JP5953183B2 - 電源装置及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置及び照明装置に関するものである。

サーミスタで感知される温度に応じてＬＥＤ（発光ダイオード）に供給する電力を制御する技術がある（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２０１２−１４８３３号公報 特開２０１０−１１８２９５号公報 特開２００９−２６７０６５号公報 特開２００６−１２６２２号公報

従来技術では、サーミスタの位置がＬＥＤに近いと、ＬＥＤの発熱によりサーミスタの周囲の温度が高くなりすぎて、ＬＥＤへの電力の供給が必要以上に抑制されてしまうという課題があった。一方、サーミスタの位置がＬＥＤから遠いと、ＬＥＤ点灯用の電源装置の電子部品が高温になってもサーミスタの周囲の温度が低いままで、ＬＥＤへの電力の供給が十分に抑制されないという課題があった。

本発明は、例えば、光源に供給する電力を適切に制御して、電源装置の電子部品の温度上昇を抑制することを目的とする。

本発明の一の態様に係る電源装置は、
周囲の温度を感知する感温素子と、電力を光源に供給して前記光源を点灯させる電源回路と、前記感温素子により感知される温度に応じて前記電源回路から前記光源に供給される電力を制御する制御回路とが実装された回路基板と、
前記回路基板が収納される本体とを備え、
前記感温素子は、前記回路基板の両端部のうち前記光源から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離ＹのＷ倍離れた位置ＰＳに配置され、０．２５≦Ｗ≦０．５５である。

一例において、
前記回路基板は、前記回路基板の両端部のうち前記光源から近い側の端部Ｐ３から前記光源から遠い側の端部Ｐ２に向かって、基板表面に第１のインダクタと第２のインダクタとキャパシタとを配置し、
前記感熱素子は、第１のインダクタとキャパシタとの間の第２のインダクタが配置された基板の裏面に配置される。

一例において、
前記回路基板は、縦：横が５：３の長手状の板面を有する基板であり、
前記本体は、縦長の筒状の収納部を有し、
前記回路基板は、前記本体の縦長の収納部に前記回路基板の板面の長手方向が沿うように収納され、
前記感温素子は、前記回路基板の裏側に表面実装されており、前記回路基板の裏面と前記本体の内面との間にある空間の温度と、前記回路基板の裏面の温度とのうち高温の方の温度を感知する。

一例において、
前記回路基板には、さらに、外部の電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する整流回路が実装され、
前記電源回路は、前記整流回路から出力される直流電力を前記光源に供給して前記光源を点灯させ、
前記感温素子は、前記回路基板の前記整流回路が実装された位置の側部に配置される。

一例において、
前記整流回路は、交流電力を脈流電力に整流するダイオードブリッジであり、
前記感温素子は、前記ダイオードブリッジから３ミリメートル以内に配置される。

好ましくは０．３≦Ｗ≦０．５である。

より好ましくは０．３３≦Ｗ≦０．４７である。

一例において、
前記感温素子は、温度に応じて抵抗が変化するサーミスタであり、摂氏−２０度〜摂氏１１０度の範囲で、摂氏＋６０度未満に比べて摂氏＋６０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きく、かつ、摂氏＋８０度未満に比べて摂氏＋８０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きくなるサーミスタであり、
前記制御回路は、前記感温素子に接続された入力端子を有し、前記入力端子の電圧に応じて前記電源回路から前記光源に供給される電力を制御する。

本発明の一の態様に係る照明装置は、
ＬＥＤが実装された光源基板と、
前記電源装置と、
外部の電源から供給される電力を前記電源装置の回路基板に供給するための口金とを備え、
前記光源基板と前記電源装置と前記口金とが順番に並ぶように取り付けられ、
前記回路基板の両端部間の距離Ｙは、前記回路基板の前記光源基板に近い側の端部Ｐ３から光源Ｐ４までの距離Ｚの約２倍であり、
前記感温素子の位置ＰＳは、前記口金の端部Ｐ１と前記光源基板の位置Ｐ４との中間に配置される。

本発明の一の態様では、回路基板が本体に収納され、感温素子が回路基板の両端部のうち光源から遠い側の端部から当該両端部間の距離の０．２５倍以上０．５５倍以下離れた位置に配置される。このため、本発明の一の態様によれば、光源に供給する電力を適切に制御して、電源装置の電子部品の温度上昇を抑制することができる。

