１をオンオフさせる駆動信号が入力される駆動端子である。

【0016】

ダイオードＤ１のカソードにはコンデンサＣ１の正極が接続される。コンデンサＣ１の負極は、接地用端子に接続される。

【0017】

コイルＬ１、スイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１は昇圧チョッパ回路を構成する。交流電源ＡＣの電圧は整流器ＤＢで整流され、脈流電圧となる。脈流電圧は、昇圧回路２１によって昇圧され、コンデンサＣ１に充電される。この結果、コンデンサＣ１の両端に直流電圧Ｖ１が発生する。昇圧回路２１は、スイッチング素子Ｑ１がオンのときにコイルＬ１に電荷が蓄積され、スイッチング素子Ｑ１がオフのときに、整流器ＤＢからの出力とコイルＬ１に蓄積された電荷が重畳されてコンデンサＣ１に充電される。

【0018】

コンデンサＣ１の両端に発生する電圧は、抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧され制御部４０のＰ１端子に入力される。この結果、コンデンサＣ１の両端に発生する電圧が一定になるように、制御部４０のＶｇ１端子からスイッチング信号が出力される。制御部４０は例えばマイコンである。

【0019】

スイッチング信号は、Ｖｇ１端子からＭＯＳＦＥＴドライバー４３に入力される。ＭＯＳＦＥＴドライバー４３は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動端子に駆動信号を出力するドライバー回路である。マイコンの動作電圧はＭＯＳＦＥＴの駆動電圧よりも低い。このため、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して、スイッチング素子Ｑ１のオンオフの制御を行う。これにより、スイッチング素子Ｑ１に対して安定したスイッチング制御を行うことが出来る。なお、制御部４０は、昇圧回路２１の出力電圧が内部メモリに設定した目標電圧値となるように、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３によりスイッチング素子Ｑ１をオンオフするように定電圧制御してもよい。

【0020】

コンデンサＣ１の正極には、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子が接続される。スイッチング素子Ｑ２は、例えばＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ２のソース端子には、ダイオードＤ２のカソードとコイルＬ２の一端が接続される。ダイオードＤ２のアノードは、コンデンサＣ１の負極に接続される。スイッチング素子Ｑ２のゲート端子はＭＯＳＦＥＴドライバー４３と接続される。コイルＬ２の他端はコンデンサＣ３の正極に接続される。コンデンサＣ３の負極は抵抗Ｒ３の一端に接続される。抵抗Ｒ３の他端は、ダイオードＤ２のアノードおよびコンデンサＣ１の負極に接続される。コイルＬ２、コンデンサＣ３および抵抗Ｒ３は、この順に接続して直列回路を形成する。この直列回路はダイオードＤ２に並列に接続される。

【0021】

スイッチング素子Ｑ２、コイルＬ２、ダイオードＤ２は降圧回路であるバックコンバータ回路を構成する。コンデンサＣ１の両端に発生する電圧は、バックコンバータ回路によって降圧される。バックコンバータ回路の出力電圧は、コンデンサＣ３で平滑される。

【0022】

点灯回路の出力電流は、端子部ＣＮ２から出力される。端子部ＣＮ２にはＬＥＤ光源部５０が接続される。従って、点灯装置１０の出力電流が光源５１に供給され、光源５１が点灯する。

【0023】

光源５１を流れる電流は、抵抗Ｒ３によって電圧に変換される。この電圧は、制御部４０のＰ２端子に入力される。制御部４０は、Ｐ２端子の電圧が予め定められた目標値と一致するように、Ｖｇ２端子からスイッチング信号を出力する。昇圧チョッパ回路の場合と同様に、スイッチング信号は、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介してスイッチング素子Ｑ２をオンオフする。この結果、光源５１を流れる電流は定電流制御される。

【0024】

コンデンサＣ１の正極には、制御電源回路４１が接続される。制御電源回路４１は、コンデンサＣ１の両端に発生する電圧を降圧する。制御電源回路４１は、直流電圧Ｖ１から制御電源電圧Ｖ２を生成する。制御電源電圧Ｖ２は第１電圧に該当する。制御電源回路４１の出力端にはコンデンサＣ２の正極が接続される。コンデンサＣ２の負極は、接地用端子と接続される。コンデンサＣ２の両端には制御電源電圧Ｖ２が印加される。

【0025】

制御電源電圧Ｖ２は、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３に供給される。ＭＯＳＦＥＴドライバー４３は、制御電源電圧Ｖ２を電源としてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオンオフさせる。制御電源電圧Ｖ２は、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３の制御電源となる。このように、制御電源回路４１は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオンオフさせる電力を生成する。

