特許 7484501 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(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 45/325 20200101AFI20240509BHJP

   H05B 45/10 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 47/105 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 47/20 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 45/34 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 45/375 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 45/38 20200101ALI20240509BHJP

   H05B 47/17 20200101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

H05B45/325

H05B45/10

H05B45/345

H05B47/105

H05B47/20

H05B45/34

H05B45/375

H05B45/38

H05B47/17

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020115173

(22)【出願日】2020-07-02

(65)【公開番号】P2021111609

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】P 2020002793

(32)【優先日】2020-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】鈴木 浩士

(72)【発明者】

【氏名】平本 雄也

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１６１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９６１０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／３２５

Ｈ０５Ｂ ４５／１０

Ｈ０５Ｂ ４５／３４５

Ｈ０５Ｂ ４７／１０５

Ｈ０５Ｂ ４７／２０

Ｈ０５Ｂ ４５／３４

Ｈ０５Ｂ ４５／３７５

Ｈ０５Ｂ ４５／３８

Ｈ０５Ｂ ４７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子を有し、前記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、
前記点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出値に応じて、前記出力電力が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のオン幅を制御し、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記検出値に関わらず前記オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記オン幅を前記固定値に固定した状態で前記点灯回路の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、前記出力電力が前記目標値と一致するように前記オン幅を制御することを特徴とする点灯装置。

【請求項2】

前記目標値は、外部から前記制御部に入力される調光指令値で決まり、
前記制御部は、前記オン幅を前記固定値に固定した状態で前記調光指令値が変更されると、再び前記出力電力が前記目標値と一致するように前記オン幅を制御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】

スイッチング素子を有し、前記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、
前記点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出値に応じて、前記出力電力が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のオン幅を制御し、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記検出値に関わらず前記オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記点灯回路の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、前記出力電力と前記目標値とが一致し、かつ、前記電圧異常が解消された後に、前記オン幅を前記固定値に固定することを特徴とする点灯装置。

【請求項4】

スイッチング素子を有し、前記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、
前記点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出値に応じて、前記出力電力が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のオン幅を制御し、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記検出値に関わらず前記オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記オン幅を前記固定値に固定した状態で前記光源に供給する電力の異常を検出すると、前記出力電力が前記目標値と一致するように前記オン幅を制御することを特徴とする点灯装置。

【請求項5】

スイッチング素子を有し、前記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、
前記点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出値に応じて、前記出力電力が予め定められた目標値と一致するように前記スイッチング素子のオン幅を制御し、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記検出値に関わらず前記オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記光源に供給する電力の異常を検出すると、前記出力電力と前記目標値とが一致し、かつ、前記電力の異常が解消された後に、前記オン幅を前記固定値に固定することを特徴とする点灯装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記目標値が予め定められた規定値よりも小さい場合に、前記オン幅を前記固定値に固定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】

スイッチング素子を有し、前記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、
前記点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出値に応じて、前記出力電力が予め定められた目標値と一致するように、補正値を用いて前記スイッチング素子のオン幅を補正する制御部と、
を備え、
前記補正値は、前記出力電力と前記目標値との差分に係数を乗じた値を含み、
前記制御部は、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記出力電力と前記目標値とが一致する前よりも前記係数を小さくすることを特徴とする点灯装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記出力電力と前記目標値とが一致すると、前記係数をゼロに設定することで、前記検出値に関わらず前記オン幅を直前の値である固定値に固定することを特徴とする請求項７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、コンバータ回路と、抵抗と、駆動回路と、制御回路とを備える点灯装置が開示されている。コンバータ回路は、制御端子を有するスイッチング素子を含む。抵抗は、一端が制御端子に接続する。駆動回路は、抵抗の他端に駆動信号を供給する。制御回路は、駆動回路にコンバータ回路の出力を制御するためのパルス信号を供給する。制御回路は、予め定めたダミーオン幅をスイッチング素子の目標オン幅に加算することで、パルス信号のオン幅を決定する。これにより、駆動回路が確実に駆動信号を生成できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６２９２０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、特許文献１では、ＬＥＤ電流を検出する検出抵抗からの検出電圧に基づいて、ＬＥＤモジュールに流れる電流が一定電流になるようにコンバータ回路のスイッチング素子を制御している。このとき、スイッチング素子のオンオフ時に発生するノイズが、パターン間の浮遊容量を通して検出電圧に重畳する可能性がある。このため、スイッチング素子のオンオフにばらつきが生じるおそれがある。従って、ＬＥＤ電流にばらつきが生じ、特に低調光時において光源のちらつきが発生する可能性がある。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源のちらつきを抑制できる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】