実施の形態１に係る照明装置の斜視図。 実施の形態１に係る照明装置の側面図。 実施の形態１に係る照明装置のＡ−Ａ断面図。 実施の形態１に係る照明装置のＢ−Ｂ断面図。 実施の形態１に係る照明装置の分解斜視図。 実施の形態１に係る回路基板を示す図。 実施の形態１に係る照明装置の回路図。 実施の形態１に係る照明装置の回路基板の端部からの距離と回路基板の温度との関係を示すグラフ。 実施の形態１に係る照明装置の入力電力特性を示す図。 実施の形態２に係る照明装置の回路図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明装置１０の斜視図である。図２は、照明装置１０の側面図である。図３は、照明装置１０のＡ−Ａ断面図である。図４は、照明装置１０のＢ−Ｂ断面図である。図５は、照明装置１０の分解斜視図である。図６は、回路基板を示す図である。

図１もしくは図２に示すように、照明装置１０は、拡散カバー１１、ヒートシンク１２、口金１３を備える。なお、本実施の形態では、照明装置１０が電球型として構成されているが、ライン型等、他の形態が適用されてもよい。

そして、図３のＡ−Ａ断面図に示すように、照明装置１０は、光源基板２０、電源装置３０を備える。
光源基板２０には、ＬＥＤ２１が複数実装されている。なお、光源基板２０に実装されるＬＥＤ２１の数、配置等は、任意である。光源基板２０にＬＥＤ２１が１つだけ実装されていてもよい。また、光源基板２０には、ＬＥＤ２１の代わりに、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等、他の種類の発光素子が実装されていてもよい。また、光源基板２０は、光源の一例であり、本実施の形態において、光源基板２０の代わりに、他の種類の光源が用いられてもよい。

拡散カバー１１は、透光性を有しており、ＬＥＤ２１の点灯時に、ＬＥＤ２１から放射される光を拡散させて出射する。ヒートシンク１２は、ＬＥＤ２１の点灯時に、ＬＥＤ２１等から発生する熱を放熱する。

電源装置３０は、本体３１、回路基板４０を備える。
口金１３は、外部の電源と電気接続された場合に、外部の電源から供給される電力を回路基板４０に供給する。

回路基板４０は、長手状の板面を有する基板である。
ここで、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部をＰ２とする。また、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から近い側の端部をＰ３とする。そして、図３のＰ２からＰ３までの長さ、すなわち、回路基板４０の両端部の距離Ｙが、回路基板４０の板面の長手方向の長さである。
また、本体３１は、回路基板４０の板面の長手方向に縦長の筒状の収納部を有する。
そして、回路基板４０は、本体３１の縦長の収納部に回路基板４０の板面の長手方向が沿うように収納されている。
なお、照明装置１０は、例えば天井などに取り付けられる。その場合、回路基板４０の板面の長手方向が縦方向（上下方向）となり、回路基板４０は本体３１内に縦置きされる。

本実施の形態では、光源基板２０と電源装置３０と口金１３とが順番に並ぶように取り付けられている。具体的には、光源基板２０と回路基板４０と口金１３とが回路基板４０の板面方向に沿って順番に並ぶように本体３１に取り付けられている。より具体的には、光源基板２０と回路基板４０と口金１３とが回路基板４０の板面の長手方向に沿って順番に並ぶように本体３１に取り付けられている。

回路基板４０には、Ｐ３からＰ２に向かって、回路基板４０の表面にインダクタＬ２（第１のインダクタ）とインダクタＬ１（第２のインダクタ）とコンデンサＣ１（キャパシタ）とが配置される。更に、回路基板４０には、回路基板４０の表面にコンデンサＣ２も配置される。

そして、インダクタＬ２とコンデンサＣ１との間のインダクタＬ１が配置された回路基板４０の裏面にサーミスタ４５が配置される。サーミスタ４５は表面実装部品であり、回路基板４０の裏面に表面実装される。
また、ダイオードブリッジ４２も表面実装部品であり、回路基板４０の裏面に表面実装される。
ここで、サーミスタ４５が配置された位置をＰＳとする。
そして、Ｐ２とＰＳとの距離をＳとする。

なお、回路基板４０は、照明装置１０もしくは本体３１の中心軸からずれた位置に配置される。
その為、図３において、本体３１の上側の側面と回路基板４０とで形成される空間よりも、本体３１の下側の側面と回路基板４０とで形成される空間の方が狭くなっている。
そして、サーミスタ４５は、より狭い空間である本体３１の下側の側面と回路基板４０とで形成される空間に配置される。