【0026】

制御電源回路４１の出力には、降圧回路４２が接続される。降圧回路４２の出力は、制御部４０の電源ＶＤＤに接続される。制御電源電圧Ｖ２は、降圧回路４２によって降圧され、制御部４０の電源ＶＤＤに供給される。電源ＶＤＤに供給される電圧は例えば５Ｖである。

【0027】

第１接続部である端子部ＣＮ３は、制御電源回路４１の出力と接続された電源端子１１と、接地用端子１２とを有する。端子部ＣＮ３は、制御電源回路４１の出力と接続された制御電源ラインと、点灯装置１０の回路基準電位に等しい接地用端子に接続されている。よって、端子部ＣＮ３には制御電源電圧Ｖ２が供給される。制御電源電圧Ｖ２は例えば１５Ｖである。端子部ＣＮ３には、電源供給ユニット６０が接続される。電源供給ユニット６０は、点灯装置１０から電力の供給を受け動作する。端子部ＣＮ３は、制御電源電圧Ｖ２を外部に供給する。

【0028】

また、第２接続部である端子部ＣＮ４は、電源端子１３を有する。電源端子１３は第１電源回路２０の出力に接続される。端子部ＣＮ４には、電源供給ユニット６０が接続される。端子部ＣＮ４は、直流電圧Ｖ１を外部供給電圧として外部に供給する。外部供給電圧は、第２電圧に該当する。

【0029】

次に、電源供給ユニット６０について説明する。電源供給ユニット６０は端子部ＣＮ５、ＣＮ６を備える。端子部ＣＮ５は電源供給ユニット６０の入力端であり、第３接続部に該当する。端子部ＣＮ５は、端子部ＣＮ３、ＣＮ４と接続される。端子部ＣＮ５は、端子部ＣＮ３、ＣＮ４に対応する第１電源端子６１、第２電源端子６２および接地用端子６３を有する。第１電源端子６１は、端子部ＣＮ４の電源端子１３に接続される。第２電源端子６２は、端子部ＣＮ３の電源端子１１に接続される。接地用端子６３は、端子部ＣＮ３の接地用端子１２と接続される。第１電源端子６１には、外部供給電圧である直流電圧Ｖ１が供給される。第２電源端子６２には制御電源電圧Ｖ２が供給される。電源供給ユニット６０は、端子部ＣＮ５を介して点灯装置１０から電力の供給を受ける。

【0030】

点灯装置１０と電源供給ユニット６０は、それぞれ別のプリント基板上に形成されている。さらに、点灯装置１０と電源供給ユニット６０は、端子部ＣＮ３、ＣＮ４および端子部ＣＮ５によって接続されている。このため、電源供給ユニット６０は端子部ＣＮ５によって、点灯装置１０から分離可能に設けられる。

【0031】

端子部ＣＮ６には外部装置が接続される。電源供給ユニット６０は、点灯装置１０から電力を供給され、外部装置に電源を供給する。外部装置は、端子部ＣＮ６に接続され、電源装置８０から電力供給されて動作する電子機器である。外部装置は、例えば監視カメラまたは各種センサである。外部装置は、照明器具１００の明かりの提供とは異なる用途の機能を備えている。

【0032】

電源供給ユニット６０は、端子部ＣＮ４から供給される外部供給電圧から、外部装置に供給する電力を生成する電源供給回路７０を備える。電源供給回路７０は第４電源回路に該当する。また、電源供給ユニット６０は制御部７１を備える。制御部７１は、端子部ＣＮ３から電力を供給されて動作し、電源供給回路７０を制御する

【0033】

電源供給回路７０において、第１電源端子６１には、コンデンサＣ４の正極およびトランスＴの１次巻線の一端が接続される。コンデンサＣ４の負極側は接地用端子６３に接続される。トランスＴの１次巻線の他端は、スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子と接続される。スイッチング素子Ｑ３は例えばＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ３のゲート端子は、制御部７１のＶｇ３端子と接続される。制御部７１によって、スイッチング素子Ｑ３はスイッチング制御される。スイッチング素子Ｑ３のソース端子は、接地用端子６３と接続される。トランスＴ、スイッチング素子Ｑ３および制御部７１は絶縁型フライバック回路を構成する。

