JP7308450B2 - Power supplies, lighting devices, luminaires, and programs - Google Patents
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Description
本開示は、電源装置、点灯装置、照明器具、及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to power supply devices, lighting devices, lighting fixtures, and programs.
特許文献１の天井灯は、発光ダイオード、及びドライバ回路を有する。
The ceiling light of
ドライバ回路は、整流モジュール、変換モジュール、及び制御モジュールを有して、発光ダイオードの駆動、及び照明輝度のリニア調節に用いられる。 The driver circuit has a rectifier module, a conversion module and a control module, and is used for driving the light emitting diodes and linearly adjusting the lighting brightness.
整流モジュールは、外部電源に接続して、外部電源の交流電圧を受け入れ、交流電圧を全波整流して入力電圧を生成する。 The rectifier module is connected to an external power supply, receives an AC voltage from the external power supply, and performs full-wave rectification of the AC voltage to generate an input voltage.
変換モジュールは、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductor Converter）又はブーストコンバータを構成する。変換モジュールは、整流モジュールから入力電圧を受け入れ、入力電圧から稼動電圧を形成する。変換モジュールは稼働電圧を出力し、稼働電圧によって発光ダイオードに駆動電流が流れる。 The conversion module constitutes a SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter) or a boost converter. A conversion module receives an input voltage from the rectification module and forms an operating voltage from the input voltage. The conversion module outputs a working voltage, and the driving current flows through the light emitting diode according to the working voltage.
制御モジュールは、稼働電圧の出力値を調節し、かつ、駆動電流を常に安定状態に維持する。そして、制御モジュールは、外部の輝度調節信号を受け入れて、稼働電圧の出力値を改変して駆動電流の値を改変し、調光効果を実現する。 The control module regulates the output value of the working voltage and keeps the driving current stable all the time. And the control module accepts an external brightness control signal to modify the output value of the working voltage to modify the value of the driving current to achieve the dimming effect.
すなわち、特許文献１には、外部電源から交流電圧を入力されて、光源に負荷電流（駆動電流）を供給する点灯装置が開示されている。さらに、特許文献１の変換モジュールは、ＳＥＰＩＣ又はブーストコンバータを構成する電源回路であり、スイッチング素子を備えている。
That is,
このような点灯装置は、外部電源から電力を供給されることで、電源回路のスイッチング素子のスイッチング動作を行う。しかし、スイッチング素子がスイッチング動作を停止した後（スイッチング動作を停止して短時間しか経過していないとき）にスイッチング動作を開始する再起動時には、スイッチング素子に流れる電流が増加し、スイッチング素子に大電流が流れることがある。 Such a lighting device performs a switching operation of a switching element of a power supply circuit by being supplied with power from an external power supply. However, when restarting the switching operation after the switching element has stopped switching operation (when only a short time has passed since the switching operation stopped), the current flowing through the switching element increases and the switching element becomes large. A current may flow.
本開示の目的とするところは、再起動時に、電源回路のスイッチング素子に流れる電流を抑えることができる電源装置、点灯装置、照明器具、及びプログラムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a power supply device, a lighting device, a lighting fixture, and a program capable of suppressing current flowing through a switching element of a power supply circuit at the time of restart.
本開示の一態様に係る電源装置は、電源回路と、電流可変回路と、を備える。前記電源回路は、外部電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、一対の出力端子から前記直流電圧を出力する。前記電流可変回路は、前記一対の出力端子の間で負荷に直列接続されて、前記負荷に流れる負荷電流を調整する。前記電源回路は、前記直流電圧を調整するためにオン時間を可変とするスイッチング動作を行うスイッチング素子を有する。前記スイッチング素子は、前記スイッチング動作を開始してから制限時間が経過するまでにおける前記オン時間の変動幅の制限値が、前記スイッチング動作を開始してから前記制限時間が経過した後における前記制限値よりも小さくなる制限動作を行う。 A power supply device according to an aspect of the present disclosure includes a power supply circuit and a current variable circuit. The power supply circuit converts an AC voltage supplied from an external power source into a DC voltage and outputs the DC voltage from a pair of output terminals. The current variable circuit is connected in series with the load between the pair of output terminals and adjusts the load current flowing through the load. The power supply circuit has a switching element that performs a switching operation with a variable ON time in order to adjust the DC voltage. In the switching element, the limit value of the fluctuation width of the ON time from the start of the switching operation until the limit time elapses is the limit value after the limit time elapses from the start of the switching operation. Perform a limiting action that is less than
本開示の一態様に係る点灯装置は、上述の電源装置を備えて、光源を前記負荷とする。 A lighting device according to an aspect of the present disclosure includes the power supply device described above and uses a light source as the load.
本開示の一態様に係る照明器具は、上述の点灯装置と、前記負荷電流が流れる光源と、前記点灯装置及び前記光源の少なくとも一方を支持する筐体とを備える。 A lighting fixture according to an aspect of the present disclosure includes the lighting device described above, a light source through which the load current flows, and a housing that supports at least one of the lighting device and the light source.
本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、上述の点灯装置が備える制御回路として機能させる。 A program according to an aspect of the present disclosure causes a computer to function as a control circuit included in the lighting device described above.
以上説明したように、本開示では、再起動時に、電源回路のスイッチング素子に流れる電流を抑えることができるという効果がある。 As described above, the present disclosure has the effect of being able to suppress the current flowing through the switching elements of the power supply circuit at the time of restart.
以下の実施形態は、一般に、電源装置、点灯装置、照明器具、及びプログラムに関する。より詳細には、以下の実施形態は、スイッチング素子を有する電源回路を備える電源装置、点灯装置、照明器具、及びプログラムに関する。 The following embodiments generally relate to power supplies, lighting devices, lighting fixtures, and programs. More specifically, the following embodiments relate to power supply devices, lighting devices, lighting fixtures, and programs each including a power supply circuit having switching elements.
以下に本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings.