【0006】

第１の開示に係る点灯装置は、スイッチング素子を有し、該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、該点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、該検出回路の検出値に応じて、該出力電力が予め定められた目標値と一致するように該スイッチング素子のオン幅を制御し、該出力電力と該目標値とが一致すると、該検出値に関わらず該オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、を備え、該制御部は、該オン幅を該固定値に固定した状態で該点灯回路の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、該出力電力が該目標値と一致するように該オン幅を制御する。
第２の開示に係る点灯装置は、スイッチング素子を有し、該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、該点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、該検出回路の検出値に応じて、該出力電力が予め定められた目標値と一致するように該スイッチング素子のオン幅を制御し、該出力電力と該目標値とが一致すると、該検出値に関わらず該オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、を備え、該制御部は、該点灯回路の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、該出力電力と該目標値とが一致し、かつ、該電圧異常が解消された後に、該オン幅を該固定値に固定する。
第３の開示に係る点灯装置は、スイッチング素子を有し、該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、該点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、該検出回路の検出値に応じて、該出力電力が予め定められた目標値と一致するように該スイッチング素子のオン幅を制御し、該出力電力と該目標値とが一致すると、該検出値に関わらず該オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、を備え、該制御部は、該オン幅を該固定値に固定した状態で該光源に供給する電力の異常を検出すると、該出力電力が該目標値と一致するように該オン幅を制御する。
第４の開示に係る点灯装置は、スイッチング素子を有し、該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、該点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、該検出回路の検出値に応じて、該出力電力が予め定められた目標値と一致するように該スイッチング素子のオン幅を制御し、該出力電力と該目標値とが一致すると、該検出値に関わらず該オン幅を直前の値である固定値に固定する制御部と、を備え、該制御部は、該光源に供給する電力の異常を検出すると、該出力電力と該目標値とが一致し、かつ、該電力の異常が解消された後に、該オン幅を該固定値に固定する。
第５の開示に係る点灯装置は、スイッチング素子を有し、該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、該点灯回路の出力電力を検出する検出回路と、該検出回路の検出値に応じて、該出力電力が予め定められた目標値と一致するように、補正値を用いて該スイッチング素子のオン幅を補正する制御部と、を備え、該補正値は、該出力電力と該目標値との差分に係数を乗じた値を含み、該制御部は、該出力電力と該目標値とが一致すると、該出力電力と該目標値とが一致する前よりも該係数を小さくする。

【発明の効果】

【0007】

第１の開示に係る点灯装置では、点灯回路の出力電力と目標値とが一致すると、スイッチング素子のオン幅を固定する。このため、光源のちらつきを抑制できる。
第２の開示に係る点灯装置では、出力電力が目標値と一致するように、補正値を用いてスイッチング素子のオン幅が補正される。補正値は、出力電力と目標値との差分に係数を乗じた値を含む。出力電力と目標値とが一致すると、出力電力と目標値とが一致する前よりも係数は小さく設定される。このため、光源のちらつきを抑制できる。

【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１に係る照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【図3】実施の形態１で調光指令値に変更があった場合の照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【図4】実施の形態２に係る照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【図5】実施の形態３に係る照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【図6】実施の形態４でフィードバック制御が無効な状態での照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【図7】実施の形態４でフィードバック制御が有効な状態での照明器具の動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【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、ＬＥＤモジュール３１および点灯装置１を備える。

【0011】

点灯装置１の入力側には、外部電源２２が接続されている。外部電源２２は、例えば商用電源等の交流電源である。点灯装置１は、外部電源２２から電力を供給され、ＬＥＤモジュール３１を点灯させる。

【0012】

点灯装置１の出力側には、ＬＥＤモジュール３１が接続される。ＬＥＤモジュール３１は複数の光源３０を有する。光源３０は、例えばＬＥＤ等の発光素子である。ＬＥＤモジュール３１において、複数の光源３０は直列に接続されている。これに限らず、複数の光源３０は、並列または直並列に接続されても良い。また、ＬＥＤモジュール３１は光源３０を１つ以上有すれば良い。