【0034】

第２電源端子６２には、コンデンサＣ５の正極および制御部７１の電源ＶＣＣが接続される。コンデンサＣ５の負極は回路グランドに接続される。

【0035】

制御部７１のオン時間決定端子Ｐ５には、抵抗Ｒ４を介してフォトカプラＰＣ１のトランジスタ側のコレクタが接続される。フォトカプラＰＣ１のトランジスタ側のエミッタは接地用端子６３に接続される。また、制御部７１の発振停止端子Ｐ４には、フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側のエミッタが接続される。フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側コレクタには電源ＶＣＣが接続される。

【0036】

トランスＴの２次巻線の一端には、ダイオードＤ３のアノードが接続される。トランスＴの出力電流は、ダイオードＤ３によって整流される。トランスＴの２次巻線の他端は接地用端子７２に接続される。トランスＴの１次巻き線側の接地用端子６３と２次巻き線側の接地用端子７２はコンデンサＣ６によって絶縁されている。このように、トランスＴの１次巻き線側と２次巻き線側は絶縁されている。

【0037】

ダイオードＤ３のカソードには、コンデンサＣ７の正極およびコイルＬ３の一端が接続される。コンデンサＣ７の負極は接地用端子７２に接続される。コイルＬ３の他端は、コンデンサＣ８の正極および、端子部ＣＮ６のＶＢＵＳ端子に接続される。コンデンサＣ８の負極は接地用端子７２に接続される。また、コンデンサＣ８の負極は、抵抗Ｒ５を介して端子部ＣＮ６のＧＮＤ端子に接続される。

【0038】

端子部ＣＮ６は、電源供給回路７０が生成した電力を外部装置に供給する。端子部ＣＮ６は第４接続部に該当する。ここで、端子部ＣＮ６は、汎用性の高いユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）端子である。端子部ＣＮ６に外部装置を接続することで、電源供給回路７０の出力電圧を外部装置に供給することが出来る。

【0039】

コンデンサＣ７、コイルＬ３、コンデンサＣ８はπ型フィルタを構成する。π型フィルタによって、フライバック回路の出力電圧から安定な平滑電圧を生成することが出来る。特に、コイルＬ３およびコンデンサＣ８により高周波成分を抑制することができる。従って、端子部ＣＮ６に接続された外部装置に、高周波電流を与えないようにすることが可能になる。

【0040】

端子部ＣＮ６のＶＢＵＳ端子およびＧＮＤ端子間には、フォトカプラＰＣ２のダイオード側とツェナダイオードＤＺ２の直列回路が接続される。フォトカプラＰＣ２のダイオードとツェナダイオードＤＺ２の接続点にはトランジスタＱ５のコレクタ端子が接続されている。トランジスタＱ５のエミッタ端子は、接地用端子７２に接続される。また、トランジスタＱ５のベース端子は端子部ＣＮ６のＧＮＤ端子に接続される。さらに、端子部ＣＮ６のＶＢＵＳ端子およびＧＮＤ端子間には、フォトカプラＰＣ１のダイオード側とツェナダイオードＤＺ１の直列回路が接続される。

【0041】

次に、電源供給ユニット６０の動作について説明する。点灯装置１０から端子部ＣＮ５を介して制御電源電圧Ｖ２が供給されると、制御部７１が動作を開始する。また、点灯装置１０から端子部ＣＮ５を介して外部供給電圧が供給されると、コンデンサＣ４が充電される。コンデンサＣ４は、フライバック回路がスイッチングするための電源となっている。また、コンデンサＣ５は制御部７１の電源ＶＣＣ用のパスコンデンサである。コンデンサＣ５はノイズ除去に用いられる。

【0042】

フライバック回路の出力電圧は、フォトカプラＰＣ１とツェナダイオードＤＺ１で検出される。端子部ＣＮ６に印加される平滑電圧が、フォトカプラＰＣ１のダイオードの順方向電圧とツェナダイオードＤＺ１のツェナ電圧から定まる電圧値を超えると、フォトカプラＰＣ１のダイオード電流が大きくなる。この結果、フォトカプラＰＣ１のトランジスタ側のコレクタ電流が大きくなる。

【0043】

フォトカプラＰＣ１のトランジスタ側のコレクタ電流が大きくなると、制御部７１のオン時間決定端子Ｐ５の印加電圧が小さくなる。ここで、制御部７１は、オン時間決定端子Ｐ５への印加電圧が高くなるとスイッチング素子Ｑ３のオン時間を長くし、印加電圧が低くなるとオン時間を短くする。また、制御部７１は固定周波数で動作する。