（１）基本構成
図１は、本実施形態の電源装置１として、光源２を負荷とする点灯装置１０の回路構成を示す。
(1) Basic Configuration FIG. 1 shows a circuit configuration of a
点灯装置１０は、電源回路１１と、電流可変回路１２と、制御回路１３と、を主構成として備える。
The
電源回路１１の一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２は、スイッチＳＷ１を介して外部電源９に電気的に接続している。外部電源９は、１００Ｖ系又は２００Ｖ系の商用電力系統である。電源回路１１は、スイッチＳＷ１がオン状態（導通状態）であれば、外部電源９から交流電力を供給され、交流電力を電力変換して直流電力を生成し、生成した直流電力を光源２へ供給する。外部電源９の電圧は交流電圧Ｖｉであり、交流電圧Ｖｉが電源回路１１の一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２に入力され、外部電源９から電源回路１１には交流電流Ｉｉが供給される。
A pair of input terminals P1 and P2 of the
スイッチＳＷ１は、外部電源９と電源回路１１の入力端子Ｐ２との間に設けられている。スイッチＳＷ１がオン状態（導通状態）であれば、外部電源９から電源回路１１へ交流電力が供給される。スイッチＳＷ１がオフ状態（遮断状態）であれば、外部電源９から電源回路１１へ交流電力が供給されない。なお、スイッチＳＷ１は、外部電源９と電源回路１１の入力端子Ｐ１との間に設けられてもよい。
The switch SW1 is provided between the
電源回路１１は、昇降圧機能、及び昇圧機能のいずれかを有するワンコンバータ（又はシングルステージコンバータ）のスイッチング電源回路である。ワンコンバータでは、交流電力の力率を改善する力率改善回路と、交流電力を直流電力に変換する電力変換回路とが一体に構成されており、部品点数の低減、及び高効率化を図っている。すなわち、電源回路１１は、力率改善回路、及び電力変換回路として機能することができる。電源回路１１が昇降圧機能を有する場合、電源回路１１は、ＳＥＰＩＣ（Single Ended Primary Inductor Converter）回路、ＣＵＫ回路、及びＺＥＴＡ回路のいずれかの構成を備えることが好ましい。
The
図１の電源回路１１は、整流回路１１１、及びコンバータ１１２を備えており、コンバータ１１２は、ＳＥＰＩＣ回路を構成している。
The
整流回路１１１は、フルブリッジ接続された４個のダイオードを有するダイオードブリッジ１１ａ、及びコンデンサ１１ｂを備える。コンデンサ１１ｂは、ダイオードブリッジ１１ａの出力端間に接続される。ダイオードブリッジ１１ａは、外部電源９から一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２を介して入力された交流電圧Ｖｉを全波整流し、コンデンサ１１ｂの両端間には直流の脈流電圧Ｖｐが生成される。整流回路１１１が出力する脈流電圧Ｖｐは、コンバータ１１２に入力される。
The
コンバータ１１２は、整流回路１１１から脈流電圧Ｖｐを入力されて、直流の出力電圧（直流電圧）Ｖｏを出力する。コンバータ１１２は、制御回路１３によって制御される。
The
具体的に、コンバータ１１２は、インダクタ１１ｃ、１１ｈ、コンデンサ１１ｄ、ダイオード１１ｅ、出力コンデンサ１１ｆ、及びスイッチング素子１１ｇを備えて、ＳＥＰＩＣ回路を構成する。インダクタ１１ｃとインダクタ１１ｈとは、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１１ｂの正極（脈流電圧Ｖｐの高電位）と負極（脈流電圧Ｖｐの負電位）との間には、正極からインダクタ１１ｃ、コンデンサ１１ｄ、ダイオード１１ｅ、出力コンデンサ１１ｆを順に接続した直列回路が接続されている。インダクタ１１ｃとコンデンサ１１ｄとの接続点とコンデンサ１１ｂの負極との間には、スイッチング素子１１ｇが接続されている。図１のスイッチング素子１１ｇは、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）である。スイッチング素子１１ｇのドレインは、インダクタ１１ｃとコンデンサ１１ｄとの接続点に接続され、スイッチング素子１１ｇのソースは、コンデンサ１１ｂの負極に接続される。なお、スイッチング素子１１ｇ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。
Specifically, the
コンデンサ１１ｄとダイオード１１ｅとの接続点とコンデンサ１１ｂの負極との間には、インダクタ１１ｈが接続されている。そして、出力コンデンサ１１ｆの両端電圧が出力電圧Ｖｏになる。なお、ダイオード１１ｅのアノードはコンデンサ１１ｄに接続され、ダイオード１１ｅのカソードは出力コンデンサ１１ｆの正極に接続されている。
An
そして、スイッチング素子１１ｇがオンすると、コンデンサ１１ｂの正極、インダクタ１１ｃ、スイッチング素子１１ｇ、コンデンサ１１ｂの負極の順序で電流が流れて、インダクタ１１ｃ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１１ｇがオンすると、コンデンサ１１ｄ、スイッチング素子１１ｇ、インダクタ１１ｈ、コンデンサ１１ｄの順序で電流が流れて、インダクタ１１ｈにエネルギー（磁気エネルギー）が蓄積される。
When the
次に、スイッチング素子１１ｇがオフすると、インダクタ１１ｃ及びインダクタ１１ｈに蓄積されているエネルギーによって、出力コンデンサ１１ｆが充電される。また、スイッチング素子１１ｇがオフすると、インダクタ１１ｃを通じて脈流電圧Ｖｐによってコンデンサ１１ｄが充電される。
Next, when the
そして、スイッチング素子１１ｇがオンオフすることによって、脈流電圧Ｖｐを入力とする昇降圧動作が行われ、出力コンデンサ１１ｆの両端間に直流の出力電圧Ｖｏが発生する。電源回路１１は、一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４を備えており、出力端子Ｐ３は、出力コンデンサ１１ｆの正極（出力電圧Ｖｏの高電位）に接続し、出力端子Ｐ４は、出力コンデンサ１１ｆの負極（出力電圧Ｖｏの低電位）に接続する。すなわち、電源回路１１は、一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４から出力電圧Ｖｏを出力する。
By turning on and off the
一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４の間には、光源２と電流可変回路１２との直列回路が接続されている。光源２と電流可変回路１２との直列回路には、出力電圧Ｖｏが印加される。光源２に流れる負荷電流Ｉｏの大きさは、電流可変回路１２によって制御される。電流可変回路１２は、負荷電流Ｉｏの大きさを制御することで光源２の光出力を調整し、光源２の点灯、消灯、及び調光を行うことができる。
A series circuit of the
光源２は、固体発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いており、１個以上のＬＥＤを備える。図１では、光源２として１個のＬＥＤのみを図示しているが、直列接続された複数のＬＥＤを備えてもよい。直列接続された複数のＬＥＤを備える場合、隣り合う一対のＬＥＤでは、一方のＬＥＤのカソードが、他方のＬＥＤのアノードに接続している。光源２は、高電位側をアノード側とし、低電位側をカソード側とする。この場合、光源２のアノード側は、出力コンデンサ１１ｆの正極に接続している。光源２のカソード側は、電流可変回路１２に接続している。
The
電流可変回路１２は、ＦＥＴ１２１（トランジスタ）と、電流制御部１２２と、抵抗１２３、１２４と、コンデンサ１２５とを備える。
The variable
ＦＥＴ１２１は、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴであり、ＦＥＴ１２１のドレインは、光源２のカソード側に接続している。なお、ＦＥＴ１２１の代わりに、例えばバイポーラトランジスタなどの他のトランジスタを用いてもよい。
The
電流制御部１２２は、オペアンプ１２ａと、抵抗１２ｂ、１２ｃ、１２ｆと、検出抵抗１２ｄと、ダイオード１２ｅと、コンデンサ１２ｇとを備える。
The
ＦＥＴ１２１のソースは、検出抵抗１２ｄの一端に接続している。検出抵抗１２ｄの他端は、出力コンデンサ１１ｆの負極に接続している。すなわち、電源回路１１の一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４の間には、光源２とＦＥＴ１２１と検出抵抗１２ｄとの直列回路が接続している。また、光源２のアノード－カソード間には、抵抗１２３が接続している。ＦＥＴ１２１のドレインと出力コンデンサ１１ｆの負極との間には、抵抗１２４とコンデンサ１２５との並列回路が接続している。
A source of the