また、口金１３の端部の位置をＰ１とし、光源基板２０の位置をＰ４とする。ここで、Ｐ４はより具体的には、光源基板２０のうち、ＬＥＤ２１の実装面の位置である。なお、ＬＥＤ２１は、照明装置１０の中で最も大きい発熱源であり、Ｐ４は、照明装置１０の最高温度位置である。
そして、Ｐ１とＰ２との距離をＸとし、Ｐ１とＰＳとの距離をＬとする。また、ＰＳとＰ４との距離をＭとし、Ｐ３とＰ４との距離をＺとする。

回路基板４０の両端部間の距離Ｙは、距離Ｚの約２倍であり、サーミスタ４５が配置された位置をＰＳは、Ｐ１とＰ４との中間に配置される。
更に、各距離の比率は、以下の通りである。
（１）Ｘ：Ｙ：Ｚ＝６：８：４
（２）Ｓ：Ｙ＝４：１０
（３）Ｌ：Ｍ＝１：１

Ａ−Ａ断面図（図３）に対して、直角な断面（図３に図示のＢ−Ｂ面における照明装置１０の断面を示したものが、図４である。
ここで、サーミスタ４５とダイオードブリッジ４２とは、回路基板４０の裏面に実装され、図４では、サーミスタ４５とダイオードブリッジ４２とを透視した状態で示している。
サーミスタ４５は、照明装置１０もしくは本体３１の中心軸からずれた位置に配置される。

そして、回路基板４０の長手方向とは直角である回路基板４０の短手方向の長さをＶとすると、回路基板４０の長手方向の長さＹ（縦）と、回路基板４０の短手方向の長さＶ（横）との比率は、縦：横＝約５：３である。

図５は、回路基板４０の裏面方向から見た場合の照明装置１０の分解図である。サーミスタ４５は、回路基板４０の裏面であって、ダイオードブリッジ４２が実装された位置の側部であって、ダイオードブリッジ４２から例えば３ミリメートル以内に配置される。
また、本体３１は２つの部品が嵌合することにより、回路基板４０を収納する収納部を形成する。２つの部品が嵌合した本体３１に対し、ヒートシンク１２が嵌合する。具体的には、本体３１の外壁に形成された４つの凹み部に、ヒートシンク１２の４つの爪状の爪部が嵌合する。
そして、本体３１内の熱は、本体３１とヒートシンク１２とを伝導し、放熱される。

回路基板４０の実装部品を図６に示す。回路基板４０の表面には、前述のインダクタＬ２、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２に加え、抵抗Ｒ１も実装される。すなわち、回路基板４０の表面には、背高部品が配置される。
そして、回路基板４０の裏面には、ダイオードブリッジ４２やサーミスタ４５などの表面実装部品が配置される。
前述の通り、インダクタＬ２とコンデンサＣ１との間のインダクタＬ１が配置された回路基板４０の裏面にサーミスタ４５が配置される。

図７は、照明装置１０の回路図である。

前述したように、光源基板２０には、ＬＥＤ２１が複数実装されている。本実施の形態では、これらのＬＥＤ２１が直列に接続されているが、ＬＥＤ２１の一部又は全てが並列に接続されていてもよい。

回路基板４０には、ノイズフィルタ４１、ダイオードブリッジ４２（ＤＢ）、平滑回路４３、バックコンバータ４４、サーミスタ４５、制御回路４６（ＩＣ）等が実装されている。

ノイズフィルタ４１は、高電位側が抵抗Ｒ１を介して商用交流電源ＡＣに接続され、低電位側がヒューズＦ１を介して商用交流電源ＡＣに接続されたコンデンサＣ１で構成されている。ノイズフィルタ４１は、商用交流電源ＡＣから供給される交流電力のノイズを除去する。なお、商用交流電源ＡＣは、前述した外部の電源の一例である。

ダイオードブリッジ４２は、ノイズフィルタ４１を介して商用交流電源ＡＣに接続されている。ダイオードブリッジ４２は、商用交流電源ＡＣからノイズフィルタ４１を介して供給される交流電力を脈流電力に整流する。即ち、ダイオードブリッジ４２は、商用交流電源ＡＣから供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。なお、ダイオードブリッジ４２は、整流回路の一例であり、本実施の形態において、ダイオードブリッジ４２の代わりに、他の種類の整流回路が用いられてもよい。

平滑回路４３は、一端がダイオードブリッジ４２の高電位側に接続されたインダクタＬ１と、高電位側がインダクタＬ１の他端に接続され、低電位側がダイオードブリッジ４２の低電位側に接続されたコンデンサＣ２とで構成されている。平滑回路４３は、ダイオードブリッジ４２から出力される直流電力（脈流電力）を平滑化する。