【0013】

また、点灯装置１に調光ユニット４１を接続することで、ＬＥＤモジュール３１の調光制御を行うことができる。

【0014】

点灯装置１は、整流回路６、昇圧回路２、点灯回路３および制御装置５を備える。整流回路６は、外部電源２２の交流電力を整流する。整流回路６の出力と並列にコンデンサ７が接続される。また、整流回路６の出力と並列に抵抗８、９の直列回路が接続される。抵抗８、９の接続点は、制御装置５に接続される。

【0015】

制御装置５は、例えばマイコンである。制御装置５は昇圧回路２および点灯回路３を制御する。抵抗８、９は、昇圧回路２への入力電圧を分圧する分圧回路を形成する。昇圧回路２への入力電圧は、抵抗８、９で分圧され、制御装置５に入力される。これにより、制御装置５は昇圧回路２への入力電圧を検出する。

【0016】

昇圧回路２は、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路である。昇圧回路２は力率改善回路とも呼ばれる。昇圧回路２は整流回路６の出力に接続される。昇圧回路２は、整流回路６で整流された脈流電圧を昇圧し、コンデンサ１５に予め定められた直流高電圧を充電する。コンデンサ１５は例えば電解コンデンサである。昇圧回路２は、例えば昇圧チョッパ回路である。昇圧回路２は、スイッチング素子１２のオンオフによりコンデンサ１５の両端に電圧を発生させるスイッチング電源回路である。

【0017】

昇圧回路２はインダクタ１０を備える。インダクタ１０の一端は、整流回路６の出力の高電位側と接続される。インダクタ１０の他端には、スイッチング素子１２の第１端子およびダイオード１１のアノードが接続される。

【0018】

スイッチング素子１２は例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子１２は第１端子、第２端子および第１端子第２端子間をスイッチングするための制御端子を有する。スイッチング素子１２がＭＯＳＦＥＴの場合、第１端子はドレイン端子、第２端子はソース端子、制御端子はゲート端子である。

【0019】

スイッチング素子１２の第２端子は、抵抗１６の一端に接続される。抵抗１６の他端はコンデンサ１５の負極に接続される。スイッチング素子１２の制御端子は駆動回路２４に接続される。ダイオード１１のカソードは、コンデンサ１５の正極に接続される。コンデンサ１５の負極は、整流回路６の出力の低電位側に接続される。コンデンサ１５と並列に、抵抗１３、１４の直列回路が接続される。抵抗１３、１４の接続点は、制御装置５に接続される。

【0020】

昇圧回路２の出力電圧は、コンデンサ１５に充電される。抵抗１３、１４は、昇圧回路２の出力電圧を分圧する分圧回路を形成する。コンデンサ１５の両端電圧は、抵抗１３、１４で分圧され、抵抗１４からの検出電圧として制御装置５に入力される。制御装置５は記憶装置を有する。記憶装置には予め定められた電圧目標値が記憶されている。制御装置５は、検出電圧と電圧目標値とが一致するように、スイッチング素子１２をオンオフするスイッチング信号を出力する。スイッチング信号は例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。これにより、昇圧回路２の出力電圧は定電圧制御される。

【0021】

ここで、一般にマイコンの出力電圧はＭＯＳＦＥＴの駆動電圧よりも小さい。このため、制御装置５からのスイッチング信号は駆動回路２４に入力される。駆動回路２４はスイッチング信号に応じて、スイッチング素子１２をオンオフする。これにより、安定なスイッチングを実現できる。

【0022】

抵抗１６には、スイッチング素子１２を流れる電流に対応する電圧が印加される。抵抗１６に印加される電圧は、制御装置５で検出される。これにより、制御装置５はスイッチング素子１２を流れる電流を検出する。

【0023】

制御電源回路４は、駆動回路２４と制御装置５の駆動に必要な電源電圧を供給する回路である。制御電源回路４は、コンデンサ１５の後段に並列接続される。つまり、制御電源回路４は昇圧回路２の出力に接続される。制御電源回路４は外部電源２２が投入されると、整流回路６によって整流された電圧により起動する。その後、昇圧回路２が駆動すると昇圧回路２の出力電圧を電源電圧として駆動する。

【0024】

コンデンサ１５には点灯回路３が接続される。点灯回路３は、コンデンサ１５から電力を供給される。点灯回路３は、スイッチング素子１７を有し、スイッチング素子１７のオンオフにより光源３０を点灯させる。点灯回路３は、例えばバックコンバータ回路等の降圧回路である。