ＦＥＴ１２１のソースと検出抵抗１２ｄとの接続点は、オペアンプ１２ａの－側入力端子に接続している。さらに、オペアンプ１２ａの－側入力端子は、抵抗１２ｂの一端に接続し、抵抗１２ｂの他端は、ダイオード１２ｅのカソードに接続し、ダイオード１２ｅのアノードは、制御回路１３のＤＣポートＰ１３に接続している。また、オペアンプ１２ａの＋側入力端子は、抵抗１２ｆを介して制御回路１３のＰＷＭポートＰ１２に接続し、さらにコンデンサ１２ｇを介して出力端子Ｐ４に接続している。また、オペアンプ１２ａの出力端子と－側入力端子との間には、抵抗１２ｃが接続されている。さらに、オペアンプ１２ａの出力端子は、ＦＥＴ１２１のゲートに接続している。そして、電流制御部１２２は、ＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇを制御することで、ＦＥＴ１２１と検出抵抗１２ｄとの直列回路に流れる負荷電流Ｉｏの大きさを調節できる。
A connection point between the source of the
すなわち、電流可変回路１２は、負荷電流Ｉｏが流れるＦＥＴ（トランジスタ）１２１と検出抵抗１２ｄとの直列回路、及び検出抵抗１２ｄの両端電圧が基準電圧に一致するようにＦＥＴ１２１を制御して負荷電流Ｉｏを調節する電流制御部１２２を、備える。
That is, the variable
さらに、本実施形態では、ＦＥＴ１２１と検出抵抗１２ｄとの直列回路の両端電圧（ＦＥＴ１２１のドレインと出力コンデンサ１１ｆの負極との間の電圧）をフィードバック電圧Ｖａとする。このフィードバック電圧Ｖａは、ＦＥＴ１２１の両端電圧（ドレイン－ソース間電圧）を含む。本実施形態では、フィードバック電圧Ｖａは、ＦＥＴ１２１と検出抵抗１２ｄとの直列回路の両端電圧である。フィードバック電圧Ｖａは、制御回路１３の入力ポートＰ１４に入力される。入力ポートＰ１４には、例えば制御回路１３のＦＢ（Feedback）ポートを用いることができる。制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａに基づいて、スイッチング素子１１ｇのスイッチング動作を制御する。
Furthermore, in this embodiment, the voltage across the series circuit of the
なお、コンデンサ１２５は、フィードバック電圧Ｖａから高周波成分を減衰させて、フィードバック電圧Ｖａからノイズ成分を減少させる。抵抗１２３、１２４は、ＦＥＴ１２１のオフ時に光源２に流れる漏れ電流を抑制して、光源２の微発光を防止する。
Note that the
図１の制御回路１３は、例えばプロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータなどのコンピュータを有する。この場合、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータが制御回路１３の機能の少なくとも一部を実現する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータのメモリに予め記録されているが、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。また、制御回路１３は、コンピュータにディスクリート部品を組み合わせて構成されてもよい。
The
そして、制御回路１３は、電源回路１１が、外部電源９から供給される交流電力の力率を改善する力率改善回路、及び交流電力を直流電力に変換する電力変換回路として機能するように、スイッチング素子１１ｇをスイッチング制御する。すなわち、制御回路１３は、電源回路１１を制御することで、出力電圧Ｖｏを制御することができる。
The
さらに、制御回路１３は、デューティを可変とした電圧信号であるＰＷＭ信号Ｘ２を生成し、ＰＷＭ信号Ｘ２をＰＷＭポートＰ１２から電流制御部１２２へ出力する。制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを制御することで、負荷電流Ｉｏを制御することができる。
Further, the
なお、光源２は、ＬＥＤに限らず、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、または半導体レーザ（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を有していてもよい。
The
（２）電流フィードバック制御
以下、負荷電流Ｉｏのフィードバック制御（電流フィードバック制御）について説明する。
(2) Current Feedback Control Feedback control of the load current Io (current feedback control) will be described below.
電流可変回路１２では、電流制御部１２２がＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇを調整することで、負荷電流Ｉｏ（ＦＥＴ１２１のドレイン電流）を制御する。そして、制御回路１３は、電流可変回路１２に電流フィードバック制御を実行させる。
In the variable
制御回路１３は、光源２を点灯させる場合（光源２に負荷電流Ｉｏを流す場合）、ＰＷＭポートＰ１２から出力する電圧信号であるＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを、調光レベルに対応するデューティに設定する。ＰＷＭ信号Ｘ２は、抵抗１２ｆ及びコンデンサ１２ｇによって平滑され、コンデンサ１２ｇの両端間には直流の基準電圧Ｖｂが生じる。基準電圧Ｖｂは、オペアンプ１２ａの＋側入力端子に入力される。ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティが大きいほど、基準電圧Ｖｂは大きくなり、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティが小さいほど、基準電圧Ｖｂは小さくなる。すなわち、制御回路１３は、光源２の調光レベルに応じてＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを調整することで、基準電圧Ｖｂを調光レベルに応じた値に調整できる。調光レベルが高いほど、基準電圧Ｖｂは高くなり、調光レベルが低いほど、基準電圧Ｖｂは低くなる。
When the
そして、オペアンプ１２ａは、イマジナリショート（Imaginary Short）の作用によって、オペアンプ１２ａの－側入力端子の電圧である検出電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｂに等しくなるように出力電圧を調整する。オペアンプ１２ａの出力電圧は、ＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇ（ゲート－ソース間電圧）としてＦＥＴ１２１のゲートに印加される。電流制御部１２２は、ＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇを調整することで、負荷電流Ｉｏ（ＦＥＴ１２１のドレイン電流）を制御することができる。
Then, the
そして、制御回路１３は、光源２を点灯させる場合、ＤＣポートＰ１３から出力するＤＣ信号Ｘ３の電圧をＬ（Ｌｏｗ）レベルに設定して、ダイオード１２ｅを逆バイアス状態にする。ダイオード１２ｅが逆バイアス状態になると、検出電圧Ｖｃは、検出抵抗１２ｄの両端電圧である抵抗電圧Ｖｓになる。オペアンプ１２ａは、負荷電流Ｉｏによって生じる抵抗電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂに等しくなるように、出力電圧を調整する。すなわち、ＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇは基準電圧Ｖｂによって決まる。したがって、制御回路１３が、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを調光レベルに応じて調整することで、光源２の光出力が制御される。
When the
上述のように、基準電圧Ｖｂ（又はＰＷＭ信号Ｘ２のデューティ）は負荷電流Ｉｏの目標値に相当し、電流可変回路１２は、負荷電流Ｉｏの値を目標値に一致させる電流フィードバック制御を実行する。
As described above, the reference voltage Vb (or the duty of the PWM signal X2) corresponds to the target value of the load current Io, and the variable
また、制御回路１３は、光源２を消灯させるときには、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％（又は約０％）に設定し、基準電圧Ｖｂを０Ｖ（又は約０Ｖ）にまで低下させる。さらに、制御回路１３は、光源２を消灯させるときには、ＤＣポートＰ１３から出力するＤＣ信号Ｘ３の電圧をＨ（Ｈｉｇｈ）レベルに設定する。このとき、ダイオード１２ｅは順バイアス状態になり、オペアンプ１２ａの－側入力端子の検出電圧Ｖｃは、ＨレベルのＤＣ信号Ｘ３の電圧になる。この結果、オペアンプ１２ａの出力電圧は低下して、ＦＥＴ１２１をオフ状態に維持し、負荷電流Ｉｏは流れず、光源２は消灯する。
When the
（３）電圧フィードバック制御
以下、出力電圧Ｖｏのフィードバック制御（電圧フィードバック制御）について説明する。
(3) Voltage Feedback Control Feedback control (voltage feedback control) of the output voltage Vo will be described below.