バックコンバータ４４は、カソード端子がインダクタＬ１及びコンデンサＣ２の接続点に接続されたダイオードＤ１と、一端がダイオードＤ１のアノード端子に接続されたインダクタＬ２と、ゲート端子が制御回路４６に接続され、ドレイン端子がダイオードＤ１及びインダクタＬ２の接続点に接続されたスイッチング素子Ｑ１と、高電位側がインダクタＬ１及びコンデンサＣ２の接続点とダイオードＤ１との接続点に接続され、低電位側がインダクタＬ２の他端に接続されたコンデンサＣ３とで構成されている。バックコンバータ４４には、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ２、光源基板２０が互いに並列に接続されている。バックコンバータ４４は、ダイオードブリッジ４２から平滑回路４３を介して出力される直流電力を光源基板２０に供給してＬＥＤ２１を点灯させる。なお、本実施の形態では、スイッチング素子Ｑ１として、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）が用いられているが、他の種類のスイッチング素子が用いられてもよい。また、バックコンバータ４４は、電源回路の一例であり、本実施の形態において、バックコンバータ４４の代わりに、フライバックコンバータ等、他の種類の電源回路が用いられてもよい。

サーミスタ４５は、周囲の温度に応じて抵抗が変化する。即ち、サーミスタ４５は、回路基板の裏側に表面実装されており、本体３１内部の温度（回路基板４０の裏面と本体３１の内面との間にある空間の温度）あるいは回路基板４０の裏面の温度（のいずれか高温の方の温度）を感知する。
以下、サーミスタ４５が感知する本体３１内部の温度もしくは回路基板４０の裏面の温度を単にサーミスタ４５の周囲温度と称する。
本実施の形態では、サーミスタ４５として、感知する温度が上昇すると抵抗が増大するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ・Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ・Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタが用いられている。なお、サーミスタ４５は、感温素子の一例であり、本実施の形態において、サーミスタ４５の代わりに、ダイオード等、他の種類の感温素子が用いられてもよい。

スイッチング素子Ｑ１のソース端子には、電流検出用の抵抗Ｒ３の一端が接続されている。抵抗Ｒ３の他端には、ダイオードブリッジ４２の低電位側及びコンデンサＣ２の低電位側の接続点が接続されている。ダイオードブリッジ４２の低電位側及びコンデンサＣ２の低電位側の接続点と抵抗Ｒ３の他端との接続点には、抵抗Ｒ４、サーミスタ４５、抵抗Ｒ５が順番に直列に接続されている。

制御回路４６は、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に接続されたスイッチング制御用の出力端子、抵抗Ｒ３の他端に接続されたグラウンド端子、抵抗Ｒ４とサーミスタ４５及び抵抗Ｒ５の合成抵抗との接続点に接続された電流設定用の入力端子、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ・Ｗｉｄｔｈ・Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ設定用の入力端子、抵抗Ｒ５のサーミスタ４５側と逆側に接続された内部レギュレータ出力用の出力端子、コンデンサＣ２の高電位側に接続された主電源入力用の入力端子を有する。グラウンド端子と電流設定用の入力端子との間には、コンデンサＣ５が接続されている。グラウンド端子とＰＷＭのデューティ設定用の入力端子との間には、コンデンサＣ６が接続されている。グラウンド端子と内部レギュレータ出力用の出力端子との間には、コンデンサＣ７が接続されている。

電流設定用の入力端子には、抵抗Ｒ４とサーミスタ４５及び抵抗Ｒ５の合成抵抗とで構成された分圧回路から出力される電圧が印加される。サーミスタ４５の周囲の温度が高くなると、サーミスタ４５の抵抗が大きくなるため、電流設定用の入力端子に印加される電圧が低くなる。この場合、制御回路４６は、バックコンバータ４４からの出力電流が小さくなるように、スイッチング制御用の出力端子を介してスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。制御回路４６は、入力端子の電圧に応じて、即ち、サーミスタ４５により感知される温度に応じてバックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力を制御する。
換言すると、サーミスタ４５は電源装置３０の出力電流設定回路に接続されており、サーミスタ４５の抵抗値の変化を利用して制御回路４６（ＩＣ）の出力電流を制御する。本実施の形態のＰＴＣは、高温になると抵抗値が大きくなり出力電流が抑制される。

本実施の形態では、例えば、ＭＯＳＦＥＴと制御ＩＣとを１パッケージに内蔵したサンケン電気株式会社製のＬＣ５２２０シリーズのＬＥＤドライバＩＣを用いて、スイッチング素子Ｑ１及び制御回路４６を実装することが可能である。