【0044】

以上から、平滑電圧値が上昇するとオン時間決定端子Ｐ５の電圧が小さくなるため、スイッチング素子Ｑ３のオン時間は短くなる。この結果、平滑電圧を小さくすることができる。同様に、平滑電圧値が減少するとオン時間決定端子Ｐ５の電圧が大きくなるため、スイッチング素子Ｑ３のオン時間は長くなる。この結果、平滑電圧を大きくすることができる。以上の動作が繰り返されることで、平滑電圧は定電圧を維持することができる。従って、フライバック回路では定電圧制御が実施される。

【0045】

以上から、電源供給回路７０は、外部供給電圧から端子部ＣＮ６に印加される平滑電圧を生成する。この平滑電圧は、端子部ＣＮ６に接続される外部装置の電源となる。本実施の形態では、平滑電圧は例えば５Ｖである。

【0046】

なお、端子部ＣＮ６に外部装置を接続する場合に、使用者が端子部ＣＮ６を直接触れる可能性がある。このため交流電源ＡＣが２００Ｖ以上の場合には、端子部ＣＮ６および整流器ＤＢの間に強化絶縁を設ける必要がある。この時、電源供給ユニット６０のプリント基板、トランスＴ、フォトカプラＰＣ２及びフォトカプラＰＣ１は、強化絶縁に耐える仕様のものを用いる。

【0047】

次に、電源供給回路７０が備える保護機能について説明する。各部品が故障した場合、端子部ＣＮ６に高い電圧が印加される可能性がある。この時、端子部ＣＮ６に外部装置を接続すると、ＵＳＢ端子での低電圧使用を想定しているので、外部装置が故障する可能性がある。

【0048】

まず、端子部ＣＮ６への過電圧の印加を防ぐための過電圧検出機能について説明する。フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側は、制御部７１の電源ＶＣＣと発振停止端子Ｐ４との間に接続される。端子部ＣＮ６に印加される平滑電圧が、フォトカプラＰＣ２のダイオード側の順方向電圧とツェナダイオードＤＺ２のツェナ電圧から定まる電圧値を超えると、フォトカプラＰＣ２のダイオード電流が大きくなる。この結果、フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側のコレクタ電流が大きくなる。

【0049】

フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側のコレクタ電流が大きくなると、電源ＶＣＣから制御部７１の発振停止端子Ｐ４に電流が流れる。この結果、制御部７１は発振を停止する。ここで、フォトカプラＰＣ１のダイオードの順方向電圧とツェナダイオードＤＺ１のツェナ電圧から定まる電圧値に対して、フォトカプラＰＣ２のダイオードの順方向電圧とツェナダイオードＤＺ２のツェナ電圧から定まる電圧値が大きくなるように設定する。これにより、定常動作中において過電圧検出機能は動作しない。従って、端子部ＣＮ６に印加される平滑電圧が何らかの異常で高くなったときにのみ、過電圧検出機能を動作させる事が可能になる。

【0050】

次に、端子部ＣＮ６を流れる電流が大きくなったときの過電流保護機能について説明する。抵抗Ｒ５は、端子部ＣＮ６を流れる電流を電圧に変換している。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ５のベースに接続されている。端子部ＣＮ６を流れる電流が大きくなると、抵抗Ｒ５に印加される電圧が大きくなる。抵抗Ｒ５に印加される電圧が規定値よりも大きくなると、トランジスタＱ５がオンする。トランジスタＱ５がオンすると、フォトカプラＰＣ２のダイオード側にダイオード電流が流れる。この結果、フォトカプラＰＣ２のトランジスタ側にコレクタ電流が流れる。従って、過電圧検出機能の場合と同様に、制御部７１は発振を停止する。

【0051】

また、フライバック回路の１次側のＧＮＤラインと２次側のコンデンサＣ８の負極側間に結合コンデンサであるコンデンサＣ６が接続されている。これにより、絶縁回路の２次側の電位を安定させることができる。また、ノイズを抑制できる。

【0052】

以上のように本実施の形態では、点灯装置１０から端子部ＣＮ４を介して、制御電源電圧Ｖ２よりも高い直流電圧Ｖ１を電源供給ユニット６０に供給する。これにより、消費電力が大きい外部装置を電源供給ユニット６０に接続して動作させることができる。従って、外部装置によって高機能な照明器具１００を実現できる。また、点灯装置１０から供給される電圧が高いため、端子部ＣＮ６から外部装置に安定電圧を供給できる。