制御回路１３は、入力ポートＰ１４を介してフィードバック電圧Ｖａを受け取る。そして、制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａが目標電圧に一致するように駆動信号Ｘ１を生成し、駆動信号Ｘ１を出力ポートＰ１１からスイッチング素子１１ｇのゲートへ出力する。駆動信号Ｘ１は、スイッチング素子１１ｇをスイッチング制御するための電圧信号である。駆動信号Ｘ１の電圧値がＨ（Ｈｉｇｈ）レベルであれば、スイッチング素子１１ｇはオンし、駆動信号Ｘ１の電圧値がＬ（Ｌｏｗ）レベルであれば、スイッチング素子１１ｇはオフする。
制御回路１３は、スイッチング素子１１ｇを繰り返しオンオフさせるスイッチング制御を駆動信号Ｘ１によって行うことで、電源回路１１を力率改善回路及び電力変換回路として機能させる。具体的に、制御回路１３は、スイッチング素子１１ｇを一定のスイッチング周期毎にターンオンさせ、フィードバック電圧Ｖａが目標電圧に一致するように（フィードバック電圧Ｖａと目標電圧との差分が０（ゼロ）になるように）、スイッチング素子１１ｇのオン時間を調整することで、出力電圧Ｖｏをフィードバック制御する。目標電圧は、光源２を点灯可能、かつ、できるだけ低い値に設定されることが好ましく、光源２の順方向電圧Ｖｆの最大値に一定値を加算した値（例えば２．０Ｖ又は２．５Ｖ）になる。したがって、ＦＥＴ１２１のドレイン－ソース間電圧は、目標電圧から検出抵抗１２ｄでの電圧降下を引いた値に維持され、ＦＥＴ１２１の電力損失を抑制することができる。
The
すなわち、制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａが目標電圧に一致するように、出力電圧Ｖｏの電圧フィードバック制御を実行する。
That is, the
本実施形態では、制御回路１３による電圧フィードバック制御は、比例積分制御（以降、ＰＩ制御と称す）であることが好ましい。制御回路１３は、スイッチング素子１１ｇのオン時間（又はオンデューティ）をＰＩ制御の制御値として求めるために、離散値を扱うデジタル演算によるＰＩ制御を実行する。
In this embodiment, the voltage feedback control by the
具体的に、フィードバック電圧Ｖａと目標電圧との差分を誤差Ｅ、オン時間の演算値をＹ、積分時間をＴｉ、比例制御のフィードバックゲイン（比例ゲイン）をＫｐとする。この場合、演算値Ｙは、ＰＩ制御の伝達関数を用いて、以下の式１で表される。
Specifically, let E be the difference between the feedback voltage Va and the target voltage, Y be the calculated value of the ON time, Ti be the integral time, and Kp be the feedback gain (proportional gain) of the proportional control. In this case, the calculated value Y is represented by the
そして、離散値のサンプル番号をｎ、積分制御のフィードバックゲイン（積分ゲイン）をＫｉ、オン時間の更新周期（制御回路１３の演算周期）をＴｓ、整数をｍとして、式１をデジタル演算式に変換すると、演算値Ｙｎは、以下の式２で表される。
Then, assuming that n is the sample number of the discrete value, Ki is the feedback gain (integral gain) of the integral control, Ts is the update period of the ON time (calculation period of the control circuit 13), and m is an integer,
（４）比較例
図２は、比較例として、本実施形態とは異なる電源投入時の動作を示す。
(4) Comparative Example FIG. 2 shows, as a comparative example, an operation when the power is turned on, which is different from that of the present embodiment.
時間ｔ１１以前では、スイッチＳＷ１がオフ状態であり、駆動信号Ｘ１が停止しているので、負荷電流Ｉｏが０Ａ、出力電圧Ｖｏが０Ｖになって、光源２は消灯している。このとき、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％、ＤＣ信号Ｘ３をＨレベルとしている。この時間ｔ１１では、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されており、出力電圧Ｖｏは０Ｖである。
Before time t11, the switch SW1 is off and the drive signal X1 is stopped, so the load current Io is 0A, the output voltage Vo is 0V, and the
時間ｔ１１にスイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り換わる電源投入が行われると、制御回路１３は、電圧フィードバック制御によって駆動信号Ｘ１を出力し、出力電圧Ｖｏを０Ｖから増加させる。また、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％から増加させ、かつ、ＤＣ信号Ｘ３をＬレベルとし、電流フィードバック制御が開始される。このとき、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを変化させることで、光源２の調光レベルが時間ｔ１１から始動時間Ｔａ１に亘って下限レベル（調光下限）となるように負荷電流Ｉｏを電流値Ｉｏ１に制御した後、光源２の調光レベルが上限レベル（全点灯）となるように負荷電流Ｉｏを電流値Ｉｏ２に制御する。なお、以降の説明では、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されて、出力電圧Ｖｏが０Ｖであるとき（例えば時間ｔ１１）に行われる電源投入を「起動」と呼ぶ。
When the switch SW1 is turned on from the off state at time t11 and the power is turned on, the
時間ｔ１２において、スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態に切り換わる電源遮断が行われると、コンバータ１１２の出力コンデンサ１１ｆの充電が停止する。また、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％に低下させ、ＤＣ信号Ｘ３をＨレベルとする。この結果、ＦＥＴ１２１はオフ状態に維持されて、負荷電流Ｉｏは０Ａになり、光源２は消灯する。ＦＥＴ１２１がオフ状態になると、フィードバック電圧Ｖａは、出力電圧Ｖｏと同一値にまで上昇する。その後、出力コンデンサ１１ｆの放電によって出力電圧Ｖｏが徐々に低下し、フィードバック電圧Ｖａも徐々に低下する。なお、制御回路１３は、入力ポートＰ１４を介してフィードバック電圧Ｖａを受け取ると、Ａ／Ｄ変換などの処理によって、フィードバック電圧Ｖａを内部信号Ｘａに変換する。内部信号Ｘａで表現可能な値には上限値が設定されており、内部信号Ｘａに変換されたフィードバック電圧Ｖａの値は、上限値Ｘａ１（例えば５Ｖ）でクランプされる。
At time t12, when the switch SW1 is switched from the ON state to the OFF state and power is cut off, the charging of the
時間ｔ１３において、スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り換わる電源投入が行われると、制御回路１３は、上述の時間ｔ１１以降の動作と同様に、光源２を始動時間Ｔａ１に亘って調光下限で調光点灯させた後、光源２を全点灯させる。しかしながら、時間ｔ１３では、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されておらず、出力コンデンサ１１ｆの残留電荷による出力電圧Ｖｏが生じている。したがって、時間ｔ１２～ｔ１３では、フィードバック電圧Ｖａは、出力コンデンサ１１ｆの残留電荷による出力電圧Ｖｏと同一値を維持している。この状態で、電流制御部１２２がＦＥＴ１２１を駆動して上述の電流フィードバック制御を行うと、フィードバック電圧Ｖａが急激に低下する（時間ｔ１３～ｔ１４）。光源２のインピーダンスが大きいほど、フィードバック電圧Ｖａはより急激に低下する。なお、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されておらず、出力電圧Ｖｏが所定電圧（例えば略０Ｖ）より大きいとき（例えば時間ｔ１３）に行われる電源投入を「再起動」と呼ぶ。言い換えると、「再起動」とは、スイッチング素子１１ｇがスイッチング動作を停止した後（スイッチング動作を停止して短時間しか経過していないとき）にスイッチング動作を開始することである。