ここで、電源装置３０の電子部品には、その部品自体の発熱、他の部品の発熱、ＬＥＤ２１の発熱、照明装置１０の周囲温度の変化等の各種要因により温度変化が生じる。
そして、照明装置１０が使用される使用環境によって、電源装置３０の電子部品の温度上昇が許容範囲を超える場合がある。例えば、照明装置１０が使用される環境の周囲温度が高い場合や、照明装置１０が断熱施工されて電源装置３０の電子部品の放熱がしにくい場合や、ＬＥＤ２１で異常発熱が生じた場合などである。

電源装置３０の電子部品の温度上昇が許容範囲を超えた場合、部品に不具合あるいは故障が発生するおそれがある。そのため、制御回路４６は、サーミスタ４５に接続された入力端子の電圧に応じてバックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力を適切に制御して、電源装置３０の電子部品の温度上昇を抑制する必要がある。
そして、電源装置３０の電子部品の温度上昇を抑制することにより、電子部品の故障や短寿命を防止する。

仮に、サーミスタ４５が回路基板４０の両端部のうち光源基板２０に近い側の端部Ｐ３（即ち、口金１３から遠い側の端部）に配置されたとすると、ＬＥＤ２１の発熱の影響が大きいため、サーミスタ４５の周囲の温度は、照明装置１０の本体３１内部温度の変化に関わらず、常に高くなる。この場合、電源装置３０の全ての電子部品の温度上昇が許容範囲内であっても、バックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力が抑制されてしまうという状況が起こり得る。すなわち、電力が低めに制御されすぎてＬＥＤ２１が暗くなり実用上の不具合が生じる。特に、回路基板４０が本体３１内に縦置きされた場合、サーミスタ４５の位置がＬＥＤ２１側に近いと温度が高すぎて必要以上に出力電流（出力電力）を抑制してしまい、実用に耐えられない。

一方、サーミスタ４５が回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２（即ち、口金１３に近い側の端部）に配置されたとすると、ＬＥＤ２１の発熱の影響がほとんどない。
なお、サーミスタ４５は、８０℃以上から温度変化に対する抵抗値の変化が顕著となる。（以下の説明において、温度の具体的な数値は、「〜℃」もしくは「摂氏〜度」と表記する）。
そして、例えば、照明装置１０の使用環境における周囲温度（例えば室温）が２５℃の場合、サーミスタ４５が設置された回路基板４０の端部Ｐ２の周囲の温度は、例えば約６０℃程度であり、８０℃よりも低い。その為、照明装置１０の本体３１内部の温度が変化し、実際に電子部品の温度上昇が発生しても、サーミスタ４５の抵抗値の変化があまり無く、バックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力（電流）は変化しない、もしくは供給される電力（電流）の変化が少ない。この場合、電源装置３０の一部の電子部品（特に、光源基板２０に近い側に実装された電子部品）の温度上昇が許容範囲外であっても、バックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力が抑制されないという状況が起こり得る。そして、電子部品の温度上昇を抑制出来ず、電子部品が故障したり、短寿命になったりする恐れがある。

したがって、制御回路４６がバックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力を適切に制御できるようにするには、サーミスタ４５を、ＬＥＤ２１の発熱の影響が適度にある箇所に配置する必要がある。
具体的には、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離ＹのＷ倍離れた位置ＰＳに配置する必要がある。
ここで、Ｗ＝０．４が好適であるが、Ｗ＝０．４±０．１５（すなわち０．２５以上０．５５以下）であってもよい。

好ましくは、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３倍以上０．５倍以下（０．４±０．１０倍）離れた位置に配置する。より好ましくは、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３３倍以上０．４７倍以下（０．４±０．０７倍）離れた位置に配置する。
図８を用いて理由を説明する。

図８は、回路基板４０の端部からの距離と回路基板４０の温度との関係を示すグラフである。この図は、照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が２５℃のとき及び４０℃のときに、ＬＥＤ２１を点灯させた上で、板面の長手方向の距離Ｙが２７ｍｍ（ミリメートル）の回路基板４０における複数箇所の温度を測定した結果を示したものである。
なお、回路基板４０の電子部品や電子回路からの発熱もあるが、ＬＥＤ２１から伝搬する熱の影響の方が大きい。すなわち、ＬＥＤ２１が発熱源となり、回路基板４０に熱が伝搬し、拡散するため、回路基板４０上の熱分布は、ＬＥＤ２１の温度が高くなっている。

ここで、照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が２５℃の時を標準の使用環境とする。
そして、前述の通り、サーミスタ４５は、８０℃以上から温度変化に対する抵抗値の変化が顕著となる。すなわち、サーミスタ４５は、８０℃以上で敏感に温度変化を検出する。また、前述の通り、サーミスタ４５の設置位置は、光源基板２０に近すぎるのは好ましくない。