【0025】

点灯回路３において、スイッチング素子１７とダイオード１８からなる直列回路がコンデンサ１５と並列に接続されている。スイッチング素子１７は、例えばＭＯＳＦＥＴである。コンデンサ１５の正極には、スイッチング素子１７の第１端子が接続される。スイッチング素子１７の第２端子には、ダイオード１８のカソードおよびインダクタ１９の一端が接続される。スイッチング素子１７の制御端子は、駆動回路２４に接続される。

【0026】

ダイオード１８のアノードには、コンデンサ１５の負極および検出抵抗２５の一端が接続される。インダクタ１９の他端には、コンデンサ２３の正極が接続される。コンデンサ２３の負極には検出抵抗２５の他端が接続される。インダクタ１９、コンデンサ２３および検出抵抗２５が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１８に並列に接続している。また、検出抵抗２５の他端は制御装置５に接続される。

【0027】

ＬＥＤモジュール３１は、コンデンサ２３と並列に接続される。点灯回路３の出力電圧は、コンデンサ２３で平滑され、ＬＥＤモジュール３１に供給される。

【0028】

検出抵抗２５は、ＬＥＤモジュール３１に流れるＬＥＤ電流の検出に用いられる。検出抵抗２５は、点灯回路３の出力電力を検出する検出回路である。検出抵抗２５に印加される電圧は、ＬＥＤモジュール３１を流れる電流に対応する。ＬＥＤに流れる電流は、検出抵抗２５にて電圧に変換され、制御装置５に入力される。制御装置５は、検出抵抗２５に印加される電圧を検出値として検出する。

【0029】

制御装置５の記憶装置には予め定められた電流目標値が記憶されている。制御装置５は、検出抵抗２５の検出値が電流目標値と一致するように、スイッチング素子１７をオンオフするスイッチング信号を出力する。このスイッチング信号は例えばＰＷＭ信号である。つまり、制御装置５はフィードバック制御を行っている。フィードバック制御において、制御装置５は検出抵抗２５の検出値に応じて、点灯回路３の出力電力が予め定められた目標値と一致するようにスイッチング素子１７のオン幅を制御する。ここで、オン幅は、スイッチング素子１７がオンしてから次にオフするまでの時間である。

【0030】

制御装置５は駆動回路２４を介して、スイッチング素子１７をオンオフする。これにより、光源３０は定電流制御で点灯する。制御装置５から出力されたＰＷＭ信号は、駆動回路２４によりスイッチング素子１２、１７をオンさせる為に必要な電圧まで増幅される。

【0031】

また、コンデンサ２３と並列に、抵抗２０、２１の直列回路が接続される。抵抗２０、２１の接続点は、制御装置５に接続される。抵抗２０、２１は、点灯回路３の出力電圧を分圧する分圧回路を形成する。点灯回路３の出力電圧は、抵抗２０、２１で分圧され、制御装置５に入力される。これにより、制御装置５は点灯回路３の出力電圧を検出する。

【0032】

また、制御装置５は調光ユニット４１からの調光信号を受信する。制御装置５は調光信号に応じて調光制御を行う。調光信号は例えばＰＷＭ信号である。ＰＷＭ信号のデューティ比は、調光指令値に対応する。調光指令値は例えば目標とする調光率である。制御装置５は、調光ユニット４１から入力されたＰＷＭ信号のデューティ比を元に、電流目標値を設定する。電流目標値は例えば全光から低調光の範囲で設定される。

【0033】

図２は実施の形態１に係る照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。図２を用いて、照明器具１００の起動時の動作を説明する。まず、スイッチングが開始する（ステップＳ１）。ここでいうスイッチング開始とは、外部電源２２の投入により昇圧回路２および制御電源回路４が起動し、点灯回路３が動作開始するまでを言う。

【0034】

照明器具１００の起動後、制御装置５は、検出抵抗２５の検出値から点灯回路３の出力電力が目標値と異なるか否かを判定する（ステップＳ２）。点灯回路３の出力電力が目標値に到達するまでは、フィードバック制御が有効な状態で動作が継続する（ステップＳ３）。このため、制御装置５はスイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う（ステップＳ４）。

【0035】

制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致しているか否かを判定する（ステップＳ５）。制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致するまでフィードバック制御を継続する。制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、フィードバック制御を無効にする（ステップＳ６）。このとき、制御装置５はスイッチング素子１７を制御するスイッチング信号のデューティ比を最終の状態に固定する。つまり、制御装置５は点灯回路３の出力電力と目標値とが一致すると、その後は検出抵抗２５の検出値に関わらずスイッチング素子１７のオン幅を直前の値である固定値に固定する。