At time t13, when the switch SW1 is switched from the off state to the on state and the power is turned on, the
そして、急激に低下するフィードバック電圧Ｖａに基づいて制御回路１３が上述の電圧フィードバック制御を実行すると、スイッチング素子１１ｇのオン時間が急激に長くなる。また、インダクタ１１ｃ、１１ｈの各放電時間は、出力電圧Ｖｏに反比例するので、出力電圧Ｖｏが低いほど、インダクタ１１ｃ、１１ｈの各放電時間は長くなる。したがって、出力コンデンサ１１ｆに残留電荷が残っている状態で電源投入が行われると、フィードバック電圧Ｖａが急激に低下し、スイッチング素子１１ｇが連続モードでスイッチングして、スイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値が過大になる可能性がある。スイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値が過大になると、スイッチング素子１１ｇでの電力損失が増加してしまう。
Then, when the
図３Ａは、フィードバック電圧Ｖａが急激に低下した場合のスイッチング素子１１ｇのオン時間の変動を示す。図３Ｂは、フィードバック電圧Ｖａが緩やかに低下した場合のスイッチング素子１１ｇのオン時間の変動を示す。フィードバック電圧Ｖａが急激に低下すると、オン時間が大きく振動しながら収束する。フィードバック電圧Ｖａが緩やかに低下すると、フィードバック電圧Ｖａが急激に低下した場合に比べてオン時間の振動が小さくなる。
FIG. 3A shows variations in the ON time of the
上述のように、比較例の再起動時には、スイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値が過大になる可能性がある。
As described above, when the comparative example is restarted, the peak value of the switching current flowing through the
（５）再起動時の動作
そこで、本実施形態の点灯装置１０は、再起動時にスイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値を抑えるために、再起動時におけるスイッチング素子１１ｇのオン時間の変動幅に制限値を設ける。なお、以降の説明では、スイッチング素子１１ｇのオン時間の変動幅の制限値を、単に、変動制限値と称すことがある。
(5) Operation at Restart Therefore, in order to suppress the peak value of the switching current flowing through the
以下、スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り換わる電源投入時の点灯装置１０の動作について説明する。なお、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されて、出力電圧Ｖｏが０Ｖであるときに行われる電源投入を「起動」と呼ぶ。また、出力コンデンサ１１ｆが完全に放電されておらず、出力電圧Ｖｏが所定電圧（例えば略０Ｖ）より大きいときに行われる電源投入を「再起動」と呼ぶ。
The operation of the
電源投入時には、制御回路１３は、光源２の調光レベルが始動時間Ｔａ１に亘って下限レベル（調光下限）となるように負荷電流Ｉｏを制御した後、光源２の調光レベルが上限レベル（全点灯）となるように負荷電流Ｉｏを制御する。すなわち、電源投入時において、制御回路１３は、光源２を始動時間Ｔａ１に亘って調光下限で調光点灯させた後、光源２を全点灯させる。始動時間Ｔａ１は、例えば２５０ｍｓに設定される。
When the power is turned on, the
具体的に、制御回路１３は、電源投入イベント及び電源遮断イベントを検出するために入力ポートＰ１５、Ｐ１６を備える。入力ポートＰ１５はコンデンサ１１ｂの正極に接続し、入力ポートＰ１６はコンデンサ１１ｂの負極に接続しており、制御回路１３は、入力ポートＰ１５、Ｐ１６に入力される脈流電圧Ｖｐ（コンデンサ１１ｂの両端電圧）を監視する。制御回路１３は、脈流電圧Ｖｐが所定値以上の値であれば、電源投入がなされたとして、電源投入イベントを検出する。制御回路１３は、脈流電圧Ｖｐが所定値未満の値であれば、電源遮断がなされたとして、電源遮断イベントを検出する。なお、制御回路１３は、スイッチＳＷ１のオン、オフに関わらず、外部電源９又は他の電源から駆動電力を供給されることが好ましい。
Specifically, the
制御回路１３は、電源投入イベントを検出する以前ではＤＣ信号Ｘ３をＨレベルとし、電源投入イベントを検出すると、ＤＣ信号Ｘ３をＨレベルからＬレベルに切り換える。また、制御回路１３は、ＤＣ信号Ｘ３をＬレベルに維持しているときに電源遮断イベントを検出すると、ＤＣ信号Ｘ３をＬレベルからＨレベルに切り換える。
The
また、制御回路１３は、電源投入イベントを検出する以前ではＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％に維持し、電源投入イベントを検出してから始動時間Ｔａ１が経過するまでは、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを下限デューティ（０％より大きい）に設定する。下限デューティは、調光下限に対応するデューティである。すなわち、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを下限デューティに設定することで、光源２を調光下限で調光点灯させる。制御回路１３は、電源投入イベントを検出してから始動時間Ｔａ１が経過すると、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを下限デューティから上限デューティ（例えば１００％）まで徐々に増加させ、光源２の点灯状態を調光点灯から全点灯へ徐々に移行させる。すなわち、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを上限デューティに設定することで、光源２を全点灯させる。
Further, the
図４は、本実施形態における再起動時の点灯装置１０の動作を示す。
FIG. 4 shows the operation of the
図４において、時間ｔ１以前では、制御回路１３は、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを上限デューティに設定することで、基準電圧Ｖｂを電圧値Ｖｂ２にする。また、時間ｔ１以前では、制御回路１３は、ＤＣ信号Ｘ３をＬレベルに設定しており、抵抗電圧Ｖｓ（負荷電流Ｉｏに比例する電圧）が検出電圧Ｖｃになる。したがって、電流フィードバック制御によって、抵抗電圧Ｖｓが電圧値Ｖｂ２に一致するようにＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇが調整されるので、負荷電流Ｉｏが電流値Ｉｏ２に制御されて、光源２が全点灯する。また、時間ｔ１以前では、電圧フィードバック制御によって、フィードバック電圧Ｖａは目標電圧Ｖａ１に一致している。
In FIG. 4, before time t1, the
時間ｔ１に電源遮断が行われると、コンバータ１１２における出力コンデンサ１１ｆの充電が停止し、出力コンデンサ１１ｆの放電によって、出力電圧Ｖｏが徐々に低下し、負荷電流Ｉｏも徐々に低下する。制御回路１３は、時間ｔ１に電源遮断イベントを検出すると、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを０％に設定し、基準電圧Ｖｂを０Ｖにまで低下させる。また、制御回路１３は、電源遮断イベントを検出すると、ＤＣ信号Ｘ３をＨレベルに設定し、ＨレベルのＤＣ信号Ｘ３が検出電圧Ｖｃとなる。この結果、ＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇは、時間ｔ１から少し遅れた時間ｔ２で０Ｖになり、ＦＥＴ１２１はオフ状態に維持され、光源２は消灯する。