図８に示す通り、照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が２５℃のとき、回路基板４０の温度は、基板端Ｐ２からの距離Ｓが０ｍｍの箇所で６３℃、５ｍｍの箇所で７６℃、９ｍｍの箇所で８０℃、１３ｍｍの箇所で７９℃、１９ｍｍの箇所で８４℃、２４ｍｍの箇所で８６℃となっている。

そして、サーミスタ４５は、回路基板４０の温度が８０℃付近であり、光源基板２０に近すぎない箇所に配置されることが好ましい。これにより、サーミスタ４５は、サーミスタ４５の周囲温度の変化を敏感に感知することが可能である。

すなわち、サーミスタ４５は、図８のＡ及びＢ及びＣの範囲に配置されることが好ましい。ここで、Ａ及びＢ及びＣの範囲は、回路基板４０の板面の長手方向の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．２５倍以上０．５５倍以下離れた位置である。具体的には、この例において、サーミスタ４５は、回路基板４０の板面の長手方向の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２からの距離Ｓ（以下、「基板端Ｐ２からの距離Ｓ」という）が６．７５ｍｍ以上１４．８５ｍｍ以下の箇所に実装されることが好ましい。

更には、サーミスタ４５は、図８のＡ及びＢの範囲に配置されることが好ましい。ここで、Ａ及びＢの範囲は、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３倍以上０．５倍以下離れた位置である。具体的には、この例において、サーミスタ４５は、基板端Ｐ２からの距離Ｓが８．１ｍｍ以上１３．５ｍｍ以下の箇所に実装されることが好ましい。

更には、サーミスタ４５は、図８のＡの範囲に配置されることがより好ましい。ここで、Ａの範囲は、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３３倍以上０．４７倍以下離れた位置である。具体的には、この例において、サーミスタ４５は、基板端Ｐ２からの距離Ｓが８．９１ｍｍ以上１２．６９ｍｍ以下の箇所に実装されることがより好ましい。

なお、照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が４０℃のとき、回路基板４０の温度は、基板端からの距離が０ｍｍの箇所で８３℃、５ｍｍの箇所で９２℃、９ｍｍの箇所で９６℃、１３ｍｍの箇所で９３℃、１９ｍｍの箇所で１０１℃、２４ｍｍの箇所で１０３℃となっている。
照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が４０℃の場合においても、サーミスタ４５は、図８のＡ及びＢ及びＣの範囲に配置されれば、サーミスタ４５の周囲温度の変化を敏感に感知することが可能である。

本実施の形態では、基板端Ｐ２からの距離Ｓが９ｍｍの箇所にダイオードブリッジ４２が実装されている。基板端Ｐ２からの距離Ｓが９ｍｍの箇所は、基板端Ｐ２からの距離Ｓが１３ｍｍの箇所と比べると、光源基板２０から遠いため、ＬＥＤ２１の発熱の影響が小さいが、ダイオードブリッジ４２の発熱量が多いため、ダイオードブリッジ４２の発熱の影響を受けて温度が高くなっている。このような場合、サーミスタ４５を、回路基板４０のダイオードブリッジ４２が実装された位置の近傍（例えば、ダイオードブリッジ４２から３ｍｍ以内）に配置することが望ましい。そのようにすることで、ダイオードブリッジ４２の温度上昇を確実に検出して、ダイオードブリッジ４２の温度上昇を抑制することが可能となる。

なお、サーミスタ４５は、ダイオードブリッジ４２に限らず、温度上昇の抑制を優先的に行いたい回路や素子（例えば、制御回路４６（ＩＣ）やスイッチング素子Ｑ１）の近傍に配置されてもよい。
このように、サーミスタ４５をダイオードブリッジ４２や制御回路４６（ＩＣ）やスイッチング素子Ｑ１などの近傍に配置することで、サーミスタ４５をダイオードブリッジ４２や制御回路４６（ＩＣ）やスイッチング素子Ｑ１などの温度上昇の検知能力を向上させることが可能である。

なお、ＰＴＣサーミスタは、周囲の温度が特定の温度（以下、「キュリー温度」という）に達するまで抵抗がほとんど変化せず、周囲の温度がキュリー温度に達してから急激に抵抗が増大していくという特性を有する。したがって、電源装置３０の少なくとも一部の電子部品の温度上昇が許容範囲を超えるときに、回路基板４０のサーミスタ４５が実装された箇所の温度がどの程度になるかを想定し、想定した温度とキュリー温度とが略一致するＰＴＣサーミスタをサーミスタ４５として選定することが望ましい。