【0053】

また、電源供給ユニット６０は、点灯装置１０から端子部ＣＮ３、ＣＮ４、ＣＮ５を介して着脱可能に設けられる。このため、照明器具１００の高機能化が不要な場合でも、点灯装置１０だけを使用することができる。従って、照明器具１００の基本仕様である明るさの提供のみを行うことができる。すなわち、高機能化に対応した照明器具と、ベーシックな照明器具との何れにも点灯装置１０を適用できる。このため、部材の標準化、製品の標準化が可能となる。従って、省資源化および生産効率の向上により環境負荷低減に貢献できる。また、本実施の形態では、外部装置に対して大きい電力を供給可能としながらも、部材の標準化および製品の標準化ができる。

【0054】

一般に、制御電源回路４１は、自己のスイッチング回路の動作電力を供給できれば良い。このため、制御電源回路４１が大型化することは好ましくない。これに対し、本実施の形態では、直流電圧Ｖ１を電源供給ユニット６０に供給する。このため、電源供給ユニット６０に高電圧を供給するために、制御電源回路４１を大型化する必要がない。従って、制御電源回路４１の大型化および点灯装置１０の大型化を抑制できる。

【0055】

また、電源供給ユニット６０は、接続される外部装置に応じて変更することができる。点灯装置１０は共用化し、様々な電源供給ユニット６０を準備することで、外部装置に応じて最適な電源装置８０を提供することができる。電源供給ユニット６０は、外部装置への電源供給能力によって部品を変えても良い。

【0056】

また、端子部ＣＮ６は、端子部ＣＮ５と絶縁されている。これにより、点灯装置１０と外部装置を絶縁でき、外部装置の安全性を向上できる。

【0057】

本実施の形態の変形例として、端子部ＣＮ４は電源端子１３の他に接地用端子を有していても良い。この場合、端子部ＣＮ３は接地用端子１２を有さなくても良い。

【0058】

これらの変形は、以下の実施の形態に係る点灯装置、電源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、電源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。

【0059】

実施の形態２．
図２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は電源装置２８０とＬＥＤ光源部５０を備える。電源装置２８０は、点灯装置２１０と電源供給ユニット６０を備える。点灯装置２１０は、第３電源回路２９０と制御部２４４を備える点が点灯装置１０と異なる。第３電源回路２９０は、直流電圧Ｖ１を降圧し外部供給電圧Ｖ３を生成する。制御部２４４は第３電源回路２９０を制御する。

【0060】

第３電源回路２９０において、コンデンサＣ１の正極には、スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子が接続される。スイッチング素子Ｑ４は、例えばＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ４のソース端子にはダイオードＤ４のカソードとコイルＬ４の一端が接続される。ダイオードＤ４のアノードは、接地用端子に接続される。スイッチング素子Ｑ４のゲート端子は制御部２４４のＶｇ４端子と接続される。コイルＬ４の他端はコンデンサＣ９の正極に接続される。コンデンサＣ９の負極はダイオードＤ４のアノードに接続される。

【0061】

スイッチング素子Ｑ４、コイルＬ４およびダイオードＤ４はバックコンバータ回路を構成する。第３電源回路２９０は、コンデンサＣ１に充電されている直流電圧Ｖ１から、コンデンサＣ９で平滑された直流電圧である外部供給電圧Ｖ３を生成する。第３電源回路２９０の出力には、端子部ＣＮ４が接続される。

【0062】

コンデンサＣ９と並列に抵抗Ｒ６、Ｒ７の直列回路が接続される。コンデンサＣ９の両端電圧は、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７により抵抗分圧され、制御部２４４のＰ６端子に入力される。制御部２４４は、Ｐ６端子の電圧が一定になるようにＶｇ４端子からスイッチング信号をスイッチング素子Ｑ４に出力する。なお、第１電源回路２０、第２電源回路３０と同様に、制御部２４４はＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して、スイッチング素子Ｑ４をオンオフしても良い。

【0063】

外部供給電圧Ｖ３は、コンデンサＣ１に充電された直流電圧Ｖ１に比べて低い。これにより、実施の形態１に比べて、耐圧の低い部材で端子部ＣＮ４と端子部ＣＮ５を接続できる。

【0064】

本実施の形態のように第３電源回路２９０を追加する構成は、直流電圧Ｖ１の電圧値に応じて採用するのが良い。本実施の形態は、直流電圧Ｖ１の対地電圧が３００Ｖを超えるような高電圧の場合に特に有効である。