When the power supply is cut off at time t1, charging of the
時間ｔ２にＦＥＴ１２１がオフ状態になると、フィードバック電圧Ｖａは、出力電圧Ｖｏと同一値にまで上昇する。その後、出力コンデンサ１１ｆの放電によって出力電圧Ｖｏが徐々に低下するにしたがって、フィードバック電圧Ｖａも徐々に低下する。また、制御回路１３は、電源遮断イベントを検出すると、スイッチング素子１１ｇのスイッチング動作を停止させる。
When the
その後、電源投入が行われた場合、制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａが閾値を下回っているときに電源投入イベントを検出すると、起動イベント（点灯装置１０の起動）が発生したと判定する。また、制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａが閾値を上回っているときに電源投入イベントを検出すると、再起動イベント（点灯装置１０の再起動）が発生したと判定する。
After that, when the power is turned on, the
制御回路１３は、電源投入イベント（起動イベント又は再起動イベント）を検出すると、スイッチング素子１１ｇのスイッチング動作を開始させ、かつ、光源２を始動時間Ｔａ１に亘って調光下限で調光点灯させた後、光源２を全点灯させる。
When the
ここで、制御回路１３は、再起動イベントを検出すると、再起動イベントを検出してから予め決められた制限時間Ｔａ２が経過するまで、変動制限値をΔＹａ１に設定する。制御回路１３は、再起動イベントを検出してから制限時間Ｔａ２が経過した後、変動制限値をΔＹａ２に設定する。変動制限値ΔＹａ１は、変動制限値ΔＹａ２よりも小さい（ΔＹａ１＜ΔＹａ２）。すなわち、再起動直後にフィードバック電圧Ｖａが急激に低下して、制御回路１３がスイッチング素子１１ｇのオン時間を長くしようとしても、スイッチング素子１１ｇのオン時間は、更新周期Ｔｓ毎に最大で変動制限値ΔＹａ１ずつでしか長くならない。したがって、点灯装置１０は、再起動時にスイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値を抑えることができる。
Here, when the
また、再起動イベントを検出してから制限時間Ｔａ２が経過した後では、スイッチング素子１１ｇのオン時間は、更新周期Ｔｓ毎に最大で変動制限値ΔＹａ２ずつ長くなる。したがって、再起動イベントを検出してから制限時間Ｔａ２が経過した後に光源２の調光レベルを変更する際には、出力電圧Ｖｏを制御する電圧フィードバック制御を、負荷電流Ｉｏの変動に追従させることができる。
Further, after the limit time Ta2 has passed since the restart event was detected, the ON time of the
上述のように、スイッチング素子１１ｇは、スイッチング動作を開始してから制限時間Ｔａ２が経過するまでの変動制限値ΔＹａ１が、スイッチング動作を開始してから制限時間Ｔａ２が経過した後の制限値よりも小さくなる制限動作を行う。
As described above, in the
また、制御回路１３は、起動イベントを検出すると、変動制限値をΔＹａ３に設定する。変動制限値ΔＹａ３は、変動制限値ΔＹａ１以上であることが好ましい（ΔＹａ１＜ΔＹａ３）。さらには、変動制限値ΔＹａ３は、変動制限値ΔＹａ２に等しいことが好ましい（ΔＹａ２＝ΔＹａ３）。
Further, when the
図４では、時間ｔ３に電源投入が行われると、制御回路１３は再起動イベントを検出する。制御回路１３は、再起動イベントを検出すると、電圧フィードバック制御によって駆動信号Ｘ１を出力する。また、電流可変回路１２は、電流フィードバック制御を開始し、制御回路１３は、再起動イベントを検出してから始動時間Ｔａ１が経過する時点（時間ｔ６）までは、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを下限デューティに設定することで、基準電圧Ｖｂを電圧値Ｖｂ１にする。また、時間ｔ３以降では、制御回路１３は、ＤＣ信号Ｘ３をＬレベルに設定しており、抵抗電圧Ｖｓ（負荷電流Ｉｏに比例する電圧）が検出電圧Ｖｃになる。したがって、時間ｔ３～ｔ６の期間では、抵抗電圧Ｖｓが電圧値Ｖｂ１に一致するようにＦＥＴ１２１のゲート電圧Ｖｇが調整されるので、光源２が調光下限で調光点灯するように負荷電流Ｉｏが電流値Ｉｏ１に制御される。
In FIG. 4, when power is turned on at time t3, the
このとき、制御回路１３は、時間ｔ３から制限時間Ｔａ２が経過するまで、オン時間の変動制限値をΔＹａ１に設定する。したがって、時間ｔ３以降（時間ｔ４～ｔ５）にフィードバック電圧Ｖａが急激に低下して、制御回路１３がスイッチング素子１１ｇのオン時間を長くしようとしても、スイッチング素子１１ｇのオン時間は、更新周期Ｔｓ毎に最大で変動制限値ΔＹａ１ずつしか長くならない。この結果、時間ｔ４～ｔ５の期間において、スイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値が抑えられる。なお、図４では、Ｔａ１＝Ｔａ２として、時間ｔ３から制限時間Ｔａ２が経過する時点を時間ｔ６としている。
At this time, the
また、制御回路１３が変動制限値をΔＹａ１に設定したことによって、出力コンデンサ１１ｆの充電量が放電量より小さくなり、時間ｔ３以降の出力電圧Ｖｏは低下し続ける。この結果、時間ｔ６以前の時間ｔ５にフィードバック電圧Ｖａは０Ｖに達し、時間ｔ５～ｔ６の期間では、負荷電流Ｉｏ及び検出電圧Ｖｃ（抵抗電圧Ｖｓ）の各落ち込み、並びにゲート電圧Ｖｇの上昇が生じる。
Also, since the
時間ｔ６以降では、制御回路１３は、オン時間の変動制限値をΔＹａ２に設定する。また、制御回路１３は、時間ｔ６以降では、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを下限デューティから上限デューティまで徐々に増加させ、基準電圧Ｖｂを電圧値Ｖｂ１から電圧値Ｖｂ２まで増加させる。この結果、時間ｔ７に基準電圧Ｖｂが電圧値Ｖｂ２に達し、負荷電流Ｉｏが電流値Ｉｏ２に制御されて、光源２が全点灯する。
After time t6, the
制御回路１３は、時間ｔ７以降に負荷電流Ｉｏを増減させて、光源２を調光する場合には、オン時間の変動制限値をΔＹａ２に設定しているので、出力電圧Ｖｏを制御する電圧フィードバック制御を、負荷電流Ｉｏの変動に追従させることができる。
When the
（６）変動制限値ΔＹａ１の設定例
スイッチング素子１１ｇのオン時間の変動制限値ΔＹａ１は、光源２を調光下限で点灯させているときの、フィードバック電圧Ｖａの最大変動幅に基づく値に設定されることが好ましい。
(6) Setting Example of Variation Limit Value ΔYa1 The variation limit value ΔYa1 of the on-time of the
本実施形態では、光源２を調光下限で点灯させているとき、フィードバック電圧Ｖａの最大リプル電圧は０．４２１Ｖであり、フィードバック電圧Ｖａの最大変動幅は０．１２Ｖ／ｍｓとなる。フィードバック電圧Ｖａの最大変動幅０．１２Ｖ／ｍｓに対して、必要なオン時間の変動幅は４３．７ｎｓである。そこで、必要なオン時間の変動幅４３．７ｎｓにマージンを加算して、制限値ΔＹａ１を例えば７８．１２５ｎｓに設定する。
In the present embodiment, when the
（７）制限時間Ｔａ２の設定例
制限時間Ｔａ２は、始動時間Ｔａ１以下、かつ、下限時間以上であることが好ましい。なお、下限時間は、電源投入時のフィードバック電圧Ｖａの最大値を、安定制御可能なフィードバック電圧Ｖａの傾きの最大値で除した値である。
(7) Setting example of time limit Ta2 It is preferable that the time limit Ta2 is equal to or less than the starting time Ta1 and equal to or more than the lower limit time. The lower limit time is a value obtained by dividing the maximum value of the feedback voltage Va at power-on by the maximum value of the slope of the feedback voltage Va that can be stably controlled.