【0036】

図３は、実施の形態１で調光指令値に変更があった場合の照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。点灯回路３の出力電力の目標値は、外部から制御装置５に入力される調光指令値で決まる。図３を用いて、調光指令値が変更された場合の照明器具１００の動作を説明する。

【0037】

図３において、スタート時はフィードバック制御が無効な状態である。つまり、スタート時は、点灯回路３の出力電力が目標値と一致した定常状態である。調光指令値に変更がない場合、制御装置５はフィードバック制御が無効な状態を維持する。制御装置５は、調光指令値の変更を検出すると、フィードバック制御を有効にする（ステップＳ７、Ｓ８）。

【0038】

このため制御装置５は、点灯回路３の出力電力が新たな調光指令値に対応する目標値と一致するように、スイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う（ステップＳ９）。制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、フィードバック制御を無効にする（ステップＳ１０、Ｓ１１）。

【0039】

このように制御装置５は、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定した状態で調光指令値が変更されると、再び点灯回路３の出力電力が目標値と一致するようにオン幅を制御する。その後、点灯回路３の出力電力と目標値とが一致すると、再びオン幅を直前の値である固定値に固定する。

【0040】

本実施の形態に係る点灯回路３は、検出抵抗２５で検出した電圧と電流目標値を比較し、次のオン幅を決定する。昇圧回路２の出力電圧は一定である。このため、点灯回路３への入力電圧は一定となり、定常状態ではスイッチング素子１７のデューティ比は変動する必要はない。このように、定常時の制御装置５は、常に同じデューティ比で動作していることが望ましい。

【0041】

ここで、基板上のパターンの浮遊容量等を通して、検出抵抗での検出値にノイズが重畳することがある。このノイズは、例えばスイッチング素子のオン、オフが切り替わる時に発生するスイッチングノイズである。このため、定常時においても検出抵抗での検出値が変動し、フィードバック制御によりスイッチング素子のデューティ比が変動することがある。よって、バックコンバータ回路への入力電圧が一定である場合にも、バックコンバータ回路のスイッチング動作にばらつきが生じる可能性がある。このとき、ＬＥＤ電流に微小な変動が現れる。従って、ＬＥＤの光にちらつきが発生するおそれがある。

【0042】

これに対し、本実施の形態では、起動モードまたは調光モードから定常モードに切り替わると、スイッチング素子１７のオン幅が固定される。つまり、定常状態においてフィードバック制御を無効とする。このため、検出抵抗２５の検出値がスイッチングノイズ等により変動しても、変動を無視できる。従って、定常状態でのＬＥＤ電流が安定し、光源３０のちらつきを抑制できる。

【0043】

本実施の形態の変形例として、調光ユニット４１からの調光信号は、ＰＷＭ信号に限らず他の信号でも良い。調光信号は、シリアル信号などによるコマンドでも良い。

【0044】

また、本実施の形態では、制御装置５はスイッチング信号を出力してスイッチング素子１７のデューティ比を制御する。これに限らず、制御装置５はスイッチング素子１７のオン幅またはオフ幅を制御すれば良い。制御装置５が出力するスイッチング信号は、スイッチング素子１７のオン幅またはオフ幅を制御可能な信号であれば良い。

【0045】

また、点灯回路３は図１に示されるものに限らず、スイッチング素子１７のオン幅またはオフ幅により出力電力が決まる回路であれば良い。点灯回路３は、定電流回路に限らず定電圧回路であっても良い。また、点灯回路３のフィードバック制御に用いられる検出回路は検出抵抗２５に限らず、点灯回路３の出力電力を検出できる回路であれば良い。例えば点灯回路３が定電圧制御される場合、検出回路は点灯回路３の出力電圧を検出する。

【0046】

また、点灯装置１は、昇圧回路２と点灯回路３を備える２コンバータ方式である。点灯装置１は、昇圧回路２を含まない１コンバータ方式であっても良い。例えば、点灯装置１が直流電源に接続される場合、整流回路６および昇圧回路２は設けられなくても良い。

【0047】

また制御装置５は、フィードバック制御無効での動作中、一定期間毎にフィードバック制御を再開し、再び目標値と一致すると、再度フィードバック制御を無効としても良い。また制御装置５は、一定期間毎に検出値と目標値を比較し、比較結果が規定の範囲内であればオン幅の更新は行わず、範囲外であればオン幅を更新するのが望ましい。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。