【0065】

また、端子部ＣＮ４には直流電圧である外部供給電圧Ｖ３が供給されることから、端子部ＣＮ２と同様に端子部ＣＮ４にＬＥＤ光源部を接続しても良い。この場合、明るさの提供以外の機能の付加が不要な場合にも端子部ＣＮ４を使用できる。この際、ＬＥＤ光源部を電源端子１３と接地用端子１２との間に接続しても良い。また、端子部ＣＮ４に接続するＬＥＤ光源部は、ＬＥＤ光源部５０と同じ種類のものでも良く、違う明るさ、光色または配光を有するものでも良い。

【0066】

実施の形態３．
図３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は電源装置３８０とＬＥＤ光源部５０を備える。電源装置３８０は、点灯装置１０と電源供給ユニット３６０を備える。電源供給ユニット３６０は、電源供給回路３７０の構成が実施の形態１と異なる。また、電源供給ユニット３６０において、端子部ＣＮ５は、第２電源端子６２を有さない。つまり、電源供給ユニット３６０は、端子部ＣＮ４の電源端子１３と、端子部ＣＮ３の接地用端子１２と接続され、電源端子１１と接続されない。

【0067】

電源供給ユニット３６０において、直流電圧Ｖ１が供給される第１電源端子６１は、コンデンサＣ４およびトランスＴの１次巻線の他に、制御部７１のＶｓｔ端子に接続される。

【0068】

トランスＴは、実施の形態と同様の１次巻線及び２次巻き線の他に、補助巻き線を有する。補助巻き線の一端は回路基準電位である接地用端子に接続される。また、補助巻き線の他端は、ダイオードＤ５のアノードに接続される。ダイオードＤ５のカソードは、制御部７１の電源ＶＣＣとコンデンサＣ５の正極に接続される。

【0069】

制御部７１は、Ｖｓｔ端子からＶＣＣ端子へ自己が動作するための起動電流を供給することができる。この起動電流によりコンデンサＣ５が充電され、制御部７１は動作を開始する。制御部７１は、Ｖｇ３端子からスイッチング素子Ｑ３のスイッチングを開始する。これにより、トランスＴの補助巻き線から電源ＶＣＣに電流が供給される。従って、制御部７１は動作を継続することができる。このように、本実施の形態の制御部７１は、端子部ＣＮ４から電力を供給されて動作し、電源供給回路３７０を制御する。

【0070】

このように、電源供給ユニット３６０の回路構成によっては、制御電源電圧Ｖ２との接続を行わなくても良い。これにより端子部ＣＮ５の構成を単純化できる。

【0071】

また、外部装置の消費電力が低い場合等には、端子部ＣＮ４を使用せず端子部ＣＮ３のみから電源供給ユニット３６０に給電を行っても良い。電源供給ユニット３６０の端子部ＣＮ５は、端子部ＣＮ３と端子部ＣＮ４の少なくとも一方と接続されれば良い。

【0072】

また、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】

【0073】

１０ 点灯装置、１１ 電源端子、１２ 接地用端子、１３ 電源端子、２０ 第１電源回路、２１ 昇圧回路、３０ 第２電源回路、４０ 制御部、４１ 制御電源回路、４２ 降圧回路、４３ ＭＯＳＦＥＴドライバー、５０ ＬＥＤ光源部、５１ 光源、６０ 電源供給ユニット、６１ 第１電源端子、６２ 第２電源端子、６３ 接地用端子、７０ 電源供給回路、７１ 制御部、７２ 接地用端子、８０ 電源装置、１００ 照明器具、２００ 照明器具、２１０ 点灯装置、２４４ 制御部、２８０ 電源装置、２９０ 第３電源回路、３００ 照明器具、３６０ 電源供給ユニット、３７０ 電源供給回路、３８０ 電源装置、ＡＣ 交流電源、Ｃ１～Ｃ９ コンデンサ、ＣＮ１～ＣＮ６ 端子部、Ｄ１～Ｄ５ ダイオード、ＤＢ 整流器、ＤＺ１、ＤＺ２ ツェナダイオード、Ｌ１～Ｌ４ コイル、Ｐ４ 発振停止端子、Ｐ５ オン時間決定端子、ＰＣ１、ＰＣ２ フォトカプラ、Ｑ１～Ｑ４ スイッチング素子、Ｑ５ トランジスタ、Ｒ１～Ｒ７ 抵抗、Ｔ トランス、Ｖ１ 直流電圧、Ｖ２ 制御電源電圧、Ｖ３ 外部供給電圧、ＶＣＣ 電源、ＶＤＤ 電源

【図1】

【図2】

【図3】