まず、本実施形態の点灯装置１０の仕様では、始動時間Ｔａ１の最小値は２９１ｍｓである。
First, in the specifications of the
また、点灯装置１０の部品毎の特性ばらつき、及び温度による部品の特性ばらつきなどによって、全調光範囲におけるフィードバック電圧Ｖａの最大リプル電圧は４．３３Ｖになり、フィードバック電圧Ｖａの最大変動幅は１．４８Ｖ／ｍｓとなる。そして、電源投入時のフィードバック電圧Ｖａの最大値を７３．１Ｖとすると、下限時間は、４９．４（＝７３．１／１．４８）ｍｓになる。
In addition, due to the characteristic variation of each part of the
すなわち、制限時間Ｔａ２は、２９１ｍｓ以下、かつ、４９．４ｍｓ以上の値であり、制限時間Ｔａ２は、例えば１００ｍｓに設定される。 That is, the time limit Ta2 is a value of 291 ms or less and 49.4 ms or more, and the time limit Ta2 is set to 100 ms, for example.
（８）照明器具
図５は、天井パネルに設置された給電ダクト４に取り付けられる照明器具Ｂ１を示す。照明器具Ｂ１は、給電ダクト４に固定される固定部３１と、光源２を保持した筐体３２とを備える。筐体３２は、円柱形状であって、光源２の光を軸方向の一面から出射させる。点灯装置１０は、固定部３１又は筐体３２に収納される。また、点灯装置１０は、固定部３１及び筐体３２に分散して収納されてもよい。照明器具Ｂ１の点灯装置１０には、給電ダクト４内の導電体（図示せず）を介して、交流電圧Ｖｉが入力される。
(8) Lighting fixture Fig. 5 shows a lighting fixture B1 attached to the
さらに、筐体３２は、固定部３１に対して回転可能に連結されている。具体的に説明すると、照明器具Ｂ１は、第１連結部３３と、第２連結部３４とを備える。第１連結部３３は、固定部３１に対して鉛直方向の周りに回転可能に連結される。第２連結部３４は、第１連結部３３に対して筐体３２を水平方向の周りに回転可能に連結する。つまり、固定部３１に対して第１連結部３３を回転させることで、筐体３２の水平方向の向きを変更することができる。また、第２連結部３４によって筐体３２を回転させることで、筐体３２の鉛直方向の向きを変更することができる。
Furthermore, the
（９）変形例
上述の実施形態では、電源装置１として、光源２を負荷とする点灯装置１０を例示しているが、電源装置１の形態は点灯装置１０に限定されない。
(9) Modifications In the above-described embodiment, the
電源装置１は、光源２以外の負荷へ負荷電流Ｉｏを供給する電源装置であってもよい。光源２以外の負荷としては、空調機器、情報機器、又は通信機器などの電気機器が挙げられる。一般に、電気機器のインピーダンスは、光源２のインピーダンスに比べて大きい。この結果、負荷が電気機器である場合のフィードバック電圧Ｖａは、負荷が光源２である場合のフィードバック電圧Ｖａより急激に低下する。したがって、負荷が電気機器であれば、再起動時にスイッチング素子１１ｇに流れるスイッチング電流のピーク値を抑えるための上述の制限動作が、より効果的になる。
The
また、制御回路１３は、フィードバック電圧Ｖａに基づいて起動イベント及び再起動イベントを検出する構成に限定されない。例えば、制御回路１３は、出力電圧Ｖｏに基づいて起動イベント及び再起動イベントを検出してもよい。また、制御回路１３は、駆動電圧の低下によるプロセッサのリセットの有無に基づいて起動イベント及び再起動イベントを検出してもよい。
Also, the
また、制御回路１３は、電源投入後の光源２の光出力が２．３乗カーブに沿って増加するように、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを増加させてもよい。例えば、制御回路１３は、電源投入時から１．８秒後に光源２が全点灯するように、ＰＷＭ信号Ｘ２のデューティを増加させる。
Further, the
（１０）まとめ
以上のように、実施形態に係る第１の態様の電源装置（１）は、電源回路（１１）と、電流可変回路（１２）と、を備える。電源回路（１１）は、外部電源（９）から供給される交流電圧（Ｖｉ）を直流電圧（Ｖｏ）に変換し、一対の出力端子（Ｐ３、Ｐ４）から直流電圧（Ｖｏ）を出力する。電流可変回路（１２）は、一対の出力端子（Ｐ３、Ｐ４）の間で負荷（２）に直列接続されて、負荷（２）に流れる負荷電流（Ｉｏ）を調整する。電源回路（１１）は、直流電圧（Ｖｏ）を調整するためにオン時間を可変とするスイッチング動作を行うスイッチング素子（１１ｇ）を有する。スイッチング素子（１１ｇ）は、スイッチング動作を開始してから制限時間（Ｔａ２）が経過するまでにおけるオン時間の変動幅の制限値（ΔＹａ１）が、スイッチング動作を開始してから制限時間（Ｔａ２）が経過した後における制限値（ΔＹａ２）よりも小さくなる制限動作を行う。
(10) Summary As described above, the power supply device (1) of the first aspect according to the embodiment includes the power supply circuit (11) and the current variable circuit (12). A power supply circuit (11) converts an AC voltage (Vi) supplied from an external power supply (9) into a DC voltage (Vo) and outputs the DC voltage (Vo) from a pair of output terminals (P3, P4). A variable current circuit (12) is connected in series with a load (2) between a pair of output terminals (P3, P4) to adjust a load current (Io) flowing through the load (2). The power supply circuit (11) has a switching element (11g) that performs a switching operation with a variable ON time in order to adjust the DC voltage (Vo). In the switching element (11g), the limit value (ΔYa1) of the variation width of the on-time from the start of the switching operation until the limit time (Ta2) elapses, and the limit time (Ta2) from the start of the switching operation. A limit operation is performed so that the limit value (ΔYa2) becomes smaller than the limit value (ΔYa2) after the lapse of time.
上述の電源装置（１）は、再起動時に、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The power supply device (1) described above can suppress the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11) at the time of restart.
実施形態に係る第２の態様の電源装置（１）では、第１の態様において、スイッチング素子（１１ｇ）は、スイッチング動作を停止した後にスイッチング動作を開始する再起動時にのみ、制限動作を行うことが好ましい。 In the power supply device (1) of the second aspect according to the embodiment, in the first aspect, the switching element (11g) performs the limiting operation only at the restart when the switching operation is started after stopping the switching operation. is preferred.
上述の電源装置（１）は、再起動時にのみ、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The power supply device (1) described above can suppress the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11) only at the time of restart.
実施形態に係る第３の態様の電源装置（１）では、第２の態様において、再起動時は、スイッチング動作の開始時に直流電圧（Ｖｏ）が所定電圧以上であるとき、であることが好ましい。 In the power supply device (1) of the third aspect according to the embodiment, in the second aspect, it is preferable that the time of restarting is when the DC voltage (Vo) is equal to or higher than a predetermined voltage at the start of the switching operation. .
上述の電源装置（１）は、再起動の発生を検出できる。 The power supply (1) described above can detect the occurrence of a restart.
実施形態に係る第４の態様の電源装置（１）では、第１乃至第３の態様のいずれか一つにおいて、電源回路（１１）は、ＳＥＰＩＣ回路（１１２）を備えることが好ましい。 In the power supply device (1) of the fourth aspect according to the embodiment, in any one of the first to third aspects, the power supply circuit (11) preferably includes a SEPIC circuit (112).
上述の電源装置（１）は、ＳＥＰＩＣ回路（１１２）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The power supply device (1) described above can suppress the current flowing through the switching element (11g) of the SEPIC circuit (112).