【0048】

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。図４において、スタート時にはフィードバック制御が無効な状態で照明器具１００が動作している。制御装置５は、点灯回路３への入力電圧に異常があるかを検出する（ステップＳ２０１）。点灯回路３への入力電圧は、抵抗１３、１４により検出できる。抵抗１３、１４は異常検出回路を構成する。

【0049】

制御装置５は、異常検出回路の検出電圧が予め定められた正常値の範囲内であるか否かを判定する。検出電圧が正常値の場合、制御装置５はフィードバック制御が無効の状態を維持する。検出電圧が正常値ではない場合、制御装置５はフィードバック制御を有効にする（ステップＳ２０２）。このため制御装置５は、点灯回路３の出力電力が目標値と一致するように、スイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う（ステップＳ２０３）。

【0050】

制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、入力電圧の異常が解消されたかを確認する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。つまり、制御装置５は、異常検出回路の検出電圧が正常値であるかを判定する。入力電圧の異常が解消されていれば、制御装置５はフィードバック制御を無効に切り替える（ステップＳ２０６）。これにより、照明器具１００は定常動作に移行する。入力電圧の異常が解消されていない場合は、異常が解消されるまでフィードバック制御を継続する。

【0051】

このように、制御装置５は、点灯回路３よりも前段の電圧の異常を検出した場合に、フィードバック制御を一時的に再開する。

【0052】

本実施の形態に係る制御装置５は、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定した状態で点灯回路３の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、点灯回路３の出力電力が目標値と一致するようにオン幅を制御する。また、制御装置５は、点灯回路３の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すると、点灯回路３の出力電力と目標値とが一致し、かつ、電圧異常が解消された後に、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定する。

【0053】

本実施の形態では、点灯回路３への入力電圧に異常があった場合に、フィードバック制御を再開させることで、点灯回路３の出力電力を目標値に維持できる。

【0054】

本実施の形態では、抵抗１３、１５によって点灯回路３への入力電圧の異常を検出した。これに限らず、制御装置５は、点灯回路３の入力側に設けられた回路の電圧異常を検出すればよい。例えば、制御装置５は、整流回路６の出力電圧または昇圧回路２のコイル電流に対応する電圧の電圧異常を検出しても良い。整流回路６の出力電圧は外部電源２２からの交流電圧の全波整流電圧である。整流回路６の出力電圧の異常を検出する場合、抵抗８、９が異常検出回路を構成する。また、昇圧回路２のコイル電流は、抵抗１６で検出できる。昇圧回路２のコイル電流の異常を検出する場合、抵抗１６が異常検出回路を構成する。異常状態の検出箇所は限定されない。また、異常状態が検出方法は、抵抗による検出以外でも良い。

【0055】

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。図５において、スタート時にはフィードバック制御が無効の状態で照明器具１００が動作している。制御装置５は、点灯回路３の出力電圧に異常があるかを検出する（ステップＳ３０１）。点灯回路３の出力電圧は、抵抗２０、２１により検出できる。抵抗２０、２１は異常検出回路を構成する。

【0056】

制御装置５は、異常検出回路の検出電圧が予め定められた正常値の範囲内であるか否かを判定する。検出電圧が正常値の範囲の場合、制御装置５はフィードバック制御が無効の状態を維持する。検出電圧が正常値ではない場合、制御装置５はフィードバック制御を有効にする（ステップＳ３０２）。このため制御装置５は、点灯回路３の出力電力が目標値と一致するように、スイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う（ステップＳ３０３）。

【0057】

制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、出力電圧の異常が解消されたかを確認する（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）。つまり、制御装置５は、異常検出回路の検出電圧が正常値であるかを判定する。出力電圧の異常が解消されていれば、制御装置５はフィードバック制御を無効に切り替える（ステップＳ３０６）。これにより、照明器具１００は定常動作に移行する。出力電圧の異常が解消されていない場合は、異常が解消されるまでフィードバック制御を継続する。

【0058】

このように、制御装置５は、ＬＥＤモジュール３１への供給電力の異常を検出した場合に、フィードバック制御を一時的に再開する。

【0059】

本実施の形態の制御装置５は、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定した状態でＬＥＤモジュール３１に供給する電力の異常を検出すると、点灯回路３の出力電力が目標値と一致するようにスイッチング素子１７のオン幅を制御する。また、制御装置５は、ＬＥＤモジュール３１に供給する電力の異常を検出すると、点灯回路３の出力電力と目標値とが一致し、かつ、ＬＥＤモジュール３１に供給する電力の解消された後に、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定する。