具体的には、摂氏−２０度〜摂氏１１０度で、サーミスタ４５は高温になるほど抵抗が大きくなるものを選定すればよい。特に、摂氏＋６０度未満に比べて摂氏＋６０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きいサーミスタ４５が望ましい。さらには、摂氏＋８０度未満に比べて摂氏＋８０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きいサーミスタ４５が望ましい。

図９は、照明装置１０の入力電力特性を示す図である。
照明装置１０の回路基板４０の裏面において、Ｓ＝１０ｍｍの位置にサーミスタ４５が配置されたものが、図９の四角のプロット（ＰＴＣあり）である。また、サーミスタ４５が配置されていないものが図９の三角のプロット（ＰＴＣなし）である。
照明装置１０の周囲温度（例えば室温）が２０℃近辺までは、ＰＴＣありとＰＴＣなしの両社ともに、ＬＥＤ２１への入力電力は約６Ｗである。

そして、ＰＴＣあり（サーミスタ４５あり）の場合、照明装置１０の周囲温度が２５℃のとき、前述の通り、Ｓ＝１０ｍｍの位置に設置されたサーミスタ４５の周囲温度は約８０℃となり、サーミスタ４５が温度変化を敏感に感知出来る温度となる。
そして、照明装置１０の周囲温度が２５℃から上がるにつれ、サーミスタ４５の周囲温度も上昇し、サーミスタ４５は、その周囲温度の上昇を感知する。すなわち、サーミスタ４５の抵抗値が上昇する。その為、前述で説明の通り、ＬＥＤ２１への入力電力が抑制される。

一方、ＰＴＣなし（サーミスタ４５なし）の場合、照明装置１０の周囲温度が上昇しても、入力電力は約６Ｗのままである。なお、照明装置１０の周囲温度が上昇すると、回路素子（例えば抵抗）やＬＥＤ２１などのインピーダンスが増加し、ＬＥＤ２１への入力電力は微小には減少する。
すなわち、ＬＥＤ２１への入力電力が抑制されず、本体３１内部の温度は上昇を続け、回路基板４０に実装された電子部品の故障の恐れがある。

以上のように、サーミスタ４５を追加することにより部品の温度を検知する。換言すると、サーミスタ４５は、照明装置１０の周囲やＬＥＤ２１から伝わる温度上昇を検知する。
そして、サーミスタ４５の抵抗が温度上昇に対して大きくなることを利用して、例えば照明装置１０の周囲温度が高いときに、部品の温度上昇を抑制するために、ＬＥＤ２１への供給電流（供給電力）を抑制する。そのため、高熱による部品破壊（部品の故障や短寿命）を防止することができる。

また、サーミスタ４５の設置位置を最適化することで、実用に耐えうる電源装置３０および照明装置１０の製品化が可能である。ここで、最適化されたサーミスタ４５の設置位置は、発熱源であるＬＥＤ２１の熱が伝わり、ちょうどバランス良くサーミスタ４５の検知に基づき、ＬＥＤ２１への供給電力調整が可能な位置である。

なお、制御回路４６により、ＬＥＤ２１への供給電力が低減されれば、照明装置１０の明るさは暗くなる。この実施の形態は、照明装置１０の明るさを暗くしてまでも部品の故障を防止するものであり、照明装置１０の明るさよりも部品の長寿命化を優先させるものである。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図１０は、本実施の形態に係る照明装置１０の回路図である。

実施の形態１では、サーミスタ４５として、ＰＴＣサーミスタが用いられているが、本実施の形態では、周囲の温度が上昇すると抵抗が減少するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ・Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ・Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタが用いられている。そのため、制御回路４６の電流設定用の入力端子は、抵抗Ｒ４及びサーミスタ４５の合成抵抗と抵抗Ｒ５との接続点に接続されている。

電流設定用の入力端子には、抵抗Ｒ４及びサーミスタ４５の合成抵抗と抵抗Ｒ５とで構成された分圧回路から出力される電圧が印加される。サーミスタ４５の周囲の温度が高くなると、サーミスタ４５の抵抗が小さくなるため、電流設定用の入力端子に印加される電圧が低くなる。この場合、実施の形態１と同様に、制御回路４６は、バックコンバータ４４からの出力電流が小さくなるように、スイッチング制御用の出力端子を介してスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。
換言すると、抵抗Ｒ４と直列にサーミスタ４５（ＮＴＣ）が接続されることで、高温になると抵抗Ｒ４及びサーミスタ４５の合成抵抗が小さくなり、出力電流が抑制される。