実施形態に係る第５の態様の電源装置（１）では、第１乃至第４の態様のいずれか一つにおいて、電源回路（１１）は、外部電源（９）の力率を改善する力率改善回路及び交流電圧（Ｖｉ）を直流電圧（Ｖｏ）に変換する電力変換回路として機能することが好ましい。 In the power supply device (1) of the fifth aspect according to the embodiment, in any one of the first to fourth aspects, the power supply circuit (11) improves the power factor of the external power supply (9). It preferably functions as an improvement circuit and a power conversion circuit that converts an AC voltage (Vi) to a DC voltage (Vo).
上述の電源装置（１）は、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えながら、電源回路（１１）が力率改善回路及び電力変換回路として機能できる。 In the power supply device (1) described above, the power supply circuit (11) can function as a power factor correction circuit and a power conversion circuit while suppressing the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11).
実施形態に係る第６の態様の電源装置（１）は、第１乃至第５の態様のいずれか一つにおいて、電源回路（１１）を制御する制御回路（１３）を更に備えることが好ましい。制御回路（１３）は、スイッチング素子（１１ｇ）のスイッチング動作を制御し、スイッチング素子（１１ｇ）に制限動作を行わせる。 The power supply device (1) of the sixth aspect according to the embodiment preferably further comprises a control circuit (13) for controlling the power supply circuit (11) in any one of the first to fifth aspects. A control circuit (13) controls the switching operation of the switching element (11g) and causes the switching element (11g) to perform the limiting operation.
上述の電源装置（１）は、制御回路（１３）によって、スイッチング素子（１１ｇ）の制限動作を制御できる。 The power supply device (1) described above can control the limiting operation of the switching element (11g) by the control circuit (13).
実施形態に係る第７の態様の点灯装置（１０）は、第１乃至第６の態様のいずれか一つの電源装置（１）を備えて、光源（２）を負荷とする。 A lighting device (10) according to a seventh aspect of the embodiment includes the power supply device (1) according to any one of the first to sixth aspects and uses a light source (2) as a load.
上述の点灯装置（１０）は、再起動時に、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The lighting device (10) described above can suppress current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11) at the time of restart.
実施形態に係る第８の態様の点灯装置（１０）では、第７の態様において、電流可変回路（１２）は、スイッチング動作が開始されてから始動時間（Ｔａ１）が経過するまで、光源（２）の調光レベルが下限レベルになるように負荷電流（Ｉｏ）を調整することが好ましい。制限時間（Ｔａ２）は、始動時間（Ｔａ１）以下である。 In the lighting device (10) of the eighth aspect according to the embodiment, in the seventh aspect, the current variable circuit (12) keeps the light source (2 ) is adjusted to the lower limit level. The time limit (Ta2) is less than or equal to the starting time (Ta1).
上述の点灯装置（１０）は、始動時間（Ｔａ１）によって、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流をさらに抑えることができる。 The lighting device (10) described above can further suppress the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11) by the starting time (Ta1).
実施形態に係る第９の態様の照明器具（Ｂ１）は、第７又は第８の態様の点灯装置（１０）と、負荷電流（Ｉｏ）が流れる光源（２）と、点灯装置（１０）及び光源（２）の少なくとも一方を支持する筐体（３２）とを備える。 A lighting fixture (B1) of a ninth aspect according to the embodiment comprises the lighting device (10) of the seventh or eighth aspect, a light source (2) through which a load current (Io) flows, a lighting device (10), and and a housing (32) that supports at least one of the light sources (2).
上述の照明器具（Ｂ１）は、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The lighting fixture (B1) described above can suppress the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11).
実施形態に係る第１０の態様のプログラムは、コンピュータを、第６の態様の電源装置（１）が備える制御回路（１３）として機能させる。 A program of a tenth aspect according to the embodiment causes a computer to function as a control circuit (13) included in the power supply device (1) of the sixth aspect.
上述のプログラムは、電源回路（１１）のスイッチング素子（１１ｇ）に流れる電流を抑えることができる。 The above program can suppress the current flowing through the switching element (11g) of the power supply circuit (11).
また、上述の実施形態は本開示の一例である。このため、本開示は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 Also, the above-described embodiment is an example of the present disclosure. For this reason, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and other than these embodiments, various modifications can be made according to the design, etc., as long as they do not deviate from the technical idea of the present disclosure. Of course, changes are possible.
１ 電源装置
１０ 点灯装置
１１ 電源回路
１１ｇ スイッチング素子
１１２ コンバータ（ＳＥＰＩＣ回路）
１２ 電流可変回路
１３ 制御回路
２ 光源
３２ 筐体
９ 外部電源
Ｐ３、Ｐ４ 出力端子
Ｖｉ 交流電圧
Ｖｏ 出力電圧（直流電圧）
Ｉｏ 負荷電流
Ｔａ１ 始動時間
Ｔａ２ 制限時間
ΔＹａ１ オン時間の変動幅の制限値（変動制限値）
ΔＹａ２ オン時間の変動幅の制限値（変動制限値）
12 Current
Io Load current Ta1 Starting time Ta2 Time limit ΔYa1 Limit value of fluctuation width of ON time (fluctuation limit value)
ΔYa2 On-time variation limit value (fluctuation limit value)
Claims (10)
前記一対の出力端子の間で負荷に直列接続されて、前記負荷に流れる負荷電流を調整する電流可変回路と、を備え、
前記電源回路は、前記直流電圧を調整するためにオン時間を可変とするスイッチング動作を行うスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は、前記スイッチング動作を開始してから制限時間が経過するまでにおける前記オン時間の変動幅の制限値が、前記スイッチング動作を開始してから前記制限時間が経過した後における前記制限値よりも小さくなる制限動作を行う
電源装置。 a power supply circuit that converts an AC voltage supplied from an external power source into a DC voltage and outputs the DC voltage from a pair of output terminals;
a current variable circuit connected in series to the load between the pair of output terminals and adjusting the load current flowing through the load;
The power supply circuit has a switching element that performs a switching operation with a variable ON time to adjust the DC voltage,
In the switching element, the limit value of the fluctuation width of the ON time from the start of the switching operation until the limit time elapses is the limit value after the limit time elapses from the start of the switching operation. A power supply with limited operation that is less than
請求項１の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1, wherein the switching element performs the limiting operation only at a restart when the switching operation is started after stopping the switching operation.
請求項２の電源装置。 3. The power supply device according to claim 2, wherein the restart is when the DC voltage is equal to or higher than a predetermined voltage at the start of the switching operation.
請求項１乃至３のいずれか一項の電源装置。 4. The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply circuit comprises a SEPIC circuit.
請求項１乃至４のいずれか一つの電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power supply circuit functions as a power factor correction circuit that improves the power factor of the external power supply and a power conversion circuit that converts the AC voltage into the DC voltage.
前記制御回路は、
前記スイッチング素子の前記スイッチング動作を制御し、
前記スイッチング素子に前記制限動作を行わせる
請求項１乃至５のいずれか一項の電源装置。 Further comprising a control circuit for controlling the power supply circuit,
The control circuit is
controlling the switching operation of the switching element;
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the switching element is caused to perform the limiting operation.
光源を前記負荷とする
点灯装置。 Equipped with the power supply device according to any one of claims 1 to 6,
A lighting device having a light source as the load.
前記制限時間は、前記始動時間以下である
請求項７の点灯装置。 The current variable circuit adjusts the load current so that the dimming level of the light source is at a lower limit level from when the switching operation is started until the starting time elapses,
The lighting device according to claim 7, wherein the time limit is equal to or less than the starting time.
プログラム。 A program that causes a computer to function as the control circuit provided in the power supply device according to claim 6 .
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