【0060】

本実施の形態では、ＬＥＤモジュール３１に供給する電力に異常があった場合に、フィードバック制御を再開させることで、点灯回路３の出力電力を目標値に維持できる。

【0061】

本実施の形態では、抵抗２０、２１によって、点灯回路３の出力電圧の異常を検出した。これに限らず、制御装置５は、ＬＥＤモジュール３１に供給する電力の異常を検出すればよい。例えば、制御装置５は、検出抵抗２５に発生する電圧の異常を検出しても良い。この場合、検出抵抗２５が異常検出回路を構成する。異常状態の検出箇所は、限定されない。また、異常状態が検出方法は、抵抗による検出以外でも良い。

【0062】

実施の形態４．
図６、図７を用いて、実施の形態４に係る照明器具１００の動作を説明する。本実施の形態では、フィードバック制御を無効にできる調光レベルを限定している点が実施の形態１と異なる。

【0063】

図６は、実施の形態４でフィードバック制御が無効な状態での照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。ここでは、フィードバック制御が無効な状態で調光指令値に変更があったとする。制御装置５は、点灯回路３の出力電力が新たな調光指令値に対応する目標値と一致するように、スイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う。ここまでは、図３で示される動作と同様である（ステップＳ７～Ｓ９）。

【0064】

制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、目標値が規定値未満であるかを確認する（ステップＳ１０、Ｓ４１１）。制御装置５は、目標値が規定値未満の場合、フィードバック制御を無効にする（ステップＳ４１３）。また、制御装置５は、目標値が規定値以上の場合、フィードバック制御が有効な状態を維持する（ステップＳ４１２）。

【0065】

図７は、実施の形態４でフィードバック制御が有効な状態での照明器具１００の動作を説明するフローチャートである。次に、フィードバック制御が有効な状態で調光指令値に変更があった場合について説明する。制御装置５は、点灯回路３の出力電力が新たな調光指令値に対応する目標値と一致するように、スイッチング素子１７のオン幅を変更して、フィードバック制御を行う（ステップＳ５０７、Ｓ５０８）。

【0066】

制御装置５は、ＬＥＤ電流が目標値に一致すると、目標値が規定値未満であるかを確認する（ステップＳ５０９、Ｓ５１０）。制御装置５は、目標値が規定値未満の場合、フィードバック制御を無効にする（ステップＳ５１２）。また、制御装置５は、目標値が規定値以上の場合、フィードバック制御が有効な状態を維持する（ステップＳ５１１）。

【0067】

本実施の形態の制御装置５は、点灯回路３の出力電力と目標値とが一致すると、目標値が予め定められた規定値よりも小さい場合に、スイッチング素子１７のオン幅を固定値に固定する。目標値が規定値以上の場合、制御装置５はスイッチング素子１７のオン幅を固定せず、フィードバック制御を維持する。

【0068】

ノイズの影響によるちらつきは、低調光の場合に人間の目で視認され易い。この為、低調光時のみにフィードバック制御を無効としても、ちらつき抑制の効果を十分に得られる。

【0069】

また、電源電圧のサグなどで昇圧回路２の電圧が変動することが考えられる。このとき、フィードバック制御が無効な状態では、有効な状態に比べて電圧変動の影響を受けやすい。このため、フィードバック制御が無効な状態では、復帰時に過剰な電流が点灯回路３及びＬＥＤモジュール３１に流れるおそれがある。従って、点灯回路３またはＬＥＤモジュール３１が故障する可能性がある。また、低出力時は出力が低いことから、フィードバック制御が無効でも変動発生時に電流値が危険な動作領域に入りにくい。このため、安全性を担保しやすい。本実施の形態では、低出力時にはフィードバック制御を無効とすることでちらつきを抑制しつつ、高出力時にはフィードバック制御を常に有効にするため、サグ等に対する安全性を効果的に確保できる。

【0070】

実施の形態５．
実施の形態１では、フィードバック制御を行わないことでちらつきを抑制している。フィードバック制御を無効とする具体的な方法としては、制御装置５においてフィードバック演算自体を停止する方法がある。この他に、フィードバック演算に用いられる演算式のゲイン係数を０にすることでもフィードバック制御を無効にできる。フィードバック演算に用いられる演算式は、例えば式（１）で表される。