本実施の形態においても、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．２５倍以上０．５５倍以下離れた位置に配置するものとする。好ましくは、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３倍以上０．５倍以下離れた位置に配置する。より好ましくは、サーミスタ４５を、回路基板４０の両端部のうち光源基板２０から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離Ｙの０．３３倍以上０．４７倍以下離れた位置に配置する。これにより、制御回路４６がバックコンバータ４４から光源基板２０に供給される電力を適切に制御して、電源装置３０の電子部品の温度上昇を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

また、例えば、ＬＥＤ２１や各種電子部品の製造バラツキにより、ＬＥＤ２１での発熱量も変化する。その為、本発明の実施の形態で説明した設計パラメータ（例えばサーミスタ４５の設置位置）や数値は、±１５％程度まで変化してもよい。

１０ 照明装置、１１ 拡散カバー、１２ ヒートシンク、１３ 口金、２０ 光源基板、２１ ＬＥＤ、３０ 電源装置、３１ 本体、４０ 回路基板、４１ ノイズフィルタ、４２ ダイオードブリッジ、４３ 平滑回路、４４ バックコンバータ、４５ サーミスタ、４６ 制御回路、ＡＣ 商用交流電源、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７ コンデンサ、Ｄ１ ダイオード、Ｆ１ ヒューズ、Ｌ１，Ｌ２ インダクタ、Ｑ１ スイッチング素子、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 抵抗。

Claims (9)

1. 周囲の温度を感知する感温素子と、電力を光源に供給して前記光源を点灯させる電源回路と、前記感温素子により感知される温度に応じて前記電源回路から前記光源に供給される電力を制御する制御回路とが実装された回路基板と、
   前記回路基板が収納される本体と
   を備え、
   前記感温素子は、前記回路基板の両端部のうち前記光源から遠い側の端部Ｐ２から当該両端部間の距離ＹのＷ倍離れた位置ＰＳに配置され、０．２５≦Ｗ≦０．５５であることを特徴とする電源装置。
2. 前記回路基板は、前記回路基板の両端部のうち前記光源から近い側の端部Ｐ３から前記光源から遠い側の端部Ｐ２に向かって、基板表面に第１のインダクタと第２のインダクタとキャパシタとを配置し、
   前記感温素子は、第１のインダクタとキャパシタとの間の第２のインダクタが配置された基板の裏面に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記回路基板は、縦：横が５：３の長手状の板面を有する基板であり、
   前記本体は、縦長の筒状の収納部を有し、
   前記回路基板は、前記本体の縦長の収納部に前記回路基板の板面の長手方向が沿うように収納され、
   前記感温素子は、前記回路基板の裏側に表面実装されており、前記回路基板の裏面と前記本体の内面との間にある空間の温度と、前記回路基板の裏面の温度とのうち高温の方の温度を感知することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
4. 前記回路基板には、さらに、外部の電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する整流回路が実装され、
   前記電源回路は、前記整流回路から出力される直流電力を前記光源に供給して前記光源を点灯させ、
   前記感温素子は、前記回路基板の前記整流回路が実装された位置の側部に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
5. 前記整流回路は、交流電力を脈流電力に整流するダイオードブリッジであり、
   前記感温素子は、前記ダイオードブリッジから３ミリメートル以内に配置されることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. ０．３≦Ｗ≦０．５であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電源装置。
7. ０．３３≦Ｗ≦０．４７であることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
8. 前記感温素子は、温度に応じて抵抗が変化するサーミスタであり、摂氏−２０度〜摂氏１１０度の範囲で、摂氏＋６０度未満に比べて摂氏＋６０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きく、かつ、摂氏＋８０度未満に比べて摂氏＋８０度以上において、温度変化に対して抵抗の変化が大きくなるサーミスタであり、
   前記制御回路は、前記感温素子に接続された入力端子を有し、前記入力端子の電圧に応じて前記電源回路から前記光源に供給される電力を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電源装置。
9. ＬＥＤ（発光ダイオード）が実装された光源基板と、
   請求項１から８のいずれかに記載の電源装置と、
   外部の電源から供給される電力を前記電源装置の回路基板に供給するための口金と
   を備え、
   前記光源基板と前記電源装置と前記口金とが順番に並ぶように取り付けられ、
   前記回路基板の両端部間の距離Ｙは、前記回路基板の前記光源基板に近い側の端部Ｐ３から光源Ｐ４までの距離Ｚの約２倍であり、
   前記感温素子の位置ＰＳは、前記口金の端部Ｐ１と前記光源基板の位置Ｐ４との中間に配置されることを特徴とする照明装置。

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