【0071】

【数1】

【0072】

ここで、Ｄ（ｎ）は最新の操作量、Ｄ（ｎ－１）は前回の操作量、Ｅ（ｎ）は最新の誤差値、Ｅ（ｎ－１）は前回の誤差値、Ａ１、Ａ２はゲイン係数である。操作量は、ここではスイッチング素子１７のオン幅に対応する。また、誤差値は、電流目標値と検出抵抗２５の検出値の差分である。このように、制御装置５は電流目標値と検出値の差分を小さくするように、スイッチング素子１７のオン幅を補正している。

【0073】

最新の検出値にノイズが重畳された場合、Ｅ（ｎ）とＥ（ｎ－１）は式（２）、（３）で表される。

【0074】

【数2】

【0075】

【数3】

【0076】

ここで、Ｖｒｅｆは電流目標値、Ａは検出抵抗２５の検出値のＡＤ変換値、Ｂはノイズ量を示す。式（２）、（３）から、式（１）は以下のように変換される。

【0077】

【数4】

【0078】

ここでは、出力電力と目標値とが一致した状態でノイズが重畳された場合を考える。このため、Ｖｒｅｆ＝Ａとなる。このとき、オン幅が小さい低出力時は、オン幅が大きい高出力時と比べてノイズ量Ｂによるオン幅Ｄ（ｎ）の変化率が大きくなる。つまり、低出力時ほど、外部ノイズによるちらつきの影響が大きくなる。

【0079】

ここで、ゲイン係数Ａ１、Ａ２を０にすることで、オン幅Ｄ（ｎ）は直前の値Ｄ（ｎ－１）に固定される。このため、ノイズの影響をなくすことが可能となる。

【0080】

このように本実施の形態では、制御装置５は、点灯回路３の出力電力を検出する検出回路の検出値に応じて、出力電力が予め定められた目標値と一致するように、補正値を用いてスイッチング素子１７のオン幅を補正する。補正値は、出力電力と目標値との差分に係数を乗じた値を含む。制御装置５は、出力電力と目標値とが一致すると、係数をゼロに設定することで、検出値に関わらずオン幅を直前の値である固定値に固定する。

【0081】

本実施の形態の変形例として、制御装置５はゲイン係数Ａ１、Ａ２を小さくするものとしても良い。つまり、制御装置５は、出力電力と目標値とが一致すると、出力電力と目標値とが一致する前よりも補正値における係数を小さくしても良い。ゲイン係数Ａ１、Ａ２を小さくすることで、外部ノイズによるオン幅Ｄ（ｎ）の変動が小さくなる。このため、外部ノイズによるちらつきへの影響を抑制できる。

【0082】

出力電力と目標値とが一致した際のゲイン係数Ａ１、Ａ２は、例えば調光率に比例するように決定されても良い。例えば調光率が１００％の全光状態でのゲイン係数Ａ１、Ａ２が１の場合、調光率が５％でのゲイン係数Ａ１、Ａ２は０．０５となる。このとき、低調光時において、同じノイズ量Ｂによるオン幅Ｄ（ｎ）の変化率、すなわちＬＥＤ電流の変化率を、全光時と同じ割合に抑えることができる。

【0083】

また、低出力時において全光時よりもオン幅Ｄ（ｎ）の変化率が小さくなるように、ゲイン係数Ａ１、Ａ２が設定されても良い。一般に、低調光時は全光時と比較して光の変動が視認され易い。このため、低調光時ほどオン幅Ｄ（ｎ）の変化率を小さくすることで、ちらつきを効果的に抑制できる。

【0084】

フィードバック演算に用いられる演算式は、式（１）に限定されない。制御装置５は、出力電力と目標値とが一致すると、出力電力と目標値とが一致する前よりも、出力電力と目標値との差分に対するオン幅の変化量が少なくなるように、演算式を変更すれば良い。

【0085】

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よい。

【符号の説明】

【0086】

１ 点灯装置、２ 昇圧回路、３ 点灯回路、４ 制御電源回路、５ 制御装置、６ 整流回路、７ コンデンサ、８、９ 抵抗、１０ インダクタ、１１ ダイオード、１２ スイッチング素子、１３、１４ 抵抗、１５ コンデンサ、１６ 抵抗、１７ スイッチング素子、１８ ダイオード、１９ インダクタ、２０、２１ 抵抗、２２ 外部電源、２３ コンデンサ、２４ 駆動回路、２５ 検出抵抗、３０ 光源、３１ ＬＥＤモジュール、４１ 調光ユニット、１００ 照明器具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】